2024人形機器人行業空間、產業鏈及核心零部件國產替代分析報告（31頁）.pdf

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1、2023 年深度行業分析研究報告 目目 錄錄 1、人形機器人：蓬勃發展，空間廣闊人形機器人：蓬勃發展，空間廣闊 .6 6 1.1、發展歷程：從樸素想象到產業化加速落地.6 1.2、產品特點：方向一致，各有新意.7 1.3、空間展望：場景多樣，星辰大海.9 1.4、行業復盤：特斯拉引領，下一步關注量產節奏.12 2、產業鏈總覽：橫跨軟硬件，包羅機械電氣產業鏈總覽：橫跨軟硬件，包羅機械電氣 .1414 3、核心零部件充分受益，國產替代波瀾壯闊核心零部件充分受益，國產替代波瀾壯闊 .1717 3.1、電機：核心的驅動機構.17 3.1.1、空心杯電機：高度適配靈巧手.18 3.1.2、無框力矩電機：

2、高度適配機器人關節.19 3.1.3、相關標的.20 3.2、減速器：核心的動力傳達機構.22 3.2.1、諧波減速器：體積小、精度高.22 3.2.2、行星減速器：效率高、成本低.24 3.2.3、相關標的.25 3.3、傳感器：核心的感知部件.26 3.3.1、力/力矩傳感器：精細感知的重要依靠.27 3.3.2、視覺傳感器：進一步加強感知能力.30 3.3.3、相關標的.31 3.4、執行器：至關重要的“小總成”.32 圖目錄圖目錄 圖 1：人形機器人發展歷程.6 圖 2：主要人形機器人圖示.8 圖 3：人形機器人應用領域.9 圖 4：2017-2024 年全球工業機器人銷售額及增長率.

3、10 圖 5：2017-2024 年全球服務機器人銷售額及增長率.10 圖 6：2017-2024 年全球特種機器人銷售額及增長率.10 圖 7：2017-2024 年中國工業機器人銷售額及增長率.10 圖 8：2017-2024 年中國服務機器人銷售額及增長率.10 圖 9：2017-2024 年中國特種機器人銷售額及增長率.10 圖 10：人形機器人行業全球市場規模預測.11 圖 11：人形機器人發展階段推演.11 圖 12：人形機器人與專用機器人的選擇.12 圖 13：人形機器人行情復盤.13 圖 14：人形機器人產業鏈一覽.14 圖 15：電機的分類.17 圖 16：空心杯電機結構圖.

4、18 圖 17：全球空心杯電機市場規模.18 圖 18：2021年全球市場各類空心杯電機占比（按市場規模計）.18 圖 19：無框力矩電機的構造.19 圖 20：無框力矩電機的特點.20 圖 21：全球力矩電機銷售規模.20 圖 22：全球無框電機銷售規模.20 圖 23：諧波減速器結構示意圖.22 圖 24：諧波減速器運行示意圖.22 圖 25：中國市場諧波減速器銷售規模.23 圖 26：2021年全球諧波減速器市場格局.23 圖 27：2021年中國諧波減速器市場格局.23 圖 28：精密行星減速器結構示意圖.24 圖 29：全球及中國市場行星減速器銷售規模.24 圖 30：2022年全球

5、行星減速器市場區域分布（按市場規模計）.24 圖 31：2022年全球精密行星減速器市場格局（按銷售金額計）.25 圖 32：2022年中國精密行星減速器市場格局（按銷售金額計）.25 圖 33：機器人感覺順序與系統結構.26 圖 34：力/力矩傳感器基本工作原理.27 圖 35：一維、三維、六維力/力矩傳感器作用示意圖.28 圖 36：全球市場力矩傳感器銷售規模.29 圖 37：2017-2027 年中國六維力/力矩傳感器市場銷量及預測.29 圖 38：2017-2027 年中國六維力/力矩傳感器市場規模及預測.29 圖 39：2015-2025 年全球機器視覺市場規模及預測.31 圖 40

6、：2016-2025 年中國機器視覺市場規模及預測.31 圖 41：2021年中國機器視覺市場內外資品牌格局（按規模）.31 圖 42：2021年中國機器視覺系統市場整體競爭格局（按規模）.31 圖 43：2021年中國機器視覺系統市場國產品牌競爭格局（按規模）.31 表目錄表目錄 表 1：國內外主要機器人情況.7 表 2：特斯拉 Optimus 價值量拆解.15 表 3：人形機器人各環節市場空間測算.15 表 4：相關標的估值情況.16 表 5：各類驅動方式的比較.17 表 6：空心杯電機行業領先企業.19 表 7：減速器分類.22 表 8：傳感器分類（按作用）.26 表 9：傳感器分類（按

7、檢測方法）.27 表 10：力/力矩傳感器分類（按測量原理）.28 表 11：各家廠商情況及性能指標對比.30 1 1、人形機器人：人形機器人：蓬勃發展蓬勃發展，空間廣闊，空間廣闊 1.11.1、發展歷程：從樸素想象到產業化發展歷程：從樸素想象到產業化加速加速落地落地 人形機器人產業已步入發展快車道人形機器人產業已步入發展快車道。人形機器人指具有人的形態和功能的機器人，具有擬人的肢體、運動與作業技能，以及感知、學習和認知能力。最早的人形機器人概念來自于 15 世紀達芬奇的設想。20 世紀后半葉，科學界與產業界開始了對人形機器人正式的深入探索，以 WABOT-1 的問世為標志，人形機器人進入了全

8、全尺尺寸初級行走階寸初級行走階段段；此后 ASIMO 的推出，標志著已經可以制造系系統高度集成統高度集成的人形機器人的人形機器人。進入 21 世紀之后，以波士頓動力為代表的公司持續推出運動能力更強的機器人版本運動能力更強的機器人版本，2022 年 10 月，特斯拉展示了 Optimus機器人工程機，代表著人形機器人進入加速產業化階段。加速產業化階段。圖圖 1 1：人形機器人發展歷程：人形機器人發展歷程 15世紀達芬奇在手稿中設計了一款仿人型機器人樸素想象樸素想象深入探索深入探索1967年全尺寸機初級行走階段：全尺寸機初級行走階段：日本早稻田大學WABOT-1問世。該機器人高約2m，重160kg

9、，配備肢體控制系統、視覺系統和語音交互系統，擁有仿人雙手和雙腿，全身共26 個關節，胸部裝有兩個攝像頭，手部裝有觸覺傳感器雖然行動能力僅相當于一歲多的嬰兒，但它的問世代表人類已初步實現全尺寸人形機器人雙足行走。2000年系統高度集成的能力破冰時期：系統高度集成的能力破冰時期：本田公司的人形機器人ASIMO 在2000 年推出，能夠實現0-6km/h 的行走速度，可實時預測下一個動作并提前改變自身重心20092019年以強復合運動能力為特征的技術突破發展以強復合運動能力為特征的技術突破發展階段：階段：波士頓動力Atlas 機器人2009 年問世，原型機于2013 年7 月向公眾公開。Atlas

10、采用液壓驅動電液混合模式，融合了光學雷達、激光測距儀、TOF 深度傳感器等設備的技術能力。2016 年，波士頓動力公布了新一代 Atlas 機器人，配備了機載液壓動力系統，能夠實現雪地、山地行走，以及倒地后的快速起身，表現出了優異的運動靈活性，同時展現了雙臂協同搬運重物的操作能力；2017 年，完成了立定跳躍、跳高、跳轉身和后空翻等動作；2019 年，完成了一套高難度體操動作；此后，又陸續發布了酷跑、三連跳、全身協調操作任務等新功能。產業化初試產業化初試產業化加速落地產業化加速落地2021年特斯拉引領產業化加速推進：特斯拉引領產業化加速推進：2021年，特斯拉在AI Day上發布通用機器人計劃

11、；2022年至今各大廠商推出新產品：各大廠商推出新產品：2022年10月，特斯拉展示了Optimus 機器人工程機。小米、小鵬等各類企業進入人形機器人賽道，產業鏈加速發展。資料來源：人形機器人歷史沿革與產業鏈淺析（顧浩楠）、澎湃新聞，光大證券研究所整理 1.21.2、產品產品特點特點：方向一致，各有新意：方向一致，各有新意 各家機構對于人形機器人的研究方式是一致的：致力于對其感各家機構對于人形機器人的研究方式是一致的：致力于對其感知、決策知、決策和執行和執行能力的提升。能力的提升。在 2020 年以前，各家機構在人形機器人上的研究重點主要在“執行能力”“執行能力”和“感知能力”“感知能力”，努

