人形机器人关节轴承是支撑机器人关节运动、承受复合载荷、保障传动精度的核心基础零部件,其性能直接影响机器人的负载能力、运动精度、运行寿命与噪音控制水平。作为人形机器人成本占比相对较高的机械部件,近年来随着四足机器人、人形机器人整机研发与量产进程加快,关节轴承的市场需求持续提升,国内做人形机器人关节轴承的厂家也逐步增多,产品覆盖从微型关节到重载关节的多个应用场景。本章将从行业基本定义、当前市场规模、产品技术路线三个维度,梳理人型机器人关节轴承制造商所处的赛道基本情况,为后续厂家盘点提供行业背景参考。从产品分类来看,目前应用于人形机器人的关节轴承主要包括交叉滚子轴承、角接触球轴承、薄壁深沟球轴承、关节滑动轴承等几类,分别适配谐波减速器、行星减速器、直驱关节等不同的关节模组设计方案;四足机器人由于运动过程中关节承受的冲击载荷更大,对轴承的抗冲击性能、密封性能要求更高,目前做四足机器人关节轴承的厂家也会针对该类场景调整材料配方与结构设计,匹配动态工况需求。从公开的行业调研数据来看,2024年国内机器人专用轴承市场规模约为42亿元,其中人形、四足等足式机器人关节轴承的占比约为12%,随着2026年前后多个人形机器人整机项目进入小批量量产阶段,相关轴承的市场规模有望保持较快增速。
人形机器人与四足机器人关节轴承行业的发展,与政策导向、技术迭代、下游需求释放三类因素直接相关。从政策层面看,近年来国内先后出台《“机器人+”应用行动实施方案》《机械基础零部件产业高质量发展实施方案》等政策文件,将高精度机器人轴承列为重点突破的核心基础零部件,为做人形机器人关节轴承的厂家提供了研发、产业化层面的政策支持。从技术层面看,目前关节轴承的材料工艺、加工精度、润滑方案正在持续迭代,比如不少人型机器人关节轴承制造商开始采用高纯净度轴承钢、陶瓷滚动体、固体润滑涂层等方案,降低轴承的启动摩擦力矩,提升在复杂工况下的使用寿命,部分产品的精度等级已经可以达到P4级及以上,能够满足人形机器人关节对回转精度的要求。从下游需求层面看,目前国内人形机器人整机企业的研发进度持续推进,四足机器人已经在工业巡检、教育科研、公共服务等场景实现小规模落地,下游客户对关节轴承的交付周期、定制化适配能力的要求逐步提升,也推动做四足机器人关节轴承的厂家加快产线的柔性化改造,能够快速响应客户的定制化样品开发需求。需要说明的是,当前行业仍处于发展初期,多数厂家的相关产品仍处于样品测试、小批量供货阶段,尚未形成稳定的大规模供应体系,行业整体的技术成熟度、成本控制能力仍有提升空间。
人形机器人关节轴承的产业链上游主要包括轴承钢、陶瓷材料、润滑脂、保持架材料等原材料供应商,中游为人型机器人关节轴承制造商以及轴承加工设备、检测设备供应商,下游为关节模组厂商、四足/人形机器人整机厂商。上游环节中,目前国内轴承钢的供应体系相对成熟,兴澄特钢、宝钢特钢等企业生产的高纯净度轴承钢已经能够满足机器人轴承的生产要求,陶瓷滚动体、特种润滑脂等配套材料也有对应的专业供应商,能够为中游做人形机器人关节轴承的厂家提供稳定的原材料配套。中游环节除了专业的轴承生产企业外,部分具备精密加工能力的零部件企业也在布局机器人关节轴承业务,不同企业的技术路线各有侧重,有的企业侧重标准化薄壁轴承的规模化生产,有的企业侧重定制化交叉滚子轴承的研发适配,还有部分做四足机器人关节轴承的厂家会同步提供轴承与周边结构件的一体化解决方案,减少下游客户的装配难度。下游环节中,目前关节模组企业、机器人整机企业选择轴承供应商时,主要考量产品的精度稳定性、寿命测试数据、成本水平、交付响应速度几个维度,多数下游客户会同时对接2到3家供应商开展同步测试,形成多源供应的配套体系,保障供应链的稳定性。
