《汽車行業專題研究:機器人系列四怎么看國產替代機遇-240111(24頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《汽車行業專題研究:機器人系列四怎么看國產替代機遇-240111(24頁).pdf(24頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。1 證券研究報告 汽車汽車 機器人系列四:怎么看國產替代機遇機器人系列四:怎么看國產替代機遇 華泰研究華泰研究 汽車汽車 增持增持 (維持維持)汽車零部件汽車零部件 增持增持 (維持維持)研究員 宋亭亭宋亭亭 SAC No.S0570522110001 SFC No.BTK945 +(86)10 6321 1166 聯系人 陳詩慧陳詩慧 SAC No.S0570122070128 SFC No.BTK466 +(86)21 2897 2228 行業行業走勢圖走勢圖 資料來源:Wind,華泰研究 重點推薦重點推薦 股票名稱股票名稱 股
2、票代碼股票代碼 目標價目標價 (當地幣種當地幣種)投資評級投資評級 三花智控 002050 CH 29.76 增持 拓普集團 601689 CH 82.60 買入 雙環傳動 002472 CH 30.63 買入 資料來源:華泰研究預測 2024 年 1 月 11 日中國內地 專題研究專題研究 硬件方案持續向終局收斂,把握核心的國產降本主線硬件方案持續向終局收斂,把握核心的國產降本主線 特斯拉人形機器人當前發展第一桎梏是硬件超配和量產成本的矛盾,我們認為特斯拉的終局硬件方案仍存在變化,但隨著其軟件能力快速迭代、產品測試進度推進,終局硬件方案逐漸浮出水面,投資主線將回歸至如何國產降本,建議關注國產
3、化概率大、降本空間大且訴求強的賽道,如絲杠、減速器、傳感器等,關注減速器標的雙環傳動、集成商標的三花智控和拓普集團,同時我們關注兼顧技術能力和商務能力的本土供應商實現從 0 到1 的國產突破,以及具有外延能力、獲取更大價值量的集成供應商。重視強國產化訴求的絲杠環節,優選技術與商務雙強的企業重視強國產化訴求的絲杠環節,優選技術與商務雙強的企業 絲杠兼顧高壁壘、高價值、空間大特性,反向式行星滾柱絲杠國外單價高達上萬元,本土化后降本空間大,有強烈的國產化訴求。其技術壁壘高企,精度要求或高達 C3-C4,尤其反向式結構中螺母較長,使內螺紋加工難度更大,我們判斷螺母內螺紋或用高精度的磨削工藝,直接車削/
4、軋制等工藝精度低而效率高,或用在精度低的螺桿和行星柱等,以及在整件精度要求降低且量產要求提高情況下可能應用??紤]磨削工藝難度大且工序權重高、組裝環節更考驗工藝經驗,我們認為高精磨床和加工裝配 know-how 為核心壁壘,技術同源+儲備高精設備+商務能力強的企業或實現國產替代。關注國產概率大的減速器環節,量產穩定兼備新方案開發能力的廠商占優關注國產概率大的減速器環節,量產穩定兼備新方案開發能力的廠商占優 減速器具有“用了才知道好壞”的特性,產品選型更多考慮產品穩定性、NVH 等非量產經驗指標,鑄就 know-how 成為核心競爭壁壘,如齒形設計(合理的嚙合側隙可提高傳動平穩性、降低噪音和傳動誤
5、差)、材料認知(核心部件需要持續形變,對材料韌性要求高),加工設備(要求使用高精數控磨床和滾齒機),加工工藝 know-how(熱處理和裝配環節的 Know-how 積累可保證量產穩定性和一致性)。目前本土企業在精密減速器積累一定工藝經驗,并產生了優秀品牌可占據一定市場,我們認為人形機器人減速器的國產化概率較大,具備量產穩定性和新方案開發能力的企業或更占優。建議跟蹤穩定姿態利器建議跟蹤穩定姿態利器 IMU,靜待兼顧軟硬件能力的企業獲國產突破,靜待兼顧軟硬件能力的企業獲國產突破 IMU 可以實現慣性導航、慣性測量、測量穩控,能夠幫助雙足人形機器人在行走、攀爬、跨越障礙物等動作時保持平衡穩定性,穩
6、定運動姿態??紤]到特斯拉人形機器人實現動態測試,對肢體動作的平衡穩定性要求較高,我們認為其或配置戰術級 IMU,定位精度或達毫米級,數量或在 2-4個。我國雖 IMU 起步較晚,但有部分企業突破了核心技術壁壘,陀螺儀與加速度計的核心技術指標與國外接近,我們看好 IMU 的國產化降本潛力,具有 MEMS 芯片能力與 IMU 軟件能力的公司或更受益。關注技術黑洞力傳感器,存在突破六維力關注技術黑洞力傳感器,存在突破六維力/一維三維力國產化兩種投資思路一維三維力國產化兩種投資思路 力傳感器為高價值量高技術壁壘的技術黑洞環節,我們認為或存在兩條投資思路:(1)實現高難度動作,末端控制需配置六維力傳感器
7、。六維力傳感器海外單價超 8000 美金,主流技術路線應變片依賴人工操作,難通過自動化設備實現量產降本,國內低價方案或為較好的降本選擇,但國內外技術差距較大,有技術儲備的企業或占優。(2)關節連接處實現主動柔順控制需搭配一維和三維力傳感器,理論上機器人每個關節均對應一維三維力傳感器的需求,單機用量有望在 20 個左右,同時該賽道技術壁壘相對六維力較低,技術相對成熟、產品較穩定的供應商或有國產機遇。風險提示:技術進度不及預期;國產化進程不及預期;硬件用量與價值量存在主觀性判斷。(19)(11)(4)412Jan-23May-23Sep-23Jan-24(%)汽車汽車零部件滬深300 免責聲明和披
8、露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。2 汽車汽車 正文目錄正文目錄 絲杠:國產化降本需求強烈的核心傳動件絲杠:國產化降本需求強烈的核心傳動件.3 應用幾何?或搭載反式行星滾柱絲杠+滑動絲杠.3 壁壘怎么看?或要求 C3-C4 精度,設備與工藝經驗鑄護城河.5 國產機遇何在?看好技術與商務雙強的企業.9 減速器:國產化概率較高的旋轉運動核心件減速器:國產化概率較高的旋轉運動核心件.10 應用幾何?或搭配諧波與類 RV 減速器.10 壁壘與機遇何在?非量化指標決定 know-how 為核心競爭力.11 傳感器:國產化大潛力的賽道傳感器:國產化大潛力的賽道.14 IMU:穩定運動姿態的必
9、要傳感器.14 力傳感器:大價值量、高壁壘的國產化潛力賽道.17 風險提示.21 kVcZrUhWwVaXhZfWMAnPpNoMbR8Q6MnPnNmOtPfQpPnMeRoPnMaQrQrQxNqQzRwMrRrN 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。3 汽車汽車 絲杠絲杠:國產化降本需求強烈的核心傳動件:國產化降本需求強烈的核心傳動件 應用幾何?或應用幾何?或搭載搭載反式行星滾柱絲杠反式行星滾柱絲杠+滑動絲杠滑動絲杠 絲杠是將電機旋轉運動轉化為直線運動的核心部件絲杠是將電機旋轉運動轉化為直線運動的核心部件,行星滾柱絲杠具有更高的傳動效率和,行星滾柱絲杠具有更高的傳
10、動效率和承載能力承載能力。機器人傳動中,一般由電機為螺母/絲桿提供旋轉的力,滾子或滾柱利用與螺母和絲桿的摩擦力,進而帶動絲桿/螺母做直線運動。按傳動原理,絲杠可分為:(1)T 型絲杠:面接觸原理,無滾動體,靠滑動摩擦傳動,又稱為滑動絲杠,結構簡單且技術成熟,但滑動摩擦導致傳動效率、精度和承載力有限,一般用于低負載、低精度的部位;(2)滾珠絲杠:點接觸原理,靠滾動摩擦傳動,滾珠為核心傳動件,比 T 型絲杠的傳動效率、精度、承載力高,但結構較復雜,目前廣泛應用在機床、汽車和機器人等領域;(3)行星滾柱絲杠:線接觸原理,行星滾柱為核心傳動件,由于其有高數量接觸點以及接觸點的幾何結構,滾柱絲杠較滾珠能
11、承載高動靜態負載,靜載是滾珠的 3 倍,壽命是滾珠的 10-15 倍,也有更強的剛度和抗沖擊能力,對應的是更復雜的結構和更高的制造難度。圖表圖表1:絲杠種類以及性能對比絲杠種類以及性能對比 滑動絲杠滑動絲杠 行星滾珠絲杠行星滾珠絲杠 行星滾柱絲杠行星滾柱絲杠 示意圖示意圖 結構結構 絲杠軸+螺母,結構簡單 絲杠軸+螺母+滾珠+密封圈 絲杠軸+螺母+行星滾柱+保持架等 技術原理技術原理 面接觸:絲桿與螺母做機械滑動 點接觸:絲桿相對螺母旋轉,滾珠在螺紋滾動,發生軸向相對運動 線接觸:類似滾珠絲杠,滾柱替代滾珠作為載荷傳遞元件 傳動效率傳動效率 20-30%90%+90%+精度精度 較低 高,毫米
12、級 高,導程可達微米級 使用壽命使用壽命 較短,滑動摩擦發熱嚴重、磨損大 較長,點接觸摩擦小損耗小 壽命是滾珠的 10-15 倍 承載力承載力 低 低 高,靜態負載是滾珠的 3 倍 轉速轉速 3000RPS 3000-5000RPS 6000RPS,在同等承載力下,比滾珠的轉速比提高50%摩擦力摩擦力 大 小 較小 自鎖性自鎖性 有 無,要加裝制動裝置 無,要加裝制動裝置 優勢優勢 技術成熟,成本低,可自鎖 高精度、可逆、高效率、摩擦力小、磨損小、壽命長 更高承載力、更長壽命、更高傳動效率 劣勢劣勢 傳動效率低,精度低,承載能力低 結構工藝復雜 更高加工難度 應用場景應用場景 低速低精度低負載
13、 應用廣泛 高負載領域 資料來源:博特精工、Ewellix、斯科勒自動化、道臣自動化、新劍傳動、ROLLVIS、鄧琦.(2017).行星滾柱絲杠電動缸應用現狀.船舶工程(S1),4.、華泰研究 行星滾柱絲杠較滾珠有更強的承載表現行星滾柱絲杠較滾珠有更強的承載表現、傳動效率傳動效率、使用壽命、使用壽命。相比滾珠絲杠,行星滾柱絲杠的負載傳遞單元由滾珠替換成了螺紋滾柱,從而由點接觸轉為線接觸,獲得了更高數量的接觸點和接觸點的幾何結構,進而能夠承受較滾珠絲杠 3 倍的靜態負載,有更高轉速和加速度、更高剛度和抗沖擊力,且壽命是滾珠絲杠的 10-15 倍。此外行星滾柱絲杠是螺紋傳動結構,螺距的設計范圍更廣