12、力通過硬件設計的創新和優化使得人形機器人具有更強的運動能力，包括感知障礙、靈活行走、搬運重物等能力，這其中的翹楚是波士頓動力推出的 Atlas。近年來，隨著人工智能技術的加速發展，人形機器人在“決策能力”“決策能力”上同樣取得了快速的進步，人形機器人的智能化發展迅速。表表 1 1：國內外主要機器人情況：國內外主要機器人情況 地區地區 分類分類 名稱名稱 廠商廠商 國家國家 發布時發布時間間 主要參數主要參數 產品特點產品特點 國際國際 第一梯隊（在運動能力和智能作業上均具有較強的技術儲備和展示能力）AtlAtlasas 波士頓動力 美國 2013 年 高 183cm；全身 28個液壓驅動關節

13、具有優異的運動靈活性和雙臂協同搬運重物的操作能力，是運動性能最強的人形機器人 OptimusOptimus 特斯拉 美國 2022 年 高約 173cm；重約56kg 運用 DOJO D1 超級計算芯片，共用特斯拉“完全自動駕駛”系統 第二梯隊（不適用于野外復雜路面，但手眼協調操作性強，具有較強的智能作業和精細作業能力）ValkyrieValkyrie 美國國家宇航局 美國 2013 年 高 190cm；重125kg；全身自由度44 個-CasCass sieie Agility 美國-仿鴕鳥雙足機器人 DigitDigit Agility 美國-仿人機器人 Digit V2Digit V2

14、Agility 美國-改進了 Digit 前臂，可抱起 18kg 的箱子 改進了感知系統 WALKWALK-MANMAN 意大利技術研究院 意大利 2018 年 重 102kg；頭部配有相關傳感器 仿人消防機器人 LOLALOLA 德國慕尼黑工業大學 德國-高 180cm；重 55kg；全身自由度25 個；（最快）運動速度 5km/h 可實現避障等功能 REEREEMM-C C 法國 PAL Robotics 法國 高 160cm；重80kg；全身自由度44 個；運動速度2.5km/h 具備操作、導航與人機交互功能 TALOSTALOS 法國 PAL Robotics 法國 高 175cm；重

15、90kg；運動速度3km/h 面向工業應用設計，能完成多項任務 DRCDRC-HUBOHUBO 韓國先進技術研究院 韓國 高 170cm；重80kg；全身自由度32 個 采用輪腿混合行走機構，能夠根據不同環境選擇不同的移動方式 第三梯隊（以室內平整路面為主）ASIMOASIMO（20182018年停止開發）年停止開發）本田 日本 2000 年 高 130cm；重 48kg（2014 年版本）；最快運動速度9km/h 具備智能交互和靈活行走等功能，但對未知不平整地面和未知擾動適應性差 國內國內 HIT WLR HIT WLR 樣機樣機系統系統 哈爾濱工業大學機器人研究所 中國 重 80kg；高1

16、.7m；（最快）運動速度超過15km/h；腿式跳躍過障 0.5m 采用輪腿復合方式，以液壓驅動為主，具有輪式快速移動特點，具有自主定位、建模和導航功能 HIT HIT HumanoidHumanoid 哈爾濱工業大學機器人研究所 中國 高 1.6m；重60kg；全身自由度21 個 類 Atlas 匯童匯童 BHRBHR 北京理工大學 中國 2016 年 跑步速度 6km/h；跳高 0.5m；前跳1m 實現了多模態運動及轉換“悟空”（四“悟空”（四代）代）浙江大學 中國 最快運動速度超過6km/h；跳高0.5m；可上下 25 度斜坡和 10cm 臺階 可適應室外多種地形；面對未知擾動可快速恢復平

17、衡并穩定行走；實現了機器人的三維環境地圖構建和自主動態導航。資料來源：人形機器人技術現狀及場景應用思考（朱秋國），光大證券研究所整理 圖圖 2 2：主要人形機器人圖主要人形機器人圖示示 資料來源：robotsguide，光大證券研究所整理 1.31.3、空間展望：空間展望：場景多樣，星辰大海場景多樣，星辰大海 人形機器人潛在的應用領域多種多樣。人形機器人潛在的應用領域多種多樣?！邦惾恕币馕吨浞先祟惤换チ晳T，也能快速適應現存的人類社會基礎設施，這也意味著人形機器人可以應用于人類生活的方方面面。在經濟發展領域，制造業、建筑業、能源業均有大量的可由人形機器人代為工作的崗位，如裝配、安裝、焊接、巡

18、檢等；在社會民生領域，人形機器人的應用場景同樣廣闊，在商業社區、醫療健康、養老服務等方面，都有廣闊的發揮空間。圖圖 3 3：人：人形機形機器人應用領域器人應用領域 經濟發展領域社會民生領域制造業農業建筑能源商貿物流商業社區醫療健康養老服務教育安全應急焊接、裝配、噴涂、搬運、磨拋等機器人耕整地、育種育苗、播種、灌溉、植保、采摘、分選、巡檢、擠奶等作業機器人測量、材料配送、鋼筋加工、混凝土澆筑、樓面墻面裝飾裝修、構部件安裝和焊接、機電安裝等機器人能源基礎設施建設、巡檢、操作、維護、應急處置等機器人自動引導車、自主移動機器人、配送機器人、自動碼垛機、智能分揀機、物流無人機等產品餐飲、配送、迎賓、導覽

19、、咨詢、清潔、代步等商用機器人、以及烹飪、清洗、監護、陪伴等家用機器人手術、輔助檢查、輔助巡檢、重癥護理、急救、生命支持、康復、檢驗采樣、消毒清潔等醫療機器人殘障輔助、助浴、康復訓練、家務、情感配合、娛樂休閑、安防監控等助老助殘機器人交互、教學、競賽等教育機器人產品機編程系統，分類建設機器人礦山、民爆、社會安全、應急救援、極限環境等機器人 資料來源：閔行智能機器人產業發展白皮書（甲子光年智庫），光大證券研究所整理 機器人整個大行業的市場規模在持續增長。機器人整個大行業的市場規模在持續增長。根據中國電子學會組織編寫的中國機器人產業發展報告（2022 年）：預計到 2024 年全球機器人市場規模將

20、有望突破 650 億美元，同比增長 12%；其中 2024 年工業機器人市場達 230 億美元，同比增長 10%；服務機器人市場達 290 億美元，同比增長 16%；特種機器人市場達 140 億美元，同比增長 16.7%。圖圖 4 4：2 201017 7-20242024 年全球工業機器人年全球工業機器人銷售額及增長率銷售額及增長率 圖圖 5 5：2 2017017-20242024 年全球服務機器人銷年全球服務機器人銷售額及增長率售額及增長率 圖圖 6 6：2 2017017-20242024 年全球特種機器人銷年全球特種機器人銷售額及增長率售額及增長率 資料來源：IFR，中國電子學會；單

21、位：億美元 資料來源：IFR，中國電子學會；單位：億美元 資料來源：IFR，中國電子學會；單位：億美元 國內機器人行業的市場規國內機器人行業的市場規模增速快于全球。模增速快于全球。預計到 2024 年中國機器人市場規模將有望突破 251 億美元，同比增長 19.5%；其中 2024 年工業機器人市場達115 億美元，同比增長 16.2%；服務機器人市場達 102 億美元，同比增長23%；特種機器人市場達 34 億美元，同比增長 21.7%。圖圖 7 7：2 2017017-20242024 年中國工業機器人年中國工業機器人銷售額及增長率銷售額及增長率 圖圖 8 8：2 2017017-2024

22、2024 年中國服務機器人銷年中國服務機器人銷售額及增長率售額及增長率 圖圖 9 9：2 2017017-20242024 年中國特種機器人年中國特種機器人銷銷售額及增長售額及增長率率 資料來源：IFR，中國電子學會；單位：億美元 資料來源：IFR，中國電子學會；單位：億美元 資料來源：IFR，中國電子學會；單位：億美元 預計人形機器人的增速將大幅快于機器人行業的整體增速。預計人形機器人的增速將大幅快于機器人行業的整體增速。根據 Stratistics MRC 的數據，2021 年全球人形機器人的市場規模為 15 億美元，預計到 2028年將達到 264 億美元，2021-2028 年的 CA

23、GR 達 50.5%；其中，分領域來看，Stratistics MRC 預計教育和娛樂領域的人形機器人復合增速最快，醫療保健領域占據最大的市場份額；分地區來看，Stratistics MRC 預計亞太地區的復合增速最快，北美地區的份額最高。0%5%10%15%20%25%020406080100120140中國工業機器人銷售額同比0%10%20%30%40%50%60%020406080100120中國服務機器人銷售額同比0%10%20%30%40%010203040中國特種機器人銷售額同比-20%-10%0%10%20%30%050100150200250全球工業機器人銷售額同比 0%10%

