机器人零部件为何成2023年世界机器人大会关注热门？

在原先，机器人的三大核心零部件是控制系统中的控制器、驱动系统中的伺服电机和机械系统中的精密减速器。如今，机器人的主体框架结构已经落实，更多机器人已经开始深入到各类场景中，这也带来了视觉、力觉、一体化执行机构等新的零部件方向。

2023年世界机器人大会上不难发现这种新趋势。本次140余家中外知名机器人企业携带的近600件展品，无论是ABB、FESTO、现代、新松、京东物流、元化智能、天智航等，还是6场主论坛、近30场专题论坛及配套活动，所展示和报告的内容，大多不再是机器人单机，而是通过融合各类视觉、传感器的机器人综合解决方案，多维度、多视角呈现了机器人行业新技术、新产品、新方案、新应用。

在世界机器人大会上，包括制造业、农业、商贸物流、医疗健康、商业社区服务、安全应急和极限环境应用等十大应用场景板块，目前已经和机器人实现了初步结合，展现了机器人在推动创新发展、转变经济发展方式、改善人民福祉方面的积极作用，也展现了机器人深入各类场景的应用能力。

整个世界机器人大会上表现了一种未来图景：随着机器人应用场景正全面打开，机器人行业发展正从关注“机器人”本身，到了关注“机器人+”如何赋能千行百业，如何推动着机器人应用向深度广度拓展，这就延伸出更多的机器人相关概念和细分技术体系。

▍新部件方向初现端倪

在全球各巨头纷纷选择进军机器人领域的当下，许多新的机器人概念正快速从提出到火热，例如GPT、具身智能等新概念让人目不暇接。其背后发展逻辑并不复杂：由于机器人本身的能力愈发丰富，需要机器人企业针对不同场景和需求，带着交钥匙的思路实现细分化和系统化完善，从而让多个新技术落地有了前提和可能性。

与此同时，机器人共性与前沿技术正在迅猛发展，电子、机械、生物、材料等大量科学和技术在相互交融中相互促进，融合创新、高端化、智能化、生态构建成为中国机器人未来发展的关键词，从而带动了多种零部件的融合和升级。

因为无论是工业还是服务机器人，主要包括三大部分六个子系统，其中三大部分指机械部分、传感部分和控制部分，六个子系统是指驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人－环境交互系统、人机交互系统和控制系统。传统的三大核心零部件保证了机器人的基础移动、控制、执行能力，而如今为了让机器人进入更大、更多场景，新的机器人零部件正从感知、决策两个维度出发，助力机器人商业化加速。

例如在硬件端，感知是机器人运动控制零部件外的最主要环节，也是控制和执行环节的前提。我们如果类比人类的五类感官来梳理机器人的相关感知硬件，可以发现其中包括交互控制、视觉传感、力控传感、位移姿态传感及运动控制传感等大的方向。

交互控制环节可以类比人类的“大小脑”，一般由主控、协调和分布控制构成，硬件涉及主控芯片、协调控制器、分布式驱动控制器等，SoC、MCU、FPGA等芯片厂商、智能控制器及可编程逻辑控制器厂商在今年越来越多和机器人进行了有机结合，通过惯性测量单元IMU等产品，帮助机器人实现了更稳定的位移姿态传感。

视觉传感环节可以类比人类的“眼睛”，3D机器视觉为机器人视觉传感主要方案，以多目视觉和iToF为主，机器视觉可以通过图像传感器找到被测的零件并确定其位置，使得机器人能够具备识别、定位、修正等更复杂的功能，在提高定位精度、实现自动化生产、拓展应用领域等方面都具有重要意义。

力控传感环节类比人类的“触觉”，力矩传感器为目前的主要方案，六维力传感器将会使机器人关节具备全方位的力感知能力，目前机器人的发展正推动六维力传感器放量降本。此外，柔性电子皮肤作为机器人触觉的进一步解决方案，目前也已取得初步进展，在协作机器人、人形机器人等产品上得到应用。

运动控制传感类比人类的“末梢神经”，目前许多厂商采取了新的关节驱动器，形成了全新的驱控一体化关节，搭建了各类关节模组，从而使得机器人灵巧手、夹爪等末端执行器快速成为机器人零部件的一股重要力量。

从整个世界机器人大会现场可以发现，无论是人形机器人、仿生蝴蝶、智能宠物猫等众多“新奇特”展品，还是工业制造类解决方案，都开始借助视觉、传感器等新型零部件，增强机器人本体感知及获取环境物理信息的能力，减少体积和重量，同时有了更强的环境交互和融合能力，从而能更好实现新技术赋能，完成更广泛的作业。

▍新型部件国产替代潜力巨大

机器人市场空间巨大，也为新兴零部件的发展和进口替代提供了机遇。天眼查数据显示，现存机器人相关企业57.1万余家，其中，2023年上半年新增注册企业8.1万余家，与2022年同比增长38.4%。从地域分布来看，广东、江苏以及山东，三地相关企业数量位居前列，分别拥有11.4万余家、7.6万余家以及4.7万余家。本次世界机器人大会上，很明显能感受到，参展企业数量和参会人员都有了明显的提升。

四足机器人是成为带动新型零部件发展的主要动力。由于四足机器人需要有更高的有效载荷和极强的平衡能力，也需要更利于控制、设计和维护。目前国内外波士顿动力、小米、追觅科技、宇树科技、云深处等公司的产品，都通过自研、优化一体化关节模组，实现了越来越高的扭矩和输出密度，从而能够完成更复杂的动作，有更高的续航能力。据机器人大讲堂现场了解，其中追觅科技的关节模组产线目前也已经部署10多条，未来考虑单独销售。

