一、人形机器人关节模组占据整机成本半壁江山,为商业化降本核心抓手
人形机器人关节模组又称一体化执行器,集成无框力矩电机、精密减速器、伺服驱动器、多通道编码器、力矩传感器,是人形机器人的运动心脏、肌肉骨骼与感知神经,整机 20-40 个自由度全部依靠关节模组实现运动,是决定机器人综合性能、成本、商业化落地能力的第一核心零部件。
关节模组是人形机器人 BOM 中价值占比最高环节,成本占整机硬件成本50%-60%,单台 70 万元整机中,关节模组成本超 30 万元,仅减速器单项就构成模组核心成本壁垒。因此关节模组是人形机器人商业化降本核心抓手,人形机器人行业规模化量产的核心瓶颈在于关节模组良率与单价,模组成本每下降 10%,整机终端售价可同步下探 5%-8%,直接决定人形机器人能否从工业试点走向民用普及。
数据来源:观研天下数据中心整理
二、下游整机产能扩张将向上游传导,关节模组需求规模迎来高速增长窗口期
根据观研报告网发布的《中国人形机器人关节模组行业发展趋势分析与投资前景研究报告(2026-2033年)》显示,一体化关节模组贯穿人形机器人全身所有可活动部位,完整分布于头部颈部、躯干腰部、双臂上肢、双腿下肢及灵巧手部五大区域。其中下肢髋膝踝模组为大扭矩重载型号,承载机身重量,保障行走平衡;肩肘腕上肢模组为高精度轻量化型号,适配精细操作;颈部、腰部模组负责机身姿态调整;灵巧手微型模组实现物体柔性抓取。
2025 年全球人形机器人行业实现初步放量,全年整机出货量约 1.8 万台,国内厂商依托完整供应链、成熟量产能力占据绝对主导,出货量占全球比重达 90%,直接带动上游关节模组需求同步释放,全年全球关节模组需求规模达到 72 万个。从产品结构拆分来看,适配头部、躯干、四肢运动的旋转关节为行业主流品类,全年需求 68 万个,占整体模组需求的 94%;直线关节应用场景相对有限,全年需求仅 4 万个,占比 6%。
数据来源:观研天下数据中心整理
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2026 年将成为人形机器人规模化商业验证元年,头部整机企业持续上调产能规划,多条万台级整机产线相继落地,商用交付订单规模实现从百台级向千台级跨越,下游整机产能扩张将向上游传导,关节模组量产规模迎来高速增长窗口期,行业需求增量空间广阔。
三、技术分场景适配逻辑清晰,混合关节架构将成为中长期主流方案
从技术划分维度来看,人形机器人关节模组可形成两套分类体系:依据驱动架构划分,分为直驱型(DD)、准直驱型(QDD)两类;依据内部搭载减速机类型划分,包含谐波减速机方案、RV 减速机方案、行星减速机方案三条路线。
其中,行星减速器路线是当前市场最成熟、应用最广泛的方案,良品率高,整体市场占有率约80%,比如乐聚机器人、松延动力所使用的泉智博一体化关节模组应用的便是行星减速器,一台机器人大约要用到20余个关节模组;而谐波减速器在控制精度上具有优势,适合上肢、协作臂等对定位精度要求高的场景,但刚性与负载能力相对较弱,市场占比约20%;摆线减速器路线兼具高精度与高刚性,被业界视为中长期的终极技术方案。
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单一路线难以适配整机全身不同部位性能需求,谐波 + QDD 准直驱 + 行星搭配的混合关节架构将成为中长期主流方案。分场景适配逻辑清晰,谐波模组凭借高精度、轻量化优势适配肩、肘、腕等上半身精密操作关节;QDD 准直驱模组动态响应、抗冲击性能突出,适配髋、膝、踝下肢重载高动态运动场景;行星减速机模组成本优势显著,多用于对价格敏感的通用经济型机型。
当前准直驱技术已完成实验室学术研究到工程化批量验证的跨越,2026 年在宇树、智元等国内头部人形机器人整机产品中实现大规模搭载落地,伴随整机万台级产能释放,配套 QDD 关节模组需求将同步快速放量。
人形机器人关节模组技术分类
| 技术路线名称 | 核心传动结构 | 减速比范围 | 核心优势 | 核心短板 | 适配人形机器人场景 |
