永鑫行研 | 智能制造之协作机器人行业研究

本文是永鑫方舟团队第90篇原创行研

前  言

协作机器人是工业机器人面向柔性化、人机协同场景衍生出的分支，以高安全性、低自重负载比、易编程、可快速部署为核心特征。相较已发展五六十年、被“四大家族”巨头垄断的传统工业机器人，协作机器人发展仅约十五年，行业尚无绝对垄断者，是国产厂商最易实现突破与进口替代的方向。

在AI大模型与具身智能浪潮下，协作机器人正从“人机协作”迈向“具身智能”，其一体化关节、伺服驱动、力控算法与运动控制能力可高度复用于人形机器人的“人形机械臂”环节——这使协作机器人企业有望以现成的供应链与量产能力，率先在人形/具身智能万亿赛道打开规模化应用缺口。

1、什么是协作机器人？

协作机器人（Collaborative Robot, Cobot）是指具有可操作性机械臂、能够在共享空间内与人类近距离直接交互或协作的机器人，属于工业机器人在具体细分应用场景下的分支。与传统工业机器人需被安全围栏隔离不同，协作机器人主打“轻量化、小型化、人机协作”，无需围栏即可与工人同台作业，更适配中小企业小批量、多品种、柔性化的制造需求。

其核心优势可概括为四点：①安全性高（碰撞即停、柔性电子皮肤等主被动安全机制）；②低自重负载比、部署灵活；③易编程（拖动示教、图形化编程，普通操作员经简单培训即可上手）；④投资回报期短。

按结构与轴数可分为四轴、六轴、七轴及双臂等类型，其中六轴协作机器人最为主流；负载早期以10kg以下为主，近年向上（20-30kg大负载）与向下（500g超轻负载）双向延伸。

图：协作机器人和人类一起工作（来源：优傲机器人公众号）

2、协作机器人与传统工业机器人

协作机器人与传统工业机器人存在显著的定位差异。传统工业机器人是大规模标准化生产的产物，速度快、负载重，必须以安全围栏隔离，适用于汽车整车等标准化产线；而协作机器人主打安全协作与柔性部署，可与人同台作业，满足中小企业定制化、柔性制造需求。

表：协作机器人和传统工业机器人比较（资料来源：越疆科技招股说明书）

3、发展历程

协作机器人的商业化起点公认为2008年。丹麦优傲机器人（Universal Robots，成立于2005年）于2008年推出全球首款实现商业应用的协作机器人UR5，优傲由此成为协作机器人鼻祖。此后行业大致经历四个阶段：

导入期（2008-2014）：优傲陆续推出UR10等产品，2012-2015年Rethink、库卡、ABB、发那科、安川等海外厂商相继入局，完成技术路线验证。

成长期（2015-2019）：2015年泰瑞达以2.85亿美元收购优傲；优傲2016年推出UR+生态、2019年推出16kg大负载UR16e，奠定全球龙头地位。

扩张期（2020-2024）：加速制造业自动化，2023年韩国斗山机器人上市（融资约3亿美元）、2024年9月台湾达明机器人挂牌，资本持续涌入。

具身智能期（2025至今）：AI大模型与协作机器人融合，越疆2024年4月推出全球首个商业化AI+双臂平台X-Trainer、2025年3月发布人形机器人Atom，行业迈入具身智能新阶段。

国内方面，中国协作机器人产业起步于2015年前后。优傲2011年底进入中国但前几年订单稀少；2015年起遨博、节卡、越疆、艾利特、法奥等本土厂商集中涌现。经过约十年发展，国产协作机器人逐步打破外资垄断、实现明显的进口替代。

4、发展趋势

1)负载双向延伸，全场景覆盖能力持续强化：协作机器人沿轻重负载双向突破，向上布局20-30kg大负载机型，切入汽车总装、重型物料搬运等重载柔性场景；向下推出500g级超轻桌面产品，覆盖3C微装配、实验室操作等精细化长尾市场，全工序覆盖能力持续增强，行业整体市场空间不断扩容。

2)AI深度赋能智能化升级，作业柔性与部署效率实现质变：AI技术与协作机器人深度融合，视觉识别、力控、动态避障逐步成为标配；模仿学习与视觉大模型的应用，大幅缩短产线编程调试周期，降低专业操作门槛。机器人从标准化执行工具向自适应柔性作业单元进化，更适配小批量、多品种的离散制造需求。

