機械設(shè)備-人形機器人從概念到量產(chǎn)核心零部件機遇梳理_第1頁
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證券分析師:商儉執(zhí)業(yè)證書編號:S0630525060002,聯(lián)系方式:shangjian@2025年7月16日投資建議●政策疊加資金推動人形機器人加速落地。2025年政府工作報告中,具身智能首次被寫入,被列為未來產(chǎn)業(yè)培育的重點方向,成為我國制造業(yè)升級的重要抓手。國內(nèi)外巨頭紛紛投資入局,為人形機器人領(lǐng)域注入了大量資金與資源,資金與政策推動加速行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步與成熟,人形機器人產(chǎn)業(yè)迎來了重要的轉(zhuǎn)折點和變革機遇。●人形機器人量產(chǎn)啟動市場空間倍增。在工廠倉儲和家庭服務(wù)兩種場景中,使用成本均顯著低于人工費用,且提供更高穩(wěn)定性,經(jīng)濟效益顯現(xiàn)。目前,國內(nèi)外人形機器人產(chǎn)品正呈多點開花態(tài)勢,多個主要企業(yè)陸續(xù)披露量產(chǎn)規(guī)劃。特斯拉制造工廠開始招聘機器人制造相關(guān)職位,Optimus量產(chǎn)計劃2026年5萬臺,2029年50-100萬臺。FigureAI首條BotQ自動化生產(chǎn)線已正式投產(chǎn),目前年化產(chǎn)能達(dá)1.2萬臺。國內(nèi)智元、宇樹等也已進(jìn)入小批量生產(chǎn)階段。綜合多方發(fā)展態(tài)勢,預(yù)計到2029年全球人形機器人產(chǎn)能數(shù)量最少達(dá)100萬臺,市場規(guī)模將達(dá)1500億元,市場前景巨大?!裰匾暫诵牧悴考l(fā)展機遇。人形機器人作為高度復(fù)雜的智能裝備,核心機械零部件直接決定了人形機器人的運動精度、負(fù)載能力、靈活性以及整體的可靠性,對性能與功能實現(xiàn)起著至關(guān)重要的作用。例如關(guān)節(jié)模組、減速器、靈巧手、傳感器等核心零部件占據(jù)大部分硬件成本。在人形機器人市場規(guī)模倍增的背景下,相關(guān)核心機械零部件的市場需求預(yù)計將迎來顯著增長?!窠ㄗh關(guān)注:國內(nèi)已獲重點人形機器人客戶定點和合作的機械零部件企業(yè)。關(guān)注配備高端加工設(shè)備,有長期工藝技術(shù)積累,相關(guān)技術(shù)儲備,提前部署量產(chǎn)計劃,注重研發(fā)創(chuàng)新的上市公司。諧波減速器:綠的諧波、國茂股份、瑞迪智驅(qū)、中大力德、斯菱股份、科達(dá)利。行星滾柱絲杠:恒立液壓、五洲新春、貝斯特、北特科技、雙林股份。無框力矩電機:步科股份、雷賽智能、昊志機電、臥龍電驅(qū)。靈巧手:江蘇雷利、兆威機電、雷賽智能。六維力矩傳感器:柯力傳感、凌云股份、華培動力?!耧L(fēng)險提示:人形機器人量產(chǎn)進(jìn)程不及預(yù)期;應(yīng)用落地不及預(yù)期風(fēng)險;國產(chǎn)替代進(jìn)度不及預(yù)期;行業(yè)競爭風(fēng)險。二、諧波減速器:國產(chǎn)量產(chǎn)提速二、諧波減速器:國產(chǎn)量產(chǎn)提速三、行星滾柱絲桿:國產(chǎn)突破量產(chǎn)四、無框力矩電機:國產(chǎn)性能超越五、靈巧手:技術(shù)迭代升級六、六維力矩傳感器:成本不斷壓降七、風(fēng)險提示證券研究報告HTTP:ff.LONGONE.COM,CN請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明人形機器人產(chǎn)化落地持續(xù)加速●人形機器人正進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化落地階段。自2020年起,生成式AI大模型邁入了飛速發(fā)展的快車道,這一進(jìn)程促使人形機器人的交互性和學(xué)習(xí)能力獲得了質(zhì)的飛躍,特斯拉、優(yōu)必選、字樹科技、智元等人形機器人產(chǎn)品多點開花。人形機器人當(dāng)下正借助AI大模型的賦能,可學(xué)習(xí)復(fù)現(xiàn)復(fù)雜動作,執(zhí)行簡單或單一任務(wù)在運輸、檢測、安防等領(lǐng)域逐步應(yīng)用,產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程加速推進(jìn)。圖:人形機器人產(chǎn)業(yè)處于智能化初級階段實現(xiàn)人形機器人的基本動作和姿態(tài),只能進(jìn)行簡單的動作和姿態(tài)模擬?1963年NASA制作“機動多關(guān)節(jié)假人”WABOT-1人形機器人,可行走和簡單對話人形機器人實現(xiàn)更加復(fù)雜的動作和姿態(tài),具備一定的感知和認(rèn)知能力ASIMO人形機器人,可以擰開瓶蓋,拿起水杯,甚至打手語器人Atlas,四肢擁有28個自由度,可以做出精細(xì)動作,之后Atlas逐步具備跑酷、跳舞、搬運等高難度動作能力具備初級智能化能力,有限的自主學(xué)習(xí)能力,結(jié)合AI大模型自主實現(xiàn)復(fù)雜動作,能夠執(zhí)行簡單或單一任務(wù)?2020年0penAl發(fā)布Chat-GPT3大模型,標(biāo)志著智能化開啟人,2022年發(fā)布Optimus華為等廠商均有人形機器人新產(chǎn)品發(fā)布計劃具備強大自主學(xué)習(xí)能力能夠快速學(xué)習(xí)復(fù)雜的非機械重復(fù)式操作在工業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)、教育、家庭等需要高智能化水平的場景取代人工資料來源:高工機器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII億歐,東海證券研究國內(nèi)外巨頭紛紛入局推進(jìn)人形機器人落地提速●國內(nèi)外巨頭的技術(shù)競爭與生態(tài)構(gòu)建將加速商業(yè)化進(jìn)程,人形機器人產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入“黃金窗口期”。國內(nèi)外巨頭的紛紛入局,不僅為人形機器人領(lǐng)域注入了大量資金與資源,加速了行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步與成熟,還推動了產(chǎn)業(yè)鏈的標(biāo)準(zhǔn)化和批量化發(fā)展,促進(jìn)了全球產(chǎn)業(yè)鏈的聯(lián)動,使得人形機器人產(chǎn)業(yè)迎來了重要的轉(zhuǎn)折點和變革機遇。表:國內(nèi)外巨頭入局推動人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展投資:千尋智能、拓斯達(dá)合作:優(yōu)必選、樂聚機器人、拓斯達(dá)、中堅科技研發(fā):成立極目機器、成立具身智能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心研發(fā):2022年發(fā)布人形機器人Optimus合作:越疆科技研發(fā):成立RoboticsX實驗室合作:1xTechnologies、AgilityRobotics、波士頓動力、宇樹科技、銀河通用、星動紀(jì)元、智元、小鵬投資:星動紀(jì)元、逐際動力投資:星動紀(jì)元、逐際動力研發(fā):與星動紀(jì)元探索AI技術(shù)、華中數(shù)控研發(fā):ARMOR人形機器人感知系統(tǒng)投資:阿米奧機器人、北京人形機器人創(chuàng)新中心研發(fā):2022年推出CyberOne合作:AgilityRobotics研發(fā):組建AgenticAI團(tuán)隊研發(fā):深圳市美團(tuán)機器人研究院投資:Apptronik投資:智元機器人、帕西尼感知科技合作:優(yōu)必選、智元機器人研發(fā):啟動具身智能研究團(tuán)隊投資:FigureAI、1X合作:FigureAI投資:智元機器人、投資:智元機器人、星海圖研發(fā):具身智能大模型“RoboBrain”投資:RainbowRobotics研發(fā):成立“未來機器人辦公室”資料來源:各公司官網(wǎng)及新聞,東海證券研究所整理國家政策明確人形機器人發(fā)展方向●政策明確人形機器人發(fā)展方向。