一、协作机器人概述  

协作机器人，作为机器人领域的新兴力量，正逐步改变着现代生产与服务模式。其定义在于能够与人类在共同工作空间内安全、紧密地协同作业，这一特性显著区别于传统工业机器人。传统工业机器人通常需要在封闭环境中运行，以保障操作人员的安全，而协作机器人则内置多种安全机制，例如灵敏的力传感器，可在感知到与人体接触时立即停止动作，从而避免碰撞伤害。  

从技术层面来看，协作机器人融合了先进的传感器技术、精密的运动控制算法以及智能化的人机交互系统。传感器技术使其能够实时感知周围环境的变化，包括物体的位置、形状以及与自身的距离等信息；运动控制算法则确保机器人在执行任务时动作精准、平稳；人机交互系统的发展，使得操作人员能够通过直观的方式对机器人进行编程和操作，如手势控制、语音指令等，大大降低了使用门槛。  

国际标准化组织（ISO）制定了针对协作机器人的安全标准ISO10218和ISO/TS15066，详细规定了协作机器人在设计、制造和使用过程中的安全要求，包括风险评估方法、安全防护装置的配置等，为协作机器人的规范化发展提供了重要依据。  

二、协作机器人分类  

2.1按结构形态分类  

单臂协作机器人：最为常见的类型之一，具有结构简单、占用空间小的优势。其灵活的单臂设计能够在有限的工作区域内高效地完成各种任务，例如在3C产品制造中，单臂协作机器人可精准地进行零部件的抓取、装配等操作。在电子制造车间，单臂协作机器人能够快速适应生产线的节奏，对微小的电子元件进行精确安装，大大提高了生产效率和产品质量。  

双臂协作机器人：模拟人类双臂的协同工作方式，具备更高的操作灵活性和协调性。双臂协作机器人在一些需要双手配合的复杂任务中表现出色，如在医疗手术模拟训练中，双臂协作机器人可以模仿医生的双手动作，进行精细的手术操作练习，为医学生提供了更加真实的训练环境。  

2.2按关节轴数分类  

六轴协作机器人：是目前市场上的主流产品。六个关节的设计使其具备了广泛的运动自由度，能够在三维空间内灵活地到达各个位置，完成复杂的轨迹运动。在汽车零部件加工领域，六轴协作机器人可用于零件的打磨、焊接等工艺，其精确的运动控制能够保证加工精度，提高产品质量。  

七轴协作机器人：相较于六轴机器人，七轴协作机器人增加了一个关节，进一步提升了机器人的灵活性和避障能力。在狭窄空间或需要避开障碍物的工作场景中，七轴协作机器人具有明显优势。在航空航天零部件的装配过程中，由于零部件形状复杂且装配空间有限，七轴协作机器人能够利用其额外的关节自由度，灵活地完成装配任务。  

2.3按负载能力分类  

Mini协作机器人：负载能力通常在1kg以下，具有体积小巧、动作敏捷的特点。主要应用于对精度要求极高的微操作领域，如半导体芯片制造中的芯片检测、贴片等工序。在芯片制造车间，Mini协作机器人能够在微小的芯片表面进行精确的检测和贴片操作，确保芯片的高质量生产。  

轻型协作机器人：负载能力一般在1-10kg之间，是应用最为广泛的协作机器人类型之一。其轻巧灵活、安全可靠的特性使其适用于众多行业，如食品饮料行业的产品分拣、包装，医疗行业的医疗器械组装等。在食品包装生产线，轻型协作机器人可以快速、准确地将食品进行分拣和包装，提高包装效率和卫生标准。  

大负载协作机器人：负载能力在10-50kg之间，能够处理较重的工件或完成高强度的作业任务。在物流仓储领域，大负载协作机器人可用于货物的搬运、码垛等工作，大大减轻了工人的劳动强度，提高了仓储物流的效率。在大型物流仓库中，大负载协作机器人能够轻松搬运重达数十公斤的货物，并将其准确地码放在指定位置。  

重负载协作机器人：负载能力超过50kg，主要应用于大型工业制造领域，如汽车整车制造中的车身搬运、大型机械设备的组装等。在汽车制造工厂，重负载协作机器人能够将重达几百公斤的汽车车身平稳地搬运至各个生产工位，确保生产线的高效运行。  