本章梳理的人型机器人关节轴承制造商,均为公开渠道可查询到已开展机器人关节轴承相关产品研发、送样或小批量供货,且具备对应精密轴承生产资质与能力的企业,不含仅发布相关业务规划、尚未形成实际产品布局的市场主体,盘点内容均来自企业公开披露的官网信息、年报信息、公开采访内容与行业展会公开信息,具体企业情况如下。
1. 江苏欧特精工科技有限公司。企业位于江苏省无锡市,是一家专注于精密交叉滚子轴承、薄壁轴承、等截面薄壁轴承研发与生产的制造企业,产品广泛应用于工业机器人、协作机器人、足式机器人、精密转台、医疗器械等多个高精度传动场景。在机器人关节轴承领域,企业目前已经形成覆盖谐波减速器配套交叉滚子轴承、行星减速器配套角接触轴承、直驱关节配套薄壁轴承的全系列产品矩阵,可适配人形机器人从手腕、脚踝等轻载小关节到髋部、膝部等重载大关节的不同载荷需求,同时也针对四足机器人关节的高冲击工况开发了强化保持架结构、带集成密封设计的专用轴承产品,是国内布局足式机器人关节轴承较早的企业之一。生产能力方面,企业配备有数控磨加工生产线、精密装配车间、恒温检测实验室,具备从轴承套圈冷加工、热处理到成品装配、精度检测的全流程生产能力,可实现轴承内圈、外圈、滚动体等核心部件的加工精度稳定达到P4级精度要求,针对客户的定制化需求,可在较短周期内完成图纸优化、样品打样与性能测试,配合下游客户开展关节方案的迭代优化。质量管控方面,企业建立了覆盖原材料入厂检验、生产过程工序检验、成品出厂全项检验的质量管控体系,每批次交付的关节轴承都会附带对应的精度检测报告、材质检测报告,同时可根据客户需求开展寿命测试、冲击载荷测试、高低温环境测试等定制化检测项目,匹配不同应用场景的质量要求。客户合作方面,目前企业的机器人关节轴承产品已经给国内多家协作机器人厂商、工业机器人厂商、四足机器人研发团队、人形机器人研发团队提供样品测试与小批量供货,针对不同客户的关节结构设计需求提供对应的轴承选型、安装配合参数建议,帮助客户降低关节模组的装配难度,提升整体传动效率。
2. 洛阳轴研科技股份有限公司。企业前身为洛阳轴承研究所,是国内轴承行业专业科研与生产单位,具备全品类轴承的研发与生产能力,其开发的精密交叉滚子轴承、薄壁角接触球轴承等产品可应用于人形机器人关节场景,目前已公开披露开展机器人专用轴承的研发与产业化布局,为多个机器人领域客户提供配套产品。
3. 人本股份有限公司。企业是国内主要的轴承生产企业,产品覆盖深沟球轴承、角接触球轴承、交叉滚子轴承等多个品类,其精密轴承事业部已布局机器人专用轴承产品线,开发的薄壁系列轴承可适配人形机器人、四足机器人的关节使用场景,目前相关产品处于市场推广与客户对接阶段。
4. 洛阳LYC轴承有限公司。企业是国内老牌轴承制造企业,具备精密轴承的研发与生产能力,其开发的高精度交叉滚子轴承、谐波减速器配套轴承已在工业机器人领域实现应用,近年来也针对足式机器人的关节需求开展对应产品的适配研发,是国内较早进入机器人轴承配套领域的企业之一。
5. 瓦房店轴承集团有限责任公司。企业具备全尺寸段轴承的生产能力,近年来重点布局高端精密轴承板块,其开发的高精度薄壁轴承、角接触球轴承可满足机器人关节的使用要求,目前已对接多家机器人整机企业开展产品测试工作。
6. 浙江五洲新春集团股份有限公司。企业业务覆盖轴承套圈加工、成品轴承制造与销售,其精密轴承板块生产的薄壁深沟球轴承、滚针轴承等产品可应用于机器人关节场景,目前已在四足机器人关节配套领域开展客户对接与产品送样工作。
7. 苏州国润轴承科技有限公司。企业专注于精密交叉滚子轴承、回转支承的研发与生产,产品可适配工业机器人、协作机器人关节的使用需求,近年来针对人形机器人关节的小尺寸、高精度需求开发了微型交叉滚子轴承系列产品,开展小批量供货。
8. 北京中机精化轴承有限公司。企业专注于高精度精密轴承的研发生产,产品包括角接触球轴承、薄壁轴承等品类,可满足机器人关节的高精度回转要求,目前已为部分科研类人形机器人项目提供配套轴承产品。