24、20%30%40%50%050100150200250300350全球服務機器人銷售額同比0%5%10%15%20%25%30%050100150全球特種機器人銷售額同比 圖圖 1010：人形機器人人形機器人行業行業全球全球市場規模預測市場規模預測 資料來源：Stratistics MRC，光大證券研究所整理 就下游應用場景來看，人形機器人兼具工業品和消費品的屬性，就下游應用場景來看，人形機器人兼具工業品和消費品的屬性，放量的核心在放量的核心在于價格和性能。于價格和性能。如果把人形機器人看做消費品，如果把人形機器人看做消費品，前期前期影響其銷售的核心因素是性能，性能當中影響其銷售的核心因素是性

25、能，性能當中最核心的為“智能化”水平。最核心的為“智能化”水平。也就是說，隨著人形機器人智能化水平的持續提升，會有不斷的增量消費者選擇體驗，此時發展路徑類似于特斯拉汽車從Roadster 到 Model S 的階段；中后期影響其銷售的核心因素是成本中后期影響其銷售的核心因素是成本，此時逐漸變為大眾消費品，類似于特斯拉 Model 3 的階段。圖圖 1111：人形機器人發展階段推演人形機器人發展階段推演 資料來源：光大證券研究所繪制 如果把人形機器人看做工業品，其通用化的屬性，與專用化降本的趨勢是有所如果把人形機器人看做工業品，其通用化的屬性，與專用化降本的趨勢是有所沖突的。沖突的。所以只有在某

26、些特定領域上，人形機器人的性價比高于人工且高于工業機器人的時候，其才會有比較好的放量。但是從產業鏈上來看，人形機器人人形機器人和和工業機器人在工業機器人在很多零部很多零部件上是相件上是相通的，人形機器人的發通的，人形機器人的發展和工業機器人的發展和工業機器人的發展是互相帶動、互相促進的。展是互相帶動、互相促進的。由人力資源短缺、人口老齡化等帶來的工業專用機器人的需求，同樣會促進整個機器人產業鏈的技術進步和降本，進而利好人形機器人的發展。圖圖 1212：人形機器人與專用機器人的選擇人形機器人與專用機器人的選擇 勞動人口短缺勞動人口短缺用工成本提升用工成本提升各行各業的機器各行各業的機器人需求提升

27、人需求提升如果行業很大，需要的技能相對專用，定制化如果行業很大，需要的技能相對專用，定制化開發專用工業機器人即可開發專用工業機器人即可。目前目前在很多行業已經體現：如家用的掃地機器在很多行業已經體現：如家用的掃地機器人、工業用的焊接機器人、物流用的分揀機器人、工業用的焊接機器人、物流用的分揀機器人等。人等。如果行業很小，此時有通用的人形機器人可供如果行業很小，此時有通用的人形機器人可供選擇，比單獨研發定制化機器人更具性價比，選擇，比單獨研發定制化機器人更具性價比，則選擇人形機器人。則選擇人形機器人。本質上由本質上由經濟性決定經濟性決定 資料來源：光大證券研究所繪制 1.41.4、行業復盤：行業

28、復盤：特斯拉引領，下一步關注量產節奏特斯拉引領，下一步關注量產節奏 復盤人形機器人板塊的走勢，明顯可以看出催化的核心主線是技術進步：復盤人形機器人板塊的走勢，明顯可以看出催化的核心主線是技術進步：2022年底人工智能技術大幅進步，使得市場意識到“智能化”的人形機器人或許很快可以真正落地，人形機器人行業迎來一波大的行情。2023 年 5 月，特斯拉宣布打通了 FSD 和人形機器人的底層模塊；2023 年 12 月，特斯拉發布了第二代Optimus 產品，身體平衡與操控能力大幅提升：算法層面、硬件層面的大進步，也都帶動了人形機器人板塊的上漲。下一階段將步入雙主線階段：技術進步和量產節奏。下一階段將

29、步入雙主線階段：技術進步和量產節奏。一方面，技術進步仍然會持續地給人形機器人帶來催化。另一方面，2023 年，各家企業陸陸續續地發布原型機，特斯拉的第二代 Optimus 產品表現出來的性能已經非常吸引目標人群。下一步市場關注的重點就是從原型機到量產的節奏。圖圖 1313：人形機器人行情復盤：人形機器人行情復盤 -50%-40%-30%-20%-10%0%10%20%30%2022-01-042022-04-042022-07-042022-10-042023-01-042023-04-042023-07-042023-10-04人形機器人指數漲跌幅電力設備與新能源指數漲跌幅2022年4月，馬

30、斯克表示特斯拉最早將于2023年開始生產Optimus人形機器人。2022年10月，特斯拉Optimus原型機發布。2023年12月，特斯拉發布第二代Optimus產品（Gen 2）。身體平衡與操控能力大幅提升。2022年對于人形機器人行業來說整體處于醞釀期，相較于整個電新板塊，并未走出獨立行情。2022年底，chatGPT引領了TMT板塊的行情。人工智能的進步對于人形機器人的加持是巨大的。市場對于人形機器人的預期也會抬升。此時人形機器人行業相較于電新板塊明顯走出了獨立行情。2023年5月，股東大會上特斯拉表示已經打通了FSD和機器人的底層模塊，實現了一定程度的算法復用。表示未來機器人需求達到

31、百億個級別。資料來源：wind，光大證券研究所整理；截至 2024/1/2 2 2、產業鏈總覽：橫跨軟硬件，包羅機械電產業鏈總覽：橫跨軟硬件，包羅機械電氣氣 人形機器人是硬件和軟件的高度結合人形機器人是硬件和軟件的高度結合體，是機械、電氣、人工智能等多領域交體，是機械、電氣、人工智能等多領域交叉打造的明珠。叉打造的明珠。人形機器人包括感知、決策、執行三大系統，由視覺傳感器、觸覺傳感器，芯片、算法，動力單元、旋轉關節、線性關節、手部關節等共同組成。圖圖 1414：人：人形機器人產形機器人產業鏈一覽業鏈一覽 動力感知系統執行系統（軀干、四肢等）決策系統（大腦）視覺（眼睛等）觸覺（皮膚等）力/力矩傳

32、感器純視覺雷達融合攝像頭毫米波雷達激光雷達超聲波雷達電池芯片算法旋轉執行器線性關節手部關節聲學傳感器溫度傳感器深度學習驅動器諧波/行星減速器軸承離合器編碼器電機滾珠絲杠編碼器空心杯電機行星減速器編碼器特斯拉、波士頓動力、Agility Robotics；小米、小鵬、博實股份、優必選、智元、宇樹、達闥、追覓綠的諧波、雙環傳動、精鍛科技、豐力智能、國茂股份、中大力德鳴志電器偉創電氣電機驅動器驅動器三花智控拓普集團寧德時代新劍傳動、貝斯特、鼎智科技、恒立液壓五洲新春長盛軸承步科股份昊志機電柯力傳感康斯特八方股份 資料來源：特斯拉官網，光大證券研究所整理 當人形機器人銷量達到百萬臺級別時，機器人總成市

33、場空間將超過千億當人形機器人銷量達到百萬臺級別時，機器人總成市場空間將超過千億元元。（注：全文中如無特殊注明，貨幣單位均為人民幣）。我們以特斯拉 Optimus的零部件構成進行測算，當人形機器人銷量達到百萬臺級別時，機器人總成的市場空間將超過千億元。線性關節總成、旋轉關節總成的市場空間會超過 500億元。無框力矩電機、力矩傳感器、行星滾柱絲杠、諧波減速器等的市場空間將超過百億。整個機器人產業鏈都將迎來整個機器人產業鏈都將迎來巨大的發展空間。巨大的發展空間。表表 2 2：特斯拉：特斯拉 OptimusOptimus 價值量拆解價值量拆解 分類分類 單價（元）單價（元）數量（個）數量（個）總價（元

34、）總價（元）占比占比 旋轉關節 無框力矩電機 1300 14 18200 12%力矩傳感器 800 14 11200 7%行星滾柱絲杠 2000 14 28000 18%單列向心球軸承 300 28 8400 5%合計 65800 42%線性關節 無框力矩電機 1300 14 18200 12%力矩傳感器 800 14 11200 7%諧波減速器 1400 14 19600 12%交叉滾子軸承 300 28 8400 5%合計 57400 37%手部關節 空心杯電機 700 12 8400 5%行星減速器 600 12 7200 5%力矩傳感器 500 12 6000 4%合計 21600 1

