AI智能总结
头豹分类/综合及概念/智能制造 企业竞争图谱:2025年人形机器人线束 头豹词条报告系列 于利蓉·头豹分析师 2025-07-11未经平台授权,禁止转载 行业分类:综合及概念/智能制造 摘要人形机器人线束是指连接机器人各个部件的电线和电缆的集合,承担着电力传输、信号控制和数据通信的重要功能,堪称人形机器人的“血管”和“神经系统”。总体来看,人形机器人线束的性能要求高于工业机器人线束的性能要求,略低于车规级线束的性能要求。该行业资金、技术和客户壁垒较高,未来将向智能化、高性能化、轻量集成化和仿生化方向发展。人形机器人线束市场规模受全球机器人产业政策、中国技术突破等因素发展推动。未来,随着人形机器人应用场景拓展、技术发展、行业政策驱动、产业生态扩张和市场需求提升,中国人形机器人线束行业将迎来更多发展机遇。 行业定义 人形机器人线束是指连接机器人各个部件的电线和电缆的集合。它们通过传输电力、信号和数据,使机器人能够正常运行。人形机器人线束通常由导线、绝缘材料、保护层和连接器组成,其中,连接器是人形机器人线束中最重要的组成部件,能够将线束连接到机器人的各个部件上,具有良好的导电性和耐用性。人形机器人线束作为连接机器人各电气部件的关键组件,承担着电力传输、信号控制和数据通信的重要功能,堪称机器人的"血管"和"神经系统"。 行业分类 从产品类型看,人形机器人线束主要分为柔性线缆和刚性线缆两大类。从产品功能看,人形机器人线束主要分为动力线束和信号线束。此外,人形机器人专用线束包括液冷线束、特殊信号线束和结构型线束,用以满足人形机器人特殊部位散热需求、通信需求和轻量化集成需求。 人形机器人线束基于产品类型的分类 柔性线缆和刚性线缆 柔性线缆 柔性线缆因其优异的耐弯曲、耐扭转性能,在需要频繁运动的关节部位应用广泛。 刚性线缆 刚性线缆更多用于固定连接部分。 人形机器人线束基于产品功能的分类 动力线束和信号线束 动力线束 动力线束,作为人形机器人动力传输的“主干道”,承担着为人形机器人的伺服电机、关节驱动器等关键部件提供强大电能的重任。具备高载流能力,能够承受大电流的通过,以确保机器人在高强度的工作状态下,各个执行机构都能获得足够的动力。 信号线束 信号线束则像是人形机器人的“神经末梢”,负责在人形机器人的控制系统、传感器以及执行器之间传递各种控制信号和反馈信息。这些信号的传输速度和准确性直接影响着人形机器人的响应速度和动作精度。 人形机器人特殊专用线束 液冷线束、特殊信号线束和结构型线束 液冷线束 在人形机器人线束中加入液冷模块,通过在线材内部加入中空管,放入液冷液体,从而保证线束持久稳定的耐用性。例如人形机器人某些部位需要用到2V减速器,电压相对较低,但功率较大,电流较高,加入液冷线束可以达到更好散热的作用。 特殊信号线束 根据特殊用途的不同,特殊通信线束两侧所采用的连接器的端子有不同的设计要求,所采用的导线区别于普通的铜材或铝材,更多采用复合材料。 结构型线束 对线束进行扁平化、结构化设计。柔性印刷电路(FPC)和扁平性电缆(FFC)为线束的柔性化、结构化和扁平化发展提供发展潜力。通过在柔性基板上蚀刻铜导体,FPC能够实现复杂电路,FFC可以在柔性绝缘材料中嵌入多个扁平导体。从而使带有FPC和FFC尾端的连接器可以实现精确的弯曲,提高产品的耐用性。 行业特征 人形机器人线束的行业特征包括资金壁垒较高、技术壁垒较高、客户壁垒较高、朝着智能化、高性能化、轻量集成化和仿生化方向发展。 资金壁垒较高 1 人形机器人线束企业前期需要大量资金投入设备、研发人员及质量体系建设。从实验室立项,到配方研发、工艺端验证、下游客户导入,整个周期时间长达3年不止。 技术壁垒较高 人形机器人线束与其他普通线缆业务在技术人员、生产设备、材料等方面皆不通用,市场上现有专用技术受到专利保护。且人形机器人空间有限,线束布线需考虑弯曲半径、耐疲劳性、防电磁干扰等,要求高度定制化的线束设计,市场新进入企业面临较高技术壁垒。 