機械行業深度報告：人形機器人開啟新長征-220728（29頁）.pdf

《機械行業深度報告：人形機器人開啟新長征-220728（29頁）.pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《機械行業深度報告：人形機器人開啟新長征-220728（29頁）.pdf（29頁珍藏版）》請在三個皮匠報告上搜索。

1、本公司具備證券投資咨詢業務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 1 機械行業深度報告 20220728 人形機器人，開啟新長征 2022 年 07 月 28 日 馬斯克宣布將于近期發布人形機器人原型機，一石激起千層浪。關于人形機器人是否必要、有何價值、應用場景、放量節奏、技術方案的討論此起彼伏。本文力圖提出我們的思考和測算。人形是機器人的最大公約數。工業機器人推出已半個世紀，但到 2019 年全球人均保有量僅 3.63 臺/萬人，仍是汽車、家電、3C 等標準化制造行業的“獨享”。初級的智能水平、難以遷移的應用環境是制約產業規模的瓶頸。服務機器人曾點燃曙光，但其過于細分的應用場景仍不能

2、擺脫工業機器人曾經的窄路。人形機器人以其親和力、易接受的標準化形式，更易打破廠用、商用、家用的藩籬，實現極大規模硬件復制和長尾應用的廣泛覆蓋，孕育偉大公司。人形是最自然的商業入口。商業入口一直是平臺企業的必爭之地。商業地產、手機、汽車正在或者即將擔當我們的商業入口，最大限度地占據我們的時間、吸吮商業價值。更加智能的人形機器人會是我們的好助理、好朋友，是最天然的商業入口，沒有科技企業可以忽視。不斷涌入的資金、人才、技術會加快技術的迭代演進，產業大勢已不可阻擋。首臺樣機，不必生而偉大。第一度電的發出，第一列火車的啟程都引發了人們對其實際用途的質疑，但逐步提升的性能提升了實用性，消弭了質疑。神經網絡

3、算法、語音語義識別、更先進的傳感、執行技術都在為人形機器人誕生奠定基礎。此時不應被實用性限制，而應更加寬容，允許一個有缺點的新產品誕生。放量節奏，不宜過度樂觀。人形機器人面對開放的應用環境，難以通過簡單的編程和短時間的遍歷達到足夠的智能，需要一定時間的完善。特斯拉 Model系列及純電動車的放量節奏可以作為參考，萌芽期不宜對放量節奏有過高期待。執行機構，進入大市場，孕育新的技術變革。人形機器人的使用，倍數放大了執行機構的市場空間，且其更有限的機構放置空間、更大的單位體積輸出功率要求、更低的成本，都給執行機構的設計提出了新的挑戰。新技術、新工藝有望得到應用，抓住機會的廠商有望彎道超車。伺服系統、

4、諧波減速器是執行機構的核心。立足當前的技術發展現狀，我們認為人形機器人會采用開源的控制系統，視覺為主的傳感方案、工業塑料或鋁合金等輕質材料為本體。驅動-電機-減速器組合會是執行機構的首選方案，在成本中占比最高，成為人形機器人普及的最大受益方。投資建議：重點推薦禾川科技、綠的諧波、雙環傳動。建議關注三花智控、匯川技術、鳴志電器。風險提示：新產品研發及拓展不及預期風險，下游需求不及預期風險，市場競爭加劇風險，宏觀經濟增速放緩風險 重點公司盈利預測、估值與評級 代碼 簡稱 股價（元）EPS（元）PE（倍）評級 2021A 2022E 2023E 2021A 2022E 2023E 688017.SH

5、 綠的諧波 165.99 1.12 1.65 2.42 148 100 68 推薦 688320.SH 禾川科技 52.09 0.73 1.11 1.61 72 47 32 推薦 002472.SZ 雙環傳動 33.28 0.42 0.69 0.96 79 48 35 推薦 資料來源：Wind，民生證券研究院預測;（注：股價為 2022 年 7 月 26 日收盤價；）推薦 維持評級 分析師 李哲 執業證書：S0100521110006 電話：13681805643 郵箱：lizhe_ 研究助理 趙璐 執業證書：S0100121110044 電話：13472540636 郵箱： 相關研究 1.機

