人形機器人這個賽道,2026年是真的擠,光中國就冒出來一百多家公司在做這個事,馬斯克給出了百萬臺人形機器人的量產目標,國內幾家頭部公司也在搶著出貨。
前段時間,《經濟學人》盤了一下全球人形機器人零部件供應商30強,按城市標在了一張地圖上。
我看這張圖之前隨手猜了一下,第一名應該是深圳吧?聽說美國搞機器人的創業公司融完資,第一件事就是飛深圳,這都快成行業慣例了,上海也合理,常州也說得過去,武進區的商人號稱90%的機器人零件都能在本地湊齊。
結果一看,按上市公司數量算,入選最多的城市是寧波,6家,全國第一。
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寧波?
造模具、造小家電、給全世界汽車廠供零部件的那個寧波?
我研究了一下這個事情,發現有意思的地方在于:你把“為什么是寧波”這個問題搞明白了,順帶也就看清楚了一臺很先進的機器人,到底是怎么長出來的。
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01 拆開一臺機器人看看
先從一個整體印象開始。
一臺特斯拉Optimus人形機器人,身上有28個關節執行器,新一代靈巧手的自由度提升至22個,全身裝了超過80個傳感器,聽著很厲害,拆開看就沒那么科幻了。
執行器里面是什么?電機、齒輪、螺桿、軸承。以六維力傳感器為例,其核心結構通常是金屬彈性體和應變片。靈巧手里面呢?一堆比圓珠筆芯還細的微型絲杠,加上腱繩。攤在桌上看一眼,滿桌子金屬零件,油乎乎的,沒一個長得像科幻電影里的樣子。
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但就是這些東西,決定了一臺機器人能不能穩穩地走路,能不能抓起一顆雞蛋不捏碎。
先說關節怎么動。
人形機器人的關節分兩種:旋轉的和直線推拉的。旋轉與線性執行器會按部位混合配置,兩種運動方式用的核心零件不一樣,但都有一個共同的挑戰:要在很小的空間里,輸出很大的力,還不能抖。
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先說直線推拉用的核心零件,行星滾柱絲杠。傳統做法是用滾珠絲杠,一根螺桿上嵌滿小鋼珠,旋轉的時候鋼珠在溝槽里滾動,把旋轉運動變成直線推拉。問題是鋼珠和螺桿之間是點接觸,接觸面積小,能承受的力就有限,而且鋼珠滾到頭了得通過一根回流管掉頭回來重新循環,掉頭的時候會碰撞、會產生噪音。
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滾珠絲杠
行星滾柱絲杠換了一個思路,把鋼珠全扔掉了。改成在主軸周圍均勻排列一圈帶螺紋的細長滾柱,這些滾柱像行星圍繞太陽一樣,既自轉又公轉,螺紋和螺紋之間是線接觸。接觸面積一大,同樣粗細的絲杠,承載力能高出3倍以上,極端情況超過10倍,壽命是滾珠絲杠的15倍。
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行星滾柱絲杠
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線性關節拆解:無框電機+行星滾柱絲杠+傳感器+軸承
更厲害的是它能做得非常小。特斯拉最新一代靈巧手有22個自由度,新一代方案可能采用微型絲杠加腱繩的驅動路線。國內已經有企業做出了直徑1.5毫米的微型行星滾柱絲杠,比圓珠筆芯還細,但能拽動大約10公斤的東西。一臺機器人的靈巧手系統可能需要數十個這樣的微型絲杠,裝配的時候得在顯微鏡下操作,金屬表面不能有一絲毛刺,不然整根絲杠會在螺母腔體里卡死,手指直接癱瘓。
寧波有家上市公司叫雙林股份,2025年發布了自研的行星滾柱絲杠,精度做到了0.003毫米,能幫靈巧手降低大約20%的成本。
好,直線推拉的講完了,接下來是旋轉。
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機器人的肩膀、手肘這些旋轉關節,核心零件是諧波減速器。電機轉速太快,直接接關節的話胳膊會像電風扇一樣掄起來,得有一個減速裝置把高速旋轉變成低速大力輸出。
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旋轉關節拆解:無框電機+諧波減速器+傳感器+軸承
諧波減速器的原理說起來有點奇特。它里面有三個關鍵零件:一個橢圓形的凸輪叫波發生器,一個薄壁杯狀的柔性齒輪叫柔輪,一個內齒圓環叫剛輪。
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橢圓凸輪塞進薄壁杯里,把原本圓形的杯子擠成橢圓,橢圓長軸兩端的外齒就和圓環的內齒咬上了,短軸兩端脫開。凸輪轉一圈,因為內外齒數差兩個,柔輪就反方向微微轉動兩個齒的角度。一圈只動兩個齒,所以減速比非常高,單級就能做到1:50甚至1:160。
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柔輪是整個減速器里最脆弱也最關鍵的部件。它在工作的時候要跟著電機高速做橢圓變形,一分鐘幾千次,齒形加工的公差必須控制在微米級。日本哈默納科長期處于這個領域的全球領先地位,核心壁壘不光是加工精度,還有特種鋼材的冶煉配方,鋼材里的微觀雜質越少,柔輪就越不容易疲勞斷裂。
寧波的東睦股份換了一條路。它不跟日本人在傳統鋼材上死磕,而是用液態金屬來做柔輪。液態金屬是一種非晶合金,沒有傳統金屬的晶界缺陷,天生耐疲勞。東睦的液態金屬柔輪已經通過了一萬小時的極限壽命測試。
再說一個:傳感器。
機器人要抓東西不捏碎,需要六維力傳感器。普通傳感器只能測一個方向的力,比如你家廚房電子秤,只測往下壓的重量。六維力傳感器裝在手腕處,能同時測三個方向的推拉力和三個方向的扭轉力矩,加起來六個維度。機器人抓雞蛋的時候,不光要控制夾緊力別超過蛋殼極限,還得實時感知雞蛋有沒有在打滑。一旦檢測到滑動趨勢,傳感器在毫秒內反饋信號,控制系統馬上調整夾持策略,沒有這個東西,機器手要么捏碎雞蛋,要么眼睜睜看著它滑下去。
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分別為一維、三維、六維傳感器示意圖
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寧波的柯力傳感是國內少數能量產六維力傳感器的企業,已經拿到了宇樹科技的訂單。
除了這些,還有無框力矩電機、編碼器、驅動板、各種軸承,不一一展開了。
但你可能已經意識到了問題:上面提到的供應商,為什么會聚集在寧波?
