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1、浙商機械國防團隊靈巧手：人形機器人硬件迭代核心模塊人形機器人系列深度PPT（五）行業評級：看好2024年03月04日分析師邱世梁分析師王華君研究助理姬新悅郵箱郵箱郵箱證書編號S1230520050001證書編號S1230520080005證券研究報告添加標題95%靈巧手：人形機器人硬件迭代核心模塊，關注重點部件及設備21、靈巧手：人形機器人末端執行與感知的工具，是人形機器人未來硬件迭代空間最大的功能模塊之一。靈巧手模仿人手的結構和功能，實現對物體的靈活抓取，滿足多種工作需求。根據我們測算，目前單只人形機器人靈巧手成本約2.8萬元，我們預計產業化成熟后，單只價值量有望降低到1.5萬元，在人形機器

2、人整機成本中占比約14%。我們預計2030年人形機器人靈巧手全球市場空間約568億元，2023-2030年市場空間復合增速約35%。2、傳動、驅動、傳感系統多元集成解決方案，賦能靈巧手精準化、智能化發展方向（1）傳動系統：包括連桿傳動、齒輪傳動、帶傳動、線繩驅動等，多種傳動方式可結合應用，實現優劣互補；（2）驅動系統：電機驅動為主流路線，驅動力大、控制精度高、響應快，適配于靈巧手的通用性、移動性，易于實現商業化；（3）傳感系統：內在傳感器反饋機器人動態信息，外部傳感器感知外部環境，相互搭配實現靈巧機械手的運動和控制。3、空心杯電機：靈巧手電機最佳選擇之一，海外廠商占據市場龍頭，國內企業起步較晚

3、，有望借助人形機器人實現彎道超車（1）使用繞線杯式電機繞組，減小了電機運行時的磁阻力矩和齒槽引起的轉矩脈動，降低了電機運行過程中的能量損失，具有節能、效率高、靈敏度高、運行穩定等特點，適配靈巧手對體積、性能、成本的優化需求。（2）人形機器人幫助打開空心杯電機未來市場，根據華經產業研究院，2022年全球空心杯電機市場規模約為51億人民幣，預計2028年市場規模將達到83億人民幣，期間復合年均增長率約8.5%。我們預測，人形機器人2030年需求實現177.2萬臺，帶動空心杯市場空間達到132億元。（3）中國與歐洲為空心杯電機的主要市場，根據QYResearch數據，2021年中國和歐洲的空心杯市場

4、分別占全球34.8%、25.9%。全球競爭格局高度集中，中高端市場仍由歐洲企業主導，CR4占據市場份額的65%以上。國內鳴志電器等暫居第二梯隊，國內廠商在生產效率、產品壽命、精度方面，較海外廠商仍存在一定的技術差距，隨人形機器人需求空間打開，國產替代進程提速。4、繞線機：空心杯制造核心環節，以斜繞形和馬鞍形為主，海外廠商自動化程度相對較高，國產廠商自動化率快速提升空心杯電機常用的線圈繞法有直繞形、馬鞍形、斜繞形三種形式，斜繞形和馬鞍形在繞制工藝上相對簡單，國內外繞線機多采用這兩種方式。Metetor、田中精機等廠商自動化發展居于領先地位，國內廠商研發技術存在優化空間。5、投資建議：關注人形機器

5、人靈巧手的重點部件及設備國產供應龍頭。重點推薦鳴志電器、匯川技術、禾川科技、柯力傳感，重點關注拓邦股份、偉創電氣、江蘇雷利、鼎智科技、雷賽智能、豐立智能、東華測試、漢威科技、田中精機等。6、風險提示：中美貿易沖突超預期、技術迭代不及預期、產業化進展不及預期UZZY1XDXTUAUSUaQdN8OsQnNtRsOfQrRnOlOnNtN8OqRrRxNrNpNvPpNoP目錄C O N T E N T S靈巧手：模仿人手的結構和功能，機器人末端執行的工具傳動體系：多種傳動方式并存，可結合應用實現優勢互補驅動系統：空心杯電機應用廣泛，國產替代進行時3投資建議及風險提示01020304傳感系統：靈巧

6、手的感知系統，實現精準調控05靈巧手：模仿人手的結構和功能，是機器人末端執行的工具01Partone4添加標題95%靈巧手：模仿人手的結構和功能，是機器人末端執行的工具1.15靈巧手是機器人操作和動作執行的末端工具，在機器人學領域屬于末端執行器的范疇。末端執行器是機器人執行部件的統稱，一般安裝于機器人腕部的末端，是直接執行任務的裝置。末端執行器作為機器人與環境相互作用的最后環節與執行部件，對提高機器人的柔性和易用性有著極為重要的作用，其性能的優劣在很大程度上決定了整個機器人的工作性能靈巧手模仿人手的結構和功能，在機器人與環境的交互中起著關鍵作用。機器人靈巧手從結構和功能上參考人手，能夠靈活操作

7、對象，實現對物體的靈活抓取，滿足多種工作需求。如特斯拉機器人“靈巧手”使用較為經典的六電機驅動方式，和人手一樣同樣使用5個手指，擁有11個自由度，拇指采用雙電機驅動彎曲和側擺，其它四指各用一個電機帶動，可完成搬運、澆花、實現裝配任務、抓取電動工具等動作。資料來源：2022特斯拉AI Day，特斯拉人形機器人產業化提速，聚焦AI下一個浪潮“具身智能”，浙商證券研究所圖：特斯拉 Optimus 靈巧手實現澆花動作圖：特斯拉機器人完成自助分類物品添加標題靈巧手發展歷程：1.26圖：靈巧手發展歷程第一階段20 世紀 70 年代20 世紀 90 年代Okada 靈巧手制造方：日本“電子技術實驗室”自由度