三、协作机器人产业链  

3.1产业链上游  

产业链上游主要涉及协作机器人的核心零部件制造。这些核心零部件如同机器人的“心脏”和“大脑”，对机器人的性能起着决定性作用。  

精密减速器：作为协作机器人的关键传动部件，精密减速器承担着精确传递动力和运动的重要任务。它能够将电机的高速旋转转化为机器人关节所需的低速、高扭矩运动，从而实现机器人的精确动作控制。目前，在全球范围内，日本的纳博特斯克（Nabtesco）和哈默纳科（HarmonicDrive）在精密减速器领域占据着领先地位。然而，近年来我国在精密减速器技术研发方面取得了显著进展，国内企业如绿的谐波、双环传动等通过持续的技术创新和工艺改进，其产品性能与国际先进水平的差距不断缩小，部分产品已实现国产化替代。绿的谐波自主研发的谐波减速器在精度保持性、传动效率等方面表现出色，已广泛应用于国内多家协作机器人厂商的产品中。  

伺服系统：由伺服电机、驱动器和编码器组成，是协作机器人运动控制的核心单元。伺服电机能够根据控制系统的指令精确地控制转速和扭矩，实现机器人关节的快速、准确运动；驱动器则负责将控制信号转换为驱动电机所需的电流和电压；编码器用于实时反馈电机的位置和速度信息，以实现闭环控制，提高运动控制的精度和稳定性。在伺服系统领域，国内企业如汇川技术、埃斯顿等通过多年的技术积累和市场拓展，已具备较强的竞争力，产品性能逐步接近国际知名品牌，如松下、三菱等，在国内协作机器人市场中占据了一定的份额。汇川技术的伺服系统产品凭借其高可靠性、高精度控制等特点，在协作机器人的搬运、装配等应用场景中得到了广泛应用。  

控制器：作为协作机器人的“大脑”，控制器负责对机器人的运动轨迹、动作顺序、力控制等进行精确规划和控制。它通过接收操作人员输入的指令以及传感器反馈的环境信息，实时计算并生成机器人各关节的运动控制信号，确保机器人能够按照预定的任务要求准确地执行动作。在控制器技术方面，国外品牌如库卡（KUKA）、发那科（FANUC）等具有深厚的技术积累和丰富的应用经验。国内企业也在不断加大研发投入，积极追赶国际先进水平，部分企业已推出具有自主知识产权的高性能控制器产品，如广州数控、华中数控等，在国内协作机器人市场中发挥着越来越重要的作用。广州数控的控制器产品在功能丰富性、易用性等方面具有一定优势，能够满足不同用户的需求。  

传感器：在协作机器人的运行过程中，传感器发挥着至关重要的作用，它能够实时感知周围环境的信息，为机器人的决策和控制提供依据。常见的传感器包括力传感器、视觉传感器、触觉传感器等。力传感器主要用于检测机器人与外界物体之间的作用力，确保在人机协作过程中的安全性，当机器人感知到与人体接触的力超过安全阈值时，能够立即停止动作，避免对人员造成伤害；视觉传感器通过图像识别技术，使机器人能够识别物体的形状、位置和姿态等信息，从而实现对目标物体的准确抓取和操作，在物流分拣、工业检测等领域有着广泛的应用；触觉传感器则能够让机器人感知物体的表面纹理、硬度等特性，进一步提高机器人操作的灵活性和准确性。在传感器领域，国内外企业均在积极布局，不断推出新的产品和技术。国外企业如基恩士（Keyence）、欧姆龙（Omron）等在传感器技术方面处于领先地位，其产品具有高精度、高可靠性等优点。国内企业如奥比中光、速腾聚创等在视觉传感器等领域取得了一定的突破，产品性能逐步提升，在国内市场中占据了一定的份额。奥比中光的3D视觉传感器在精度、帧率等方面表现出色，已在协作机器人的物流分拣、仓储管理等应用场景中得到了应用。  

3.2产业链中游  

产业链中游主要包括协作机器人本体制造企业和系统集成商。  

协作机器人本体制造：协作机器人本体制造企业负责将上游的核心零部件进行整合和组装，生产出具有完整功能的协作机器人产品。在这一环节，企业需要具备深厚的机械设计、电子工程和软件编程等多方面的技术能力，以确保机器人产品的性能、质量和稳定性。同时，企业还需要关注产品的外观设计、易用性和可维护性等因素，以满足不同用户的需求。目前，全球协作机器人本体制造市场竞争激烈，国外品牌如优傲（UniversalRobots）、库卡（KUKA）、发那科（FANUC）等凭借其先进的技术、丰富的经验和良好的品牌声誉，在市场中占据了一定的份额。国内企业如越疆机器人、节卡机器人、遨博智能等近年来发展迅速，通过不断的技术创新和产品优化，产品性能逐步提升，在国内市场中的份额不断扩大，并开始向国际市场拓展。越疆机器人的协作机器人产品以其高精度、高灵活性和易用性等特点，在全球范围内得到了广泛应用，已为众多世界500强企业提供了自动化解决方案。  

