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投資評(píng)級(jí):推薦(維持)---人形機(jī)器人行業(yè)深度報(bào)告華龍證券研究所人形機(jī)器人行業(yè)SAC執(zhí)業(yè)證書編號(hào):S0230523110001郵箱:yangy@聯(lián)系人:李浩洋SAC執(zhí)業(yè)證書編號(hào):S0230124020003郵箱:lihy@相關(guān)報(bào)告《人形機(jī)器人行業(yè)專題研究周報(bào):整機(jī)&零部件&應(yīng)用場(chǎng)景,車企多環(huán)節(jié)布局機(jī)器人賽道》2025.4.14《人形機(jī)器人行業(yè)專題研究周報(bào):應(yīng)用端逐步落地,短期調(diào)整不改長(zhǎng)期趨勢(shì)》2025.3.24《人形機(jī)器人行業(yè)專題研究周報(bào):智元推出通用具身大模型,重視人形機(jī)器人大腦發(fā)展》2025.3.102024-022024-052024-082024-相對(duì)滬深300表現(xiàn)(2025.5.16)(單位:%)人形機(jī)器人滬深30012.343.087.92-1.2773.8126.832市場(chǎng)走勢(shì)(單位:%)市場(chǎng)走勢(shì)(單位:%)報(bào)告摘要報(bào)告摘要?人形機(jī)器人末端執(zhí)行器,產(chǎn)業(yè)鏈邊際變化空間大。靈巧手是人形機(jī)器人的末端執(zhí)行器,由驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)和感知三大系統(tǒng)構(gòu)成。當(dāng)前時(shí)點(diǎn)關(guān)注靈巧手主要在于三點(diǎn),一是技術(shù)路線尚未完全收斂,仍處于持續(xù)迭代階段,方案邊際變化或帶來(lái)核心零部件的邊際增量;二是靈巧手是人形機(jī)器人功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵;三是市場(chǎng)空間大,靈巧手價(jià)值量占本體比重達(dá)30%,2030年市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)450億元。?主流方案總結(jié):輕量化、高自由度、多模態(tài)感知和復(fù)合傳動(dòng)。我們收集了20家國(guó)內(nèi)外廠商28款靈巧手相關(guān)信息,對(duì)當(dāng)前主流的靈巧手方案進(jìn)行了總結(jié),從迭代方向來(lái)看,主要的趨勢(shì)可總結(jié)為三點(diǎn):更靈活,高自由度+輕量化。主流方案自由度逐步由6個(gè)提升至12-20個(gè),電機(jī)向小臂轉(zhuǎn)移以降低自重并留出空間;更智能,多模態(tài)感知能力進(jìn)化。靈心巧手的L2、智元機(jī)器人的SkillHand等靈巧手通過(guò)多模態(tài)感知能夠更好地處理柔軟、不規(guī)則物體的識(shí)別與操作;更柔性,復(fù)合傳動(dòng)方案上手。國(guó)內(nèi)靈巧手已逐步從連桿等純剛性傳動(dòng)方案轉(zhuǎn)向腱繩傳動(dòng)以及腱繩+絲杠的復(fù)合傳動(dòng)方案。?性能&成本雙邊約束下關(guān)注產(chǎn)業(yè)鏈增量機(jī)會(huì)。從當(dāng)前主流方案迭代方向出發(fā),建議重點(diǎn)關(guān)注以下靈巧手核心環(huán)節(jié):?驅(qū)動(dòng)電機(jī):高價(jià)值量環(huán)節(jié),自由度提升帶動(dòng)單手?jǐn)?shù)量增加。隨著自由度提升,靈巧手單手所需驅(qū)動(dòng)電機(jī)數(shù)量增加??招谋姍C(jī)體積小、功率密度高、響應(yīng)速度快,是靈巧手的理想驅(qū)動(dòng)電機(jī),但當(dāng)前成本較高,有望在國(guó)產(chǎn)設(shè)備突破和下游需求拉動(dòng)下實(shí)現(xiàn)降本以及國(guó)產(chǎn)替代;直流無(wú)刷電機(jī)技術(shù)指標(biāo)遜于空心杯電機(jī),但成本較低,OptimusGen3將驅(qū)動(dòng)電機(jī)位置從手掌轉(zhuǎn)移至小臂,空間要求降低,直流無(wú)刷電機(jī)應(yīng)用率有望提升。?傳動(dòng)系統(tǒng):絲杠+腱繩復(fù)合傳動(dòng)方案有望成為主流。在OptimusGen3引領(lǐng)下,腱繩+絲杠的復(fù)合方案有望成為靈巧手傳動(dòng)系統(tǒng)迭代方向。其中腱繩傳動(dòng)能夠?yàn)殪`巧手提供更高的自由度和靈活性并減少空間占用和重量,UHMWPE是腱繩的理想材料,2030年靈巧手用UHMWPE市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)52.8億元,國(guó)產(chǎn)廠商南山智尚等已有可用于靈巧手的產(chǎn)品;行星滾柱絲杠是理想的靈巧手傳動(dòng)元件,但仍受制于成本過(guò)高,國(guó)產(chǎn)廠商仍處于小批量試制階段,滾珠絲杠作為低成本替代方案,國(guó)產(chǎn)廠商已形成批量供貨能力。?