8、：3+4*2傳動方式：腱繩傳動驅動方式：電機驅動Stanford/JPL 靈巧手制造方：美國斯坦福大學自由度：3*3傳動方式：腱繩傳動傳動方式：電機驅動Utah/MIT 靈巧手制造方：美國麻省理工學院和猶他大學自由度：4*4傳動方式：腱繩傳動驅動方式：氣動驅動第二階段20 世紀 90年代2010 年Robonaut hand 靈巧手制造方：美國國家航空宇航局自由度：14傳動方式：腱繩傳動驅動方式：電機驅動DLR-和 DLR-靈巧手制造方：德國宇航中心自由度：I：3*4，II：4+3*3傳動方式：腱繩傳動驅動方式：電機驅動iCub 靈巧手制造方：意大利IIT自由度：眼睛：3，頭：3，胸：3，胳膊

9、：7*2，手：9，腿：6*2傳動方式：肌腱傳動驅動方式：電機驅動Ritsumeikan Hand 靈巧手制造方：立命館大學自由度：4個（拇指1個+食指1個+其余手指1個傳動方式：腱繩傳動驅動方式：欠驅動，電機驅動HERI Hand 靈巧手制造方：立命館大學自由度：24傳動方式：腱繩傳動驅動方式：欠驅動，電機驅動SPRING hand 靈巧手制造方：立命館大學自由度：8傳動方式：帶傳動驅動方式：欠驅動，電機驅動第三階段2010 年2020 年第四階段2020 年至今Optimus 靈巧手制造方：特斯拉自由度：單手11個自由度傳動方式：蝸輪蝸桿等驅動方式：電機驅動RBO Hand3 靈巧手制造方：

10、柏林工業大學自由度：16傳動方式：-驅動方式：氣動驅動Highly Dexterous Robot Hand制造方：哥倫比亞大學自由度：15傳動方式：蝸輪蝸桿、絲杠傳動驅動方式：電機驅動，欠驅動資料來源：小米技術公眾號，IIT官網，澎湃新聞，哥倫比亞大學官網，劉伊威等五指仿人機器人靈巧手DLR/HIT Hand II，劉宏,G.Hirzinger智能機器人靈巧手的研究，Z.Ren等HERI Hand:A Quasi Dexterous andPowerful Hand with Asymmetrical Finger Dimensions and Under Actuation，Carrozz

11、a等The SPRING hand:development of a self-adaptive prosthesis for restoring natural grasping，劉偉等機器人靈巧手研究綜述，浙商證券研究所添加標題95%結構設計方案：大多為仿生結構設計1.27 目前大多的多指靈巧手外觀多為仿生設計，手指關節等內部結構主要有機械式傳動（如齒輪傳動等）、腱繩傳動方式、軟指手、剛柔結合結構、特殊構型、仿生生物關節等。仿生結構設計類別優點缺點案例機械式鉸鏈設計傳動效率高，響應快，關節剛度高，輸出力穩定且可控。結構冗雜，笨重，柔性不足，抗沖擊性能較弱，對手內空間配置要求較高。腱繩拮抗驅

12、動設計輕量化，柔順適用性，與傳統結構相適應。關節剛度受腱繩形變影響，腱繩與手指結構摩擦干擾大，傳動效率低，壽命較低，維修成本高。軟指手結構柔性高，交互安全，成本低廉，抗干擾。輸出力小，結構剛度低，建模困難，控制精度低。剛柔混合結構柔順，可靠。剛柔材料和結構的融合設計困難，剛性與柔性的跨量級建模困難。特殊構型多功能，成本低。通用性差，結構與普通靈巧手差異大，使用學習成本高。仿生生物關節高度仿人化，柔順，抗沖擊，可控。成本高，系統復雜，對驅動器要求高。資料來源：機器人多指靈巧手的研究現狀、趨勢與挑戰蔡世波、浙商證券研究所添加標題人形機器人靈巧手：當前單價約5萬元/只，存在降本空間1.38特斯拉Op

13、timus靈巧手、因時機器人的仿人五指靈巧手RH56BFX、RH56DFX系列，是人形機器人靈巧手的典型代表。根據因時機器人官網，仿人五指靈巧手單價約5萬元/只。資料來源：因時機器人官網，浙商證券研究所特斯拉Optimus靈巧手關節數：11主動自由度：6傳感器：可能含力傳感器、觸覺傳感器價格：未知因時機器人RH56DFX系列靈巧手關節數：12主動自由度：6傳感器：集成力傳感器價格：約5萬元/只添加標題人形機器人靈巧手：產業化成熟階段，BOM成本占比約14%1.39資料來源：特斯拉AI Day，X平臺，浙商證券研究所測算產業化初期產業化初期產業化成熟階段產業化成熟階段部件部件細分零部件細分零部件

14、單機用量（個）單機用量（個）單價（元）單價（元）單機價值量（元）單機價值量（元）價值占比價值占比 單機用量（個）單機用量（個）單價（元）單價（元）單機價值量（元）單機價值量（元）價值占比價值占比 降本空間降本空間靈巧手靈巧手空心杯電機121200144006.0%1260072006.9%-50%齒輪組23006000.3%21503000.3%-50%觸覺傳感器（假設為MEMS壓力反饋單元）1260072003.0%1230036003.5%-50%柔性材料-200020000.8%-150015001.4%-25%編碼器1230036001.5%1220024002.3%-33%14%40

15、%19%12%1%7%1%6%0%產業化初期旋轉執行器直線執行器傳感器靈巧手動力系統內外骨骼其他硬件軟件能力其他材料18%30%17%14%1%7%2%10%1%產業化成熟階段旋轉執行器直線執行器傳感器靈巧手動力系統內外骨骼其他硬件軟件能力其他材料圖：產業化初期及產業化成熟階段，靈巧手在人形機器人BOM成本中占比分別為12%、14%添加標題人形機器人靈巧手：預計2030年全球市場空間約568億元1.310資料來源：特斯拉AI Day，X平臺，浙商證券研究所測算2023年年2024年年2025年年2026年年2027年年2028年年2029年年2030年年TO C端端世界總人口（億人）80818

