2023年協作機器人產業發展藍皮書

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2023年協作機器人產業發展藍皮書

序言

時間來到2023年，“疫情”不再是熱門詞匯，消費不振、內需不足、出口下滑等外部因

素被提起的頻率明顯上升，疫情后的疤痕效應顯現，深刻影響著各行各業的復蘇節奏和預期

情緒。于協作機器人行業而言，最大的命題已經從過去的“求生存”轉為“謀發展”，部分

廠商開啟上市進程，部分廠商加大出海布局，部分廠商開啟價格白刃戰，價格屠夫再次上

演……焦慮的情緒似乎在蔓延。

從產品層面看，協作機器人不管是負載、臂展、定位精度還是示教方式、安全方案等，

趨同性已逐漸顯現，硬件層面同質化不可避免的帶來了“內卷化”和“價格戰”。需要承認

的是，當前協作機器人面臨的困境既有外部環境變化帶來的共性問題，也有協作機器人本身

能力的問題。某種程度上，對于后者問題的正視和解決路徑更具現實意義，或許這也將是協

作機器人未來的出路之一，這是難而正確的事。

從產業鏈角度看，協作機器人生態從過往的三大核心零部件逐漸擴大，智能化的趨勢下，

力控傳感器、視覺傳感器等感知元器件關注度上升，同時布局一體化關節模組的廠商持續增

加，國產廠商技術的持續提升促進成本的加速降低。機器人大模型的持續進步有望為協作機

器人能力提升裝上加強版外掛，可以滿足更多復雜場景的應用需求，尤其在商用服務領域的

應用，協作機器人的易用性和智能性有望獲得質的提升。

市場競爭方面，全球范圍內UR依然引領行業發展，市場份額雖然受到一定的擠壓，但

依然保持在30%以上，以遨博智能、艾利特機器人、大族機器人、中科新松等為代表的國產

廠商全球份額提升明顯。國內市場呈現一定的分化態勢，國產份額進一步鞏固，并且市場份

額進一步擴大，但真正依靠協作機器人產品業務盈利的廠商依然是稀有物種。此外，根據

GGII的調研，部分傳統工業機器人廠商未來或將加大對協作機器人領域的布局和投入，這

將為協作機器人領域的格局帶來更大的不確定性。

本藍皮書以協作機器人為核心，重點闡述了重點核心零部件的發展態勢，其中包含減速

器、無框力矩電機、關節模組、工控機、力傳感器、電動夾爪等，結合協作機器人產業鏈各

環節的技術特點，剖析協作機器人市場和技術脈絡，同時對協作機器人的應用行業、應用場

景和應用趨勢進行分析，旨在厘清協作機器人的發展脈絡，幫助協作機器人產業鏈相關企業

及投資機構了解當前協作機器人行業的最新態勢，把握市場機會，做出正確經營決策。

特別說明：本報告中的大量市場及技術資料，僅供企業經營參考用，望企業不要用于其

他商業用途，由此產生的一切后果高工咨詢（GGII）將不予承擔！

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宏觀外部環境的不確定性和復雜性加劇，高工咨詢（GGII）和所有參編企業真誠地祝福