35、4%控制系統 FSD 芯片 8000 1 8000 5%視覺系統 攝像頭 300 3 900 1%動力系統 電池 1500 1 1500 1%其他結構件 2000 1%合計 157200 100%資料來源：特斯拉官網，光大證券研究所根據步科股份、綠的諧波、鳴志電器等公司公告及官網數據整理、測算；引自聚焦消納與新技術，靜待新能源再成長電新公用環保 2024 年投資策略報告（2023 年 10 月發布）表表 3 3：人形機器人各環節市場空間測算：人形機器人各環節市場空間測算 市場空間市場空間 單機價值量（萬元）單機價值量（萬元）1010 萬臺（億元）萬臺（億元）100100 萬臺（億元）萬臺（億元

36、）10001000 萬臺（億元）萬臺（億元）機器人總成 15.72 157.2 1572 15720 線性關節總成 6.58 65.8 658 6580 旋轉關節總成 5.74 57.4 574 5740 無框力矩電機 3.64 36.4 364 3640 力矩傳感器 2.84 28.4 284 2840 行星滾柱絲杠 2.8 28 280 2800 單列向心球軸承 0.84 8.4 84 840 諧波減速器 1.96 19.6 196 1960 交叉滾子軸承 0.84 8.4 84 840 空心杯電機 0.84 8.4 84 840 行星減速器 0.72 7.2 72 720 FSD 芯片

37、0.8 8 80 800 攝像頭 0.09 0.9 9 90 電池 0.15 1.5 15 150 資料來源：特斯拉官網，光大證券研究所根據步科股份、綠的諧波、鳴志電器等公司公告及官網數據整理、測算 表表 4 4：相關標的估值情況：相關標的估值情況 凈利潤（億元）PE(X)領域 代碼 公司簡稱 收盤價（元）市值（億元）2022A 2023E 2024E 2025E 2022A 2023E 2024E 2025E 執行器執行器總成總成 601689.SH 拓普集團 64.03 706 17.0 22.9 31.5 42.2 42 31 22 17 002050.SZ 三花智控 26.07 973

38、 25.7 31.5 39.1 48.0 38 31 25 20 002933.SZ 新興裝備 35.14 41 (0.6)-空心杯空心杯電機電機 603728.SH 鳴志電器 54.65 230 2.5 2.4 3.8 5.5 93 95 61 42 688698.SH 偉創電氣 33.33 70 1.4 2.1 2.9 3.8 50 33 24 18 002139.SZ 拓邦股份 8.96 114 5.8 6.2 8.2 10.5 19 18 14 11 減速器減速器 688017.SH 綠的諧波 131.96 223 1.6 1.6 2.2 2.6 143 143 99 87 00247

39、2.SZ 雙環傳動 23.88 204 5.8 8.2 10.6 13.5 35 25 19 15 603915.SH 國茂股份 14.76 98 4.1 4.4 5.6 6.7 24 22 17 15 301368.SZ 豐立智能 40.36 48 0.4 0.7 1.0 1.2 108 70 51 39 002896.SZ 中大力德 33.36 50 0.7 0.9 1.1 1.4 76 58 47 35 300258.SZ 精鍛科技 11.80 57 2.5 2.8 3.4 4.3 23 21 17 13 電機電機 688160.SH 步科股份 51.47 43 0.9 0.9 1.2

40、1.5 47 47 37 30 300124.SZ 匯川技術 58.80 1574 43.2 50.1 63.9 80.5 36 31 25 20 002979.SZ 雷賽智能 18.86 58 2.2 1.7 2.4 3.0 26 35 25 19 688320.SH 禾川科技 35.64 54 0.9 1.0 1.3 1.9 60 55 40 28 絲杠絲杠 873593.BJ 鼎智科技 35.96 35 1.0 1.2 1.5 1.9 34 29 23 19 601100.SH 恒立液壓 53.07 712 23.4 25.6 30.5 37.2 30 28 23 19 300580.S

41、Z 貝斯特 27.28 93 2.3 2.8 3.6 4.6 40 33 26 20 軸承軸承 603667.SH 五洲新春 18.80 69 1.5 1.8 2.6 3.5 47 39 27 20 300718.SZ 長盛軸承 17.81 53 1.0 2.5 3.1 3.9 52 22 17 14 傳感器傳感器 603662.SH 柯力傳感 31.66 89 2.6 3.1 3.9 4.8 34 28 23 19 300445.SZ 康斯特 17.80 38 0.8 1.0 1.4 1.8 50 37 27 21 688322.SH 奧比中光-UW 31.22 125 (2.9)(2.2)

42、(0.8)0.5 -251 688320.SH 禾川科技 35.64 54 0.9 1.0 1.3 1.9 60 55 40 28 資料來源：iFinD 一致預期，股價時間為 2024-1-8 3 3、核心零部核心零部件充分受益件充分受益，國產替代波瀾壯，國產替代波瀾壯闊闊 3.13.1、電機電機：核心的驅動機構核心的驅動機構 電機是人形機器人中動力的產生機構，可以類比做人的肌肉。電機是人形機器人中動力的產生機構，可以類比做人的肌肉。機器人的驅動方式可以分為電動驅動、液壓驅動、氣動驅動，其中，電動驅動由于效率高、精確度高、成本低等優勢，得以廣泛應用。表表 5 5：各類驅動方式的比較：各類驅動方

43、式的比較 原理原理 優點優點 缺點缺點 電動驅動 用電動機把電能轉換成機械能輸出 1、效率高：伺服電機作為動力源，可以組成簡單高效的傳動機構。2、精密控制：在高精度傳感器、計量裝置、計算機技術支持下，能夠大大超過其他控制方式能達到的控制精度。3、成本低、能耗低。往往需要配合減速器使用。液壓驅動 應用液體作為工作介質來傳遞能量 1、單位重量和單位尺寸輸出功率高，在傳遞相同功率的情況下，液壓傳動裝置的體積小、重量輕、慣性小、結構緊湊、布局靈活。2、速度、扭矩、功率均可無級調節，動作響應性快，能迅速換向和變速，調速范圍寬。因有相對運動表面不可避免地存在泄漏。液壓元件制造精度要求高，給使用與維修保養帶

44、來一定困難。氣壓驅動 以壓縮氣體為工作介質，靠氣體的壓力傳遞動力 1、維護簡單。2、工作環境適應性好。工作速度、穩定性稍差。資料來源：機械知網，光大證券研究所整理 人形機器人中使用最多的為空心杯電機和力矩電機。人形機器人中使用最多的為空心杯電機和力矩電機。電機按照控制方式分類，可以分為伺服電機、步進電機。電機按照驅動方式分類，可以分為直流電機和交流電機。直流電機中，按照線圈類型分類，可以分為有鐵芯的電機和空心杯電機；按照換向方式分類，可以分為有刷電機和無刷電機。特斯拉特斯拉 OptimusOptimus 機機器人中，包含了器人中，包含了 2 28 8 個無框力矩電機和個無框力矩電機和 1 12

45、 2 個空心杯電機，電機占整體價值量的個空心杯電機，電機占整體價值量的比例高達比例高達 2 28%8%。圖圖 1515：電電機的分類機的分類 資料來源：光大證券研究所整理 3.1.13.1.1、空心杯電機空心杯電機：高度適配靈巧手：高度適配靈巧手 空心杯電機是一種微型伺服電動機空心杯電機是一種微型伺服電動機，與靈巧手關節高度適配，與靈巧手關節高度適配。它可以利用永磁鐵產生磁場，從而實現直流供電。與傳統電機的不同之處在于，空心杯電機采用的是無鐵芯轉子。無鐵芯轉子的結構使得空心杯電機具有以下優點：（1）重量大幅降低，從而降低了電機的轉動慣量；（2）消除了由于鐵芯形成渦流造成的電能損耗；（3）降低了

46、轉子自身的機械能損耗。圖圖 1616：空心杯電機結構圖空心杯電機結構圖 資料來源：鳴志電器官網 空心杯電機當前空心杯電機當前全全球市場規模在球市場規模在 5050 億元億元人民幣人民幣左右。左右。根據 GII 數據，2022 年全球空心杯電機市場規模為 7.48 億美元，預計 2028 年達 11.86 億美元，2022-2028 年的 CAGR 為 7.98%。其中，根據 GII 數據，2021 年有刷空心杯電機占比為 67%，無刷空心杯電機占比為 33%。圖圖 1717：全球空心杯電機市場規模：全球空心杯電機市場規模 圖圖 1818：2 2021021 年全球市場年全球市場各類空心杯電機占

47、比各類空心杯電機占比（按市場規模計）（按市場規模計）有刷空氣杯電機,67%無刷空心杯電機,33%資料來源：GII 資料來源：GII 外國企業占據大部分份額，外國企業占據大部分份額，國產替代空間廣闊。國產替代空間廣闊。根據 QY Research 數據，按照市場規模計，2022 年全球空心杯電機 CR5 為 67%，前五名企業包括Faulhaber、Portescap、Allied Motion Technologies、Maxon Motor 及Nidec Copal Corporation?？招谋姍C的壁壘主要體現在空心杯電機的壁壘主要體現在專利、專利、繞線機、繞線機、以及正向設計能力上。以