系统集成：系统集成商在协作机器人产业链中扮演着重要的角色，他们根据终端用户的具体需求，将协作机器人本体与其他周边设备（如工装夹具、输送线、控制系统等）进行集成，构建完整的自动化解决方案。系统集成商需要具备丰富的行业应用经验和系统设计能力，能够深入了解不同行业的生产工艺和需求特点，为用户提供个性化的解决方案。在项目实施过程中，系统集成商还需要负责设备的安装调试、培训服务以及售后维护等工作，确保整个系统能够稳定、高效地运行。目前，国内协作机器人系统集成市场呈现出分散化的特点，市场上存在着大量规模较小的系统集成商。随着市场的发展和竞争的加剧，一些具有较强技术实力和行业经验的大型系统集成商逐渐崭露头角，如华恒焊接、新松机器人等，他们在汽车制造、电子制造、物流仓储等行业积累了丰富的项目经验，为用户提供了高质量的自动化解决方案。华恒焊接在汽车焊接自动化领域具有深厚的技术积累和丰富的项目经验，能够为汽车制造企业提供定制化的焊接自动化解决方案，提高焊接质量和生产效率。  

3.3产业链下游  

产业链下游主要是协作机器人的应用领域，其应用范围极为广泛，涵盖了工业、商业、医疗健康及科研教育等众多领域。  

工业领域：在工业制造中，协作机器人的应用极大地提高了生产效率和产品质量，同时降低了工人的劳动强度。在汽车制造行业，协作机器人可用于零部件的搬运、焊接、装配等环节。在汽车发动机装配线上，协作机器人能够精确地将各种零部件安装到发动机上，确保装配精度和质量，同时提高装配速度。在电子制造行业，协作机器人可用于电子元件的插装、检测、包装等工序。在手机制造过程中，协作机器人能够快速、准确地将微小的电子元件贴装到电路板上，提高生产效率和产品良率。在金属加工行业，协作机器人可用于零件的打磨、抛光、切割等工艺，能够根据零件的形状和表面要求进行精确的加工，提高加工精度和表面质量。  

商业领域：在商业服务领域，协作机器人的应用为人们的生活带来了便利和创新体验。在物流仓储行业，协作机器人可用于货物的搬运、分拣、码垛等工作。在大型物流仓库中，协作机器人能够快速地将货物从存储区搬运到分拣区，并根据订单信息进行准确的分拣和码垛，大大提高了物流仓储的效率。在餐饮行业，协作机器人可用于餐厅的点餐、送餐、清洁等服务。一些餐厅采用协作机器人为顾客送餐，不仅提高了送餐效率，还为顾客带来了新奇的用餐体验。在零售行业，协作机器人可用于商品的补货、陈列、盘点等工作。在超市中，协作机器人能够根据商品的销售情况自动进行补货和陈列调整，提高超市的运营效率。  

医疗健康领域：在医疗健康领域，协作机器人的应用为医疗服务带来了更高的精度和安全性。在手术辅助方面，协作机器人可用于辅助医生进行微创手术，能够精确地控制手术器械的动作，减少手术创伤和出血量，提高手术的成功率和安全性。在康复治疗方面，协作机器人可用于帮助患者进行康复训练，根据患者的康复情况制定个性化的训练方案，并实时监测患者的训练数据，调整训练强度和方式，提高康复治疗的效果。在医疗护理方面，协作机器人可用于协助护士进行患者的护理工作，如搬运患者、送药等，减轻护士的工作负担，提高护理效率。  

科研教育领域：在科研教育领域，协作机器人为科研人员和学生提供了先进的实验和教学工具。在科研方面，协作机器人可用于各种科学实验，如材料测试、生物实验等，能够精确地控制实验条件和操作过程，提高实验的准确性和可重复性。在教育方面，协作机器人可用于机器人编程教学、工程实践教学等课程，通过让学生亲自动手操作协作机器人，培养学生的创新思维和实践能力。在学校的机器人实验室中，学生可以使用协作机器人进行编程和控制实验，学习机器人的工作原理和应用技术。  