每一家志向遠大的企業都能制定出高質量經營決策，不斷獲得新的成長和成功！

感謝以下聯合參編單位（排名不分先后）：

深圳市大族機器人有限公司

中科新松有限公司

長廣溪智能制造（無錫）有限公司

遨博（北京）智能科技股份有限公司

蘇州艾利特機器人有限公司

廣東天機智能系統有限公司

深圳市鑫精誠科技有限公司

浙江來福諧波傳動股份有限公司

深圳市康士達科技有限公司

南京神源生智能科技有限公司

藍點觸控（北京）科技有限公司

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第一章協作機器人發展概述

第一節定義及分類

協作機器人，指能與人在同一共享空間中協同作業、與人進行直接交互的機器人，是一

種新的工業機器人品類。根據美國專利局定義：協作機器人是一種用于人與計算機控制的機

械手之間直接物理交互的設備與方法。與傳統工業機器人不同，協作機器人設計的初衷就是

為了提高機器人的安全性，降低機器人在生產過程中對人帶來傷害的風險，使機器人可以在

特定區域內安全地與人進行直接的交互和接觸。

除安全性以外，協作機器人還具備易用性、靈活性、低成本等特點。在易用性方面，協

作機器人能夠通過拖動示教路徑點的記錄并配合相對易用的引導編程，降低操作者的專業要

求。同時，輕量化、高集成度的設計使協作機器人能夠以更靈活的部署方式安裝在產線或集

成化設備中，易于編程的特點也使其能夠快速適應新產線的工作需求，適用于各種非結構化、

柔性、高靈活度的場景。

根據機器人結構、負載以及軸數的不同，可以將協作機器人分為多種類型。

（1）根據結構劃分

協作機器人可以分為單臂協作機器人和雙臂協作機器人。相較而言，單臂協作機器人擁

有更高的性價比，同時，體積與緊湊性方面更具有優勢，便于安置于生產線或集成于整線設

備中。

雙臂協作機器人顧名思義即為擁有兩條協作機械臂的機器人，相比單臂協作機器人具有

更高的靈活性和可操作性，通過雙臂配合作業，可以提升抓取和操作物體的能力，減少對于

工裝夾具的依賴，并實現復雜任務的有序控制，適應多變工作環境，可應用范圍更加廣泛。

（雙臂協作機器人）（單臂協作機器人）

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（2）按負載分類

根據負載不同，通常能將協作機器人劃分為超輕負載（負載：＜3kg）、輕負載（負載3-

7kg）、中負載（7-12kg）、大負載（12-20kg）、超大負載（20kg以上）。

負載能力的差異帶來成本、技術以及應用的不同。從應用來看，超輕負載協作機器人多

用于分揀、點膠、涂膠、測試等場景；輕負載協作機器人多用于3C電子、醫療、新零售等

行業；中大負載協作機器人以及超大負載協作機器人則多用于裝配、搬運、碼垛、包裝等場

景中。目前，輕負載協作機器人憑借較高的性價比以及在3C、醫療等行業中較高的適用性

占據主要市場地位。而近年來，隨著鋰電、光伏、倉儲物流等行業的快速擴張，中大負載協

作機器人的需求開始逐漸提升，“大負載”成為行業重點發展方向之一。

（3）按軸數分類

根據軸數劃分，協作機器人可以分為四軸協作機器人、六軸協作機器人以及七軸協作機

器人。

四軸協作機器人在具備協作機器人高精度、輕便、安全可靠、操作簡便等優點的同時，

還具有一定成本優勢，被廣泛應用與輕量級工業制造的生產環節以及醫學檢測、化學分析、

樣品處理等環節。

六軸協作機器人最為常用，其運動方式類似于人類手臂的運動，被廣泛應用于各個行業

中。機器人的自由度與其軸數相關，六軸協作機器人已經具備完整的自由度，能夠到達空間

中的任意點，具有較好的通用性。

相對于六軸協作機器人而言，七軸協作機器人增加了“腕關節”，能夠允許機器人躲避

某些特定的目標，同時能夠改變末端執行器的位置，使末端執行器能夠更穩定地到達特定位

置，從而提高協作機器人的整體靈活性。此外，冗余自由度不僅能改善協作機器人運動軌跡

規劃問題，還能夠通過力矩分配使薄弱環節承受合理的力矩，提高協作機器人穩定性。

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圖表1協作機器人按軸數分類

類別圖示

四軸協作機器人

四軸協作SCARA機器人四軸桌面協作機器人

六軸及以上協作機器人

六軸協作機器人七軸協作機器人

資料來源：企業官網，GGII整理