6、械行業周報 20220724：乘風破浪的碳碳熱場（一）-2022/07/24 2.機械行業周報 20220717：風電：業績底出現+原材料改善+海風招標量起-2022/07/17 3.機械行業周報 20220710：特斯拉 bot 再掀機器人熱潮，關注相關投資機會-2022/07/10 4.機械行業2022年中投資策略抓住科技發展脈搏，布局機器人、新能源設備-2022/07/05 5.民生機械周報 20220703：鈣鈦礦電池的潛力-2022/07/03 行業深度研究/機械 本公司具備證券投資咨詢業務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 2 目錄 1 人形機器人，產業趨勢還是曇花一現

7、？.3 1.1 特斯拉發布 Bot，掀起人形機器人.3 1.2 人形機器人，各項用途的最大公約數.3 1.3 下一代的商業入口.4 2 Optimus 的前輩們.6 3 人形機器人的可能解決方案有哪些？.8 3.1 人形機器人的成本構成與工業機器人有哪些區別？.8 3.2 驅動和執行：諧波減速器+空心杯型伺服電機.8 3.3 控制系統：獨立控制器位于頭部或軀干，開源系統或為多場景應用解決方案.12 3.4 本體+視覺控制等外圍：本體材料輕量化，傳感技術或仍以視覺為主.13 3.5 散熱：風冷、散熱器散熱、導熱材料+新興散熱解決方案.16 3.6 電池：三元鋰電池或為主要解決方案.17 4 人形

8、機器人市場空間有多大？.20 5 相關標的.21 5.1 綠的諧波.21 5.2 禾川科技.21 5.3 雙環傳動.22 5.4 三花智控.23 5.5 匯川技術.23 5.6 鳴志電器.24 6 風險提示.26 插圖目錄.28 表格目錄.28 WYEYOZFYEWTYAUCU7NdN6MsQoOsQnPjMrRsNkPpNuN6MpPwOuOpMtQxNoMmN行業深度研究/機械 本公司具備證券投資咨詢業務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 3 1 人形機器人，產業趨勢還是曇花一現？1.1 特斯拉發布 Bot，掀起人形機器人熱潮 在 2021 年的 Tesla AI Day 上，

9、馬斯克公布了人形機器人 Tesla Bot（Optimus）的概念。近期，馬斯克又將原計劃 8 月 19 日舉辦的特斯拉 AI 日，改為 9 月 30 日舉辦，因為屆時將發布 Optimus（“擎天柱”）原型機。據官方描述，特斯拉 Optimus 機器人身高約 172CM、體重約 56KG，能夠硬拉 68KG 左右，它的誕生是為了消除危險、重復和無聊的任務，以便人類可以專注于更加愉快的工作。長期以來，馬斯克對人工智能發展的危險性和缺乏監管的狀態直言不諱，但他向外界保證 Optimus 是友好無害的，特斯拉機器人的速度被特意設計得很慢，最高時速約為 2 米/秒，并且比人類更弱。據稱，該款人形機器

10、人結合了特斯拉的 AI 技術，即基于視覺神經網絡神經系統預測能力的自動駕駛技術，具有極強算力的 DOJO D1 超級計算機芯片，Dojo 架構擁有一個大規模計算平面，極高寬帶和低延遲。作為 Dojo 架構的重要組成部分，D1 芯片采用 7 納米制造工藝，處理能力為每秒 1024 億次。由于每個 D1 芯片之間都是無縫連接在一起，相鄰芯片之間的延遲極低，訓練模塊最大程度上實現了帶寬的保留，配合特斯拉自創的高帶寬、低延遲的連接器，算力高達 9PFLOPs（9000 萬億次）。圖1：Optimus 三維渲染圖 資料來源：快科技，Techweb，民生證券研究院 1.2 人形機器人，各項用途的最大公約數