3)高精度化持续突破，切入高附加值精密制造赛道：协作机器人定位精度持续向微米级突破，头部产品绝对定位精度可达±0.02mm，得以切入医疗器件加工、半导体封装、光学装配等高附加值精密制造领域。高精度叠加人机共融优势，既打开高端蓝海市场，也推动产品结构升级与技术壁垒提升。

4)生态化布局深化，从卖产品向构建平台壁垒升级：行业头部厂商从单一硬件销售，转向搭建开放化产业生态。通过标准化软硬件接口汇聚全球末端工具、集成商与开发者资源，实现功能模块即插即用，降低客户集成成本与部署周期。生态的网络效应持续强化客户粘性，构筑远超单一产品的竞争壁垒。

5)出海进程全面加速，全球化成为增长核心引擎：国内市场竞争加剧背景下，出海成为国产协作机器人企业的核心增长路径。依托高性价比、快速定制响应与本地化服务优势，国产品牌在全球市场竞争力持续提升，头部企业海外收入占比攀升，全球化布局既消化产能也反哺技术迭代，形成双轮增长格局。

6)向具身智能与人形机器人延伸，打开长期成长天花板：协作机器人企业以成熟机械臂技术为支点，复用运动控制、柔顺力控、精密制造等核心能力，叠加AI大模型快速切入人形机械臂赛道。这是产业技术与价值的自然外溢，而非跨界布局，帮助企业突破工业场景边界，打开具身智能时代的长期成长天花板。

协作机器人产业链可分为上游核心零部件、中游本体制造及系统集成、下游应用三个环节：

上游（核心零部件）：减速器、伺服系统、控制器三大件，直接决定机器人的性能、可靠性与负荷能力；此外还需直驱电机、模块化编码器、关节力矩传感器、安全控制器等特殊部件。上游成本占机器人总成本高达60%-70%，是国产替代与降本的主战场。

中游（本体+集成）：越疆、法奥、节卡、遨博、优傲、斗山等本体厂商，以及面向具体场景的系统集成商。

下游（应用）：汽车及零部件、3C电子、机械加工、新能源等工业场景，以及医疗、教育、餐饮、新零售等非工业场景。

图：协作机器人产业链（资料来源：越疆招股说明书、公开信息整理）

2、核心零部件：减速器、伺服系统、控制器

据公开信息测算，三大核心零部件合计占协作机器人总成本约60%，其中减速器成本占比最高（约30%）、毛利率也最高（约40%），其次为伺服系统（成本约20%、毛利率约35%）和控制器（成本约10%、毛利率约25%）。

表：协作机器人三大核心零部件成本/毛利率与竞争格局（资料来源：公开信息整理）

减速器是制约国产机器人降本的“卡脖子”环节，难点在精密加工、齿面热处理、装配精度与大规模检测等工艺。过去我国减速器的研发参考了成熟产品的制造思路，但为了突破原材料及加工设备带来的高昂成本与限制，国内上市公司及民企依靠自己的研发能力在结构及加工工艺上做了改进创新，不断朝着尖端产品努力。永鑫在减速器行业做过一期行研，点击链接可阅读：永鑫行研｜工业核心零部件行业研究之减速器。协作机器人多采用“一体化关节模组”（将电机、减速器、编码器、力矩传感器、驱动与控制集成于关节），部分厂商已实现伺服电机、减速器、驱动器及操作系统全栈自研——这一能力正是切入人形机器人的关键基础。

此外，为实现人机安全协作，协作机器人额外依赖关节力矩传感器、安全控制器、柔性电子皮肤等部件。这些力控与安全技术，是协作机器人迁移至人形机械臂时的差异化壁垒。

3、下游应用

根据Global Growth Insight，协作机器人下游应用场景高度集中，以汽车及零部件、3C/电子制造为两大核心支柱，合计占比超55%。主要用于装配、焊接、搬运等工序。

表：协作机器人下游应用行业分布（资料来源：Global Growth Insight、公开信息整理）

图：协作机器人正在钣金焊接（来源：优傲机器人公众号）

结构上，工业场景物品结构化、规范性强，是当前出货主力；而医疗健康、消费等非工业场景增速最快，年需求增速超50%。协作机器人出色的可拓展性，使其具备从工业级向商业、医疗、教育乃至家庭场景延伸的潜力，这也是行业价值链不断延伸、并最终通向人形机器人家庭场景的内在逻辑。