第二節新產品&新趨勢

一、大負載協作機器人已成潮流

近年來，機器人的技術發展呈現出“工業協作化”、“協作工業化”的趨勢，應用的共融

性增強。協作機器人與傳統工業機器人之間的關系，已從找“絕對差異”發展到“強化比較

優勢”。

一般情況下，由于協作機器人剛度偏弱，故而必須在增大負載和擴大臂展之間權衡。然

而，隨著技術的迭代，協作機器人的負載范圍逐漸擴大，由最早的5kg逐漸擴大到30kg，

更高的負載意味著客戶能夠有更多的選擇。另一方面，協作機器人負載變大的同時，協作機

器人也在探尋更多的應用場景。雖然目前低中負載場景中協作機器人的應用相較于前幾年已

經獲得了高速增長，但是也遇到了SCARA機器人與工業小六軸機器人的激烈競爭，因此通過

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大負載協作機器人擴充新場景成為了部分協作廠商的新策略。

2022年6月，時隔四年之后，全球協作機器人龍頭企業優傲機器人再次發布新品UR20。

在發布會上，優傲機器人特別強調工業協作機器人(IndustrialCobot)的概念，蘊含的判斷

是未來協作機器人的增長點仍然在工業領域，隨著協作機器人性能工業化的進一步增強，協

作機器人對于部分傳統工業機器人的替代效應將會進一步增強。

2022年以來，中國各家協作機器人廠商均開始推出大負載協作機器人產品，負載基本

都在20kg以上，同時，協作機器人在焊接領域的應用關注度明顯上升。

圖表2主要協作機器人廠商及大負載產品

企業名稱產品系列負載（kg）

中科新松GCR20-1100、GCR25-180020、25

大族機器人S20、S2520、25

遨博智能AUBO-i2020

艾利特機器人CS520H、CS620、CS62520、20、25

珞石機器人CR2020

越疆機器人CR20A20

法奧意威FR2020

發那科CRX-20iA/L、CRX-25iA20、25

優傲機器人UR2020

資料來源：公開資料，GGII整理

二、新能源行業有望成為協作機器人新的增長極

過去很長時間，協作機器人在鋰電行業的應用更多集中在數碼鋰電池領域，并且鮮有大

批量導入案例，在動力及儲能鋰電池領域一直沒有找到較為確定的應用場景。

新能源領域對于協作機器人的需求有望迎來新契機。根據GGII調研，隨著鋰電池新技

術新工藝的持續推進，疊加降本增效的需求日益凸顯，2023年開始有部分頭部鋰電池廠商

開始嘗試導入協作機器人，目前尚處于產品測試階段，如協作機器人能真正滿足鋰電池廠商

的應用需求，后續的大批量導入應用將成為可能。屆時，新能源行業有望成為協作機器人新

的增長極。

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第二章協作機器人產業鏈分析

圖表3協作機器人產業鏈

資料來源：高工機器人產業研究所（GGII）整理

第一節上游零部件

協作機器人作為新一代機器人，其三大核心零部件（控制器、減速器、伺服系統）與傳

統工業機器人有一定的差異。以電機為例，傳統的工業機器人使用交流伺服系統，而協作機

器人一般采用無框電機，永磁定子、轉子分體設計；由于協作機器人的走線和執行機構的穿

氣管都在內部，所以要求電機、減速器、驅動器等都要放在一個大中空的結構內，編碼器、

驅動器、減速器、電機、制動器等都需采用集成式設計。

經過數年的發展，協作機器人產業鏈日趨完善，尤其是中國市場，從減速器、電機到控

制系統，國產廠商的參與度逐年提升。同時，受益于國產協作機器人的進步，國產核心零部

件的進口替代進程加快。

機電一體化逐漸成為零部件企業未來發力方向，國內外主要企業紛紛開發一體化模塊，

如日本哈默納科提出了“整體運動控制”，將諧波減速器與電機、傳感器等組合，提供高附

加值模塊化產品；科爾摩根發布RGM機器人關節模組，探索提供機器人關節解決方案。

目前，國產廠商如泰科伺服、大族機器人、來福諧波、同川精密、零差云控、精谷智能

等已實現模塊化關節的供應。模塊化關節模組，可以理解為一體化的解決方案，可以大大縮

短供應鏈環節，降低本體企業研發成本，并可提升產品易用性及靈活性。

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從目前來看，采用外購模塊化關節模組的廠商比例正在逐年提升，協作機器人廠商更多