11、 中國電子工業學會將機器人劃分為工業機器人、服務機器人、特種機器人三類。其中，1）工業機器人指面向工業領域的多關節機械手或多自由度機器人，在工業生產加工過程中通過自動控制來代替人類執行某些單調、頻繁和重復長時間作業；2）服務機器人是指在非結構環境下為人類提供必要服務的多種高技術集成的先進機器人；3）特種機器人指代替人類從事高危環境和特殊工況的機器人。目前，全球機器人發展已有超過半個世紀，但據 IFR 數據，2019 年全球工業機器人保有量僅 272 萬臺，按照世界人口網數據 2019 年全球 230 個國家 75 億人口計算，工業機器人的人均保有量僅為 3.63 臺/萬人。2019 年，工業機

12、器人受全球貿易摩擦升級影響，新安裝量出現下滑，據 IFR 預計，到 2022-2023 年才可能恢復至疫情前水平。相比之下，服務機器人、特種機 行業深度研究/機械 本公司具備證券投資咨詢業務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 4 器人因疫情催化“非接觸”使用場景增加，發展勢頭迅猛?；仡欉^去幾十年發展歷史，工業機器人發展速度遲緩，除了受宏觀經濟影響外，還與其初級的智能水平、難以遷移的應用環境有關。傳統工業機器人主要是解決傳統制造業的效率問題，在靜態、結構化、確定性的無人環境中完成重復性作業，其工作特點在于空間相對隔離、與人非接觸、預編程或示教再現控制、需要外部安全保障。伴隨制造業本身

13、的升級和轉型，小批量、多品種、短周期、個性化將成為新興制造業的顯著特點，因此工業機器人的趨勢也將是可融入人類生產與生活環境、與人優勢互補、合作互助，進而成為具備可變作業能力的人類助手型機器人。圖2：工業機器人新安裝量出現下滑（萬臺，%）圖3：全球工業機器人保有量（萬臺）資料來源：MBA 智庫，民生證券研究院 資料來源：eMarkete，艾媒網，Statista,民生證券研究院 機器人最終需要在人類所處的現實環境中工作。開發人形機器人比修改整個環境顯得更經濟合理?，F代社會的環境是為人類自身設計的，例如，走廊的寬度、階梯的高度、扶手的位置和門把的位置等數不勝數的事物都要適合人的尺寸和運動，這些是社

14、會建造過程中的沉沒成本。因此，當機器人具有人的形狀并能像人一樣活動時，就不需要為機器人而改變人的環境。常見的輪式機器人使用條件苛刻，需要在一個非常平的地面上來使用，沒有任何的越障能力，這種理想的工作環境其實是非常少的。如果要想滿足它豐富功能的話，還是要做成一個有自主越障能力，所以人形是一個好的選擇。1.3 下一代的商業入口 人形機器人較其他服務機器人更容易被人們接受。參照“恐怖谷效應”，在中等程度偏上的逼真性以前，無論是靜態仿真物還是動態仿真物，人們對它的好感程度是隨逼真性的提高而增加。也就是說，中等偏上程度的仿真時最受人們歡迎的，最能夠贏得受眾。而隨著逼真性向較高程度增強，人們的好感度會陡然

15、下降。在“恐怖谷理論“第一段曲線上升部分，人類與人形機器人更容易產生情感上的交流。人形機器人在外形和行為設計上模仿人類，具有手部、足部、頭部和軀干等，容易獲得人類好感、親近感并能滿足情感認同。并且它們與人類接近程度越高，被接受和認可的程度就越高，具有人的外形是機器人成為人類伙伴并為人們帶來樂趣的非常重要的因數。人形機器人有望成為繼手機、汽車后的又一入口，商業價值巨大。手機入口整合了通話、地圖、工作、娛樂等眾多功能，是各功能依托的總入口。而人形機器人功能更加全面，與人互動場景多元更加多元，有望成為新的商業入口。根據艾媒網、Statista 數據，2021 年我國人均花費在手機上的時間達到 3.3

16、 小時/天。此外，2021 年移動應用的用戶支出達到 1700 億美元（約合 1.08 萬億人民幣），與去年相比增長了 19%。下載量以同比 5%的速度繼續增長，達到 2300 億次。612.116.615.917.822.125.430.44042.237.3-20%0%20%40%60%80%100%120%01020304050200920102011201220132014201520162017201820191021061151241331471631842132442725010015020025030020092010201120122013201420152016201720