2025年政府工作報告中,具身智能首次被寫入,被列為未來產(chǎn)業(yè)培育的重點方向,成為我國制造業(yè)升級的重要抓手,為科技制造領(lǐng)域競爭新高地。2023年11月工信部發(fā)布《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見》,目標(biāo)提出2025年實現(xiàn)批量生產(chǎn)和創(chuàng)新體制的建立,2027年構(gòu)建具有國際競爭力的產(chǎn)業(yè)生態(tài),綜合實力達(dá)到世界先進(jìn)水平,指明未來人形機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。同時,各地陸續(xù)出臺產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展政策,產(chǎn)業(yè)鏈上的相關(guān)公司發(fā)展持續(xù)催化。表:《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見》發(fā)展目標(biāo)及地方行動計劃2025年2025年《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見》發(fā)展目標(biāo)人形機器人創(chuàng)新體系初步建立,“大腦、小腦、肢體”等一批關(guān)鍵技術(shù)取得突破,確保核心部組件安全有效供給地方行動計劃北京《北京具身智能科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)培育行動計劃(2025-2027年)》整機產(chǎn)品達(dá)到國際先進(jìn)水平,并實現(xiàn)批量生產(chǎn),在特種、制造、民生服務(wù)等場景得到示范應(yīng)用,探索形成有效的治理機制和手段上?!渡虾J写龠M(jìn)智能機器人產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量創(chuàng)新發(fā)展行動方案(2023-2025年)》培育2-3培育2-3家有全球影響力的生態(tài)型企業(yè)和一批專精特新中小企業(yè),打造2-3個產(chǎn)業(yè)發(fā)展集聚區(qū),開拓一批新業(yè)務(wù)、新模式、新業(yè)態(tài)深圳《深圳市具身智能機器人技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃(2025-2027年)》浙江《浙江省人形機器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展實施方案(2024—2027年)》江蘇《江蘇省機器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動方案》浙江《浙江省人形機器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展實施方案(2024—2027年)》江蘇《江蘇省機器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動方案》安徽《安徽省人形機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃(2024-2027年)》2027年產(chǎn)業(yè)加速實現(xiàn)規(guī)?;l(fā)展,應(yīng)用場景更加豐富,相關(guān)產(chǎn)品深度融入實體經(jīng)濟,成為重要的經(jīng)濟增長新引擎山東《山東省促進(jìn)人形機器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展實施方案(2024—2027年)》資料來源:工業(yè)和信息化部,各省市政府官網(wǎng),東海證券研究所整理人形機器人落地應(yīng)用場景持續(xù)擴散●在工業(yè)制造領(lǐng)域,人形機器人深度融入自動化生產(chǎn)線,承擔(dān)復(fù)雜裝配、物料搬運等精準(zhǔn)作業(yè),持續(xù)深化應(yīng)用;在商業(yè)服務(wù)范疇,憑借其靈活交互特性,加速落地商超導(dǎo)購、酒店服務(wù)、餐飲配送等場景;在家庭生活維度,逐步探索陪伴老人、照護(hù)兒童、家居清潔等多樣化服務(wù)功能。政策助力、資金注入和技術(shù)迭代全方位推動人形機器人大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用與持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展注入澎湃動力,加速人形機器人融入千行百業(yè)的進(jìn)程。在商在商場導(dǎo)購、展覽講解、酒店服務(wù)等商業(yè)服務(wù)場景中加速推廣,大規(guī)模應(yīng)用將提升顧客體驗,降低用工成本。從長遠(yuǎn)來看,人形機器人將逐漸進(jìn)入 家庭生活場景,為人們提供家務(wù)勞動、陪伴照顧、教育輔導(dǎo)等服務(wù)。未來有望提供家庭服務(wù)應(yīng)用將不斷深化,從簡單的搬運、裝 配任務(wù)逐步拓展到更復(fù)雜的質(zhì)量檢測、設(shè)備維護(hù)、安防領(lǐng)域。資料來源:機器人大講堂,億歐,公開資料整理,東海證券研究所整理人形機器人使用成本極具性價比●人形機器人替代人成本優(yōu)勢明顯。人形機器人在工廠中,可以高強度、長時間、不間斷穩(wěn)定的勞動。在家庭中機器人能夠提供全天候服務(wù),且無需考慮人工疲勞或情緒問題,適合需要穩(wěn)定服務(wù)的家庭環(huán)境。人形機器人在工廠倉儲和家庭服務(wù)兩種場景中的使用成本均顯著低于人工費用,且能夠提供更高的效率和穩(wěn)定性,展現(xiàn)了極高的性價比,是替代人工的理想選擇。表:人形機器人使用成本測算家庭服務(wù)場景人形機器人價格(萬元)維護(hù)費用(萬元/年)2萬元/年使用年限(年)每天工作時長(小時/天)人形機器人使用成本(元/小時)人工費用(元/小時)資料來源:公開資料整理,東海證券45元/小時●多家人形機器人公司開始量產(chǎn),未來全球市場千億級別以上。根據(jù)馬斯克披露,特斯拉制造工廠開始招聘機器人制造相關(guān)職位,Optimus人形機器人計劃于2025年量產(chǎn)5千臺,2026年擴產(chǎn)至5萬臺,在2029年或2030年實現(xiàn)年產(chǎn)百萬臺機器人具有現(xiàn)實可行性。另外,F(xiàn)igureAI首條BotQ自動化生產(chǎn)線已正式投產(chǎn),目前年化產(chǎn)能達(dá)1.2萬臺。FigureAI在4年內(nèi)將把年產(chǎn)能升至10萬臺。國內(nèi)智元、宇樹等也已進(jìn)入小批量生產(chǎn)階段。綜合多方發(fā)展態(tài)勢,預(yù)計到2029年,全球人形機器人市場規(guī)模將達(dá)1500億元,一個充滿巨大潛力的市場前景正徐徐展開。