四、协作机器人市场概况  

4.1全球市场规模  

近年来，全球协作机器人市场呈现出快速增长的态势。国际机器人联合会（IFR）的数据显示，全球协作机器人市场规模从2015年的约10亿元增长至2024年的101.1亿元，年复合增长率高达29.4%。这一增长趋势主要得益于全球制造业对自动化升级的迫切需求以及协作机器人技术的不断进步。随着工业4.0和智能制造理念的深入推广，越来越多的企业认识到协作机器人在提高生产效率、提升产品质量、降低劳动成本等方面的巨大优势，从而加大了对协作机器人的采购和应用力度。在全球汽车制造业中，为了提高生产效率和产品质量，各大汽车制造商纷纷引入协作机器人，用于汽车零部件的装配、焊接等环节。同时，协作机器人在技术方面的不断创新，如力控技术、视觉技术、人工智能技术等的融合应用，使其性能不断提升，应用场景不断拓展，进一步推动了市场需求的增长。  

预计到2025年，全球协作机器人市场规模有望达到121.3亿元。随着新兴经济体制造业的快速发展以及协作机器人在非工业领域应用的不断拓展，未来全球协作机器人市场仍将保持较高的增长速度。在东南亚地区，随着制造业的快速崛起，对协作机器人的需求呈现出爆发式增长。同时，随着人口老龄化的加剧，协作机器人在医疗护理、养老服务等非工业领域的应用前景广阔，将成为推动市场增长的新动力。  

4.2中国市场规模  

中国作为全球最大的制造业国家，对协作机器人的需求呈现出强劲的增长态势。根据中商产业研究院发布的《2025-2030年中国协作机器人市场调查与行业前景预测专题研究报告》，2024年中国协作机器人市场规模达到约31.9亿元，较上年增长20.32%。这一增长主要得益于中国制造业转型升级的加速推进以及国家对智能制造产业的大力支持。随着中国制造业逐渐向高端化、智能化方向发展，企业对自动化生产设备的需求日益旺盛，协作机器人作为一种灵活、安全、易用的自动化设备，受到了众多企业的青睐。在3C电子行业，由于产品更新换代快、生产工艺复杂，企业需要能够快速适应生产线变化的自动化设备，协作机器人正好满足了这一需求，因此在3C电子行业得到了广泛应用。同时，国家出台了一系列鼓励政策，如智能制造专项、工业互联网平台建设等，为协作机器人市场的发展提供了良好的政策环境。  

预计2025年中国协作机器人市场规模将达到35.1亿元。随着中国经济的持续发展以及制造业智能化水平的不断提高，未来中国协作机器人市场有望保持高速增长。在新能源汽车行业，随着产能的不断扩大和生产工艺的不断优化，对协作机器人的需求将持续增加。同时，随着协作机器人在医疗、教育、物流等非工业领域应用的不断拓展，市场规模将进一步扩大。  

4.3市场竞争格局  

国产厂商崛起：近年来，中国国产协作机器人厂商发展迅速，在市场中逐渐崭露头角。越疆机器人、节卡机器人、遨博智能等国产厂商通过持续的技术创新和产品优化，产品性能不断提升，与国外品牌的差距逐渐缩小。越疆机器人构建了全技术链自研体系，在核心零部件、控制系统、软件算法等方面均实现了自主研发，其协作机器人产品具有高精度、高灵活性和易用性等特点，在全球市场中占据了一定的份额。节卡机器人在驱控一体化技术上取得了显著进展，其产品在性能和稳定性方面表现出色，已广泛应用于工业制造、医疗健康等领域。遨博智能实现了核心部件国产化，有效降低了产品成本，提高了产品的性价比，在市场竞争中具有较强的优势。据统计，2024年中国前五名协作机器人企业中，除优傲机器人外，越疆机器人、遨博智能、大象机器人和郁卡均为中国企业，中国企业在全球协作机器人市场份额中占比较大。随着国产厂商技术实力的不断增强和品牌影响力的逐步提升，预计未来国产协作机器人在国内外市场的份额将进一步扩大。  