16、28383848585YOY1.0%1.0%0.9%0.9%0.9%0.9%0.9%0.8%0-14歲人口占比25%25%25%25%25%25%24%24%65歲以上人口占比10%10%10%11%11%11%11%12%15-64歲人口占比65%65%65%64%64%64%64%64%目標收入群體：前百分比1.3%1.7%2.3%3.1%4.1%5.0%5.9%6.8%目標市場滲透率0.2%0.2%0.3%0.4%0.5%0.6%0.8%0.9%TO C端人形機器人需求量（萬臺）2.8 5.3 9.5 15.7 25.8 34.1 43.9 54.8 TO B端端全球工業就業人數（億人）

17、7.7 7.7 7.8 7.9 7.9 8.0 8.1 8.2 全球服務業就業人數（億人）17.017.317.718.018.318.719.019.4人形機器人替代比例0.004%0.01%0.01%0.02%0.04%0.06%0.09%0.13%TO B端人形機器人需求量（萬臺）4.3 6.7 14.3 22.5 40.3 60.2 89.3 122.4 合計合計人形機器人需求量（萬臺）7.112.023.738.266.094.4133.1177.2靈巧手靈巧手單機用量22222222均價（元）5000042500361253070626100221851885716029市場空間（

18、億元）市場空間（億元）71102172235345419502568YOY70%44%68%37%47%21%20%13%傳動體系：多種傳動方式并存，可結合應用實現優勢互補02Partone11點擊此處添加標題添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題添加標題點擊此處添加標題添加標題靈巧手傳動形式：連桿傳動、齒輪傳動、帶傳動、線繩驅動四類2.112類型傳動系統特點特征優點缺點傳動形式連桿傳動多使用多連桿串并聯混合的形式可抓取大型物體且結構設計緊湊，可進行包絡抓取遠距離控制難度高，易彈射，可抓取空間有限齒輪傳動

19、與傳統的機械式鉸鏈轉動關節適配度高穩定，高效率，可靠性強齒輪重量大，加大整體質量和慣性，提升操作難度帶傳動撓性傳動結構簡單且傳動平穩、可進行緩沖；可在大的軸間距和多軸間傳遞動力；價格低、便于維護軸壓力大，壽命較短線繩驅動模擬人手的肌腱結構，使大型驅動器可遠離執行機構末端的負載和慣量低，抓取速度快；排布靈活，適合空間狹小且需要驅動自由度數目較多的傳動場合負載能力弱，預緊力變化大，效率隨負載增加而降低；容易磨損、斷裂，需要經常檢修和更換資料來源：機器人靈巧手研究綜述、機器人傳動新方案靈巧手行業梳理、賢集網、愛采購、浙商證券研究所以北航BH-985為例，靈巧手融合三種傳動方式2.213資料來源：李久

20、振等北航BH-985靈巧手結構設計，浙商證券研究所 北航BH-985靈巧手布局完全仿人，5個手指安裝在手掌上，每個手指有三個指節，整手共有11個自由度。每個手指的指節都設計成空心，便于指端力傳感器和角位移傳感器在手指內部走線。拇指、食指和中指：每個手指有3個自由度，此三個手指能夠滿足對物體實現靈活操作的功能；環指、小指：設計成起到輔助抓持作用的手指，只有一個自由度，共用一個電機驅動，三個指節的運動采用連桿傳動，耦合在一起。這兩個手指不僅起到提高抓握穩定性的作用，而且使整個手在外觀上完全仿人，增加了手的美觀性。圖：北航BH-985靈巧手圖示齒輪傳動機構連桿傳動機構鋼絲繩傳動添加標題齒輪傳動：實現

21、靈巧手精準位置控制2.314資料來源：李久振等北航BH-985靈巧手結構設計，浙商證券研究所圖：拇指十字軸傳動機構原理圖 由于齒輪傳動具有效率高、傳動比恒定、結構緊湊、工作可靠、壽命長等優點，因此各個手指的近關節和拇指、食指、中指的中關節等11個位置都采用齒輪傳動。該設計滿足結構緊湊的要求，并且有助于實現精確的位置控制，且為了考慮齒輪通用性、減少加工困難，將這11處圓錐齒輪傳動設計成完全相同的形式齒輪1通過銷聯接的方式與十字軸的長軸固聯，電機通過齒輪2帶動齒輪1轉動，使拇指實現側擺運動。雙聯齒輪活套在十字軸的長軸上，齒輪3通過雙聯齒輪及齒輪4，帶動拇指實現屈曲運動，其中齒輪4活套在十字軸的短軸

22、上并通過銷聯接與拇指近指節相固聯。食指和中指的近關節十字軸傳動與拇指類似。添加標題鋼絲繩傳動：柔順伸縮助于靈巧操作2.415資料來源：李久振等北航BH-985靈巧手結構設計，浙商證券研究所圖：鋼絲繩固定與張緊機構 北航BH-985靈巧手在拇指、食指和中指的中、遠指節采用了柔性好、伸縮性小的進口鋼絲傳動。鋼絲繩傳動利用鋼絲繩的拉力實現力和運動的傳遞，具有柔順性好的優點，適合用于靈巧操作。但由于零件的尺寸小，鋼絲繩與繩輪的固定式需要解決的問題；另外，鋼絲繩式彈性元件，剛度較低，長時間使用后容易出現塑性變形，產生松弛現象，因此使用后需要進行張緊。北航BH-985靈巧手的環指和小指分別只有一個自由度，