圖:特斯拉招聘人形機器人制造工程師表:多家企業(yè)公布人形機器人量產(chǎn)計劃---------表:人形機器人市場空間預(yù)測資料來源:TDG,中國新聞網(wǎng),F(xiàn)igureAI官網(wǎng),華爾街見聞,東海證券研究所整理●產(chǎn)業(yè)鏈上下游迎來發(fā)展機遇。上游的零部件供應(yīng)商,如高精度減速器、高性能電機、先進(jìn)控制器以及各類傳感器制造商,因人形機器人對零部件精度、可靠性和智能化水平的嚴(yán)苛要求,獲得增量訂單,推動技術(shù)升級與產(chǎn)能擴張。下游應(yīng)用借助人形機器人高效、靈活、穩(wěn)定的特點,在工業(yè)生產(chǎn)、物流配送、醫(yī)療康復(fù)、商業(yè)服務(wù)等多領(lǐng)域拓展業(yè)務(wù),創(chuàng)新服務(wù)模式,降本增效。圖:人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈上下游傳感器旋轉(zhuǎn)、直線關(guān)節(jié)傳感器旋轉(zhuǎn)、直線關(guān)節(jié)應(yīng)用領(lǐng)域動力電池結(jié)構(gòu)件金發(fā)科技本體制造資料來源:各公司官網(wǎng)及新聞,億歐,東海證券研究所整理●人形機器人作為高度復(fù)雜的智能裝備,核心機械零部件對其性能與功能的實現(xiàn)起著至關(guān)重要的作用。例如關(guān)節(jié)模組、減速器、靈巧手、傳感器等零部件,它們直接決定了人形機器人的運動精度、負(fù)載能力、靈活性以及整體的可靠性。任何一個關(guān)鍵部件的性能不足都可能影響到人形機器人的整體表現(xiàn)。在全球人形機器人產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的當(dāng)下,相關(guān)核心機械零部件的市場需求預(yù)計將迎來顯著增長。圖:人形機器人各核心零部件價值量占比情況行星滾柱絲杠行星滾柱絲杠無框力矩電機減速器力矩傳感器空心杯電機19%16%8%13%2%旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)線性關(guān)節(jié)圖:特斯拉Optimus機械部件拆解旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)線性關(guān)節(jié)無框力矩電機14個諧波減速器14個力矩傳感器14個軸承14個空心杯電機力矩傳感器滾珠絲杠行星減速器12個無框力矩電機無框力矩電機14個滾柱絲杠14個力矩傳感器力矩傳感器14個軸承14個資料來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院,TeslaAIDay,《2024人形機器人核心硬件市場發(fā)展白皮書》覓途咨詢,東海證券研究所整理成本優(yōu)勢:國產(chǎn)人形機器人核心零部件極具性價比●國產(chǎn)人形機器人核心零部件正展現(xiàn)出顯著的極具競爭力的成本優(yōu)勢。經(jīng)過多年的技術(shù)沉淀與產(chǎn)業(yè)深耕,我國在關(guān)鍵零部件的研發(fā)制造上取得了長足進(jìn)步,從高精度的減速器到高效能的電機,再到智能靈敏的傳感器,均實現(xiàn)了不同程度的自主化生產(chǎn)。主要核心部件與國外相比有60%-70%的成本優(yōu)勢。一方面,國內(nèi)龐大的制造業(yè)基礎(chǔ)和完善的產(chǎn)業(yè)鏈,使得零部件生產(chǎn)能夠以規(guī)?;鳂I(yè)降低單位成本;另一方面,對技術(shù)研發(fā)的持續(xù)投入和創(chuàng)新工藝的應(yīng)用,減少了不必要的損耗和浪費。這種成本優(yōu)勢為國產(chǎn)人形機器人在國內(nèi)外市場大規(guī)模推廣提供了支撐。表:國產(chǎn)人形機器人核心零部件成本極具性價比圖:國內(nèi)與國外人形機器人價格對比顯優(yōu)勢國產(chǎn)國際零部件宇樹科技G19.9單價主要廠商單價主要廠商諧波減速器1318元綠的諧波2367元哈默納科智元(A1)20行星滾柱絲杠1500元南京工藝2000-3000元GSA特斯拉(OptimusGen2)36.5AgilityRobtic(Digit)182.5AgilityRobtic(Digit)182.5六維力傳感器2.7萬元坤維科技4-10萬元ATI價格/成本(萬元)資料來源:公開資料整理,東海證券研究所整理國產(chǎn)高精密機床設(shè)備不斷突破,奠定國內(nèi)人形機器人零部件量產(chǎn)基礎(chǔ)●人形機器人的機械零部件發(fā)展高度依賴高精密機床設(shè)備,其核心零部件的精密加工要求微米級精度、復(fù)雜曲面處理、材料特殊性等。目前,國產(chǎn)高精度機床產(chǎn)業(yè)通過技術(shù)攻關(guān)、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同和政策賦能,已逐步實現(xiàn)國產(chǎn)替代。CIMT2025機床展中,國產(chǎn)的五軸數(shù)控機床、車銑復(fù)合機床、磨床等均有突破,為國產(chǎn)人形機器人的量產(chǎn)奠定堅實基礎(chǔ)。表:國內(nèi)高精密機床設(shè)備持續(xù)突破為人形機器人國內(nèi)量產(chǎn)奠定基礎(chǔ)機床類別核心指標(biāo)突破國內(nèi)廠商應(yīng)用情況滿足人形機器人關(guān)節(jié)部件、減速器解決方案華中數(shù)控滿足人形機器人關(guān)節(jié)部件、減速器解決方案華中數(shù)控核心部件國產(chǎn)化“華中10型”系統(tǒng)集成AI大模型,實現(xiàn)加工參數(shù)自優(yōu)化,復(fù)雜零件編程時間從30分鐘縮短至3分鐘,輪廓精度提升75%直驅(qū)AC擺頭、直線電機等關(guān)鍵部件,壽命較進(jìn)口產(chǎn)品提升精密內(nèi)精密內(nèi)/外螺紋磨床加工精度滿足P0級行星滾柱絲杠需求華辰裝備與福立旺簽署100臺訂單,用于機定位精度±0.003mm,重復(fù)定位精度±0.001mm,曲面粗糙度穩(wěn)定在Ra0.4μm以內(nèi),價格僅為進(jìn)口設(shè)備60%資料來源:公開資料整理,CIMT機床展信息,東海證券研究所整理二、諧波減速器:國產(chǎn)量產(chǎn)提速二、諧波減速器:國產(chǎn)量產(chǎn)提速三、行星滾柱絲桿:國產(chǎn)突破量產(chǎn)四、無框力矩電機:國產(chǎn)性能超越五、靈巧手:技術(shù)迭代升級六、六維力矩傳感器:成本不斷壓降七、風(fēng)險提示證券研究報告HTTP:ff.LONGONE.COM,CN請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明諧波減速器目前的最大應(yīng)用領(lǐng)域為工業(yè)機器人●諧波齒輪減速器是一種靠波發(fā)生器使柔輪產(chǎn)生可控的彈性變形波,與剛輪的相互作用,實現(xiàn)運動和動力傳遞的傳動裝置。由于諧波減速器體積小、重量輕、傳動比大的特點,使其能夠在精密傳動領(lǐng)域廣泛適用,廣泛涉及工業(yè)機器人、服務(wù)機器人、數(shù)控機床、光伏設(shè)備、醫(yī)療器械等多個領(lǐng)域,應(yīng)用行業(yè)有不斷拓寬趨勢?!窆I(yè)機器人為諧波減速器最大下游。從我國諧波減速器下游應(yīng)用領(lǐng)域來看,當(dāng)前工業(yè)機器人為第一大應(yīng)用領(lǐng)域,2023年占比高達(dá)到75%。其他領(lǐng)域,機床、半導(dǎo)體、醫(yī)療器械等占比合計為25%。2024年國內(nèi)工業(yè)機器人諧波減速器消費量達(dá)到79.55萬臺。