14、,其導程設計可以比滾珠更小。根據物理結構和傳動原理不同,滾柱絲杠又可分為標準式、反向式、循環式、差動式。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。4 汽車汽車 圖表圖表2:行星滾柱絲杠的種類與性能行星滾柱絲杠的種類與性能 標準標準式行星滾柱絲杠式行星滾柱絲杠 反向式行星滾柱絲杠反向式行星滾柱絲杠 循環式行星滾柱絲杠循環式行星滾柱絲杠 差動式行星滾柱絲杠差動式行星滾柱絲杠 示意圖示意圖 特點特點 高精度大負載的設計,非常穩定的驅動扭矩。滾柱和螺母上的特殊齒輪,在惡劣的條件下也能保持良好的運動狀態 滾柱不沿絲杠進行軸向運動,行程運動在螺母的內螺紋;齒輪設計于滾柱和絲杠之間,提供更
15、平順穩定的同步旋轉運動 循環滾柱設計,滾柱是導向在一個托架中,其運動方式由一套凸輪來控制,結合了極高的定位精度,分辨率和剛度并且同時保證了極高的負載力。具備差動運動,獲得比一般行星滾柱絲杠更小的導程,更大的減速比,其緊湊的結構可以使機電作動器具有更高的功率體積比和功率質量比 規格(絲杠中徑規格(絲杠中徑導程)導程)3.51-9236 10.52-801637 80.25-1255 50.8-1102.36 效率效率 80-90%70-90%60-80%60-70%導程精度導程精度 G1,G3,G5(每 315mm 行程,導程精度:6m,12m,23m)G1,G3,G5(每 315mm 行程,導
16、程精度:6m,12m,23m)G1,G3,G5(每 315mm 行程,導程精度:6m,12m,23m)T3,T5,T7(每 315mm 行程,導程精度:12m,23m,52m)承載承載 靜態承載:8.4KN-1898KN;動態承載:3.9KN-709KN 靜態承載:20.8KN-1225KN;動態承載:13.4KN-559KN 靜態承載:14.3KN-3972KN;動態承載:7.3KN-986KN 靜態承載:10KN-1300KN;動態承載:8KN-550KN 轉速轉速 最高可達 1.2w/min 最高可達 1.0w/min 最高可達 1.0w/min 最高可達 1.4w/min 軸向間隙軸向
17、間隙 0.02mm 0.02mm 0.02mm-0.01mm(過盈預緊)應用應用 大負載,高速及高加速度 更高負載 高精度,中低速運行 高速重載 資料來源:新劍傳動官網、Li X,Liu G,Fu X,Ma S.Review on Motion and Load-Bearing Characteristics of the Planetary Roller Screw Mechanism.Machines.2022;10(5):317.、華泰研究 反向式反向式行星滾柱絲杠或適配人形機器人高傳動要求行星滾柱絲杠或適配人形機器人高傳動要求的下半肢的下半肢。從特斯拉機器人的需求看,從特斯拉機器人的需
18、求看,特斯拉人形機器人采用了 500N/0.36kg、3900N/0.9kg、8000N/2.2kg 的直線執行器,根據特斯拉 2022 AI DAY 展示的視頻,其單個直線執行器可拉動半噸重的鋼琴,側面反映特斯拉機器人對傳動效率和承載能力有較高要求。反式行星滾柱絲杠的物理結構與標準式相似,但傳動原理不同,其主動件為螺母,輸出件是螺桿,滾柱的行程運動是螺母的內螺紋,而非沿著絲杠做軸向運動,從而能通過小導程實現更額定負載,降低驅動扭矩。同時從從機機電作動器(電作動器(EMA)的)的運作運作原理原理看,看,EMA 中的控制器驅動無刷直流電機做正反向運動,通過齒輪裝置降低轉速提高扭矩,把絲杠的旋轉運
19、動轉化為輸出桿相對殼體的直線運動。反向式行星滾柱絲杠是螺母為主動件,螺母可充當電機轉子,實現絲杠+電機一體化的機電作動器,結構緊湊且節省空間??紤]到不同部位的傳動要求不同以及特斯拉公布的直線執行器結構,我們推斷其考慮到不同部位的傳動要求不同以及特斯拉公布的直線執行器結構,我們推斷其或或會使用會使用滑動滑動絲杠絲杠和和反式反式行星滾柱絲杠行星滾柱絲杠,滑動絲杠結構簡單、成本低且技術成熟,或應用在傳動效率和承載力要求較低的部位,反式行星滾柱絲杠有更高承載力、抗沖擊能力、高力尺寸比和力重量比,或用在傳動要求較高的環節。圖表圖表3:基于基于反向式反向式行星滾珠絲杠可實現一體化行星滾珠絲杠可實現一體化機
20、電作動器機電作動器 資料來源:喬冠,劉更,馬尚君,佟瑞庭,&周勇.(2016).基于行星滾柱絲杠副的機電作動器動態特性分析.振動與沖擊,35(7),8.、付永領,李林杰,鄭世成,&韓旭.(2017).一種基于反向式行星滾柱絲杠副的機電作動器.CN107154703A.、華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。5 汽車汽車 壁壘壁壘怎么看?或要求怎么看?或要求 C3-C4 精度,設備與工藝經驗鑄護城河精度,設備與工藝經驗鑄護城河 我們認為絲杠的核心考察指標為我們認為絲杠的核心考察指標為精度控制可行性精度控制可行性與與能量傳遞效率能量傳遞效率,對產品的,對產品的執行精
21、度執行精度和和穩穩定性定性要求較高。要求較高。絲杠的精度衡量傳動中實際移動距離與理論距離的偏差,以機床用的滾珠絲杠為例,一般普通機械所用滾珠絲杠為 C7 和 C10,數控設備 C5 和 C3 居多,航空制造設備、精密投影等設備用 C3 和 C2。反向式行星滾柱絲杠在機器人中用于承重要求高、高扭矩的場景,驅動環境較復雜,對產品的精度和穩定性有更高要求。若產品精度差,則會出現精度誤差疊加向量變更,導致誤差累積使得機器人的下一動作表現更差,嚴重則會宕機。此外,驅動電機需降速提扭,若絲杠摩擦系數高或能量傳遞效率不高,則會導致傳遞到終端的能量有較大損耗。圖表圖表4:不同設備所用滾珠絲杠的進度等級要求不同
22、設備所用滾珠絲杠的進度等級要求 精密等級精密等級 軸軸 0 1 2 3 4 5 6 7 9 10 C N C 工具機 車床 X -Z-銑床、鏜床 X-Y-Z-綜合加工機 X-Y-Z-冶具鏜床 X -Y -Z -鉆床 X-Y-Z-磨床 X -Y-放電加工機 X-Y-Z-線切割機 X-Y-U-V-雷射加工機 X-Y-Z-一般機械 高速沖床 X-Y-專用機-木工機-機械手臂(精密級)-機械手臂(一般級)-三次元量測機-傳統機械-搬送裝置-X-Y 平臺-線性制動器-航空負載齒輪-翼面控制器-閥門-動力轉向器-玻璃研磨機-表面研磨機-感應熱處理-半導體設備-全電式射出成型機-資料來源:設備維修服務網、華
23、泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。6 汽車汽車 工藝流程看,絲杠是一條完整的產線,工藝流程看,絲杠是一條完整的產線,前處理粗加工研磨前處理粗加工研磨/銑削銑削/滾軋熱處理組裝,滾軋熱處理組裝,不同精度對應不同的加工工藝,不同精度對應不同的加工工藝,C7 和 C10 低精度大多用軋制工藝,C3 和 C5 中高精度一般用研磨和切削,C0-C2 更高精度一般使用研磨工藝。其中軋制工藝是用螺紋滾軋機,先在光桿材料切槽,再用搓牙機輥壓,精度中等偏下;研磨對應螺紋磨床,在壓軋基礎上,用專用外圓磨床加工圓弧槽,精度中等偏上,需要粗磨和精磨多輪加工;銑磨為旋風銑床切削溝槽,再
24、打磨外表面。目前國外大多采用軸端硬車加工,簡單高效,而國內仍以軸端退火后再車削軸承座為主,周期長工序多,根據精密滾珠絲杠機械加工工藝規程研究,磨制滾珠絲杠的加工工藝周期約 30-45 天。圖表圖表5:磨削滾珠絲杠機械加工工藝過程磨削滾珠絲杠機械加工工藝過程 序號序號 工藝工藝 備注備注 序號序號 工藝工藝 備注備注 1 下料 GCr15 12 粗磨 90 V 形槽 兩頂尖 2 球化退火熱處理并檢驗校直 降低硬度 13 磁力探傷 3 加工端面,鉆中心孔 14 時效處理并檢驗 去應力 4 粗車 15 研磨中心孔 5 高溫時效并檢驗 去應力 16 半精磨滾道 兩頂尖 6 加工端面,修研中心孔 17
25、低溫時效處理并檢驗 7 半精車 18 銑鍵槽 8 銑 19 磨端部螺紋 9 粗磨 兩頂尖 20 研磨中心孔 10 工作表面(滾道)與加工基準(中心孔)淬、回火一檢驗 21 精磨滾道,全檢 兩頂尖 11 研磨中心孔 22 裝配一跑合一檢驗一 防銹包裝一檢驗一入 庫 備注 磨制滾珠絲杠的加工工藝周期約 30-45 天,周期長,效率低,成本高 資料來源:鄭紅.(2018).精密滾珠絲杠機械加工工藝規程研究.價值工程,37(25),2.、華泰研究 圖表圖表6:研磨研磨/銑磨銑磨/軋制對應的設備需求軋制對應的設備需求 研磨品研磨品 切削品切削品 滾軋品滾軋品 設備 矯直機 熱處理一體機 車床 CNC 立
26、加 CNC 角度磨床 外圓磨床 螺紋磨床 螺紋滾軋機 旋風銑床 資料來源:THK 官網、華泰研究 高執行精度和穩定性決定高執行精度和穩定性決定高加工精度和裝配精度,鑄就行業高加工精度和裝配精度,鑄就行業高高競爭競爭壁壘壁壘:(1)加工加工工藝:工藝:螺母的加工精度直接影響絲杠的傳動性能螺母的加工精度直接影響絲杠的傳動性能,反向式的反向式的加工加工難點或在于螺難點或在于螺母母和行星柱和行星柱。根據精密行星滾柱絲杠副工藝制造與傳動性能研究,滾柱絲杠的螺桿、滾柱、螺母螺紋的工藝流程基本一致,分為前道的粗加工(車削和銑削)和后道的精加工(磨削),如螺母的工序為毛坯-粗車-半精車-銑螺紋-粗磨-半精磨-
27、精磨,行星滾柱在此之外要先加工螺紋再加工齒輪,兩端齒輪在熱處理前完成滾齒加工。從工藝上看,從工藝上看,我我們認為們認為螺母內螺紋的加工難度更高螺母內螺紋的加工難度更高,一方面螺紋牙的加工誤差會直接改變絲杠/滾柱/螺母間的嚙合點位置和接觸角大小,進而影響傳動精度,一方面反向式行星滾柱絲杠的螺母更長,加工難度更大,因此螺紋一般采用更高精度的數控磨削工藝(車削是旋轉工件再用刀具切削,銑削是旋轉刀具來切削表面,磨削是用砂輪替代車刀和銑刀做切削,精度更高),加工時用夾具固定好工件,因螺母較長,砂輪磨削需伸長、并要將砂輪偏轉一定角度進行磨削,同時要保證砂輪界面輪廓和工件螺紋牙的法向輪廓相同,因此加工難度加