23、該手指的電機安放在手掌上，電機驅動近指節運動，中指節和遠指節由近指節通過連桿機構帶動，實現耦合運動。連桿機構剛度好，有利于在力度抓持時提供較大的抓持力，連桿傳動能夠實現中心距較大的傳動；但由于中指節和遠指節的運動與近指節存在耦合關系，因此其轉角由近指節轉角所決定，難以實現精確的位置控制。連桿傳動：提供較大抓持力，精準控制存在難度2.516資料來源：李久振等北航BH-985靈巧手結構設計，浙商證券研究所圖：環指連桿傳動原理圖驅動系統：空心杯電機應用廣泛，國產替代進行時03Partone17點擊此處添加標題添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題添加

24、標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題添加標題點擊此處添加標題添加標題靈巧手具有多種驅動方式，電機驅動為主流方式3.118 動力源/驅動方式：根據驅動系統可分為液壓驅動、電機驅動、氣壓驅動、形狀記憶合金驅動四類。電機驅動是目前多指靈巧手的主要驅動方式。電機驅動具有驅動力大，控制精度高、響應快、模塊化設計、易于更換維護等優點。特斯拉optimus、優必選人形機器人靈巧手等都選擇了電機驅動方式。類型特征優點缺點動力源/驅動方式液壓驅動工業機械手常用，可進行大型抓取工作系統龐大，便攜性差電機驅動標準化、響應快，調控方便、精度高、輸出力矩穩定成本較高，工藝要求度高氣壓驅動操作簡單、質量輕、動作迅速、價格

25、適中、維護方便軌跡精度不高、可操作性弱形狀記憶合金驅動適宜小型、高精度機器人裝配作業；負載驅動反應迅速，且位移幅度大，變位快速可工作時間短，易疲勞資料來源：機器人靈巧手研究綜述、機器人多指靈巧手的研究現狀、趨勢與挑戰、眾星智能公眾號、特斯拉AI Day、優必選官網、浙商證券研究所特斯拉靈巧手采用空心杯電機驅動技術路線優必選靈巧手采用電機驅動技術路線3.219 空心杯電機的主要組成部分包括空心杯繞組、轉子組件、傳感器組件、法蘭、軸承、磁軛等，永磁體作為轉子，繞組作為定子，三相定子繞組采用繞線杯結構，電樞繞組以自支撐的形式分布在氣隙中，繞線杯式繞組式實現消除齒槽轉矩的關鍵部件，定子組件是由三相對稱

26、分布的繞組、磁軛、引出線焊接板等組成，轉子組件主要是由軸承、永磁體和轉子護套組成。資料來源：高速空心杯電動機控制技術研究李建寧，浙商證券研究所圖：空心杯無刷電機結構圖空心杯電機：實現高效率與穩定運行，是靈巧手的最佳選擇之一空心杯電機：實現高效率與穩定運行，是靈巧手的最佳選擇之一3.220 空心杯電機與其他電機的主要區別是使用了繞線杯式電機繞組，這種新型結構由于沒有沖齒槽結構，減小了電機運行時的磁阻力矩和齒槽引起的轉矩脈動，降低了電機運行過程中的能量損失，使電機性能得到了極大的提高，具有節能、效率高、靈敏度高、運行穩定等特點。因此，空心杯適用于高續航（如智能手表、健康監測器）以及結構緊湊的機器設

27、備（如機器人、無人機）等領域，滿足其對高效、節能、小型化的電機的需求。資料來源：高速空心杯電動機控制技術研究李建寧，電機新世界，浙商證券研究所更大的功率體積比更好的散熱性能和更高的過載能力噪聲更低、運行更平穩控制性能優良空心杯電機不需要將繞組纏繞在鐵芯上，電樞繞組有足夠的空間分布在定子內腔表面，可以提高電樞繞組的匝數，因此電機可以承受更高的電壓等級。此外，電樞繞組的結構也提高了銅線截面積，可以提高電機的電流等級，實現了比傳統開槽電機更大的功率體積比?？招谋姍C的定子不開槽，電樞繞組被粘貼在定子的內腔表面，使氣隙和磁阻比傳統電機大，從而保證了永磁體在電流過載倍數很大的情況下，也不容易退磁，因此過

28、載性能和穩定性強?？招谋姍C可以有效排出電機內部產生的熱量，具有更好的散熱性能，保證電機長時間運行不會出現過熱?？招谋瓱o刷電機定子無齒槽，沒有齒槽轉矩，消除了齒槽產生的電磁噪音?？招谋姍C電感很低，電氣時間常數小，響應速度極快，空心杯電機的機械時間常數值可達10ms以內，另外無齒槽設計使得空心杯電機轉矩與轉速波動小，運動平滑，伺服特性優良?？招谋姍C優點空心杯電機：應用于航天航空，醫療，機器人等多個領域3.321應用領域具體應用產品航天航空航空領域飛機控制系統:用于小型舵面、各種類型的空氣和液體閥門、電傳飛行航空領域控制系統、閥門、空調系統等的執行器;機上通訊和機艙設施:各種用于天線裝置、窗戶

29、遮光板控制、電動座椅調節、衛生間、行李架關閉輔助裝置的執行器。航天領域用于火箭發動機閥門、光伏陣列驅動裝器以及伸展機構的驅動裝置。用于對接分離系統執行器；應用于科研航天器和機器人探測任務執行機構，尤其是在月球和火星的探測任務重無人機領域基礎設施:用于對接、維護、發射和降落系統的執行器,用于執行維護作業的機器人系統:有效載荷機構:舵面執行器、電子光學元器件、云臺和負載驅動裝置、絞盤和負載鎖定裝置;由電機、控制器和螺旋槳組成的優化驅動系統，可用于多軸飛行器、固定翼飛行器和無人垂直起降飛行器。醫療設備有源植入物傳感器或有源元件可以幫助有源植入物監控或支持人體功能，例如在心臟支持系統、主動閥、定位系統