17、182019 行業深度研究/機械 本公司具備證券投資咨詢業務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 5 圖4：根據“恐怖谷“理論，人形機器人更容易贏得受眾 圖5：人均手機使用時長（min）資料來源：MBA 智庫，民生證券研究院 資料來源：eMarkete，艾媒網，Statista,民生證券研究院 展望人形機器人的未來發展速度，我們認為可以參考特斯拉電動車的放量節奏?；厮輾v史，Model-S 在 2012 年推出，2013 年特斯拉電動車銷量達到 2.2 萬輛，2014 年達到 3.2 萬輛，2015 年實現 5.1 萬輛。隨著 2017 年推出 Model-3 達到大規模生產，銷量快速

18、增長，從 2017年的 10 萬輛快速增長到 2021 年的近 100 萬輛。我們認為，特斯拉汽車銷量的絕對額增長是從 Model-3 的推出開始加速，起初走的是高端概念型路線，往往是忠實粉絲開始應用，同時搜集各種數據進行改進，然后逐步起量。我們認為人形機器人的發展過程可能也與此有相似之處。圖6：特斯拉電動車及全球純電動汽車銷量（萬輛）資料來源：中商情報網，太平洋汽車，車東西，汽車之家，真鋰研究，車質網，產業信息網，參考信息網，民生證券研究院 不同的是，對于人形機器人，其他科技企業會更快地跟進，國內與國外科技企業都紛紛注意到這個賽道，在做前瞻布局。一些領先企業在做準備，明年也將推出，因而真正放

19、量時不僅要考慮特斯拉，其他國內外企業也會放量。如果人形機器人的放量節奏類似于特斯拉汽車，那么 2023-2024 年人形機器人可以大致對應特斯拉 2013-2014 年的銷量，隨著其他廠商原型機推出后也逐步起量，2025 年開始人形機器人對標 2015 年全球純電動車銷量。但對于 9 月 30 日發布的機器人，我們認為不應抱有過高的預期，原因在于人形機器人對智能化水平、通信、執行、傳感等方向的要求非常高，最終較為理想的人形機器人一定是經過多次迭代，不斷打磨后的產品。而特斯拉 bot 的到來，其最重要的意義在于開啟了整個產業的快速發展過程，未來一段時間，預計很多科技企業都會向人形機器人的方向努力

20、，爭奪賽道，產業趨勢可能會加速來到我們面前。223955637385991181391711982142300501001502002502.23.25.17.610.324.536.85093.612.9 21.9 49.5 90.7 119.0 163.5 218.8 460.0 01002003004005002013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021特斯拉年度銷量全球電動車銷量 行業深度研究/機械 本公司具備證券投資咨詢業務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 6 2 Optimus 的前輩們 Tesla Bot 并非首款人形機器

21、人，從 21 世紀初本田發布首款人形機器人 AISMO 原型機開始，全球多家科技公司及高校先后發布人形機器人。從設計初衷來看，人形機器人定位多用于生活服務，與人類交互，以及專門用于科研領域。其中，較為知名的不乏有波士頓動力的 Atlas機器人、歐洲 iCUB、軟銀的 Pepper、Alderbran 公司的 Nao 機器人，以及優必選 Walker 系列。研究他們的設計思路，對 Optimus 也會有所借鑒。表1：歷史上知名的人形機器人（列表 1）本田 ASIMO Atlas 系列 歐洲 iCUB POPPY 圖片展示 廠商 本田 Google 子公司波士頓動力&美國國防部 歐洲幾個大學組成的

22、聯合開發組織 RobotCub 法國團隊 INRIA Flowers 國家 日本 美國 歐洲 法國 首次發布時間 2000 年 2013 年 7 月 2011 年 2016 年 自由度 第一代 26 個自由度；第二代 34個自由度；第三代 57 個自由度。四肢共擁有 28 個自由度。iCub 3 具有 53 個驅動自由度 25 個自由度 設計初衷及發展現狀 主要用于科研，全球共 100 套左右，世界上最先進機器人之一?；谠缙?PETMAN 檢測化學防護衣的人形機器人，實現運動能力的提升。驗證人類認知模型的合理性 制造一款仿生的機器人 特點 太空服外形?？上袢祟愐粯油瓿?字行走，下臺階、彎腰等