28、大。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。7 汽車汽車 圖表圖表7:絲杠工藝流程絲杠工藝流程 圖表圖表8:螺母工藝流程螺母工藝流程 資料來源:鄭偉.(2021).精密行星滾柱絲杠副工藝制造與傳動性能研究碩士學位論文,南京理工大學).、華泰研究 資料來源:鄭偉.(2021).精密行星滾柱絲杠副工藝制造與傳動性能研究碩士學位論文,南京理工大學).、華泰研究 圖表圖表9:滾柱工藝流程滾柱工藝流程 圖表圖表10:內齒圈工藝流程內齒圈工藝流程 資料來源:鄭偉.(2021).精密行星滾柱絲杠副工藝制造與傳動性能研究碩士學位論文,南京理工大學).、華泰研究 資料來源:鄭偉.(2021)
29、.精密行星滾柱絲杠副工藝制造與傳動性能研究碩士學位論文,南京理工大學).、華泰研究 高加工難度和高加工難度和磨削磨削工序工序高高權重權重,決定決定高精度磨床設備和高精度磨床設備和機加工機加工 know-how 為加工環節的為加工環節的核心壁壘。核心壁壘。我們判斷,螺母內螺紋大概率用磨削,行星柱和絲桿可以考慮軋制,其他工藝如直接車削成型、后道以車代磨,我們認為使用概率有限,主要系磨削精度強而生產效率低,車削生產效率高而精度不足,而目前絲杠國產化首要任務是做出一定精度等級的樣件,以車代磨需花費大精力解決精度問題??紤]到絲杠螺紋的高磨削難度以及磨削工序占總工序工時的權重較高,我們認為高精度磨床和磨削
30、工藝為絲杠的核心競爭壁壘,高精度磨床一方面保證加工精度,一方面依賴交付期長、售價貴的進口產品,比如 PSS、聯合磨削集團、哈挺機床、法孚、濱井、AM、三井、東洋先進等,高端領域的國產化尚有發展空間;而精加工工藝則依賴深刻的 knowhow 積淀,以保證生產精度和量產穩定性。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。8 汽車汽車 圖表圖表11:磨削工序占絲杠加工工序近磨削工序占絲杠加工工序近 40%的工時的工時 資料來源:舒釗,侯為康,彭曦等.面向精密螺紋絲杠的智能制造單元系統研究J.航天制造技術,2021,(05):12-18.、華泰研究 圖表圖表12:海外老牌磨床企業海外老
31、牌磨床企業 公司公司 基本情況基本情況 主要能力主要能力 Precision Surfacing Solutions(PSS)生產微米級精密表面處理技術開發的全球行業領導者,擁有 Lapmaster、Peter Wolters、ELB、aba、REFORM、KEHREN、MICRON、IS0G、Barnes 等9 大品牌。提供面向各種場景的精密加工解決方案,如精密研磨、研磨、拋光、去毛刺和先進材料加工設備 公司設備能夠進行的操作有:表面研磨、速度沖程研磨、輪廓沖磨、插值輪廓研磨、深度硏磨、連續服裝蠕變飼料研磨(CDCF)、圓柱形沖磨、線性沖磨、溝槽磨削/槽槽磨削、外部圓柱磨削、內部圓柱磨削、胸
32、針硏磨(扁平)、拉桿硏磨(圓形)、拉刀銳化(平坦和圓形)銑削、鉆孔、拐彎、添加劑制造、刷牙/去毛刺、高壓去毛刺、機器內的測量、外部部件測量后的補償、自由加工(5 軸)、曲線耦合研磨、在立方工件上進行錐度研磨、圓柱形工件上的錐形硏磨、傾斜插值、沖床研磨、4 軸插值、5 軸插值 UNITED GRINDING Group(聯合聯合磨削集團磨削集團)世界領先的機床制造商之一,主要產品有精密磨床、電解機床、激光機床、測量機以及增材制造機床。集團公司的傳統可以追溯到一百多年前,其間在全世界制造并交付了超過 15 萬臺機床,主要領域是汽車和配套行業、醫療、航空航天業、工具、模具、運輸和重工業、機械制造商、
33、能源和精密機械 其中 Mgerle 公司生產高性能磨削系統;JUNG、BLOHM 生產平面成型磨床;JUNG全球提供了 19,000 多臺機器;Fritz Studer AG 是通用、外圓、內圓以及非圓磨削領域,生產用于加工中小型工件的高精度外圓磨削的標準機床;SCHAUDT 汽車行業高端磨床;MIKROSA 是無心外圓磨床,從小型噴嘴針到重型火車車軸的廣泛應用;Walter 設備用于生產和修磨金屬,木材和 PCD 刀具以及旋轉對稱生產零件;EWAG 用于磨削,電解和激光加工的高精度機床,應用于鐘表,牙科,電氣,汽車和航空等行業;WALTER 和 EWAG 共同為完整的刀具加工提供方案 har
34、dinge(哈挺機床哈挺機床)全球一流的高精度,高可靠性金屬切削機床及相關的工具附件供應商。擁有超過 125 年的豐富經驗,產品包括多元化的數控車床、銑床、磨床以及夾持工具配件,為全球超過 65 個國家及地區提供優質解決方案 其產品線包括 Kellenberger、Voumard、Hauser、USACH 等,立式和臥式珩磨機床和磨料由 Ohio Tool Works(OTW)提供,產品有 HardingeT 系列 SP 車削中心,T 系列機床能夠生產機床行業中最具挑戰性的零件,非常適合高水平精度、精密零件處理,產品還有 VOUMARD 1000,可用于最廣泛的磨削操作 Fives(法孚法孚)
35、法孚在磨削領域已有 120 多年的經驗,并在廣泛的應用和材料制作中設計提供磨削技術。在全球磨削領域擁有 141 項有效專利 材料去除方面,應用銑床/轉彎、車削、鏜床、擠出輪廓和機器人技術。打磨方面,汽車凸輪軸和曲軸加工系統,無心磨削和單圓盤和雙圓盤磨削以及精益和柔性數控磨床領先。切割方面,設計和供應高精度 PCD 和 PcBN 切割工具、金剛石修整工具以及磨料和超磨砂輪。激光系統方面,有超過 35 年的行業經驗。填充、密封方面,Fives 為汽車和暖通空調裝配線和預填充組件的全系列流體和氣體填充提供解決方案。端到端復合材料制造提供可定制的層壓、成型、檢查和固化解決方案。Hamai Compan
36、y(濱井產業(濱井產業株式會社)株式會社)主要產品包括研磨拋光機、滾齒機和雙面銑床,具有 90 多年的雙面研磨機、滾齒機制作經驗 產品適合加工名種晶體、硅片、玻璃、藍寶石、電腦磁盤、液晶等 AM Technology 主要產品包括單/雙面精磨系列設備、研磨拋光系列設備以及精密切割切面系列設備等 產品應用于工件的精磨研磨、切割和拋光領域,其中 ADL 雙面精磨,研磨拋光系列設備和 VRG 半自動減薄系列設備達到歐盟 CE 標準 Mitsui Seiki(三井精機三井精機)1928 年成立,專注制造高精度母機,在絲杠螺紋磨床中占有較高份額,尤其是在日本的份額接近 100%。三井精機生產了創業以來繼
37、承的技能和最新技術高度融合的高精度母機,性能、臺數都是頂級的 5 軸加工中心,在精密螺絲研磨領域擁有壓倒性市場份額的螺絲研磨機等 產品包括橫向加工中心,以飛機零件加工為首,解決對模具加工的需求;立形加工中心;夾具研磨機;吉格博勒:高精度加工機頂端的終極母機;螺絲硏磨機:精密球形螺絲研磨加工的高市場份額,為研磨精密球螺絲,在日本幾乎 100%的市場份額 TOYO(東洋東洋先進機床先進機床)憑借在汽車生產制造中孕育出來的加工制造技術,在超精密加工領域持續突破,尤其是內圓磨床市場認可度較高,06 年內圓磨床累計產量達到 10000 臺,22年銷售額 255 億日元 主要產品包括臥式內園磨床(卡盤夾緊
38、方式),臥式立式無心式磨床、立式磨床(卡盤型)、立式磨床(無心型)、全數控(CNC)曲線磨床、齒車研削盤、外徑研削盤、研磨床、渦旋加工機、半導體、LED、功率半導體用多線切割機、設備改造工作機部品等 資料來源:各公司官網、華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。9 汽車汽車 (2)裝配工藝:)裝配工藝:從行星滾柱絲杠的結構看,螺桿是有螺旋升角的多頭螺紋,一般是 5 或 6頭;螺母內有內螺紋,牙型呈三角形且其牙型半角與滾柱牙型半角相同;滾柱一般是單線螺紋,螺旋面會加工出有較大接觸半徑的原型輪廓,同時滾柱與螺母的螺旋角相同,保證滾柱滾動時與螺母無相對軸向位移,一般滾柱
39、為 9-13 個。反向式滾柱絲杠的滾柱螺紋與絲杠螺紋長度一致,并在絲杠螺紋兩端加工有外齒,絲杠齒與滾柱齒做外嚙合,因此要內內螺紋更長的螺母螺紋更長的螺母保證絲杠的行程。加工出所有零件后,要先組裝出螺母組件,再把絲杠旋入螺母組件。(3)熱處理熱處理:核心在于提高螺紋的表面硬度和耐磨性,目前國內因技術設備落后、熱處理工藝參數有待改善等,導致行星滾柱絲杠的主要損壞方式為接觸疲勞磨損。(4)材料:材料:滾柱絲杠面臨高轉速高承載的工作環境,工作溫度較高,應選擇硬度高、耐磨性強、抗疲勞強、承載力高、溫升適應好,且有良好切削性能和經濟性的材料,此外各零部件的材料選型需要差異化,相同材料在配合運動中易發生膠合
40、現象。一般絲杠材料用GCr15 高碳鉻軸承鋼、螺母用 20CrMnMo 合金結構鋼、滾柱和嚙合齒輪用 38CrMnAl 合金結構鋼、行星支架等用 45 鋼。國產機遇國產機遇何在?看好何在?看好技術與商務雙強的企業技術與商務雙強的企業 國內行星滾柱絲杠起步晚國內行星滾柱絲杠起步晚,但產研學快速推進但產研學快速推進。目前我們滾柱絲杠市場仍為外資主導,根據論文E 公司滾柱絲杠產品營銷策略研究的測算,當前我國國產化率仍較低,21 年市場 80%左右的份額為外資占據。但從專利申請數量來看,2010 年后我國在行星滾柱絲杠領域的專利申請量快速提升,產研學發展有望加快滾柱絲杠國產化進程。圖表圖表13:202
41、1 年我國滾柱絲杠市場格局情況年我國滾柱絲杠市場格局情況 圖表圖表14:國內外行星滾柱絲杠領域的專利申請數量情況國內外行星滾柱絲杠領域的專利申請數量情況 資料來源:王有雪.E 公司滾柱絲杠產品營銷策略研究D.大連理工大學,2022.、華泰研究 資料來源:田青,孫磊,郭亞星等.行星滾柱絲杠技術專利分析J.軍民兩用技術與產品,2023,(04):24-28.、華泰研究 絲杠具備強烈國產降本訴求,看好技術同源絲杠具備強烈國產降本訴求,看好技術同源+有高精設備儲備有高精設備儲備+商務能力強商務能力強的的本土本土企業實現企業實現突破。突破。特斯拉人形機器人所采用的反向式行星滾柱絲杠,國外售價單根高達上萬