會專注于自身核心的技術領域，如控制算法、安全模塊、應用技術等。可以說，協作機器人

領域產業鏈分工正在逐漸細分。

同時，人形機器人的興起也為上游核心零部件帶來新的機遇，其中的旋轉關節模組與協

作機器人用關節模組重疊度較高，差異點在于對于各部件的技術細節要求不一樣，前期對于

定制化開發的能力要求較高，截至目前已經有部分廠商開始切入人形機器人產業鏈。

圖表4上游零部件主要代表企業

資料來源：公開資料，高工機器人產業研究所（GGII）整理

一、減速器

減速器分為RV減速器、行星減速器和諧波減速器。其中，協作機器人大多數使用諧波

減速器，少數會用到RV減速器。

諧波傳動技術突破了機械傳動采用剛性構件的模式，使用了一個柔性構件來實現機械傳

動，其工作原理通常采用波發生器主動、剛輪固定、柔輪輸出形式，當波發生器裝入柔輪內

圓時，迫使柔輪產生彈性變形而呈橢圓狀，使其長軸處柔輪齒輪插入剛輪的輪齒槽內，成為

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完全嚙合狀態；而其短軸處兩輪輪齒完全不接觸，處于脫開狀態，當波發生器連續轉動時，

迫使柔輪不斷產生變形并產生了錯齒運動，從而實現波發生器與柔輪的運動傳遞。

圖表5諧波減速器產品結構

資料來源：公開資料，高工機器人產業研究所（GGII）整理

目前諧波減速器技術突破了以傳統Willis定理為基礎的漸開線齒輪設計理論，以“P”

型齒數學模型、3D仿真軟件、誤差修正方法、動態補償方法、壽命預測模型為基礎，建立全

新齒形設計理論體系。在抗磨新材料、潤滑新技術、軸承優化、齒廓修形、獨特材料處理等

領域發展迅速。在振動噪聲抑制方面，通過嚙合剛度、嚙合阻尼、摩擦系數、側隙參數的敏

感性分析，分析振動噪聲產生機制，從而優化參數。此外，提升了減速器的額定壽命，同時

在傳動誤差、背向間隙、空程誤差、傳動效率、噪聲、殼體最高溫度等關鍵性能指標上達到

國際一流水平。

協作機器人產品結構特殊性，減速器需中空設計。由于協作機器人的走線和執行機構的

穿氣管以及線束都在結構內部，所以要求減速器、電機、驅動器核心零部件等都要放在一個

大中空的結構里。

由于協作機器人產品負載3-20kg左右，其使用的機器人用減速器一般為諧波減速器，

根據其市場銷量來看，市面上以六軸協作機器人為主，少量是7軸協作機器人。GGII數據

顯示，2022年中國六軸及以上協作機器人減速器需求量為11.7萬臺，預計到2027年需求

量將超過45萬臺。

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圖表62016-2027年中國六軸及以上協作機器人減速器需求量及預測(單位:萬臺，%)

50100%

45.20

4590%

4080%

3570%

30CAGR＞30%60%

2550%

2040%

1511.1711.7030%

105.9620%

3.794.92

51.382.5310%

00%

20162017201820192020202120222023E2024F2025F2026F2027F

六軸及以上協作機器人用減速器需求量（萬臺）銷量同比增長（%）

數據來源：高工機器人產業研究所（GGII）

二、無框電機

無框電機是一種新型力矩電機，專為需求體積小、質量輕、慣量低、結構緊湊、功率

高的應用場合而設計，其適配性強，在機器人關節、醫療機器人、傳感器萬向節、無人機

推進和制導系統以及其他應用領域具有廣闊的應用前景。

圖表7無框電機產品

資料來源：公開資料，高工機器人產業研究所（GGII）整理

目前無框電機的代表性產品有美國科爾摩根的TBM無框力矩電機、Parker公司的K系

列無框伺服電機、Aerotech公司S-series高性能無框力矩電機、德國的TQRobodrive的

無框電機以及Alliedmotion公司的無框力矩電機等。國內無框電機代表公司主要有步科電

氣、杭州三相、大族電機、偉創電氣、易爾泰、常州運控、合泰電機、三瑞智能等。

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同時如來福諧波、綠的諧波、同川精密等減速器廠商亦開始自研無框電機，旨在打造一

