《人形機器人行業深度報告：前路星辰大海玩家加速入場產業化有望提速-240114（49頁）.pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《人形機器人行業深度報告：前路星辰大海玩家加速入場產業化有望提速-240114（49頁）.pdf（49頁珍藏版）》請在三個皮匠報告上搜索。

1、 請務必閱讀正文之后的信息披露和重要聲明請務必閱讀正文之后的信息披露和重要聲明 行行業業 研研 究究 行行業業深深度度研研究究報報告告 證券研究報告證券研究報告 industryId 機械設備機械設備 推薦推薦 （維持維持 ）重點公司重點公司 重點公司 評級 恒立液壓 增持 來源：興業證券經濟與金融研究院 relatedReport 相關報告相關報告 恒立液壓 2023 半年報點評：業績穩健增長，非挖及海外市場抵御周期2023-09-28 emailAuthor 分析師：分析師：石康 S1220517040001 郭亞男 S0190522120004 投資要點投資要點 summary 玩家加速

2、入場，國內產業鏈配套玩家加速入場，國內產業鏈配套企業快速布局，有望推動人形機器人產業化提速，企業快速布局，有望推動人形機器人產業化提速，預計到預計到 2030 年可形成年可形成千億級千億級市場。市場。特斯拉于 2021 年 8 月的 AI 日首次提出人形機器人 Optimus的概念，此后 Optimus快速迭代，在特斯拉 2023年 12月的最新視頻中，Optimus已實現流暢行走、抓握雞蛋等動作，性能不斷提升。國內方面，優必選、傅利葉等公司部分人形機器人型號已經開始外售，同時新玩家不斷加入。在特斯拉產業鏈的帶動下，國內核心零部件企業積極布局，產業化加速到來，預計中性情況下到 2030 年人形

3、機器人市場規?？蛇_ 343.3 億美元。人形機器人長期降本趨勢下，國產核心零部件企業優勢明顯人形機器人長期降本趨勢下，國產核心零部件企業優勢明顯，未來有望充分受益于，未來有望充分受益于行業需求的爆發。行業需求的爆發。以特斯拉人形機器人當前的結構設計為例，其身體+手部共 50 個自由度，對應40個伺服關節（旋轉關節14+直線關節14+空心杯關節12），其價值量占比較高的核心零部件如下：（1）無框力矩電機：）無框力矩電機：用于全身 28 個執行器，美國科爾摩根、瑞士 Maxon、日本尼得科等屬第一梯隊廠商，國內步科股份、昊志機電等公司有布局。根據 Market Research 數據，2022 年

4、全球無框力矩電機市場規模約 47 億元，假設 2030 年人形機器人銷量達 100 萬臺，可為無框力矩電機貢獻 224 億元的市場規模增量。（2）空心杯電機：）空心杯電機：用于雙手 12個關節，德國 Faulhaber和瑞士 Maxon全球領先，國內鳴志電器、鼎智科技、偉創電氣、禾川科技等公司均有布局。根據 GII Research，2021 年全球空心杯電機市場規模約 47 億元，假設 2030 年人形機器人銷量達 100 萬臺，可為空心杯電機貢獻 96 億元的市場規模增量。（3）諧波減速機：）諧波減速機：主要用于 14 個旋轉關節，目前日本哈默納克全球市場份額較高，國內市場綠的諧波市場份額

5、正在不斷提升。根據 MIR，2021 年我國機器人諧波減速機市場規模約 12億元，假設 2030年人形機器人銷量達 100萬臺，可為諧波減速機貢獻 182 億元的市場規模增量。（4）行星滾柱絲杠：）行星滾柱絲杠：主要用于 14 個直線關節，主要用于航空航天、電子、半導體等高端制造業。2022 年 Rollvis、GSA 及 Ewellix 是我國行星滾柱絲杠市場占有率最高的三個品牌，國產企業已經有產能的公司較少，如南京工藝、漢江機床、新劍傳動等，恒立液壓、貝斯特等公司正在加速布局該細分領域。此外，絲杠加工設備螺紋磨床目前面臨依賴進口、成本高、交期長的問題，國內秦川機床、日發精機、華辰裝備對此有

6、所布局。根據 Persistence Market Research，2022 年全球行星滾柱絲杠市場規模約 20億元，假設 2030年人形機器人銷量達 100萬臺，可為行星滾柱絲杠貢獻 182 億元的市場規模增量。（5）力覺傳感器：）力覺傳感器：主要用于全身 28 個執行器，其中六維力矩傳感器能給出最為全面的力覺信息，有望在人形機器人上得到應用。目前美國 ATI 全球領先，國內宇立科技、坤維科技和海伯森技術已有成熟產品，柯力傳感、昊志機電、東華測試等上市公司對此有所布局。根據 GGII，2022 年中國力覺傳感器市場規模約 17 億元，假設 2030 年人形機器人銷量達 100 萬臺，可為力

7、覺傳感器貢獻 280 億元的市場規模增量。投資建議：投資建議：人形機器人預計到 2030 年可形成千億級別的大市場，當前玩家加速入場、政策高度重視、人工智能技術快速迭代，均有望推動人形機器人產業化提速。我國機械零部件公司紛紛布局相關細分領域，有望憑借供應鏈成本低、技術迭代響應速度快等優勢，成為全球人形機器人產業鏈不可或缺的一環，當前時點建議關注技術壁壘較高的行星滾柱絲杠、力覺傳感器、設備環節以及與特斯拉合作緊密的企業。建議關注：建議關注：拓普集團（汽車組覆蓋）、三花智控（汽車組覆蓋）、鳴志電器、恒立液壓、秦川機床。風險提示：風險提示：人形機器人技術迭代進度不及預期；國產替代進度不及預期；核心零

8、部件降本不及預期。title 人形機器人行業深度報告：人形機器人行業深度報告：前前路路星辰大海，玩家加速入場，產業化有望提速星辰大海，玩家加速入場，產業化有望提速 createTime1 2024 年年 01 月月 14 日日 -2-行業行業深度研究深度研究報告報告 目目 錄錄 1、人形機器人：機器人皇冠上的明珠，前路星辰大海.-5-1.1、發展現狀：功能更迭不止，產業化探索方興未艾.-5-1.2、行業趨勢：跨界者入場、AI賦能、政策高度支持、應用場景拓展.-8-1.3、市場規模：中性預測至 2030年人形機器人可達數百億美元市場.-14-2、長期降本趨勢下，國產企業卡位核心零部件優勢明顯.-

9、15-2.1、產業鏈概覽：中國企業加速布局核心零部件，有望充分受益.-15-2.2、執行器：關節總成部件，處于 Tier 1核心環節.-18-2.3、電機：人形機器人動力源泉，關注無框力矩電機和空心杯電機.-20-2.4、減速器：人形機器人傳動樞紐，主要應用于旋轉關節和靈巧手.-26-2.5、行星滾柱絲杠：線性執行器核心部件，海外龍頭技術壁壘高筑，國內廠商加速布局.-33-2.6、力覺傳感器：人形機器人力控關鍵部件，國內仍處于產業化早期.-39-2.7、設備：絲杠降本推動設備國產化，高精度螺紋磨床空間廣闊.-42-3、投資建議.-45-4、風險提示.-48-圖目錄圖目錄 圖 1、人形機器人發展

10、歷程.-5-圖 2、特斯拉 Optimus 快速迭代.-6-圖 3、人形機器人自主性等級.-8-圖 4、人形機器人領域三股勢力涌現.-9-圖 5、戴森人形機器人將漂白器放置到桌子上.-9-圖 6、特斯拉 Optimus 復用汽車 FSD芯片.-9-圖 7、ChatGPT提升機器人與人類之間的自然語言交互能力.-10-圖 8、PaLM-E是一個多模態具身視覺語言模型.-10-圖 9、PaLM-E在執行機器人多任務模型時的表現更優.-10-圖 10、Ameca接入 GPT-3.5，快速回答問題.-11-圖 11、1XTech 的 NEO 產品示意圖.-11-圖 12、人形機器人應用場景有望持續拓展

11、.-12-圖 13、優必選人形機器人發展規劃.-13-圖 14、人形機器人產業鏈.-15-圖 15、特斯拉 Optimus全身共 28個執行器（除靈巧手外）.-16-圖 16、特斯拉 Optimus靈巧手共有 12個執行器.-17-圖 17、特斯拉 Optimus執行器.-19-圖 18、三花智控、拓普集團未來有望切入特斯拉人形機器人供應鏈.-20-圖 19、無框力矩電機多為大尺寸中空直徑設計.-21-圖 20、2022年中國無框力矩電機市場行業分布.-21-圖 21、無框力矩電機適用于協作機器人.-21-圖 22、傳統有刷直流電機結構圖.-22-圖 23、空心杯電機結構圖.-22-圖 24、

12、空心杯有刷電機的結構.-23-圖 25、空心杯無刷電機的結構.-23-圖 26、一次性繞制成型的空心杯電機線圈.-23-圖 27、繞卷式生產技術.-23-圖 28、全球空心杯電機市場規模.-24-圖 29、2021年全球空心杯電機市場分布.-24-圖 30、人形機器人中諧波減速器的用量提升.-27-gZdYvYiVzWdYhZcVwUmOsQsQ6MaObRmOoOoMmQkPpPqRiNrQtO7NqQwPMYrMvNwMsOqQ-3-行業行業深度研究深度研究報告報告 圖 31、諧波減速器市場規模.-27-圖 32、2022年中國諧波減速器市場競爭格局.-27-圖 33、哈默納科產能分散于日

13、本、美國、德國.-28-圖 34、2022財年哈默納科營收結構按地區拆分（非合并報表口徑）.-28-圖 35、綠的諧波產能加速擴張.-28-圖 36、截至 2020年全球諧波減速器技術專利申請量排名.-29-圖 37、齒形設計是諧波減速器的差異化所在.-29-圖 38、與日本柔輪相比，國產柔輪更粗大且穩定性較差.-30-圖 39、哈默納科與來福諧波輕量化系列重量對比.-30-圖 40、哈默納科與綠的諧波毛利率對比.-31-圖 41、高減速比設計的執行器，施加反向作用力時，扭矩很快達到齒輪箱的極限，齒輪永久變形.-32-圖 42、低減速比設計的執行器，施加反向作用力時，扭矩保持線性增長，齒輪不易

14、損壞.-32-圖 43、中國及全球行星減速器市場規模（億美元）.-32-圖 44、2022年科峰智能下游收入占比.-32-圖 45、2022年全球精密行星減速器市場格局.-33-圖 46、2022年中國精密行星減速器市場格局.-33-圖 47、行星滾柱絲杠結構形式.-34-圖 48、中國滾柱絲杠競爭格局（2022E）.-35-圖 49、全球滾柱絲杠市場規模.-35-圖 50、海外行星滾柱絲杠企業概覽.-36-圖 51、六維力矩傳感器示意圖.-40-圖 52、六維力傳感器安裝難度較大.-40-圖 53、六維力傳感器價格高昂.-40-圖 54、六維力傳感器助力人形機器人抵抗外部沖擊、靜態平衡控制、

15、適應不平整路面.-41-圖 55、絲杠加工工藝核心流程.-43-圖 56、螺紋磨床傳動示意圖.-44-表目錄表目錄 表 1、主流人形機器人產品.-7-表 2、2023 年以來人形機器人相關政策梳理.-13-表 3、2030 年人形機器人市場規模測算.-15-表 4、特斯拉 Optimus 一體化關節價值量拆分.-17-表 5、特斯拉 Optimus 零部件市場空間敏感性分析.-18-表 7、無框力矩電機市場主要參與者.-22-表 8、空心杯電機市場主要參與者.-25-表 9、Maxon 與鼎智科技同規格空心杯電機性能對比.-25-表 10、Maxon與鳴志電器空心杯電機價格對比.-25-表 1

16、1、行星減速器、RV減速器與諧波減速器對比.-26-表 12、紐卡特與科峰智能同規格行星減速器對比.-33-表 13、減速器市場主要參與者.-33-表 14、各種直線機構性能對比.-34-表 15、行星滾柱絲杠分類.-35-表 16、各公司公稱直徑 30mm標準式行星滾柱絲杠性能對比.-36-表 17、行星滾柱絲杠鋼材的選擇.-37-表 18、各類設備使用較多的滾珠絲杠副精度等級.-37-表 19、我國企業加速布局行星滾柱絲杠.-39-表 20、力矩傳感器競爭格局.-41-4-行業行業深度研究深度研究報告報告 表 21、ATI 與坤維科技同規格六維力傳感器產品性能對比.-42-表 22、磨削滾

17、珠絲杠與冷軋滾珠絲杠加工工藝對比.-42-表 23、砂輪磨削、硬車削、旋風銑削三種粗加工工藝對比.-43-表 24、磨床精度影響因素.-44-表 25、國內外龍頭企業旗艦螺紋機床對比.-45-表 26、國內外螺紋磨床制造企業對比.-45-表 27、人形機器人部分標的業績預測及估值分析（采用 Wind 一致預期，截至2024年 1 月 12日）.-47-5-行業行業深度研究深度研究報告報告 1、人形機器人：機器人皇冠上的明珠，前路星辰大海人形機器人：機器人皇冠上的明珠，前路星辰大海 1.1、發展發展現狀現狀：功能更迭不止，產業化探索方興未艾：功能更迭不止，產業化探索方興未艾 人形機器人被譽為人形

18、機器人被譽為“機器人皇冠上的明珠機器人皇冠上的明珠”。人形機器人指形狀及尺寸與人體相似，能夠模仿人類運動、表情、互動及動作的機器人?？v觀人形機器人發展史，可劃分為早期探索、系統高度集成及高動態運動三個縱觀人形機器人發展史，可劃分為早期探索、系統高度集成及高動態運動三個發展階段。發展階段。1）1960-1986 年，早期探索階段。早稻田大學加藤一郎教授研發出包含肢體控制系統、視覺系統和對話系統的 WABOT-1，拉開了人形機器人研究的序幕。2）1986-2013 年，系統高度集成發展階段。這一階段以本田仿人機器人為代表。從僅具備下半身、僅能支持靜態步行的雙足機器人 E0，到具備完整人形結構且能支

19、持動態步行的機器人 P3，再到更小更輕量化、實現搬運物品及奔跑功能的機器人 ASIMO，二十年間本田人形機器人技術更迭不止。3）2013-至今，高動態運動發展階段。從波士頓動力能實現跳躍、翻滾、倒立的液壓驅動人形機器人 Atlas，到特斯拉高調推出人形機器人 Optimus，實現行走、搬運物品、澆花等功能，這一階段美國公司后來者居上，開始主導人形機器人的研究。圖圖 1、人形機器人發展歷程人形機器人發展歷程 資料來源：早稻田大學官網，本田日本官網，NASA官網，MIT Technology Review，優必選招股說明書，波士頓動力官網，TeslaAIDay2022，百度百科，興業證券經濟與金融

20、研究院整理 人形機器人百花齊放，新入局者眾多，產業化有望提速。人形機器人百花齊放，新入局者眾多，產業化有望提速。國外人形機器人廠商起步較早，波士頓動力 Atlas 自 2013 年推出后運動能力不斷增強，甚至掌握了體操技巧，但目前仍處于實驗室階段。Agility Robotics 于 2019 年推出人形機器人Digit，2023年9月宣布其人形機器人工廠已接近完工，預計將于年內投產，在落 -6-行業行業深度研究深度研究報告報告 成首年產能將達到數百臺 Digit 機器人，未來有望每年能夠生產超過 1 萬臺人形機器人。特斯拉特斯拉 Optimus 快速迭代?？焖俚?。2021 年 8 月特斯拉

21、 AI 日，特斯拉提出人形機器人Optimus的概念。2022年 9月特斯拉 AI日推出 Optimus第一代原型機，能夠實現緩慢行走、揮手、搬運物品、澆花等，并提出量產后 2 萬美元售價的目標。2023年 5 月特斯拉股東大會上，Optimus 的靈活性進一步提升，可實現流暢的行走與抓取物品，同時電機轉矩控制能力進一步加強，腿部關節能做到在落地的同時不打碎雞蛋。2023 年 9 月特斯拉官推發布的視頻中，Optimus 已具備視覺自標定、顏色分揀任務、單腳保持平衡等能力，并且能夠完成難度更高的瑜伽動作。一年時間內特斯拉機器人實現兩次性能的躍升，迭代速度遠超波士頓動力、本田等傳統人形機器人廠商

22、。2023年 12月特斯拉發布 Optimus Gen2的演示視頻，相較于此前展示的原型，Optimus Gen2 在提高平衡性的同時，重量減輕了 10 公斤，行走速度提高了 30%，能夠實現 90度深蹲以及手指抓握雞蛋等動作。圖圖 2、特斯拉、特斯拉 Optimus 快速迭代快速迭代 資料來源：Tesla AI Day 2022，Tesla Shareholder Meeting 2023，Tesla官推，興業證券經濟與金融研究院整理 國內廠商起步稍晚國內廠商起步稍晚，但近年來快速發展，但近年來快速發展，優必選于 2021 年發布 WalkerX，并邁出了人形機器人產業化嘗試的第一步，202

23、2 年前 9 個月售出兩臺 WalkerX，確認收入共計 730萬元。2022年小米在秋季新品發布會上推出其首款全尺寸人形仿生機器人 CyberOne。2023 年達闥機器人、傅利葉智能、宇樹科技、智元機器人、小鵬汽車相繼推出原型機。其中傅利葉智能 GR-1 已經實現量產，并在 9 月份開 -7-行業行業深度研究深度研究報告報告 啟預售，2023Q4 開始陸續交付；宇樹科技 H1 預計 2023Q4 實現發貨。人形機器人各家產品呈百花齊放態勢，新入局者眾多，產業化有望提速。表表 1、主流人形機器人產品、主流人形機器人產品 特斯拉特斯拉 Optimus 波士頓動力波士頓動力 Atlas Agil

24、ity Robotics Digit 優必選優必選 WalkerX 小米小米 CyberOne 傅利葉傅利葉 GR-1 宇樹科技宇樹科技 H1 智元智元 遠征遠征 A1 達闥達闥 XR-4 小鵬汽車小鵬汽車 PX5 推出時間推出時間 2022 2013 2019 2021 2022 2023 2023 2023 2023 2023 身高身高/cm 172 150 177 130 177 165 180 175 165 150 體重體重/kg 73 75 52 63 52 55 47 55 65-自由度自由度/個個 50 28 21 41 21 40 19 49 60+-驅動方式驅動方式 電動驅