圖:諧波減速器結(jié)構(gòu)示意圖圖:2023年國內(nèi)諧波減速器下游應(yīng)用結(jié)構(gòu)圖:國內(nèi)工業(yè)機器人諧波減速器消費量25%25%75%工業(yè)機器人工業(yè)自動化9080706050403020079.5563.9666.9363.9655.2529.57201920202021202220232024 我國工業(yè)機器人諧波減速器消費量(萬臺)同比增長(%,右軸)80%60%40%20%資料來源:綠的諧波招股說明書,《2024人形機器人核心硬件市場發(fā)展白皮書》覓途咨詢,GGII,東海證券研究所整理●國內(nèi)外人形機器人產(chǎn)品正呈多點開花態(tài)勢,從主要廠家的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)減速器方案來看,諧波減速器、行星減速器為主流方案。諧波減速器則主要應(yīng)用于其肩、肘、腕等關(guān)節(jié),精密行星減速器主要應(yīng)用于人形機器人的手、膝、踝關(guān)節(jié)等部位?!裰C波減速器全球市場需求激增。根據(jù)特斯拉和其他公司量產(chǎn)規(guī)劃,我們預(yù)計2026-2029年全球產(chǎn)量達(dá)15萬臺、30萬臺、50萬臺、100萬臺。如果平均每臺裝14臺,2029年人形機器人諧波減速器需求將達(dá)1400萬臺,全球市場增量將達(dá)84億元。表:主要人形機器人企業(yè)產(chǎn)品關(guān)節(jié)方案對比特斯拉特斯拉行星減速器每臺裝備類別2025年2026年每臺裝備類別2025年2026年2027年2028年2029年機器人45.5億元資料來源:各公司官網(wǎng),TelsaAIDay,Leaderobot,AI-Magic,科技獵,綠的諧波招股說明書,東海證券研究所整理●全球諧波減速器市場規(guī)??焖僭鲩L。根據(jù)HDINResearch數(shù)據(jù),2024年的諧波減速器市場規(guī)模達(dá)12億美元,約人民幣86億元。同時,預(yù)測表明受益下游人形機器人需求爆發(fā),諧波減速器市場將繼續(xù)保持上升趨勢預(yù)計到2029年將達(dá)到34億美元?!窆{科占全球市場大部分份額,國內(nèi)企業(yè)正在崛起。2023年哈默納科占據(jù)全球市場約85%的份額,具有行業(yè)領(lǐng)頭地位。另外,綠的諧波占據(jù)全球8%市場份額。雖然全球市場海外龍頭主導(dǎo)地位仍將持續(xù),但國內(nèi)企業(yè)逐漸展現(xiàn)強勁的競爭力和進(jìn)口替代趨勢。從國內(nèi)市場來看,哈默納科2023年占有率40%,相比全球份額較小。綠的諧波占有率已達(dá)18%,占有率正持續(xù)擴大。圖:全球諧波減速器行業(yè)規(guī)模(億美元)圖:2023年全球諧波減速器市場格局4035302520503423.2%CAGR24.6%CAGR420192024E2029E圖:2023年國內(nèi)諧波減速器市場格局哈默納科哈默納科綠的諧波來福新寶大族其他資料來源:HDINResearch,《2024人形機器人核心硬件市場發(fā)展白皮書》覓途咨詢,東海證券研究所整理海外諧波減速器龍頭哈默納科擴產(chǎn)幅度較小●哈默納科諧波減速器擴產(chǎn)幅度較小,不能覆蓋人形機器人量產(chǎn)需求。根據(jù)哈默納科財報,截止2024年3月,哈默納科諧波減速器產(chǎn)能為306萬臺/年。公司為應(yīng)對下游人形機器人和工業(yè)機器人需求規(guī)劃擴產(chǎn),預(yù)計2026年哈默納科產(chǎn)能將達(dá)347萬臺/年,整體擴產(chǎn)偏謹(jǐn)慎幅度較小,未能覆蓋全球人形機器人量產(chǎn)增長需求。表:哈默納科諧波減速器產(chǎn)能及未來規(guī)劃(萬臺/月)產(chǎn)能規(guī)劃Ariake00949Ariake0094949資料來源:哈默納科官網(wǎng)公告(2024.3東海證券研究所圖:哈默納科諧波減速器產(chǎn)能(萬臺/年)4003503002502005003473063102222018202220232024E2026E哈默納科諧波減速器產(chǎn)能(萬臺/年)注:缺失年份未有公開數(shù)據(jù)披露●國內(nèi)諧波減速器廠商積極應(yīng)對諧波減速器市場需求增長。綠的諧波、豐立智能、瑞迪智驅(qū)、豐光精密和科達(dá)利等公司通過研發(fā)投入、技術(shù)創(chuàng)新、先進(jìn)的加工設(shè)備、工藝優(yōu)化、產(chǎn)品升級和明確擴產(chǎn)計劃,展現(xiàn)強勁的市場競爭力和進(jìn)口替代趨勢。隨著人形機器人量產(chǎn)加速,國內(nèi)廠商有望憑借快速擴產(chǎn)優(yōu)勢,在全球市場中占據(jù)更大的份額。表:國內(nèi)公司披露的諧波產(chǎn)能及未來規(guī)劃公司名稱當(dāng)前產(chǎn)能投產(chǎn)規(guī)劃項目達(dá)產(chǎn)時間未來總產(chǎn)能50萬臺精密傳動裝置智能制造項目100萬臺2027年20萬臺--50萬臺-投資設(shè)立深圳市科盟創(chuàng)新機器人科技有限公司-30萬臺年產(chǎn)30萬套諧波減速器生產(chǎn)項目2027年30萬臺3.5萬臺---3萬臺--3萬臺2026年-機器人零部件智能化技術(shù)改造項目2026年-資料來源:各公司公告,同花順,嵊州發(fā)布公眾號,電子工程世界,科盟公眾號,每經(jīng)網(wǎng),東海證券研究所整理(“-”代表未在公二、諧波減速器:國產(chǎn)量產(chǎn)提速二、諧波減速器:國產(chǎn)量產(chǎn)提速三、行星滾柱絲桿:國產(chǎn)突破量產(chǎn)四、無框力矩電機:國產(chǎn)性能超越五、靈巧手:技術(shù)迭代升級六、六維力矩傳感器:成本不斷壓降七、風(fēng)險提示證券研究報告HTTP:ff.LONGONE.COM,CN請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明●行星滾柱絲杠因其體積空間小、精度高、輸出大,以及耐用穩(wěn)定的性能等特點正被越來越廣泛的應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域。在汽車工業(yè)、工程機械、機床設(shè)備、機器人、醫(yī)療器械、石油天然氣等行業(yè),行星滾柱絲杠技術(shù)正逐步替代現(xiàn)有技術(shù)體系成為主流技術(shù)方向。根據(jù)DATAINTELO的數(shù)據(jù),2022年全球行星滾柱絲杠市場規(guī)模為12.7億美元,全球市場規(guī)模仍較小。圖:標(biāo)準(zhǔn)行星滾柱絲杠結(jié)構(gòu)組成圖:行星滾柱絲杠應(yīng)用領(lǐng)域拓展廣泛保持架資料來源:Rollvis產(chǎn)品手冊,《金屬加工》機械工業(yè)信息研究院新劍傳動官網(wǎng),東海證券研究所整理行星滾柱絲杠量產(chǎn)三大壁壘:原材料、工藝流程與加工設(shè)備●絲杠對原材料的要求十分嚴(yán)苛。絲杠在反復(fù)運動過程中會受到連續(xù)振動、沖擊和摩擦,因此對于材料的強度、剛性、耐磨性、耐腐蝕性、抗疲勞性、承載力等一定要求,普通的金屬材料無法滿足需求,通常需要特種金屬材料來進(jìn)行制備?!窀呔冉z杠加工工藝復(fù)雜周期長。磨削絲杠產(chǎn)品一致性較高,有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),經(jīng)過多道工序包括熱處理、車削和磨削等多道工序,生產(chǎn)周期較長在30天以上,適合用于高精度設(shè)備的定位部件?!裥行菨L柱絲杠所需多種高端加工設(shè)備。行星滾柱絲杠工藝過程中所需高精度螺紋磨床、車削中心、精密磨床、旋風(fēng)銑床、數(shù)控機床、熱處理設(shè)備、尖端檢測儀器等多樣高端復(fù)雜設(shè)備。