30、、泵系統等。外殼系統手術機器人，用于支持外科醫生;外科手持工具，用于去除組織和軟骨、鉆孔和固定螺栓。泵機和藥劑配量系統胰島素泵，在必要時自動注射必要的胰島素量，以使糖尿病患者的血糖水平保持在正確的水平;全新泵機和藥劑配量系統的開發，并專門處理客戶的需求。復健和假肢各種的假體，例如仿生手、仿生腳、外骨骼等。工業自動化和機器人實驗室自動化液體處理(移液機器人)、即時檢測診斷(POC)、DNA測序、PCR分析。工業自動化傳送帶、電動夾具、泵、半導體、紡織品、焊接設備。資料來源：華經產業研究院，浙商證券研究所3.4 空心杯電動機在結構上突破了傳統電機的轉子結構形式，采用的是無鐵芯轉子，也叫空心杯型轉子

31、。這種轉子結構徹底消除了由于鐵芯形成渦流而造成的電能損耗，同時其重量和轉動慣量大幅降低，從而減少了轉子自身的機械能損耗?？招谋姍C能量轉換效率很高，其最大效率一般在70%以上，部分產品可達到90%以上（普通鐵芯電動機一般在15-50%）?？招谋姍C作為高效率的能量轉換裝置，在很多領域代表了電動機的發展方向。根據華經產業研究院，2022年全球空心杯電機市場規模約為51.0億人民幣，預計2028年市場規模將達到83.0億人民幣，期間復合年均增長率約8.5%。22全球空心杯電機市場空間有望從2022年的51億元增長到2028年的83億元，CAGR=8.5%5183010203040506070809

32、02022年2028年E2022年和2028年全球空心杯電機市場規模（億元）CAGR=8.5%資料來源：華經產業研究院、CSDN、朗億空心杯官網、浙商證券研究所預計2028年全球空心杯規模達到83億元，CAGR達8.5%點擊此處添加標題添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題添加標題點擊此處添加標題添加標題人形機器人：打開空心杯市場需求，2030年市場有望達到132億元3.523資料來源：浙商證券研究所測算2022年年2023年年2024年年2025年年2026年年2027年年2028年年2029年年203

33、0年年TO C端端世界總人口（億人）808081828383848585YOY1.0%1.0%1.0%0.9%0.9%0.9%0.9%0.9%0.8%0-14歲人口占比25%25%25%25%25%25%25%24%24%65歲以上人口占比10%10%10%10%11%11%11%11%12%15-64歲人口占比65%65%65%65%64%64%64%64%64%目標收入群體：前百分比1.1%1.3%1.7%2.3%3.1%4.1%5.0%5.9%6.8%目標市場滲透率0.1%0.2%0.2%0.3%0.4%0.5%0.6%0.8%0.9%TO C端人形機器人需求量（萬臺）1.7 2.8 5

34、.3 9.5 15.7 25.8 34.1 43.9 54.8 TO B端端全球工業就業人數（億人）7.6 7.7 7.7 7.8 7.9 7.9 8.0 8.1 8.2 全球服務業就業人數（億人）16.717.017.317.718.018.318.719.019.4人形機器人替代比例0.002%0.004%0.01%0.01%0.02%0.04%0.06%0.09%0.13%TO B端人形機器人需求量（萬臺）2.5 4.3 6.7 14.3 22.5 40.3 60.2 89.3 122.4 合計合計人形機器人需求量（萬臺）4.27.112.023.738.266.094.4133.117

35、7.2空心杯電機空心杯電機單機用量121212121212121212均價（元）1440129611661050945850765689620市場空間（億元）市場空間（億元）7111730436787110132YOY53%52%78%45%56%29%27%20%添加標題競爭格局：海外廠商占據市場龍頭，國產替代進行時3.624 中國與歐洲為空心杯電機的主要市場，但高端市場仍被歐洲企業主導。根據QYResearch數據，2021年中國和歐洲的空心杯市場份額分別占全球總市場的34.8%、25.9%?？招谋蚋偁幐窬指叨燃?，目前海外廠商為主。全球空心杯電機市場的主要制造商包括瑞士MAXON、德

36、國FAULHABER、瑞士PORTESCAP、美國Allied MotionTechnologies公司，這四家頂級制造商占據了市場份額的65%以上。由于瑞士、德國等歐洲以及北美廠商對空心杯電機研發較早，具有性能優異的生產設備和穩定成熟的工藝，行業地位較高，因此產品競爭優勢明顯，形成一定程度壟斷。而國內大多數廠商主要受制于核心技術的突破。資料來源：電機通公眾號，立鼎產業研究院，QYResearch，浙商證券研究所第二梯隊鳴志電器以及美、日企業第一梯隊MAXON、FAULHABER等第三梯隊鼎智科技、兆威機電、偉創電氣等空心杯電機品牌梯隊34.8%25.9%39.3%中國歐洲其他2021年空心杯

37、市場份額添加標題3.625 國內外空心杯電機制造商在軟實力和硬實力均有一定差距。硬實力的差距主要集中在電機材料選用、本體設計和機電控制方案配置，國外企業具有先進的加工鍍膜工藝與更扎實的電機材料理論研究、小尺寸電機設計能力強和上千種方案進行驅動配置;軟實力的差距主要集中于市場影響力、客戶資源、品牌聲譽與市場認可度等。資料來源：中國傳動網、各公司官網、各公司公告、浙商證券研究所主要生產廠商成立年份主營業務產品圖例瑞士MAXON1961公司是全球領先的高精度驅動系統供應商，分布于全球40個國家。主要產品有無刷和有刷DC電機、行星齒輪箱、正齒輪箱、特殊齒輪箱、傳感器、編碼器、伺服放大器、位置控制器等。