23、復雜動作，也可以完成端茶送水等任務?？纱怪逼鹛?、跨越障礙、后空翻、舞蹈，兵逐步開啟手腳均可參與的酷跑功能。像不到 5 歲的孩子?？少橘胨闹?，坐起，平衡行走，身體與環境互動，識別物體。是世界上為數不多的具有靈敏的全身電子皮膚系統提供觸覺的機器人之一。主要部件均通過 3D 打印生產，包含 5 個電機驅動的脊柱，腿部可以彎曲，使其能像人類一樣，保持一定姿態的同時更自然的運動。配置 作動器：伺服電機+諧波減速器+驅動單元 控制裝置：行走/操作控制單元，無線發送單元 傳感器：腳部 六軸向腳部方位傳感器、軀體陀螺儀和加速傳感器 電源部分：38.4V/10AH(鎳鋅)操作部分：操縱臺和便攜控制器 第一版需要

24、用電纜傳輸電源與信號，新一代可通過電池供電，無線控制。iClub3 每條手臂配備了個電機、每只手 9 個、頭部 6個、軀干（腰）3 個、以及每條腿 6 個。頭部內置了可做“眼睛”的立體旋轉攝像頭、做耳朵的雙麥克風、以及可反映嘴部與眉毛動作的 LED 線條，每個指尖有觸覺傳感器。引入脊柱概念，用 5 個伺服電機構建脊柱。膝蓋用彈簧連接下肢上部和下部關節。鞋子放置 5 個壓力傳感器?？偣?16 個力傳感器（FSR），2 個 PS 眼睛，1個 IMU（9DDL），4.3 LCD 480272 像素，立體顯微鏡，Raspberry Pi 身高 1.3m 1.5m 1.25m 0.84m 體重 48kg

25、 75kg 52kg 3.5kg 資料來源：人工智能機器人聯盟，MAXON，百度百科，搜狗百科，民生證券研究院整理 從配置上看，雙足服務型機器人自由度均在 40 個左右，多的可以達到 50 以上，電源采用鋰電池，續航時間短則 1-2h，長的可以達到十數個小時，電機均采用直流電機，全身配備數十個甚至上百個傳感器，本體結構多采用碳纖維、工業塑料等輕質材料，或對質感、觸感有要求的橡膠 行業深度研究/機械 本公司具備證券投資咨詢業務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 7 等。表2：歷史上知名的人形機器人（列表 2）ROMEO Pepper Nao Walker 圖片展示 廠商 Alderb

26、ran 公司 日本軟銀集團和 Alderbran公司 Alderbran 公司 優必選 國家 法國 日本 法國 中國 首次發布時間 2012 年 2015 年 2008 年 2018 年 自由度 37 個自由度（眼睛 2 個，每只腳 1 個，后背 3 個，每只手 1 個）20 個自由度（頭部 2 個，手臂 5*2，手 1*2，腿 3 個）25 個 第二代 36 個自由度，Walker X 有41 個自由度 設計初衷及發展現狀 用于個人護理。目前已經可以在實驗室完成行走，觀察周圍 3D 環境，聽、說等。定位是與人類交互。全球有超過 2000 家企業采用 Pepper，服務零售、金融、健康護理、教

27、育等眾多行業。定位為開發平臺。開發給所有高教項目。是一款應用遍及全球教育市場的雙足人形機器人。在家庭場景和辦公場景自由活動和服務 特點 看起來像一個小男孩，面部表情柔和，可以識別人的情緒，并調整自己的行為?？筛鶕祟惖谋砬?、聲音等判斷人類的心情，從而選擇不同的談話內容。有一個顯示屏，可以展示自己的心情。擁有與人類一樣自然的肢體語言，能夠聽、看、說，也能與人互動，或 NAO 之間彼此進行互動。NAO 能提供一個獨立、完全可編程、功能強大且易用的操作應用環境。集六大 AI 技術于一身，搭載高性能伺服關節以及多維力覺、多目立體視覺、全向聽覺和慣性、測距等全方位的感知系統。配置 有 39 臺來自瑞士的