觸覺(jué)傳感器:高技術(shù)壁壘的靈巧手必備環(huán)節(jié)。觸覺(jué)傳感器逐步成為靈巧手的必備部件,且逐步從指尖搭載向全手陣列式搭載的電子皮膚迭代。國(guó)產(chǎn)廠商有望在靈巧手下游需求拉動(dòng)下逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代,國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的廠商包括非上市公司的帕西尼科技以及漢威科技和申昊科技等。33報(bào)告摘要報(bào)告摘要?投資建議:人形機(jī)器人進(jìn)入大規(guī)模量產(chǎn)前夕,靈巧手技術(shù)路線逐步收斂,驅(qū)動(dòng)電機(jī)、絲杠、腱繩和傳感器等多個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)迎來(lái)邊際增量,維持行業(yè)“推薦”評(píng)級(jí)。個(gè)股方面1)有望打入主機(jī)廠供應(yīng)鏈的靈巧手總成方案商,建議關(guān)注自研靈巧手的隆盛科技,兆威機(jī)電以及參股方案提供商的捷昌驅(qū)動(dòng)等2)自由度提升背景下用量增加,設(shè)計(jì)和設(shè)備國(guó)產(chǎn)化降本潛力巨大的驅(qū)動(dòng)電機(jī)標(biāo)的鳴志電器,兆威機(jī)電,江蘇雷利,偉創(chuàng)電氣等3)國(guó)內(nèi)方案滲透率逐步提升,國(guó)產(chǎn)廠商機(jī)器人領(lǐng)域應(yīng)用逐步落地的南山智尚,恒輝安防等4)替代空間巨大的絲杠環(huán)節(jié)標(biāo)的貝斯特、恒立液壓、浙江榮泰、雙林股份、五洲新春和德邁仕等5)應(yīng)用量逐步增加的靈巧手標(biāo)配觸覺(jué)傳感器標(biāo)的漢威科技等。?風(fēng)險(xiǎn)提示:機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化落地不及預(yù)期;政策變動(dòng)風(fēng)險(xiǎn);競(jìng)爭(zhēng)加劇風(fēng)險(xiǎn);地緣政治風(fēng)險(xiǎn);第三方數(shù)據(jù)的誤差風(fēng)險(xiǎn);重點(diǎn)關(guān)注公司業(yè)績(jī)不及預(yù)期。44目錄112345人形機(jī)器人末端執(zhí)行器,產(chǎn)業(yè)鏈邊際變化空間大主流方案總結(jié):輕量化、高自由度、多模態(tài)感知和復(fù)合傳動(dòng)人形機(jī)器人末端執(zhí)行器,產(chǎn)業(yè)鏈邊際變化空間大主流方案總結(jié):輕量化、高自由度、多模態(tài)感知和復(fù)合傳動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)提示5501人形機(jī)器人末端執(zhí)行器,產(chǎn)業(yè)鏈邊際變化空間大?What:由驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)和感知三系統(tǒng)構(gòu)成的末端執(zhí)行器?人形機(jī)器人末端執(zhí)行器,高通用性需求帶來(lái)復(fù)雜性要求。靈巧手是一種基于人手運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)的特殊末端執(zhí)行器,相較于僅能完成焊接、噴漆等特定任務(wù)的工業(yè)機(jī)器人傳統(tǒng)末端執(zhí)行器,人形機(jī)器人的多場(chǎng)景&復(fù)雜任務(wù)通用性需求要求其具備更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和自由。一般來(lái)說(shuō)靈巧手至少具有3個(gè)手指,每指至少具有3個(gè)軸線不完全平行的自由度,通常還集成力覺(jué)、接近覺(jué)等多種傳感器。?驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)和感知三大系統(tǒng)構(gòu)成靈巧手。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)提供動(dòng)力和扭矩,目前主流方案為電機(jī)驅(qū)動(dòng),但在驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)、放置方式和方案選型等方面均存在不同技術(shù)路線;傳動(dòng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)將驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的力傳遞到手指,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有齒輪、連桿和腱繩等多種技術(shù)方案,存在替代/組合關(guān)系;感知系統(tǒng)負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)靈巧手的位置、力和觸覺(jué)等狀態(tài),并與環(huán)境交換,實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。