25、動 液壓驅動 電動驅動 電動驅動 電動驅動 電動驅動 電動驅動 電動驅動 電動驅動-成本成本-25 萬美元-10 萬美元-未來硬件成本控制在 3 萬美元以內-售價售價 預計量產后有望實現 2 萬美元售價 200 萬美元-52 萬美元-低于 9 萬美元-應用場景應用場景 替代人類做重復無聊的、危險的工作 搜索和救援行動 倉儲物流市場 商用服務（科技展館；商演活動；政企展廳等）；科研開發 服務性質場景 工業、康復陪護、居家、科研等場景-新能源汽車制造、3C 制造等工業場景、居家場景 家庭保姆 小鵬的工廠及銷售 場景 產業化產業化 進度進度 尚未量產 實驗室 對外出售 對外出售 尚未量產 量產并 交

26、付 預計 23Q4開始發貨 尚未量產 尚未量產 尚未量產 示意圖示意圖 資料來源：波士頓動力官網，優必選官網，優必選招股說明書，小米官網，機器人大講堂，特斯拉官網，宇樹科技官推，宇樹科技官網，達闥機器人官微，傅利葉智能官網，上海證券報，智元機器人官微，1024小鵬汽車科技日，Tesla AI Day2022，Worcester Polytechnic Institute(WPI)官網，MIT Technology Review，A Comprehensive Survey on Humanoid Robot Development，興業證券經濟與金融研究院整理 注：優必選、小米、智元機器人產品

27、的成本售價的初始貨幣單位為人民幣，以美元兌人民幣匯率 7 將其統一換算為美元。目前目前產業化痛點主要體現于高成本、缺乏剛需應用場景、自主性不足等三方面。產業化痛點主要體現于高成本、缺乏剛需應用場景、自主性不足等三方面。（1）成本高企。）成本高企。主流人形機器人產品中，本田 ASIMO的成本高達 250萬美元，波士頓動力 Atlas 向伍斯特理工學院出售的價格高達 200 萬美元。如此高昂的成本、售價令B端客戶都難以承受，如若人形機器人希望進一步向C端客戶拓展，系統性降本任重道遠。（2）缺乏剛需應用場景。）缺乏剛需應用場景?，F有人形機器人產品的應用多集中于導覽、商演、教學等低剛需程度的服務性質場

28、景。對比已實現產業化落地的機器人產品，工業機器人可應用于工業生產過程中的上下料、激光焊接與切割、測量檢驗等環節，代替人類執行單調、頻繁和重復的長時間作業。掃地機器人具備自動補水、自動洗拖布、自動集塵等功能，幫助人類從家務勞動中解放雙手。由行業發展經驗可見，-8-行業行業深度研究深度研究報告報告 人形機器人若想實現產業化落地，拓展剛需應用場景是必經之路。（3）自主性不足。）自主性不足。從自主性角度看，當前人形機器人已跨越 L0-L2 的自動化機器階段，由 L3（預設智能）向 L4（自治智能）邁進。L3 等級的機器人具備感知能力，能通過預設程序進行識別、理解，并反饋預設動作，但仍然需要人類的干預，

29、無法做到自主決策、隨機應變。因此，當前人形機器人受限于自主性不足，尚無法滿足人類非結構化生活環境中的各種柔性需求，且具備一定的使用門檻和學習成本，對使用者的編程能力提出了一定要求。圖圖 3、人形機器人自主性等級人形機器人自主性等級 資料來源：機器人大講堂，墨影科技，興業證券經濟與金融研究院整理 1.2、行業趨勢：行業趨勢：跨界者入場、跨界者入場、AI 賦能、政策高度支持、應用場景拓展賦能、政策高度支持、應用場景拓展 跨界者跨界者跑步跑步入場，產業化有望提速入場，產業化有望提速 跨界者跑步入場，或將重塑行業格局?？缃缯吲懿饺雸?，或將重塑行業格局。當前人形機器人領域，傳統人形機器人廠商、汽車企業及

30、消費電子企業三股勢力涌現。特斯拉之外，戴森、小米等消費電子企業成為新勢力的代表。2022 年 5 月，戴森在國際機器人與自動化會議（ICAR）上宣布將在 10 年內推出可以做家務的人形機器人，在視頻中戴森機器人展示了收拾盤子、將漂白器放置到桌子上等動作。戴森預計將向英國維爾特郡赫拉文頓機場的新實驗室投資 27.5 億英鎊（約合 232.70 億人民幣），專注于機器人大腦、視覺系統等的研發。-9-行業行業深度研究深度研究報告報告 圖圖 4、人形機器人領域三股勢力涌現人形機器人領域三股勢力涌現 圖圖 5、戴森人形機器人將漂白器放置到桌子上戴森人形機器人將漂白器放置到桌子上 資料來源：各公司官網，興

31、業證券經濟與金融研究院整理 資料來源：戴森官網，興業證券經濟與金融研究院整理 特斯拉特斯拉Optimus復用汽車領域技術，或將加速人形機器人產業化進程。復用汽車領域技術，或將加速人形機器人產業化進程。特斯拉人形機器人的傳感器、芯片、AI 系統等均與汽車同根同源。傳感器層面，頭部使用共 8 個 Autopilot 攝像頭采集視覺信息；算力層面，采用 FSD 芯片運用神經網絡模型實時處理信息；AI 系統層面，使用 Dojo 超級計算機的訓練模型。復用汽車領域的傳感器、算法與 AI 系統一方面加快了特斯拉人形機器人的開發速度，另一方面有助于降低開發成本。得益于汽車領域的技術積淀與控本能力，特斯拉的入

32、場或將加速人形機器人產業化進程。圖圖 6、特斯拉、特斯拉 Optimus 復用汽車復用汽車 FSD 芯片芯片 資料來源：Tesla AI Day 2022，興業證券經濟與金融研究院整理 AI 賦能，機器人智能化水平有望提升賦能，機器人智能化水平有望提升 ChatGPT 有望有望提升機器人與人類之間的自然語言交互能力。提升機器人與人類之間的自然語言交互能力。據微軟論文Chat GPT for Robotics:Design Principles and Model Abilities，在ChatGPT未誕生之前，-10-行業行業深度研究深度研究報告報告 機器人流程中需要專門的工程師參與，在循環中

33、編寫代碼來規范機器人的行為，這一過程緩慢、昂貴且低效。ChatGPT 的出現允許機器人用戶（可以是非技術型用戶）通過語言模型交互參與到循環中，向機器人無縫部署各種平臺與任務。微軟展示了ChatGPT以零樣本學習模式指導機器人解決多個難題的示例，如無人機控制、視覺導航等。由此可見，ChatGPT 提升了機器人與人類交互的能力。人類無需掌握復雜的編程語言和機器人知識即可與機器人互動，從而較低了機器人使用者的學習成本，有助于機器人的普及與推廣。PaLM-E 將視覺與語言融合，在執行機器人多任務模型時的表現更佳。將視覺與語言融合，在執行機器人多任務模型時的表現更佳。2023 年 3月，谷歌和柏林工業大

34、學團隊推出史上最大視覺語言模型PaLM-E。PaLM-E將 PaLM-540B 語言模型與 ViT-22B 視覺 Transformer 模型相結合，參數量高達5620 億，可以解決各種具身推理任務。PaLM-E 擁有強大的正遷移能力，能夠進行跨互聯網規模的語言、視覺和視覺-語言的多樣化聯合訓練。谷歌的實驗結果顯示，相較于單一任務模型，PaLM-E 在執行機器人多任務模型時表現明顯更優。圖圖 7、ChatGPT 提升機器人與人類之間的自然語言交互能力提升機器人與人類之間的自然語言交互能力 資料來源：ChatGPT for Robotics:Design Principles and Model

35、 Abilities，興業證券經濟與金融研究院整理 圖圖 8、PaLM-E 是一個多模態具身視覺語言模型是一個多模態具身視覺語言模型 圖圖 9、PaLM-E 在執行機器人多任務模型時的表現在執行機器人多任務模型時的表現更優更優 資料來源：PaLM-E:An Embodied Multimodal Language Model，興業證券經濟與金融研究院整理 資料來源：PaLM-E:An Embodied Multimodal Language Model，興業證券經濟與金融研究院整理 Ameca接入接入 GPT，實現與人類的自如交談。，實現與人類的自如交談。2023年 3月 31日，英國機器人公

36、司EngineeredArts發布了人形機器人 Ameca接入 GPT-3/3.5/4的測試視頻。視頻中顯示，接入 GPT-3/3.5 的 Ameca 可以與工程師們談笑風生，流利地回答問題。當 -11-行業行業深度研究深度研究報告報告 Ameca 接入 GPT-4 后，反應速度減慢，但 Ameca 會給出經過思考后的答案，并通過豐富的表情來傳達情緒。由此可見，GPT技術的引入有助于提升機器人與人類交互的能力。如果 GPT 與人形機器人的融合進一步成熟，人類對于機器人提供情感陪伴的美好構想或可演變為現實。圖圖 10、Ameca 接入接入 GPT-3.5，快速回答問題，快速回答問題 資料來源：E

37、ngineered Arts，興業證券經濟與金融研究院整理 OpenAI 領投人形機器人公司領投人形機器人公司 1XTech，強強聯合或將加速具身，強強聯合或將加速具身 AI 發展步伐。發展步伐。2023年 3月，挪威機器人公司 1XTechnologies公布 A2輪融資，共融得 2350萬美元，由 OpenAI 創業基金領投。NEO 是 1XTech 的人形機器人產品，其目標是探索人工智能與類人身體的融合，1X 計劃將 2350 萬美元融資注入到雙足機器人模型 NEO 的研發以及首款商用機器人 EVE 的量產中。OpenAI 與 1XTech 的強強攜手有望實現雙贏。OpenAI 可以借

38、1XTech 的機器人提升其 AI 系統在真實世界的適應和交互能力，1XTech 則可以運用 OpenAI 的技術來提升其機器人的智能水平。圖圖 11、1XTech 的的 NEO 產品示意圖產品示意圖 資料來源：1XTechnologies官網，興業證券經濟與金融研究院整理 下游應用場景拓展下游應用場景拓展 人形機器人下游應用場景有望持續拓展。人形機器人下游應用場景有望持續拓展。按照商業化難度可將人形機器人的應用場景劃分為三類。第一類，導覽、表演、教育、科研等場景，對技術的要求相對 -12-行業行業深度研究深度研究報告報告 較低，目前已基本實現商業化。第二類，物流、工廠制造、危險環境作業及護理

39、等場景，目前正逐步實現商業化。這一層次的應用場景具備較強剛需性，如在工廠制造、物流等場景中人形機器人可代替人類執行單調、重復的勞動，在缺氧、強輻射等危險環境中可代替人類長時間駐守與部署。因此，機器替人的需求較為迫切，產業化空間廣闊。第三類，人形機器人走入家庭，充當家庭保姆與情感陪伴者。這一層次的場景具備非結構化特點，對人形機器人的智能程度提出較高要求，且面臨來自數據安全、法律、倫理、道德規范等方面的質疑與挑戰，商業化落地的難度相對較大。優必選優必選 Walker 是國產人形機器人邁出商業化嘗試的典范，正逐步解鎖更多應用是國產人形機器人邁出商業化嘗試的典范，正逐步解鎖更多應用場景。場景。優必選

40、Walker 機器人經過四次迭代，已能在機場、銀行、企業、高端酒店等場景中提供服務。此外，Walker 正逐步探索在工業場景中的應用，目前可通過與無人搬運機器人 AGV 的聯動，進入到高重復、低負載的生產流程中，提升工廠的效率及靈活性。優必選還與制造業企業展開合作。2023年 6月，優必選科技與天奇股份簽署戰略合作框架協議，雙方將共同開展人形機器人應用于工業制造場景領域的產品及解決方案的研發、生產制造，并推動其在汽車智能制造等高端制造領域的落地應用。未來，優必選希望人形機器人能夠真正走入千家萬戶，提供全方位、全自主的服務。圖圖 12、人形機器人應用場景有望持續拓展、人形機器人應用場景有望持續拓

41、展 資料來源：優必選科技公眾號，波士頓動力官網，NASA官網，中國科學院官網，興業證券經濟與金融研究院整理 -13-行業行業深度研究深度研究報告報告 圖圖 13、優必選人形機器人發展規劃、優必選人形機器人發展規劃 資料來源：優必選科技公眾號，興業證券經濟與金融研究院整理 政策頻發，將人形機器人定位為繼消費電子、新能源車后的政策頻發，將人形機器人定位為繼消費電子、新能源車后的“顛覆性產品顛覆性產品”工信部發布頂層設計，地方政府相繼發布相關行動方案。工信部發布頂層設計，地方政府相繼發布相關行動方案。2023 年以來，深圳、北京、上海等地方政府相繼發布人形機器人相關行動方案，提出人形機器人的發展目標

42、。2023 年 11 月 2 日工信部印發人形機器人創新發展指導意見，指出人指出人形機器人有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車后的顛覆性產品，形機器人有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車后的顛覆性產品，并提出到 2025 年初步建立人形機器人創新體系，大腦、小腦、肢體等一批關鍵技術取得突破，確保核心部組件安全有效供給。整機產品達到國際先進水平，并實現批量生產，在特種、制造、民生服務等場景得到示范應用，探索形成有效的治理機制和手段，培育 2-3 個全球影響力企業及 2-3 個產業發展集聚區。2027 年綜合實力達到世界先進水平。政策催化下，人形機器人產業化有望加速落地。表表 2、2023 年

43、以來人形機器人相關政策梳理年以來人形機器人相關政策梳理 發布政策發布政策 發布部門發布部門 發布時間發布時間 政策內容政策內容 人形機器人創新發展指導意見 工信部 2023.11 到 2025 年，人形機器人創新體系初步建立，“大腦、小腦、肢體”等一批關鍵技術取得突破，確保核心部組件安全有效供給。整機產品達到整機產品達到國際先進水平，并實現批量生產國際先進水平，并實現批量生產，在特種、制造、民生服務等場景得到示范應用，探索形成有效的治理機制和手段。培育 2-3 家有全球影響力的生態型企業和一批專精特新中小企業，打造 2-3 個產業發展集聚區，孕育開拓一批新業務、新模式、新業態。到 2027 年

44、，人形機器人技術創新能力顯著提升，形成安全可靠的產業鏈供應鏈體系，構建具有國際競爭力的產業生態，綜合實力達到世界先進水平。關鍵技術群包括：“大腦”、“小腦”、機器肢、機器體；重點產品包括：基礎版整機、功能型整機、傳感器、執行器、控制器、動力能源；拓展場景應用包括：特種領域、制造業典型場景（3C、汽車）、民生及重點行業（醫療、家政)。上海市促進智能機器人產業高質量創新發展行動方案（2023-2025 年）上海市 人民政府 2023.10 到 2025 年，明確一個總體目標，即打造具有全球影響力的機器人產業創新高地；促進三個突破，在品牌、應用場景和產業規模方面實現“十百千”突破打造 10 家行業一

45、流的機器人頭部品牌、100個標桿示范的機器人應用場景、1000 億元機器人關聯產業規模；建設三個公共服務平臺，智能機器人檢測與中試驗證創新中心、人形機器人制造業創新中心、通用機器人產業研究院等；推動制造業重點產業工業機器人密度達 500 臺/萬人，機器人行業應用深度和廣度顯著提升。北京市機器人產業創新發展行動方案（20232025 年）北京市 人民政府 2023.06 北京市人形機器人產業創新中心采取“公司+聯盟”模式，由骨干企業牽頭，聯合國內外優勢創新資源，成立北京市人形機器人產業創新中心并組建產業聯盟。以整機小批量生產和應用為目標，以承擔國家戰略 -14-行業行業深度研究深度研究報告報告

46、任務為主線，完善人形機器人研制基礎條件，解決產業發展共性問題，形成人形機器人通用型成果，加速產品研制和推廣；到到 2025 年，年，建成人形機器人通用行為控制大模型開發平臺、共性技術服務平臺，建成人形機器人通用行為控制大模型開發平臺、共性技術服務平臺，形成較為完善的超算環境及軟件生態，完成百臺形成較為完善的超算環境及軟件生態，完成百臺(套套)級人形機器人原級人形機器人原型機的小批量制造并在型機的小批量制造并在 3-4 個典型場景開展示范應用個典型場景開展示范應用。深圳市加快推動人工智能高質量發展高水平應用行動方案（2023-2024 年）深圳市 人民政府 2023.06 聚焦通用大模型、智能算

47、力芯片、智能傳感器、智能機器人、智能網聯汽車等領域，實施人工智能科技重大專項扶持計劃，重點支持打造基于國內外芯片和算法的開源通用大模型；支持重點企業持續研發和迭代商用通用大模型；開展通用型具身智能機器人的研發和應用。實施核心技術攻關載體扶持計劃，支持科研機構與企業共建 5家以上人工智能聯合實驗室，加快組建廣東省人形機器人制造業創新中心 鼓勵大模型企業聯合生態伙伴加強大模型插件及相關軟硬件研發，推動大模型與現有的操作系統、軟件、智能硬件打通、互嵌。鼓勵企業在垂直行業領域主動布局，積極拓展應用場景。鼓勵企業依托河套深港科技創新合作區、前海深港現代服務業合作區或海外研發中心，研發基于國際主流大模型的

48、創新產品，積極拓展國際市場。發揮粵港澳大灣區制造業優勢，開展人形機器人規?；瘧?。實施產業鏈關鍵環節提升扶持計劃，采取“揭榜掛帥”方式鼓勵共性通用技術產品研發及產業化。資料來源：工信部，北京市人民政府官網，上海市人民政府官網，深圳市人民政府官網，興業證券經濟與金融研究院整理 1.3、市場規模：、市場規模：中性中性預測至預測至 2030 年年人形機器人可達人形機器人可達數百數百億美元億美元市場市場 人口老齡化、用工成本上漲背景下，機器替人需求迫切。人口老齡化、用工成本上漲背景下，機器替人需求迫切。全球范圍來看，人口老齡化已勢不可擋。2012 年-2021 年，全球 65 歲以上人口由 5.6 億

49、人增至 7.6 億人，占總人口的比重由 7.9%增至 9.6%。此外，用工成本逐年遞增。以美國為例，2012-2022 年，美國人均個人收入（現價）由 4.5 萬美元增至 6.5 萬美元，CAGR達 3.9%。人口結構變化與用工成本高企刺激機器替人需求，人形機器人有望迎來高速發展。我們對我們對 2030 年人形機器人的市場規模進行預測。年人形機器人的市場規模進行預測。單價假設：單價假設：假設 2030年人形機器人市場平均售價實現特斯拉 Optimus預期的量產后 2萬美元/臺的水平。市場規模測算假設：市場規模測算假設：（1）假設當前的勞動力缺口數以及家庭戶數保持穩定，至 2030 年也未發生變

50、化。（2）人形機器人進入工業制造、商業服務等場景填補勞動力缺口的難度相對較小，假設悲觀、中性、樂觀情形下，人形機器人對歐美主流發達國家勞動力缺口的填補程度分別為 3%、5%、7%。（3）人形機器人進入家庭場景的難度相對較大，假設悲觀、中性、樂觀情形下，人形機器人在歐美主流發達國家家庭中的滲透率分別為 0.1%、0.15%、0.2%。測算結果顯示，悲觀、中性、樂觀情形下，測算結果顯示，悲觀、中性、樂觀情形下，2030 年人形機器人市場需求量分別年人形機器人市場需求量分別為為 106.6/171.7/236.7 萬臺，萬臺，2030 年人形機器人市場規模分別為年人形機器人市場規模分別為 213.2

51、/343.3/473.4億美元億美元。-15-行業行業深度研究深度研究報告報告 表表 3、2030 年人形機器人市場規模測算年人形機器人市場規模測算 悲觀預測悲觀預測 中性預測中性預測 樂觀預測樂觀預測 補充勞動力缺口補充勞動力缺口 美國非農職位空缺數（2023 年 10 月）萬人 873.3 873.3 873.3 歐盟 27 國+冰島+挪威+瑞士（2023年 6 月）萬人 1299.3 1299.3 1299.3 英國職位空缺數（2023 年 9 月）萬人 95.7 95.7 95.7 日本職位空缺數（2023 年 9 月）萬人 83.1 83.1 83.1 總計總計 萬人萬人 2351.