48、及正向設計能力上?？招谋a上的難點在于線圈沒有鐵芯支撐，繞線工藝比較復雜：（1）Maxon Motor、FAULHABER Group 等龍頭企業由于先發優勢，申請了一系列的專利，構筑了一定的專利壁壘；（2）空心杯電機對繞線機的性能、效率要求很高。此外，頭部企業擁有很強的正向設計能力，可以根據客戶的需求，設計出性能滿足客戶要求的、可靠穩定的產品。表表 6 6：空心杯電機行業領先企業：空心杯電機行業領先企業 企業企業 國家國家 介紹介紹 Maxon Motor 瑞士 成立于 1961 年，是精密驅動系統的領先制造商，包括空心杯直流電機。公司以其用于醫療設備、航空航天和機器人等關鍵應用的高質量和

49、高性能電機而聞名。FAULHABER Group 德國 成立于 1947 年，其主要業務是精密微型和微型驅動系統的設計、開發和制造。主要客戶包括醫療設備制造商、機器人公司和自動化系統集成商。Nidec Corporation 日本 成立于 1908 年，生產包括空心杯電機在內的各種電機?？蛻糁饕谄?、工業和消費電子行業。Portescap 美國 成立于 1931 年，是一家微型電機產品和精密運動控制系統的制造商，在各個行業都有應用。Precision Microdrives 英國 成立于 2004 年，服務于醫療保健、汽車和工業自動化等行業。Allied Motion 美國 成立于 1962

50、 年，是一家全球精密操作和控制巨頭。重點關注車輛、醫療、航空航天和國防、電子和工業市場。資料來源：greensky-power，光大證券研究所整理 3.1.23.1.2、無框無框力矩電機力矩電機：高度適配機器人關節高度適配機器人關節 無框力矩電機，是一種以輸出扭無框力矩電機，是一種以輸出扭矩為衡量指標的無框架式永磁電機。矩為衡量指標的無框架式永磁電機。無框力矩電機的原理與傳統的永磁電機相同，不同點主要在于結構上：無框力矩電機沒有機殼，只有轉子和定子 2 個部件。圖圖 1919：無框無框力矩力矩電機電機的構造的構造 資料來源：科爾摩根官網 無框力矩電機非常適配于機器人關節。無框力矩電機非常適配于

51、機器人關節。無框力矩電機的結構設計擺脫了傳統的機殼約束，利用機器的自身軸承支撐轉子，將電機無縫內置于機器設計中。無框力矩電機體積小、扭矩高、穩定性高的特點與機器人關節的要求非常適配。圖圖 2020：無框無框力矩力矩電機電機的特點的特點 資料來源：科爾摩根官網 力矩力矩電機電機、無框電機、無框電機當前當前的的全球市場規模全球市場規模均均在在 5050 億元億元人民幣人民幣左右。左右。根據technavio 的數據，2022 年，全球力矩電機銷售規模為 6.1 億美元，預計2027 年全球力矩電機銷售規模達 9 億美元，2022-2027 年 CAGR 為 8%。根據QY Research 的數據

52、，2022 年，全球無框電機銷售規模為 6.7 億美元，預計2029 年全球無框電機銷售規模達 11.7 億美元，2022-2029 年 CAGR 為 9%。從競爭格局來看，海外企業仍處于領先地位。從競爭格局來看，海外企業仍處于領先地位。從事無框力矩電機行業的主要制造商包括威騰斯坦（德國）、科爾摩根（美國）、尼得科（日本）、派克漢尼汾（美國）等企業。國內企業中，步科股份、昊志機電等也推出了相關產品。圖圖 2121：全球全球力矩力矩電機電機銷售銷售規規模模 圖圖 2222：全球無框電機銷售規模：全球無框電機銷售規模 6.711.74567891011121320222029市場規模（億美元）資料

53、來源：technavio 資料來源：QY Research 3.1.33.1.3、相關標的相關標的 鳴志電器鳴志電器，空心杯電機空心杯電機國內領先企業國內領先企業。公司專注于運動控制領域核心技術及系統級解決方案的研發和經營，通過合資設立安浦鳴志自動化，收購美國 AMP 及瑞士 T Motion 兩家國際知名的、專業的電機驅動控制產品及運動控制核心技術開發的企業，整合并形成了全球領先的電機驅動控制產品研發、制造平臺，公司的步進電機、直流無刷電機、空心杯電機、電機+絲杠模組、電機+減速機模組等產品被國內外客戶廣泛使用。偉創電氣偉創電氣，積極拓展積極拓展機器人電機業務機器人電機業務。公司于 2022

54、 年成立機器人行業部，切入機器人產業鏈，目前主要是以機器人大配套為主，主要面向移動類、協作類、服務類的機器人領域，提供低壓伺服、空心杯電機、特種無框力矩電機等核心部件。2023 年，公司發布空心杯電機產品 ECH13 系列、無框電機 FO1 系列。3.23.2、減速器減速器：核心的動力傳達機構核心的動力傳達機構 減減速器是人形機器人中核心的動力傳達機構，可以類比做人的關節。速器是人形機器人中核心的動力傳達機構，可以類比做人的關節。減速器在原動機和執行機構之間起到匹配轉速和傳遞轉矩的作用，主要有精密行星減速器、諧波減速器、RV 減速器等類別。特斯拉特斯拉 OptimusOptimus 機器人中，

55、包含機器人中，包含了了 1414個諧波減速器和個諧波減速器和 1 12 2 個行星減速器，電機占整體價值量的比例高達個行星減速器，電機占整體價值量的比例高達 17%17%。表表 7 7：減速器分類減速器分類 減速器類別減速器類別 結構特點結構特點 優點優點 缺點缺點 應用領域應用領域 精密行星減速器 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。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 單級傳動比范圍小 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 諧波減速器 主要

56、包括波發生器、柔輪與剛輪。減速器工作時，波發生器會發生可控 變 形，同時 依 靠 柔輪、剛輪的嚙合傳遞動力。傳動精度高，重量和體積小，運轉平穩、傳動比大 傳遞扭矩相對較小，傳動效率低、使用壽命有限 機器人中負載較小的小臂、腕部 和手 部 等 關節、航空航天、精密加工設備和醫療設備領域 RV 減速器 主 要 包括 兩級 傳 動 裝置，分別為漸開線行星齒輪傳動和擺線針輪行星傳動。傳動比范圍廣，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。結 構 復雜、制 造 難 度大、成本高 機器人中負載較重的機座、大臂、肩部等大關節 資料來源：科峰智能招股

57、說明書 3.2.13.2.1、諧波減速器諧波減速器：體積小、精度高：體積小、精度高 諧波減速器諧波減速器具有體積小、精度高的優勢。具有體積小、精度高的優勢。諧波減速器是一種靠波發生器使柔輪產生可控的彈性變形波，通過其與剛輪的相互作用，實現運動和動力傳遞的傳動裝置，其構造主要由帶有內齒圈的剛性齒輪（剛輪）、帶有外齒圈的柔性齒輪（柔輪）、波發生器三個基本構件組成。諧波傳動技術突破了機械傳動采用剛性構件的模式，使用了一個柔性構件來實現機械傳動，具有傳動精度高、體積小的優點，非常適合應用于人形機器人非常適合應用于人形機器人的線性關節等部位。的線性關節等部位。圖圖 2323：諧波減速器結構示意圖諧波減速

58、器結構示意圖 圖圖 2424：諧波減速器運行示意圖諧波減速器運行示意圖 資料來源：綠的諧波招股說明書 資料來源：綠的諧波招股說明書 諧波減速器諧波減速器當前當前的中國的中國市場規模在市場規模在 2525 億元。億元。根據頭豹研究院預測，2022 年，中國市場諧波減速器銷售規模為 25 億元，受益于機器人、精密加工設備、航天航空、雷達設備、醫療設備等領域的快速發展，預計 2025 年市場空間將達到 41 億元。圖圖 2525：中國市場中國市場諧波諧波減速器銷售規模減速器銷售規模 0%2%4%6%8%10%12%14%16%18%20%05101520253035404520202021E2022

59、E2023E2024E2025E中國市場銷售規模（億元）中國市場增速（右軸）資料來源：頭豹研究院，科峰智能招股說明書 哈默納科一家獨大，國內企業奮力追趕。哈默納科一家獨大，國內企業奮力追趕。根據華經產業研究院數據，2021 年，哈默納科占據了全球諧波減速器 82%的市場。但是在中國市場，哈默納科的市占率僅為 35%，大幅低于其全球市占率，綠的諧波市占率為 25%，來福諧波市占率為 8%。國內企業的產品在性能、壽命等指標上已經基本達到與哈默納科相同的水平，但是哈默納科在諧波減速器行業中深耕多年，與頭部機器人企業建立了良好穩固的合作關系，所以當前的國內企業更所以當前的國內企業更多的在國內市場上開啟

