一體化旋轉關節，是人形機器人的關節種類之一，也可稱作旋轉伺服關節，是實現人形機器人靈活運動的核心部件，能夠在縮小體積與重量的同時提高運動精度。
關節是人形機器人剛性部件的連接裝置，并可做相對運動，為實現精確的位置、速度、扭矩控制，將多個部件相結合的一體化關節成為發展趨勢。按照運動方式不同來劃分，一體化關節主要包括一體化旋轉關節、一體化直線關節兩大類。其中，一體化旋轉關節是人形機器人中較為常規的關節方案。
一體化旋轉關節的工作原理是，無框力矩電機根據控制器指令產生動力，諧波減速器進行高精度減速、扭矩放大并平穩傳遞動力，傳感器感知旋轉力等參數，編碼器作為反饋裝置，將反饋信號傳輸給控制器，控制器基于反饋信號對無框力矩電機進行控制。
作為人形機器人的核心部件之一，一體化旋轉關節實現了閉環控制，可動態修正誤差，具有剛度高、運動精度高、功率密度高、可靠性高、性價比高等優點。在多個組成部件中，編碼器與諧波減速器是確保一體化旋轉關節高精度的關鍵，相關生產企業主要有海德漢、多摩川、哈默納科、綠地諧波、來福諧波等。
預計2025年，我國人形機器人市場規模將超過50億元，未來5年市場將持續快速增長。為提高靈活度，人形機器人關節數量不斷增加。例如2023年特斯拉發布的人形機器人“擎天柱（Optimus）”擁有40個關節；2024年上海矩陣超智集成系統有限公司推出的人形機器人“MATRIX-1”擁有77個關節。在此背景下，一體化旋轉關節市場發展空間大。
新思界
行業分析人士表示，我國一體化旋轉關節研究機構與布局企業有北京航空航天大學，專利為“一種面向水下機器人的密封式旋轉伺服關節”，伽南科技（北京）有限公司，專利為“一體化關節電機執行器、機器人”，上海捷勃特機器人有限公司，采用無框力矩電機、諧波減速器、雙編碼器等制造高精度智能一體化旋轉關節，等。