52、4 2351.4 2351.4 對勞動力缺口的填補程度%3 5 7 人形機器人需求量 萬臺 70.5 117.6 164.6 進入家庭場景進入家庭場景 美國家庭戶數（2022）萬戶 8435 8435 8435 歐盟 27 國+冰島+挪威+瑞士家庭戶數（2022）萬戶 20110.9 20110.9 20110.9 英國家庭戶數（2022）萬戶 1940.0 1940.0 1940.0 日本家庭戶數（2020）萬戶 5570.5 5570.5 5570.5 總計 萬戶 36056.4 36056.4 36056.4 人形機器人滲透率%0.1 0.15 0.2 人形機器人需求量 萬臺 36.1

53、54.1 72.1 總計總計 人形機器人需求量總計人形機器人需求量總計 萬臺萬臺 106.6 171.7 236.7 人形機器人單位售價人形機器人單位售價 萬美元萬美元 2 2 2 人形機器人市場規模人形機器人市場規模 億美元億美元 213.2 343.3 473.4 資料來源：Wind，美國人口普查局，美國商務部普查局，美國勞工部，歐盟統計局，英國國家統計局，日本國家統計局，日本厚生勞動省，Trading Economics，興業證券經濟與金融研究院整理、測算 2、長期降本趨勢下，長期降本趨勢下，國產企業卡位核心零部件優勢明顯國產企業卡位核心零部件優勢明顯 2.1、產業鏈概覽：產業鏈概覽：中

54、國企業加速布局核心零部件，有望充分受益中國企業加速布局核心零部件，有望充分受益 人形機器人產業鏈可分為三大部分，上游為原材料及核心部件，中游為研發、生產及集成，下游為各類應用場景。特斯拉、優必選等處于中游，預計除軟件算法及部分核心零部件由中游人形機器人廠商自研外，上游多數零部件來源于外購。上游零部件環節包含傳感器、減速機、電機、滾柱絲杠等多個精密傳動細分領域。圖圖 14、人形機器人產業鏈人形機器人產業鏈 資料來源：優必選招股說明書，興業證券經濟與金融研究院整理 -16-行業行業深度研究深度研究報告報告 目前，人形機器人的設計仍處于持續迭代之中，尚未出現成熟目前，人形機器人的設計仍處于持續迭代之

55、中，尚未出現成熟的設計方案，且的設計方案，且不同廠商的設計也存在一定差異，下面我們以特斯拉不同廠商的設計也存在一定差異，下面我們以特斯拉在在 Tesla AI Day 2022公布的公布的方方案案為例，為例，對人形機器人的組成環節做拆分研究。對人形機器人的組成環節做拆分研究。特斯拉特斯拉 Optimus 采用電驅，身體采用電驅，身體+手部共手部共 50 個自由度，對應個自由度，對應 40 個伺服關節（旋個伺服關節（旋轉關節轉關節14+直線關節直線關節14+空心杯關節空心杯關節12）。）。根據 Tesla AI Day 2022，特斯拉Optimus采用電池組供電，搭配電驅伺服執行器的形式，分關

56、節來看：1）旋轉關節：采用無框力矩電機+諧波減速器+力傳感器+編碼器(2)+驅動器+交叉滾子軸承+角接觸球軸承（2）的方案，共 14 個自由度；2）線性關節：采用無框力矩電機+行星滾柱絲杠+力傳感器+編碼器+驅動器+深溝球軸承+四點接觸球軸承的方案，共 14 個自由度；3）靈巧手：采用空心杯電機+精密齒輪+編碼器+驅動器的方案，共 22 個自由度。Optimus 全身共 40 個執行器，線性及旋轉執行器各 14個，靈巧手執行器 12 個，其中：1）肩部 32 個（旋轉 6）；2）肘部 12 個（直線 2）；3）手腕 32個（直線 4+旋轉 2）；4）軀干 12個（旋轉 2）；5）髖部 32個（

57、旋轉 4+直線 2）；6）膝蓋 12 個（直線 2）；7）腳踝 22 個（直線 4）；8）靈巧手 62個。圖圖 15、特斯拉、特斯拉 Optimus 全身共全身共 28 個執行器個執行器（除靈巧手外）除靈巧手外）資料來源：Tesla AI Day 2022，興業證券經濟與金融研究院整理 -17-行業行業深度研究深度研究報告報告 圖圖 16、特斯拉、特斯拉 Optimus 靈巧手共有靈巧手共有 12 個執行器個執行器 資料來源：Tesla AI Day 2022，興業證券經濟與金融研究院整理 力矩傳感器、減速器、無框力矩電機、行星滾柱絲杠、空心杯電機是價值量較力矩傳感器、減速器、無框力矩電機、行

58、星滾柱絲杠、空心杯電機是價值量較高的環節。高的環節。我們基于各類零部件的當前市場價格，測算得出特斯拉 Optimus 一體化關節的總成本達 17.87 萬元，距離馬斯克的 2 萬美元售價目標有一定差距，存在較大降本空間。其中，力矩傳感器、無框力矩電機、行星滾柱絲杠、減速器、空心杯電機是價值量較高的環節，占比分別為 31.34%、18.80%、15.67%、12.53%和 8.06%。在上述核心環節均涌現出一批具備一定競爭力的 A 股上市公司，或可憑借性價比優勢，在特斯拉 Optimus 的產業化浪潮中獲得高彈性成長。表表 4、特斯拉特斯拉 Optimus 一體化關節價值量拆分一體化關節價值量拆

59、分 數量數量（個）（個）單價單價（元（元/個）個）總價總價（元）（元）占比占比（%）代表廠商代表廠商 A 股上市公司股上市公司 旋轉關節旋轉關節 諧波減速器 14 1600 22400 12.53 諧波：諧波：日本哈默納科、日本新寶、綠的諧波、來福諧波、漢宇集團（同川科技）、昊志機電 RV：日本納博特斯克、日本住友、雙環傳動、中大力德、秦川機床、南通振康 行星：行星：日本新寶、德國紐卡特、德國威騰斯坦、科峰智能、中大力德 綠的諧波、漢宇集團（同川科技）、昊志機電、雙環傳動、中大力德、秦川機床、科峰智能（已提交招股說明書（申報稿）交叉滾子軸承 14 150 2100 1.18 日本 THK、日本

60、 IKO、日本 NSK、哈默納科、德國 INA、國機精工、人本股份 國機精工、人本股份（已提交招股說明書（申報稿）角接觸球軸承 28 150 4200 2.35 TIMKEN、NSK、SKF、NTN、五洲新春、人本股份 五洲新春、人本股份（已提交招股說明書（申報稿）總成 三花智控 三花智控 直線關節直線關節 行星滾柱絲杠 14 2000 28000 15.67 瑞士 GSA、瑞士 Rollvis、瑞典SKF、瑞典 Ewellix、南京工藝、博特精工、鼎智科技等 鼎智科技 深溝球軸承 14 150 2100 1.18 四點接觸球軸承 14 150 2100 1.18 總成 拓普集團 拓普集團 靈

61、巧手靈巧手 -18-行業行業深度研究深度研究報告報告 空心杯電機 12 1200 14400 8.06 德國 Faulhaber、瑞士 Maxon、江蘇雷利（鼎智科技）、鳴志電器 江蘇雷利（鼎智科技）、鳴志電器 精密齒輪 12 250 3000 1.68 豐立智能、兆威機電 豐立智能、兆威機電 旋轉關節旋轉關節/直線關節共同零部件直線關節共同零部件 無框力矩電機 28 1200 33600 18.80 美國科爾摩根、瑞士 Maxon、日本尼得科、步科股份、昊志機電 步科股份、昊志機電 力矩傳感器 28 2000 56000 31.34 ATI、宇立儀器、坤維科技、海伯森、柯力傳感、昊志機電、東

62、華測試 柯力傳感、昊志機電、東華測試 旋轉關節旋轉關節/直線關節直線關節/手部共同零部件手部共同零部件 編碼器 54 200 10800 6.04 雷尼紹、多摩川、尼康、奧普光電、匯川技術、禾川科技 奧普光電、匯川技術、禾川科技 總計總計 178700 100.00 資料來源：TeslaAIDay2022，Maxon 官網，鳴志電器官網，綠的諧波招股說明書，科峰智能招股說明書（申報稿），百度愛采購，興業證券經濟與金融研究院整理測算 注：（1）由于特斯拉 Optimus 技術路線尚未最終確定，零部件單位用量均為估計值；（2）假設 Optimus 中減速器方案為 14 個諧波，因此減速器單臺均價采

63、用諧波減速器的價格；（3）鼎智科技為興業證券新三板做市企業 特斯拉特斯拉 Optimus零部件市場空間敏感性分析：零部件市場空間敏感性分析：特斯拉 Optimus的技術路線未最終確定，我們推測一臺特斯拉 Optimus 中使用 14 個諧波減速器、14 個行星滾柱絲杠、28 個無框力矩電機、12 個空心杯電機及 28 個力矩傳感器。假設當 Optimus整機價格降至 2 萬美元時，諧波減速器、行星滾柱絲杠、無框力矩電機、空心杯電機、力矩傳感器的單價分別為 1300元、1300元、800元、800元、1000元，合計價值量占比約 69%，并據此推算得出不同情況下對應的各類零部件市場空間。以價值量

64、占比較高的力矩傳感器為例，人形機器人在銷量為 5萬臺、10萬臺、50萬臺、100 萬臺的情境下，可為力矩傳感器市場貢獻 14 億元、28 億元、140億元、280億元的增量，想象空間較大。表表 5、特斯拉特斯拉 Optimus 零部件市場空間敏感性分析零部件市場空間敏感性分析 人形機器人銷量人形機器人銷量 5 萬臺萬臺 10 萬臺萬臺 50 萬臺萬臺 100 萬臺萬臺 零部件零部件 單價（元/個）市場空間（億元）單價（元/個）市場空間（億元）單價（元/個）市場空間（億元）單價（元/個）市場空間（億元）減速器減速器 1300 9.1 1300 18.2 1300 91 1300 182 行星滾柱

65、絲杠行星滾柱絲杠 1300 9.1 1300 18.2 1300 91 1300 182 無框力矩電機無框力矩電機 800 11.2 800 22.4 800 112 800 224 空心杯電機空心杯電機 800 4.8 800 9.6 800 48 800 96 力矩傳感器力矩傳感器 1000 14 1000 28 1000 140 1000 280 資料來源：Maxon 官網，鳴志電器官網，emotion-supply 官網，綠的諧波招股說明書，科峰智能招股說明書（申報稿），百度愛采購，興業證券經濟與金融研究院整理測算 2.2、執行器：、執行器：關節總成部件關節總成部件，處于處于 Tier

66、 1 核心環節核心環節 特斯拉特斯拉 Optimus 采用三種不同的旋轉執行器和線性執行器。采用三種不同的旋轉執行器和線性執行器。2022 年特斯拉 AI Open Day上，特斯拉公布 Optimus執行器方案，分別為 20Nm、110Nm和 180Nm的三種旋轉執行器以及 500N、3900N 和 8000N 的三種直線執行器。其中旋轉關節執行器總成=無框力矩電機+諧波減速器+力傳感器+編碼器(2)+驅動器+交叉滾子軸承+角接觸球軸承(2)，直線關節執行器總成=無框力矩電機+行星滾柱絲杠+力傳感器+編碼器+驅動器+深溝球軸承+四點接觸球軸承。-19-行業行業深度研究深度研究報告報告 表表6

67、、特斯拉特斯拉 Optimus 各伺服關節分布情況各伺服關節分布情況 Tesla Optimus 各伺服關節分布各伺服關節分布 自由度 旋轉關節 空心杯關節 直線關節 靈巧手 6(x2)6(x2)各手指的 Flexion+大拇指的 Ad/Abduction 手臂 7(x2)肩部 3(x2)Pitch+Roll+Yaw 肘部 1(x2)Pitch 腕部 1(x2)Roll+Yaw 2(x2)Pitch+Roll 腰部 2 2 Roll+Yaw 腿部 6(x2)髖部 2(x2)Roll+Yaw 1(x2)Pitch 膝蓋 1(x2)Pitch 腳踝 2(x2)Pitch+Roll 合計合計 14

68、12 14 40 資料來源：Tesla AI Day 2022，知乎（任賾宇），興業證券經濟與金融研究院整理 現有執行器無法適配現有執行器無法適配 Optimus，需由特斯拉自研。，需由特斯拉自研。2023 年 7 月 20 日舉行的特斯拉 Q2 業績交流會上，馬斯克稱現有執行器均無法適配人形機器人，執行器需由特斯拉自主設計。相較于其他現有執行器，特斯拉自研的執行器更緊湊、輕量化、性能更佳，且可量產。圖圖 17、特斯拉特斯拉 Optimus 執行器執行器 資料來源：Tesla AI Day 2022，興業證券經濟與金融研究院整理 特斯拉汽車供應鏈成員特斯拉汽車供應鏈成員三花智控、拓普集團三花智

69、控、拓普集團已布局機器人執行器已布局機器人執行器，負責執行器，負責執行器 -20-行業行業深度研究深度研究報告報告 總裝總裝，并加快布局人形機器人產能，并加快布局人形機器人產能。三花智控、拓普集團均已開展機器人執行器的研究和開發工作。拓普集團專門設立了機器人事業部，組裝的人形機器人執行器已多次向客戶送樣，進展順利，2024 年 1 月拓普集團公告擬投資 50 億元（其中固定投資約 30 億元）在寧波經濟技術開發區建設機器人核心部件生產基地，規劃用地 300畝。三花智控 2023年 4月公告與綠的諧波攜手在三花墨西哥工業園設立合資企業，強強聯合有望實現產業聯動與互利共贏，2023年 6月公告擬投

70、入2.02億元用于機器人執行器的研發，并于2024年1月公告擬投資不低于38億元，在錢塘區投資建設機器人伺服機電執行器和域控制器研發及生產基地項目。圖圖 18、三花智控、拓普集團、三花智控、拓普集團未來未來有望切入特斯拉人形機器人供應鏈有望切入特斯拉人形機器人供應鏈 資料來源：三花智控公告，三花智控公開投資者活動關系記錄表，三花控股集團官網，拓普集團公告，拓普集團公開投資者活動關系記錄表，興業證券經濟與金融研究院整理 2.3、電機電機：人形機器人人形機器人動力源泉動力源泉，關注無框力矩電機和空心杯電機關注無框力矩電機和空心杯電機 無框力矩電機無框力矩電機：適用于人形機器人身體關節，適用于人形機

71、器人身體關節，國產國產廠商技術廠商技術追趕步履不停追趕步履不停 無框力矩電機具備空間緊湊、無框力矩電機具備空間緊湊、中空設計易于走線中空設計易于走線、運動控制平穩、運動控制平穩、溫升較低、溫升較低等等優點。優點。不同于傳統的伺服電機，無框力矩電機沒有機殼，只有定子和轉子 2 個部件。這一設計使得無框力矩電機不再受限于電機的外殼結構件來建立運動控制軸，而是將電機內置于機器本身的結構中，空間更加緊湊，且整體系統的慣量降低，運動控制更加平穩。同時，無框力矩電機多為大尺寸中空直徑且具備較高功率密度，能滿足機器人對中空走線、輕量化、靈活性的要求。此外，無框力矩電機的溫升較低。如科爾摩根 TBM2G產品的

72、設計工作溫度低于 85C，但也能在繞組溫度高達 155C時持續發揮全部性能。-21-行業行業深度研究深度研究報告報告 圖圖 19、無框力矩電機、無框力矩電機多為大尺寸中空直徑設計多為大尺寸中空直徑設計 資料來源：科爾摩根官網，興業證券經濟與金融研究院整理 當前當前無框力矩電機主要應用于無框力矩電機主要應用于協作機器人協作機器人。無框力矩電機的結構設計使其適用于對電機的體積、輕量化、可靠性、溫升等方面要求較高的場合。根據 MDATA數據庫統計，2022年80%的無框力矩電機應用于機器人的關節和手臂，提供高扭矩和高精度的控制。此外，無框力矩電機也應用于醫藥、航空航天等領域。如科爾摩根 TBM2G