圖1:OptimusGen-2靈巧手結(jié)構(gòu)圖1:OptimusGen-2靈巧手結(jié)構(gòu)體積小、響應(yīng)快,調(diào)控方便、穩(wěn)定性好、精金驅(qū)動(dòng)可以進(jìn)行負(fù)載運(yùn)動(dòng)、反應(yīng)迅速、位移大、變660101人形機(jī)器人末端執(zhí)行器,產(chǎn)業(yè)鏈邊際變化空間大?Why:機(jī)器人功能實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵+邊際變化空間大+市場(chǎng)空間廣闊?技術(shù)路線仍在收斂過(guò)程中,持續(xù)迭代邊際變化較大。當(dāng)前靈巧手技術(shù)路線尚未完全收斂,仍處于迭代階段,以特斯拉OptimusBotGen1到Gen3的靈巧手為例,自由度從11個(gè)提升至22個(gè),驅(qū)動(dòng)電機(jī)選擇、傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)路線、傳感器類型和數(shù)量和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面均有巨大變化,性能表現(xiàn)也由僅能完成低精度的基礎(chǔ)抓取和放置迭代為可實(shí)現(xiàn)自主接球等復(fù)雜、靈活操作。當(dāng)前靈巧手在性能、成本等方面離最終大規(guī)模量產(chǎn)并在家用等復(fù)雜場(chǎng)景完美執(zhí)行任務(wù)還有較大差距,在設(shè)計(jì)迭代過(guò)程中邊際變化空間較大。表2:特斯拉靈巧手代際變化具備防反驅(qū)特性7701人形機(jī)器人末端執(zhí)行器,產(chǎn)業(yè)鏈邊際變化空間大?Why:機(jī)器人功能實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵+邊際變化空間大+市場(chǎng)空間廣闊?靈巧手是人形機(jī)器人功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。手是人類功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵,上肢功能占人體功能的60%,手功能占上肢功能的90%。作為人體仿生學(xué)設(shè)計(jì)的人形機(jī)器人,靈巧手同樣是其功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。通過(guò)靈巧手,人形機(jī)器人得以實(shí)現(xiàn)抓握、搬運(yùn)以及工具使用和多維度信息收集等復(fù)雜功能,以應(yīng)對(duì)科研教育、工業(yè)應(yīng)用、商業(yè)服務(wù)和家庭服務(wù)等多元化應(yīng)用場(chǎng)景的任務(wù)需求。?價(jià)值量占比達(dá)30%以上,2030年人形機(jī)器人靈巧手市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)450億元。參考特斯拉OptimusBot出貨指引,預(yù)計(jì)2025/2030年全年人形機(jī)器人出貨量有望1/150萬(wàn)臺(tái),對(duì)應(yīng)靈巧手出貨量2/300萬(wàn)只,隨著出貨量增加,規(guī)模效應(yīng)釋放有望拉低靈巧手成本,由當(dāng)前的5萬(wàn)元/只左右降至1.5萬(wàn)元/只。據(jù)此計(jì)算,我們預(yù)計(jì)2030年人形機(jī)器人靈巧手市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)450億元,2025到2030年CAGR=114.11%。圖2:人形機(jī)器人應(yīng)用場(chǎng)景圖3:人形機(jī)器人靈巧手市場(chǎng)規(guī)模靈巧手萬(wàn)只靈巧手萬(wàn)只240300單手價(jià)值量萬(wàn)元/只54.53.832.2人形機(jī)器人單位單位萬(wàn)臺(tái)2025E12026E82027E202028E402029E802030E15088目錄112345人形機(jī)器人末端執(zhí)行器,產(chǎn)業(yè)鏈邊際變化空間大主流方案總結(jié):輕量化、高自由度、多模態(tài)感知和復(fù)合傳動(dòng)人形機(jī)器人末端執(zhí)行器,產(chǎn)業(yè)鏈邊際變化空間大主流方案總結(jié):輕量化、高自由度、多模態(tài)感知和復(fù)合傳動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)提示9902主流方案總結(jié):輕量化、高自由度、多模態(tài)感知和復(fù)合傳動(dòng)?