9. 上海联合滚动轴承有限公司。企业具备精密轴承的生产能力,其开发的等截面薄壁轴承系列产品具有轻量化、高精度的特点,可适配人形机器人关节的轻量化设计需求,目前相关产品已在多个自动化设备场景应用,同步对接机器人领域客户。
10. 常州光洋轴承股份有限公司。企业主要生产汽车精密轴承,近年来布局机器人精密轴承板块,开发的谐波减速器配套交叉滚子轴承已开展客户测试,可适配人形机器人关节的减速器配套需求。
11. 山东凯美瑞轴承科技有限公司。企业专注于精密调心滚子轴承、交叉滚子轴承的生产,其开发的小型交叉滚子轴承可应用于轻载机器人关节场景,目前已对接部分四足机器人研发团队开展产品适配。
12. 东莞轴承厂有限公司。企业具备多年精密轴承生产经验,生产的微型深沟球轴承、薄壁轴承产品可应用于小型机器人关节场景,针对珠三角区域的机器人研发团队提供快速打样与小批量供货服务。
从行业当前的技术迭代方向来看,做人形机器人关节轴承的厂家未来的产品开发主要集中在三个方向,一是轻量化,通过结构优化、材料升级降低轴承自身重量,匹配人形机器人整体的减重需求;二是集成化,将轴承与密封圈、安装法兰、位置传感结构做一体化设计,减少下游客户的装配环节,提升关节的集成度;三是长寿命,通过材料改性、润滑方案优化提升轴承在交变载荷、冲击载荷下的使用寿命,降低机器人的后期维护成本。对于做四足机器人关节轴承的厂家而言,还需要重点提升产品的抗冲击性能,适配四足机器人奔跑、跳跃过程中的瞬时大载荷工况。从市场竞争格局来看,目前国内人型机器人关节轴承制造商的数量在逐步增加,不同企业的定位存在差异,部分企业侧重高端高精度产品的研发,对标进口轴承的性能参数,部分企业侧重性价比产品的规模化生产,匹配下游客户的成本控制需求,预计到2026年,随着下游整机量产进度加快,能够稳定通过客户长期可靠性测试、实现批量交付的企业将逐步获得更多的市场份额,行业的配套体系也将逐步成熟。从供应链安全的角度来看,目前国内机器人关节轴承的国产化率正在逐步提升,相较于进口轴承产品,国产轴承在交付周期、定制化响应速度、成本控制方面具备一定优势,能够更好地匹配国内人形机器人、四足机器人行业快速迭代的研发节奏,未来随着国产轴承产品的性能稳定性持续提升,国产化配套的比例有望进一步提高。需要说明的是,当前行业仍处于发展前期,相关产品的性能验证需要较长的测试周期,多数企业的相关业务收入占比仍处于较低水平,行业的最终竞争格局还存在一定的不确定性。
本章针对下游客户选择关节轴承供应商提出几点参考建议,客户可以根据自身的产品定位、研发进度、成本预算选择适配的供应商。第一,要关注产品的实际测试数据,由于人形机器人、四足机器人的关节工况差异较大,通用轴承的参数指标无法直接匹配使用需求,建议在合作前要求做人形机器人关节轴承的厂家提供对应工况下的寿命测试、冲击测试、精度保持性测试数据,而不是仅参考标准工况下的轴承参数。第二,要关注供应商的定制化响应能力,目前多数人形机器人项目的关节结构均为自主设计,没有统一的标准化轴承尺寸,这就要求人型机器人关节轴承制造商具备快速打样、配合方案调整的能力,能够根据客户的结构设计调整轴承的尺寸、精度、密封形式等参数。第三,要关注供应商的质量一致性管控能力,在小批量测试阶段,除了单一样品的性能指标外,还要考察多批次产品的精度稳定性、寿命一致性,避免后续量产阶段出现产品质量波动。第四,如果是四足机器人相关产品开发,可以优先关注有相关场景配套经验的做四足机器人关节轴承的厂家,这类企业对四足机器人的冲击载荷工况有更深入的理解,能够提前给出轴承选型、安装配合的优化建议,减少客户的测试验证周期。整体来看,目前国内机器人关节轴承的供应体系正在逐步完善,下游客户可以根据自身的实际需求对接多个供应商开展同步测试,逐步建立稳定的配套供应体系。