73、無框力矩電機可應用于手術協作機器人。TBM2G 電機具有更高的轉矩密度，其工作機械臂比類似性能電機的工作機械臂小 20%，方便置于手術臺周圍有限的空間內，且其低噪音、高可靠性、低溫升等特點適用于醫療場景。未來，無框力矩電機在人形機器人未來，無框力矩電機在人形機器人身體身體關節上的應用有望帶來較大增量空間。關節上的應用有望帶來較大增量空間。據步科股份公開投資者活動關系記錄表，無框力矩電機在單臺協作機器人上的用量一般為 6-7 個。如果無框力矩電機被應用于特斯拉 Optimus 的旋轉和直線關節，其在單臺 Optimus中的用量可達 28 個。圖圖 20、2022 年中國無框力矩電機市場行業分布年

74、中國無框力矩電機市場行業分布 圖圖 21、無框力矩電機適用于協作機器人無框力矩電機適用于協作機器人 資料來源：覓數據 MDATA 公眾號，興業證券經濟與金融研究院整理 資料來源：科爾摩根官網，興業證券經濟與金融研究院整理 海外龍頭積淀深厚，國產廠商海外龍頭積淀深厚，國產廠商技術技術追趕追趕步履不停步履不停。無框力矩電機領域，美國科爾摩根、瑞士 Maxon、日本尼得科等屬第一梯隊廠商?？茽柲Ω菬o框無刷電機設計和制造領域的先驅，其前身 Inland 電機公司在 1949 年設計出世界上首個無框力矩電機，技術積淀深厚?？茽柲Ω?TBM2G 系列無框力矩電機最大連續轉矩機器人通用機械醫藥航空航天其

75、他80%左右 -22-行業行業深度研究深度研究報告報告 可達 15.1Nm，領先全行業。與海外龍頭相比，以步科股份為代表的國產廠商雖起步較晚，但技術追趕步履不停。步科股份于 2016 年推出首代無框電機，此后首創 18 槽的灌封工藝應用于第二代產品中，提高了槽滿率，降低了溫升。2022年，步科推出第三代無框力矩電機 FMC 系列，最大連續轉矩可達 4.40Nm。目前步科股份無框力矩電機的營收規模在百萬量級。表表 7、無框力矩電機市場主要參與者無框力矩電機市場主要參與者 公司名稱公司名稱 地區地區 無框力矩電機無框力矩電機產品產品 科爾摩根科爾摩根 美國 1949 年，公司前身年，公司前身 In

76、land 電機公司設計出世界上首個無框力矩電機。電機公司設計出世界上首個無框力矩電機。2022 年推出 TBM2G系列無框力矩電機，最大連續轉矩可達最大連續轉矩可達 15.1Nm，轉矩密度比競爭對手高出約 40%，功率密度比競爭對手高出約 150%，滿足 15 公斤及以下協作機器人應用的速度、轉矩、溫度、尺寸和重量要求。Maxon 瑞士 無框電機套件僅包括轉子和定子無軸承、無電機軸。外徑僅為 43 至 90mm，極其緊湊，最大連續最大連續轉矩可達轉矩可達 2.90Nm。尼得科尼得科 日本 為關節機器人開發，每個關節都有一個運動的無框電機，機器繞線，具有高可靠性，可綁定磁鐵線，形成緊湊的、自支撐

77、的線圈；采用緩蝕材料建造；在電機中使用釹磁鐵，有助于為電機創造高扭矩。最大連續轉矩可達最大連續轉矩可達 4Nm。步科股份步科股份 中國 無框力矩電機的營收規模在百萬量級。無框力矩電機的營收規模在百萬量級。無框力矩電機是一個完整的系列化的產品線，覆蓋 52mm-132mm10 種框架尺寸，覆蓋 3-25kg 負載需求，最大連續轉矩可達最大連續轉矩可達 4.40Nm。2022 年推出第三代無框力矩電機 FMC 系列，可以對標國際領先產品，部分型號具備一定優勢。昊志機電昊志機電 中國 公司開發的無框力矩電機主要應用于協作機器人和輕型機器人，具有以下特點：（1）轉矩波動1%，更利于機器人力矩控制；（2

78、）3.5 倍過載能力，使得機器人負載能力大大加強。資料來源：科爾摩根官網，科爾摩根官方公眾號，Maxon 官網，尼得科官網，步科股份官網，步科股份公開投資者活動關系記錄表，昊志機電 2022 年年報，興業證券經濟與金融研究院整理 空心杯電機空心杯電機：契合人形機器人手部關節，國產廠商奮起直追：契合人形機器人手部關節，國產廠商奮起直追 空心杯電機無鐵芯空心杯電機無鐵芯結構結構有效提升了電機性能有效提升了電機性能，具備效率高、響應快、轉速高、，具備效率高、響應快、轉速高、噪聲小、壽命長等特點噪聲小、壽命長等特點?？招谋姍C從結構上突破了傳統電機的轉子結構形式，采用無鐵芯轉子，從根本上消除了由于鐵芯

79、渦流效應造成的損耗，進而提升了電機性能。據空心杯電機定制化管理的應用研究，空心杯電機具備以下特點：（1）效率高。大多數有刷直流電機的最高效率一般在 50%左右，而多數空心杯電機的最高效率都在 80%以上。（2）響應快?？招谋姍C采用空心杯型繞組，減小了轉動慣量。普通有刷直流電機的機械時間常數一般在 100 毫秒以上，空心杯電機的機械時間常數通常只有十幾毫秒。（3）轉速高。電機的渦流損耗和電機轉速的平方成正比。普通有刷電機的設計最高轉速一般在 5000rpm 以下，空心杯電機由于沒有渦流損耗，設計最高轉速通常在 10000rpm 左右。當前，當前，空心杯電機空心杯電機主要應用于工業及服務機器人、

80、航空航天、醫療等領域。主要應用于工業及服務機器人、航空航天、醫療等領域。圖圖 22、傳統有刷直流電機結構圖、傳統有刷直流電機結構圖 圖圖 23、空心杯電機結構圖、空心杯電機結構圖 資料來源：空心杯電機定制化管理的應用研究，興業證券經濟與金融研究院整理 資料來源：空心杯電機定制化管理的應用研究，興業證券經濟與金融研究院整理 -23-行業行業深度研究深度研究報告報告 空心杯電機按照換向方式可分為空心杯有刷電機和空心杯無刷電機兩類?？招谋姍C按照換向方式可分為空心杯有刷電機和空心杯無刷電機兩類?？招谋兴㈦姍C采用機械電刷換向，一般由機殼、軟磁材料內定子、永磁體外定子、空心杯型轉子電樞組成?？招谋瓱o刷

81、電機采用電子換向，由機殼、軟磁材料、絕緣材料和空心杯電樞構成的定子及永磁鋼轉子等組成。由于空心杯有刷電機采用電刷換向，電機運行過程中存在相對摩擦，噪聲較大、使用壽命較短。對比之下，空心杯無刷電機通過控制電子元件的通斷使不同繞組接入電路，具備效率高、轉矩波動小、使用壽命高等優點。圖圖 24、空心杯有刷電機、空心杯有刷電機的結構的結構 圖圖 25、空心杯無刷電機、空心杯無刷電機的結構的結構 資料來源：永磁無刷空心杯電機及控制器研究，興業證券經濟與金融研究院整理 資料來源：永磁無刷空心杯電機及控制器研究，興業證券經濟與金融研究院整理 空心杯電機的技術難點主要體現于線圈設計、繞制工藝及繞制設備三方面。

82、空心杯電機的技術難點主要體現于線圈設計、繞制工藝及繞制設備三方面。繞組是空心杯電機的核心技術，繞組的質量直接影響到電機的可靠性及性能：（1）線圈設計。線圈設計。頭部公司德國 Faulhaber 采用其創始人 Fritz Faulhaber 博士發明并于 1965 年申請了專利保護的自承式傾斜纏繞無鐵芯線圈，另一家頭部公司瑞士 Maxon采用馬鞍形線圈。（2）繞制工藝繞制工藝。線圈的繞制方式可分為繞卷式和一次性繞制成型兩種。我國主要采用繞卷式生產技術，即將線圈金屬絲繞制成坯線圈，然后將坯線圈壓制成扁平的線板，再將扁平的線板卷成線圈。繞卷式生產需要人工參與，存在生產效率低、廢品率高等問題。國外主要

83、采用一次性繞制成型的生產技術，自動化程度、生產效率較高。圖圖 26、一次性繞制成型的空心杯電機線圈、一次性繞制成型的空心杯電機線圈 圖圖 27、繞卷式生產技術、繞卷式生產技術 資料來源：空心杯線圈繞線機設計，興業證券經濟與金融研究院整理 資料來源：空心杯線圈繞線機設計，興業證券經濟與金融研究院整理 -24-行業行業深度研究深度研究報告報告 （3）繞制設備繞制設備。繞制設備主要由瑞士、日本等國壟斷，設備價格昂貴，且對我國存在技術封鎖。如 Maxon使用的繞線機由瑞士 Meteor生產。Meteor從 50年代初開始制造繞線機，在生產過程中采用 CNC 控制，人工參與較少，性能穩定，繞制出的產品一

84、致性較高。日本田中精機被認為是繞線機行業的鼻祖，采用插補畫圓方式多極定子繞線，每次動作循環可以同時繞制 3 個定子；繞線過程中自動夾線，自動剪線完成產品，有助于降低人工勞動強度，提高生產效率。2028 年年全球全球空心杯空心杯電機電機市場規?；蚩捎馐袌鲆幠；蚩捎?10 億美元億美元。根據 GII Research，2021 年全球空心杯電機市場規模為 6.77 億美元。分地區來看，中國市場規模為 2.36 億美元，占比 34.80%；歐洲市場規模為 1.75 億美元，占比 25.85%。分種類來看，有刷空心杯電機占據主導，占比 67.33%，無刷空心杯電機占比為 32.67%。GII Rese

85、arch 預測到 2028 年，全球空心杯電機市場規模有望達 11.86 億美元，2022-2028 年的 CAGR 為 7.98%，其中歐洲市場的 CAGR 有望達 5.82%，日本市場的CAGR 有望達 6.74%。圖圖 28、全球、全球空心杯電機空心杯電機市場規模市場規模 圖圖 29、2021 年全球年全球空心杯電機空心杯電機市場分布市場分布 資料來源：GII Research，興業證券經濟與金融研究院整理 資料來源：GII Research，興業證券經濟與金融研究院整理 空心杯電機市場空心杯電機市場目前目前由由德國、瑞士廠商主導德國、瑞士廠商主導。據江蘇雷利 2023 年 2 月 2

86、日投資者交流紀要，德國 Faulhaber 和瑞士 Maxon 銷售的空心杯電機+齒輪箱+編碼器集成件年銷售額約 32 億歐元，產品主要面向軍工和工業市場。Faulhaber 是空心杯電機的起源地，公司創始人 Fritz Faulhaber Sr.博士發明了自承式空心杯斜繞組轉子技術并于 1958 年注冊專利，其空心杯電機最小外徑可以做到 3mm。國內具備空心杯電機生產能力的廠商有鳴志電器、江蘇雷利（鼎智科技）等。江蘇雷利與合作方共同研發繞線設備，已實現空心杯電機全自動量產，在小批量驗證中。鳴志電器 2019 年收購瑞士 TMotion100%股權，加強空心杯電機生產能力，公司具備人形機器人手

87、掌模組及指模所用的控制電機模組的研發和制造技術，產品在人形機器人頭部客戶處測試驗證中。6.77 7.48 11.86 024681012142021A2022E2028E空心杯電機市場規模（億美元）中國34.77%歐洲25.85%其他39.38%-25-行業行業深度研究深度研究報告報告 表表 8、空心杯空心杯電機市場主要參與者電機市場主要參與者 公司名稱公司名稱 地區地區 空心杯空心杯電機產品電機產品 Faulhaber 德國 公司創始人 Fritz Faulhaber Sr.博士發明了自承式空心杯斜繞組轉子技術并于 1958 年注冊專利?？湛招谋姍C產品覆蓋心杯電機產品覆蓋 3mm-44mm

88、 多種外徑型號。多種外徑型號。Maxon 瑞士 空心杯電機產品覆蓋空心杯電機產品覆蓋 6mm-90mm 多種外徑型號。多種外徑型號。江蘇雷利江蘇雷利（鼎智科技）（鼎智科技）中國 空心杯電機產品空心杯電機產品覆蓋覆蓋 16mm-42mm 多種外徑型號。多種外徑型號。無刷空心杯電機的繞線生產由江蘇雷利負責，繞線設備由江蘇雷利自動化團隊、鼎智科技以及其他合作方共同研發，鼎智科技負責在軍工和醫療領域推廣空心杯電機產品?？招谋姍C已空心杯電機已實現全自動量產實現全自動量產，在小批量驗證中。，在小批量驗證中。鳴志電器鳴志電器 中國 空心杯電機產品空心杯電機產品覆蓋覆蓋 8mm-24mm 多種外徑型號多種外

89、徑型號。2019 年收購瑞士年收購瑞士 TMotion100%股權，股權，TMotion 在空心杯電機驅動控制器領域的技術幫助鳴志電器快速推進空心杯的批量化。在人形機器人領域，公司專注于手掌模組及指模所用的控制電機模組的研發和制造，已向人形機器人領域頭部客戶提交了全套技術方案及樣機，供客戶作可靠性及實際應用的測試驗證。偉創電氣偉創電氣 中國 空心杯電機產品主要面向以高功率密度、高相應、高轉速場合為主要的應用場景，首款產品主要推向醫療領域，性能指標達到 13mm、85000rpm，并進一步推進研發更高功率密度的產品。禾川科技禾川科技 中國 公司有較成熟的伺服電機、步進電機、空心杯電機空心杯電機、

90、無框電機等各類電機及相關傳感器產品，其中伺服產品在國內有較高的市場占有率，其他產品均有實現量產，但銷售占比較少 資料來源：Faulhaber 官網，Maxon 官網，江蘇雷利公開投資者活動關系記錄表，鼎智科技公開投資者活動關系記錄表，鼎智科技官網，鳴志電器官網，鳴志電器公開投資者活動關系記錄表，高工機器人網，偉創電氣公眾號，偉創電氣公開投資者活動關系記錄表，禾川科技公開投資者活動關系記錄表，興業證券經濟與金融研究院整理 注：鼎智科技為興業證券新三板做市企業 國產產品國產產品性能性能接近海外接近海外領先水平，價格優勢突出。領先水平，價格優勢突出。產品性能方面，將 Maxon 與鼎智科技同規格產品

91、對比可見，Maxon ECX SPEED 16的額定轉矩可達 15mNm，鼎智科技 16 系列的額定轉矩為 7.4-7.5mNm，與海外領先水平仍存在一定差距。在額定轉速、效率、機械時間常數等指標方面，鼎智科技雖落后于 Maxon，但差距較小。價格方面，Maxon 10mm 機座尺寸的空心杯電機價格與鳴志電器包含空心杯電機和減速器的價格類似。Maxon 22mm 機座尺寸的空心杯電機價格最高可達 2152 元，是鳴志電器 24mm 機座尺寸的空心杯電機價格的近 2 倍。國產空心杯電機的價格優勢明顯。表表 9、Maxon 與鼎智科技同規格空心杯電機性能對比與鼎智科技同規格空心杯電機性能對比 Ma

92、xonECXSPEED16 鼎智科技鼎智科技 16 系列系列 鳴志電器鳴志電器 ECU16052 系列系列 機座尺寸機座尺寸 mm 16 16 16 額定轉速額定轉速 rpm 61200 44000-51300-額定轉矩額定轉矩 mNm 15 7.4-7.5 10.5-11 效率效率%88 82.4-85 82-85 機械時間常數機械時間常數 ms 1.87 3.06-5.35 1.21-1.22 資料來源：Maxon 官網，鼎智科技官網，鳴志電器官網，興業證券經濟與金融研究院整理 注：鼎智科技為興業證券新三板做市企業 表表 10、Maxon 與鳴志電器空心杯電機價格對比與鳴志電器空心杯電機價

93、格對比 機座尺寸機座尺寸 Maxon 鳴志電器鳴志電器 8mm 804-1028 元（電機）1443-1571 元（電機+減速器）10mm 914-1172 元（電機）954-1192 元（電機+減速器）12mm/13mm 988-1298 元（電機，12mm）583-649 元（電機，13mm）16mm/17mm 1293-1562 元（電機，16mm）636 元（電機，17mm）22mm/24mm 1346-2152 元（電機，22mm）1078 元（電機，24mm）資料來源：Maxon 官網，鳴志電器官網，興業證券經濟與金融研究院整理 -26-行業行業深度研究深度研究報告報告 2.4、減

94、速器：、減速器：人形機器人傳動樞紐，人形機器人傳動樞紐，主要應用于主要應用于旋轉關節和靈巧手旋轉關節和靈巧手 諧波、諧波、RV 和行星減速器各有優劣，適用于不同場景。和行星減速器各有優劣，適用于不同場景。諧波減速器具有單級傳動比大、體積小、質量小、運動精度高并能在密閉空間和介質輻射的工況下正常工作的優點。相較于一般減速器，在輸出力矩相同時，諧波減速器的體積可減少2/3，重量可減輕 1/2，因此適用于機器人小臂、腕部、手部等部位。但諧波減速器的容許力矩負載在1500Nm以內，不適用于機器人大臂、機座等重負載部位，而 RV 減速器的容許力矩負載可達 8000Nm，并具有更高的剛性，因此在大關節的優

95、勢更突出。行星減速器的單級傳動比范圍小，但單級傳動效率可高達 97%，且壽命可長達 2 萬小時，適用于移動機器人、新能源設備、高端機床、智能交通等行業的精密傳動裝置。人形機器人中減速器的用量提升。人形機器人中減速器的用量提升。相較于工業機器人，人形機器人的自由度提升，減速器的用量隨之增加。如一臺 SCARA機器人及 DELTA機器人需要用到 3臺左右的諧波減速器，而一臺特斯拉Optimus中共需要14臺諧波減速器。因此，人形機器人的產業化將為減速器市場貢獻可觀增量。表表 11、行星減速器、行星減速器、RV減速器與諧波減速器對比減速器與諧波減速器對比 項目項目 精密精密行星減速器行星減速器 RV