同时，通过加入传感、视觉等新模块，四足机器人目前具备的计算机视觉和智能交互特性，这表现为机器人更加智能，有了更好的人机互动性，有了能够适应不同复杂地形、天气的高机动性、灵活性、自主性，这意味着机器狗开始能够替代人类在许多特殊或高危环境中工作，也有望成为个人和家庭智能服务场景中新的增长方向。

人形机器人同样带动了新兴的零部件市场机遇。本次世界机器人大会开幕首日，证券市场零部件板块拉升明显，行星滚柱丝杠、行星减速机、机器视觉等板块涨幅居前。

由于人形机器人具备通用性、可使用工具等属性，在“具身智能”等浪潮下已经成为多家企业关注的焦点。其中人形机器人中价值量占比约19%的行星滚柱丝杠、价值量占比约8%的空心杯电机、价值量占比约13%的行星减速器得到了非常多的关注。

原先这些新兴部件的产能主要集中在欧洲、美国等，国内起步较晚，规模较小，海外进口依赖度高，而在本次世界机器人大会博览会却集结了30余家国产关键零部件企业展示最新攻关成果，突出展现我国机器人产业强链补链实力和关键核心技术创新力。

本次世界机器人大会博览会，除了有空心杯龙头企业德国Fauhalber参展，还有不少国产企业展出这类新产品。例如鸣志电器在前不久对无刷电机及空心杯电机领域进行一次收购，综 合实力逐渐增强，本次就展现了其在空心杯电机的最新成果。由于国内少有12mm以下的空心杯电机，有消息认为本次鸣志展示的空心杯电机，性能接近Maxon、 Faulhaber两大海外空心杯电机巨头，且价格便宜30%以上，其电机及配套的行星齿轮箱有望进入特斯拉供应链，这也使得鸣志电器在世界机器人大会开展首日涨幅达到20%。

也有空心杯电机生产厂商在机器人大讲堂的沟通中表示市场并不乐观。因为批量制造难度大，对于高端制造设备的要求高，所以大多设备需要定制化生产，国内厂商大多原先并未把机器人市场作为主要开发方向，这导致机器人应用空心杯电机的技术提升空间依然非常大，在工艺经验积累方面仍有改善价值。

由于人形机器人的预期非常乐观，有分析预计2030年人形机器人需求量约177万台，全球市场空间有望达1692亿元，2023-2030年CAGR达25%。中短期（3-5年）工商业场景率先应用；中长期（5-10年后）个人场景应用空间大。大多企业虽然空心杯部件的出货量并不高，但是在世界机器人大会上仍然展示了相关技术储备，希望探索更多机器人市场的可能性。

▍新型部件稳扎稳打

本次世界机器人大会，除了空心杯电机、行星滚珠丝杠这种新型部件，六维力传感器、一体化关节等部件的发展节奏更为稳健，厂商的技术实力强劲，展现出了强大的国产替代实力。例如随着人形机器人的发展，关节模组也产生了驱控一体化的技术趋势，绿的谐波、钛虎机器人等企业本次世界机器人大会都有相应一体化集成产品展示，还涌现出了高擎机电等一批专精特新和“独角兽”创新企业。

力传感器是机器人感知环境的关键部件，该部件能为机器人提供力反馈信息，帮助机器人实现高精度的数据采集和多轴同步校准，一般被认为是机器人真正“拟人化”的关键。有六维力传感器作为感知元件，机器人才能精准执行，甚至做到 “穿针引线”，其中六维力传感器是精度最高、抗干扰能力最强的传感器类型，正快速应用于医疗机器人、人形机器人、工业机器人等多个领域。

目前国内厂商六维力传感器相比于海外更具性价比，部分厂商产品已经进入头部客户供应链，多家企业正在针对这个前沿方向，探索实践不同的技术发展路线。本次世界机器人大会上，例如宇立仪器的六维力传感器产品就得到了非常多的围观，该企业正通过扩大选型提高产品的应用覆盖面，解决应用多样性、复杂性问题，宇立的产品技术指标已达全球领先水平且具备一定的价格优势，已经进入 KUKA、ABB 等龙头客户供应链。

也有企业更关注本次世界机器人大会上展示的六维力传感器关键技术价值。例如鑫精诚传感器的相关负责人表示，由于国产应变片的成熟度越来越高，借助协作、工业机器人需求，目前鑫精诚六维力传感器的销量稳中有升，预计出货量能达到数千只，但人形机器人的六维力传感器实际应用仍然需要更多的探索，解决零点漂移等问题。

例如坤维科技等企业则正在通过打造准度更好、串扰更低的传感器，帮助机器人在打磨抛光等领域打开更大市场。其认为由于六维力传感器的技术难点集中于如何保持优良的静态性能、动态性能和低维间耦合，标定设备、解耦算法研发等均需要高额资本投入，坚持打造高性能部件能够建立更高的市场护城河。

根据智研瞻产业研究院，2022 年我国应变式传感器市场规模为 30.57 亿元，较上年同比增长 15.8%。六维力传感器虽然目前在整体市场占比依然较小，主要应用于协作机器人、医疗机器人等领域，但潜力巨大，市场高速增长。

▍结语与未来

世界机器人大会上，可以发现融合感知、数字孪生、人工智能、结构仿生等新技术加速渗透，机器人发展已经呈现出人机共融、虚实融合、智能驱动、泛在交互等发特征，产业逐步逼近变革跃升的临界点，机器视觉、激光雷达、机器人灵巧手这些机器人上游产业链生态愈发成熟，这其中蕴含着巨大的投资机遇和澎湃的发展动能。

目前我国拥有全球最大的机器人市场、最丰富的应用场景，必然有条件、有能力把握住这次变革机遇，为全球发展贡献更多方案和智慧。