體化關節模組產品。人形機器人的興起，入局無框電機領域的廠商持續增加，其中不乏人形

機器人主機廠商，如小米、宇樹、智元科技等。

三、工控機

工控機（IPC）即工業控制計算機，是一種采用總線結構，對生產過程及機電設備、工

藝裝備進行檢測與控制的工具總稱。工控機具有重要的計算機屬性和特征，如具有計算機

CPU、硬盤、內存、外設及接口，并有操作系統、控制網絡和協議、計算能力、友好的人機

界面。比如：PLC、IPC、CNC數控、控制卡、觸摸屏等都屬于工控機范疇。

在機器人控制方面，工控機可以通過控制算法、運動控制卡、I/O模塊等實現機器人的

精準控制。工控機可以運行各種控制軟件，如機器人操作系統、機器人控制軟件、機器視覺

軟件等，可以實現機器人的自主控制、協同控制和遠程控制等功能。

工控機還可以通過網絡連接實現機器人的遠程控制和監控。在工業應用中，機器人需要

進行大量的數據采集和傳輸，工控機可以通過高速的數據采集卡和通訊接口實現數據的實時

采集和傳輸。同時，工控機還可以實現機器人的故障診斷和維護，提高機器人的運行效率和

穩定性。

圖表8工控機產品

資料來源：公開資料，高工機器人產業研究所（GGII）整理

目前國際工控機品牌主要有德國西門子、日本康泰克、德國倍福、奧地利貝加萊、日

本歐姆龍等。近幾年來，國產工控機亦有明顯的進步，代表廠商有臺系的研華和凌華，大

陸系廠商有研祥、華北工控、康士達、穩信智能、恒邦新創、源控電子等。

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第二節中游本體

作為協作機器人產業鏈的核心環節，協作機器人本體集各項軟硬件技術于一身，可謂

產業鏈的中心，向上承接和倒逼各類核心零部件技術的持續進步，向下不斷在細分領域拓

展應用場景，擴大應用的邊界。同時，還在易用性、安全性、高柔性層面持續迭代優化，

以滿足更多復雜場景的需求，協作機器人本體技術的提升已經有目共睹。

從協作機器人本體廠商屬性來看，國產廠商持續鞏固在中國市場的主導地位，2022年

國產廠商在國內協作機器人的市場份額接近85%，同時，新興協作機器人廠商已成為市場

的中堅力量，這與傳統工業機器人領域形成較大的反差。出口方面，越來越多的協作機器

人廠商布局海外市場，尋求新的業務增長點。

國內協作機器人廠商在各細分行業全面開花，橫跨工業與商業服務領域，下游細分行業

滲透率持續上升，以3C、汽車零部件為代表的工業領域競爭日趨激烈；同時，以智慧零售、

理療按摩、醫療為代表的商業服務領域，入局者持續增加，已進入快速起量的成長通道。

圖表9協作機器人本體代表廠商

資料來源：公開資料，高工機器人產業研究所（GGII）整理

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圖表10協作機器人成本結構（單位：萬元，%）

9%

9%減速器

3%36%

伺服系統

控制器

編碼器

21%

殼體

其他

22%

數據來源：高工機器人產業研究所（GGII）

國內協作機器人本體均價逐年下降。GGII數據顯示，2022年中國市場協作機器人產品

均價為11.04萬元，基本與上一年持平。隨著資本的介入，協作機器人廠商競爭日趨激烈，

同時，協作機器人產業鏈日趨完善，在很大程度上推動了機器人成本的降低。GGII認為，內

卷化加劇將最先的反映在機器人產品價格上，一方面是供應鏈成本的持續優化，另一方面是