96、 減速器減速器 諧波減速器諧波減速器 技術特點技術特點 體積比較小，主要包括行星輪、太陽輪和內齒圈。精密行星減速器單級傳動比都在 10 以內，且減速級數一般不會超過 3 級 通過多級減速實現傳動，由行星齒輪減速器的前級和擺線針輪減速器的后級組成，零部件較多 通過柔輪的彈性變形傳遞運動，主要由柔輪、剛輪、波發生器三個核心零部件組成。與 RV及其他精密減速器相比，諧波減速器使用的材料、體積及重量大幅度下降 優點優點 扭矩大、精度高、單級傳動效率高達 97%、質量輕、壽命可長達2 萬小時、免保養 傳動效率高達 85-92%，傳動平穩性高，承載能力強，剛性和耐過載沖擊性能好，傳動精度高 小體積、高傳動

97、比、高精密度 缺點缺點 單級傳動比范圍小 結構復雜，制造難度大，成本高 傳遞扭矩相對較小，傳動效率低，使用壽命有限 終端領域終端領域 移動機器人、新能源設備、高端機床、智能交通等行業的精密傳動裝置 汽車、運輸、港口碼頭等行業中通常使用配有 RV減速器的重負載機器人，一般應用于多關節機器人的基座、大臂、肩部等重負載的位置 3C、半導體、食品、注塑、模具、醫療等行業中通常使用由諧波減速器組成的 30kg 負載以下的機器人，主要應用于機器人的小臂、腕部或手部 價格區間價格區間 700-3000 元/臺 5000-8000 元/臺 1000-5000 元/臺 應用位置應用位置 用于移動機器人；集成于步

98、進、伺服電機 多關節機器人中機座、大臂、肩部等重負載的位置 機器人小臂、腕部、手部 示意圖示意圖 資料來源：綠的諧波招股說明書，科峰智能招股說明書，納博特斯克官網，紐卡特官網，興業證券經濟與金融研究院整理 -27-行業行業深度研究深度研究報告報告 圖圖 30、人形機器人中諧波減速器的用量提升人形機器人中諧波減速器的用量提升 資料來源：Tesla AI Day 2022，綠的諧波招股說明書，興業證券經濟與金融研究院整理 諧波減速器：產能瓶頸逐步解除，技術差距逐步收斂，國產廠商實現突圍諧波減速器：產能瓶頸逐步解除，技術差距逐步收斂，國產廠商實現突圍 諧波減速機主要用于特斯拉人形機器人旋轉執行器以及

99、頸部。諧波減速機主要用于特斯拉人形機器人旋轉執行器以及頸部。根據 MIR數據，2021年我國機器人諧波減速器市場規模為 12.1 億元，預計 2025年諧波減速器市場規模有望達到 30.0 億元，2021-2025 年 CAGR 達 25.5%。近年來，國產廠商的市場占有率逐步提升。2022 年哈默納科、日本新寶在中國市場的合計份額為45%，國產 CR4的合計份額為 44%，日系主導的市場格局逐漸松動。圖圖 31、諧波減速器諧波減速器市場規模市場規模（億元）（億元）圖圖 32、2022 年中國諧波減速器市場競爭格局年中國諧波減速器市場競爭格局 資料來源：MIR，華經產業研究院，興業證券經濟與金

100、融研究院整理 資料來源：MIR，中商產業研究院，興業證券經濟與金融研究院整理 國產廠商有望憑借性價比優勢、響應速度及服務能力，在人形機器人產業化浪潮中進一步提升份額：（1）產能）產能：哈默納科產能以滿足本土需求為主，國產廠商積極擴產補足缺口：哈默納科產能以滿足本土需求為主，國產廠商積極擴產補足缺口 哈默納科在日本、美國、德國均有工廠，截至2023年3月底產能達306萬臺/年。2022 財年哈默納科 74.42%的營收（非合并報表口徑）來自日本本土，僅 7.93%的營收來自中國大陸，其主要產能需用于日本本土。諧波減速器裝配對熟練的工人要求較高，工人數量制約了日本廠商的擴產速度。336614024

101、6810121416SCARA機器人DELTA機器人六軸多關節機器人協作機器人特斯拉Optimus單臺機器人所需諧波減速器數量（臺）12.1300510152025303520212025E哈默納科,38%綠的諧波,26%來福,8%新寶,7%同川,6%大族,4%其他,11%-28-行業行業深度研究深度研究報告報告 哈默納科對華供應產能不足背景下，國產廠商抓住契機積極擴產，諧波減速器哈默納科對華供應產能不足背景下，國產廠商抓住契機積極擴產，諧波減速器國產化進程或將進一步加速。國產化進程或將進一步加速。2023 年底，綠的諧波募投項目有望達產，將新增50 萬臺諧波減速器產能。此外，綠的諧波 202

102、2 年發起的定增項目規劃 100 萬臺諧波減速器產能，有望在 2027 年全部達產。其他國產廠商方面，來福諧波產能近 20 萬臺/年，昊志機電產能約 15 萬臺/年，同川科技產能約 10 萬臺/年。圖圖 33、哈默納科產能分散于日本、美國、德國哈默納科產能分散于日本、美國、德國（截（截至至 2023 年年 3 月底）月底）圖圖 34、2022 財年哈默納科營收結構按地區拆分財年哈默納科營收結構按地區拆分（非合并報表口徑）（非合并報表口徑）資料來源：哈默納科官網，興業證券經濟與金融研究院整理 資料來源：哈默納科官網，興業證券經濟與金融研究院整理 圖圖 35、綠的諧波產能加速擴張、綠的諧波產能加速

103、擴張 資料來源：綠的諧波招股說明書，綠的諧波 2022 年度向特定對象發行 A 股股票募集說明書，綠的諧波向特定對象發行股票審核中心意見落實函的回復報告，興業證券經濟與金融研究院整理 （2）技術能力：）技術能力：哈默納科牢筑哈默納科牢筑專利壁壘專利壁壘,國產廠商另辟蹊徑國產廠商另辟蹊徑 截至 2020 年，全球諧波減速器技術專利申請量排名前 15 位的機構按所屬國分布為：中國 7 家，日本 5 家，美國 2 家，俄羅斯 1 家。日本在專利申請的絕對數量上占據領先地位。其中哈默納科以 315 項專利申請冠絕全球，足可見哈默納克的技術實力之強。日本74.42%中國大陸7.93%美國6.62%德國5

104、.85%韓國及中國臺灣4.96%其他0.21%9 12 25 33 59 59 79 119 159 02040608010012014016018020192020202120222023E2024E2025E2026E2027E綠的諧波年產能（萬臺）-29-行業行業深度研究深度研究報告報告 圖圖 36、截至、截至 2020 年全球諧波減速器技術專利申請量排名年全球諧波減速器技術專利申請量排名 資料來源：諧波減速器技術專利分析研究，興業證券經濟與金融研究院整理 哈默納科哈默納科齒形專利高墻下齒形專利高墻下，國產廠商另辟蹊徑。，國產廠商另辟蹊徑。優秀的齒形設計能增大嚙合齒數和嚙合面積，減小同一

105、負載下平均每顆齒所承受的載荷，從而提升諧波減速器的承載能力并延長其使用壽命。哈默納科早在 1990 年代初就已基本完善其 IH 齒形設計。IH 齒形將嚙合齒數占總齒數的比例增加至約 30%，使用 IH 齒形的諧波減速器保持了使用漸開線齒形諧波減速器的平滑性，并顯著提升了精度、強度、剛度和壽命。哈默納科在齒形設計方面申請大量專利，先發優勢顯著。國產廠商作為后進入者，需另辟蹊徑。綠的諧波發明了全新的“P 型齒”結構，與國外同類產品相比具備齒高較低可承受較大的扭矩、齒寬較大降低斷裂失效的風險、柔輪壽命大幅提升等優點。來福諧波采用 齒形，具有接觸應力小、壽命長、嚙合性能好、噪音低、工作平穩的特點。圖圖

106、 37、齒形設計是諧波減速器的差異化所在、齒形設計是諧波減速器的差異化所在 資料來源：諧波減速器研究現狀及問題研究，國家知識產權局，興業證券經濟與金融研究院整理 柔輪是諧波減速器的另一技術難點，國產略遜于日資柔輪是諧波減速器的另一技術難點，國產略遜于日資。諧波減速器特殊鋼材質柔輪的組織和力學性能分析一文對比了哈默納科諧波減速器禮帽型特殊鋼材質柔輪與某國產柔輪的組織和力學性能，研究發現：（1）國產柔輪組織較粗大,晶粒度比日本的小 1.0-4.0 級，且穩定性差，晶粒度級差達 3.0 級；（2）國產柔輪與日本柔輪的強度和塑性基本一致，但穩定性較差；（3）國產柔輪的潔凈度較差，存在脆性夾雜物。組織粗

107、大且不均勻進而影響了國產柔輪的疲勞壽命和穩定性。近年來，國產廠商努力縮小與日資的差距，如來福諧波研制了特殊的柔輪材料，經過特殊的光整強化處理后的柔輪具備較高的疲勞強度和疲勞壽命 3154238352521212017161615141413050100150200250300350 -30-行業行業深度研究深度研究報告報告 圖圖 38、與日本柔輪相比，國產柔輪更粗大且穩定性較差、與日本柔輪相比，國產柔輪更粗大且穩定性較差 資料來源：諧波減速器特殊鋼材質柔輪的組織和力學性能分析，興業證券經濟與金融研究院整理 （3）產品力：）產品力：國產廠商在產品豐富度、輕量化等方面與海外龍頭存在一定差距國產廠商

108、在產品豐富度、輕量化等方面與海外龍頭存在一定差距 國內廠商在諧波減速器的輸出轉速、傳動精度等方面與國外的差距已明顯收斂，但海外龍頭在品類豐富程度及輕量化等方面的優勢仍較為顯著。將來福諧波與哈默納科對比可見，來福諧波覆蓋減速比50-160的諧波減速器，哈默納科的減速比最低可至 30，最高可至 320，減速比的覆蓋范圍更廣。輕量化方面，來福諧波輕量化系列 LSN的小規格產品重量已與哈默納科 CSF-ULW系列相差無幾，但大規格產品的重量仍與哈默納科存在一定差距。圖圖 39、哈默納科與來福諧波輕量化系列重量對比、哈默納科與來福諧波輕量化系列重量對比 資料來源：哈默納科官網，來福諧波官網，興業證券經濟

109、與金融研究院整理 （4）國產廠商具備價格、響應速度等優勢國產廠商具備價格、響應速度等優勢 國產廠商有望憑借性價比優勢、響應速度國產廠商有望憑借性價比優勢、響應速度及及服務服務能力，乘人形機器人產業化東能力，乘人形機器人產業化東0.090.150.230.320.450.080.170.390.520.7300.10.20.30.40.50.60.70.8型號-8型號-11型號-14型號-17型號-20哈默納科CSF-ULW系列產品重量(kg)來福諧波LSN系列產品重量(kg)-31-行業行業深度研究深度研究報告報告 風進一步風進一步提升提升份額。份額。綠的諧波的產品價格遠低于哈默納科，但其毛利

110、率領先于哈默納科 10%以上，突顯其控本能力，契合人形機器人降本需求。此外，相較國際品牌，綠的諧波的響應速度更快，現場服務能力更佳，訂單交期更短。綠的諧波的交貨周期已縮短至 2個月以內。圖圖 40、哈默納科與綠的諧波毛利率對比、哈默納科與綠的諧波毛利率對比 資料來源：Wind，哈默納科年報，興業證券經濟與金融研究院整理 精密行星減速器：內資廠商加速替代，性能逐步接近外資精密行星減速器：內資廠商加速替代，性能逐步接近外資 精密行星減速器一般用在機器人關節（小型或運動關節）和人形機器人的靈巧手上配合空心杯電機做傳動輸出使用。因為空心杯電機多呈現高速低扭矩的特性，為了在較小空間內獲得較大的手指抓握力

111、，一般都會集成 2-3 級的行星減速箱，大多數情況下，空心杯電機都需要搭配行星減速箱進行使用，如 Optimus 的每只靈巧手中有 6 個空心杯關節，每個關節由空心杯電機+力矩傳感器+多級行星減速器+編碼器組成。假設 Optimus 中減速器方案為 2 個行星減速器+12 個諧波減速器，按照行星減速器的市場均價 1250 元測算，在悲觀、中性、樂觀情形下，2030 年人形機器人市場需求量分別為 106.6/171.7/236.7 萬臺，得到 2030 年行星減速器的市場規模分別為 26.7/42.9/59.2億元。人形機器人中，諧波與行星存在技術路線之爭。人形機器人中，諧波與行星存在技術路線之

112、爭。一般認為，由于諧波的輕量化、高精度優勢，人形機器人中主要使用諧波減速器，在大臂、肩部、腿部等大負載關節可能會需要使用少量RV減速器。但 UCLA論文Design of a Highly Dynamic Humanoid Robot給出了另一種思路，文章認為，諧波減速器+力矩傳感器的組合非常脆弱且極易受到沖擊，具有高減速比的機器人只能實現非常緩慢且相對靜止的運動。相較之下，氣隙電機+行星減速器的組合不易因沖擊負載而損壞，更適用于機器人下半身關節，并且行星減速器具備明顯的成本優勢。32.02%33.98%39.28%36.05%49.37%47.18%52.52%48.69%20%30%40%

113、50%60%2019202020212022哈默納科毛利率（%）綠的諧波毛利率（%）-32-行業行業深度研究深度研究報告報告 圖圖 41、高減速比設計的執行器，高減速比設計的執行器，施加反向作用力施加反向作用力時，時，扭矩很快達到齒輪箱的極限，齒輪永久變形扭矩很快達到齒輪箱的極限，齒輪永久變形 圖圖 42、低減速比設計的執行器，、低減速比設計的執行器，施加反向作用力施加反向作用力時，時，扭矩保持線性增長，齒輪不易損壞扭矩保持線性增長，齒輪不易損壞 資料來源：Design of a Highly Dynamic Humanoid Robot，興業證券經濟與金融研究院整理 資料來源：Design

114、of a Highly Dynamic Humanoid Robot，興業證券經濟與金融研究院整理 我國行星減速器市場持續擴容，在全球市場中的占比加速提升我國行星減速器市場持續擴容，在全球市場中的占比加速提升。2022 年全球行星減速器行業銷量為 540.15 萬臺，銷售金額為 12.03 億美元，其中中國銷量為231.91萬臺，銷售金額為5億美元。2018-2022年全球行星減速器市場規模CAGR為 7.40%，我國行星減速器市場規模 CAGR 為 14.00%，顯著高于全球增速。2018-2029年，我國行星減速器市場規模有望從2.96億美元增長至11.49億美元，CAGR或可達 13.1

115、2%，在全球市場中的占比有望從2018年的 32.72%增長至2029年的 51.47%，行業發展空間廣闊。從下游分布來看，根據科峰智能招股說明書，行星減速器的下游主要應用領域包括移動機器人、新能源設備、高端機床、工程機械、電子設備、智能交通等行業。圖圖 43、中國及全球行星減速器市場規模中國及全球行星減速器市場規模（億美元）（億美元）圖圖 44、2022 年科峰智能下游收入占比年科峰智能下游收入占比 資料來源：QY Research，科峰智能招股說明書，興業證券經濟與金融研究院整理 資料來源：科峰智能招股說明書，興業證券經濟與金融研究院整理 國產品牌市場號召力與日俱增。國產品牌市場號召力與日

116、俱增。全球范圍內，德國、日本等國家的行星減速器產品在材料、設計水平、質量控制、精度、可靠性和使用壽命等方面處于行業領先地位。2022 年日本新寶、德國紐卡特、德國威騰斯坦在全球市場中的合計份額為 34.5%。行星減速器國產陣營以科峰智能、紐氏達特、中大力德為主要代表，2022 年中國精密行星減速器市場，日本新寶的市占率為 20.4%，科峰智能及紐氏達特的合計市占率為 21.1%。2.96 3.11 3.46 4.71 5.00 5.20 5.89 6.65 7.61 8.78 10.11 11.49 9.04 9.26 9.29 11.35 12.03 12.55 13.76 15.06 16

117、.56 18.32 20.29 22.31 30%35%40%45%50%55%60%0510152025中國行星減速器銷售金額（億美元）全球行星減速器銷售金額（億美元）中國占比（%）（右軸）移動機器人18.30%新能源設備19.12%高端機床11.59%工程機械10.09%電子設備6.89%其他機械制造 13.29%其他行業20.72%-33-行業行業深度研究深度研究報告報告 圖圖 45、2022 年全球精密行星減速器市場格局年全球精密行星減速器市場格局 圖圖 46、2022 年中國精密行星減速器市場格局年中國精密行星減速器市場格局 資料來源：QY Research，科峰智能招股說明書，興業

118、證券經濟與金融研究院整理 資料來源：QY Research，科峰智能招股說明書，興業證券經濟與金融研究院整理 國產性能已逐步接近外資。國產性能已逐步接近外資。將紐卡特與科峰智能同規格行星減速器產品對比可見，科峰智能在使用壽命、滿載效率、運行噪音和重量方面已與紐卡特相差無幾，但在扭矩剛度方面與紐卡特存在一定差距。扭矩剛度越高，說明行星減速機在傳遞扭矩時產生的變形越小，傳動精度越高，科峰智能的傳動精度仍有提升空間。表表 12、紐卡特與科峰智能同規格行星減速器對比紐卡特與科峰智能同規格行星減速器對比 紐卡特紐卡特 PSBN070 科峰智能科峰智能 SPL70 使用壽命使用壽命 h 20000 200

119、00 滿載效率滿載效率%1 級：98%；2 級：96%1 級：97%；2 級：95%運行噪音運行噪音 dB(A)57 58 扭矩剛度扭矩剛度 Nm/arcmin 1 級：4.1-5.4；2 級：4.1-5.7 3 重量重量 kg 1 級：1.4-1.5；2 級：2.1 1 級：1.4；2 級：2.0 資料來源：紐卡特官網，科峰智能官網，興業證券經濟與金融研究院整理 表表 13、減速器市場主要參與者減速器市場主要參與者 公司名稱公司名稱 地區地區 減速器產品減速器產品 綠的諧波綠的諧波 中國 主要為諧波減速器，產品系列齊全，LCD 系列非常適用于人形機器人末端關節，減速比范圍為 50-160 雙