国外品牌竞争优势：尽管国产厂商发展迅速，但国外知名品牌在协作机器人市场仍具有一定的竞争优势。优傲机器人（UniversalRobots）作为协作机器人领域的先驱者，凭借其领先的技术、丰富的产品线和广泛的市场布局，在全球协作机器人市场中占据着重要地位。其产品具有高度的灵活性和易用性，能够适应不同行业的需求，在汽车制造、电子制造、食品加工等领域得到了广泛应用。库卡（KUKA）、发那科（FANUC）等国际知名机器人企业也凭借其强大的研发实力和品牌优势，在协作机器人市场中占据一定份额。这些国外品牌在技术积累、质量控制和全球化服务等方面具有丰富经验，能够为客户提供全方位的解决方案和支持。  

国内市场竞争特点：国内协作机器人市场竞争激烈，除了国内外知名品牌外，还存在大量的中小型企业。这些中小型企业通常专注于特定行业或应用领域，通过提供个性化的解决方案和较低的价格来争夺市场份额。市场竞争的焦点主要集中在技术创新、产品性能、价格以及服务质量等方面。随着市场的不断发展，行业整合趋势逐渐显现，一些技术落后、竞争力较弱的企业可能会被淘汰，而具有较强技术实力和市场竞争力的企业将进一步扩大市场份额。  

五、应用发展趋势  

5.1工业领域深化应用  

在工业领域，协作机器人的应用将进一步深化和拓展。随着制造业智能化水平的不断提高，协作机器人将与工业互联网、大数据、人工智能等技术深度融合，实现生产过程的智能化管控。例如，通过工业互联网平台，协作机器人可以实时上传生产数据，管理人员能够远程监控机器人的运行状态和生产进度，并根据数据分析结果进行生产调度和优化。在汽车制造行业，协作机器人将不仅仅局限于简单的装配和搬运工作，还将参与到更加复杂的焊接、检测等工艺中，提高汽车制造的智能化水平。在电子制造行业，随着5G技术和物联网的发展，对电子元件的精度和可靠性要求越来越高，协作机器人将在微组装、精密检测等领域发挥更加重要的作用。  

5.2非工业领域快速拓展  

协作机器人在非工业领域的应用将呈现快速拓展的趋势。在医疗健康领域，随着人口老龄化的加剧和医疗需求的不断增长，协作机器人在手术辅助、康复治疗、医疗护理等方面的应用将更加广泛。例如，智能康复协作机器人能够根据患者的康复情况实时调整训练方案，提高康复效果；手术协作机器人将进一步提高手术的精度和安全性，为患者带来更好的治疗效果。在物流仓储领域，随着电子商务的快速发展，物流需求大幅增加，协作机器人将与自动化立体仓库、智能分拣系统等结合，实现物流仓储的全自动化和智能化，提高物流效率和降低物流成本。在服务行业，协作机器人将在餐饮、零售、酒店等领域得到更多应用，如智能餐厅中的送餐机器人、酒店中的服务机器人等，为人们提供更加便捷、高效的服务。  

5.3技术融合加速创新  

协作机器人技术将与其他新兴技术加速融合，推动协作机器人的创新发展。人工智能技术的应用将使协作机器人具备更强的自主决策能力和学习能力，能够根据不同的工作场景自主调整工作方式和策略。例如，通过机器学习算法，协作机器人可以不断优化自己的运动轨迹和操作方式，提高工作效率和精度。视觉识别技术的进一步发展将使协作机器人能够更加准确地识别物体的形状、颜色、纹理等特征，实现对复杂物体的抓取和操作。此外，协作机器人还将与虚拟现实（VR）、增强现实（AR）等技术结合，为操作人员提供更加直观、便捷的操作界面和培训方式。例如，操作人员可以通过VR设备远程操控协作机器人进行作业，或者通过AR技术实时获取机器人的工作状态和操作指导。  

5.4安全性和可靠性提升  

随着协作机器人应用范围的不断扩大，对其安全性和可靠性的要求也将越来越高。未来，协作机器人将采用更加先进的安全传感器和安全控制算法，进一步提高人机协作的安全性。例如，新型的力传感器和视觉传感器能够更加灵敏地检测到人体的存在和动作，及时做出反应，避免碰撞事故的发生。同时，协作机器人的可靠性设计将更加完善，通过采用高质量的零部件和先进的故障诊断技术，提高机器人的平均无故障工作时间，降低故障率。此外，相关的安全标准和法规也将不断完善，为协作机器人的安全应用提供更加有力的保障。