38、德國FAULHABER1947公司是精細機械和機電技術方面領域的杰出代表，在全球30多個國家與地區設有銷售代表和分公司。主要產品有直流電機、內置驅動器電機、直線電機、減速箱、線性致動器、編碼器、電子控制、配件等。鳴志電器1994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，核心業務圍繞自動化和智能化領域有序外延擴張。分公司遍及北美、歐洲、日本和東南亞全球員工總數已達3,000多人。主要產品包括旋轉步進電機、無刷無槽電機、直線步進電機、直流無刷電、機伺服電機、智能驅動、智能照明系統等。鼎智科技2008公司專注于直線絲桿步進電機，深耕精密直線運動系統領域，在中國和美國設 有生產基地，

39、在中國深圳、美國加州和韓國設有銷售分部。主要產品線性執行器、混合式旋轉步進電機、直流有刷電機、直流無刷電機、空心杯電機、簡易模組、微型夾爪、音圈電機、運動控制器等。競爭格局：海外廠商占據市場龍頭，國產替代進行時添加標題3.626資料來源：各公司官網、各公司公告、浙商證券研究所主要生產廠商成立年份主營業務產品圖例偉創電氣2013公司自設立以來一直專注于電氣傳動和工業控制領域，主營業務為變頻器、伺服及控制系統 等產品的研發、生產及銷售，產品廣泛應用于數控機床、紡織機械、礦用設備、起重、高效能源、軌道交通、智能裝備、電液伺服、印刷包裝、石油化工等行業。雷賽智能1997公司是國家級專精特新“小巨人”企

40、業，專業從事智能裝備運動控制核心部件的研發、生產、銷售與服務，主要產品為伺服系統、步進系統、控制技術類產品等，產品廣泛應用于新能源、半導 體、工業機器人等行業，為全球智能裝備行業客戶提供穩定可靠、高附加值的運動控制核心部件及系統級解決方案。禾川科技2011公司是一家技術驅動的工業自動化控制核心部件及整體解決方案提供商，主要從事工業自動化產品的研發、生產、銷售及應用集成。為客戶提供由核心部件、機器自動化到數字化工廠的整體解決方案，產品矩陣已經 實現工業自動化領域“控制+驅動+執行傳感+機電一體化”的覆蓋，并在近年沿產業鏈上下游不斷延伸，涉足上游的工控芯片、傳感器和下游的高端精密數控機床等領域。拓

41、邦股份1996公司主營業務為智能控制系統解決方案的研發、生產和銷售，即以電控、電機、電池、電源、物聯 網平臺的“四電一網”技術為核心，面向家電、工具、新能源、工業和智能解決方案等行業提供各種定制化解決方案。競爭格局：海外廠商占據市場龍頭，國產替代進行時添加標題3.627資料來源：立鼎產業研究，永磁直流有刷空心杯電機設計，各公司官網，浙商證券研究所廠商代表產品直徑（mm）功率（W）機械時間常數（ms）電壓（V）空載轉速（rpm）額定轉矩（mNm）最大效率（%）MAXON：DCX 8 M 8 mm80.54.186110000.63771FAULHABER：0816K006SR81.26.5613

42、500 0.69 69PORTESCAP：08GS6180.55.36110000.6472鳴志電器：DCU08017P0680.36.66135000.8555 廠商有刷空心杯直徑（mm）無刷空心杯直徑（mm）瑞士MAXON6-90 4-90德國FAULHABER6-383-44瑞士PORTESCAP8-358-35鳴志電器8-2413-30 國內廠商在生產效率、產品壽命、精度方面，較海外廠商仍存在一定的技術差距。在產品設計層面上，國內廠商與國外先進廠商相比尺寸精密度有差距，國外企業小尺寸電機設計能力強，直徑最小尺寸可至6mm，MAXON和FAULHABER的無刷空心杯電機尺寸可達4mm和3

43、mm，而國內企業少有12mm以下尺寸的空心杯電機產品。在相同的8mm直徑、6V額定電壓的有刷空心杯參數對比下，國內電器在功率、最大效率的表現較國外廠商有一定差距。表：空心杯電機主要廠商產品尺寸范圍表：空心杯電機產品對比競爭格局：海外廠商占據市場龍頭，國產替代進行時添加標題繞線工藝：空心杯制造重要環節，以斜繞形和馬鞍形為主3.728資料來源：萬高電機，馬鞍形空心杯電機線圈繞制設備研究，鼎智科技招股書，浙商證券研究所空心杯電機生產流程 空心杯電機的生產工藝主要分為四個步驟：鐵芯制造、線圈繞制、轉子制造和電子調速器的組裝。其中，鐵芯制造是生產過程中的關鍵環節，需要精確的加工和組裝工藝。線圈繞制則是將

44、鐵芯和線圈進行組合，制造定子。轉子制造是將磁鋼和軸承進行組裝，制造轉子。最后再將電子調速器和傳感器進行組裝?？招谋姍C常用的線圈繞法有直繞形、馬鞍形、斜繞形三種形式。其中，直繞形繞制方法工藝較為復雜，多用于較長繞組結構，常為多次繞制而成。斜繞形和馬鞍形在繞制工藝上相對簡單,國內外繞線機多采用這兩種方式?？招谋姍C線圈繞制形式添加標題直繞式：集中繞組的優化與挑戰，提升槽滿率與端部尺寸3.829資料來源：空心繞線杯無刷電機繞組設計技術，浙商證券研究所 直繞式是指元件有效導體部分與電樞軸線平行的繞組，屬于集中繞組。繞制時先按匝數要求在繞線模上繞制成普通環形的漆包線元件，在排線芯軸上按繞線組展開圖連成

45、繞組，兩端部涂以適當的粘結劑并固化成型。優點：槽滿率較高，繞線杯中部壁薄。缺點：由于繞制線圈時漆包線排布不整齊有堆疊，故整個電樞杯線圈排布較亂，且排線時端部須留有走線余量，從而導致端部尺寸較高。直繞式繞線杯平面連接圖添加標題斜繞式：融合簡易操作與高效生產，槽滿率存在挑戰3.930資料來源：空心繞線杯無刷電機繞組設計技術，空心杯電機斜繞組與同心式繞組性能分析，浙商證券研究所 斜繞式也稱蜂房式繞組，采用蜂房式繞發制成，中間留抽頭，為了能連續繞制，必須使元件有效邊和電樞軸線成一定傾斜角度。優點：端部尺寸較小。斜繞組以其繞線工藝簡單易操作被廣泛應用，國外兩大知名空心杯電機生產公司德國某公司和瑞士某公司