28、直流電機，其中 RE 40 和 RE 25 各有十臺。還使用了不同規格的 RE-max 系列款型以及五臺 DCX 電機（特點在于高效，并便于在線配置）。所有驅動器均為有刷電機，配備特殊的無鐵芯繞組，調節性極佳。為了降低重量，主要結構采用碳纖維與橡膠材料。鋰電池：容量30.0Ah/795Wh 運行時間：約超過 12 小時 頭：Mic x 4、揚聲器 x 2、2 x 500 萬像素攝像頭，3D攝像頭、觸控傳感器 x 3 胸：陀螺儀傳感器 x 1、慣性傳感器 手：觸控傳感器 x 2 腿：聲納傳感器 x 2、激光傳感器 x 6、紅外傳感器 x 2、全向輪 x 3、觸碰傳感器x 3 機體材料：工業塑料

29、可抓握的雙手 充電器：AC 90-230 V/DC 24 V 電池能量：持續時間約 90 min 兩個揚聲器及嗓音合成 四個擴音器，以及語言分析和識別系統 視覺:兩個 CMOS 攝像頭 聯接類型：無線網際網絡(IEE 802.11g)和以太網端口。支持很多種編程環境 負載：伸展狀態單臂 1.5kg；視覺&導航：定位精度 10cm，導航精度 20cm，精定位精度 1cm 電源：鋰電池 54.6V/10Ah/3.6 kg；充電：2h；處理器：Intel i7 8665U 頻率1.9Ghz*2；NVIDIA GT1030 顯卡，384 核心；軟件框架：ROSA；操作系統：Ubuntu+Linux R

30、T Preempt+Android 身高 1.46m 1.2m 0.58m 第二代 1.45m，WalerX 1.3m 體重 40kg 28kg 5.4kg 第二代 77kg,WalkerX 63kg 資料來源：MAXON，百度百科，搜狗百科，cnBeta，民生證券研究院整理 行業深度研究/機械 本公司具備證券投資咨詢業務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 8 3 人形機器人的可能解決方案有哪些？3.1 人形機器人的成本構成與工業機器人有哪些區別？從外形上看，人形機器人采用的是 L 型結構，每個關節緊密連接，其集成度要比傳統的工業機器人更加緊湊，也更加靈活。而從成本上構成上看，二者

31、也有一定的差異。傳統的工業機器人產業鏈，包括上游零部件供應商、中游本體供應商、下游系統集成和服務提供商，以及終端應用市場。其中有減速器、控制器、伺服系統分別占 31%、10%、20%。本體占比在 24%，系統集成約占比 14%。相比之下，根據我們的產業鏈調研，人形機器人的本體在成本中占比要低于工業機器人。由于工業機器人對負載的要求更高，通常需要用到鑄鐵、高強度鋼等金屬材料制作，而人形機器人通常采用密度更小的金屬材料，或者復合材料制作，其本體在整個生產中的占比通常在 15%左右，而工業機器人本體在生產成本中占比通常在 20%以上。在傳感方面，人形機器人全身需要多處傳感器，因此在生產成本中也占有較

32、高的比重。圖7：工業機器人生產成本構成 圖8：人形機器人生產成本構成 資料來源：OFweek 機器人網，民生證券研究院 資料來源：OFweek 機器人網，民生證券研究院 3.2 驅動和執行：諧波減速器+空心杯型伺服電機 3.2.1 減速器：諧波減速器或為主要解決方案，數量或在 45-50 個 從外形上看，人形機器人采用的是 L 型結構，每個關節緊密連接，其集成度要比傳統的工業機器人更加緊湊，也更加靈活。而從成本上構成上看，二者也有一定的差異 減速器是常用作原動件與工作件之間的減速傳動裝置，在二者之間起到匹配轉速、傳遞扭矩的作用。其原理在于，把高速運轉的動力通過減速機輸入軸上齒數少的齒輪嚙合輸出

33、軸上的大齒輪，以此來達到減速的目的，原因在于絕大多數工作件負載大、轉速低，不適宜用原動機直接驅動，需通過減速機來降低轉速、增加扭矩。常見的減速器有行星齒輪減速機、RV 減速機、諧波減速機等。減速器,31%控制器,10%伺服系統,20%本體,24%系統集成,14%其他,1%減速器,20%控制器,10%伺服系統,15%本體,15%外圍視覺、激光、雷達、傳感等,15%系統集成等其他,15%行業深度研究/機械 本公司具備證券投資咨詢業務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 9 表3：幾種常見減速器的特點及適用領域對比 類型 特點 速比 維護 適用環節 圖片展示 行星齒輪減速機 體積小、傳動效

