一体化旋转关节，是人形机器人的关节种类之一，也可称作旋转伺服关节，是实现人形机器人灵活运动的核心部件，能够在缩小体积与重量的同时提高运动精度。
关节是人形机器人刚性部件的连接装置，并可做相对运动，为实现精确的位置、速度、扭矩控制，将多个部件相结合的一体化关节成为发展趋势。按照运动方式不同来划分，一体化关节主要包括一体化旋转关节、一体化直线关节两大类。其中，一体化旋转关节是人形机器人中较为常规的关节方案。
一体化旋转关节的工作原理是，无框力矩电机根据控制器指令产生动力，谐波减速器进行高精度减速、扭矩放大并平稳传递动力，传感器感知旋转力等参数，编码器作为反馈装置，将反馈信号传输给控制器，控制器基于反馈信号对无框力矩电机进行控制。
作为人形机器人的核心部件之一，一体化旋转关节实现了闭环控制，可动态修正误差，具有刚度高、运动精度高、功率密度高、可靠性高、性价比高等优点。在多个组成部件中，编码器与谐波减速器是确保一体化旋转关节高精度的关键，相关生产企业主要有海德汉、多摩川、哈默纳科、绿地谐波、来福谐波等。
预计2025年，我国人形机器人市场规模将超过50亿元，未来5年市场将持续快速增长。为提高灵活度，人形机器人关节数量不断增加。例如2023年特斯拉发布的人形机器人“擎天柱（Optimus）”拥有40个关节；2024年上海矩阵超智集成系统有限公司推出的人形机器人“MATRIX-1”拥有77个关节。在此背景下，一体化旋转关节市场发展空间大。
新思界
行业分析人士表示，我国一体化旋转关节研究机构与布局企业有北京航空航天大学，专利为“一种面向水下机器人的密封式旋转伺服关节”，伽南科技（北京）有限公司，专利为“一体化关节电机执行器、机器人”，上海捷勃特机器人有限公司，采用无框力矩电机、谐波减速器、双编码器等制造高精度智能一体化旋转关节，等。