46、均采用斜繞組電樞杯，采用先進的繞線工藝技術，采用自動化設備一次性繞制成型，合格率 100%，繞組杯平整度、一致性很好。缺點：由于斜繞式連續繞制需要一定的排線角，使得漆包線交疊，槽滿率較低。德國某公司斜繞組電樞杯繞制過程德國某公司斜繞組電樞杯成品瑞士某公司斜繞組電樞杯繞制過程添加標題馬鞍形：提升磁體效率與降低材料消耗，繞制質量與效率較低3.1031資料來源：馬鞍形空心杯電機線圈繞制設備研究，浙商證券研究所 線圈排列形狀上，馬鞍形線圈的每匝線圈呈現馬鞍的形狀一層層緊密排列。優點：線圈排列紋路清晰，銅線之間不發生干涉，線圈兩端重疊率較低；線圈材料耗費小，導線總長減小，線圈內阻??；相同的磁體，利用效率

47、更高。缺點：國內馬鞍形線圈多是卷繞法的成型方式，多采用手工或半自動化設備，自動化程度低，繞制線圈質量和效率較低。馬鞍形空心杯線圈形狀馬鞍形空心杯線圈成型過程點擊此處添加標題添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題添加標題點擊此處添加標題添加標題空心杯繞線：海外自動化程度相對較高，國內待彎道超車3.1132資料來源：馬鞍形空心杯電機線圈繞制設備研究，浙商證券研究所主營業務繞線機代表產品瑞士Meteor公司是世界上有著較高占有率的繞線機供應商，在行業內具有較為先進的技術和強大的研發實力，研制出諸多類型的線圈繞制

48、設備，攻克了較多技術上的難題，在多個方面有著獨特的解決方案。日本田中精機株氏協會公司是世界繞線機生產的鼻祖，第一個將計算機控制用于全自動繞線機上，發明了磁鐵無摩擦張力器，研發出 CNC 可翻轉的多軸繞線設備的公司。-中國中特科技工業公司是我國從事電機設備研究與制造較早的企業，為電機制造企業提供了個性化系統解決方案。特別是在無刷電機生產設備領域，該公司生產的多款自動以及半自動繞線設備是國內該行業專用設備中的佼佼者，成為國內較受歡迎的繞線設備生產廠商。東莞市臺立電子機械有限公司公司生產的繞線設備能夠應用汽摩磁電機、汽車雨刷電機等汽車上的電機線圈繞制，另外可繞制航模電機等定子或轉子線圈。傳感系統：靈

49、巧手的感知系統，實現精準調控04Partone33傳感器：內外融合與協作，感知動態信息與外界環境4.134 根據傳感器在靈巧手中的布局和功能，分為內在傳感器和外在傳感器兩類。內在傳感器反饋機器人身體的動態信息，例如手關節角度、關節扭矩和肌腱拉力，而外部傳感器則感知外部環境，例如壓力、力、溫度和光滑度。應用不同的算力規劃、控制和學習來實現靈巧機械手的運動和控制。資料來源：A review on sensory perception for dexterous robotic manipulationZiwei Xia等，浙商證券傳感器用于靈巧手的感知方法及其操作靈巧手傳感器分類力傳感器：靈巧手關

50、節處感知并度量力的核心4.235 力傳感器是感知并度量力的關鍵部件。力矩傳感器又稱為扭矩傳感器，可對各種旋轉或非旋轉機械部件上的扭轉力矩進行感知檢測，能夠將扭力的物理變化轉換成電信號，具有精度高、頻響快、可靠性好、壽命長等優點。力/扭矩傳感器提供機械手的動態信息，是機械手進行穩定、靈巧的抓取和操縱的必要條件。如Robonaut 2就使用了一種高集成度的力傳感器來準確測量張力信息。資料來源：鑫精誠傳感器、A review on sensory perception for dexterous robotic manipulationZiwei Xia等、The Robonaut 2 handde

51、signed to do work with toolsBridgwater LB等、浙商證券研究所靈巧手手指的基于光電斷路器的力傳感器Robonaut 2使用高集成度的力傳感器觸覺傳感器：目前主要有MEMS、電子皮膚兩種技術實現路徑4.336圖：五類不同原理的觸覺傳感器的對比分析 MEMS壓力陣列觸覺傳感器：通過測量介質的壓力來實現對物理量的檢測。其基本原理是利用微機電系統技術制造出微小結構，通過這些結構對介質產生的壓力進行敏感檢測，并將檢測到的信號轉換為可讀取的電信號。特斯拉Optimus-Gen2靈巧手指尖部位就使用了列陣式觸覺傳感器，可以實現捏住雞蛋的抓取易碎物品的能力。資料來源：易紡

52、專利技術學習網、鄧劉劉智能機器人用觸覺傳感器應用現狀、X平臺、浙商證券原理優點缺點壓阻式 較高的靈敏度;過載承受能力強壓敏電阻漏電流穩定性差;體積大，不易實現微型化;功耗高;易受噪聲影響;接觸表面易碎光電式較高的空間分辨率;電磁干擾影響較小多力共同作用時，線性度較低;數據實時性差;標定困難電容式測量量程大;線性度好；制造成本低;實時性高物理尺寸大，不易集成化;易受噪聲影響，穩定性差電感式 制造成本低;測量量程范圍大磁場分布難以控制，分辨率低;不同接觸點的一致性差壓電式 動態范圍寬;有較好的耐用性易受熱響應效應影響圖：Optimus-Gen2 靈巧手使用觸覺傳感器觸覺傳感器：目前主要有MEMS、