高精度磨床、檢測設(shè)備以德國、日本品牌為主。表:絲杠機械加工工藝過程所需高端加工設(shè)備粗加工階段粗加工階段螺紋粗加工半精加工螺紋精加工設(shè)備數(shù)控車床旋風(fēng)銑床精密磨床、車削中心高精度螺紋磨床作用以去除余量為主,精度要求較低初步形成螺紋輪廓,效率高但精度有限精車絲杠軸基準(zhǔn)面,保證后續(xù)加工的同軸度通過多道研磨工序(粗磨→半精磨→精磨)完成螺紋的最終成型資料來源:華辰裝備公告,科德數(shù)控公告,機床網(wǎng),常州朗爵官網(wǎng),東海證券研究所整理圖:特斯拉Optimus關(guān)節(jié)使用行星滾柱絲杠小型絲杠小臂各2個共計:4個小腿各2個共計:4個●行星滾柱絲杠可使其關(guān)節(jié)在承受較大負(fù)載時仍能保持穩(wěn)定運動。Optimus機器人的機械部件方案中,線性關(guān)節(jié)14個,其由14臺行星滾柱絲杠組成。根據(jù)人形機器人主要廠商量產(chǎn)進(jìn)程推測,預(yù)計2029年全球行星滾柱絲杠市場增量空間將達(dá)112億元,行星滾柱絲杠市場空間彈性巨大。表:2025-2029年人形機器人行星滾柱絲杠市場增量類別類別2025年2026年2027年2028年2029年機器人行星滾柱絲杠資料來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院,華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院,Teslabot,傳動網(wǎng),東海證券研究所測算行星滾柱絲杠市場主要以歐洲公司為主導(dǎo)●歐洲廠商主導(dǎo)市場,國產(chǎn)替代預(yù)期顯現(xiàn)。2022年我國滾柱絲杠市場份額排名前四的歐洲廠家分別是Rollvis(瑞士)、GSA(瑞士)、Ewellix(瑞典)、Rexroth(德國),市占率分別為27%、26%、13%、12%,共計占比78%;國內(nèi)南京工藝市占率為8%。行星滾柱絲杠國產(chǎn)化程度較低、制造量產(chǎn)難度大,主要高端廠商集中在歐洲。未來人形機器人量產(chǎn)帶動絲杠需求提升,歐美廠商擴產(chǎn)速度不及國內(nèi),國產(chǎn)化將迎來重大機遇。圖:2022年滾柱絲杠企業(yè)在中國的市場份額8%8%27%3%12%26%13%8%8%27%3%12%26%13%資料來源:觀研報告網(wǎng),東海證券研究所RollvisGSAEwellixRexrothCMC優(yōu)仕特南京工藝濟寧博特表:海外絲杠公司主要競爭情況(2021年)應(yīng)用領(lǐng)用制造工藝Rollvis瑞威士公司成立于1970年,總部位于瑞士日內(nèi)瓦,是專業(yè)設(shè)計和生產(chǎn)滾柱絲杠的廠家,產(chǎn)品推廣商標(biāo)為“RollvisSwiss”軍工和工業(yè)3000萬元左右研磨齊全3000萬元左右軍工和工業(yè)研磨齊全GSA公司成立于1982年,總部位于瑞士伯爾尼,是專業(yè)3000萬元左右軍工和工業(yè)研磨齊全GSA“GSASwiss”公司和品牌隸屬于博世力公司和品牌隸屬于博世力士樂集團(tuán),是一家主要生產(chǎn)液壓系統(tǒng)、減速機、電控技術(shù)以及機電一體化產(chǎn)品的大型工業(yè)品公司1000萬元左右Rexroth力士樂較齊全軋制工業(yè)資料來源:《E公司滾柱絲杠產(chǎn)品營銷策略研究》王有雪,東海證券研究所國產(chǎn)行星滾柱絲杠正逐步得到全球市場認(rèn)可●國內(nèi)企業(yè)得到客戶認(rèn)可,加大產(chǎn)能投入力度。新劍傳動主要從事研發(fā)生產(chǎn)座椅水平驅(qū)動器、行星滾柱絲杠、直線型電驅(qū)動關(guān)節(jié)、旋轉(zhuǎn)型電驅(qū)動關(guān)節(jié)等相關(guān)系列產(chǎn)品。目前,公司行星滾柱絲杠已經(jīng)獲得特斯拉定點,得到下游客戶認(rèn)可;2022年行星滾柱絲杠業(yè)務(wù)實現(xiàn)2368萬元收入,同比增長1419.6%。公司為進(jìn)一步保持行星滾柱絲杠的領(lǐng)先地位和產(chǎn)能提升,滿足市場需求,分兩期建設(shè)總投入26億元,其中一期投入10億元,形成年產(chǎn)100萬臺人形機器人行星滾柱絲杠智能物聯(lián)制造產(chǎn)線。圖:新劍傳動行星滾柱絲杠業(yè)務(wù)猛增250039%37%200037%33%31%31%29%50027%025%02021行星滾柱絲杠電動缸產(chǎn)品收入(萬元)毛利率(%,右軸)資料來源:Wind,新劍傳動官網(wǎng),東海證券研究所圖:新劍傳動人形機器人行星滾柱絲杠產(chǎn)品齊全建議關(guān)注:國產(chǎn)行星滾柱絲杠廠商加速突破表:國產(chǎn)人形機器人零部件行星滾柱絲杠公司研發(fā)進(jìn)程公司絲杠產(chǎn)品研制進(jìn)程未來公司絲杠產(chǎn)品研制進(jìn)程未來產(chǎn)能已經(jīng)成功開發(fā)出人形機器人用上肢和下肢直線運動關(guān)節(jié)模組中反向式行星滾柱絲杠產(chǎn)品,并已經(jīng)于2024年底建立了年產(chǎn)12000套行星滾柱絲杠產(chǎn)品的試制產(chǎn)線。公司擬募集15億元,投入滾柱絲杠及關(guān)節(jié)模組產(chǎn)業(yè)化項目和磨床項目,達(dá)產(chǎn)后可實現(xiàn)年產(chǎn)100萬套反向式行星滾柱絲杠和50萬套線性關(guān)節(jié)模組產(chǎn)品100萬套反向式行星滾柱絲杠、50萬套線性關(guān)節(jié)模組雙林股份五洲新春公司發(fā)展以高端行星滾柱絲杠產(chǎn)品為切入點的各類絲杠產(chǎn)品,為直線執(zhí)行器、旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器和靈巧手提供部件或者成套產(chǎn)品。目前,公司暫作為二級供應(yīng)商主要給杭州公司提供絲杠產(chǎn)品。同時,公布向不特定對象發(fā)行可轉(zhuǎn)換公司債券預(yù)案,計劃募資不超過10.55億元用于機器人關(guān)鍵零部件及系統(tǒng)技術(shù)改造項目98萬套行星滾柱絲杠、210萬套微型滾珠絲杠新劍傳動(未上市)在青山湖分兩期建設(shè)總投入26億元,其中一期投入10億元,形成年產(chǎn)100萬臺人形機器人行星滾柱絲杠智能物聯(lián)制造產(chǎn)線,建設(shè)工程技術(shù)應(yīng)用AI自學(xué)習(xí)串聯(lián)數(shù)據(jù)達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量可靠性100萬臺人形機器人行星滾柱絲杠恒立液壓公司使用募集資金14億元,投資線性驅(qū)動器項目,在2年的籌備期內(nèi)完成了包括精密滾珠絲杠、行星滾柱絲杠、直線導(dǎo)軌等數(shù)十款產(chǎn)品的研發(fā)。