42、元,有強烈的國產化降本需求。同時,因其要求精度較高,尤其是螺母內螺紋的加工難度最高,決定了該環節的核心競爭壁壘在于高精設備和加工工藝,其中后道精磨需要高精度磨床,依賴交付期長、售價貴的進口產品;加工工藝則需要深刻 knowhow 積淀,保證生產精度和量產穩定性。我們看好技術同源有工藝 know-how(如滾珠絲杠/機床絲杠/齒條/軸承/模數齒輪領域)且有高精設備儲備的企業切入。同時從供應鏈關系看,機器人與汽車供應鏈有強共通性,絲杠作為傳動核心部件,直供和間供可能并存,商務能力同樣為重要競爭力,我們看好技術與商務雙強的本土企業。Rollvis28%GSA28%Rexroth14%南京工藝10%濟
43、寧博特9%CMC1%優仕特1%Ewellix9%010203040506070801988 1991 1994 1997 2000 2003 2006 2009 2012 2015 2018 2021國內國外 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。10 汽車汽車 減速器減速器:國產化概率較高國產化概率較高的旋轉運動核心件的旋轉運動核心件 應用幾何?或搭配諧波與應用幾何?或搭配諧波與類類 RV 減速器減速器 減速器是機器人旋轉傳動的核心部件,在動力機構和執行機構間降低轉速提高扭矩。減速器是機器人旋轉傳動的核心部件,在動力機構和執行機構間降低轉速提高扭矩。工業機器人領域使用諧
44、波減速器、RV 減速器、行星減速器的傳統悠久,根據特斯拉機器人過往視頻展現的能力,我們判斷減速器使用諧波搭配類 RV 方案的概率較大,或在傳動效率不高、承載要求不高的環節使用諧波,在傳動效率高、有更高承載沖擊要求的部位(如腰胯部)使用 RV,同時考慮到傳統 RV 體積較大,人形機器人搭載會顯得身形厚重,不排除出現新型、結構更緊湊體積更小的 RV 方案。1)諧波減速器諧波減速器:體積小傳動比大,而負載能力和抗疲勞弱。體積小傳動比大,而負載能力和抗疲勞弱。由柔輪+波發生器+剛輪構成,結構簡單、質量體積較小,其傳動的核心原理是波發生器旋轉帶動柔輪產生彈性形變,使得長軸與剛輪嚙合、短軸與剛輪脫離,當波
45、發生器順時針旋轉 1 圈,柔輪逆時針移動 2 個齒槽的錯齒運動,進而完成運動傳遞。其優勢在于:因存在柔輪和剛輪齒數差,有較大減速比較大減速比范圍;同時因 30%的嚙合齒數實現了 180%對稱位置的同時嚙合,在嚙合誤差平均效應下,有較高的位置精度和旋轉精度較高的位置精度和旋轉精度;此外其嚙合齒數多,齒面相對滑動位移很小,有較高傳動效率和較低磨損率較高傳動效率和較低磨損率。但其劣勢在于:因為柔輪需不斷變形傳遞扭矩,易疲勞損壞易疲勞損壞,壽命壽命短,短,不適合大扭矩和高載荷不適合大扭矩和高載荷場景。2)RV 減速器減速器:傳動比大承載能力強,而結構復雜。傳動比大承載能力強,而結構復雜。由前級的漸開線
46、行星齒輪+后級的擺線針輪組成,是 2 級減速結構,前級結構的輸入齒輪(太陽輪)與電機相連同步旋轉,帶動多個較大的行星輪以及曲柄軸轉動,實現第一級減速,曲柄軸的偏心部和后級機構的滾動軸承相連,滾動軸承帶動擺線輪跟隨曲柄軸運動,擺線輪和針齒接觸同時做偏心運動,逆時針旋轉一個齒數,實現第二級減速,而擺線輪外接輸出軸向外傳動。其優勢在于:RV 的嚙合齒數更多、兩端支撐的輸出結構,有更強的承載能力更強的承載能力、更高的更高的扭轉剛度、更大的傳動比扭轉剛度、更大的傳動比,兩級傳動結構也帶來更大減速比更大減速比,同時其擺線針輪的傳動件接觸應力小且剛度高,易實現高精度從而有高傳動效率高傳動效率、高抗疲勞性、高
47、抗疲勞性。其劣勢在于,結構復雜加工難度高,量產標準化難度和加工精度要求高。3)行星減速器:行星減速器:包括行星架、內齒輪和若干滾子,行星架開設內圈外滾道,內齒圈開設外圈內滾道,行星架和內齒圈通過若干個滾子轉動連接。人形機器人的準直驅關節一般采用高扭矩密度電機和低減速比行星齒輪減速器,但受行星減速器齒輪嚙合回查影響,其運動精度較低。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。11 汽車汽車 圖表圖表15:機器人減速器產品對比機器人減速器產品對比 RV 減速器減速器 諧波減速器諧波減速器 行星減速器行星減速器 示意圖示意圖 技術特質技術特質 多級減速,漸開線行星齒輪為一級減速,擺線
48、針輪為二級減速,減速比高 波發生器為主動軸,旋轉時長軸與剛輪嚙合而短軸脫開,帶動柔輪彈性形變,發生錯齒運動,進而轉動了柔輪和剛輪齒數差的角度,減速比范圍大 驅動源啟動太陽齒輪,進而帶動行星齒輪,低減速比 結構特征結構特征 漸開線行星齒輪前級+擺線針輪后級,結構緊湊,體積小,對裝配工藝高 柔輪+剛輪+波發生器,結構簡單,質量體積小 一個中心太陽齒輪、多個行星齒輪和一個內圈齒輪 減速比減速比 單級 11-87,雙級 121-7500 單級 50-500 單級 2.8-12.5,雙極 14-160 輸出扭矩輸出扭矩 好 一般 一般 傳動效率傳動效率 0.9-0.94 0.7-0.9 0.8-0.95
49、 剛度剛度 高 一般 一般 傳動精度傳動精度 高 高 高 額定輸出轉矩額定輸出轉矩 101-6135N m 6.6-921N m 一般 使用壽命使用壽命 6000h+8000h+2wh+振動噪音振動噪音 70dB 60dB 65dB 重量體積重量體積 中 小 徑向長度大 背隙背隙 1 以下 0 1 左右 優勢優勢 高負載、高剛度、高抗疲勞強度 體積小、零件少 零件少、噪聲低適應性強 劣勢劣勢 重量大、體積大、零部件數量多制造裝配難 輕負載、柔輪反復變形抗疲勞強度較弱 低減速比 應用場景應用場景 機器人機座、大臂、腰胯部等負載 20kg以上的場景 機器人小臂、腕部、手部等負載 20Kg 以下的場
50、景-主要廠商主要廠商 日本納博特斯克,德國威騰斯坦,中國南通振康,環動科技,秦川機床,中國傳動,中大力德,昊志機電 日本哈默納科,新寶,中國綠的諧波,大族傳動,中大力德,環動科技,昊志機電,豐立智能等 住友,國貿股份,精鍛科技,秦川機床等 資料來源:黃興,何文杰,符遠翔.工業機器人精密減速器綜述J.機床與液壓,2015,43(13):6.、綠的諧波公告、肖亞茹,王明明,琚立穎,等.機器人用精密減速器類型及精度研究進展J.機床與液壓,2021,049(007):165-171.、吳素珍,&陳丹.(2014).機器人關節傳動用精密減速器研究進展.河南科技學院學報:自然科學版,42(6),7.、華泰
51、研究 壁壘與機遇壁壘與機遇何在?非量化指標決定何在?非量化指標決定 know-how 為核心競爭力為核心競爭力 非量化經驗指標或為減速器核心考量指標非量化經驗指標或為減速器核心考量指標。減速器產品選型的性能指標包括減速比、傳動精度、傳動效率、扭轉剛度、轉矩指標、壽命指標、噪音等,我們單從量化數據對比,國內主要企業與日企在 RV 減速器的轉矩上有差異、在諧波減速器的減速比范圍、轉矩、壽命上有差異外,其他指標并無太大差異。而從競爭格局看,日企仍占據國內減速器市場的頭部,根據華經產業研究院,21 年我國機器人諧波減速器市占率第一第二分別為哈默(35.5%),綠的(24.7%),我國機器人 RV 減速
52、器市占率第一第二分別為納博(51.8%),環動科技(15.1%)。我們認為主要系非量化經驗指標也為減速器產品選型的重要指標,雖產品量化參數差異不大,但實際應用中,減速器在高強度復雜環境工作下,可能面臨易疲勞、噪聲大、升溫、實際壽命短等不穩定問題,導致市面有較多減速器產品,而主機廠選擇和復購的范圍有限,進而導致后來者搶占份額較慢。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。12 汽車汽車 圖表圖表16:機器人減速器核心技術指標機器人減速器核心技術指標 性能指標性能指標 解釋解釋 減速比減速比 輸出轉速和輸入轉速之比 傳動精度傳動精度 工作狀態下,輸入軸單向旋轉時,輸出軸的實際轉角
53、和理論轉角的接近程度,精度高代表傳動誤差小 傳動效率傳動效率 實際輸出功率與輸入功率的比值,受到減速比、轉速、負載扭矩、溫度、潤滑條件的影響 背隙背隙 輸入端增加一定量的額定轉矩,輸入端產生的微小位移角,會影響輸入精度 空程空程 輸入軸由正向改為反向旋轉時,輸出軸在轉角的滯后量 扭轉剛度扭轉剛度 扭轉力矩作用下構建抗扭轉變形的能力 額定輸出轉矩額定輸出轉矩 假設以額定輸出轉速連續工作時的最大輸出轉矩值 啟制動峰值轉矩啟制動峰值轉矩 正常啟動時短時間允許的最大負載轉矩 瞬間最大轉矩瞬間最大轉矩 工作出現異常時保證減速器不損壞的瞬間極限轉矩 負載平均轉矩負載平均轉矩 實際工作時輸出側的等效負載轉矩
54、 負載平均轉速負載平均轉速 實際工作時輸出側的等效負載轉速 額定壽命額定壽命 以額定輸出轉矩、額定輸出轉速時的壽命 疲勞壽命疲勞壽命 能連續重復工作的最長時間 資料來源:黃興,何文杰,符遠翔.工業機器人精密減速器綜述J.機床與液壓,2015,43(13):6.、ABB 工業機器人應用技術全集,龔重華、華泰研究 圖表圖表17:主流機器人主流機器人 RV 減速器性能對比減速器性能對比 性能指標性能指標 南通鎮康南通鎮康 環動科技環動科技 納博特斯克納博特斯克 產品類型產品類型 ZKRVE-40E SHPR-40E Nab-40E 減速比減速比 57-153 57-153 57-153 輸出轉矩輸出
55、轉矩(Nm)412,輸入功率 0.86kW,輸出轉速 15r/min 412,輸入功率 0.86kW,輸出轉速 15r/min 412,輸入功率 0.86kW,輸出轉速 15r/min 額定效率額定效率 85 齒隙精度齒隙精度 1 1 1 啟動停止容許轉矩啟動停止容許轉矩(Nm)1000 1029 1029 瞬時最大容許轉矩瞬時最大容許轉矩(Nm)2000 2058 2058 容許力矩容許力矩(Nm)1160 1666 1666 瞬時最大容許力矩瞬時最大容許力矩(Nm)-3332 3332 傾覆剛度傾覆剛度(Nm/arc.min)-931 931 扭轉剛度扭轉剛度(Nm/arc.min)105
