人形机器人产业化，国产伺服系统有望迎来新机遇

导语：2024年以来，人形机器人早已炙手可热。

2024年以来，人形机器人早已炙手可热。

最近一个月时间，特斯拉三次发布人形机器人擎天柱(Optimus)性能更新迭代视频；沉寂许久的波斯顿动力放出一段人形机器人Atlas拾起并搬运汽车零部件的视频；Figure发布OpenAI大模型加持的机器人Figure 01演示视频，能听人话且可同时执行两种任务。

人形机器人主要伺服方案

人形机器人火热的核心逻辑，其实是离不开AI软件和硬件的发展，而大模型的进步更是让这个市场的想象空间变大，成为推动行业长远发展的重要因素。机器人技术是感知、决策、行动和交互技术的结合，可以分为控制部分、传感部分和机械部分，又可细分为六个子系统，分别是人机交互系统、控制系统、驱动系统、机械结构系统、感知系统、机器人-环境交互系统。

驱动系统又称伺服系统，是一种以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统；例如，通过结合计算机视觉和语音识别技术，伺服系统可以更准确地识别人类的动作和语言，从而更好地模拟人类的行为和交流。

伺服系统还可以与其他智能系统进行链接，形成更智能化的人形机器人。例如，将伺服系统与自主导航系统相结合，可以使机器人更好地自主导航和避障；将伺服系统与情感识别系统相结合，可以使机器人更好地理解和回应人类的情感。

人形机器人的性能和精确度需要不断提高，以实现更真实、更灵活的动作和行为。与常见工业机器人2-6的自由度相比，人形机器人通常有30-40自由度，单台伺服电机需求量大幅增加，人形机器人产业化有望推升伺服系统需求。当前各人机产品在关节驱动器零部件选用细节上略有差异，主要与驱动器方案的选择有关，理论上每个关节对应一个伺服系统，各家人形的伺服方案出于应用场景与制造成本之间权衡的结果，又各自有较大的不同。特斯拉Optimus人形机器人拥有40个自由度，优必选人形机器人walke X含有41个高性能伺服驱动关节，达闼机器人Cloud Ginger 2.0采用41个柔性智能关节，傅利叶通用人形机器人GR-1全身更是多达51个自由度。

国产伺服有望迎来加速发展

伺服系统是使系统终端执行结构根据控制指令实现包括位移、转速和力矩等多维度动作的设备总称，主要包括伺服驱动器、伺服电机两部分。伺服驱动器接受上位机发送的信号，转换为功率信号(即能够控制电机的电流)驱动电机工作，编码器作为核心传感器将电机实时位置传送回驱动器，驱动器及时修正信号指令，确保电机位置、转向、转速满足预定要求。

据睿工业数据显示，2023-2026年，人形机器人软硬件、集成等技术仍不成熟，该阶段仍以小批量测试为主，众多厂商进入，但实际出货量不超过千台；2027-2030，人形机器人技术初步成熟化，将率先在工业装配、特种行业(消防等)、医疗、养老等行业得到应用，出货量将快速提升，乐观估计，到2030年全球人形机器人出货量将接近20万台，市场规模超千亿元。

从入局人形机器人赛道玩家来看，以波士顿动力、Engineered Arts、优必选为代表的传统玩家，Figure AI、Sanctuary AI、Apptronik、智元机器人、宇树科技为代表的初创公司，特斯拉、宝马、奔驰、小鹏等汽车公司，以及小米、科大讯飞、百度等互联网大厂内外资、新旧力量、跨界巨头等多方势力竞争将重塑人形机器人市场格局。

2023年人形机器人入局玩家较少，但预测2024年厂商将破百家;到2030年，全行业玩厂商破千家，预计未来将看到更多来自国内的厂商。在人形机器人商业化加速的背景下，凭借技术上的突破、性价比等优势，国产伺服系统等驱动厂商有望深度参与人形机器人市场。

清能德创伺服方案

作为中国机器人伺服驱动领先者，清能德创积极参与人形机器人创新中心(首家聚焦于人形机器人核心技术和产品研发以及应用生态建设的创新中心)的组建，并已推出应用于四足机器人和双足机器人的高功率密度高性能伺服产品。

清能德创表示，后期将进一步针对人形机器人所需的高爆发、高性能和高功率密度伺服驱动进行系列技术研发和功能优化，推出一系列满足人形机器人不同关节要求的高性能伺服驱动解决方案，并积极参与建立国内外相关标准，为人形机器人共性技术突破提供有力基础支撑。

据了解，清能德创驱动器所采用GaN驱动技术，初步规划了三个型号，可基本满足人形机器人腰、髋、膝、肩等关节的性能要求。

此外，清能德创RJM机器人关节具有精准(双绝对值编码器、高精度全闭环控制)、灵活(灵活开放、支持组装多种形式)、易用(快速安装、方便接线、轻松调试)、有力(中空无框力矩电机、动力更强劲)等四方面优势。

雷赛智能三大新品

近年人形机器人快速发展中，遇到共性技术应用问题包括以下三方面，一是如何平稳行走以及快速行走是非常重要的指标，如何做到快速行走又平稳，无框电机在此环节起到核心作用，普通电机难以实现高平稳高能效运行。

二是手眼协调操作，机器人如何做到轻松拿起鸡蛋并且双手传递鸡蛋，灵巧手里面的空心杯电机作为重要的环节，其一致性和高响应性将决定精确执行伸缩动作;三是人形机器人的执行机构多达40余个，其中每个行走动作都需要10余个执行器协同完成，如何实现多机联动是对控制器和驱动器重大挑战;

雷赛智能FM1系列无框电机主打短小轻薄，动力强劲，在产品设计上具有高密度、稳运行、低温升、高可靠性、七种尺寸、高适配性、易集成、定制可选等8方面的优势与特色。

据了解，今年3月雷赛智能FM无框电机已实现成功量产，采用全自动产线，产线具备高产能、高精度、高质量，高智能化的四高特色，实现无人生产，每分钟可产电机1台，年产能达30万台。

此外，雷赛智能推出标准型EC系列、高转速ECH系列、大转矩ECT系列空心杯电机，具备高效率、高响应、高转矩、高可靠、低温升、低振动、低噪声、小体积等特点。

在人形伺服驱动器方面，具备名片大小(50-750W的规格，76*50*33.5)、接口丰富(支持抱闸、双模拟量、双编码器)、方便易用(内径通孔设计、做好功能封装)、更柔顺(支持2路力矩传感器、用于力控)、更精准(支持2路绝对值编码器，实现全闭环控制，消除机械误差)、更安全(支持2路STO输入)、强匹配(圆形驱动器、与无框电机强匹配)、可定制等核心产品特性。

结 语

国内企业目前伺服系统应用主要集中在工业自动化领域，未来随着人形出货量增长，更多的系统将用于人形机器人领域，为产业链带来更多的市场增量。