我們收集了包含主機(jī)廠和靈巧手公司在內(nèi)的全球人形機(jī)器人靈巧手主要公司產(chǎn)品技術(shù)參數(shù),具體內(nèi)容如下:表3:國(guó)內(nèi)主要主機(jī)廠及靈巧手公司人形機(jī)器人靈巧手技術(shù)參數(shù)////////////////////技///魔法原子////<1000g/連桿///連桿連桿連桿連桿連桿連桿//連桿連桿桿55/5//56//5/5//5//4455/5//5//5//5/5/5555/02主流方案總結(jié):輕量化、高自由度、多模態(tài)感知和復(fù)合傳動(dòng)圖4:ShadowRobotDexterous圖4:ShadowRobotDexterousHand?國(guó)內(nèi)外靈巧手方案存在一定共性:五指方案占據(jù)絕對(duì)主流,僅有帕西尼感知科技使用4指方案;絕大多數(shù)靈巧手采用欠驅(qū)動(dòng)方案,以減少手部零部件用量,降低自重&優(yōu)化空間布局;腱繩傳動(dòng)方案的占比提升;觸覺(jué)傳感器的搭載逐步成為標(biāo)配,融合視覺(jué)等的多模態(tài)方案成為靈巧手公司的主流選擇。?對(duì)比國(guó)內(nèi)外方案,我們也發(fā)現(xiàn)一些技術(shù)取向上的差異:國(guó)內(nèi)靈巧手更注重本體輕量化設(shè)計(jì),主流方案普遍將單手重量控制在1kg以內(nèi);海外靈巧手方案自由度普遍更高,其中ShadowRobot靈巧手自由度達(dá)到24個(gè),包含20個(gè)主動(dòng)自由度和4個(gè)被動(dòng)自由度,特斯拉OptimusGen3靈巧手自由度達(dá)22個(gè)。國(guó)內(nèi)多數(shù)靈巧手自由度在6-20之間。表4:海外主要主機(jī)廠及靈巧手公司人形機(jī)器人靈巧手技術(shù)參數(shù)//5/////5/////5//5//4//DexterousHandExtra/3////5//5//02主流方案總結(jié):輕量化、高自由度、多模態(tài)感知和復(fù)合傳動(dòng)?從方案迭代看靈巧手發(fā)展趨勢(shì):更靈活,更智能,更柔性?更靈活:高自由度+輕量化。靈活性的提升是靈巧手未來(lái)長(zhǎng)時(shí)間完成復(fù)雜任務(wù)的必然需求,也是主流方案的迭代的方向,主要體現(xiàn)在兩方面,一是自由度提升,靈巧手單手自由度由6個(gè)逐步提升至12-20個(gè),部分方案達(dá)到20個(gè)以上,宇樹(shù)自研靈巧手自由度由Dex3的6個(gè)提升至Dex5的20個(gè);傅利葉GR-2靈巧手自由度由一代的6個(gè)翻倍至12個(gè);二是電機(jī)等自重較大的部件配置位置向手掌或小臂移動(dòng),降低雙手重量并優(yōu)化空間配置,留出更多空間以搭載傳感器等部件。?更智能:多模態(tài)感知能力進(jìn)化。當(dāng)前絕大多數(shù)靈巧手都搭載觸覺(jué)傳感器或提供配置選項(xiàng),靈心巧手的L20、帕西尼感知的DexH13GEN2和智元機(jī)器人SkillHand等可實(shí)現(xiàn)多模態(tài)感知,擁有更強(qiáng)的環(huán)境理解能力,能夠更好地處理柔軟、不規(guī)則物體的識(shí)別與操作。?更柔性:復(fù)合傳動(dòng)方案上手。以O(shè)ptimus靈巧手方案為例,蝸輪蝸桿的單一傳動(dòng)轉(zhuǎn)向絲杠+腱繩的復(fù)合傳動(dòng)方案,一是可實(shí)現(xiàn)更高的自由度,二是自重更小的腱繩有助于提升靈活性,靈心巧手在研的L30由前兩代的連桿傳動(dòng)轉(zhuǎn)向腱繩傳動(dòng),自由度提升至25個(gè)。圖5:Optimus圖5:OptimusGen3驅(qū)動(dòng)電機(jī)配置于小臂的方案L20L30L10傅利葉GR1傅利葉GR2宇樹(shù)Dex3-1宇樹(shù)Dex5-1L20L30L10202125202125目錄人形機(jī)器人末端執(zhí)行器人形機(jī)器人末端執(zhí)行器,產(chǎn)業(yè)鏈邊際變化空間大主流方案總結(jié):輕量化、高自由度、多模態(tài)感知和復(fù)合傳動(dòng)性能&成本雙邊約束下關(guān)注產(chǎn)業(yè)鏈增量機(jī)會(huì)投資建議風(fēng)險(xiǎn)提示1234503性能&成本雙邊約束下關(guān)注產(chǎn)業(yè)鏈增量機(jī)會(huì)?驅(qū)動(dòng)電機(jī):高價(jià)值量環(huán)節(jié),自由度提升帶動(dòng)單手?jǐn)?shù)量增加?主動(dòng)自由度提升帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)用量增加。OptimusBot以及國(guó)內(nèi)主流靈巧手設(shè)計(jì)方案均為提升靈活性而增加自由度,主動(dòng)自由度的提升需要增加對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)以提供動(dòng)力。