56、 108 108 空程回查空程回查(arc.min)0.8 1 1 允許軸向負載允許軸向負載(N)5190 5196-重量重量(kg)9.5 9.3 9.3 資料來源:各公司官網、華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。13 汽車汽車 圖表圖表18:主流機器人諧波減速器性能對比主流機器人諧波減速器性能對比 性能指標性能指標 綠的諧波綠的諧波 來福諧波來福諧波 哈默哈默 產品類型產品類型 LHS-II 標準系列-32 LHT-II 標準系列-32 CSF-2UH 標準型-32 減速比減速比 30-160 50-120 30-160 額定轉矩額定轉矩(Nm)51-13
57、0 76-137 54-137 啟動停止容許最大轉矩啟動停止容許最大轉矩(Nm)95-353 216-353 100-372 平均負載轉矩的容許最大值平均負載轉矩的容許最大值 71-205 108-216 75-216 瞬間容許最大轉矩瞬間容許最大轉矩(Nm)190-652 382-686 200-686 容許最高輸入轉速容許最高輸入轉速(r/min)4500 4800 4800 容許平均輸入轉速容許平均輸入轉速(r/min)3500 3500 3500 背隙背隙(arc sec)20 20 20 重量重量(kg)2.6 2.54 3.2 設計壽命設計壽命(h)10000-15000 1000
58、0-15000 波發生器平均壽命 35000h 資料來源:各公司官網、華泰研究 減速器的核心壁壘在于穩定性和工藝減速器的核心壁壘在于穩定性和工藝 Know-how:精密減速器的技術難點在于齒形設計(要保持合理的嚙合側隙,提高傳動平穩性、降低噪音和傳動誤差)、材料(齒輪核心部件需要持續形變,對材料的韌性要求高),加工設備(加工工藝可分為慢走絲和滾插磨齒,要求使用高精度數控磨床和滾齒機,而日本高精磨床設備對我國有出口限制),工藝Know-how(熱處理和裝配環節要求 Know-how 積累,保證量產穩定性和一致性)??紤]國產企業在精密減速器已積累一定工藝經驗,并產生優秀成熟企業(如雙環和綠的)在減
59、速器市場占據一席之地,我們認為機器人減速器有較高的國產替代空間,同時具備量產穩定我們認為機器人減速器有較高的國產替代空間,同時具備量產穩定性和新方案開發能力的企業或更具備競爭優勢。性和新方案開發能力的企業或更具備競爭優勢。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。14 汽車汽車 傳感器傳感器:國產化國產化大潛力的賽道大潛力的賽道 IMU:穩定運動姿態的必要傳感器穩定運動姿態的必要傳感器 MEMS IMU 可實現慣性導航可實現慣性導航/慣性測量慣性測量/測量穩控,有望應用在人形機器人中穩定運動姿態。測量穩控,有望應用在人形機器人中穩定運動姿態。IMU 即慣性測量單元,由 MEM
60、S 芯片和 ASIC 芯片合封而成,把三軸陀螺儀+三軸加速度計集成在同一芯片,形成六軸 IMU,能測量物體在 3 個正交方向的加速度和角加速度,主要用于資助測量和反饋物體的運動速度和角度變化,與導航模塊可以構成慣性導航系統,目前 IMU 廣泛應用在無人系統、自動駕駛、高端工業、高可靠領域,中低性能的產品開始在消費電子領域滲透。我們認為我們認為 MEMS IMU 在在高運動要求的高運動要求的人形機器人人形機器人中中不可或缺,不可或缺,主要用于穩定運動姿態。主要用于穩定運動姿態。IMU 可以實現慣性導航、慣性測量、測量穩控,能夠幫助雙足人形機器人在行走、攀爬、跨越障礙物等動作時保持平衡穩定性,穩定
61、運動姿態。目前波士頓動力 Atlas 使用了集成IMU 和力矩傳感器來控制肢體動作,智元機器人遠征 A1 同樣內置了 IMU,RH5 機器人配置 IMU 用于提供全身控制器的狀態反饋,UCLA 論文Design of a Highly Dynamic Humanoid Robot的方案,在胯部配置了 1 顆戰術級 IMU,根據學界和業界方案,我們預計 IMU 在人形機器人用量或達 2-4 個,分別在頭部/雙足/胯部。而根據 IMU 加速度計與陀螺儀的精度要求,可分為精度低的消費級,價格百元左右,精度中低的戰術級,價格千元至萬元,以及高精度的導航級和戰略級,價格上萬元??紤]到特斯拉人形機器人實現
62、動態測試,對肢體動作的平衡穩定性要求較高,我們認為其或配置戰術級 IMU,定位精度或達毫米級,用量或在 2-4 個。圖表圖表19:IMU 在人形機器人的應用及運作原理在人形機器人的應用及運作原理 圖表圖表20:按核心性能劃分按核心性能劃分 MEMS 加速度計與加速度計與 MEMS 陀螺儀的類別陀螺儀的類別 資料來源:芯動聯科招股書、華泰研究 資料來源:芯動聯科招股書、華泰研究 MEMS 芯片與芯片與 MEMS 工藝直接影響核心元件的零偏穩定性工藝直接影響核心元件的零偏穩定性,與與軟件軟件算法算法能力能力構成構成競爭競爭壁壁壘壘。陀螺儀上,業內目前將 MEMS 芯片設計結構從雙質量塊轉向四質量塊
63、/多環結構等新型對稱結構,MEMS 工藝從傳統的硅-玻璃過渡到全硅,來提高 MEMS 陀螺儀的靈敏度、精度、抗干擾性,直觀表現是零漂更低;加速度計上,難點在于 MEMS 結構設計、MEMS 工藝和電路設計,業內目前將技術方案從單質量塊向多質量塊陣列式結構轉變,MEMS 工藝從硅-玻璃向全硅工藝過渡,并在電路算法上,從分立器件向數?;旌?ASIC 發展;算法上,IMU 算法核心圍繞如何讓核心元件提高精度降低誤差,MEMS 慣性器件的誤差包括系統性誤差和隨機誤差,前者可以實時補償、通過校準傳感器消除,后者需要算法支持,做數據融合(姿態解算),減少隨機噪聲影響。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一
64、部分,請務必一起閱讀。15 汽車汽車 圖表圖表21:MEMS IMU 的誤差來源的誤差來源 資料來源:利科夫慣性導航、華泰研究 外資外資主導主導我國我國 MEMS 慣導市場,國內廠商近年發力追趕。慣導市場,國內廠商近年發力追趕。根據芯謀研究,我國 MEMS 加速度計市場份額前五分別為博世/ST/Murata/NXP/士蘭微,其中外資占比高達 70%左右,而我國 MEMS IMU 市場同樣為外資主導,博世/ST/TDK/Analog/Honeywell 分別占據33%/25%/21%/7%/7%,CR5 為 93%。我國雖 IMU 起步較晚,但有部分企業突破了核心技術壁壘,陀螺儀與加速度計技術指
65、標與國外接近,我們看好國產 MEMS IMU 的降本能力,具有 MEMS 芯片能力與 IMU 軟件能力的公司或更受益。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。16 汽車汽車 圖表圖表22:國內外國內外 IMU 廠商的能力對比廠商的能力對比 公司名稱公司名稱 主要產品主要產品 主要應用領域主要應用領域 技術水平技術水平 市場地位市場地位 Honeywell 航空航天產品和服務、企業節能產品和解決方案、特種化學品、電子和先進材料,煉油和石化工藝技術,以及建筑物和工業的生產率、傳感、安全和安保技術 農業、自主式水下航行器、通信、工業設備、船舶及潛航器、石油和天然氣、機器人、地圖測
66、繪、穩定平臺、交通運輸、無人機和地面無人車輛等 Honeywell 產品線較廣。陀螺儀方面,Honeywell 的 MEMS 陀螺儀是行業內戰術級陀螺儀的標桿產品;加速度計方面,MEMS 加速度計和石英加速度計可達到導航級和戰術級水平,石英加速度計是該產 品 的 行 業 標 桿 產 品。目 前Honeywell 正推動高性能 MEMS傳感器替代光學陀螺儀 Honeywell 是目前在 MEMS 陀螺儀研制開發領域代表世界最高水平的公司之一 ADI 數據轉換器、放大器和線性產品、射頻芯片、電源管理產品、基于 MEMS技術的傳感器、其他類型傳感器以及信號處理產品,包括數字信號處理器和其他處理器等
67、工業、汽車、通信和消費電子市場等 ADI 主要產品為 MEMS 陀螺儀和MEMS 加速度計,技術水平領先,產品耐環境能力強,性能覆蓋工業級和低端戰術級,在工業級陀螺儀領域具備較大影響力 ADI 是高性能模擬、混合信號和數字信號處理集成電路設計、制造和營銷方面世界領先的企業 Sensonor MEMS 陀螺儀傳感器、加速度計、慣性傳感器模塊等 工業、航空航天、汽車以及船舶航海等高精度傳感器的應用和市場 Sensonor 主要產品為三軸陀螺儀模塊和 IMU。產品主要以戰術級為主 Sensonor 在開發和制造抗振動、抗沖擊和惡劣環境適用的高性能傳感器領域擁有多年的經驗,后被Safran 收購 Si
68、licon Sensing 陀螺儀和慣性系統 航空、平臺穩定、測繪、石油勘探、智慧農業、工業機器人、慣性導航、船舶、自動駕駛等 Silicon Sensing主 要 產 品 為MEMS 陀螺儀,技術較為先進,產品耐環境能力強,性能覆蓋工業級,戰術級 Silicon Sensing 是一家為全球市場提供可靠的、高質量的陀螺儀和慣性系統產品的供應商 Colibrys 慣性傳感器、高溫加速度計、震動感應器、地震傳感器 航空和安全關鍵應用等領域 Colibrys 產品有戰術級 MEMS 加速度計和導航級加速度計。因其技術迭代慢,輸出非數字化,市場份額呈下降趨勢 全球領先的 MEMS 技術加速度傳感器供
69、應商之一,后被 Safran 收購 美泰科技美泰科技 MEMS 慣性器件與系統、MEMS 慣性傳感器、汽車傳感器、壓力傳感器、射頻 MEMS 器件等 航空航天、新能源汽車、智能駕駛、智慧城市、物聯網和 5G 通信等戰略新興產業等領域 美泰科技產品有戰術級 MEMS 加速度計,在國內加速度計產品領域具有一定的市場地位 美泰科技致力于 MEMS 器件與系統的研發、生產和銷售,為國內較知名 MEMS 企業之一 芯動聯科芯動聯科 MEMS 陀螺儀和加速度計 產品直接應用于慣性系統,終端產品應用于高端工業、無人系統、高可靠等領域 公司高性能 MEMS 慣性傳感器核心性能指標達到國際先進水平,產品實現批量
