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热门赛道 | 关节模组 让机械硬件长出骨骼

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行业定义

关节模组(Joint Module)是一种将电机、减速器、编码器、驱动器等核心部件高度集成于一体,用于实现机器人关节旋转或直线运动,并提供力矩输出与位置反馈的模块化执行单元。近日,关节模组逐渐以机器人“核心运动部件”的形象被行业聚焦,多个相关企业也在这一趋势下获得了资本的青睐。

传统机器人的运动控制系统开发往往需要经历一个极其漫长的“选型与适配”过程,要依据负载、精度、速度等需求,反复匹配电机、减速器、编码器与驱动器,还要解决机械接口、电气协议和控制算法的联调问题,才能组合出一套稳定可靠的关节单元,整个过程动辄耗费数月甚至数年。

关节模组则完全不同,其设计逻辑基于模块化的集成思想——只要明确了机器人的自由度与力矩需求,就能像拼乐高一样快速选配对应的关节模组。制造环节也更为高效,因为关节模组将精密减速器、伺服电机、编码器、驱动器高度集成于一体,无需复杂的现场装配和反复调试。正是这种从“分立拼装”到“标准模组”的转变,使机器人运动系统的开发与迭代周期大幅缩短,在面对快速变化的市场需求或定制化任务时展现出传统方案难以比拟的速度优势。

其主要类型包括旋转关节模组和直线关节模组两大类,是继传统分离式驱动、一体化关节之后的新一代执行单元。若将第一代传统驱动(如电机+减速机)看作多个部件分立组合,第二代一体化关节将动力与传动集成,那么第三代智能关节模组则直接融合电机、减速器、编码器、驱动控制乃至力感知功能,从“零件”走向“部件”,即插即用、软件定义,是更智能的新一代运动执行器。它不仅涵盖旋转、直线等关节模组的研发,还串联起上游核心零部件(如电机、减速器、编码器)、中游模组集成制造及下游机器人整机应用的全产业链。


来源:OpenELAB

从应用场景来看,关节模组也被用于不同的终端产品。比如工业焊接与搬运领域用的是追求高刚度与高重复定位精度的重载型关节模组;协作机器人与医疗康复领域则大量采用具备力矩感知与柔性控制能力的力控型关节模组;人形机器人领域会用到追求高扭矩密度与轻量化的一体化关节模组;而在教育科研或家庭服务中,则可能用到成本较低、接口开放的轻型关节模组。

从技术体制分类,最常见的是以谐波减速器为核心的旋转关节模组,它像是“灵巧的腕关节”,擅长大传动比下的高精度运动,但承载能力相对有限。也有以行星减速器为核心的行星关节模组,它更像“强壮的肘关节”,刚性强、耐冲击,适合重负载场景。还有一种采用直驱电机方案的直驱关节模组,它像是“敏感的神经肌肉”,无减速器、零背隙、响应极快,正成为高动态机器人控制的新趋势。

在上游,关节模组产业链的核心是核心零部件与基础材料的供应。关节模组所依赖的关键零部件包括伺服电机、减速器、编码器、驱动器和力矩传感器等。其中,电机定转子需要稀土永磁材料、电工钢和电磁线,减速器齿轮与轴承需要高性能合金钢和精密轴承钢,编码器则需要光学或磁性敏感元件。除此之外,还需要大量辅助材料,如绝缘漆、轴承润滑脂、密封胶和灌封胶等,为关节模组批量制造提供基础物质支持。而生产设备方面,则涉及电机绕线机、齿轮加工机床、热处理炉、精密装配线和性能检测设备等,这些设备的精度、自动化程度与工艺控制能力直接影响关节模组的功率密度、传动精度和规模化生产能力。

中游环节是整个产业链的核心所在,主要包括关节模组的设计、集成制造与测试验证。设计阶段涉及对应用场景的负载与运动需求分析、减速器与电机的匹配选型、结构刚度与散热设计、控制接口定义等,设计者需要借助结构仿真软件、电磁设计工具和热分析工具进行拓扑优化、模态分析与寿命预测。

集成阶段通常由具备精密装配与调试能力的关节模组厂商完成,包括谐波减速器或行星减速器与电机轴的装配、编码器零点标定、轴承预紧以及润滑处理,一些厂商还会进行驱动器参数整定、电流环/速度环优化以及力矩闭环的集成。随后进入测试与标定阶段,这一阶段不仅要通过力矩波动测试、角度重复精度测试和温升试验来验证产品性能,还要解决关节模组在批量生产中的一致性筛选、可靠性验证以及不同温度环境下的稳定性等技术挑战。