客户壁垒较高 3 人形机器人线束下游客户对产品和材料的稳定性要求极高,市场新入局者若无长期市场口碑和实际场景验证数据,难以打开下游市场。且人形机器人线束进入下游客户供应链时间周期长,需要经过1-2年时间的真机测试,获取实际场景应用数据后才能转换为实际订单。 朝着智能化、高性能化、轻量集成化和仿生化方向发展4 智能化:随着人工智能和物联网技术的快速发展,未来的线束有望集成更多的智能功能,如自诊断、自适应调整等,能够实时监测线束的状态,并自动调整以避免故障。高性能化:新型材料和制造工艺的进步,线束的传输性能、柔韧性和耐用性将不断提高;通过更先进的屏蔽技术和信号处理算法,减少信号干扰和传输损耗,提高数据传输的准确性和速度。轻量集成化:以特斯拉Optimus为例,其线束通过采用模块化集成设计,遵循电磁兼容性原则,考虑柔韧性和环境适应性,追求小型化和轻量化。从而降低人形机器人关节负担,提高响应速度。仿生化:仿生化线束通过模仿人类神经元传导与组织结构的设计,使线束具备类似神经系统的多重功能,如分布式感知、集中式整合、自适应路径调节、高速多通道传输等。 发展历程 人形机器人线束目前已进入智能可重构与仿生发展阶段,通过模仿生物神经系统网络布局人形机器人线束,从而达到更高的集成度、智能化和更加优化的布局 初期发展阶段1970-01-01~1990-01-01 线缆多为外部布线,通常裸露在机器人外部,安装简陋,维护困难;多使用普通电气刚性线缆,缺乏柔性,容易磨损或折断。功能单一,主要用于驱动电机和控制系统之间的简单连接。 集成化与柔性化发展阶段 1990-01-01~2010-01-01 引入更耐弯折的硅胶线、聚氨酯外皮等柔性线束材料;使用波纹管、编织网套、热缩管等对线束进行集中管理;线束与关节、电机等模块协同设计,提高替换性和维修性。 初步进入内部布线阶段,部分结构优化,线束可以走内部通道。 智能化与高度集成阶段 2010-01-01~2020-01-01 将电源线、信号线、通信线合并为一体,采用多层、多芯屏蔽线等密度集成线束;引入柔性FPC(柔性印刷技术)技术,减轻重量,提高弯曲适应性;广泛使用高性能防水、防尘、抗震的工业连接器,连接器标准化程度提升。结构与线束共设计,三维CAD线束布线成为设计流程的一部分,减少内部空间浪费。 智能可重构与仿生发展阶段2020-01-01~至今 模仿生物神经系统布线,具有感知与信号并行传输能力;线束中嵌入温度、拉力、弯曲传感器,实现边传输边监控;采用可重构线束结构,配合模块化关节,可快速调整线束布局。使用AI优化布线路径,通过仿真与算法预测最佳路径,减少干涉与磨损。 产业链分析 人形机器人线束产业链的发展现状 人形机器人线束产业链上游为原材料,包括导线、绝缘材料、连接器、保护层、屏蔽层等;中游为线束制造商,目前人形机器人企业合作的线束供应商主要为海外企业;下游为应用环节。 人形机器人线束行业产业链主要有以下核心研究观点: 连接器是人形机器人线束重要原材,未来将朝着自诊断、边缘计算、柔性连接、无线与高频传输方向发展。安费诺、泰科、维峰电子、立讯精密、广濑电机等企业人形机器人线束连接器不断创新,人形机器人线束连接器自诊断、边缘计算、柔性连接、无线与高频传输功能持续提升。在自诊断功能方面,泰科推出内置传感器连接器,实时监测接触电阻、温度,故障预警准确率达99%;在边缘计算模块,安费诺将AI芯片集成至连接器,实现数据预处理,减少主控制器数据量负载,延迟低于10ms;在柔性浮动连接方面,浮动式板对板连接通过垂直按压连接,可通过微小浮动补偿装配误差,对机器人关节等易受力部位友好,例如维峰电子0.5mm间距浮动板对板连接器,通过三轴浮动设计补偿组装误差,支持720°/s角速度动态传输;无线与高频化,安费诺的MicroSpaceXS™连接器支持5G/6G网络切换,延迟低于10ms。