高精度的傳動控制使得機械傳動被廣泛應用 傳遞動力主要有三種基本方式：機械傳動、電力傳動和流體動力傳動（含 氣壓傳動及液壓傳動）。一般需要根據每種傳動方式的基本特點來正确地選擇适 合的傳動方式。
電力傳動是利用電力裝置并調節電參數來傳遞動力和進行控制的。其主要 優點是能量傳遞友善，信号傳遞迅速，标準化程度高，易于實作自動化等。其 缺點是運動平穩性差，易受外界負載的影響，慣性大，起動及換向慢，成本較 高，受溫度、濕度、振動、腐蝕等環境因素影響較大。為了改善其傳動性能， 有些場合往往與機械（機電傳動）、氣壓或液壓傳動結合使用。
氣壓傳動是用壓縮空氣作為工作媒體進行能量傳遞和控制的。其優點是結 構簡單，成本低，易于實作無級調速，阻力損失小，防火防爆，對工作環境适 應性好。其缺點是由于空氣易壓縮，負載對傳動特性的影響較大，工作壓力 低，隻适用于小功率傳動。
液壓傳動是以液體作為工作媒體進行能量轉換、傳遞和控制的。其優點是 功率/品質比及力/品質比大，控制靈活，響應速度快，能實作無級調速，控制 友善容易實作自動化，液壓元件易于通用化、标準化，使用壽命長等。其缺點 是作為工作媒體的液體洩漏導緻污染，液體的可壓縮性、溫度影響及管路彈性 變形等導緻難以實作嚴格的傳動比、傳動效率較低，液壓元件制造精度高價格 貴，且在封閉系統内工作故障難以處理。
根據傳動原理的差異，可将機械傳動分為摩擦傳動、齧合傳動、推壓傳動 三類。其中，摩擦傳動包括帶傳動、繩傳動等；齧合傳動包括齒輪/齒輪機構傳 動（圓柱齒、錐齒、行星齒等）、蝸杆傳動、螺旋傳動、鍊傳動、同步帶傳動 等；推壓傳動包括凸輪/棘輪/槽輪機構、連杆機構等。
人形機器人應用場景天然需求靈活的運動性能 人形機器人的運動性能作為最直覺的産品表現，是消費者首要關注的部 分。人形機器人未來的具體應用場景雖尚未明晰，但能夠講人類從枯燥、肮髒 或危險的環境中解放出來的通用型機器人，被許多人視為機器人領域的最終目 标。從裝配線上的機械臂，到空中漫遊的送貨無人機，專用機器人在過去幾十 年間徹底改變了各行各業，為人們的生活帶來了巨大便利，然而多功能的通用 型機器人依舊不見蹤迹。基于此，下遊應用場景對于人形機器人産品的設想 中，天然包含了“能夠做到像人類一樣靈活運動”的潛在需求。
事實上，人形 機器人的發展也正向着追求更靈活、更靈活的運動性能努力，用以替代特定生 産線特定環節的工業機器人普遍是四軸 SCARA 或是六軸機器人，即有 4 個、6 個自由度，特斯拉展示的 Optimus 工程樣機身體上有 28 個關節自由度，手部還 有 11 個自由度，而真實的人體光手部就有 27 個自由度，全身自由度超過 200 個，目前的人形機器人在靈活度上還望塵莫及。對于運動靈活方面，我們看到 例如波士頓動力（Boston Dynamics）的 Atlas 由液壓驅動，能夠跑酷、360° 後空翻等極限運動，身手靈活大幅向人類靠近。
人形機器人所需要的運動性能應當是力大身輕、能耗小、反應快，其運動 核心集中在下半身。波士頓動力研發的 Atlas 展現出來的運動能力令人歎為觀 止，甚至可以說樹立了人形機器人的業界标杆。類似于人類身體中大腦控制肌 肉，對于複雜的人形機器人系統來說，就是将複雜的控制算法通過執行器來體 現，其中“大腦”是控制算法，而“肌肉”則是執行器，想要達到優秀的運動 能力二者缺一不可。我們這裡僅讨論執行器相關，
一個強大的執行器應當滿足 以下幾個标準：
（1）具備高的輸出自重比，即輸出同樣的力，執行器的重量越 輕越好；
（2）具備低的輸出代價，即輸出同樣的力，執行器需要的能量消耗越 少越好；
（3）具備高的力響應速度，即執行器能夠快速的根據需求輸出力，響 應延遲越低越好。一般來講，考慮到人的下肢力量是遠大于上肢力量的。
采用液壓驅動能夠使得人形機器人的運動性能強勁，但由于其成本居高不 下，難以商業化。
液壓驅動方面目前主要是波士頓動力，其效果及影響力均走 在前列，其他諸如 Moog 和 IIT 共同研發的液壓執行器系統等。波士頓動力 Atlas 選用了功率大的液壓驅動，能夠以極低的損耗輸出相當大的力，執行器 重量較低，且單一動力源可以拓展接多個液壓執行器，本身就是中低速執行機 構也符合人形機器人的輸出速度。
波士頓動力通過在液壓驅動方面積累的大量 專利，制造出一個非常緊湊的液壓驅動裝置，重 5kg、功率 5kW，裡面有電動泵 儲液罐、電池、過濾器、電子裝置和一個冷卻系統，憑借 28 個液壓驅動器完成 各種爆發力強的雜技動作。以舊版 Atlas 為例，其輸出最大的關節是腿部的膝 關節和髋關節，分别達到了 890Nm 和 840Nm，轉速大約是 115rpm。但是，即便 液壓驅動擁有前述諸多優點，也存在無法回避的缺點：