在自由度提升的趨勢(shì)下,靈巧手驅(qū)動(dòng)電機(jī)用量增加。?性能角度出發(fā),高精度+高功率密度+快速響應(yīng)成為優(yōu)選指標(biāo)??紤]到實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景需求,靈巧手驅(qū)動(dòng)電機(jī)需要做到高功率密度、快速響應(yīng)以及高控制精度,其他需要考慮的指標(biāo)還包括自重水平、耐用性和噪音水平等;目前靈巧手方案多應(yīng)用空心杯電機(jī)、直流無(wú)刷電機(jī)兩類,其中空心杯電機(jī)無(wú)轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)大幅提升了功率密度,但缺點(diǎn)是力矩輸出不足以及成本較高;直流無(wú)刷電機(jī)(BLDC)雖然在功率密度、自重等方面不及空心杯電機(jī),但功率更高,符合高負(fù)載設(shè)計(jì)需求,電機(jī)效率高,耐用性更強(qiáng)且成本較低。表5:人形機(jī)器人主要應(yīng)用電機(jī)類型對(duì)比機(jī)03性能&成本雙邊約束下關(guān)注產(chǎn)業(yè)鏈增量機(jī)會(huì)?驅(qū)動(dòng)電機(jī):高價(jià)值量環(huán)節(jié),自由度提升帶動(dòng)單手?jǐn)?shù)量增加?空心杯電機(jī):降本&國(guó)產(chǎn)替代關(guān)鍵在于繞線環(huán)節(jié)突破。繞線環(huán)節(jié)式空心杯電機(jī)生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)壁壘,也是降本以及國(guó)產(chǎn)化替代的核心。?工藝方面,目前國(guó)產(chǎn)廠商普遍使用半自動(dòng)化的卷繞生產(chǎn),工藝繁瑣,耗時(shí)較長(zhǎng),良品率低且線圈直徑較小,限制其成本及性能,Maxon等海外領(lǐng)先廠商多使用高度自動(dòng)化的一次成型生產(chǎn),隨著國(guó)產(chǎn)廠商技術(shù)突破與改進(jìn),有望大幅提升生產(chǎn)效率,實(shí)現(xiàn)降本;?設(shè)備方面,我國(guó)自主生產(chǎn)的空心杯電機(jī)繞線設(shè)備相對(duì)空缺,多為外采海外設(shè)備,固定成本較高。隨著中特科技、勤聯(lián)科技等國(guó)產(chǎn)設(shè)備廠商產(chǎn)品應(yīng)用,有望降低空心杯電機(jī)廠商的生產(chǎn)成本。?海外巨頭占據(jù)超8成市場(chǎng)份額,人形機(jī)器人領(lǐng)域需求有望重塑市場(chǎng)格局。Maxon、FAULHABER等海外巨頭占據(jù)約85%的市場(chǎng)份額,國(guó)內(nèi)主要廠商包括鳴志電器、鼎智科技、兆威機(jī)電、偉創(chuàng)電氣、江蘇雷利和雷賽智能等,國(guó)內(nèi)廠商具備價(jià)格優(yōu)勢(shì),有望隨著工藝及設(shè)備突破,在人形機(jī)器人需求走強(qiáng)中搶占市場(chǎng)份額。表6:國(guó)產(chǎn)空心杯電機(jī)廠商產(chǎn)品參數(shù)圖7:2023年全球空心杯電機(jī)市場(chǎng)份額圖8:中特科技全自動(dòng)雙軸空心杯電機(jī)繞線機(jī)表6:國(guó)產(chǎn)空心杯電機(jī)廠商產(chǎn)品參數(shù)圖7:2023年全球空心杯電機(jī)市場(chǎng)份額 ----數(shù)據(jù)來(lái)源:深圳市電子商會(huì),華龍證券研究所數(shù)據(jù)來(lái)源:03性能&成本雙邊約束下關(guān)注產(chǎn)業(yè)鏈增量機(jī)會(huì)?驅(qū)動(dòng)電機(jī):高價(jià)值量環(huán)節(jié),自由度提升帶動(dòng)單手?jǐn)?shù)量增加?直流無(wú)刷電機(jī):考慮成本約束的替代方案。相較于有刷電機(jī),直流無(wú)刷電機(jī)有高輸出功率、低電噪聲、高可靠性、高動(dòng)態(tài)響應(yīng)、電磁干擾少、更好的轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩等優(yōu)點(diǎn),雖然體積較空心杯電機(jī)仍大,但內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的直流無(wú)刷電機(jī)能夠較好地滿足對(duì)空間結(jié)構(gòu)要求較高的靈巧手,而且其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,在制造和維護(hù)方面也具備成本優(yōu)勢(shì)。?電機(jī)后置對(duì)空間要求降低,直流無(wú)刷電機(jī)有望得到更廣泛應(yīng)用。