图：协作机器人用于医疗样本分拣（资料来源：优傲机器人公众号）

据灼识咨询，全球协作机器人市场规模由2020年的34.1亿增至2025年的106.6亿，CAGR约25.6%，预计2030年达376.9亿、2025-2030年CAGR约28.7%，显著高于传统工业机器人增速。其中，中国协作机器人市场规模由2020年的12.8亿增至2025年的30.4亿，CAGR约18.9%，预计2030年达113.5亿、2025-2030年CAGR约30.1%。中国已成为全球最大协作机器人市场，市场规模约占全球的三分之一。

图：协作机器人市场规模（亿元）（资料来源：灼识咨询，越疆招股说明书）

从销量看，2025年中国协作机器人销量约5万台，全球约8.2万台，中国协作机器人销量占全球协作机器人销量占比超一半。

图：中国协作机器人销量快速增长（万台）（资料来源：GGII数据、睿工业、IFR）

价格方面，规模化与竞争加剧推动本体均价逐年下行。根据工控网数据，国产六轴及以上协作机器人均价，从2022年的11.04万元一路降至2025年的5.75万元。随着价格的持续下行与性能的不断升级，协作机器人市场的高溢价壁垒正被逐步打破。国产厂商通过规模化生产、成熟的本土供应链和快速迭代的技术能力，正在将原本定位高端的工业装备，推向更普惠的自动化应用场景。

协作机器人全球市场尚未形成绝对垄断，供给端竞争格局持续洗牌。根据产业世界2026年数据，全球前十大厂商集中度（CR10）从2024年的74%降至2026年初的68%，第二梯队企业凭借差异化产品与地域优势加速崛起。

国外主要厂商有丹麦UR、日本发那科、韩国斗山机器人。

表：协作机器人国外主要厂商（资料来源：公开信息整理）

国内协作机器人市场已形成多梯队厂商的竞争态势，国产化替代进程持续提速。行业竞争正从单一产品比拼转向核心零部件自研、细分场景落地与全球化布局的综合能力较量，出海与垂直场景渗透成为核心增长方向。

表：协作机器人国内主要厂商（资料来源：公开信息整理）

随着具身智能浪潮兴起，人形机器人正从实验室原型加速走向商业化，而拟人化机械臂作为人形机器人核心执行机构，成为协作机器人企业技术外溢与场景延伸的核心赛道。

1、人形机器人催生机械臂新需求

人形机器人以类人形态适配人类工作环境，被视为继PC、智能手机后的下一代智能终端。机械臂作为人形机器人的“上肢”，承担抓取、装配、操作等核心执行功能，其性能直接决定机器人的作业能力。与传统工业协作臂相比，人形机械臂在形态、性能与场景上提出全新要求：

形态拟人化：采用7自由度冗余构型，模拟人类手臂运动范围，适配非结构化空间

极致轻量化：负载自重比成为核心指标，量产级产品已突破2.5:1

力控精细化：力控分辨率达0.1N级，支持柔顺装配与人机安全交互

环境适应性：需兼顾工业、商业、家庭等多场景作业需求

2、技术同源：协作机器人是人形机械臂的天然母体

人形机械臂本质是面向人形场景优化的高力控、高集成度进阶版协作机器人。二者是同源技术在不同应用场景下的差异化落地形态。成熟的协作机器人厂商在进入该领域时，拥有极低的产业迁移壁垒与显著的技术先发优势。

核心技术同源：底层均采用「电机+减速器+驱动器+传感器」一体化关节模组架构，核心能力均围绕碰撞检测、力控反馈与人机协同展开。差异仅在于人形场景对扭矩密度、动态响应速度及集成度提出了更严苛的工程化指标，技术原理与实现路径高度一致。

核心供应链同源：伺服电机、谐波减速器、力矩传感器等核心物料供应链100%重合，均可复用供应商资源。两者成本结构亦高度相似，零部件成本占比均超70%，规模化降本的核心路径与供应链管理经验可直接平移。

生产制造体系同源：均采用精密自动化装配、关节动态校准与整机性能测试产线，遵循相同的工业级可靠性与寿命标准。成熟的协作机器人生产线仅需小幅工艺调整与夹具适配，即可快速切换为人形机械臂产能，产线复用率高，大幅缩短量产周期。

协作机器人企业在汽车、3C、工业制造等场景深耕多年，拥有成熟的客户资源与场景验证经验，可依托现有业务网络快速推动人形机械臂的商业化落地，凭借经过工业级验证的产品可靠性与解决方案能力构建竞争壁垒，精准卡位人形机器人产业化的核心赛道。