（1）液壓系統能量效率 不高；
（2）系統零件數量多，且對于超高內建度的液壓執行器，正常機加工切 削已無法滿足要求，需要使用 3D 列印；
（3）實作液壓力的高響應比較複雜，液 壓的伺服控制需要獨立的電機伺服泵和力傳感器.這些因素導緻液壓方案制造成 本居高不下，難以走出實驗室、走向商業化。
1X Technologies（NEO） 作為 OpenAI 領投的人形機器人廠商，自 2014 年成立開始，就專注于開發 具有高度靈活性和可擴充性的人形機器人。1X Technologies 的旗艦産品是 EVE，一款擁有兩臂、兩眼和四輪底盤的機器人，可以在各種環境中執行多種任 務，如巡邏、監控、搬運等。1X Technologies 目前在研發一款名為 NEO 的雙 足機器人，預計将于 2024 年釋出。 1X 對于執行器系統的創新點在于堅持研發無齒輪的方案。公司認為機器人 複制人類的靈活性和效率的巨大難點在于齒輪傳動的使用，盡管齒輪提供動 力，但是它們也會增加重量、降低自然動力、阻礙靈活性。人形機器人如果采 用傳統技術（齒輪比約為 80：1），其慣性可能相當于腳上負重 24kg，而 1X 的 無齒輪系統能夠降低慣性至 0.5kg，同時 1X 還成功開發出無需使用齒輪即可實 現約 80%人類肌肉力密度的電機。
智元機器人（遠征 A1） 2023 年 8 月，智元機器人釋出其首款人形機器人遠征 A1，遠征 A1 身高 175cm，重量 55kg，整體為類人造型。在硬體設計上，全身有超過 49 個自由 度，搭載了諧波一體關節、直線推杆、無刷行星伺服、空心杯電機等驅各類執 行器。這些執行器讓它就像有了人類關節一樣，具有做各種動作的靈活性。該機器人搭載的 Power Flow 關節電機，峰值扭矩 350Nm，重量 1.6kg，配有水冷 循環散熱。腿部采用反曲膝設計，相對于正曲膝設計，可以幫助機器人有更多 操作空間，更适合幹活。靈巧手的設計，擁有 12 個主動自由度，5 個被動自由 度，采用驅動内置。另外還有配有基于視覺的指尖傳感器，可以分辨操作物的 顔色、形狀、材質等。遠征 A1 不止是足式的，還可以輪式的。機器人靈巧手， 也支援自主更換。
宇樹科技（H1） 2023 年 8 月中旬，宇樹科技釋出旗下首款通用人形機器人産品 H1，采用輕 量化材料設計，整體重量隻有 47kg，整身擁有 19 個自由度，行走姿态輕盈穩 健，為适配大負載，高密度，大功率的需要，宇樹專門為 H1 人形機器人設計了 扭矩密度更高的 M107 關節電機，峰值扭矩達到了 360Nm，而髋關節電機扭矩則 為 220Nm，踝關節為 45Nm，手臂關節則為 75Nm。目前 H1 人形機器人行走速度 可以達到 1.5m/s，潛在運動能力可達 5m/s。在續航方面，H1 人形機器人搭載 15Ah 電池，最大電壓 67.2V，可滿足連續 1 小時的運動續航标準。
達闼科技（XR4） 2023 年 8 月，達闼機器人在世界機器人大會上釋出了人形雙足機器人 XR4 （七仙女）。XR4 是一款達闼雲端大腦賦能的、面向全場景應用的全尺寸、全功 能通用人形雙足機器人，高 165cm，重 65kg，全身采用輕質高強度的碳纖維複 合材料，擁有 60 多個智能柔性關節，采用并聯驅動結構和高扭矩密度電機，峰 值扭矩高達 600Nm。
傅利葉智能（GR-1） 2023 年 7 月 6 日，傅利葉智能在 2023 世界人工智能大會上釋出 GR-1 通用 人形機器人，該機器人采用自研 FSA 高性能一體化執行器，擁有強大且靈活的 運動性能。與傳統概念型産品不同，傅利葉智能表示，本次釋出的 GR-1 通用人 形機器人已具備商業化落地的能力。GR-1 身高 1.65 米，體重 55 公斤，全身自 由度達 40 個，最大關節模組峰值扭矩可達 300Nm，步行速度可達到 5km/h，負 重 50kg。GR-1 采用電驅動技術，能夠滿足機器人的運動需求，具備高度的精确 性和靈活性。
傅利葉方面表示，相較液壓驅動，電驅技術成本效益更高，有着商 業規模化量産優勢，同時在節能和資源利用方面也具有優勢。在 GR-1 通用人形 機器人上，傅利葉智能采用了自主研發的 FSA 高性能一體化執行器系列，能夠 確定 GR-1 通用人形機器人在行動過程當中的靈活性，在落地的商業化任務場景 下，具備力量、穩定性、負載适應能力以及安全性與可靠性。
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