53、電子皮膚兩種技術實現路徑4.437資料來源：宋愛國機器人觸覺傳感器發展概述，QYResearch，鼎達信裝備官網，浙商證券研究所 柔性傳感器（電子皮膚）：是利用柔性材料的物理特性，將外部的力學量轉換為電學量，從而實現對觸覺感知的傳感器產品，具有高靈敏度、高柔韌性、響應速度快、延展性高甚至可以自由彎曲折疊等特點。目前主流的自供電方式為壓電、摩擦電和熱電三種。其中，壓電領域的研究開展最早，在材料、性能和器件等方面取得諸多研究成果;摩擦電作為新興的能源供給研究領域，近年來引起國內外廣泛關注，其相關研究和應用得到迅速發展；熱電領域的研究在熱能轉換方面備受關注，且能實現溫度監控，未來集成式可實現多信號檢

54、測的自供電傳感器將成為研究重點。圖：電子皮膚的四種轉換機制投資建議及風險提示05Partone38核心標的：聚焦人形機器人靈巧手核心部件及設備供應龍頭5.1資料來源：Wind，浙商證券研究所（以上預測均為Wind一致預期）39日期：2024/2024/3 3/1 1EPSEPS（元）（元）PEPEPBPB（20222022）ROEROE（20222022）代碼代碼公司名稱公司名稱股價（元）股價（元）總市值（億元）總市值（億元）2022A2022A 2023E2023E2024E2024E2025E2025E 2022A2022A 2023E2023E2024E2024E2025E2025E空心

55、杯電機603728鳴志電器59.9251.60.60.40.71.110113982555.39.6300124匯川技術63.91,709.11.61.82.32.93935282210.124.2688320禾川科技33.550.60.70.91.2-523627-4.68.3002139拓邦股份8.9113.10.50.60.8-191512-2.410.8688698偉創電氣31.766.70.81.41.8-412317-3.915.1300660江蘇雷利27.085.61.01.11.41.7272419162.19.1873593鼎智科技36.334.93.11.21.6-1230

56、22-27.553.1002979雷賽智能17.754.80.70.40.70.9254127206.219.4301368豐立智能44.853.70.5-90-6.57.0300461田中精機17.226.8-0.5-34-10.0-14.0傳感器603662柯力傳感30.485.90.91.11.41.7332822182.111.9300007漢威科技16.553.90.91.11.01.3191516122.110.7300354東華測試45.663.00.91.31.82.5523625189.922.3688322奧比中光-UW32.0127.9-0.8-0.20.2-42-170

57、213-2.6-10.5688582芯動聯科32.6130.40.30.60.8-965641-0.020.6002456歐菲光8.7281.8-1.60.00.30.6-5-3.0-88.9風險提示401）中美貿易沖突超預期：若美國對人形機器人中國配套供應鏈廠商加強限制，將對國產廠商發展造成不利影響；2）技術迭代不及預期：靈巧手涉及到的技術很多，例如驅動技術、傳感技術等，若技術迭代速度較慢，將對靈巧手的發展速度造成一定影響；3）產業化進展不及預期：目前靈巧手尚處于產業化初級階段，市面上能夠量產靈巧手的廠商較少，若產業化不及預期，可能會對產業鏈上的供應商造成一定影響。5.2點擊此處添加標題添加

58、標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題添加標題點擊此處添加標題點擊此處添加標題添加標題點擊此處添加標題添加標題95%行業評級與免責聲明41行業的投資評級以報告日后的6個月內，行業指數相對于滬深300指數的漲跌幅為標準，定義如下：1、看好：行業指數相對于滬深300指數表現10%以上；2、中性：行業指數相對于滬深300指數表現10%10%以上；3、看淡：行業指數相對于滬深300指數表現10%以下。我們在此提醒您，不同證券研究機構采用不同的評級術語及評級標準。我們采用的是相對評級體系，表示投資的相對比重。建議：投資者買入或者賣出證券的決定取決于個人的實際

59、情況，比如當前的持倉結構以及其他需要考慮的因素。投資者不應僅僅依靠投資評級來推斷結論行業評級與免責聲明42法律聲明及風險提示本報告由浙商證券股份有限公司（已具備中國證監會批復的證券投資咨詢業務資格，經營許可證編號為：Z39833000）制作。本報告中的信息均來源于我們認為可靠的已公開資料，但浙商證券股份有限公司及其關聯機構（以下統稱“本公司”）對這些信息的真實性、準確性及完整性不作任何保證，也不保證所包含的信息和建議不發生任何變更。本公司沒有將變更的信息和建議向報告所有接收者進行更新的義務。本報告僅供本公司的客戶作參考之用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為本公司的當然客戶。本報告僅反映報告

60、作者的出具日的觀點和判斷，在任何情況下，本報告中的信息或所表述的意見均不構成對任何人的投資建議，投資者應當對本報告中的信息和意見進行獨立評估，并應同時考量各自的投資目的、財務狀況和特定需求。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。本公司的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。本公司的資產管理公司、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。本報告版權均歸本公司所有，未經本公司事先書面授權，任何機構或個人不得以任何形式復制、發布、傳播本報告的全部或部分內容。經授權刊載、轉發本報告或者摘要的，應當注明本報告發布人和發布日期，并提示使用本報告的風險。未經授權或未按要求刊載、轉發本報告的，應當承擔相應的法律責任。本公司將保留向其追究法律責任的權利。聯系方式43浙商證券研究所上?？偛康刂罚簵罡吣下?29號陸家嘴世紀金融廣場1號樓29層北京地址：北京市廣安門大街1號深圳大廈4樓深圳地址：深圳市福田區深南大道2008號鳳凰大廈2棟21E02郵政編碼：200127 電話：(8621)80108518 傳真：(8621)80106010