34、率高、減速范圍廣、精度高，用途廣泛。微型最大在 15-20 常規場合免維護 起重、挖掘、運輸、建筑 RV 減速機 優點：疲勞強度高、剛度大、壽命長，同時可以保證高精度；缺點：是重量、外形尺寸都比較大。85-200 常規場合免維護 腿部、腰部、肘部 諧波減速機 優點：零部件數目少，體積小、重量輕、承載能力較大、運動精度高、單級傳動也比較大；缺點：動態特性抗沖擊能力差。30-260 2000h 換油脂 小型機器人或大型機器人末端的幾個軸 工業機器人大多使用 RV 減速器，主要原因在于 RV 減速器具有疲勞強度大、剛度大，同時可以保持高精度等特點，但其缺點是重量大、體積大。另外，部分末端會用到諧波減

35、速器，諧波減速器的負載能力略低于 RV 減速器，在力矩輸出要求不是特別高的末端可以滿足要求，其優點是體積小、重量輕。人形機器人關節處的減速器需要具有傳動鏈短、體積小、功率大、質量輕、易于控制等特點。根據公開報道，Tesla Bot 體重約為 125 磅（56.7 千克），負載 20kg，也可可通過劇中硬拉姿勢舉起 150 磅的重物（約 68 千克），考慮到人形機器人的集成度要求較高，以及其負載要求，諧波減速器基本可以滿足人形機器人的要求。根據我們的產業鏈調研，一般的諧波減速器減速比在 85-160 之間，更大一些的可以達到 200，而減速比直接決定了輸出力的大小，減速比越高，電機相同轉數下輸出

36、力越大。體積方面，手指部分可以使用直徑 20mm 的減速器，放置于手掌中，肘部可以使用 30-40mm 減速器，肩部可以使用 50-60mm 減速器。目前，國內諧波減速器基本可以滿足要求。事實上，在機器人移動一個物體的過程中，真正需要輸出力較大的地方主要在于肩部、肘部、腕部等關節，手指等末端關節對力的要求有限，因此部分末端可以使用行星齒輪減速器替代。根據我們的產業鏈調研，行星齒輪減速器的轉速比通常在 15-20 之間，如果要實現更大的力，只能將齒輪縮小，但齒輪過小時很容易損壞。因此，在體積很小的機器人中，通?？梢允褂眯行驱X輪減速器，但要做到消費級機器人，僅可以在末端使用行星齒輪減速器替代諧波減

37、速器。體積方面，諧波減速器由于其結構通常是由三個行星齒輪，以及中間的一個太陽輪組成，因此最小的也只能達到 30-40mm。對消費級機器人而言，其負載通常不會過大。因為負載較高的情況下，其肩關節、肘關節需要做到很大。另外，機器人本身也需要保持平衡，機器配重不足的情況下很容易傾倒，考慮到其在運動過程中還要加上力和慣性，所以一般要保證機器人靜態下的負重是動態負重的 2 倍左右。另外，在精度方面，消費級機器人的精度不會像工業機器人那么高，在加入編碼器的情況下可以達到 0.01mm，只要執行到位即可，相比之下，工業機器人，比如加工機床精度需要達到 0.002-0.005mm。那么，機器人全身需要多少個減

38、速器？根據我們的產業鏈調研，人形機器人的減速器一般不少于 40 個。具體數量主要取決于手指數量、手腕彎曲度、腿部彎曲度等。一般，指關節可以通過拉線、編碼器來完成，一根手指資料來源：蘇州君熠精密傳動，成都雙創時代科技有限公司，機器人在線，民生證券研究院整理 行業深度研究/機械 本公司具備證券投資咨詢業務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 10 最多需要一個減速器，每只手 5 個手指則需要 4-5 個減速器。因此，一般兩只手臂、一個脊、每只手 5 個手指的機器人其減速器數量大約在 45-50 個。減速器的價格一般與其體積有關，一般直徑越大的減速器價格越高。由于機器人的自由度較高，全身的

