一體化關節模組: 機器人“關節生態”的國產化突圍

文:文 / 廣州市昊志機電股份有限公司2025年第二期

長期以來,機器人關節模組的核心部件,如高精度減速器、伺服電機和編碼器等,高度依賴進口,這不僅大幅推高了成 本,還使供應鏈面臨諸多不確定性。昊志機電憑借自主技術創新,成功研發出包含“世界級精度與壽命的諧波減速器”、“高 精度編碼器”等一系列核心功能部件的 “一體化關節模組”,實現了機器人核心功能部件的全面國產化,為機器人在多領域的 規模化應用鋪平了道路。


文 / 廣州市昊志機電股份有限公司

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1 一體化關節模組的核心作用

機器人一體化關節模組堪稱人形機器人的“核心樞 紐”,對機器人硬件成本與運動性能起著關鍵作用。它巧妙 安裝于機器人關節部位,能將電機的旋轉運動轉化為驅動 連桿機構的運動,為機器人的靈動操作提供持續穩定的動 力。一體化關節模組集電機(驅動裝置)、減速器(傳動裝 置)、編碼器(傳感裝置)、伺服驅動和控制軟件(控制裝 置)等多種零部件于一身,融合動力輸出、精準傳動、智能 控制三大核心功能。其技術架構分為三層:
· 動力層:通過自主研發的諧波減速器與高精度伺服系 統,實現扭矩放大與動態響應;
· 傳感層:集成六維力傳感器與雙絕對值編碼器,實時 反饋力矩、位置與姿態數據;
· 控制層:基于Infranor集團的運動控制技術,實現多軸 協同與邊緣計算。
這三層架構協同發力,構建“感知-決策-執行”閉環, 助力機器人精準完成復雜動作。


2 昊志機電一體化關節模組的四大技術突破

(1)全自研化技術鏈
諧波減速器、編碼器、六維力傳感器等核心部件實現 100%自主研發,相較于進口方案,成本驟降50%,徹底擺脫 “卡脖子”困局,為國產化鋪就基石,使我國機器人關節模 組在核心技術上實現自主可控,具備了與國際巨頭競爭的核 心實力。
(2)高精度與高過載能力
一體化關節模組選用高性能無框力矩電機,具備3.5倍 過載能力,運行平穩,電流波動小,力控更精準、更安全。 配置高精度雙絕對值編碼器,輸出精度高,重復定位精度高 達0.003°,滿足高端制造業對機器人性能的嚴苛要求。
(3)輕量化與緊湊設計:
采用大中空設計,既滿足中心布線需求,又使關節結構
更緊湊、體積更小巧,有效減輕機器人關節模組重量,保證 了機器人負重比,使其能夠適應更多樣化的工作場景和任務 需求。
(4)長壽命與高可靠性
模組選用高精度、長壽命、高剛性、低噪音的諧波減速 器,并配置高精度傳感器,實時監控模組的發熱情況,確保 長期穩定運行。


3 昊志機電一體化關節模組的經濟價值
· 成本優勢凸顯:一體化關節模組通過優化設計和國產 化替代,顯著降低了生產成本, 隨著人形機器人市場的爆 發,規模化生產進一步攤薄單關節成本,這種成本結構的優 化不僅提升了產品的市場競爭力,還為下游機器人企業提供 了更具性價比的選擇;
· 效率提升顯著:一體化關節模組的高性能設計顯著提 升了機器人的工作效率,高精度和高過載能力減少設備故障 停機時間,進一步降低了企業的運營成本;
· 市場拓展廣闊:隨著技術的不斷進步,一體化關節模 組的應用場景從工業制造逐步拓展到服務機器人、醫療大健 康等領域。


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