当你看到一个人形机器人流畅地行走、抓取物体时，实际上看到的是数十个关节在毫秒级时间内不断“问答”的结果。编码器

就是这个问答中的“感知神经”——它告诉控制系统，每个关节此刻在什么位置、转了多少度、速度多快。

一台人形机器人身上需要多少颗编码器？超过50颗，乐观估计可达80至100颗。特斯拉Optimus二代全身编码器数量被拆解出

54个，仅旋转关节就需要28个，灵巧手另有12个。这个看似不起眼的零部件，正在成为人形机器人量产的关键胜负手。

一场“精度狂飙”正在发生

人形机器人对编码器的要求，用三个词概括就是：更小、更准、更抗造。

关节空间极其有限。灵巧手的指关节、腕关节，留给编码器的位置可能只有几毫米。传统工业编码器根本塞不进去。于是行业

开始向“超薄全空心”结构演进——有国产方案已经把整机厚度压到10mm，码盘总厚仅2mm。

精度也在快速跃升。几年前机器人关节编码器的主流分辨率还是12位，如今已经普遍提升到17至20位，雷赛智能甚至宣布自

主研发的26位超高精度光编编码器成功量产。这意味着每圈可以分辨超过6700万个位置，足以支撑机器人完成极其精细的操作。

环境适应性同样关键。人形机器人要在真实世界中活动，灰尘、油污、振动、温度变化都是常态。光学编码器精度虽高，但

“娇气”；磁编码器虽然分辨率稍逊，但抗粉尘、抗振动、结构紧凑，因此成为当前人形和足式机器人的主选方案。

三大技术路线，谁主沉浮？

目前机器人编码器领域存在三条主要技术路线：

光学式精度最高，分辨率可达25位以上，海德汉、雷尼绍等国际巨头在这一领域积淀深厚。但它对灰尘和油污敏感，通常需

要密封设计，在紧凑关节中部署受限。

磁电式是当前人形机器人的主流选择。基于AMR（各向异性磁阻）或TMR（隧道磁阻）技术的磁编码器，在精度和鲁棒性之

间取得了较好的平衡。AMR编码器在机器人关节中的渗透率已超过60%，分辨率达到17至20位，角度精度可达±0.005°至

±0.02°。国内极海半导体推出的G32R430编码器专用MCU，通过自研ATAN电角度计算扩展指令，将电角度计算时间压缩到

1微秒以内，直击实时性痛点。

电感式被视为潜力最大的新方向。迈来芯推出的MLX90520电感式编码器芯片，提供22位绝对位置分辨率，传感器组件厚

度小于3毫米。更关键的是，电感式技术对直流低频磁场具有天然免疫力——在人形机器人这种电机密集分布的环境中，大

量杂散磁场可能导致磁编码器信号失真，而电感式方案恰好避开了这个软肋。

双编码器：给关节装上“双保险”

一个值得关注的趋势是双编码器方案的兴起。

人形机器人的关节通常由电机、减速器、输出端串联组成。减速器存在弹性形变和回程间隙，如果只在电机端装一个编

码器，控制系统以为关节转到了目标位置，实际上输出端可能还有偏差。

海德汉推出的KCI 120 Dplus编码器，在一个读数头内集成了两个独立的感应式扫描码盘，同时采集电机端和负载端的

位置信息。控制系统通过比对两路数据，可以实时计算传动链的形变并进行补偿，实现全闭环控制。这种“二合一”

设计高度仅20mm，兼顾了精度与空间。

国内也有团队在用算法解决同样的问题。盛泰奇科技的专利方案通过双编码器数据实时比对，计算弹性变形量后进行动

态补偿，将传动链形变干扰“实时隔离”。

国产替代的窗口正在打开

高端编码器市场长期被日本多摩川、德国海德汉等巨头主导，仅这两家就占据中国编码器市场超过40%的份额。在人形

机器人爆发前夜，这个格局正在松动。

北京金钢科技的数据颇具代表性：2024年产出编码器30万套，年末日产能已达5000套，2026年规划年产能200万套。

公司总经理梁正从2017年开始创业，真正感受到“质的飞跃”是在人形机器人订单涌入之后。

国产方案在部分指标上已经开始对标国际水平。有国产超薄多圈磁电编码器方案做到分辨率23位、精度±50角秒，

原生兼容多摩川、BiSS、Nikon、CAN总线四大主流协议，硬件成本较同类方案降低80%。极海的G32R430则被

定位为“业界首款支持终端编码器自主算法的国产化编码器专用MCU”，强调自主可控。

差距依然存在。光电编码器所需的码盘精度、装配工艺、误差补偿技术，是需要长期积累的硬功夫。但在磁编码

器和电感式这些新兴赛道上，国产厂商与国际玩家之间的起跑线差距，远小于传统光学编码器领域。

人形机器人的量产节奏，正在倒逼编码器技术加速迭代。当机器人从演示视频走向工厂和家庭，每一个关节的每

一次转动，都需要编码器给出可靠答案。这个单价不高却用量巨大的“神经末梢”，正在成为决定人形机器人能否

真正“站稳”的关键一环。

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杭州国际人形机器人与机器人技术展览会

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