2024年9月產(chǎn)線設(shè)備具備完整加工能力,與國內(nèi)客戶開展廣泛對接送樣,目前該項目已進(jìn)入批量生產(chǎn)階段-北特科技投資18.5億元建設(shè)行星滾柱絲杠研發(fā)生產(chǎn)基地項目,可將公司布局的機器人相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品落地并實現(xiàn)商業(yè)化、規(guī)模化生產(chǎn),為公司未來發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)-貝斯特全資子公司宇華精機生產(chǎn)的高精度滾動絲杠副和直線導(dǎo)軌副產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用于國內(nèi)知名機床廠商的部分型號機床上得到了市場的高度認(rèn)可;同時,自主研發(fā)了人形機器人的線性執(zhí)行器核心部行星滾柱絲杠副,亮相第19屆中國國際機床展-資料來源:各公司公告,各公司投資者關(guān)系管理信息,中國機器人網(wǎng),東海證券研究所整理(“-”代表二、諧波減速器:國產(chǎn)量產(chǎn)提速二、諧波減速器:國產(chǎn)量產(chǎn)提速三、行星滾柱絲桿:國產(chǎn)突破量產(chǎn)四、無框力矩電機:國產(chǎn)性能超越五、靈巧手:技術(shù)迭代升級六、六維力矩傳感器:成本不斷壓降七、風(fēng)險提示證券研究報告HTTP:ff.LONGONE.COM,CN請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明無框力矩電機可實現(xiàn)系統(tǒng)集成度的躍升●無框力矩電機摒棄了傳統(tǒng)伺服電機的機殼結(jié)構(gòu),僅由定子和轉(zhuǎn)子兩大核心部件構(gòu)成。相較于有框電機,其顯著優(yōu)勢在于結(jié)構(gòu)的高度模塊化與安裝的便捷性,契合當(dāng)前驅(qū)動系統(tǒng)高度集成化的發(fā)展趨勢。集成設(shè)計過程中無需再耗費精力于復(fù)雜的電機接口,僅需在系統(tǒng)布局中預(yù)留極小的安裝空間,由此顯著壓縮驅(qū)動系統(tǒng)內(nèi)動力輸出單元的物理空間占用,最終實現(xiàn)系統(tǒng)集成度的躍升。圖:無框力矩電機結(jié)構(gòu)組成資料來源:TECNOTION產(chǎn)品手冊,東海證券研究所圖:一體化關(guān)節(jié)中使用無框力矩電機資料來源:《一體化關(guān)節(jié)模組驅(qū)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究》焦露,東海證券研無框力矩電機與人形機器人關(guān)節(jié)高度契合●無框力矩電機因其特性與人形機器人關(guān)節(jié)的需求高度契合,已成為該領(lǐng)域的主流驅(qū)動方案。主要體現(xiàn)在:1)快速響應(yīng),指令信號至目標(biāo)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換時間達(dá)毫秒級,顯著提升關(guān)節(jié)啟停靈敏度,完美適配仿人運動所需的高頻動作切換場景。2)高能量密度,通過磁路拓?fù)鋬?yōu)化和鐵芯結(jié)構(gòu)精簡,在同等體積下實現(xiàn)扭矩密度突破,滿足關(guān)節(jié)空間受限下的高功率輸出需求。3)空間適應(yīng)性,支持深度嵌入式集成,可靈活適配從指關(guān)節(jié)到髖關(guān)節(jié)的全尺度定制化裝配。圖:各公司人形機器人關(guān)節(jié)驅(qū)動方案公司公司型號關(guān)節(jié)電機方案旋轉(zhuǎn)或直線關(guān)節(jié)有無力矩傳感器有\(zhòng)有\(zhòng)\\無\\Atlas\\無\高扭矩重量比的直驅(qū)電機\\資料來源:工鏈匯,東海證券研究所optimus●特斯拉Optimus人形機器人方案中,其28個關(guān)節(jié)執(zhí)行器系統(tǒng)均以高功率密度無框力矩電機為核心驅(qū)動單元。其中,14個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)由無框力矩電機+諧波減速器組成,模擬人體旋轉(zhuǎn)自由度。另外,14個直線結(jié)構(gòu)關(guān)節(jié)由無框力矩電機+行星滾柱絲杠組成,模擬人體線性伸縮肌群,如肱二頭肌。旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)提供多向活動能力,直線執(zhí)行器生成仿肌腱牽引力,為動態(tài)平衡與精細(xì)操作奠定硬件基礎(chǔ)。根據(jù)人形機器人主要廠商量產(chǎn)進(jìn)程和每臺裝配數(shù)量推測,預(yù)計2029年全球無框力矩電機市場增量空間將達(dá)140億元。類別2025年2026年類別2025年2026年2027年2028年機器人 執(zhí)行器分類部位無框力矩電機數(shù)量肩部6個(3*2)腰髖部6個(2*3)4個(4個(2*2)4個(2*2)每臺裝備表:2025-2028年人形機器人無框力矩電機市場增量每臺裝備資料來源:工鏈匯,東海證券研究所整理無框力矩電機市場競爭情況●國內(nèi)步科股份、雷賽智能、昊志機電等無框力矩電機廠商發(fā)展迅速。在核心部件性能指標(biāo)上,雷賽和步科產(chǎn)品與海外龍頭科爾摩根相比,各主要核心性能指標(biāo)在相近尺寸的情況下表現(xiàn)已接近。國產(chǎn)無框力矩電機正通過在協(xié)作機器人領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)?;瘧?yīng)用實踐,逐步拓展至人形機器人領(lǐng)域,疊加國內(nèi)政策扶持和擴產(chǎn)提速,國產(chǎn)無框力矩電機替代進(jìn)程將持續(xù)。表:國內(nèi)外無框力矩電機性能對比科爾摩根科爾摩根步科股份雷賽智能-圖:2023年國內(nèi)無框力矩電機企業(yè)市場份額16%16%42%12%7%5%5% 4%2%2%2%2%合泰科技大族電機步科股份派克漢尼汾易爾泰科爾摩根尼得科昊志機電微精電機航天電器威騰斯坦其他科爾摩根無框力矩電機創(chuàng)始者●科爾摩根于1916年美國成立,于1960年與Inland電機公司合并開始涉足電機領(lǐng)域。Inland創(chuàng)始人雨果?翁魯,1949年設(shè)計出“無框力矩電機”。科爾摩根專注于運動控制系統(tǒng)領(lǐng)域的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,提供包括無框力矩電機、伺服電機、驅(qū)動器、運動控制器以及相關(guān)軟件等完整運動控制解決方案。公司無框力矩電機產(chǎn)品品類齊全,如TBM系列等,可滿足不同應(yīng)用場景的需求,廣泛應(yīng)用于機器人關(guān)節(jié)、半導(dǎo)體制造設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、航空航天等高端裝備制造領(lǐng)域,為高精度、高可靠性的運動控制解決方案。圖:科爾摩根公司主要業(yè)務(wù)資料來源:科爾摩根產(chǎn)品手冊,東海證券研究所圖:科爾摩根外科手術(shù)機器人無框力矩電機資料來源:科爾摩根官網(wǎng),東海證券研究所建議關(guān)注:國產(chǎn)無框力矩電機性能突破應(yīng)用落地表:國內(nèi)主要無框力矩電機公司公司公司研發(fā)情況步科股份公司2024年無框力矩電機銷量約2.4萬臺,同比增長69.55%。公司無框力矩電機已經(jīng)在客戶端實現(xiàn)批量出貨并被全球協(xié)作機器人龍頭客戶認(rèn)可。2025年一季度,無框力矩電機主要收入來源是協(xié)作機器人,隨著下游人形機器人放量預(yù)期的實現(xiàn),預(yù)計會對今年無框力矩電機的出貨量有積極影響公司基于自身在微電機、精密傳動機構(gòu)、智能化運動控制組件等領(lǐng)域的積累,積極開發(fā)人形機器人、四足機器人、特種機器人的核心零部件產(chǎn)江蘇雷利品。在人形機器人領(lǐng)域,公司自主研發(fā)空心杯電機、精密齒輪箱、T型絲桿、滾珠絲杠、行星滾柱絲杠、無框力矩電機等產(chǎn)品。其中,四足機器人用關(guān)節(jié)電機及齒輪箱組件已經(jīng)在部分客戶小批量產(chǎn)雷賽智能公司于2023年底成功研發(fā)出高密度無框力矩電機、伺服驅(qū)動器、中空編碼器、空心杯電機及配套的微型伺服系統(tǒng)等核心產(chǎn)品。