人形机器人行业新技术系列：电感式编码器，机器人关节位置测量核心部件

人形机器人新技术系列：电感式编码器，机器人关节位置测量核心部件西部证券研发中心2026年06月22日证券研究报告分析师 | 齐天翔 S0800524040003 邮箱地址：qitianxiang@research.xbmail.com.cn分析师 | 张磊 S0800524070001 邮箱地址：zhanglei@research.xbmail.com.cn请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明核心观点2特斯拉Optims全身编码器数量有望超过50个，价值量可观。拆解特斯拉Optimus二代的结构来看，机器人全身使用的编码器数量多达54个；其中，旋转关节上使用28个（一个电机使用2个编码器）、直线关节上使用14个（一个电机使用2个编码器）、灵巧手上使用12个。假设机器人总成本为5万美金，编码器成本占比3%，测算下来编码器价值量约1500美金，价值量大，而且编码器属于测量关节电机位置的必备传感器，使用确定性高。我们认为，随着Optimus产品不断迭代升级，身体及灵巧手自由度仍有提升空间，需要使用的编码器数量有望继续增加，单机配套价值量随之也会继续提高。磁编码器为当前主流，电感编码器潜力大。磁编码器在测量精度、尺寸、装配成本、耐油污等方面优势较为明显，是当前机器人产品上应用的主流编码器方案，但其对强磁干扰的适应性较弱，尤其在电机分布较为密集的人形机器人产品中，大量杂散磁场可能导致其信号失真，产生定位误差。而电感式编码器工作在交变磁场中，对直流低频磁场具有较强免疫能力，其在人形机器人产品中有较大潜力。随着电感编码器规格尺寸不断做小，成本持续降低，电感编码器有望替代磁编成为人形机器人应用中主流编码器解决方案。车用电感编码器应用广泛，技术成熟。电感式编码器已广泛应用于汽车底盘及线控系统、动力总成等部件中，如电动助力转向、电子制动助力器、电子节气门均使用了电感器编码器来测量电机角度位置，其中，电子制动助力器属于汽车最高功能安全等级（ASIL-D）的部件，说明了电感式编码器具备极高的安全性、可靠性及量产一致性。车用电感编码器具备迁移到人形机器人关节编码器上的可能性。二者在芯片设计与感测原理、电路及磁路设计、结构设计、算法体系等方面均具有较强的技术同源性。我们认为，车用电感编码器厂商在技术上具备切入到人形机器人领域的潜力，而且车规产品的大批量生产制造经验也有望赋能人形机器人零部件产品的研发及制造体系构建。【投资建议】随着电感编码器的成本不断降低，同时凭借其在汽车应用中成熟稳定的量产表现，我们认为电感编码器有望成为人形机器人关节位置检测的核心部件，建议重点关注如下相关产业链公司：保隆科技（已覆盖）、云意电气等。【风险提示】人形机器人产业发展不及预期、编码器技术迭代风险、电感编码器降本不及预期。请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明 根据特斯拉Optimus Gen2的BOM拆解，其全身集成了28个核心执行器（14个旋转+14个直线）以及12个灵巧手电机。每个执行器至少配备1-2个编码器(Encoder) 。 经测算，单台Optimus Gen2共含有54个编码器。 成本占比：编码器约占总物料成本的约3%，在总额约为5万至6万美元的BoM中，每台机器人的编码器成本约为1500-1800美元。 市场空间测算：根据特斯拉的远期目标，Optimus Gen3定于2026年7-8月启动量产，五年内人形机器人年产量达到100万台。假设按Gen2的编码器数量及价值量测算，100万台机器人对应编码器的年需求量将超过5400万个，市场规模15–18亿美元。资料来源：特斯拉ai day 2022、亿邦动力、古月居公众号、财联社、界面新闻公众号、西部证券研发中心人形机器人结构拆解：以Tesla Optimus为例3图表：Optimus Gen2拆解图关节类型执行器数量编码器配比编码器数旋转执行器141:228直线执行器141:114灵巧手执行器121:112合计40个-54个图表：Optimus Gen2编码器数量统计大臂（2*直线执行器）电池组 (2.3kWh,52V)前臂（4*直线执行器）大腿（4*直线执行器）小腿（ 4*直线执行器）头部(FSD,芯片,摄像头等)肩部（6*旋转执行器）肘部（2*旋转执行器）腰部和骨盆（ 6*旋转执行器）灵巧手（12*执行器）足部（2*六维力传感器）请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明 编码器指检测旋转角度、线性位移及速度的传感器。通常作为安装在电机上的感应设备，将机械运动转换为电信号，用于监测电机的状态、速度和输出，并将精确反馈信号发送回执行器。 基于编码器的电机控制闭环：控制器 (Controller) →驱动器 (Driver) →电机 (Motor) →编码器 (Encoder) →反馈至驱动/控制层级。 特斯拉Optimus中的磁编码器：作为感知部件，紧邻电机转子上的永磁体，与电机、减速器、丝杠和轴承共同构成了人形机器人的执行器。旋转关节的双编码器：用于肩膀、肘部、腰部、骨盆。每个执行器配备2个编码器，一个监测电机的输入状态，另一个监测经过减速器输出后的位置。配合无框电机和谐波减速器，以确保关节旋转的高精度和稳定性。直线关节的单编码器：用于手臂、腿部、灵巧手。每个执行器配备1个编码器。直线执行器通过电机驱动行星滚柱丝杠或滚珠丝杠，将旋转运动转化为直线运动，并由该单编码器负责反馈控制。资料来源：特斯拉ai day 2022、AKM官网、MOSRAC官网、西部证券研发中心编码器在人形机器人中的作用4图表：电机控制闭环示意图图表：Optimus直线关节的单编码器图表：Optimus旋转关节的双编码器请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明 编码器基本原理：将物理运动转化为电信号。物理量变动检测：编码器通过内部的传感器元件检测运动过程中的物理变动量（如光强变化、磁场分布或电阻变化）。信号转换与处理：传感器检测到的物理变动首先被转化为初步的电信号。随后，编码器内部的电路会对这些电信号进行处理。信息输出：最终，编码器将旋转、角度或位移信息以数字或模拟电信号的形式向外部系统（如伺服放大器）发出。 常见编码器类型有：①电感式编码器： 组成：转子是安装在轴上的感应线圈（励磁线圈）；定子是保持不动的固定线圈（检测线圈）。 原理：利用电磁感应原理，读取线圈之间产生的磁场变化。其基本原理与变压器相同。②光学编码器： 组成：转子是电动机轴上的码盘，该圆盘在放射方向上开有规律的狭缝；定子是固定的光传感器。 原理：当马达旋转时，光传感器检测光线是否透过狭缝。通过计算产生的光脉冲信号数量，即可得知旋转量。③磁编码器： 组成：转子是安装在电动机轴上的永磁体；定子是固定的磁传感器（如霍尔传感器）。 原理：磁传感器读取磁铁随轴转动时产生的磁场分布变动，从而确定电动机轴的转动位置。资料来源：AKM公司官网、弓望传感官网、西部证券研发中心编码器基本原理与分类5图表：编码器基本原理示意图图表：电感式、光学、磁编码器组成示意图请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明 光学编码器(反射/透射式)：绝对精度高，但对油污、磁性粉尘与振动更敏感，环境适应性相对弱；装配与成