在OptimusGen3方案中,靈巧手驅(qū)動(dòng)電機(jī)由Gen2的手掌轉(zhuǎn)移至Gen3的小臂中,對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)所占空間和自重要求有一定程度降低,在該方案中,Tesla也采用了空心杯電機(jī)+直流無(wú)刷電機(jī)混用的路線。若該方案得到推廣,直流無(wú)刷電機(jī)有望更多地應(yīng)用于靈巧手驅(qū)動(dòng)當(dāng)中,幫助降低整機(jī)BOM成本。圖9:直流無(wú)刷電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)表7:直流無(wú)刷電機(jī)&直流有刷電機(jī)參數(shù)對(duì)比圖9:直流無(wú)刷電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)低高短長(zhǎng)大小低高數(shù)據(jù)來(lái)源:鳴志電器,華龍證券研究所數(shù)據(jù)來(lái)源:鳴志電器,華龍證券研究所03性能&成本雙邊約束下關(guān)注產(chǎn)業(yè)鏈增量機(jī)會(huì)?傳動(dòng)系統(tǒng):絲杠+腱繩復(fù)合傳動(dòng)方案有望成為主流?OptimusGen3有望提升絲杠+腱繩復(fù)合傳動(dòng)方案滲透率。Optimus采用微型絲杠+腱繩的傳動(dòng)方案,自由度由Gen2的11個(gè)增加至22個(gè),且從工廠整理、分揀以及小球拋接等實(shí)際表現(xiàn)來(lái)看,靈活度及承載力均表現(xiàn)不錯(cuò),有望帶動(dòng)絲杠+腱繩的復(fù)合傳動(dòng)方案滲透率提升。?腱繩方案逐步成為國(guó)內(nèi)外共識(shí),UHMWPE材料受青睞。腱繩傳動(dòng)是Tesla、ShadowRobot等海外廠商普遍采用的傳動(dòng)方案,國(guó)內(nèi)廠商今年也逐步從齒輪/連桿等方案向腱繩傳動(dòng)過(guò)渡,靈心巧手Linkerbot的L30以及靈巧智能的DexHand021均采用腱繩傳動(dòng)方案,分別擁有25/19個(gè)自由度。?腱繩材料的選擇直接影響靈巧手的操控精度、抗沖擊能力和使用壽命等,當(dāng)前主流的腱繩材料是高強(qiáng)度鋼絲和超高分子量聚乙烯纖維(UltraHighMolecularWeightPolyethyleneFiber,即UHMWPE纖維),其中UHMWPE纖維強(qiáng)度高、自重低,模量較大,契合靈巧手對(duì)腱繩材料的需求。但缺點(diǎn)是抗蠕變性能以及抗高溫能力不及高強(qiáng)度鋼絲,有望通過(guò)材料技術(shù)升級(jí)或UHMWPE&高強(qiáng)度鋼絲共用解決。圖10:OptimusGen3靈巧手內(nèi)部傳動(dòng)方案 圖10:OptimusGen3靈巧手內(nèi)部傳動(dòng)方案 --03性能&成本雙邊約束下關(guān)注產(chǎn)業(yè)鏈增量機(jī)會(huì)?腱繩:高自由度&靈活性之選,關(guān)注UHMWPE纖維產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用?中國(guó)UHMWPE纖維產(chǎn)能占比近5成,關(guān)注復(fù)合靈巧手要求的高端產(chǎn)能。中國(guó)是UHMWPE的主要生產(chǎn)基地之一,2023年產(chǎn)量達(dá)1.33萬(wàn)噸,占全球總產(chǎn)量2.68萬(wàn)噸的49.7%。UHMWPE纖維全球市場(chǎng)集中度較高,2023年CR3達(dá)75.16%,頭部企業(yè)包括美國(guó)埃萬(wàn)特、美國(guó)霍尼韋爾、日本Toyobo以及中國(guó)的九州星際、同益中、南山智尚等,其中南山智尚擁有自研抗蠕變型UHMWPE專利,拉伸強(qiáng)度達(dá)42cN/dtex,處于國(guó)內(nèi)第一梯隊(duì)。?2030年人形機(jī)器人靈巧手用UHMWPE市場(chǎng)規(guī)模或超52.8億元。參考《腱驅(qū)動(dòng)靈巧手指結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)分析與試驗(yàn)》,假設(shè)驅(qū)動(dòng)單個(gè)自由度所需腱繩為2根,按單手22個(gè)自由度、2030年150萬(wàn)臺(tái)人形機(jī)器人出貨量計(jì)算,2030年人形機(jī)器人靈巧手用UHMWPE市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)39.6-66億元,取中值52.8億元。除靈巧手外,UHMWPE還可用于機(jī)器人關(guān)節(jié)、外殼增強(qiáng)、骨架材料等領(lǐng)域,人形機(jī)器人大規(guī)模應(yīng)用后帶動(dòng)的需求量有望進(jìn)一步提升。N型NN型NN+1型N+1N+1UHMWPE標(biāo)準(zhǔn)超30000噸--03性能&成本雙邊約束下關(guān)注產(chǎn)業(yè)鏈增量機(jī)會(huì)?絲杠:替代潛力巨大,成本亟待下降?