【开源证券】机械设备行业点评报告：“结构件”与“手套”：特斯拉Optimus机器人轻量化的“关键一环”-251222（11页）.pdf

1、机械设备“结构件”与“手套”：特斯拉Optimus机器人轻量化的“关键一环”相关研究报告“结构件”与“手套”：特斯拉Optimus机器人轻量化的“关键一环”12月3日，特斯拉Optimus机器人于NeurIPS2025公开亮相，可明显看见其最新展示内容中，头部、躯干等外观及主要承载结构中已采用嵌塑件与注塑件方案；机器人在动态演示中实现的奔跑“飞行相”突破，亦从侧面验证了结构件在轻量化与强度平衡方面取得的阶段性进展。同时，OptimusGen2.5展示的手部包覆材料，进一步凸显了覆盖件在提升安全交互能力、环境适应性及拟人化表现中的关键作用。我们测算，量产百万台人形机器人对应结构件和手套的增量市场

2、空间合计超百亿元。1、“结构件”与“手套”：特斯拉Optimus机器人轻量化的“关键一环”12月3日，特斯拉Optimus机器人于NeurIPS2025公开亮相，可明显看见其头部、躯干等外观及主要承载结构中已采用嵌塑件与注塑件方案；机器人在动态演示中实现的奔跑“飞行相”突破，亦从侧面验证了结构件在轻量化与强度平衡方面取得的阶段性进展。同时，OptimusGen2.5所展示的手部包覆材料，进一步凸显了覆盖件在提升安全交互能力、环境适应性及拟人化表现中的关键作用。这些覆盖于其本体之上的各类结构件与包覆材料是承担着轻量化、安全交互、环境感知及拟人化等多重使命的关键子系统，而“结构件”和“手套”两大方

3、向是特斯拉Optimus机器人轻量化的“关键一环”，我们认为应当重点关注。(divcenter)图1：特斯拉人形机器人已进入“加速跑”的阶段(/divcenter)1.1、结构件：机器人复杂场景落地的基础机器人结构件的设计逻辑直接决定了整机性能的天花板与应用落地的边界，究其核心需求，我们总结三点，即运动适配性、轻量化与强度平衡、可靠性与寿命：（1）运动适配性：底层要求是高动态精度下的系统协同。头部玩家在满足高自由度的同时（Optimus全身不包括灵巧手有28个自由度），可能要求更准确的定位精度，这涉及从材料稳定、结构设计、装配工艺到运动控制算法的全链条挑战。其根本目的是在复杂多自由度运动中，避

4、免运动干涉，保证行走的平稳性与操作的精准性。Optimus的28个自由度能够协同作业，其前提是背后的结构件在动态中始终保持精确的空间关系。（2）轻量化与强度平衡：目前轻量化是提升机器人运动效率、拓展应用边界的核心路径之一，这意味着结构件需在减重的同时承受数倍于体重的动态冲击载荷（如跳跃落地），需满足较高的抗拉强度，机器人结构件市场正从传统金属材料主导，开始向“材料创新+结构优化+功能集成”的多元技术路径演进。（3）可靠性与寿命：工业级机器人产品应用要求其能够平均无故障运行80000小时以上，因此机器人结构件需抵抗疲劳磨损、振动冲击，同时部分关键件甚至需满足IP65防护等级。躯干结构件：机器人整

5、机的“骨架核心”。核心部件包括机身框架、电池盒/储能仓、传感器安装支架、减速器/电机固定座等。材质选择上，主体框架一般选用铝合金，能够满足轻量化和高刚性要求，铝合金比强度优于钢材，同时头部厂商对机身框架的尺寸公差也会做出较高要求，以保证各部件装配同轴度；承重部位一般是高强度钢或碳纤维复合材料，关键部位的支架类结构件需集成散热通道；电池盒一般采用铝合金材料，需具备抗冲击、防渗漏特性，支持快速拆装。四肢结构件：机器人运动执行的核心载体。（1）腿部结构件，作为机器人承载重量和执行行走动作的核心，相关核心部件包括大腿/小腿壳体、髋关节/膝关节/踝关节连接件、足部骨架等。其中，腿部壳体同样是以铝合金为主

6、，进行挤压成型和CNC精密加工，在尽量减少壁厚降低重量的同时，保证刚性；关节连接件多数亦选择铝合金，并在设计上选择缓冲结构，最大程度提高其抗弯曲变形的能力；足部可能会采用碳复合材质，以降低冲击传递的载荷和转动惯量。（2）手臂/手部结构件，核心部件包括上臂/前臂壳体、肩关节/肘关节/腕关节支架、灵巧手壳体+指节结构等。轻量化是核心技术要求，其中手臂壳体在轻量化设计的同时需要集成线缆收纳通道，避免运动缠绕；灵巧手壳体一般选用PPS等工程塑料，能更好的适配微型丝杠安装要求；UHMW-PE纤维是腱绳的理想材料，能够承受较大的拉力，同时具备良好的柔韧性。关注机器人灵巧手核心零部件供应商，相关公司包括震裕