市場競爭的加劇，未來幾年協作機器人均價或將加速下行。

圖表112016-2024年中國協作機器人均價及預測（單位：萬元）

18.00

15.65

16.0014.90

14.21

14.0013.05

11.62

12.0010.9511.04

10.2

9.4

10.00

8.00

6.00

4.00

2.00

0.00

20162017201820192020202120222023E2024F

數據來源：高工機器人產業研究所（GGII）

（注*上述數據不包含四軸協作機器人價格）

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第三節下游集成應用

下游集成應用，按領域可以分為工業和服務業兩大類。其中：

工業領域，協作機器人系統集成企業與傳統工業機器人系統集成商重疊度越來越高，面

向的群體均為各個制造業的細分領域。從系統集成企業類型來看，本土系統集成商數量占據

企業數量95%左右，但普遍規模較小，絕大多數廠商的年產值并不高。

從應用領域分布來看，各系統集成商一般專注一個或多個行業領域，協作機器人作為

后來者，集成商渠道的開拓大部分會在傳統工業機器人集成商渠道的基礎上開展，小部分

屬于代理商（或貿易商）屬性。從長遠來看，協作機器人的落地應用更多還是需要依靠各

行業的系統集成商去完成，未來幾年，協作機器人廠商的競爭也會或多或少的體現在渠道

的競爭上，這一點與傳統工業機器人十分相似。

從協作機器人應用分布看，工業領域占比在70%左右，可以說短期內工業領域依然是

協作機器人的主要戰場。

按工藝應用領域來看，中國工業機器人主要應用在焊接、噴涂、裝配、包裝、搬運上

下料、拋光打磨等領域。

圖表122021-2023年中國工業機器人應用細分領域需求變化及預測

2021年機器人2022年機器人2023年機器人需求

應用工藝細分工藝

需求量升降情況需求量升降情況量升降情況（E）

金屬鑄件搬運↑↓↓

注塑搬運↑↓↓

沖壓/鍛造/彎曲處理↑↓↓

機床上下料↑↓↓

搬運/上下料機床其他工序操作↑↓↓

測量/檢查/測試處理↑↑↑

碼垛↑↑↑

包裝/揀選/放置搬運↑↑↑

物料搬運↑↑↑

弧焊↑↓↓

焊接點焊↑↓↓

激光焊↑↑↑

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錫焊↑↓↓

其他焊接↑↓↓

噴漆和搪瓷↑↓↓

噴涂涂膠↑↓↓

其他噴涂↑↓↓

激光切割↑↑↑

水射流切割↑↑↑

加工/處理

拋光打磨/去毛刺↑↑↑

其他↑↑↑

固定/壓裝↑↑↓

組裝/插拔↑↑↓

裝配/拆卸

拆卸↑↑↓

其他裝配↑↓↓

FPD潔凈室↑↓↓

其他半導體潔凈室↑↑↓

其他潔凈室↑↑↓

數據來源：高工機器人產業研究所（GGII）

GGII數據顯示，2022年中國工業機器人應用市場中，用于搬運碼垛、焊接、噴涂、裝

配及拋光打磨等操作的機器人占比將近95%左右，其中搬運碼垛機器人的占比最高，占據一

半以上的份額。近兩年，新能源汽車行業的爆發，帶動了汽車整車及零部件、汽車電子等對

搬運/上下料的應用，同時新能源行業(包括光伏、鋰電)的高速增長，同樣促進了對搬運和

裝配機器人的需求。

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圖表132015-2022年工業機器人應用領域分布（單位：%）