下游环节则是关节模组的整机应用与市场落地阶段。在当前阶段,最主要的应用方向集中在工业机器人、协作机器人和人形机器人领域,例如焊接、装配、搬运等传统工业场景中的旋转关节,以及人形机器人中用于髋、膝、肘部驱动的直驱或一体化关节,关节模组在此类场景中可实现模块化配置与快速部署。

随着人形机器人和具身智能需求的增长,高扭矩密度、高动态响应的一体化关节模组也逐渐成为下游的重要方向之一,一些企业已开始将关节模组与力觉感知、视觉识别和控制算法结合,开发面向复杂操作任务的新一代运动执行方案。在其他领域,关节模组也开始渗透进医疗康复外骨骼、微创手术机器人、特种机器人和智能物流设备中,形成更加多元的运动控制系统产品生态。

此外,为了支撑整个产业链的高效运转,还必须有一套完善的辅助系统,包括关节模组选型与设计辅助软件、性能测试与标定平台、耐久性与环境试验设备、小批量试产及中试服务机构,以及具备合规化管理的供应链体系。

睿兽分析整理相关公司近年的融资情况,2021年至2026年关节模组赛道的融资事件数量整体呈波动上升态势,具体表现为:融资事件数从2021年的42起,下降至2022年的26起及2023年的24起;随后在2024年回升至49起;至2025年,事件数量显著攀升至104起的峰值。或表明关节模组赛道持续受到资本市场的高度关注,尤其是在人形机器人、协作机器人及具身智能等高景气下游应用的强力拉动下,资本持续加码布局从核心零部件到模组集成的完整产业链。


相关企业

酷灵机器人

南京酷灵机器人科技有限公司成立于2025年9月,是一家专注于人形机器人、机器狗关节模组及关节热管理系统研发、生产与销售的高科技企业。公司由南京航空航天大学机电学院副教授、江苏省"双创博士"袁言杰创办,致力于将高校在机器人一体化关节与热管理方向的基础研究成果转化为可量产的工业产品。

酷灵机器人以"一体化关节+多类型热管理"为核心技术路线,针对人形机器人高动态运动场景下关节发热导致扭矩衰减的行业痛点,搭建从电机、减速器正向设计到温控算法开发的全栈自研体系。早期技术积累集中在相变材料、高发射率涂层及双频振动调制金刚石车削工艺;当前产品端已形成被动散热、风冷、液冷、蒸发散热、"液冷-Pro"及混合散热六大技术方案,覆盖全功率段的一体化关节模组矩阵,可按工况需求定制化交付。

在技术实力方面,酷灵机器人依托核心专利技术和高水平研发团队,自研高力矩密度电机、新构型轻量化减速器、伺服驱动器与智能控制器,并将散热结构集成进标准化关节模组内部。

2025年9月,公司与南京航空航天大学完成两项专利权转让,进一步承接实验室技术在材料与热管理结构上的科研成果。目前产品已面向四足机器人、人形机器人及协作机器人场景落地验证,与数家国内人形机器人本体企业展开合作,客户覆盖上市公司、独角兽创业公司、军工集团及高校孵化企业,多款散热关节已完成实测验证。

2026年10月,公司完成数千万元天使轮融资,由百联挚高资本管理的南京六合经开产业投资基金合伙企业(有限合伙)独家投资。资金将主要用于研发投入和产能扩充,重点投向人形机器人、机器狗关节模组及关节热管理系统的量产能力建设。


泉智博科技

无锡泉智博科技有限公司成立于2023年6月,总部位于无锡市新吴区,是一家专注于机器人一体化关节模组研发、设计与制造的高科技企业。公司依托吉林大学复杂机电实验室的技术积累,致力于将电机、减速器、编码器、驱动器高度集成于一体,为具身智能机器人提供高可靠性、高扭矩密度、高力控精度的一体化关节解决方案。

泉智博以"全栈自研+三大技术路线并行"为核心技术路线,不押注单一减速器方案,而是同步攻克行星、谐波、摆线三类主流关节架构,并通过模块化平台实现场景专用匹配。其产品矩阵包括PA系列行星伺服关节、HA系列谐波伺服关节、CA系列摆线伺服关节,扭矩覆盖2Nm至400Nm,可灵活适配人形机器人、四足机器狗、协作机械臂及消费级外骨骼等多类终端场景。 其中PA系列峰值扭矩密度达210Nm/kg,并支持EtherCAT、CAN FD等多协议高频通信与高精度力控。