120、環傳動雙環傳動 中國 控股子公司環動科技負責，諧波減速器業務已實現多型號穩定供貨，在原有的諧波產品基礎上開發出 3 大衍生新型號諧波減速器，產能得以釋放并快速提升，目前在持續目前在持續開展諧波減速器產品與下游客戶的對接測試開展諧波減速器產品與下游客戶的對接測試。中大力德中大力德 中國 諧波減速器、精密行星減速器均已實現量產，圍繞工業自動化和工業機器人，形成了減速器+電機+驅動一體化的產品架構，目前正與人形機器人相關客戶積極對接目前正與人形機器人相關客戶積極對接?？品逯悄芸品逯悄?中國 精密行星減速器成功實現了 0.51超高精密級行星減速器的批量化生產、銷售；諧波減速器實現規?；a及銷售，傳動

121、誤差小于 30，回差小于 20，噪聲不超過 60 分貝。資料來源：綠的諧波官網，雙環傳動公開投資者活動關系記錄表，雙環傳動 2023 半年報，雙環傳動公開投資者活動關系記錄表，中大力德公開投資者活動關系記錄表，科峰智能招股說明書（申報稿），興業證券經濟與金融研究院整理 2.5、行星滾柱絲杠、行星滾柱絲杠：線性執行器核心部件，海外龍頭線性執行器核心部件，海外龍頭技術壁壘技術壁壘高筑高筑，國內廠商加速布局國內廠商加速布局 行星滾柱絲杠具備承載能力強、使用壽命長、響應速度快等優勢。行星滾柱絲杠具備承載能力強、使用壽命長、響應速度快等優勢。行星滾柱絲杠是一種可將伺服電機的旋轉運動轉變成直線運動的精密機

122、械傳動機構，主要依靠多個滾柱與絲杠、螺母之間的螺紋嚙合傳動來傳遞動力，其原理是絲桿旋轉帶其他廠商,52.70%日本新寶,12.90%紐卡特,10.90%威騰斯坦,10.70%精銳科技,7.50%科峰智能,5.40%其他,46.10%日本新寶,20.40%科峰智能,11.70%紐氏達特,9.40%精銳科技,7.10%利茗,5.30%-34-行業行業深度研究深度研究報告報告 動滾柱繞絲桿軸向公轉同時繞自身軸線自轉，滾柱帶動螺母做軸向運動。相較于其他直線機構，行星滾柱絲杠具有承載能力強、使用壽命長、響應速度快、軸向剛度大、傳動效率高、體積小等優點。圖圖 47、行星滾柱絲杠結構形式、行星滾柱絲杠結構形

123、式 資料來源：行星滾柱絲杠承載與摩擦特性研究，興業證券經濟與金融研究院整理 表表 14、各種直線機構性能對比各種直線機構性能對比 直線電機系統直線電機系統 氣動伺服系統氣動伺服系統 液壓伺服系統液壓伺服系統 齒輪齒條系統齒輪齒條系統 滾珠絲杠系統滾珠絲杠系統 行星滾柱絲杠系統行星滾柱絲杠系統 承載能力承載能力 低 高 很高 高 高 很高很高 壽命壽命 較長 較長 較長 較長 較長 很長很長 速度速度 較快 很快 中等 較快 中等 很快很快 有無泄露有無泄露 無 有 有 有 無 無無 位置可控性位置可控性 容易 很困難 困難 容易 容易 容易容易 抗沖擊性抗沖擊性 高 高 很高 高 很高 很高很

124、高 機械剛度機械剛度 中等 低 高 高 中等 較高較高 相對體積相對體積 小 大 大 大 中等 小小 摩擦摩擦 小 中等 小 小 小 小小 效率效率-中等 中等 很高 很高 較高較高 安裝安裝 簡單 復雜 復雜 簡單 簡單 簡單簡單 資料來源：行星滾柱絲杠承載與摩擦特性研究，興業證券經濟與金融研究院整理 行星滾柱絲杠可分為標準式、反向式、循環式、差動式四類，適用于不同場合。行星滾柱絲杠可分為標準式、反向式、循環式、差動式四類，適用于不同場合。標準式能夠實現較大行程，適用于精密機床、機器人、軍工裝備等高負載、高速場合。特斯拉的 Optimus 采用反向式行星滾柱絲杠方案，反向式的行程受限于螺母內

125、螺紋長度，適用于中小負載、小行程和高速的應用場景。循環式可應用于醫療、光學等對剛度、承載能力、精度要求較高的場合，但存在噪音問題。差動式適用于傳動較大、承載能力較高的場合，但在重載情況下螺紋易產生磨損。-35-行業行業深度研究深度研究報告報告 表表 15、行星滾柱絲杠分類行星滾柱絲杠分類 標準式標準式 反向式反向式 循環式循環式 差動式差動式 結構結構 滾柱兩端帶有螺旋齒，確保滾柱平行于絲杠軸線而正常轉動 螺母作為旋轉輸入，絲杠作為直線輸出，并且絲杠螺紋兩端加工有直齒 滾柱螺紋為螺旋升角為零的環槽 滾柱和螺母均為無螺旋升角的環槽，且滾柱分為大直徑段和小直徑段，大直徑段的環槽與絲杠螺紋嚙合，小直

126、徑段的環槽與螺母環槽嚙合 優點優點 能夠實現較大行程 可將其螺母作為電機轉子實現電機和絲杠一體化設計，形成結構緊湊的一體式機電作動器（C-EMA）可以實現小導程、高位置精度、嚙合點更多、承載能力更高 可以實現小導程、結構簡單且便于加工 缺點缺點-行程受到螺母內螺紋長度的限制 凸輪環結構會產生振動沖擊，存在噪音問題 運動過程中螺紋會產生滑動現象，在重載情況下容易產生磨損，導致精度喪失、可靠性降低等問題 應用場景應用場景 適用于環境惡劣、高負載、高速等場合，如精密機床精密機床、機器人、軍工裝備等 中小負載、小行程和高速的應用場景 主要應用于要求高剛度、高承載、高精度的場合，如醫療器械、光學精密儀器

127、等領域 適用于傳動比較大，承載能力較高的應用場合 示意圖示意圖 資料來源：行星滾柱絲杠承載與摩擦特性研究，行星滾柱絲杠傳動精度分析與設計，興業證券經濟與金融研究院整理 全球滾柱絲杠市場規模約全球滾柱絲杠市場規模約 20 億元。億元。根據 Persistence Market Research，2017-2022年全球行星滾柱絲杠市場規模由2.07億美元增長至2.85億美元，CAGR達6.6%。受益于行星滾柱絲杠在汽車、航空航天、電子、半導體等下游應用領域的滲透率提升，2033 年全球行星滾柱絲杠市場規模有望達 5.57 億美元，2023-2033 年的CAGR 為 6.4%，其中中國市場增速較

128、快，2023-2033年 CAGR 有望達 7.5%。外資廠商主導我國行星滾柱絲杠市場。外資廠商主導我國行星滾柱絲杠市場。從競爭格局來看，據E 公司滾柱絲杠產品營銷策略研究預測，2022年 Rollvis、GSA及 Ewellix是我國行星滾柱絲杠市場占有率最高的三個品牌，合計份額達 66%，國產品牌南京工藝、博特精工的市占率均為 8%。圖圖 48、中國滾柱絲杠競爭格局（、中國滾柱絲杠競爭格局（2022E）圖圖 49、全球滾柱絲杠市場規模、全球滾柱絲杠市場規模 資料來源：E 公司滾柱絲杠產品營銷策略研究，興業證券經濟與金融研究院整理 資料來源：Persistence Market Resear

129、ch，興業證券經濟與金融研究院整理 Rollvis26%GSA26%Ewellix14%Rexroth12%南京工藝8%濟寧博特8%CMC3%優仕特3%2.07 2.85 3.00 5.57 01234562017A2022A2023E2033E全球滾柱絲杠市場規模（億美元）-36-行業行業深度研究深度研究報告報告 海外龍頭先發優勢突出。海外龍頭先發優勢突出。海外具備行星滾柱絲杠生產能力的企業包括瑞士 GSA、瑞士 Rollvis、瑞典 SKF、瑞典 Ewellix、美國 Exlar、英國 PowerJack、德國 LTK及日本 NTN 株式會社等。其中瑞士 Rollvis 及瑞典 SKF 起

130、步較早，在 1970 年就已開始生產行星滾柱絲杠。瑞士 Rollvis 的行星滾柱絲杠產品包括非循環式、反向式、差動式及循環式，產品系列齊全，下游應用領域覆蓋機器人、航空航天、國防、能源、醫療、汽車、半導體等。圖圖 50、海外行星滾柱絲杠企業概覽、海外行星滾柱絲杠企業概覽 資料來源：GSA官網，Rollvis官網，SKF官網，Ewellix官網，行星滾柱絲杠設計，行星滾柱絲杠傳動精度分析與設計興業證券經濟與金融研究院整理 表表 16、各公司公稱直徑各公司公稱直徑 30mm 標準式行星滾柱絲杠性能對比標準式行星滾柱絲杠性能對比 額定額定最大最大動載荷（動載荷（kN）額定額定最大最大靜載荷（靜載荷

131、（kN）SKF 123.3 178.3 Ewellix 106 178 南京工藝南京工藝 123.3 177.3 博特精工博特精工 46 49 資料來源：SKF 官網，Ewellix官網，南京工藝官網，博特精工官網，興業證券經濟與金融研究院整理 行星滾柱絲杠的技術壁壘較高，主要體現于原材料、工藝兩方面：行星滾柱絲杠的技術壁壘較高，主要體現于原材料、工藝兩方面：（1）原材料。）原材料。行星滾柱絲杠對材料耐磨性、韌性、硬度、耐沖擊能力的要求較高。以 Ewellix 為例，標準絲杠軸主要由經過預處理的 50CrMo4（或 42CrMo4）制成，通過感應進行表面硬化。50CrMo4 是鉻、錳、鉬 41

132、00 系列低合金鋼的較高碳含量變化，具備良好的耐磨性和韌性，適用于高負荷和高強度場景，被廣泛應用于航空航天、石油化工等領域。螺母和滾柱采用全面硬化的 100Cr6 軸承鋼，耐磨性良好，且能在高達 180的環境中運行。（2）加工工藝與設備。）加工工藝與設備。絲杠生產工藝中最難的在于軸溝槽研磨部分，需要螺紋磨床并搭配相應的砂輪，砂輪需要根據絲杠、溝道的設計尺寸來定做，定做的質量好壞會因廠家不同而千差萬別。滾柱絲杠的加工工藝較為復雜，技術工人的know-how、配套的機床細節等，需要長時間摸索。同時，精度較高的螺紋磨床 -37-行業行業深度研究深度研究報告報告 也依賴進口。表表 17、行星滾柱絲杠鋼

133、材的選擇行星滾柱絲杠鋼材的選擇 零部件零部件 鋼鋼 熱處理熱處理 最大允許運行溫度最大允許運行溫度 在標準回火溫度在標準回火溫度下的表面硬度下的表面硬度 性能性能 標準軸標準軸 50CrMo4 或 42CrMo4 感應淬火 110 58-60 良好的耐磨性、韌性 標準軸標準軸（按需求）（按需求）50CrMo4 感應淬火、高溫回火 150 58-60 良好的耐磨性和中等溫度下運行的韌性 特殊軸特殊軸 100Cr6 感應淬火 180 59-63 高耐磨性，適應于高運行溫度但更脆 螺母及滾柱螺母及滾柱 100Cr6 淬透 180 58-62 良好的耐磨性和高溫度運行能力 資料來源：Ewellix 官

134、網，興業證券經濟與金融研究院整理 人形機器人對行星滾柱絲杠的性能要求體現在三方面：人形機器人對行星滾柱絲杠的性能要求體現在三方面：（1）承載能力）承載能力：額定靜載荷是反映絲杠承載能力的關鍵指標，人形機器人上身在負載不大的情況下通常使用電機和諧波減速器，而下半身不僅承擔上半身的負載，還會承受行走時受到的沖擊，因而需要采用負載能力更大的絲杠，在實際應用場合中，為保證安全，在對絲杠選型前要確定其額定靜載荷，如果絲杠的靜態載荷能力不足，螺桿軸的滾道上會形成布氏壓痕，導致絲杠震動、異音甚至卡死，而行星滾柱絲杠相比于滾珠絲杠提供了更多的接觸點，因而能夠承受更高的負載；（2）壽命：）壽命：絲杠的壽命與額定

135、動載荷相關，相同負載下絲杠的額定動載荷越高，壽命越長；（3）精度）精度：行星滾柱絲杠的精度是指絲杠在任意 300mm 的長度內，絲母的移動距離與絲杠的累積基準導程（理想移動距離）的偏差，偏差越小，精度越高。國內精度等級采用國家標準，精度等級分為 P1、P2、P3、P4、P5、P7、P10，P1 精度最高。日本、韓國、中國臺灣省采用 JIS 標準，精度等級分為 C0、C1、C3、C5、C7、C10。歐洲國家的標準采用的是IT0，IT1，IT2，IT3，IT4，IT5，IT7，IT10。不同設備需要的絲杠精度等級不同，一般來說，普通機械采用C10、C7級，數控設備一般采用 C5、C3 級，航空制造

136、設備，精密投影及三坐標測量設備等一般采用C3、C2 級，人形機器人可參考工業機器人一般采用 C5、C4、C3級。表表 18、各類設備使用較多的滾珠絲杠副精度等級各類設備使用較多的滾珠絲杠副精度等級 用途用途 精度等級精度等級 P1 P2 P3 P4 P5 T7 T10 NC機床 車床 X軸 Z 軸 銑鏜床 XY軸 Z 軸 加工中心 XY軸 Z 軸 鉆床 XY軸 Z 軸 坐標鏜床 XY軸 Z 軸 磨床 XY軸 -38-行業行業深度研究深度研究報告報告 Z 軸 電火花加工械 XY軸 Z 軸 線切割機 XY軸 Z 軸 沖床 XY軸 激光加工機械 XY軸 Z 軸 木工機械 通用機械專用機械 半導體/印

137、刷版制造設備 曝光設備 化學處理設備 引線焊接機 探測器 電子零件插件機 印刷版開孔機 工業機器人 正交坐標型 組裝 其他 垂直多關節型 組裝 其他 圓筒坐標型 冶金設備機械 電動注塑機 三維測量儀 橡塑機械 圖像處理設備 資料來源：南京工藝官網，興業證券經濟與金融研究院整理 注：表示使用較多的精度等級范圍 我國企業加速布局行星滾柱絲杠。我國企業加速布局行星滾柱絲杠。上市公司方面，上市公司方面，恒立液壓恒立液壓、秦川機床秦川機床等企業的行星滾柱絲杠產能建設持續進行中；非上市公司方面，非上市公司方面，新劍傳動（非上市）新劍傳動（非上市）建有國內行星滾柱絲杠首條批量化生產線，2022年 3月批量化

138、生產，滾珠絲杠、行星滾柱絲杠產品年產能超過 350 萬套，成功應用于汽車底盤 EMB 制動系統和人形機器人線形驅動，在人形機器人行業，公司反向式行星滾柱絲杠已經覆蓋國內外頭部公司；南京工藝（非上市）南京工藝（非上市）擁有公稱直徑 18mm60mm多規格的行星滾柱絲杠產品，最大額定動載荷與額定靜載荷范圍分別為 405kN和 817kN；博特精工博特精工（非上市）行星滾柱絲杠產品規格覆蓋 24mm63mm，最大額定動載荷與額定靜載荷范圍分別為 146kN 和 330kN。-39-行業行業深度研究深度研究報告報告 表表 19、我國企業加速布局行星滾柱絲杠我國企業加速布局行星滾柱絲杠 公司名稱 布局情

139、況布局情況 恒立液壓 2021 年非公開發行募資 50 億，其中 14 億用于線性驅動器項目，該項目預計 2024Q2 投產，其中將新增750 根行星滾柱絲杠電動缸的生產能力。貝斯特 特設立全資子公司無錫宇華精機有限公司，全面布局高精度滾珠/滾柱絲杠副等直線滾動功能部件，滾珠絲杠副等產品首臺套已實現成功下線，部分產品已在送樣驗證過程中。秦川機床 所屬漢江機床具備滾珠絲杠生產能力，2023 年集團投資 2 億元，其中新增建設滾珠絲杠/精密螺桿副產能 28 萬件/年，此外公司具備行星結構滾柱絲桿生產能力。禾川科技 已有的導軌絲杠產品定位主要應用于工業自動化領域，目前正在進行產品認證階段，行星滾柱絲

140、杠正在規劃布局中。五洲新春 公司研發的各類絲杠類產品主要面向新能源汽車產業和機器人產業。汽車用產品主要為滾珠絲杠,試驗的周期會比較長,短則半年,長則 23 年；人形機器人具體技術路線尚未固化,公司 T 型螺紋絲杠開發完成并向客戶送樣,行星滾柱絲杠零部件向下游重要客戶多次送樣，公司短期目標是切入主流客戶產業鏈。新劍傳動（非上市）建有國內行星滾柱絲杠首條批量化生產線，成功實現了標準式行星滾柱絲杠、反向式行星滾柱絲杠、差動式行星滾柱絲杠等的批量市場銷售，目前滾珠絲杠、行星滾柱絲杠產品年產能超過 350萬套。在人形機器人行業，公司反向式行星滾柱絲杠已經覆蓋國內外頭部公司；在汽車行業，公司行星滾柱絲杠產

141、品國內市占率第一。南京工藝（非上市）擁有公稱直徑 18mm60mm多規格的行星滾柱絲杠產品，最大額定動載荷與額定靜載荷范圍分別為405kN 和 817kN。博特精工（非上市）行星滾柱絲杠規格覆蓋 24mm63mm，最大額定動載荷與額定靜載荷范圍分別為 146kN 和 330kN。資料來源：恒立液壓公司公告，貝斯特公司公告，五洲新春投資者問答，秦川機床投資者問答，禾川科技投資者問答，新劍傳動官微，新劍傳動 2022 年報，南京工藝官網，博特精工官網，興業證券經濟與金融研究院整理 2.6、力覺傳感器：、力覺傳感器：人形機器人力控關鍵部件，國內仍處于產業化早期人形機器人力控關鍵部件，國內仍處于產業化