100%

80%

60%

40%

20%

0%

20152016201720182019202020212022

焊接搬運/上下料噴涂拋光打磨裝配其他

數據來源：高工機器人產業研究所（GGII）

服務領域，因為其面向的客戶群體與工業領域差異較大，故而該領域的集成應用與工業

領域有較大的不同。相對來說，服務領域的應用更加強調安全性的范疇，同時也會更多的應

用人工智能技術，如通過引導式編程，捕捉與模仿記錄下技師動作，可以完成泡茶、泡咖啡、

制作奶茶、調制雞尾酒等任務，甚至可以通過語言、行為學習與模仿鋼琴家、指揮家動作完

成樂曲演奏、樂隊指揮的工作，還能進行醫療輔助、輔助按摩等操作。

人工智能大模型的發展為機器人的智能化提供了強大助力，尤其在服務領域，機器人領

域與大模型結合的機會點更多，比如一般的復合機器人，具備手+腳的能力，通過大模型能

力的加持，可以很好地提升機器人的交互能力和感知能力。長遠來看，服務領域或將是協作

機器人的大未來，尤其是家用場景，落地的時間點主要取決于大模型這種能力是否可以讓協

作機器人更加智能，能夠與人進行無縫交互。

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第四節周邊配套產品

應用場景復雜化對協作機器人提出了更高的要求，需要更深入的系統技術研發，在硬件、

軟件、算法、系統等方面構建起靈活、易用、安全的協作機器人生態體系。

隨著協作機器人智能化研發不斷深入，人工智能技術在協作機器人領域的進一步融合應

用，協作機器人將集成先進的機器人技術和算法技術，以及豐富的傳感器和高度柔性化的末

端執行器等，更加智能化地完成各項復雜的任務。

圖表14協作機器人周邊配套產品列表

資料來源：公開資料，高工機器人產業研究所（GGII）整理

一、力傳感器

傳感器集機械、光、電于一身，能精確衡量壓力、溫度、濃度、速度等，同時又受制于

芯片、材料、軟件的發展瓶頸。它的原理透明，但工藝卻非常復雜，傳感器功能的不同，本

質上是軟硬件的區別，產品大小、反饋速度、實現精度都會有較大的區別。

傳感器能夠為機器人提供必要的信息，以正確執行相關操作。隨著協作機器人的下游應

用場景被開拓，協作機器人需要的傳感器類型也越來越多：二維視覺傳感器、三維視覺傳感

器、力扭矩傳感器、碰撞檢測傳感器、安全傳感器、六維力傳感器等。

力傳感器（Forcesensor）是將力的量值轉換為相關電信號的器件。力是引起物質運動

變化的直接原因。力傳感器能檢測張力、拉力、壓力、重量、扭矩、內應力和應變等力學量。

具體的器件有金屬應變片、壓力傳感器等，在動力設備、工程機械、各類工作母機和工業自

動化系統中，成為不可缺少的核心部件。

力傳感器是機器人力感知的關鍵部件，并廣泛應用于醫療、打磨、裝配、抓取及人機共

融等領域中。其中，在工業機器人應用領域中，一般使用一維力傳感器、三維力傳感器和六

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維力傳感器等三種。而協作機器人則一般使用關節扭矩傳感器和六維力傳感器。

一維力傳感器和單軸扭矩傳感器市場上已有相對成熟的產品，但缺少為機器人應用做的

特殊設計，在易用性、耐用性方面有待提高。三維力傳感器、六維力傳感器技術門檻較高，

過去全球僅有幾家公司生產，如ATI、OPTOFORCE、SCHUNK等。隨著國內入局力傳感器領域

的廠商越來越多，目前國產相關廠商正逐年增加，如鑫精誠傳感器、藍點觸控、坤維科技、

神源生智能、海伯森等，均已有相關的產品落地并進入產業化應用。

六維力傳感器常用于力的作用點隨機變化，且對測量精度要求較高的場景，是最適合協

作機器人應用的力傳感器之一。六維力傳感器能夠同時測量三個坐標軸方向的力和繞三個坐

標軸方向的力矩，并給出最為全面的力覺信息。在算法方面，六維力傳感器的內部算法會解

耦各方向力和力矩間的干擾，使力的測量更加精確，同時，在獲取力矩信息后，六維力傳感

器還可以利用力矩信息來推算獲取受力部件的姿態，監測力矩是否在安全范圍內，以避免傳

感器的過載損壞。

GGII數據顯示，2022年中國力傳感器市場規模17.13億元，同比增長13.22%。預計

2023年市場規模有望突破20億元。其中，2022年中國六維力/力矩傳感器市場規模2.39億

元，同比增長52.04%。GGII預計，2023年中國六維力/力矩傳感器市場規模有望突破3億

元，到2027年中國六維力/力矩傳感器市場規模將超過15億元，2023-2027年年復合增長

率超過45%。

圖表152017-2027年中國六維力/力矩傳感器市場規模及預測(單位:億元，%)