60、對多的在國內市場上開啟對哈默哈默納科納科的替代。的替代。圖圖 2626：2022021 1 年全球年全球諧波諧波減速器市場格局減速器市場格局 圖圖 2727：2022021 1 年中國年中國諧波諧波減速器市場格局減速器市場格局 哈默納科,82%綠的諧波,7%其他,11%哈默納科,35%日本新寶,7%綠的諧波,25%來福諧波,8%得福機器人,4%大族傳動,5%其他,16%資料來源：華經產業研究院 資料來源：華經產業研究院 3.2.23.2.2、行星減速器行星減速器：效率高：效率高、成本低成本低 行星減速器是傳動效率最高的齒輪傳動結構。行星減速器是傳動效率最高的齒輪傳動結構。行星齒輪傳動機構主要由

61、行星齒輪、行星架和太陽輪構成的行星齒輪傳動機構。精密行星減速器工作時，通常是伺服電機等原動機驅動太陽輪旋轉，太陽輪與行星輪的嚙合驅動行星輪產生自轉；同時，由于行星輪另外一側與減速器殼體內壁上的環形內齒圈嚙合，最終行星輪在自轉驅動下將沿著與太陽輪旋轉相同方向在環形內齒圈上滾動，形成圍繞太陽輪旋轉的“公轉”運動。太陽輪和齒圈存在齒數差，從而達到減速目的。圖圖 2828：精密行星減速器結構示意圖精密行星減速器結構示意圖 資料來源：科峰智能招股說明書 行星減速器行星減速器當前當前的的全球全球市場規模在市場規模在 9090 億元億元人民幣人民幣左右左右。根據 QY Research 的數據，2022 年

62、，全球市場行星減速器銷售規模為 12 億美元，中國市場行星減速器銷售規模為 5 億美元，預計 2029 年全球行星減速器銷售規模達 22.31 億美元，2022-2029 年 CAGR 為 9%；中國市場規模達 11.49 億美元，2022-2029 年 CAGR 為 13%。圖圖 2929：全球及中國市場行星減速器銷售規模全球及中國市場行星減速器銷售規模 圖圖 3030：20222022 年年全球行星減速器市場區域分布全球行星減速器市場區域分布（按市場規模計）（按市場規模計）-5%0%5%10%15%20%25%30%35%40%0510152025201820192020202120222

63、023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E全球市場銷售規模（億美元）中國市場銷售規模（億美元）全球市場增速（右軸）中國市場增速（右軸）北美,21%歐洲,20%亞太,55%拉美,3%中東及非洲,2%資料來源：QY Research，科峰智能招股說明書 資料來源：QY Research，科峰智能招股說明書 競爭格競爭格局局相對分散，海外企業占據領先地位。相對分散，海外企業占據領先地位。在全球范圍內，德國、日本等國家的精密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。國產品牌陣營以科峰智能、紐氏達特、中大力德為主要代表，國外精密行星

64、減速器主要廠家為日本新寶、紐卡特、威騰斯坦等。根據 QY Research 統計的銷售金額數據，2022 年全球 CR5 為 47%，日本新寶、紐卡特、威騰斯坦占據前三位。圖圖 3131：20222022 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（按銷售金額計）（按銷售金額計）圖圖 3232：20222022 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（按銷售金額計）（按銷售金額計）日本新寶,13%紐卡特,11%威騰斯坦,11%精銳科技,7%科峰智能,5%其他,53%日本新寶,20%科峰智能,12%紐氏達特,10%精銳科技,7%利茗,5%其他,46%資料來源：QY

65、 Research，科峰智能招股說明書 資料來源：QY Research，科峰智能招股說明書 3.2.33.2.3、相關標的相關標的 綠的諧波：國內諧波減速器龍頭。綠的諧波：國內諧波減速器龍頭。公司是國內少數可以自主研發并實現規?；a的諧波減速器的廠商，產品廣泛應用于工業機器人、服務機器人、數控機床、醫療器械、半導體生產設備、新能源裝備等高端制造領域。公司通過自主創新、自主研發，發展完善了新一代諧波嚙合“P 齒形”設計理論體系、新一代三次諧波技術；公司已通過 ISO9001 及 ISO14001 國際質量體系認證，并且為我國多項精密減速器領域國家標準主要起草單位?？品逯悄芸品逯悄埽ㄎ瓷鲜形瓷?/p>

66、市）：國內：國內精密精密行星減速器龍頭行星減速器龍頭。公司依托于高精密齒輪加工模塊化產品設計與制造、熱處理等領域的技術積累，形成了精密行星減速器、工程機械用行星減速器、諧波減速器、精密零部件及其他的四大系列化產品。根據 QY Research 數據，以銷售金額口徑計，公司 2022 年在中國精密行星減速器市場中市占率為 12%，僅次于日本新寶。3.33.3、傳感器：核心的感知部件傳感器：核心的感知部件 傳感器是人形傳感器是人形機器人中核心的感知部件，可以類比做人的感覺器官。機器人中核心的感知部件，可以類比做人的感覺器官。傳感器是能夠感應各種非電量（如物理量、化學量、生物量），且按照一定的規律轉

67、換成便于傳輸和處理的另一種物理量（一般為電量）的測量裝置或器件。傳感器通常由敏感元件和轉換元件組成，其中敏感元件是指傳感器中直接感應被測量的部分，轉換元件是指傳感器能將敏感元件的輸出轉換為適于傳輸和處理的電信號部分。圖圖 3333：機器人感覺順序與系統結構機器人感覺順序與系統結構 資料來源：現代機械設計手冊（秦大同、謝里陽主編）人形機器人中應用最多的人形機器人中應用最多的為力矩傳為力矩傳感感器。器。根據傳感器的作用，一般將傳感器分為內部傳感器和外部傳感器。內部傳感器（體內傳感器）主要測量機器人內部系統狀態；外部傳感器（檢測外部環境傳感器）安裝在機械手或移動機器人上，主要測量機器人外界周圍環境。

68、按照檢測方法分類，可以將傳感器分為光學、機械、超聲波、電阻、半導體、電容、氣壓等的傳感器。特斯拉特斯拉 OptimusOptimus機器人中，包含了機器人中，包含了 4040 個力矩傳感器和個力矩傳感器和 3 3 個視覺傳感器，傳感器占整體價值量個視覺傳感器，傳感器占整體價值量的比例高達的比例高達 19%19%。表表 8 8：傳傳感器分類（按作用）感器分類（按作用）分類分類 傳感器傳感器 類型類型 內部傳感器 特定位置、角度傳感器 微型開關、光電開關 任意位置、角度傳感器 電位器、旋轉變壓器、碼盤、關節角傳感器 速度、角速度傳感器 測速發電機、碼盤 加速度傳感器 應變片式，同服式、壓電式、電動

69、式 傾斜角傳感器 液體式、垂直振子式 方位角傳感器 陀螺儀、地磁傳感器 外部傳感器 視覺傳感器 測量傳感器 識別傳感器 接觸覺傳感器 光學式(點狀、線狀、圓形、螺旋形、光束)光學式、聲波式 單點式、分布式 觸覺傳感器 壓覺傳感器 滑覺傳感器 單點式、高密度集成、分布式 點接觸式、線接觸式、面接觸式 力覺傳感器 力/力矩傳感器 力和力矩傳感器 組合型 單元型 接近覺傳感器 接近覺傳感器 距離傳感器 空氣式、磁場式、電場式、光學式、聲波式 光學式，聲波式 資料來源：現代機械設計手冊（秦大同、謝里陽主編）表表 9 9：傳感器分類（按檢測方法）：傳感器分類（按檢測方法）傳感器傳感器 檢測方法檢測方法

70、光學傳感器 接近覺、分布觸覺，視覺，角度覺 機械傳感器 觸覺 半導體傳感器 壓覺、分布觸覺、力覺 電容傳感器 接近覺、分布壓覺 氣壓傳感器 接近覺 高分子傳感器 觸覺、壓覺 超聲波傳感器 接近覺，視覺 電阻傳感器 壓覺、分布觸覺、力覺 生物傳感器 觸覺、壓覺 電化學傳感器 觸覺、接近覺、角度覺 磁傳感器 接近覺 流體傳感器 角度覺 資料來源：現代機械設計手冊（秦大同、謝里陽主編）3.3.13.3.1、力力/力矩傳感器力矩傳感器：精細感知的重要依靠精細感知的重要依靠 力力/力矩傳感器是一種能感知力矩傳感器是一種能感知力、力、力矩并轉換成可用輸出信號的傳感器。力矩并轉換成可用輸出信號的傳感器。主要