142、早期 力覺傳感器是將力或力矩的量值轉化成電信號的零部件，按照測量維度，力覺傳感器可以分為一維力傳感器、三維力傳感器和六維力傳感器。力/力矩傳感器用于檢測關節間或者末端工具與接觸物間的力或力矩大小，在機器人操作中，精確掌控施加力度往往非常困難，因此需要使用力/力矩傳感器進行監測與調節，是實現機器人智能化力覺感知的重要工具。在特斯拉人形機器人中，14 個旋轉關節和 14 個直線關節中各有 1 個力傳感器。GGII 數據顯示，2022 年中國力傳感器市場規模 17.13 億元，同比增長 13.22%，預計 2023 年市場規模有望突破 20 億元。伴隨機器人應用場景復雜化，六維力傳感器的重要性突顯。

143、伴隨機器人應用場景復雜化，六維力傳感器的重要性突顯。在一些復雜的應用場景中，力、運動軌跡、機器人控制不是一個自由度，一維力傳感器不足以滿足場景要求，需要多維力傳感器。六維力傳感器能給出最為全面的力覺信息，其內部算法會解耦各方向力和力矩間的干擾，使力的測量更為精準。高精準度的軍用六維力器可以確保在六維度聯合承載的情況下，測量值偏差在量程的 0.3%FS 以內。高工機器人產業研究所(GGII)數據顯示，2022 年中國六維力/力矩傳感器市場規模 2.39 億元，同比增長 52.04%，其中機器人行業市場規模 1.56 億元，同比增長 54.35%。-40-行業行業深度研究深度研究報告報告 圖圖 5

144、1、六維力矩傳感器示意圖六維力矩傳感器示意圖 資料來源：ATI 工業自動化公眾號，興業證券經濟與金融研究院整理 六維力傳感器六維力傳感器技術難度高、使用壁壘高、技術難度高、使用壁壘高、價格價格昂貴等特點昂貴等特點，現階段尚未大規模，現階段尚未大規模推廣推廣：（1）技術壁壘：技術壁壘：六維力傳感器的技術難度相當于一維力傳感器難度的六次方。六維力傳感器不是三個一維力傳感器和三個扭矩傳感器結構的簡單疊加，其非線性力學特征明顯，需要考慮多通道信號的溫漂、蠕變、交叉干擾、數據處理的實時性，以及六維聯合加載標定的復雜性。（2）使用壁壘：使用壁壘：將六維力傳感器安裝在狹小空間內并與機構融為一體，存在較大難度

145、。安裝時需注意：（1）所有負載必須只連接在傳感器測試面上；（2）過渡板必須包含螺紋孔、定位銷、主定位銷，最好與機器人六軸坐標系方向重合；（3）過渡板需要有足夠厚度、強度、剛度，保證剛性連接；（4）安裝螺栓需略短于安裝孔深度，避免影響內部結構；（5）如機器人安裝孔與傳感器安裝孔重合，可設計雙法蘭；（6）傳感器線纜應避免反復彎折，過度扭曲，以保證信號質量。（3）價格高昂：價格高昂：行業龍頭美國 ATI 六維力傳感器的價格普遍在 5000 美元以上，其 Omega191系列的價格甚至高達 1.46萬美元。圖圖 52、六維力傳感器安裝難度較大、六維力傳感器安裝難度較大 圖圖 53、六維力傳感器價格高昂

146、、六維力傳感器價格高昂（美元（美元/個）個）資料來源：leaderobot 公眾號，ATI，興業證券經濟與金融研究院整理 資料來源：emotion-supply 官網，興業證券經濟與金融研究院整理 515066757156752581698900146000400080001200016000 -41-行業行業深度研究深度研究報告報告 人形機器人有望驅動六維力傳感器市場持續擴容。人形機器人有望驅動六維力傳感器市場持續擴容。六維力傳感器一般置于人形機器人末端關節，可以省去使用關節力矩和電流進行估算末端力的時間，直接讀取機器人所受的末端力，從而實現機器人的全身柔順效果并提升人形機器人抵抗外界沖擊的

147、能力。在機器人腳踝上面使用六維力傳感器進行柔順控制，可助力人形機器人在不平整地面行走。我們認為，人形機器人的應用場景較復雜，對感知能力、抵抗外部沖擊能力等的要求較高，對六維力傳感器存在一定需求，或將為六維力傳感器市場貢獻可觀增量。圖圖 54、六維力傳感器助力人形機器人抵抗外部沖擊、靜態平衡控制、適應不平整、六維力傳感器助力人形機器人抵抗外部沖擊、靜態平衡控制、適應不平整路面路面 資料來源：機器人大講堂，優必選，興業證券經濟與金融研究院整理 美國美國 ATI 全球領先，國內仍處產業化早期。全球領先，國內仍處產業化早期。ATI 成立于 1989 年，具有超過 30 年的力矩傳感器生產經驗，在市占率

148、、產銷量、應用、安裝等方面領先全球，技術優勢主要體現于產品性能、穩定性、精度、過載保護能力等。據 Novanta 收購ATI 時的預測，2021 年 ATI 收入超過 7000 萬美元。國內力矩傳感器企業多起步于 2010 年后，格局較為分散。非上市公司方面，宇立儀器在 2010 年左右進入ABB 供應鏈，與 ABB 戰略合作開發全球機器人力控應用和市場。坤維科技和海伯森技術（漢宇集團參股）均成立于 2015 年后，已成為 ABB、KUKA、節卡、遨博、大族等的供應商。上市公司方面，柯力傳感的六維力傳感器目前處于開發試制階段，暫未應用于人形機器人；昊志機電已攻克六維力傳感器，形成批量銷售，主要

149、應用于協作機器人和輕型機器人。表表 20、力矩傳感器競爭格局力矩傳感器競爭格局 力矩傳感器產品力矩傳感器產品 客戶客戶 ATI 世界上最大的六軸力世界上最大的六軸力/力矩產品供應商，超過力矩產品供應商，超過 30 年的力矩傳感器生產經年的力矩傳感器生產經驗，驗，2021 年年預計預計收入超過收入超過 7000 萬美元。萬美元。力/力矩傳感器被廣泛應用于各個工業領域，如產品測試、機器人裝配、打磨和拋光等。在研究領域傳感器被用于外科手術機器人、仿生機器人、康復機器人以及神經學等其他不同的應用中。世界上最小的六軸傳感器 nano17 適合狹小空間研究中的應用。NASA、遨博、KUKA、安川電機、杜克

150、大學、佐治亞理工學院等。宇立宇立儀器儀器（未上市）（未上市）2010 年進軍機器人行業，隨后進入年進軍機器人行業，隨后進入 ABB 全球供應鏈，全球供應鏈，與 ABB 戰略合作開發全球機器人力控應用和市場。多軸力傳感器包括六維力傳感器、三維力傳感器、一維力傳感器和關節扭矩傳感器。ABB、KUKA、安川電機等。坤維科技坤維科技（未上市）（未上市）成立于成立于 2018 年。年。力覺傳感器包括六維力傳感器、關節扭矩傳感器、指端力傳感器、底座力傳感器、定制力傳感器等，廣泛應用于醫療測試、小型工業機器人、自動化測量、航空航天測試等領域。節卡、遨博、越疆、大族等國內協作機器人廠商。海伯森技術海伯森技術（

151、未上市，漢（未上市，漢宇集團參股宇集團參股5.52%）成立于成立于 2015 年，六維力傳感器產品的銷售占總銷售量的年，六維力傳感器產品的銷售占總銷售量的 15%左右左右。六維力傳感器下游覆蓋 3C電子、工業自動化、精密工件檢測、醫療、科研等行業。六維力傳感器可應用于人形機器人。六維力傳感器可應用于人形機器人。ABB、KUKA、安川電機、節卡、遨博、大族等。-42-行業行業深度研究深度研究報告報告 柯力傳感柯力傳感 公司開發了三維力、六維力等多維力傳感器，可用于機器手臂運動與工作載荷監測、曲面研磨拋光、加工中心精雕加工、醫療設備精密測控等?？捎糜跈C器人相關領域的傳感器目前大部分處于小批量試制小

152、批量試制階段階段。昊志機電昊志機電 具備六維力矩傳感器開發能力 六維力矩傳感器目前主要應用于與客戶共同開發的按摩機器人上，且已形成批量銷售。東華測試東華測試 國內結構力學性能測試龍頭，已有扭矩傳感器產品，正在推進力矩傳感器研發樣品試制 下游應用集中在軍工和科研領域，應用于機器人領域的傳感器仍處于試制階段。資料來源：ATI 官網，ATI 工業自動化公眾號，Novanta 官網，宇立儀器官網，坤維科技官網，海伯森官網，漢宇集團公開投資者問答，高工機器人公眾號，柯力傳感公開投資者問答，昊志機電公開投資者問答，東華測試公開投資者問答，興業證券經濟與金融研究院整理 國產產品相較海外龍頭產品尚存在較大差距

153、。國產產品相較海外龍頭產品尚存在較大差距。對比 ATI與坤維科技直徑 90mm的六維力傳感器產品可見，ATI 六維力傳感器 x、y、z 方向的輸出力分別為 1000N、1000N、2000N，坤維科技六維力傳感器 x、y、z 方向的輸出力分別為 400N、400N、800N，ATI顯著高于坤維科技。輸出力矩方面，ATI六維力傳感器 x、y、z 方向的力矩均為 50Nm，坤維科技六維力傳感器 x、y、z 方向的力矩均為 36Nm，坤維科技相較 ATI尚存在較大差距。表表 21、ATI 與坤維科技同規格六維力傳感器產品性能對比與坤維科技同規格六維力傳感器產品性能對比 ATI 坤維科技坤維科技 直徑

154、（直徑（mm）90 90 Fx,Fy（N）1000 400 Fz（N）2000 800 Mx,My,Mz（Nm）50 36 資料來源：ATI 官網，坤維科技官網，興業證券經濟與金融研究院整理 2.7、設備設備：絲杠降本推動設備國產化，高精度螺紋磨床空間廣闊絲杠降本推動設備國產化，高精度螺紋磨床空間廣闊 滾珠絲杠生產分為軋制、磨削滾珠絲杠生產分為軋制、磨削、旋風銑三、旋風銑三種加工工藝。種加工工藝。冷軋滾珠絲杠批量生產成本低，效率高，但制造精度不理想，總停留在 P7 級左右（按國內精度等級劃分，下同），只能在設備中做傳動部件。磨削滾珠絲杠工序復雜，制造精度可達 P1，非常適合給高精度設備做定位部

155、件，因此更適用于人形機器人。表表 22、磨削滾珠絲杠與冷軋滾珠絲杠加工工藝對比磨削滾珠絲杠與冷軋滾珠絲杠加工工藝對比 加工方式加工方式 說明說明 工序工序 精度精度 周期周期 效率效率 成本成本 磨削加工磨削加工 磨削滾珠絲杠是按照基準統一原則，以兩端中心孔為加工工藝工序基準，通過熱處理、車削、磨削等幾十道工序逐一完成，非常適合給高精度設備做定位部件 復雜，球化退火熱處理、粗車、半精車、粗磨、半精磨滾道、精磨滾道等 22 道工序 高，達到P1 級 長，約 30-45 天 低 高 冷軋加工冷軋加工 冷軋滾珠絲杠是采用冷加工工藝模具制造，開模工藝自動化程度高，批量生產后成本低，效率高，但制造精度不

156、甚理想，只能在設備中做傳動部件 簡單，軋制滾珠絲杠、檢驗校直、端部退火、滾道拋光、加工軸端等6 道工序 低，總停留在 P7 級左右 短，約 1-3天 高 低 資料來源：精密滾珠絲杠機械加工工藝規程研究，興業證券經濟與金融研究院整理 -43-行業行業深度研究深度研究報告報告 磨削絲杠加工工藝共有磨削絲杠加工工藝共有 22 道工序，核心流程可概括為道工序，核心流程可概括為“車車淬淬粗磨粗磨精磨精磨”，螺紋磨床必不可少。螺紋磨床必不可少。車削旨在從毛坯上切除多余的金屬，并對外表面進行初步加工；淬火旨在將絲杠工件表面與中心孔淬硬，為后續絲杠開滾道做好材料力學性。粗磨與精磨是針對螺紋進行加工，行星滾柱絲

157、杠依靠零件間的螺紋嚙合實現傳動功能，螺紋的加工精度將直接影響系統的傳動精度、使用壽命、與平穩性，故粗磨與精磨是絲杠加工過程中的關鍵。其中，粗磨目的是在絲杠表面磨制出 90V型槽，進行螺紋初加工，可以采取 3 種加工方式：1）采用螺紋磨床進行砂輪磨削；2）采用刀具和車床進行硬車削；3）旋風銑，旋風銑一刀成型，直接達到半精磨精度。精磨則是要采用螺紋磨床對螺紋進行精密研磨，最終制成絲杠。圖圖 55、絲杠加工工藝核心流程絲杠加工工藝核心流程 資料來源：精密滾珠絲杠機械加工工藝規程研究，興業證券經濟與金融研究院整理 表表 23、砂輪磨削、硬車削、旋風銑削三種粗加工工藝對比砂輪磨削、硬車削、旋風銑削三種粗

158、加工工藝對比 粗加工粗加工 示意圖示意圖 設備與刀具設備與刀具 粗加工粗加工 生產效率生產效率 備注備注 砂輪磨削砂輪磨削 螺紋磨床 磨制 90 V型槽 低 需要半精磨和精磨，精度高，可以達到 P0 級 硬車削硬車削 CBN刀具及車床 車制 90 V型槽 中 適于長度 1m螺距 6mm以下長徑比小的絲杠 旋風銑削旋風銑削 CBN/PCBN刀具及車床 工作滾道一次銑削成型 高 適于較長以及長徑比大的滾珠絲杠 資料來源：精密滾珠絲杠機械加工工藝規程研究，行星滾柱絲杠螺紋的硬態車削加工技術研究，興業證券經濟與金融研究院整理 球化退火熱處理并檢驗校直加工端面，鉆中心孔粗車精磨滾道半精車工作表面與加工基

159、準淬、回火檢驗砂輪磨削磨制90V形槽磁力探傷、時效處理并檢驗半精磨滾道旋風銑硬車削車制90V形槽 -44-行業行業深度研究深度研究報告報告 滾珠絲杠、行星滾柱絲杠需要使用高精度螺紋磨床對螺紋進行加工。滾珠絲杠、行星滾柱絲杠需要使用高精度螺紋磨床對螺紋進行加工。由于滾珠絲杠、行星滾柱絲杠等螺紋絲杠對精度要求較高，因此螺紋滾道的精細磨削最為關鍵，高精度螺紋磨床不可或缺。螺紋磨床可分為外螺紋磨床與內螺紋磨床，滾珠絲杠和螺母的滾道分別采用外螺紋和內螺紋磨床磨削而成，內外螺旋滾道都是砂輪與工件在多軸聯動下形成，本質沒有差別。螺紋磨床主要的運動由四軸完成，工件裝夾在工作臺上，沿 Z 軸完成與砂輪的相互運動

160、。圖圖 56、螺紋磨床傳動示意螺紋磨床傳動示意圖圖 資料來源：滾珠絲杠副滾道型面參數控制關鍵技術研究，興業證券經濟與金融研究院整理 磨床剛度、熱變形、磨床振動等因素決定磨削精度與平滑度。磨床剛度、熱變形、磨床振動等因素決定磨削精度與平滑度。磨削精度的提升直接決定著絲杠精度的提升。在磨削加工過程中，螺紋機床的傳動誤差以及工件、機床的熱變形誤差是影響絲杠螺距精度的主要因素。表表 24、磨床精度影響因素磨床精度影響因素 影響因素影響因素 說明說明 磨床剛度磨床剛度 是指磨床承受外力(磨削力)時，其部件抵抗變形的能力。也即是在同樣的磨削力的情況下，部件變形越小，表示剛度越大。反之，部件變形大，表示此部

161、件剛度就小。這些變形的大小，破壞了磨床靜態的原始幾何精度，將引起工件的加工誤差的大小。所以剛度好的機床，工件的加工精度高。熱變形熱變形 磨床內部的熱源分布不均勻，各個部位在運動中產生的熱量多少也不同，外界熱源對機床各部位的影響也不一樣，零部件因材料不同的熱膨脹系數也不相同，造成機床各部分不同的微量變形，使機床原始幾何精度下降，而影響工件的加工精度。所以精密磨床應該安裝在恒溫室使用，以防止溫度的變化對機床和工件的精度產生影響。磨床振動磨床振動 磨床在磨削過程中產生振動，使砂輪和工件問相對位置發生周期性的變動，使工件表面產生振紋，嚴重影響加工質量和精度。其他因素其他因素 要提高磨削后的工件精度，除

162、努力消除上述因素的影響外，還必須注意工件加工過程中定位基準的合理選擇、裝夾方法、砂輪的選擇與正確修理、合理選擇磨削用量和工藝方法。資料來源：機床加工世界，興業證券經濟與金融研究院整理 國內外螺紋磨床企業技術仍有差距，部分領域國內企業已打破技術壟斷。國內外螺紋磨床企業技術仍有差距，部分領域國內企業已打破技術壟斷。國外頭部企業包括：日本的三井精機、英國的 MATRIX、美國的 DRAKE 等。國內龍頭包括：日發精機、秦川機床、華辰裝備、上海機床廠等。對比三井精機與漢江機床的旗艦螺紋磨床，可以發現：海外磨床企業起步早，技術成熟，磨削精度高，加工穩定性高，國內企業起步晚，技術提升較快，雖相比國外龍頭技

163、術層面仍在差距，但已在部分領域打破國外技術壟斷。外螺紋磨床加工絲杠滾道外螺紋磨床加工絲杠滾道內螺紋磨床加工螺母滾道內螺紋磨床加工螺母滾道 -45-行業行業深度研究深度研究報告報告 表表 25、國內外龍頭企業旗艦螺紋機床對比國內外龍頭企業旗艦螺紋機床對比 產品產品 可磨削螺紋長可磨削螺紋長（mm）可磨削最大工件可磨削最大工件直徑（直徑（mm）砂輪軸最高砂輪軸最高回轉速度回轉速度(r/min)砂輪軸馬達砂輪軸馬達(kW)快速回撤速快速回撤速度度（mm/min）精度精度 三井精機外螺三井精機外螺紋磨床紋磨床GSH200A 2000 480 3600 15-漢江機床漢江機床SK7432 20GX數控絲