70、化應用 明皓傳感明皓傳感 MEMS 加速度計、慣性傳感器、陀螺儀、壓力傳感器、磁傳感器 智能手機、智能穿戴、平板/筆記本電腦等消費電子領域,智能家居、智慧畜牧等物聯網領域以及車載應用領域 明皜傳感是國內 MEMS 加速度計的領導者,其加速度計全球市占率2.11%,位列 MEMS 加速度計廠商的全球第七位;在消費電子領域,明皜傳感 2021 年 MEMS 加速度計的銷量為 0.91 億顆,全球市占率8.96%華依科技華依科技 陀螺儀、加速度計 應用于自動駕駛、輔助駕駛、精準農業、智能物流、安防巡檢、旅游觀光車、清掃環保等 專注于高精度導航定位產品研發 導遠科技導遠科技 MEMS 微振鏡模組、陀螺
71、儀、加表、衛導板卡、磁力計 智能駕駛、智能機器人、工程機械、精準農業、智慧交通、無人機測繪等 全球領先的定位感知解決方案供應商,是自動駕駛高精度定位技術領軍者 資料來源:芯動聯科招股書、各公司官網、華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。17 汽車汽車 圖表圖表23:國內外主要企業陀螺儀技術指標已接近國內外主要企業陀螺儀技術指標已接近 圖表圖表24:國內外主要企業加速度計技術指標已接近國內外主要企業加速度計技術指標已接近 資料來源:芯動聯科招股書、華泰研究 資料來源:芯動聯科招股書、華泰研究 力傳感器:力傳感器:大價值量大價值量、高壁壘的國產化潛力賽道高壁壘的國產
72、化潛力賽道 力傳感器將力和力矩的量值轉換為電信號。力傳感器將力和力矩的量值轉換為電信號。根據傳感原理不同,可分為應變式、光學式、電容式、壓電式等,其中應變式的精度更高、技術成熟、測量范圍廣,是目前機器人應用較多的技術路線。根據測量力維數不同,可分為一維、三維、六維等,其中六維能同時測量沿三個坐標軸方向的力和繞三個坐標軸方向的力矩。對比穩定性、剛度、動態特性、成本、信噪比,硅應變式的穩定性、信噪比、動態特性更優,但金屬箔的成本占優;電容式和壓電式中,電容式成本最優;光學式在動態特性有優勢。圖表圖表25:力矩傳感器按技術原理劃分力矩傳感器按技術原理劃分 圖表圖表26:不同力矩傳感器能力對比不同力矩
73、傳感器能力對比 資料來源:Hand of Modern Sensors、TE Connectivity 官網、傳感器專家網、高工智能機器人、CSDN、華泰研究 資料來源:ATI、華泰研究 我們認為人形機器人應用我們認為人形機器人應用力力/力矩力矩傳感器傳感器是必不可少是必不可少:關節關節部位部位:力傳感器對機器人的閉環結構具備應用必要性。力傳感器對機器人的閉環結構具備應用必要性。根據基于六維力傳感器的機器人力控研究,機器人檢測到交互力需要實現末端接觸力的柔順控制,可以基于阻抗控制原理,通過力控制外環基于傳感器實際反饋力和期望力的誤差,閉環控制調整位置變量。同時我們認為,末端控制如手部和腳部,對
74、力和力矩測量的要求較高,而其他要求較低的關節連接處實現主動柔順控制,使用一維和三維力傳感器更具性價比。種類種類測量原理測量原理核心零件核心零件技術原理技術原理優勢優勢劣勢劣勢應變式力電阻變化電阻應變片基于應變效應,力到彈性元件,彈性元件變形使敏感元件有阻值變化,電阻變化反應外力變化精度高,技術成熟,測量范圍廣,頻響特性好存在非線性誤差,信號輸出較弱壓電式力電荷變化壓電材料基于壓電效應,外力使壓電材料變形,內部極化,相對表面出現正負相反電荷,電信號變化反應外力變化動態響應好,剛度強存在電荷泄露、靜態力測量難電容式力電容變化電容器形變后極距的變化導致電壓變化高分辨率、頻率范圍廣調理電路復雜光學式力
75、光強變化光纖轉換元件形變后通過光柵反應形變可靠性高、測量范圍廣、動態響應好價格貴、對測試環境要求高 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。18 汽車汽車 圖表圖表27:基于位置的阻抗控制原理基于位置的阻抗控制原理 圖表圖表28:基于力的阻抗控制原理基于力的阻抗控制原理 資料來源:王夢含.基于六維力傳感器的機器人力控研究D.太原理工大學,2022.、華泰研究 資料來源:王夢含.基于六維力傳感器的機器人力控研究D.太原理工大學,2022.、華泰研究 手腕腳部對運控精度要求更高,手腕腳部對運控精度要求更高,或應用或應用六維力傳感器。六維力傳感器。(1)手腕:手腕上的力扭矩傳感器
76、可以通過提高機械臂的力控制精度,優化人機交互和物體操縱。比如,如果使用安裝在手腕上的力扭矩傳感器的傳感信息對機器人手臂關節進行柔順控制,機器人可以自然地與人握手。比如 Robonaut 2 在每個肩部和前臂的六軸稱重傳感器中測量力和扭矩,Wabain-2中,六軸力扭矩傳感器安裝在每個上臂上,以測量前臂上的外力。(2)腳腕或腳底:腳腕或腳底:腳部的六維傳感器主要用于測量地面反作用力和力矩、計算零力矩點(Zero moment point ZMP),零力矩點即機器人的腳與地面接觸時的動態反作用力在水平方向上不產生任何力矩、水平慣性和重力的和為 0 的點,一般用來判定人形機器人的動態穩定性,如果 Z
77、MP落在支撐多邊形范圍里,機器人可以穩定行走。而多軸的力/力矩傳感器可用于計算 ZMP,促使雙足機器人在行走和跑步中保持平衡。人形機器人在軟件能力尚不成熟的發展前夕,利用六維力傳感器實現末端的柔順控制具有人形機器人在軟件能力尚不成熟的發展前夕,利用六維力傳感器實現末端的柔順控制具有必要性必要性,高價值量催生強烈降本訴求,高價值量催生強烈降本訴求。一方面對于腳部,攀爬、快速行走、跨越障礙物等動作對人形機器人的動態穩定性要求更高,在測試階段難以脫離六維力傳感器;一方面對于手部,完成穿針引線或抓握小物體仍需六維力傳感器實現柔順控制,理論上,機器人可依靠較強的軟件模擬抓握的三維力或六維力,但若拾取細小
78、的物體,攝像頭存在數據采集死角,視覺方案難以構建物體的完整模型,進而難以模擬三維力或六維力??紤]到運控的穩定性和實現高動態動作如穿針引線的目標,我們認為實際應用中,六維力應用在手腕不可或缺。目前國外實業界和學術界均在積極應用多軸/六維力傳感器,但六維力售價昂貴,根據Multi-Axis Force-Torque Sensors for Measuring Zero-Moment Point in Humanoid Robots:A Review,海外產品單價超 8000 美金,雙腳應用則單機價格超 16000 美金,于機器人量產有強烈的降本訴求。圖表圖表29:人形機器人可在手腕和腳部搭配力矩傳
79、感器人形機器人可在手腕和腳部搭配力矩傳感器 圖表圖表30:力人形機器人力人形機器人 ZMP 推導原理推導原理 資料來源:J.-H.Kim,Multi-Axis Force-Torque Sensors for Measuring Zero-Moment Point in Humanoid Robots:A Review,in IEEE Sensors Journal,vol.20,no.3,pp.1126-1141,1 Feb.1,2020.、華泰研究 資料來源:J.-H.Kim,Multi-Axis Force-Torque Sensors for Measuring Zero-Moment
80、 Point in Humanoid Robots:A Review,in IEEE Sensors Journal,vol.20,no.3,pp.1126-1141,1 Feb.1,2020.、華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。19 汽車汽車 圖表圖表31:國外國外用于測量用于測量人形人形機器人機器人 ZMP 的力的力/矩傳感器矩傳感器特點特點 機器人信息機器人信息 傳感器規格傳感器規格 名稱 重量 行走速度 力/力矩規格 結構類型 布局構造 重量/尺寸(mm)通訊/更新速率/特征 性質 六維力/力矩 Wabain-2 Wabian-2R(Waseda U
81、niv.)64.5kg 62kg 0.75km/h 1.875km/h Fx:450N Fy:450N Fz:900N Mx:30Nm My:30Nm Mz:30Nm 250g&67d-25t PCI 接口板/最大8kHz/14bit,精度比1%滿量程小 商業 HRP-2(AIST)58kg 2.5km/h Fz:兩倍機器人重量 PCI 接口板/200Hz 商業 Johnnie(TUM)40kg 2.4km/h Fx:500N Fy:100N Fz:1200N Mx:10Nm My:70Nm Mz:50Nm 三幅結構 六半橋式 CAN 串行通信網絡/250Hz/10bit,自動零位調整 實驗室
82、內 LOLA(TUM)60kg 3.34km/h Fx:500N Fy:100N Fz:1200N Mx:100Nm My:120Nm Mz:50Nm 馬其他十字梁 八半橋式 395g SPI/1kHz/12bit,自動零位校準,過載保護,校準誤差小于5%實驗室內 DLR-Biped(DCR)49.2kg 1.8km/h Fz:1000N M:80Nm 以 230kbps 運行的RS485 標準串行協議/500Hz TORO(DLR)76kg Fz:1000N M:100Nm 500Hz iCub(IIT)23-25kg Fx:2000N Fy:2000N Fz:2000N Mx:40Nm M
83、y:40Nm Mz:30Nm 三幅結構 六半橋式 122g&45d-18.4t CAN/最大 1kHz 實驗室內 THORMANG3(ROBOTIS)42kg Fx:2800N Fy:2800N Fz:6800N Mx:120Nm My:120Nm Mz:120Nm 三幅結構 六半橋式 345g&58d-30t 用應變放大器進行模擬電壓輸出 商業 三維力/力矩 KHR-1,48kg 1km/h Fz:1000N Mx:30-50Nm 馬其他十字梁 三全橋式 200g&80*80*25t CAN,RS232/100Hz 或200Hz/10bit,自動零位校準 實驗室內 KHR-2,56kg 1k