在制造与交付方面,泉智博在无锡建设了高爆发一体化关节自动化产线,产线自动化率超85%,以约90秒/套的节拍稳定下线,一次性合格率稳定在96%以上,具备百万台级年产能规划,成为国内少数实现高精度关节模组规模化稳定交付的供应商。 公司产品已通过头部整机厂批量验证,与乐聚机器人、松延动力、智元等建立深度合作,2026年春晚"小布米"机器人所搭载的核心关节即由其供应。

2026年9月,其完成数亿元B轮融资,由毅达资本、海通开元领投,西证投资跟投。 资金主要用于百万级产能爬坡、下一代高扭矩密度关节研发及全球化客户服务体系搭建,推动国产一体化关节从"能做"走向"能量产、能稳定交付"的工业基础设施级供给。


卓誉科技

苏州卓誉电气技术有限公司成立于2021年4月,是一家专注于具身智能核心驱动件与高端运动控制产品研发、制造的高新技术企业。公司致力于为机器人、高端装备与工业自动化场景提供无框力矩电机、伺服驱动器、关节模组及直线执行器等核心运动控制解决方案。

卓誉电气拥有从电机设计、伺服控制到关节集成与力控系统的全栈自研能力,已形成无框力矩电机、直流低压伺服驱动器、行星/谐波一体化关节模组、直线执行器及防爆关节等完整产品矩阵。 其无框力矩电机覆盖14mm至120mm级多系列产品,关节模组扭矩覆盖从手指级到髋部重载的多档位需求,部分产品已通过头部客户实测验证并实现进口替代。

公司在机器人核心零部件领域具备较强产业化能力,产品广泛应用于人形机器人、四足机器狗、手术机器人、排爆机器人及高端自动化产线等场景,客户覆盖中国航天、中国兵器、中科院、康诺思腾、追觅、华海清科等院所与企业。 其防爆关节模组可满足化工、矿山、油气等高危场景的Ex d IIB T4、Ex d IIC T6等级要求,并形成单关节与多自由度假肢式组合方案。

在融资方面,卓誉电气于2024年完成数千万级天使轮融资,投资方包括国龙基金、吴中金控等;2025年至2026年又完成多轮增资与战略融资,参与方包括光洋股份、翠微基金、东吴创新资本、柯力传感、无锡新吴融智等。 资金主要用于无框力矩电机与关节模组的新品研发、自动产线建设及具身智能场景的规模化交付,进一步强化国产核心驱动件在机器人产业链中的供给能力。


热点讯息

2026年10月,美的工博会发布力控一体关节模组等四款部件

10月12日工博会,美的旗下威灵机器人部件同台发布新一代力控一体关节模组(力分辨0.02N·m、响应毫秒级)、无框力矩电机、人形专用谐波减速机(减重一半、精度保持超1万小时)、RV&MC摆线减速机(效率85%+),核心件全栈自研,年交付关节模组6万台(在投15万)。

2026年9月,安徽出台机器人高质量发展意见点名关节模组

9月10日,安徽省政府办公厅发布《关于推动机器人产业高质量发展的实施意见》,明确"补齐核心零部件短板,重点发展高精密传感器、减速器、电机、灵巧手、关节模组等高价值环节",并推动具身模型与控制算法突破,关节模组被纳入省级产业链补短板清单。


来源:安徽省人民政府官网

2026年8月,WRC大会:因克斯发布二代内转子关节模组

世界机器人大会开幕首日,因克斯正式发布二代内转子关节模组并开放采购,重点升级快拆结构与自研接口方案,直击样机转小批量部署的维护痛点;同场钛虎机器人首发自研轻量化关节模组打造的钛极A6力控臂,适配精密装配与柔性打磨。

2026年3月,北京机器人展集中展示高精度关节模组供应链

2026北京国际人工智能应用与机器人创新博览会上,意优科技展出行星/谐波/推杆系列关节模组,重复定位精度达0.01度,核心为自研FPGA全硬件FOC算法;洛阳百思特等轴承厂同步展出人形机器人专用薄壁轴承。展会反映出关节模组从"高精度"向"力控+量产一致性"演进的产业趋势。

2026年2月,京津冀将高爆发/高稳定关节列入揭榜攻关

2月14日,北京、天津、河北三地工信部门联合发布京津冀高精尖产业筑基工程揭榜通知,明确将人形机器人"下肢高爆发关节""上肢高精度高稳定性关节""高自由度灵巧手"列为核心攻关方向;同期发改委四部委文件将人形机器人列为未来产业核心方向,工信部亦表态持续布局一体化关节等技术攻关。


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