71、包括本體單元和應變/形變檢測系統兩部分。力/力矩傳感器的核心原理是將力作用下的形變轉換成電信號。當有力/力矩作用時，力/力矩施加于傳感器本體單元上，并引起本體單元的應變或形變，檢測系統可感知本體的應變或形變，通過電路將其轉化為相應電壓，通過測量電壓值來表征力/力矩大小，并轉換成可用輸出信號，實現力/力矩的測量。圖圖 3434：力力/力矩傳感器基本工作原理力矩傳感器基本工作原理 建立力矩與電信號間的映射關系力矩作用電路將形變值轉換為電信號得到所作用力矩大小彈性本體形變檢測系統檢測形變值 資料來源：現代機械設計手冊（秦大同、謝里陽主編）按照測量原理，按照測量原理，力力/力矩傳感器可以分為光電式、應

72、變式、電容式、壓電式等力矩傳感器可以分為光電式、應變式、電容式、壓電式等多多種類型種類型。這其中，應變式力/力矩傳感器是當前技術最為成熟、應用最廣泛的傳感器類型，具有結構簡單、制作容易、價格低廉等優點。表表 1010：力力/力矩力矩傳感器分類（按傳感器分類（按測量原理測量原理）分類分類 原理及特點原理及特點 優點優點 缺點缺點 代表企業代表企業 應變式 通常采用的是硅應變片或金屬箔，本質是材料本身發生形變進而轉化為阻值變化 結構簡單、價格低廉、測量精度較高 應變片容易老化、脫落，傳感器易受溫度影響及電磁干擾 ATI、宇立儀器、坤維科技、鑫精誠、藍點觸控、海伯森、神源生智能、Sintokogio

73、、Bota Systems AG、SCHUNK、埃力智能、ME-MeBsysteme GmbH等 電容式 電容是通過極距的變化導致電壓變化，壓電則是通過形變改變電荷 非接觸式測量、魯棒性好、適用于高溫輻射等惡劣環境 線性度及測量精度較低、易受電磁干擾 Robotiq、Robotous、WACOH-TECH、Kistler 等 壓電式 測量范圍大、剛度高、無電磁干擾、動態性能良好 測量精度低、靜態表現差、結構尺寸大 光電式 通過光纖、光柵反映形變，再轉化成力 測量精度高、非接觸式測量、無電磁干擾 結構尺寸大、價格高、多維實現困難 OnRobot、松果體、華力創等 資料來源：與人共融機器人的關節力

74、矩測量技術（劉玉旺等）、高工機器人 按照測量按照測量維度，維度，力力/力矩傳感器可以分為一至力矩傳感器可以分為一至六六維力維力/力矩傳力矩傳感器感器。一般傳感器能測幾個維度，就是幾維傳感器。一維、三維和六維力/力矩傳感器最常見。對于六維力/力矩傳感器而言，空間中任意方向的力 F，其作用點 P 不與傳感器標定參考點重合且隨機變化，這種情況下就需要選用六維力/力矩傳感器來完成測量任務，同時測量 Fx、Fy、Fz、Mx、My、Mz 六個分量。六維力/力矩傳感器的內部算法，會解耦各方向力和力矩間的干擾，使力的測量更為精準。這類傳感器更適用于參考點的距離較遠，且隨機變化情景，測量精度要求較高。圖圖 35

75、35：一維、三維、一維、三維、六維力六維力/力矩傳感器力矩傳感器作用示意圖作用示意圖 資料來源：坤維科技微信公眾號 力矩傳感器力矩傳感器當前當前的全球的全球市場規模市場規模超過超過 500500 億元億元。根據 Research and Markets的數據，2022 年，全球市場力矩傳感器銷售規模為 75 億美元，預計 2023 年全球市場力矩傳感器銷售規模為 80.6 億美元，2030 年將達到 134 億美元，2023-2030 年的 CAGR 為 7.5%。圖圖 3636：全球市場力全球市場力矩傳感器銷售規模矩傳感器銷售規模 75.280.61345060708090100110120

76、13014020222023E2030E市場規模（億美元）資料來源：Research and Markets 六維力六維力/力矩傳感器步入加速增長期。力矩傳感器步入加速增長期。根據 GGII 數據，2022 年中國市場六維力/力矩傳感器銷量 8360 套，同比增長 58%，其中機器人行業銷量 4840 套，同比增長 63%。GGII 預計，到 2027 年中國市場六維力/力矩傳感器銷量有望突破 8.4 萬套，2022-2027 年的 CAGR 超過 60%，其中機器人行業銷量有望突破4.2 萬套。根據 GGII 數據，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%

77、，其中機器人行業六維力/力矩傳感器市場規模 1.56 億元，同比增長 54%。GGII 預計，2027 年中國六維力/力矩傳感器市場規模將超過15 億元，2022-2027 年的 CAGR 超過 45%。圖圖 3737：20172017-20272027 年中國六維力年中國六維力/力矩傳感器市場銷量及預測力矩傳感器市場銷量及預測 圖圖 3838：20172017-20272027 年中國六維力年中國六維力/力矩傳感器市場規模及預測力矩傳感器市場規模及預測 0 01000010000200002000030000300004000040000500005000060000600007000070

78、000800008000090000900002017201720182018201920192020202020212021202220222023E2023E2024E2024E2025E2025E2026E2026E2027E2027E機器人行業銷量（套）機器人行業銷量（套）非機器人行業銷量（套）非機器人行業銷量（套）0 0200200400400600600800800100010001200120014001400160016002017201720182018201920192020202020212021202220222023E2023E2024E2024E2025E2025E

79、2026E2026E2027E2027E機器人行業規模（百萬元）機器人行業規模（百萬元）非機器人行業規模（百萬元）非機器人行業規模（百萬元）資料來源：GGII 資料來源：GGII 國外企業具有先發優勢，中國公司加速追趕國外企業具有先發優勢，中國公司加速追趕。受益于機器人市場需求催化，中國六維力/力矩傳感器市場近年來入局者逐年增加，坤維科技、鑫精誠、宇立儀器、藍點觸控等國內企業先后進入該領域，并在機器人、汽車、3C 等應用領域上占據了一席之地。ATI、SCHUNK 等海外企業作為全球龍頭，積累多年，仍舊有明顯的領先優勢。表表 1111：各家廠商情況及性能指標對比各家廠商情況及性能指標對比 企業企

80、業 總部總部 準度準度（%FS%FS）公司簡介公司簡介 坤維科技坤維科技 中國 0.5%坤維科技成立于 2018 年，是一家致力于提供高精度力覺傳感器(六軸力傳感器)及力控解決方案的企業。公司主營智能力覺傳感器的研發，制造、銷售、及技術推廣，開發面向機器人及其他智能裝備行業的力覺傳感器產品，為機器人及其它智能裝備，工業過程監控，產品質量檢測，科研測試測量等領域提供力覺測量解決方案及相關產品。鑫精誠鑫精誠 中國 1%-3%深圳市鑫精誠科技有限公司成立于 2009 年，公司專注于微型壓力、稱重、多軸力、扭力等多樣化的智能傳感器及控制儀表的工業級產品研發和創新，為 3C 自動化設備、精密醫療、農業、

81、新能源鋰電、機器人、半導體、航空鐵路、高校等領域提供力控系統解決方案與技術合作。宇立儀器宇立儀器 中國 1%-5%宇立儀器有限公司(SRI)是一家集生產、研發于一體的技術密集型企業，由原美國 FTSS(現Humanetics ATD)總工黃約博士于 2007 年創立。公司在多軸力傳感器設計領域積累了近 20 年經驗，在汽車行業和工業機器人領域具有較強的競爭優勢。藍點觸控藍點觸控 中國 1%-2%藍點觸控(北京)科技有限成立于 2019 年，是一家專業從事高精度，高性能力傳感器以及力控產品研發和生產的高新技術企業。公司在多維力傳感器，關節扭矩傳感器，機器人力控技術等方面擁有深厚的經驗積累和技術優

82、勢，現已形成了 Mrist 六維力傳感器、Joint 關節扭矩傳感器、力控應用軟件包等多個產品系列。海伯海伯森森 中國 1%-2%海伯森技術(深圳)有限公司成立于 2015 年，公司始終專注工業傳感技術的創新，并在光學精密測量，工業 2D/3D 檢測，機器人智能應用等領域形成了成熟的產品矩陣，主營產品包括 3D 閃測傳感器、3D 線光譜共焦傳感器、點光譜共焦位移傳感器、超高速工業相機和六維力傳感器等。ATIATI 美國 0.5%-2%ATI 工業自動化公司是世界領先的多維力傳感器制造商，自 1989 年以來，ATI 工業自動化公司一直致力于開發最先進的產品和解決方案，在世界各地得到了成千上萬的