2024年公司成立子公司上海雷賽機器人科技,聚焦“超高密度”無框電機、關(guān)節(jié)模組解決方案。同時,積極布局相關(guān)產(chǎn)能建設(shè),持續(xù)為客戶創(chuàng)造價值,加速人形機器人產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化應(yīng)用,進(jìn)而打造公司業(yè)務(wù)第二增長曲線臥龍電驅(qū)公司布局開發(fā)了高爆發(fā)關(guān)節(jié)模組、伺服驅(qū)動器、無框力矩電機等人形機器人關(guān)鍵組部件,以極致性價比助力仿生機器人的產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用。公司的仿生機器人高爆發(fā)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)模組,產(chǎn)品定位為“高功率密度、高轉(zhuǎn)矩密度、定制化”,旨在滿足人形機器人和中大型機器狗對高轉(zhuǎn)矩、高功率關(guān)節(jié)模組的需求昊志機電公司開發(fā)的無框力鉅電機,具有轉(zhuǎn)矩波動≤1%,更利于機器人力矩控制,3.5倍過載能力,使得機器人負(fù)載能力大大加強,主要應(yīng)用于協(xié)作機器人。目前在機器人領(lǐng)域的產(chǎn)品涵蓋諧波減速器、無框力鉅電機、驅(qū)動器、控制系統(tǒng)、六維力傳感器、剎車機構(gòu)、編碼器、電磁快換模塊、關(guān)節(jié)模組、末端執(zhí)行機構(gòu)以及RV減速器等機器人領(lǐng)域核心部件,零部件產(chǎn)業(yè)覆蓋全面二、諧波減速器:國產(chǎn)量產(chǎn)提速二、諧波減速器:國產(chǎn)量產(chǎn)提速三、行星滾柱絲桿:國產(chǎn)突破量產(chǎn)四、無框力矩電機:國產(chǎn)性能超越五、靈巧手:技術(shù)迭代升級六、六維力矩傳感器:成本不斷壓降七、風(fēng)險提示證券研究報告HTTP:ff.LONGONE.COM,CN請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明人形機器人落地離不開末端靈巧手●靈巧手堪稱人形機器人的“指尖大腦”。靈巧手以人手解剖學(xué)為藍(lán)本,復(fù)現(xiàn)抓、握、捏、旋、擰等二十余種精細(xì)動作,覆蓋從工業(yè)裝配到家庭服務(wù)的多元場景,成為衡量機器人成熟度與商業(yè)落地價值的核心標(biāo)尺。正因如此,靈巧手在整機技術(shù)鏈中占據(jù)制高點,也在人形機器人成本中占比較大?!耢`巧手由驅(qū)動、傳動和感知三大系統(tǒng)構(gòu)成。驅(qū)動系統(tǒng)由電機組成,提供主要動力,電機安放位置主要在指尖、掌骨或前臂,形成“體內(nèi)驅(qū)動、體外驅(qū)動、混合驅(qū)動”三大技術(shù)路線。傳動系統(tǒng)可將動力傳遞到手指,主要由絲杠、齒輪、腱繩和連桿等多種方案組合而成。感知系統(tǒng)由多模態(tài)傳感器陣列實時捕獲關(guān)節(jié)角、指尖力、陣列式觸覺及溫度信息,完成“觸-力-位”閉環(huán)。圖:人形機器人的落地應(yīng)用離不開靈巧手家庭服務(wù)汽車制造物流分揀家庭服務(wù)汽車制造資料來源:FigureAI,上海瓊琪自動化官網(wǎng),東海證券研究所整理圖:Shadow靈巧手二一感知系統(tǒng):電子皮膚傳動系統(tǒng)驅(qū)動系統(tǒng)靈巧手技術(shù)路線:輕量化、更靈活和多模態(tài)感知●靈活性提升是靈巧手適應(yīng)未來復(fù)雜作業(yè)的必然要求。主要體現(xiàn)在兩個方面:其一,顯著增加自由度數(shù)量,例如Optimus靈巧手的自由度已從11個提升到22個;其二,優(yōu)化關(guān)鍵部件布局,通過將電機等自重較大的核心組件向手掌或小臂遷移,有效減輕靈巧手本體重量,同時優(yōu)化內(nèi)部空間配置,從而為集成更多傳感器等必要部件創(chuàng)造充??臻g?!穸嗄B(tài)感知能力的突破性升級。靈巧智能的DexHand、ShadowRobot的SkillHand和智元的SkillHand等,通過融合位置、觸覺、力覺和視覺實現(xiàn)多模態(tài)感知融合。使得靈巧手能夠更精準(zhǔn)地識別并操控柔軟、形狀不規(guī)則的物體,大幅提升適應(yīng)性與可靠性。表:表:TeslaOptimus靈巧手方案迭代歷程第一代第一代第二代第三代發(fā)布時間2022.92023.122024.10驅(qū)動方式6個空心杯電機驅(qū)動混合驅(qū)動(無刷電機+空心杯)17個線性執(zhí)行器(電機+絲杠)傳動系統(tǒng)蝸輪蝸桿+腱繩腱繩長度增長10倍線性執(zhí)行器+腱繩感知系統(tǒng)指節(jié)間霍爾效應(yīng)傳感器新增全手指觸覺傳感器觸覺傳感器全域覆蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計6個執(zhí)行器模塊縱向分布于手掌內(nèi),具備防反驅(qū)特性進(jìn)電機扭矩控制技術(shù)驅(qū)動器從手掌移至手腕,手部空間更大,靈活性更高資料來源:億歐網(wǎng),各公司官網(wǎng),東海證券研究所整理表:國內(nèi)主要靈巧手產(chǎn)品參數(shù)傳感系統(tǒng)傳感系統(tǒng)傳動技術(shù)公司產(chǎn)品名//●靈巧手上游涵蓋眾多行業(yè)。靈巧手的研發(fā)與制造高度依賴多個尖端產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域協(xié)同支撐,主要涉及高精度傳感器、先進(jìn)輕量化材料、精密減速器、微型絲杠、微型電機等領(lǐng)域。正是由于對上述高精尖技術(shù)及工藝的深度集成需求,旨在實現(xiàn)高精度運動、超強靈活性及卓越環(huán)境感知能力的高度集成化靈巧手,其研發(fā)與制造成本極為高昂,單只價格通常高達(dá)人民幣4-5萬元?!耢`巧手未來增量空間巨大。根據(jù)2029年全球人形機器人量產(chǎn)100萬臺測算,對應(yīng)靈巧手200萬只。未來大批量生產(chǎn),有望有效壓降靈巧手成本至1.5萬元/只,預(yù)計2029年靈巧手市場規(guī)模將達(dá)300億元。圖:靈巧手上游涉及零部件行業(yè)眾多資料來源:洞見研報,愛采購,東海證券研究所整理每臺裝備類別每臺裝備類別2025年2026年2027年2028年2029年建議關(guān)注:技術(shù)迭代迅速、成本控制優(yōu)秀、已有落地應(yīng)用的靈巧手企業(yè)表:國內(nèi)主要靈巧手本體公司公司研發(fā)情況公司研發(fā)情況手采用高度集成一體化設(shè)計,以DM17為例,將17個微型電機、位置和力傳感器、控制模塊等全部集成于整手產(chǎn)品中,打性能的雙重限制,可投入到工業(yè)自動化、物流、人形機器人和醫(yī)療等豐富的應(yīng)用場景2025年6月27日公司正式發(fā)布DH2015高端型,擁有20個自由度,其中15個為主動自由度,觸覺傳感器5量可輕至670克。gsDH2015將于2025年第3季度啟動試產(chǎn)試銷和小批量公司與浙江靈巧智能科技有限公司共同出資設(shè)立浙江靈捷機器人零部件有限公司,該公司主要從事機器人靈巧手、關(guān)節(jié)模組國內(nèi)外下游的主機廠積極合作開發(fā)相關(guān)產(chǎn)品公司與科達(dá)利、銀輪股份、開普勒機器人、深圳市偉立成長共同投資設(shè)立了蘇州依智靈巧驅(qū)動科技有限公司,專注于具身智人核心零部件靈巧手的研發(fā)與生產(chǎn),偉創(chuàng)電氣出資2000萬元,占比40%資料來源:證券時報網(wǎng),各公司官網(wǎng),上海證券報,東海證券研究所整理二、諧波減速器:國產(chǎn)量產(chǎn)提速二、諧波減速器:國產(chǎn)量產(chǎn)提速三、行星滾柱絲桿:國產(chǎn)突破量產(chǎn)四、無框力矩電機:國產(chǎn)性能超越五、靈巧手:技術(shù)迭代升級六、六維力矩傳感器:成本不斷壓降七、風(fēng)險提示證券研究報告HTTP:ff.LONGONE.COM,CN請務(wù)必仔細(xì)閱讀正文后的所有說明和聲明六維力矩傳感器主要用于機器人末端控制●力傳感器根據(jù)其測量能力可劃分為一維至六維等不同類型。