1890%

1680%

1470%

1260%

10CAGR＞45%50%

840%

630%

420%

210%

00%

2017201820192020202120222023E2024F2025F2026F2027F

機器人行業規模（億元）非機器人行業規模（億元）同比增長（%）

數據來源：GGII《2023年中國六維力/力矩傳感器市場分析報告》

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圖表16不同類型六維力傳感器原理、特點及代表企業

傳感元件類型原理及特點代表企業

通常采用的是硅應變片或金屬箔，本質ATI、鑫精誠傳感器、藍點觸控、坤維科技、宇立儀

應變片式是材料本身發生形變進而轉化為阻值變器、神源生智能、海伯森、Sintokogio、BotaSystems

化AG、SCHUNK、埃力智能、ME-Me?systemeGmbH等

光學式通過光纖、光柵反映形變，再轉化成力OnRobot、松果體、華力創等

電容是通過極距的變化導致電壓變化，

壓電/電容式Robotiq、Robotous、WACOH-TECH、Kistler等

壓電則是通過形變改變電荷

資料來源：公開資料，高工機器人產業研究所（GGII）整理

二、電動夾爪

夾爪，又稱夾持器，是機器人末端執行器的一種產品類型。常見的末端執行器可以分為

夾爪和作業工具兩類。其中，作業工具主要是針對特定工作場景下機械臂需要搭載的作業設

備，例如：噴漆槍、焊接工具等；而夾爪則是根據模仿人手功能研制出的新式設備，主要應

用于夾持、運輸、放置工件以及操縱物體等場景。

工業機器人的運用主要基于模仿人類的運動方式，機械臂模仿人類手臂運動，而夾爪模

仿的則是人類手指的運動。從形態上看，夾爪是擁有類似于人手結構的設備，例如：三指夾

爪、四指夾爪等，也有平行二指這類偏機械性的結構。在實際應用中，夾爪一般通過末端的

連接裝置與機械臂末端關節的連接面板相結合，前端夾片或鉗口在氣壓、液壓、電驅等動力

的驅使下，會對物體施加一定夾持力，使物體能夠被機械臂控制，進而實現抓取、放置、擰

緊等操作。

隨著夾爪的各類應用不斷深入，各個行業的場景定制化開發，以及應用缺陷上的持續迭

代和優化，夾爪種類逐漸向多樣化的方向發展。

從產品形態上來看，根據夾爪指數以及夾爪機械結構的不同，可以將夾爪分為平行二指

夾爪、三指夾爪、四指夾爪、五指靈巧手、六指夾爪、軟體夾爪等不同類型。

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圖表17不同形態夾爪產品示意圖

（從左到右分別為：平行二指夾爪、三指夾爪、四指夾爪、五指靈巧手、六指夾爪、軟體夾爪）

資料來源：公開資料，高工機器人產業研究所（GGII）

GGII數據顯示，2022年中國電動夾爪市場銷量約為5.14萬臺，同比增長65.81%。對

于電動夾爪銷量，GGII認為，未來5年中國電動夾爪整體銷量年均復合增速將超過50%，預

計到2027年，國內電動夾爪銷量將突破40萬臺。

圖表182016-2027年中國電動夾爪市場銷量及預測（單位：萬臺，%）

45.042.490%

40.080%

35.070%

30.060%

25.0CAGR＞50%50%

20.040%

15.030%

10.020%

5.14

5.01.753.1010%

0.340.580.791.15

0.00%

20162017201820192020202120222023E2024F2025F2026F2027F

銷量（萬臺）同比增長（%）

數據來源：高工機器人產業研究所（GGII）

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第五節協作機器人產品圖譜

按照產品負載的維度，GGII將協作機器人的負載范圍分為5個檔位，列舉了中國市場

主要協作機器人代表廠商的產品負載矩陣，如下圖所示。

大部分廠商產品負載范圍在3-20kg區間，其中輕負載（3kg≤L＜7kg）產品占比最高，

達到32.94%；其次是大負載（12kg≤L＜20kg）產品，占比22.35%；中負載（7kg≤L＜12kg）

產品占比20.00%，排名第三；超大負載（L≥20kg）產品與超輕負載（L＜3kg）產品分別占

比16.47%和8.24%，分別排名第四和第五，其中占比提升最大的系超大負載（L≥20kg）產

品。

圖表19主要協作機器人廠商產品負載矩陣對比

產品負載范圍

企業名稱超輕負載輕負載中負載大負載超大負載

（L＜3kg）（3kg≤L＜7kg）（7≤L＜12kg）（12≤L＜20kg）（L≥20kg）

中科新松/★★★★★★★★★

大族機器人/★★★★★★★★★

長廣溪智造/★★/★★/

遨博智能/★★★★★★★

艾利特機器人/★★★★★★★★

天機智能/★★★//

珞石機器人/★★★★★★

節卡機器人★★★★★★★/

越疆機器人★★★★★★★★★★★

法奧意威/★★