83、成功應用。公司主營業務包括機器人快速轉換裝置及力傳感器。SCHUNKSCHUNK 德國 2%德國雄克公司(SCHUNK)創建于 1945 年，主營產品包括精密夾具和自動化抓取系統、傳感器等。公司的產品主要應用于機械和自動化領域。RobotiqRobotiq 加拿大 3%Robotiq 公司成立于 2008 年，總部位于加拿大魁北克，主營產品包括機器人末端夾具、力矩傳感器、機器人相機套件等。O On nRobotRobot 丹麥 3%OnRobot 是一家全球性公司，由丹麥 OnRobot、匈牙利 OptoForce 和美國 Perception Robotics 合并而成。主營產品包括機器人末

84、端夾具、力矩傳感器、機器人相機套件等。SintokogioSintokogio 日本 1%-3%Sintokogio 成立于 1934 年，是一家總部位于日本的公司，主營業務分為五個部門：鑄造部門生產和銷售綠砂成型機、綠砂處理系統、化學粘合砂系統等；表面處理部門生產噴丸機、噴氣機和噴丸機；環境設備部門生產集塵器、廢氣凈化器、廢水處理系統等；物料搬運設備部門提供剪刀式升降機、輸送機等；特種設備部門為外圍行業生產設備，包括機電一體化、模具和成型。該公司業務遍及全球，亞洲、北美和歐洲是其前三大市場。WACOHWACOH-TECHTECH 日本 1%-3%WACOH-TECH 成立于 2007 年，總

85、部位于日本，主營業務包括力傳感器和 MEMS 傳感器(加速度、陀螺儀)產品的開發、生產、銷售。資料來源：GGII 3.3.23.3.2、視覺傳感器：視覺傳感器：進一步加強感知能力進一步加強感知能力 機器視覺機器視覺可以進一步強化人形機器人的感知能力可以進一步強化人形機器人的感知能力。目前 2D 視覺正在向 3D 視覺進行延伸。隨著智能制造的不斷深入，面對復雜的物件辨識和尺寸量度任務，以及人機互動所需要的復雜互動，2D 視覺在精度和距離測量方面均出現部分技術局限，市場對 3D 視覺的需求開始與日俱增。在人形機器人應用領域，3D 視覺傳感器可以幫助機器人高效完成人臉識別、距離感知、避障、導航等功能

86、，使其更加智能化。機器視覺機器視覺當前的全球市場規模在當前的全球市場規模在 800800 億元左右。億元左右。GGII 數據顯示，2021 年全球機器視覺市場規模約為 804 億元，同比增長 12%，GGII 預計至 2025 年該市場規模將超過 1200 億元。2022-2025 年 CAGR 約為 12%。GGII 數據顯示，2021年中國機器視覺市場規模 138 億元（該數據未包含自動化集成設備規模），同比增長 47%。其中，2D 視覺市場規模約為 127 億元，3D 視覺市場約為 12 億 元。根據 GGII 預測，到 2025 年我國機器視覺市場規模將達到 469 億元，其中2D 視

87、覺市場規模將超過 360 億元，3D 視覺市場規模將超過 100 億元。圖圖 3939：20152015-20252025 年全球機器視覺市場規模及預測年全球機器視覺市場規模及預測 圖圖 4040：20162016-20252025 年中國機器視覺市場規模及預測年中國機器視覺市場規模及預測 378 417 536 590 663 717 804 879 990 1,119 1,276 11%10%28%10%13%8%12%9%13%13%14%0%5%10%15%20%25%30%0200400600800100012001400全球機器視覺市場規模（億元）同比增長（右軸）1 2 3 4 6

88、 12 19 34 61 104 46 54 66 76 88 127 163 228 293 364 18%24%17%18%47%32%44%35%32%0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%0501001502002503003504002016201720182019202020212022E2023E2024E2025E3D視覺市場規模(億元)2D視覺市場規模(億元)增長率(右軸)資料來源：GGII 資料來源：GGII 從國內機器視覺整體市場來看，內外資品牌的競爭已開始呈現分庭抗禮的局從國內機器視覺整體市場來看，內外資品牌的競爭已開始呈現分庭抗禮的局面面。甚至

89、在某些產業鏈環節，國產的份額已絕對領先于外資。如鏡頭、光源領域，國產代表廠商 OPT、東莞 RESS、長步道等；相機領域，國產代表廠商?？禉C器人、華?？萍?、大恒圖像等。從內外資品牌份額來看，根據 GGII 數據顯示，2021 年國產品牌機器視覺市場份額占比 58%，進口替代進程開始提速。圖圖 4141：20212021 年中國機器視覺市場內年中國機器視覺市場內外資品牌格局（按規模外資品牌格局（按規模）圖圖 4242：20212021 年中國機器視覺系統市場年中國機器視覺系統市場整體整體競爭格局競爭格局（按規模（按規模）圖圖 4343：20212021 年中國機器視覺系統市場年中國機器視覺系統市

90、場國產品牌國產品牌競爭格局（按規模競爭格局（按規模）國產,58%外資,42%?？禉C器人基恩士康耐視凌云光大恒圖像OPT華?？萍糂asler其他?？禉C器人凌云光大恒圖像OPT華?？萍计渌Y料來源：GGII 資料來源：GGII 資料來源：GGII 3.3.33.3.3、相關標的相關標的 柯力傳感柯力傳感：應變式傳感器龍頭：應變式傳感器龍頭，積極拓展機器人傳感器業務，積極拓展機器人傳感器業務。公司在目前已有的微型、扭矩、多維力等高端力學傳感器品類基礎上，加快自主研發，積極尋求與各大機器人廠商的商務合作。根據客戶的不同需求，公司已經進行了多款扭矩傳感器、多維力傳感器等產品的送樣和試制。漢威科技漢威科技

91、：氣體傳感器龍頭，加速氣體傳感器龍頭，加速拓展柔性傳感器業務拓展柔性傳感器業務。公司柔性微納傳感器業務主要由控股子公司蘇州能斯達開展，能斯達目前已形成四大核心技術、七 大產品系列，柔性微納傳感技術水平及產業化程度國內領先。柔性微納傳感器目前已在智能機器人領域有明確的應用，并與小米科技、九號科技、深圳科易機器人等積極開展業務合作。3.43.4、執行器執行器：至關重要的至關重要的“小總成小總成”執行器是執行器是由多種零部件共同組成的、將由多種零部件共同組成的、將能量轉化為機器人的運動的核心部件。能量轉化為機器人的運動的核心部件。執行器的基本構成包含電機、減速器、編碼器、力矩傳感器和軸承等部件，各個

92、零部件一起配合，共同完成機器人的運動動作。按照運動類型的不同，執行器可以分為旋轉執行器和線性執行器兩類?？紤]到考慮到執行器執行器的的重要性以及重要性以及較較高的高的復雜度復雜度，在整個在整個人形機器人人形機器人行業的行業的產業化進程產業化進程中，擁有強大中，擁有強大生產生產能力和執行力能力和執行力的的執行器執行器 T Tierier1 1 廠商至關重要。廠商至關重要。拓普集團拓普集團：深入綁定特斯拉的汽車零部件企業，發力深入綁定特斯拉的汽車零部件企業，發力拓展執行器業務。拓展執行器業務。公司為汽車零部件平臺型供應商，與特斯拉有著深入的合作，公司為特斯拉底盤、熱管理等零部件的供應商。2023 年

93、 7 月，公司拆分設立機器人事業部，發力拓展機器人業務。公司在機器人執行器業務的核心優勢有：（1）具備永磁伺服電機、無框電機等各類電機的自研能力；（2）具備整合電機、減速機構、控制器的經驗；（3）具備精密機械加工能力；（4）具備各類研發資源及測試資源的協同能力。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。三花智控三花智控：深入綁定特斯拉的深入綁定特斯拉的熱管理龍頭企業，熱管理龍頭企業，發力拓展發力拓展執行器執行器業務業務。公司為熱管理龍頭企業，是特斯拉核心的熱管理解決方案供應商。在仿生機器人領域，公司聚焦機電執行器，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。新興裝備新興裝備：以伺服控制技術為核心的航空裝備企業，發力拓展執行器業務以伺服控制技術為核心的航空裝備企業，發力拓展執行器業務。公司為航空裝備企業，產品廣泛應用于直升機、固定翼飛機和無人機等領域。2023 年 5 月，公司成立全資子公司北京長興動力機器人科技有限公司，致力于機器人業務的拓展。截至 2023 年 12 月，公司已完成第一代旋轉執行器試制，正在進行第一代直線執行器試制。