02 一座汽車城,怎么就成了機器人的心臟
回到《經濟學人》那張30強地圖。
寧波入選的6家上市公司分別是拓普集團、柯力傳感、中大力德、雙林股份、東睦股份、旭升集團。看一眼這些公司的主營業務就全明白了:汽車底盤件、汽車傳感器、汽車減速器、汽車壓鑄件、粉末冶金零部件,全是汽車供應鏈上的企業,沒有一家是“機器人公司”出身。
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說白了,不是寧波突然決定要搞機器人,而是它造了幾十年汽車零件,有一天機器人產業起來了,大家回頭一看:嗯?這些零件我都有啊。
最典型的例子是拓普集團,他們在車端積累的工程能力、制造體系和客戶資源,可以向機器人業務遷移。
拓普在寧波投了50億建機器人核心部件生產基地,兩條電驅系統產線已經投產,年產能30萬套執行器,靈巧手電機也已經開始批量供貨。按開源證券的測算,等特斯拉Optimus量產到百萬臺規模的時候,光執行器這一個品類的市場空間就有400多億元,拓普現在做的事情,就是用汽車時代攢下來的產能和客戶關系,搶機器人時代的頭排座位。
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其他幾家寧波企業的路徑也差不多。中大力德從慈溪踏上征途,做了二十多年汽車減速器,現在是宇樹科技的核心減速器供應商,行星減速器和諧波減速器都在給宇樹批量供貨。旭升集團長期作為特斯拉核心鋁合金高壓壓鑄件供應商,現在用同樣的壓鑄工藝給機器人做軀干結構件和執行器殼體。用一句話概括就是:以前壓汽車骨架,現在壓機器人骨架,模具換了,手藝沒變。
麥肯錫今年的一份報告專門點了四座城市:杭州、寧波、深圳、蘇州。說在這些地方,機器人廠商可以在很短的半徑內采購到電機、CNC殼體、PCB、齒輪系統、傳感器、電池組件。這種供應鏈密度不是砸錢砸出來的,是幾十年造汽車零件攢出來的。
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03 一臺會走路的汽車
到這里,“為什么是寧波”這個問題其實已經回答了。但還有一個更大的問題值得想一想:為什么汽車供應鏈能這么絲滑地切進機器人?
《經濟學人》原文直接點了這層邏輯:長三角承擔了中國五分之二的電動車產能,高扭矩電機、逆變器、電池、傳感器這些零件,電動車和人形機器人都要用,只是尺寸往往不一樣。
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馬斯克自己給過一個判斷,他說Optimus的硬件整體質量和復雜度遠低于汽車,量產百萬臺的時候單臺成本目標低于2萬美元。他的邏輯是:一臺十幾萬的電動車都能造出來,一臺更輕更簡單的機器人沒道理造不出來。
這話聽著有點狂,但拆開Optimus的物料清單看一看,確實有道理。據估算,一臺Optimus的硬件成本里,電機占了21.9%,絲杠占18.1%,減速器占17.1%,傳感器占12.8%。四樣東西加起來,占了整臺機器人硬件成本的約70%。
這四樣東西有什么共同點?全是汽車產業鏈上的成熟品類,電動車里有電機,有減速器,有各種傳感器,有絲杠類的線性傳動機構,區別只是尺寸和精度要求不一樣,汽車零件的公差一般在百分之一毫米級別,機器人關節要求到千分之一毫米,精了一個數量級,但底層的加工工藝、設備、材料體系是通的。
比如拓普是特斯拉汽車的一級供應商,合作將近十年了,它給特斯拉供底盤系統、熱管理模塊,還自研了一套線控剎車系統叫IBS。
IBS的核心硬件是什么?電機、減速機構、傳感器、控制器,四件套,再看人形機器人的關節執行器,核心硬件是什么?電機、減速機構、傳感器、控制器,一模一樣。
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所以說人形機器人本質上就是一臺會走路的汽車——這當然是一種簡化的比喻,但從供應鏈的角度看,兩者的重疊度確實很高,誰擁有最成熟、最密集的汽車零部件供應鏈,誰就最有可能率先把機器人的硬件成本打下來。
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但說到這里,得誠實補一句。
現在人形機器人這個行業,熱鬧是真熱鬧,但離真正干活還有距離。《經濟學人》原文說了一句很扎心的話:大多數被買走的機器人,和春晚上那些一樣,純粹是用來表演的,很少真的在干活。
行業里也有人擔心泡沫,北京智源研究院的王仲遠去年講過一句話:如果大規模生產不是建立在真實需求之上的,公眾的熱情不會持續太久,機器人如果在變得有用之前就鋪得到處都是,泡沫就會破。
這話不好聽,但說的是實情。
不過,產業鏈的節奏和產品的節奏不是一回事,產品可以等,產線不等人,等到機器人真正能在工廠里替人干活的那一天,誰的零件便宜、誰的供應鏈密、誰的產線跑過量產驗證,誰就吃到第一口肉。
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