国金证券研报指出，养老机器人由感知、决策、执行、交互四大功能层构成，其中感知层的行为传感器壁垒最高，执行层的精密传动部件决定运动能力。六维力传感器（宇立仪器、坤维科技）、IMU（华依科技、芯动联科）、触觉传感器（福莱新材、汉威科技）为传感器层核心；谐波减速器（绿的谐波）、RV减速器（双环传动）、丝杠（五洲新春、恒立液压）为执行层核心。本文从四层架构、传感器技术、执行器系统三方面拆解养老机器人核心技术。
四层架构构建工作闭环：感知→决策→执行→交互
养老机器人由四大功能层构成完整工作闭环。感知层负责数据采集，包含生物传感器（健康监测）、行为传感器（运动控制）和环境传感器（安全预警）三类，是养老机器人的“感官系统”。决策层采用“大小脑”协同计算架构——大脑基于AI大模型进行高层次推理与任务规划，小脑负责运动控制与实时反馈，两者协同形成高效闭环，构建智能决策核心。决策层存储并分析环境物品数据（老人常用物品位置状态）、用户信息数据（老人健康档案、家属联系方式）和服务任务数据（语义理解→任务分解→路径规划→过程监控）。执行层通过线性执行器和旋转执行器完成具体操作，将决策层的指令转化为物理动作。交互层采用机器人端与移动应用端协同运作的双模块架构，机器人端面向老年用户提供语音指令识别、健康数据查询等适老化交互界面，移动应用端面向照护者提供远程设备控制、健康数据监测及异常状态预警。
表：养老机器人四层功能架构| 功能层 | 核心功能 | 关键技术 |
|---|
| 感知层 | 数据采集 | 生物传感器、行为传感器（六维力/IMU/视觉）、环境传感器 |
| 决策层 | 智能分析+方案生成 | AI大模型（大脑）+运动控制算法（小脑） |
| 执行层 | 具体操作 | 旋转执行器（电机+减速器）+线性执行器（丝杠） |
| 交互层 | 人机沟通 | 语音识别、适老化界面、远程监护 |
感知层技术壁垒：行为传感器为最高难度
养老机器人的三类传感器中，行为类传感器技术最复杂、壁垒最高。行为传感器可细分为力传感器、视觉传感器、听觉传感器、触觉传感器、位置角度传感器和雷达。六维力传感器技术难度最高，能够检测旋转或非旋转机械部件的扭矩变化，目前国内具备量产能力的企业有限，主要包括宇立仪器、坤维科技等。视觉传感器结合相机硬件与算法处理环境视觉信息，主要技术包括结构光、ToF、多目视觉及激光扫描，国内奥比中光、安思疆等本土企业市场份额逐步扩大。IMU（惯性测量单元）是人形机器人位姿检测与平衡控制的关键部件，通过采集角速度、加速度等数据实时推算运动轨迹，需解决传感器精确对位、零偏/非正交误差补偿和复杂校准算法开发等难题，主要供应商包括华依科技、芯动联科等。触觉传感器（电子皮肤）以阵列形式排布，实时检测接触力、温湿度、振动及材质特性，主流技术包括电阻式、电容式、压电式、光学式及霍尔效应五种方案，柔性电子皮肤仍处产业化初期，代表企业包括福莱新材、汉威科技、帕西尼感知等。
执行层核心部件：电机+减速器+丝杠+轴承+热管理
养老机器人执行器形成了“提供动力-减速增矩-转向（线性执行器）-承载力矩-散热降温”的工作闭环。电机提供动力——无框力矩电机（体积小、扭矩大，适合髋部、肩部）和空心杯电机（功率密度高、反应快，用于灵巧手），主要厂商包括鸣志电器、兆威机电、步科股份等。减速器减速增矩——精密行星减速器（传动效率最高，用于四足机器人）、谐波减速器（传动精度最高，用于小臂、腕部，绿的谐波、来福谐波）、RV减速器（承载力最高，用于大臂、肩部，双环传动、中大力德）。丝杠转换方向——将旋转运动转换为直线运动，行星滚柱丝杠在尺寸、承载力、寿命和噪音方面优于滚珠丝杠，能承受静载为滚珠丝杠3倍、寿命15倍，主要厂商包括五洲新春、恒立液压、震裕科技等。轴承承载力矩——机器人轴承需体积小、重量轻但高承载、高精度、高刚度，有一定技术壁垒。热管理散热降温——散热方案涉及风冷、液冷、相变材料，主要厂商包括银轮股份、领益智造等。
