平安证券人形机器人专题报告深度对比执行器三大技术路线。刚性驱动器（TSA）精度高但结构复杂，弹性驱动器（SEA）引入柔性缓冲但牺牲响应速度，准直驱驱动器（PA/QDD）融合二者优势成为行业研究热点。特斯拉Optimus与宇树科技H1分别代表不同技术路线选择，一体化关节模组设计正成为降低人形机器人制造成本的关键路径。
执行器技术演进：从刚性到准直驱的三阶段跃迁
执行器技术历经近四十年持续变革。1983年刚性执行器（TSA）实现高精度但结构复杂；1995年弹性执行器（SEA）引入柔性缓冲，牺牲响应速度换取抗冲击性能；2016年准直驱执行器（QDD/PA）融合二者优势，以直驱电机+低减速比传动实现轻量化、低成本及毫秒级响应。
从技术成熟度看，刚性驱动器相对完善成熟，弹性驱动器处于主流研究中，准直驱驱动器正发展崛起。鉴于成本、技术性能以及软硬件耦合等多方面因素，各家人形机器人厂商在驱动器部件选用上有所不同，但准直驱技术路线正获得越来越多本体厂商的青睐。
刚性驱动器（TSA）：精度高但结构复杂、成本高
刚性驱动器采用无刷电机+高传动比减速器（谐波）+高刚性力矩传感器的结构配置，通过双位置传感器（编码器）实现闭环控制，力矩测量采用应变片原理或电流检测。其控制特点是简单、精度高，输出能力强。
刚性驱动器在力测量精度、本体刚度和高频响应方面具备突出优势，双通道可解扭矩和弯矩的耦合，技术成熟度高。但存在温漂、零漂问题，实际使用中需频繁标定，动态物理交互性能差；关节结构复杂、硬件可靠性低（如谐波减速器易受冲击损坏），生产工艺复杂且实现成本高。
弹性驱动器（SEA）：柔性缓冲但精度受限
弹性驱动器在刚性驱动器基础上增加弹性体，采用三个位置传感器（编码器），力矩测量可通过编码器或应变片原理实现。弹性体的引入使关节具备柔性抗冲击性能和储能能力，功率调制效果好，力测量精度较高且无温漂、零漂问题，无需频繁标定，生产效率高。
但弹性驱动器在本体高刚度、测量高精度和实现低成本三个维度上难以取得平衡。一般刚度较小，高频力矩响应性能较弱，通频带较窄。机器人整机的运动控制较难实现，控制精度相对较低，目前仍处于主流研究阶段。
准直驱驱动器（PA/QDD）：行业研究热点
准直驱驱动器采用高扭矩密度电机（无框力矩电机）+低传动比减速器（行星）的结构配置，仅需一个位置传感器（编码器），通过电流环实现力矩测量。其控制特点简单、精度一般，但关节结构简洁、硬件可靠性高。
准直驱驱动器在以下维度具备显著优势：本体刚度高、测量力通频带宽；实现成本低、能耗低；高频响应、可做到高精度控制、抗冲击能力强。但力测量精度较低，串联复杂减速箱传动环节使静摩擦力建模困难，在高减速比关节中测量微小扭矩不灵敏；小减速比减速器导致能量输出密度不足。
主流厂商技术路线分化
从代表厂商的执行器方案可知，主要采用刚性驱动器方案和准直驱驱动器方案。特斯拉Optimus全身部署14个旋转执行器，采用"无框力矩电机+谐波减速器+力矩传感器+编码器+驱动器+交叉滚子轴承+角接触球轴承"的刚性驱动器方案，面向工业级高精度任务。
宇树科技H1、智元机器人A1等产品则采用准直驱方案，面向消费级高动态场景。两类方案将长期共存，准直驱适配对成本和动态响应要求高的场景，TSA仍将用于对精度有严苛要求的工业级任务。一体化关节模组通过集成驱动器、电机、减速器及传感器等核心部件，可进一步提升产品易用性及灵活性。
主要人形机器人厂商执行器方案| 厂商 | 执行器方案 | 技术路线 |
|---|
| 特斯拉Optimus | 无框力矩电机+谐波减速器+力矩传感器+编码器+驱动器 | 刚性驱动器（TSA） |
| 宇树科技H1 | 准直驱关节模组 | 准直驱驱动器（PA/QDD） |
| 智元机器人A1 | 准直驱关节模组 | 准直驱驱动器（PA/QDD） |
投资建议与技术展望
国内大部分人形机器人厂商的执行器方案以旋转执行器为主，其旋转关节模组对扭矩密度、动态响应等指标要求更高，需强化定制化开发能力。未来随着技术升级、产业链降本以及新型应用场景的不断拓展，人形机器人有望早日商业化落地。
建议关注上游执行器、电机、减速器等核心零部件相关公司，包括三花智控（机电执行器布局）、绿的谐波（谐波减速器龙头）、中大力德（减速器+电机+驱动一体化）、步科股份（无框力矩电机）、卧龙电驱、双环传动、雷赛智能、禾川科技、伟创电气等。其中中大力德获平安证券"推荐"评级。