其中,六維力傳感器是能力最為全面的,它能夠同步、獨立地測量作用于參考坐標(biāo)系三個正交坐標(biāo)軸方向上的力分量(Fx,Fy,Fz以及繞這三個坐標(biāo)軸作用的力矩分量(Mx,My,Mz)。由于需要實現(xiàn)六個自由度力的精確解耦與測量,六維力傳感器的設(shè)計、制造和標(biāo)定技術(shù)難度遠(yuǎn)高于一維力傳感器,復(fù)雜度呈現(xiàn)指數(shù)級增長?!窳S力矩傳感器通過提供完整的空間力學(xué)反饋,顯著提升了機器人的定位精度、平衡控制、力量控制、緊急制動、交互安全與主動抑制振動能力。在機器人領(lǐng)域應(yīng)用占比高達(dá)72%,主要在機器人末端關(guān)節(jié)控制中使用。圖:六維力傳感器原理圖:六維力傳感器在機器人末端使用圖:2023年六維力傳感器最大應(yīng)用領(lǐng)域為機器人機器人機器人汽車航空航天國防軍工其他2%\3%13%9%資料來源:海伯森技術(shù),坤維科技官方公眾號,《2024人形機器人核心硬件市場發(fā)展白皮書》,東海證券研究所整理人形機器人將為六維力傳感器貢獻(xiàn)主要增量●在人形機器人系統(tǒng)中,六維力傳感器通常作為核心力感知元件集成于末端執(zhí)行器關(guān)節(jié)(如手腕)及下肢承重關(guān)節(jié)(如腳踝)等力學(xué)敏感節(jié)點,可提升手部操作的精細(xì)力控與柔順程度,保持足部行走的動態(tài)平衡與適應(yīng)性,實現(xiàn)在復(fù)雜交互場景中的精準(zhǔn)柔順控制。根據(jù)QYResearch,2024年全球六維力傳感器銷量僅為6萬套。從采購價看,價格高達(dá)1萬左右。隨著機器人出貨量提升,六維力傳感器成本有望逐步下探。根據(jù)主要機器人廠商量產(chǎn)預(yù)測,2029年人形機器人領(lǐng)域六維力傳感器市場規(guī)模將達(dá)120億元。圖:優(yōu)必選WalkerS人形機器人產(chǎn)品使用六維力傳感器表:2025-2028年人形機器人六維力傳感器市場規(guī)模類別2025年2026年2027年2028年2029年每臺裝備4個4個4個4個4個傳感器傳感器資料來源:優(yōu)必選,QYResearch,愛采購,東海證券研究所整理六維力矩傳感器研發(fā)生產(chǎn)壁壘高●六維力傳感器技術(shù)壁壘體現(xiàn)在解耦、標(biāo)定檢測、加工工藝、設(shè)計等多個方面:●解耦技術(shù):六維力傳感器必須將六個方向的力/力矩信號相互分離,分為“物理”與“算法”兩條路線。物理解耦依賴傳感器自身的機械結(jié)構(gòu),但對加工精度、材料均質(zhì)性和裝配公差要求極高,往往要在微米級甚至亞微米級控制變形,導(dǎo)致良率低、成本高。算法通過數(shù)學(xué)模型補償殘余耦合,常見方法包括線性/非線性矩陣補償、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、卡爾曼濾波等,廠商需要長期積累并持續(xù)迭代模型。●標(biāo)定與檢測:六維力傳感器必須在六個自由度同時加載已知載荷,建立“力-電”映射關(guān)系并驗證性能。標(biāo)定過程需覆蓋全量程、全溫區(qū)、全頻響范圍,數(shù)據(jù)采集點多,人工干預(yù)環(huán)節(jié)多,時間與人力成本高。設(shè)備目前尚無商用標(biāo)準(zhǔn)品,需廠商自研?!窆に嚪矫妫航饘賾?yīng)變片至今仍以人工貼片為主,難以實現(xiàn)批量自動化,貼片角度、膠層厚度、固化曲線稍有偏差即導(dǎo)致靈敏度離散。工藝加工流程長,從彈性體精密加工、熱處理、應(yīng)力釋放,到金屬應(yīng)變片手工貼片、引線鍵合、防護(hù)封裝,都影響最終靈敏度。圖:標(biāo)定和檢測工作量大圖:應(yīng)變式力傳感器加工工藝流程圖:標(biāo)定和檢測工作量大資料來源:坤維科技公眾號,柯力傳感招股說明書,東海證券研究所整理●六維力傳感器外資品牌先發(fā)優(yōu)勢明顯,國內(nèi)產(chǎn)品有替代趨勢。外資品牌憑借先發(fā)優(yōu)勢長期占據(jù)主導(dǎo)地位,主要由歐美的制造商所主導(dǎo),包括ATI(美國)、Schunk(德國)、AMT(美國)、宇立儀器(中國)以及Kistler(瑞士)等,前三合計占據(jù)52.48%市場份額。近年,本土廠商在該領(lǐng)域已展現(xiàn)出顯著的發(fā)展勢頭,代表性企業(yè)如坤維科技、宇立儀器、柯力傳感、鑫精誠等正持續(xù)擴大其市場份額占比。由于核心技術(shù)壁壘與復(fù)雜工藝的限制,目前真正具備穩(wěn)定量產(chǎn)能力并滿足市場需求的廠商數(shù)量仍然有限,市場存在機遇。圖:2023年全球生產(chǎn)商市場份額38.87%36.21%8.24%4.31%8.03%4.31%4.34%ATISchunkAMT宇立儀器Kistler其他ATI坤維科技ATI坤維科技宇立儀器瑞爾特測控藍(lán)點觸控海伯森鑫精誠中航科電柯力傳感其他19%19%2%2%2%3%4%14%15%38%資料來源:QYResearch,《2024人形機器人核心硬件市場發(fā)展白皮書》,東海證券研究所整理建議關(guān)注:已有產(chǎn)品突破且有成本下降預(yù)期的傳感器企業(yè)表:國內(nèi)六維力矩傳感器公司主要情況公司研發(fā)公司研發(fā)情況柯力傳感公司六維力/力矩傳感器已完成人形機器人手腕、腳腕,工業(yè)臂、協(xié)作臂末端的產(chǎn)品系列開發(fā),掌握了結(jié)構(gòu)解耦、算法解耦、高速采樣通訊等技術(shù)要點,并已給50多家國內(nèi)人形機器人、協(xié)作機器人、工業(yè)機器人客戶送樣,部分客戶已進(jìn)入批量訂單階段昊志機電公司攻克了智能機器人用六維力傳感器等一系列核心功能部件技術(shù)。公司開發(fā)的六維力矩傳感器擁有世界級的力控精度≤0.1Nm,溫度自補償蠕變小,采樣率高,多協(xié)議兼容及工業(yè)級可靠性等特點,具有市場競爭力。在按摩機器人領(lǐng)域率先實現(xiàn)國產(chǎn)替代與批量銷售,技術(shù)儲備深厚。昊志機電華培動力公司將利用多年深耕汽車傳感器業(yè)務(wù)的優(yōu)勢,切入機器人傳感器賽道。公司正利用已有的車規(guī)級Mems壓力芯片和硅應(yīng)變計的自主設(shè)計及封裝測試的能力,尋求從玻璃微熔MSG高壓壓力傳感器向六維力矩傳感器延展的研發(fā)突破。通過并購+自主研發(fā)等方式布局MEMS壓力傳感器、六維力矩傳感器等多款傳感器,部分產(chǎn)品將逐步送樣各人形機器人企業(yè)凌云股份公司作為牽頭單位,聯(lián)合相關(guān)單位成立傳感器項目工作組,組織制定項目計劃,推進(jìn)項目凌云股份公司作為牽頭單位,聯(lián)合相關(guān)單位成立傳感器項目工作組,組織制定項目計劃,推進(jìn)項目開發(fā)。現(xiàn)已生產(chǎn)出相關(guān)樣件坤維科技(未上市)坤維科技的六維力傳感器直徑從36mm到200mm,量程范圍30N~20KN,可基本覆蓋協(xié)作機器人應(yīng)用場景和小負(fù)載六軸工業(yè)機器人

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