作為理想的剛性傳動(dòng)元件,行星滾柱絲杠應(yīng)用仍受制于成本?;瑒?dòng)絲杠由于連續(xù)工作發(fā)熱嚴(yán)重且傳動(dòng)效率較低,不符合靈巧手的使用需求。行星滾柱絲杠轉(zhuǎn)速高、載荷高且體積小,是靈巧手的理想剛性傳動(dòng)元件,但其生產(chǎn)對(duì)原材料、加工工藝以及精度要求極高,疊加市場(chǎng)需求有限,無(wú)法形成規(guī)模效應(yīng),其成本維持高位,瑞士Rollvis旗下行星滾柱絲杠單價(jià)約為2000元。同為滾動(dòng)絲杠的滾珠絲杠性能次之,但價(jià)格遠(yuǎn)低于行星滾柱絲杠。據(jù)B端采購(gòu)網(wǎng)站數(shù)據(jù),博特精工滾珠絲杠單價(jià)低至112元。?國(guó)產(chǎn)滾珠絲杠已形成批量供貨能力,行星滾柱絲杠仍處于小批量試制階段。國(guó)產(chǎn)廠商已形成滾珠絲杠批量供貨能力,貝斯特高精度滾動(dòng)絲杠副已于2024年達(dá)成小批量訂單的滾動(dòng)交付;浙江榮泰通過(guò)收購(gòu)狄茲公司獲得滾珠絲杠量產(chǎn)能力,后者已成熟應(yīng)用機(jī)器人靈巧手所需的3-5mm滾珠絲杠工藝。隨著下游需求提升以及國(guó)產(chǎn)廠商產(chǎn)能布局,行星滾柱絲杠有望通過(guò)降本提高滲透率及國(guó)產(chǎn)化率。圖11:絲杠分類表11:不同類型絲杠優(yōu)缺點(diǎn)圖11:絲杠分類數(shù)據(jù)來(lái)源:傳動(dòng)網(wǎng),華龍證券研究所03性能&成本雙邊約束下關(guān)注產(chǎn)業(yè)鏈增量機(jī)會(huì)?觸覺(jué)傳感器:高技術(shù)壁壘的靈巧手必備環(huán)節(jié)?靈巧手必備零部件,從高分辨率向電子皮膚迭代。觸覺(jué)傳感器是靈巧手必備部件,幫助人形機(jī)器人感受重量、剛度、粗糙平滑程度和滑脫力度等。根據(jù)傳感點(diǎn)的數(shù)量可分為簡(jiǎn)單檢測(cè)接觸點(diǎn)力的大小的單點(diǎn)式傳感觸覺(jué)技術(shù)、類似于人類指尖,在小區(qū)域內(nèi)集合多傳感單元的高分辨率傳感觸覺(jué)技術(shù)以及陣列式排布,類似電子皮膚的大面積傳感觸覺(jué)技術(shù)。當(dāng)前靈巧手主流搭載高分辨率傳感觸覺(jué)技術(shù)并逐步迭代至電子皮膚,其中宇樹(shù)科技、優(yōu)必選和傅利葉3家主機(jī)廠的自研方案均采用陣列式觸覺(jué)傳感器排布。?觸覺(jué)傳感器主要包括壓阻式、壓容式、壓電式和摩擦電式等。根據(jù)傳感機(jī)制不同,觸覺(jué)傳感器可分為壓阻式、壓容式、壓電式和摩擦電式等,前3項(xiàng)為靈巧手常用的技術(shù)路線。圖12:電子皮膚器件制備過(guò)程及成品表12:不同原理觸覺(jué)傳感器對(duì)比分析圖12:電子皮膚器件制備過(guò)程及成品03性能&成本雙邊約束下關(guān)注產(chǎn)業(yè)鏈增量機(jī)會(huì)?觸覺(jué)傳感器:高技術(shù)壁壘的靈巧手必備環(huán)節(jié)?柔性觸覺(jué)傳感器仍由海外廠商主導(dǎo)。受限于起步時(shí)間、材料供應(yīng)、芯片設(shè)計(jì)和需求不足等,國(guó)產(chǎn)觸覺(jué)傳感器技術(shù)相對(duì)滯后。柔性觸覺(jué)傳感器市場(chǎng)由海外廠商領(lǐng)導(dǎo)且市場(chǎng)集中度較高,2022年CR5約57.1%,頭部廠商包括Tekscan、PressureProfileSystems和SensorProductsInc.等。?國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)行中,關(guān)注自主廠商機(jī)器人領(lǐng)域應(yīng)用落地。部分國(guó)產(chǎn)廠商布局柔性觸覺(jué)傳感器,申昊科技旗下用于人形機(jī)器人的電子皮膚產(chǎn)品已處于小批量適用階段,漢威科技開(kāi)發(fā)的柔性壓力溫度一體化傳感器可應(yīng)用于消費(fèi)電子、泛醫(yī)療和人形機(jī)器人領(lǐng)域;非上市公司帕西尼感知研發(fā)的多維觸覺(jué)傳感器已小批量應(yīng)用于機(jī)器人和車機(jī)等場(chǎng)景。圖13:2022圖13:2022年柔性傳感器全球市場(chǎng)格局?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)源:觀研天下,華龍證券研究所數(shù)據(jù)來(lái)源:佐思汽研,華龍證券研究所目錄112345人形機(jī)器人末端執(zhí)行器,產(chǎn)業(yè)鏈邊際變化空間大主流方案總結(jié):輕量化、高自由度、多模態(tài)感知和復(fù)合傳動(dòng)人形機(jī)器人末端執(zhí)行器,產(chǎn)業(yè)鏈邊際變化空間大投資建議風(fēng)險(xiǎn)提示04投資建議?