84、m/h HUBO 55kg 1.5km/h My:30-50Nm HUBO2(KAIST)45kg 3.6km/h 多維 力傳感器 H6(Univ.of Tokyo)51kg 12 FSR 力感電阻 模擬電壓輸出/12bit 實驗室內 H6 51kg 0.972km/h 多力傳感器 半橋式 模擬電壓輸出/人為零位調整/過載保護 H7 57kg 1.44km/h 模擬電壓輸出/人為零位調整 H7(Univ.of Tokyo)57kg 1.44km/h 平行支持結構 多維 力傳感梁 700g&104*94*35t 實驗室內 Atlas DRC(Boston Dynamics)155kg 1.44k
85、m/h 四個應變計陣列 資料來源:J.-H.Kim,Multi-Axis Force-Torque Sensors for Measuring Zero-Moment Point in Humanoid Robots:A Review,in IEEE Sensors Journal,vol.20,no.3,pp.1126-1141,1 Feb.1,2020.、華泰研究 六維力六維力技術難度較高,技術難度較高,核心核心壁壘在于壁壘在于 Know-how。六維力的技術難點在于如何降低非線性力學耦合干擾以及零漂溫漂:(1)六維力不僅需要測量實際輸入的外力,其還隨機械臂的運動不斷改變姿態,也需測量自身
86、的零點偏差、螺釘緊固產生的力、傳感器及末端負載的聯合重力和重心偏移等,可通過結構解耦和算法解耦途徑降低耦合干擾,利用六維聯合加載設備實現三個正交方向力和三個力矩方向力的精確加載和真值數據組構建。但六維聯合加載設備難以直接采購,一般由六維力廠商自制,其涉及空間光學定位、載荷位移補償、機電一體化等技術,具備強 know-how 壁壘。(2)零漂溫漂為衡量精度的重要指標,高精度的六維力傳感器一般應用彈性體材料配方降低溫漂和零漂。(3)六維力的應變片技術路線仍對人工有強依賴性,全自動化生產存在困難,考驗廠商的加工工藝 know-how 積累。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。
87、20 汽車汽車 海外企業歷經多輪技術迭代和產品驗證,國內起步較晚。海外企業歷經多輪技術迭代和產品驗證,國內起步較晚。早在 1940 年左右,美國企業開始探索應變式傳感器生產,我國起步較晚,近年來涌現一批具有潛力的本土企業。根據GGII,從 22 年國內市場的銷量來看,ATI、坤維科技、鑫精誠、宇立儀器、藍點觸控等廠商份額靠前,其中 ATI 作為全球龍頭,應用場景廣泛,本土廠商應用相對局限,如鑫精誠主要面向 3C 行業、機器人行業以及醫療行業;坤維科技主攻協作機器人市場;宇立儀器更多面向工業機器人和汽車;藍點主攻協作機器人和力控打磨市場。我們認為我們認為人形機器人力傳感器賽道人形機器人力傳感器賽
88、道存在兩條投資思路:存在兩條投資思路:(1)六維力傳感器的國產技術突破,有技術儲備的企業或占優。實現高難度動作,末端控制需配置六維力傳感器,手部足部用量或在 2-4 個,但其海外單價超 8000 美金,主流技術路線應變片依賴人工操作,難通過自動化設備實現量產降本,國內低價方案或為較好的降本選擇,考慮到當前國內外技術差距較大,我們看好有技術儲備或技術同源的企業。(2)一維三維力傳感器的國產化加速,看好技術成熟且生產穩定的企業。機器人關節連接處實現主動柔順控制需搭配一維和三維力傳感器,理論上機器人每個關節均對應一維三維力傳感器的需求,機器人對應 24 個關節左右,一維三維力傳感器的單機用量有望在
89、20 個左右,同時該賽道技術壁壘相對六維力較低,我們看好技術相對成熟、產品較穩定的供應商或有國產機遇。圖表圖表32:全球全球六維力六維力/力矩傳感器主流廠商力矩傳感器主流廠商 資料來源:GGII、華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。21 汽車汽車 圖表圖表33:重點公司推薦一覽表重點公司推薦一覽表 最新收盤價最新收盤價 目標價目標價 市值市值(百萬百萬)EPS(元元)PE(倍倍)股票名稱股票名稱 股票代碼股票代碼 投資評級投資評級(當地幣種當地幣種)(當地幣種當地幣種)(當地幣種當地幣種)2022 2023E 2024E 2025E 2022 2023E 20
90、24E 2025E 三花智控 002050 CH 增持 25.92 29.76 96,749 0.69 0.79 0.96 1.13 37.57 32.81 27.00 22.94 拓普集團 601689 CH 買入 63.18 82.60 69,628 1.54 2.06 2.95 4.08 41.03 30.67 21.42 15.49 雙環傳動 002472 CH 買入 24.75 30.63 21,109 0.68 0.96 1.20 1.51 36.40 25.78 20.63 16.39 注:數據截至 2024 年 01 月 10 日 資料來源:Bloomberg,華泰研究預測 圖
91、表圖表34:重點推薦公司最新觀點重點推薦公司最新觀點 股票名稱股票名稱 最新觀點最新觀點 三花智控三花智控(002050 CH)擬投資建設機器人機電執行器生產基地,看好公司中長期盈利增長擬投資建設機器人機電執行器生產基地,看好公司中長期盈利增長 1 月 3 日,三花智控公司公告,近日公司及控股子公司先途電子與杭州錢塘新區管理委員會簽訂三花智控未來產業中心項目投資協議書,計劃投資50 億元用于建設先途智能變頻控制器生產基地項目、機器人機電執行器和域控制器研發及生產基地項目。公司暖通家電、汽車熱管理、機器人業務進展積極,我們維持預計公司 23-25 年歸母凈利潤分別為 29.6/35.7/42.3
92、 億元。Wind 一致預期下可比公司 24 年 PE 均值為 21 倍,考慮公司機器人業務發展迅速且積極布局產能配套,我們給予公司 24 年 31 倍 PE,對應股價 29.76 元,維持“增持”評級。風險提示:行業競爭加??;原材料價格變動;國際貿易及匯率波動;新能源汽車銷量不及預期等。報告發布日期:2024 年 01 月 04 日 點擊下載全文:三花智控點擊下載全文:三花智控(002050 CH,增持增持):發力機器人執行器,產能落地可期發力機器人執行器,產能落地可期 拓普集團拓普集團(601689 CH)簽署投資協議書,擬投資簽署投資協議書,擬投資 50 億元建設機器人核心部件生產基地億元
93、建設機器人核心部件生產基地 1 月 4 日,拓普與寧波經濟技術開發區管理委員會簽署機器人電驅系統研發生產基地項目投資協議書。公司擬投資 50 億元人民幣,規劃用地 300 畝,在寧波經濟技術開發區建設機器人核心部件生產基地,項目將主要進行機器人電驅系統的研發及生產,并逐步拓展至其他機器人部件。我們維持前次預測,公司 2023-2025 年 EPS 分別為 2.06、2.95、4.08 元??杀裙?24 年 Wind 一致預期 PE 均值為 28 倍,我們給予公司 24 年 28倍 PE,目標價 82.60 元(前值 89.09 元),維持“買入”評級。風險提示:機器人業務落地慢于預期;海外配
94、套項目進度不及預期。報告發布日期:2024 年 01 月 04 日 點擊下載全文:拓普集團點擊下載全文:拓普集團(601689 CH,買入買入):投建寧波生產基地投建寧波生產基地,機器人業務再提速機器人業務再提速 雙環傳動雙環傳動(002472 CH)公司預告公司預告 23 年歸母凈利潤為年歸母凈利潤為 8.08.2 億元,同比億元,同比+37%41%公司公告 23 年業績預告:23 年實現歸母凈利潤 88.2 億元,同比+37%41%,扣非凈利潤為 7.557.75 億元,同比+33%37%,基本每股收益為0.940.96 元(22 年為 0.73 元)。我們維持公司 24-25 年盈利預測
95、,預計 EPS 分別為 1.20/1.51 元,經測算,24 年汽齒等業務利潤約 8.88 億元、精密減速器利潤約 1.37 億元,分部估值法下,Wind 一致預期下汽齒相關業務和精密減速器業務的可比公司 24 年 PE 均值分別為 19/33 倍,考慮到公司主業綜合實力較強,精密減速器業務擬拆分上市,拓寬融資渠道大力發展,同時考慮到機器人板塊近期有所回調,我們給予汽齒相關業務和減速器業務 24 年 24/37 倍 PE,對應目標價為 30.63 元,維持買入評級。風險提示:新能車增長不及預期;機器人零件國產化不及預期;行業競爭加??;材料、出口相關費用超預期。報告發布日期:2024 年 01
96、月 10 日 點擊下載全文:雙環傳動點擊下載全文:雙環傳動(002472 CH,買入買入):業績預告業績預告:23 年歸母凈利潤同比高增年歸母凈利潤同比高增 資料來源:Bloomberg,華泰研究預測 風險提示風險提示 1.技術進度不及預期。技術進度不及預期。特斯拉機器人軟件硬件能力決定其運動能力,若軟件能力迭代不及預期,則會影響機器人的算法迭代和運控規劃,動態測試或有不及預期風險;若硬件方案進展不及預期,則會影響機器人的運動執行,可能仍處于低難度的動作執行層面。綜上均會對機器人的產業進度造成不利影響。2.國產化進程不及預期。國產化進程不及預期。硬件國產化為特斯拉機器人降本的重要手段,價值量大
97、、國產化空間大的核心硬件環節存在較高的技術壁壘,若國產廠商技術進度不及預期,則可能難以進入機器人供應鏈,甚至是影響機器人的降本幅度與量產進度。同時若后續硬件方案迭代超預期,而國內廠商未追趕至最新技術方案,亦有難以進入供應鏈風險。3.硬件用量與價值量存在主觀性判斷。硬件用量與價值量存在主觀性判斷。一方面特斯拉最新公布視頻并未全面解析硬件方案,部分硬件價值量的測算和梳理環節存在主觀性推斷,一方面特斯拉目前仍未凍結硬件方案,并隨著軟件能力和預設的動態測試目標不斷調整硬件技術方案,當前硬件方案的測算與梳理或與未來硬件方案存在差異。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。22 汽車汽
