机器人轻量化深度：优化路径、材料轻量化、市场空间及相关公司深度梳理-250721（42页）.pdf

1、 1/42 2025 年年 7 月月 21 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 行业研究报告 慧博智能投研 机器人轻量化机器人轻量化深度：深度：优化路径优化路径、材料轻量化、材料轻量化、市场空间市场空间及及相关公司深度梳理相关公司深度梳理 随着机器人应用场景的不断拓展，市场对于机器人运动性能、能耗效率、安装便捷性和应用适应性的要求日益严苛。轻量化技术不仅能够显著提升机器人的加减速能力、动态响应速度和灵活性，还能降低能耗，提升续航能力，减少对能源的依赖。同时，轻量化设计简化了机器人的安装与维护流程，降低了运输与维修成本，提高了生产效率。更为重要的是，轻量化机器人的出现极大地拓展了机器人的

2、应用边界，使其能够更好地适应太空探索、深海探测、医疗手术等对重量敏感的特殊领域，满足各行业对于高效、灵活、节能机器人设备的迫切需求。围绕机器人轻量化，下面我们从机器人轻量化趋势由来、优化路径、当前进展等方面展开讨论，进而从结构轻量化、材料轻量化、核心部件轻量化三方面进行深度梳理，希望帮助大家更多了解机器人轻量化发展情况。目录目录 一、机器人轻量化概述.1 二、机器人轻量化路径及进展.6 三、机器人结构轻量化.8 四、机器人材料轻量化.12 五、机器人核心部件轻量化.28 六、市场空间.37 七、相关公司.40 八、参考研报.42 一、一、机器人轻量化概述机器人轻量化概述 1.机器人场景加速落地

3、机器人场景加速落地 随着人形机器人智能化水平提升，机器人逐步走出实验室，不断探索各种应用场景。机器人在现实生活中模仿人类活动，如马拉松、拳击赛、工厂实践等。4 月 19 日 2025 北京亦庄半程马拉松暨人形机器人半程马拉松在北京亦庄鸣枪开跑，共吸引 20 支人形机器人参赛队，最终 6 支机器人队伍完赛，实现了30%完赛率。人形机器人在如马拉松这类真实环境中展示技能，也暴露了不少产品性能短板，为产业的未来发展指明方向：（1）轻量化方向轻量化方向 2/42 2025 年年 7 月月 21 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 人形机器人在应用场景的连续作业需要考虑机器人轻量化设计及电池能量

4、密度。轻量化设计通过降低自重减少能耗，提升运动灵活性。上海半醒机器人队“精灵”机器人体重 32kg，腿部采用低转动惯量设计，减少硬件负担。机器人马拉松大赛中“天工 Ultra”通过拓扑优化结构，在维持强度前提下实现系统性减重。（2）机器人运控能力机器人运控能力 机器人从实验室进入真实应用场景，尤其是在运动中应对陡坡、石板路等复杂地形等突发状况能力需要进一步提升。“天工 Ultra”搭载的“慧思开物”实时感知环境，实现了动态步态调整与关节力矩的精准控制。乐聚夸父机器人结合模型预测控制和模仿学习的算法，提升运动效率、稳定性与地形适应能力。（3）零部件和整机的可靠性零部件和整机的可靠性 人形机器人走

5、向商业化落地，需要对核心零部件的高精度、高负载特性与整机系统的冗余设计能力进行系统性验证。2.为何机器人要向轻量化发展为何机器人要向轻量化发展 为什么机器人要向轻量化发展呢？这是因为轻量化可解决人形机器人“痛点”问题。3/42 2025 年年 7 月月 21 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 从新能源汽车角度出发，整车重量与续航呈负相关，此现象依然适用于机器人。与工业机器人不同，人形机器人体积更小，所搭载的电池包更小，而当前人形机器人的续航仅为 2 小时，无法适配大部分应用场景，因此对轻量化提出了更高的要求。卓益得人形机器人通过减重 40%，将续航时间提高至 6 小时。人形机器人自重

6、与性能挂钩，轻量化势在必行：人形机器人自重与性能挂钩，轻量化势在必行：1）过高的自重会影响人形机器人的灵活度，使其无法满足精细化场景需求；2）过高的自重会导致人形机器人关节处的电机及其余零部件的负载压力过大，使得电机发热现象严重及零部件磨损加大，进一步影响人形机器人的使用寿命。机器人轻量化大势所趋。机器人轻量化大势所趋。整机的重量是制约人形机器人运动性能、续航、场景应用的关键因素。2023年 12 月，特斯拉发布 OptimusGen2，相比前一代人形机器人，第二代机器人拥有 AI 大模型的加持，体重比一代减少 10kg，步行速度加快 30%，身体控制能力增强。4/42 2025 年年 7 月