164、杠磨床數控絲杠磨床 1800 250 2150-2500 可達到 P2 資料來源：三井精機官網，漢江機床官網，興業證券經濟與金融研究院整理 表表 26、國內外螺紋磨床制造企業對比國內外螺紋磨床制造企業對比 公司公司 成立時間成立時間 磨床相關產品磨床相關產品 優勢優勢 2022 年磨床業務收入年磨床業務收入 三井精機三井精機 1928 年 臥式 CNC 加工中心、立式 CNC 加工中心、坐標磨床、螺紋磨床、高精度加工機（終極母機切割）1935 年，三井開發出#4 型坐標鏜床，成為日本第一臺母機，研發歷史悠久。使用測量精度為1m以下的技術創造了高精度的機床，在 5 軸加工中心、坐標磨床、螺絲磨床

165、等領域具有優勢，可以進行高精度加工。其精度可以長期穩定保持，并且可以靈活地響應特殊要求/日發精機日發精機 1999 年 軸承磨超自動線、軸承裝配自動線、滾子磨超自動線、單機數控磨床（外圈滾道、內圈滾道磨床）、數控通用磨床（無心、內圓、外圓磨床）能夠同時生產立式數控車床、臥式數控車床、立式加工中心、臥式加工中心、龍門加工中心和落地式鏜銑床的企業，全國普及型數控機床前五強 機床及產線業務營收9.81 億元 秦川機床秦川機床 1965 年 螺紋磨床、外圓磨床、蝸桿磨床 公司齒輪加工機床市占率超 60%，螺紋磨床市占率超過 70%，外圓磨床市占率 25%，螺紋磨床多項產品填補了國內空白，“數控、高精度

166、、大型化”車軸磨床、大型軸承磨、球面磨床等數控磨床新產品在鐵路、軸承行業市場處于國內同行業領先水平 漢江機床整體營收 4.0億元 華辰裝備華辰裝備 2007 年 完整的軋輥磨床產品體系、高精度數控內外圓復合磨床、超硬磨料砂輪、鋼廠磨輥間的智能產線建設及運維服務 國內數控軋輥磨床領域的領軍企業，多次打破國外在高端數控軋輥磨床領域的技術壟斷，并持續與中國頂尖高校開展產學研合作，擁有高精軋輥智能制造工程研究中心、智能磨削技術聯合研究中心 2.8 億元 資料來源：三井精機官網，日發精機官網，日發精機公告，秦川機床公告，秦川機床公開投資者活動關系記錄表，華辰裝備官網，華辰裝備公告，興業證券經濟與金融研究

167、院整理 3、投資建議、投資建議 玩家加速入場，國內產業鏈配套企業快速布局，有望推動人形機器人產業化提玩家加速入場，國內產業鏈配套企業快速布局，有望推動人形機器人產業化提速，預計到速，預計到 2030 年可形成千億級市場。年可形成千億級市場。特斯拉于 2021 年 8 月的 AI 日首次提出人形機器人 Optimus 的概念，此后 Optimus 快速迭代，在特斯拉 2023 年 12 月的最新視頻中，Optimus 已實現流暢行走、抓握雞蛋等動作，性能不斷提升。國內方面，優必選、傅利葉等公司部分人形機器人型號已經開始外售，同時新玩家不斷加入。在特斯拉產業鏈的帶動下，國內核心零部件企業積極布局，

168、產業化加速到來，預計中性情況下到 2030年人形機器人市場規?？蛇_ 343.3億美元。人形機器人長期降本趨勢下，國產核心零部件企業優勢明顯，未來有望充分受人形機器人長期降本趨勢下，國產核心零部件企業優勢明顯，未來有望充分受 -46-行業行業深度研究深度研究報告報告 益于行業需求的爆發。益于行業需求的爆發。以特斯拉人形機器人當前的結構設計為例，其身體+手部共 50 個自由度，對應 40 個伺服關節（旋轉關節14+直線關節14+空心杯關節12），其價值量占比較高的核心零部件包括無框力矩電機、空心杯電機、諧波減速機、行星滾柱絲杠、力覺傳感器，假設2030年人形機器人銷量達100萬臺，可分別為無框力矩

169、電機、空心杯電機、諧波減速機、行星滾柱絲杠、力覺傳感器貢獻 224億元、96 億元、182 元、182億元、280 億元的市場規模增量。投資建議：投資建議：人形機器人預計到 2030 年可形成千億級別的大市場，當前玩家加速入場、政策高度重視、人工智能技術快速迭代，均有望推動人形機器人產業化提速。我國機械零部件公司紛紛布局相關細分領域，有望憑借供應鏈成本低、技術迭代響應速度快等優勢，成為全球人形機器人產業鏈不可或缺的一環，當前時點建議關注技術壁壘較高的行星滾柱絲杠、力覺傳感器、設備環節以及與特斯拉合作緊密的企業。建議關注：拓普集團（汽車組覆蓋）、三花智控（汽車組覆蓋）、鳴志電器、恒立液壓、秦川機

170、床。拓普集團：拓普集團：公司是國內平臺型汽車零部件龍頭供應商，早期起家于汽車 NVH 減震系統，后把握行業發展趨勢，前瞻布局智能電動汽車賽道，持續擴大產品線，逐漸成為平臺型企業。公司積極布局人形機器人的運動執行器，截至 2023 年中報，公司研發的機器人直線執行器和旋轉執行器，已經多次向客戶送樣，獲得客戶認可及好評，項目要求自 2024年 Q1開始進入量產爬坡階段，初始訂單為每周100臺。為滿足客戶要求，公司需要 2023年完成 4套生產線的安裝調試，形成年產 10 萬臺的一期產能，后續將年產能提升至百萬臺。作為特斯拉的長期合作供應商，公司有望持續受益于人形機器人需求的增長。三花智控：三花智控

171、：公司是全球最大的制冷控制元器件和全球領先的汽車熱管理系統控制部件制造商，空調電子膨脹閥、四通換向閥、電磁閥、微通道換熱器、車用電子膨脹閥、新能源車熱管理集成組件、Omega 泵等產品市場占有率全球第一，截止閥、車用熱力膨脹閥、儲液器等市占率處于全球領先。截至 2023 年中報，公司積極布局人形機器人機電執行器，全方面配合客戶產品研發、試制、調整并最終實現量產落地；同時，同步配合客戶量產目標，積極籌劃機電執行器海外生產布局。公司具備底層核心部件、高壁壘閥件的自研自制能力，憑借基于電機、熱管理系統等現有業務在其他應用領域的技術積累，以及公司由核心零部件切入并逐漸向組件和子系統發展的集成化總成經驗

172、，人形機器人業務有望成為未來公司業績增長的動力。鳴志電器：鳴志電器：公司是國內混合式步進電機龍頭，從事運動控制領域產品的研發、生產和經營已有二十逾年，在運動控制領域掌握了核心的控制電機研發技術、驅動控制技術和尖端制造技術，公司的混合式步進電機產品在全球市場一直享有較高的市場地位，占據全球市場份額 10%以上，是最近十年之內唯一改變混合式步進電機全球競爭格局的國內企業，打破了日本企業對該行業的壟斷。公司的空心杯電機產品具有先發優勢，產品性能國內領先，于 2019 年收購 T Motion 公司后進 -47-行業行業深度研究深度研究報告報告 一步拓展空心杯電機業務。作為人形機器人靈巧手的核心零部件

173、，空心杯電機市場空間廣闊，該產品有望打開公司增長新空間。綠的諧波：綠的諧波：公司是國內第一大諧波減速器行業龍頭，也是全球第二大諧波減速器供應商，2021 年國內諧波減速器市占率達 24.7%。近年來，公司持續開拓除工業機器人以外的新領域，將諧波減速器與電機、傳感器等組合，提供高附加值模塊化產品，成功打開半導體、光學、測量等下游市場，帶動公司持續增長。此外，諧波減速器可應用于人形機器人多個關節部位，隨著人形機器人技術的快速迭代，其對諧波減速器的需求將會實現數量級的增長，諧波減速器的市場空間天花板大大提高。同時，公司與三花智控達成戰略合作，設立墨西哥合資公司覆蓋諧波減速器相關產品的研發、生產制造及

174、銷售，有利于公司利用三花智控客戶關系、渠道資源優勢，拓展全球市場，進一步打開公司的成長空間。表表 27、人形機器人部分標的業績預測及估值分析（采用人形機器人部分標的業績預測及估值分析（采用 Wind 一致預期，截至一致預期，截至 2024 年年 1 月月 12 日）日）公司公司 簡稱簡稱 股票股票 代碼代碼 市值市值 (億元億元)PE-TTM 歸母凈利潤歸母凈利潤(億元億元)市盈率市盈率 2022A 2023E 2024E 2025E 三年年化三年年化增速增速 2023E 2024E 2025E 拓普集團 601689.SH 705.4 33.8 17.0 22.7 31.2 42.0 35.

175、2%31.0 22.6 16.8 三花智控 002050.SZ 952.9 30.7 25.7 31.5 39.1 48.1 23.1%30.3 24.4 19.8 鳴志電器 603728.SH 226.9 132.5 2.5 2.2 3.5 5.2 28.3%101.4 64.0 43.5 貝斯特 300580.SZ 91.2 32.0 2.3 2.8 3.6 4.6 26.0%32.3 25.5 19.9 恒立液壓 601100.SH 754.2 32.1 23.4 25.4 30.1 36.9 16.4%29.7 25.1 20.4 秦川機床 000837.SZ 95.2 61.7 2.

176、8 2.4 3.4 4.6 18.7%39.5 27.6 20.7 柯力傳感 603662.SH 81.9 29.5 2.6 3.1 3.9 4.8 23.0%26.1 20.9 16.9 中大力德 002896.SZ 50.5 62.3 0.7 0.9 1.1 1.4 29.1%57.8 46.8 35.4 綠的諧波 688017.SH 217.8 218.2 1.6 1.2 1.7 2.5 16.7%186.9 126.7 88.2 匯川技術 300124.SZ 1494.9 32.8 43.2 49.9 63.7 80.5 23.0%30.0 23.5 18.6 步科股份 688160.

177、SH 43.7 64.0 0.9 0.9 1.2 1.5 17.0%47.3 37.9 29.9 禾川科技 688320.SH 53.6 84.2 0.9 1.0 1.4 1.9 28.1%53.2 37.7 28.2 儒競科技 301525.SZ 76.0 30.6 2.1 3.1 4.4 6.0 41.9%24.7 17.3 12.6 豐立智能 301368.SZ 45.9 143.3 0.4 0.8 1.0 1.3 40.7%59.6 45.4 36.7 國茂股份 603915.SH 97.0 25.0 4.1 4.2 5.4 6.6 16.6%22.9 17.9 14.8 雙環傳動 0

178、02472.SZ 214.1 28.1 5.8 8.1 10.6 13.4 32.0%26.3 20.3 16.0 精鍛科技 300258.SZ 56.2 21.5 2.5 2.8 3.4 4.3 20.2%20.3 16.4 13.1 康斯特 300445.SZ 39.2 47.6 0.8 1.0 1.4 1.8 33.9%38.1 28.3 21.7 華依科技 688071.SH 37.5 223.1 0.4 0.7 1.5 2.5 89.9%54.1 25.3 15.1 芯動聯科 688582.SH 137.5 91.6 1.2 1.6 2.3 3.1 38.8%85.6 60.5 44

179、.1 華辰裝備 300809.SZ 71.8 59.2 0.5 1.2 1.5 1.9 58.7%60.9 46.9 38.1 沃爾德 688028.SH 35.0 33.9 0.6 1.1 1.5 1.7 38.1%31.0 23.8 21.2 五洲新春 603667.SH 69.8 54.3 1.5 1.8 2.6 3.5 32.8%38.9 27.0 20.2 資料來源：Wind，興業證券經濟與金融研究院整理 -48-行業行業深度研究深度研究報告報告 4、風險提示、風險提示（1）人形機器人技術迭代進度不及預期。）人形機器人技術迭代進度不及預期。目前人形機器人產業尚處于早期階段，相關的硬件

180、以及軟件技術都處于更新迭代過程中，還未實現大規模的商業化應用，若相關技術迭代進度不及預期，則人形機器人的產業化進度將受到影響。（2）國產替代進度不及預期。國產替代進度不及預期。當前國內廠商尚未成為特斯拉各環節核心零部件供應商，若后續國內廠商產品品質無法達到特斯拉的人形機器人標準，將導致國產替代進度不及預期。（3）核心零部件降本不及預期。）核心零部件降本不及預期。人形機器人核心零部件眾多，且當前多數零部件成本較高，若未來零部件降本進度不及預期，則將導致人形機器人造價持續高企，無法實現大規模商業化應用，產業化進度放緩。-49-行業行業深度研究深度研究報告報告 分析師聲明分析師聲明 本人具有中國證券

181、業協會授予的證券投資咨詢執業資格并登記為證券分析師，以勤勉的職業態度，獨立、客觀地出具本報告。本報告清晰準確地反映了本人的研究觀點。本人不曾因，不因，也將不會因本報告中的具體推薦意見或觀點而直接或間接收到任何形式的補償。投資評級說明投資評級說明 投資建議的評級標準投資建議的評級標準 類別類別 評級評級 說明說明 報告中投資建議所涉及的評級分為股票評級和行業評級（另有說明的除外）。評級標準為報告發布日后的12個月內公司股價（或行業指數）相對同期相關證券市場代表性指數的漲跌幅。其中：滬深兩市以滬深300指數為基準；北交所市場以北證50指數為基準；新三板市場以三板成指為基準；香港市場以恒生指數為基準

182、；美國市場以標普500或納斯達克綜合指數為基準。股票評級 買入 相對同期相關證券市場代表性指數漲幅大于15%增持 相對同期相關證券市場代表性指數漲幅在5%15%之間 中性 相對同期相關證券市場代表性指數漲幅在-5%5%之間 減持 相對同期相關證券市場代表性指數漲幅小于-5%無評級 由于我們無法獲取必要的資料，或者公司面臨無法預見結果的重大不確定性事件，或者其他原因，致使我們無法給出明確的投資評級 行業評級 推薦 相對表現優于同期相關證券市場代表性指數 中性 相對表現與同期相關證券市場代表性指數持平 回避 相對表現弱于同期相關證券市場代表性指數 信息披露信息披露 本公司在知曉的范圍內履行信息披露

183、義務?？蛻艨傻卿?內幕交易防控欄內查詢靜默期安排和關聯公司持股情況。使用本研究報告的風險提示及法律聲明使用本研究報告的風險提示及法律聲明 興業證券股份有限公司經中國證券監督管理委員會批準，已具備證券投資咨詢業務資格。，本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。本報告中的信息、意見等均僅供客戶參考，不構成所述證券買賣的出價或征價邀請或要約，投資者自主作出投資決策并自行承擔投資風險，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，任何有關本報告的摘要或節選都不代表本報告正式完整的觀點，一切須以本公司向客戶發布的本報告完整版本為準。該等信息、意見并未考慮到獲取本報告人員的具體

184、投資目的、財務狀況以及特定需求，在任何時候均不構成對任何人的個人推薦?？蛻魬攲Ρ緢蟾嬷械男畔⒑鸵庖娺M行獨立評估，并應同時考量各自的投資目的、財務狀況和特定需求，必要時就法律、商業、財務、稅收等方面咨詢專家的意見。對依據或者使用本報告所造成的一切后果，本公司及/或其關聯人員均不承擔任何法律責任。本報告所載資料的來源被認為是可靠的，但本公司不保證其準確性或完整性，也不保證所包含的信息和建議不會發生任何變更。本公司并不對使用本報告所包含的材料產生的任何直接或間接損失或與此相關的其他任何損失承擔任何責任。本報告所載的資料、意見及推測僅反映本公司于發布本報告當日的判斷，本報告所指的證券或投資標的的價格

185、、價值及投資收入可升可跌，過往表現不應作為日后的表現依據；在不同時期，本公司可發出與本報告所載資料、意見及推測不一致的報告；本公司不保證本報告所含信息保持在最新狀態。同時，本公司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。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。過往的業績表現亦不應作為日后回報的預示。我們不承諾也不保證，任何所預示的回報會得以實現。分析中所做的回報預測可能是基于相應的假設。任何假設的變化可能會顯著地影響所預測的回報。本公司的銷售人員、交易人員以及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

186、報告意見及建議不一致的市場評論和/或交易觀點。本公司沒有將此意見及建議向報告所有接收者進行更新的義務。本公司的資產管理部門、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。本報告并非針對或意圖發送予或為任何就發送、發布、可得到或使用此報告而使興業證券股份有限公司及其關聯子公司等違反當地的法律或法規或可致使興業證券股份有限公司受制于相關法律或法規的任何地區、國家或其他管轄區域的公民或居民，包括但不限于美國及美國公民（1934 年美國證券交易所第 15a-6 條例定義為本主要美國機構投資者除外）。本報告的版權歸本公司所有。本公司對本報告保留一切權利。除非另有書面顯示

187、，否則本報告中的所有材料的版權均屬本公司。未經本公司事先書面授權，本報告的任何部分均不得以任何方式制作任何形式的拷貝、復印件或復制品，或再次分發給任何其他人，或以任何侵犯本公司版權的其他方式使用。未經授權的轉載，本公司不承擔任何轉載責任。特別聲明特別聲明 在法律許可的情況下，興業證券股份有限公司可能會持有本報告中提及公司所發行的證券頭寸并進行交易，也可能為這些公司提供或爭取提供投資銀行業務服務。因此，投資者應當考慮到興業證券股份有限公司及/或其相關人員可能存在影響本報告觀點客觀性的潛在利益沖突。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。興業證券研究興業證券研究 上上 海海 北北 京京 深深 圳圳 地址：上海浦東新區長柳路36號興業證券大廈15層 郵編：200135 郵箱： 地址：北京市朝陽區建國門大街甲6號SK大廈32層01-08單元 郵編：100020 郵箱： 地址：深圳市福田區皇崗路5001號深業上城T2座52樓 郵編：518035 郵箱：