98、車 免責免責聲明聲明 分析師聲明分析師聲明 本人,宋亭亭,茲證明本報告所表達的觀點準確地反映了分析師對標的證券或發行人的個人意見;彼以往、現在或未來并無就其研究報告所提供的具體建議或所表迖的意見直接或間接收取任何報酬。一般聲明及披露一般聲明及披露 本報告由華泰證券股份有限公司(已具備中國證監會批準的證券投資咨詢業務資格,以下簡稱“本公司”)制作。本報告所載資料是僅供接收人的嚴格保密資料。本報告僅供本公司及其客戶和其關聯機構使用。本公司不因接收人收到本報告而視其為客戶。本報告基于本公司認為可靠的、已公開的信息編制,但本公司及其關聯機構(以下統稱為“華泰”)對該等信息的準確性及完整性不作任何保證。
99、本報告所載的意見、評估及預測僅反映報告發布當日的觀點和判斷。在不同時期,華泰可能會發出與本報告所載意見、評估及預測不一致的研究報告。同時,本報告所指的證券或投資標的的價格、價值及投資收入可能會波動。以往表現并不能指引未來,未來回報并不能得到保證,并存在損失本金的可能。華泰不保證本報告所含信息保持在最新狀態。華泰對本報告所含信息可在不發出通知的情形下做出修改,投資者應當自行關注相應的更新或修改。本公司不是 FINRA 的注冊會員,其研究分析師亦沒有注冊為 FINRA 的研究分析師/不具有 FINRA 分析師的注冊資格。華泰力求報告內容客觀、公正,但本報告所載的觀點、結論和建議僅供參考,不構成購買
100、或出售所述證券的要約或招攬。該等觀點、建議并未考慮到個別投資者的具體投資目的、財務狀況以及特定需求,在任何時候均不構成對客戶私人投資建議。投資者應當充分考慮自身特定狀況,并完整理解和使用本報告內容,不應視本報告為做出投資決策的唯一因素。對依據或者使用本報告所造成的一切后果,華泰及作者均不承擔任何法律責任。任何形式的分享證券投資收益或者分擔證券投資損失的書面或口頭承諾均為無效。除非另行說明,本報告中所引用的關于業績的數據代表過往表現,過往的業績表現不應作為日后回報的預示。華泰不承諾也不保證任何預示的回報會得以實現,分析中所做的預測可能是基于相應的假設,任何假設的變化可能會顯著影響所預測的回報。華
101、泰及作者在自身所知情的范圍內,與本報告所指的證券或投資標的不存在法律禁止的利害關系。在法律許可的情況下,華泰可能會持有報告中提到的公司所發行的證券頭寸并進行交易,為該公司提供投資銀行、財務顧問或者金融產品等相關服務或向該公司招攬業務。華泰的銷售人員、交易人員或其他專業人士可能會依據不同假設和標準、采用不同的分析方法而口頭或書面發表與本報告意見及建議不一致的市場評論和/或交易觀點。華泰沒有將此意見及建議向報告所有接收者進行更新的義務。華泰的資產管理部門、自營部門以及其他投資業務部門可能獨立做出與本報告中的意見或建議不一致的投資決策。投資者應當考慮到華泰及/或其相關人員可能存在影響本報告觀點客觀性
102、的潛在利益沖突。投資者請勿將本報告視為投資或其他決定的唯一信賴依據。有關該方面的具體披露請參照本報告尾部。本報告并非意圖發送、發布給在當地法律或監管規則下不允許向其發送、發布的機構或人員,也并非意圖發送、發布給因可得到、使用本報告的行為而使華泰違反或受制于當地法律或監管規則的機構或人員。本報告版權僅為本公司所有。未經本公司書面許可,任何機構或個人不得以翻版、復制、發表、引用或再次分發他人(無論整份或部分)等任何形式侵犯本公司版權。如征得本公司同意進行引用、刊發的,需在允許的范圍內使用,并需在使用前獲取獨立的法律意見,以確定該引用、刊發符合當地適用法規的要求,同時注明出處為“華泰證券研究所”,且
103、不得對本報告進行任何有悖原意的引用、刪節和修改。本公司保留追究相關責任的權利。所有本報告中使用的商標、服務標記及標記均為本公司的商標、服務標記及標記。中國香港中國香港 本報告由華泰證券股份有限公司制作,在香港由華泰金融控股(香港)有限公司向符合證券及期貨條例及其附屬法律規定的機構投資者和專業投資者的客戶進行分發。華泰金融控股(香港)有限公司受香港證券及期貨事務監察委員會監管,是華泰國際金融控股有限公司的全資子公司,后者為華泰證券股份有限公司的全資子公司。在香港獲得本報告的人員若有任何有關本報告的問題,請與華泰金融控股(香港)有限公司聯系。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱
104、讀。23 汽車汽車 香港香港-重要監管披露重要監管披露 華泰金融控股(香港)有限公司的雇員或其關聯人士沒有擔任本報告中提及的公司或發行人的高級人員。有關重要的披露信息,請參華泰金融控股(香港)有限公司的網頁 https:/.hk/stock_disclosure 其他信息請參見下方“美“美國國-重要監管披露”重要監管披露”。美國美國 在美國本報告由華泰證券(美國)有限公司向符合美國監管規定的機構投資者進行發表與分發。華泰證券(美國)有限公司是美國注冊經紀商和美國金融業監管局(FINRA)的注冊會員。對于其在美國分發的研究報告,華泰證券(美國)有限公司根據1934 年證券交易法(修訂版)第 15
105、a-6 條規定以及美國證券交易委員會人員解釋,對本研究報告內容負責。華泰證券(美國)有限公司聯營公司的分析師不具有美國金融監管(FINRA)分析師的注冊資格,可能不屬于華泰證券(美國)有限公司的關聯人員,因此可能不受 FINRA 關于分析師與標的公司溝通、公開露面和所持交易證券的限制。華泰證券(美國)有限公司是華泰國際金融控股有限公司的全資子公司,后者為華泰證券股份有限公司的全資子公司。任何直接從華泰證券(美國)有限公司收到此報告并希望就本報告所述任何證券進行交易的人士,應通過華泰證券(美國)有限公司進行交易。美國美國-重要監管披露重要監管披露 分析師宋亭亭本人及相關人士并不擔任本報告所提及的
106、標的證券或發行人的高級人員、董事或顧問。分析師及相關人士與本報告所提及的標的證券或發行人并無任何相關財務利益。本披露中所提及的“相關人士”包括 FINRA定義下分析師的家庭成員。分析師根據華泰證券的整體收入和盈利能力獲得薪酬,包括源自公司投資銀行業務的收入。華泰證券股份有限公司、其子公司和/或其聯營公司,及/或不時會以自身或代理形式向客戶出售及購買華泰證券研究所覆蓋公司的證券/衍生工具,包括股票及債券(包括衍生品)華泰證券研究所覆蓋公司的證券/衍生工具,包括股票及債券(包括衍生品)。華泰證券股份有限公司、其子公司和/或其聯營公司,及/或其高級管理層、董事和雇員可能會持有本報告中所提到的任何證券
107、(或任何相關投資)頭寸,并可能不時進行增持或減持該證券(或投資)。因此,投資者應該意識到可能存在利益沖突。評級說明評級說明 投資評級基于分析師對報告發布日后 6 至 12 個月內行業或公司回報潛力(含此期間的股息回報)相對基準表現的預期(A 股市場基準為滬深 300 指數,香港市場基準為恒生指數,美國市場基準為標普 500 指數),具體如下:行業評級行業評級 增持:增持:預計行業股票指數超越基準 中性:中性:預計行業股票指數基本與基準持平 減持:減持:預計行業股票指數明顯弱于基準 公司評級公司評級 買入:買入:預計股價超越基準 15%以上 增持:增持:預計股價超越基準 5%15%持有:持有:預
108、計股價相對基準波動在-15%5%之間 賣出:賣出:預計股價弱于基準 15%以上 暫停評級:暫停評級:已暫停評級、目標價及預測,以遵守適用法規及/或公司政策 無評級:無評級:股票不在常規研究覆蓋范圍內。投資者不應期待華泰提供該等證券及/或公司相關的持續或補充信息 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分,請務必一起閱讀。24 汽車汽車 法律實體法律實體披露披露 中國中國:華泰證券股份有限公司具有中國證監會核準的“證券投資咨詢”業務資格,經營許可證編號為:91320000704041011J 香港香港:華泰金融控股(香港)有限公司具有香港證監會核準的“就證券提供意見”業務資格,經營許可證編號為:
109、AOK809 美國美國:華泰證券(美國)有限公司為美國金融業監管局(FINRA)成員,具有在美國開展經紀交易商業務的資格,經營業務許可編號為:CRD#:298809/SEC#:8-70231 華泰證券股份有限公司華泰證券股份有限公司 南京南京 北京北京 南京市建鄴區江東中路 228號華泰證券廣場 1號樓/郵政編碼:210019 北京市西城區太平橋大街豐盛胡同 28號太平洋保險大廈 A座 18層/郵政編碼:100032 電話:86 25 83389999/傳真:86 25 83387521 電話:86 10 63211166/傳真:86 10 63211275 電子郵件:ht- 電子郵件:ht-
110、 深圳深圳 上海上海 深圳市福田區益田路 5999號基金大廈 10樓/郵政編碼:518017 上海市浦東新區東方路 18號保利廣場 E棟 23樓/郵政編碼:200120 電話:86 755 82493932/傳真:86 755 82492062 電話:86 21 28972098/傳真:86 21 28972068 電子郵件:ht- 電子郵件:ht- 華泰金融控股(香港)有限公司華泰金融控股(香港)有限公司 香港中環皇后大道中 99 號中環中心 58 樓 5808-12 室 電話:+852-3658-6000/傳真:+852-2169-0770 電子郵件: http:/.hk 華泰證券華泰證券(美國美國)有限公司有限公司 美國紐約公園大道 280 號 21 樓東(紐約 10017)電話:+212-763-8160/傳真:+917-725-9702 電子郵件:Huataihtsc- http:/www.htsc- 版權所有2024年華泰證券股份有限公司