| 直驱型 (DD) | 无减速器,电机直接输出扭矩 | 1:1 | 零背隙、高响应速度、力控性能优异 | 扭矩密度相对较低、整体制造成本偏高 | 精密力控、小负载轻量化关节场景 |
| 准直驱型 (QDD) | 低减速比行星 / 摆线减速机 / 同步带传动 | 3~10:1 | 传动效率高、力控与反驱性优异、成本低,可通过电流环直接力控无需额外力矩传感器 | 扭矩输出上限低于高减速比方案 | 中载、人机交互、下肢高动态运动场景 |
| 谐波减速机方案 | 谐波减速机核心传动 | 30~300:1(常用 30-160:1) | 结构紧凑、传动精度高、轻量化、高减速比 | 反向传动效率较低、抗冲击能力一般 | 上肢、轻载精密操作关节场景 |
| RV 减速机方案 | RV 摆线针轮减速机核心传动 | 50~320:1(常用 20-50:1) | 高刚性、抗冲击性能强、输出扭矩大、使用寿命长 | 整体体积较大、自重偏高 | 下肢、重载负载关节场景 |
| 行星减速机方案 | 行星齿轮减速机核心传动 | 3~20:1(单级) | 结构成熟、制造成本低、传动效率高、通用性强 | 传动精度、体积表现介于谐波与 RV 方案之间,无突出差异化优势 | 通用场景、成本敏感型经济型机型 |
资料来源:观研天下整理
四、我国为全球关节模组市场增长核心力量,本土企业依托三重核心优势持续巩固全球供给主导地位
国产人形整机成为拉动全球关节模组市场增长的核心力量。2025 年全球关节模组需求 72 万个,国产人形整机配套需求占比 70%,是市场核心增长动力。
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国内完整产业链支撑下,中国已然成为全球规模最大的关节模组需求市场。本土供应链依托量产规模、客户快速响应、成本控制三重核心优势,深度匹配国产整机厂商扩产节奏,将持续巩固全球供给主导地位。
国内人性机器人关节模组企业发展情况
| 企业名称 | 核心技术路线 | 主打产品 | 配套整机客户 | 核心竞争优势 | 产能 / 量产进度 |
| 绿的谐波 | 谐波 + RV+QDD 准直驱全路线覆盖 | 轻量化谐波关节、下肢重载 RV 关节、低减速比 QDD 模组 | 优必选、追觅、小米人形、智元机器人 | 减速器自研积淀深厚,规模化成本优势强,谐波市占国内第一 | 万台级量产产线落地,2026 年 QDD 模组大批量供货 |
| 江苏雷利 | QDD 准直驱为主,同步布局谐波关节 | 3-10 低减速比准直驱一体化关节、上肢谐波精密关节 | 宇树科技、小鹏汇天、国内多家新势力人形整机厂 | 电机自产,一体化集成能力突出,QDD 力控性能对标海外 | 多条 QDD 关节产线投产,适配下肢批量交付需求 |
| 汇川技术 | 谐波 + 行星 + QDD 混合方案 | 轻量化上肢谐波关节、经济型行星关节、中载 QDD 模组 | 智元、拓斯达、工业通用人形机型 | 伺服驱动自研,软硬件闭环一体化,工业客户渠道完善 | 关节模组自动化产线建成,侧重工业人形批量供货 |
| 步科股份 | 谐波减速器一体化关节、单级摆线 QDD 模组 | 小型高精度谐波关节、低成本摆线准直驱模组 | 达闼机器人、中小人形整机创业企业 | 小型精密关节性价比突出,定制化交付响应快 | 聚焦中小批量、轻量化上肢关节量产 |
| 兆威机电 | 微型谐波关节 + 灵巧手微型模组 | 腕部、手指微型一体化谐波关节 | 优必选、各类灵巧手整机厂商 | 微型精密传动深耕多年,小体积高集成微型模组壁垒高 | 微型关节专用产线,主打上肢、五指灵巧手配套 |
| 大族精密传动 | RV 重载关节 + QDD 下肢模组 | 大扭矩 RV 一体化关节、高动态准直驱下肢模组 | 小米、小鹏、重载工业人形机器人 | 大型重载关节自研突破,抗冲击性能优异,国产 RV 替代核心标的 | 重载关节产能持续扩建,适配整机万台扩产需求 |
资料来源:观研天下整理(zlj)
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