此外,莫仕预测,2030年人形机器人连接器需支持100Gbps以上传输速率,以适配边缘AI芯片。 海外主流人形机器人企业合作线束企业主要为欧美日韩企业,中国主流人形机器人企业合作线束企业主要为中国本土企业。特斯拉、波士顿动力、FigureAI、AgilityRobotics等海外主流人形机器人企业合作线束企业主要为欧美日韩企业。特斯拉人形机器人线束总成合作方主要是安波福、住友电气、藤仓、矢崎、安费诺。波士顿动力Atlas人形机器人线束总成合作方主要是安波福、住友电工、莫仕。FigureAI人形机器人线束总成合作方主要是安波福、住友电工、矢崎、藤仓。AgilityRobotics人形机器人线束总成合作方主要是Lear利尔公司、安波福。优必选、宇树科技、智元机器人、傅立叶、逐际动力等中国主流人形机器人企业合作线束企业主要为中国本土企业。优必选人形机器人线束合作企业有立讯精密、维峰电子、远东股份、胜蓝股份。宇树科技人形机器人线束合作企业有立讯精密、万马股份,鑫宏业线束正在测试过程中。智元人形机器人线束合作企业有昆山沪光、得润电子,远东股份线束已送样。傅立叶人形机器人线束合作企业有立讯精密、鑫宏业。逐际动力人形机器人合作企业有新亚电子。小米人形机器人线束合作企业有安波福。此外,乐聚机器人合作江苏亨通集团共同研发生产人形机器人线束产品。 产业链上游环节分析 生产制造端 原材料,主要包括导线、连接器、保护层、绝缘材料、胶带和屏蔽层等 上游厂商 上游分析 人形机器人线束原材料成本占比较高,上游原材料合计占人形机器人线束总成本比例约70%。 人形机器人线束主要包括导线、连接器、保护层、绝缘材料、胶带和屏蔽层等原材。导线通常由铜或铝制成,具有良好的导电性能,导线的截面积越大,电流传输的能力就越强。此外,导线的绝缘材料也非常重要,能够防止电流泄漏和短路,常见的绝缘材料有聚氯乙烯PVC、聚乙烯PE和热塑性弹体TPE等。保护层能够保护导线免受外界环境损害,如机械摩擦、化学腐蚀和高温等,常见的保护层材料有聚氯乙烯PVC、聚氨酯PU和硅胶等。其中导线在上游原材占比约40%,连接器占比约30%,保护层占比约10%,绝缘材料占比约7%,屏蔽层和胶带占比约12%。上游原材料合计占人形机器人线束总成本比例约70%。 连接器是人形机器人线束重要原材,国产化率较低。 连接器是人形机器人线束重要原材,是一种连接电气端子以形成电路的耦合装置,作为关键基础元器件用以实现电线、电缆、印刷电路板和电子元件之间的连接,从而传输信号或电磁能量并保持系统与系统之间不发生信号失真和能量损失等变化。连接器一般由接触件、绝缘体、外壳和附件四部分组成。人形机器人连接器可分为动力类连接器、编码类连接器、控制器类连接器和视觉类连接器,以特斯拉人形机器人供货线束为例,人形机器人线束上游原材料中导线材料基本实现国产替代;保护层和绝缘材料国产化率约50%;屏蔽层国产化率约30%;连接器的性能要求较高,国产化率最低,约10%。 人形机器人线束连接器的用量呈先升后降趋势,未来随着人形机器人线束的集成化和结构化发展,连接器数量预计将下降至100以内。 在连接器用量上,以特斯拉人形机器人为例,特斯拉动力类、编码器类、控制类用连接器是根据轴来确定用量,有多少轴就用多少根,早期特斯拉人形机器人的轴数大概是20-40个,每套伺服系统会用到3套左右连接器,对应需要的连接器数量为60~120个。此外,视觉类用连接器一般会用到4个以上的连接器。早期特斯拉人形机器人需要的连接器数量约为64~124个。特斯拉OptimusGen3采用的连接 器数量较早期版本增加15%~20%。未来,随着人形机器人线束的集成化和结构化发展,人形机器人所采用的线束连接器数量预计将下降至100以内。目前人形机器人企业线束连接器供应商主要以海外品牌为主,例如泰科、安费诺、罗森伯格、莫仕等企业。泰科、安费诺、罗森伯格为特斯拉人形机器人合作伙伴