人形機(jī)器人進(jìn)入大規(guī)模量產(chǎn)前夕,靈巧手技術(shù)路線逐步收斂,驅(qū)動(dòng)電機(jī)、絲杠、腱繩和傳感器等多個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)迎來(lái)邊際增量,維持行業(yè)“推薦”評(píng)級(jí)。個(gè)股方面1)有望打入主機(jī)廠供應(yīng)鏈的靈巧手總成方案商,建議關(guān)注自研靈巧手的隆盛科技,兆威機(jī)電以及參股方案提供商的捷昌驅(qū)動(dòng)等2)自由度提升背景下用量增加,設(shè)計(jì)和設(shè)備國(guó)產(chǎn)化降本潛力巨大的驅(qū)動(dòng)電機(jī)標(biāo)的鳴志電器,兆威機(jī)電,江蘇雷利,偉創(chuàng)電氣等3)國(guó)內(nèi)方案滲透率逐步提升,國(guó)產(chǎn)廠商機(jī)器人領(lǐng)域應(yīng)用逐步落地的南山智尚,恒輝安防等;(4)替代空間巨大的絲杠環(huán)節(jié)標(biāo)的貝斯特、恒立液壓、浙江榮泰、雙林股份、五洲新春和德邁仕等5)應(yīng)用量逐步增加的靈巧手標(biāo)配觸覺(jué)傳感器標(biāo)的漢威科技等。------目錄112345人形機(jī)器人末端執(zhí)行器,產(chǎn)業(yè)鏈邊際變化空間大主流方案總結(jié):輕量化、高自由度、多模態(tài)感知和復(fù)合傳動(dòng)人形機(jī)器人末端執(zhí)行器,產(chǎn)業(yè)鏈邊際變化空間大投資建議風(fēng)險(xiǎn)提示05風(fēng)險(xiǎn)提示(1)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化落地不及預(yù)期。人形機(jī)器人發(fā)展仍面臨大腦模型性能不足、小腦運(yùn)控算法表現(xiàn)欠佳、硬件耐久度及表現(xiàn)不及預(yù)期和成本較高等障礙,若其大規(guī)模量產(chǎn)時(shí)間不及預(yù)期,可能影響產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)公司業(yè)績(jī)表現(xiàn);(2)政策變動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。人形機(jī)器人行業(yè)處于發(fā)展初期,產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)苷叻龀钟绊戄^大,政策變化可能影響相關(guān)工業(yè)人形機(jī)器人業(yè)務(wù)發(fā)展情況,進(jìn)一步影響業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng);(3)競(jìng)爭(zhēng)加劇風(fēng)險(xiǎn)。人形機(jī)器人行業(yè)將引領(lǐng)下一代工業(yè)革命已逐步成為共識(shí),可能導(dǎo)致相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)布局企業(yè)過(guò)多,導(dǎo)致競(jìng)爭(zhēng)加劇,部分企業(yè)或?qū)⒈惶蕴?,存活企業(yè)盈利能力或受到負(fù)面影響;(4)地緣政治風(fēng)險(xiǎn)。人形機(jī)器人作為全球產(chǎn)業(yè)浪潮,涉及全球企業(yè)協(xié)作,地緣政治關(guān)系變化可能導(dǎo)致國(guó)家之間信息交流以及貿(mào)易活動(dòng)減少甚至停止,進(jìn)而可能影響人形機(jī)器人量產(chǎn)節(jié)奏;(5)第三方數(shù)據(jù)的誤差風(fēng)險(xiǎn)。本報(bào)告使用數(shù)據(jù)資料均來(lái)自公開(kāi)來(lái)源,其準(zhǔn)確性對(duì)分析結(jié)果造成影響;(6)重點(diǎn)關(guān)注公司業(yè)績(jī)不及預(yù)期。重點(diǎn)關(guān)注公司可能因行業(yè)或公司原因業(yè)績(jī)低于預(yù)測(cè)值。免責(zé)及評(píng)級(jí)說(shuō)明部分分析師聲明:本人具有中國(guó)證券業(yè)協(xié)會(huì)授予的證券投資咨詢執(zhí)業(yè)資格并注冊(cè)為證券分析師,以勤勉盡責(zé)的職業(yè)態(tài)度,獨(dú)立、客觀、公正地出具本報(bào)告。不受本公司相關(guān)業(yè)務(wù)部門、證券發(fā)行人士、上市公司、基金管理公司、資產(chǎn)管理公司等利益相關(guān)者的干涉和影響。本報(bào)告清晰準(zhǔn)確地反映了本人的研究觀點(diǎn)。本人在預(yù)測(cè)證券品種的走勢(shì)或?qū)ν顿Y證券的可行性提出建議時(shí),已按要求進(jìn)行相應(yīng)的信息披露,在自己所知情的范圍內(nèi)本公司、本人以及財(cái)產(chǎn)上的利害關(guān)系人與所評(píng)價(jià)或推薦的證券不存在利害關(guān)系。本人不會(huì)因本報(bào)告中的具體推薦意見(jiàn)或
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