39、減速器數量也較多，因此在總成本中，減速器的占比也要略高于工業機器人。3.2.2 伺服系統：電機驅動是主流解決方案 機器人自由度的運動，可能依靠舵機，電機，推桿，氣或者液壓的伸縮桿，控制器可以對這些部件進行控制。從過往人形機器人的伺服解決方案可以看出，Atlas 采用了液壓驅動，其優點在于可以承受高負載。例如在 Atlas 完成后空翻動作時，落地時沖擊力會非常大，如果采用電機方案，可能會導致爆炸，而液壓結構更加穩定，除了油壓自身的可壓縮性，如果使用蓄能器，還能起到減震作用，使肌體更有彈性。但液壓肢體結構的問題在于可能會漏油。此外，Poppy 機器人則選擇了舵機驅動，實際上，舵機也相當于一個完整的

40、伺服系統，里面包含了電機、傳感器、伺服控制器等部件，其優點是價格低廉、結構緊湊，但缺點是精度很低，位置鎮定能力較差，只能滿足一些機器人的初級功能需求。因此除此之外，歷史上對于負載沒有過高要求的人形機器人，大部分都采用了電機驅動方式。從數量上看，按照歷史上已經發布的幾款人形機器人，頭部自由度一般至少有 2-3 個，每只手臂有 4-7 個自由度，每只手 1-5 個自由度，每條腿 3-6 個自由度，軀干（腰部）2-3 個自由度。根據澎湃新聞報道，預計特斯拉 Optimus 人形機器人的脖子、胳膊、手、腿、軀干累計搭載了 40 個機電傳動器?；九c Walker 和 ROMEO 的自由度數量相當。表4

41、：幾款人形機器人的執行機構解決方案 本田 ASIMO Atlas 系列 歐洲 ICUB POPPY ROMEO Pepper Nao Walker 圖片展示 伺服電機 第三代 57 個自由度（電機驅動）：頭部 3 臂部 72 手部 132 腰部 2 腿部 62 28 個自由度（液壓驅動）腿部 3*2 腳踝 2*2 腹部 2 手臂 6*2 腕部、機械手：2*2 54 個自由度（電機驅動）手臂 7*2 手部 9*2 頭部 6 腰部 3 腿部 6*2 25 個自由度（舵機驅動）頭部 2 手臂 5*2 手部 1*2 腿部 3*2 脊柱 5 39 臺直流電機：RE 40 十臺 RE 25 十臺 RE-m

42、ax 系列以及 DCX 電機五臺（高效，便于在線配置）20 個自由度（電機驅動）頭部 2 手臂 4*2 手部 2*2 腿部 3 底座 3 個全向輪 25 個自由度（電機驅動）頭部 2 手臂 5*2 胯部 1 腿部 5*2 手部 1*2 41 個自由度（電機驅動）腿 6*2 臂 7*2 手 6*2 頸*3 資料來源：HONDA，靜液壓，千家智客，TPOLY，MAXON，百度百科，搜狗百科，民生證券研究院 機器人的伺服系統，包括伺服電機、伺服驅動器、指令機構三大部分。其中，伺服電機（server motor）是執行機構，指在伺服系統中，控制機械元件運轉的發動機，是一種補助馬達間接變速裝置。伺服電機

43、可使控制速度，位置精度非常準可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象。伺服驅動器(server drives)，又稱為“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用來控制伺服電機的控制器，其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達，伺服驅動器主要用于高精度的定位系統，一般通過位置、速度、力矩三種方式對伺服電機進行控制，屬于傳動技術的高端產品。指令機構是發脈沖或者給速度用于配合驅動器正常工作的。行業深度研究/機械 本公司具備證券投資咨詢業務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 11 伺服驅動器向電機線圈供應電壓、電流，然后通過監控反饋來閉環伺服環路，為伺服電機供電。多數情況下，伺服驅動器含有三個嵌

44、入式伺服環路：電流環（扭矩環、內部換）、速度環、位置環，三個環路相互作用，實現精準的運動控制。人形機器人的伺服系統解決方案是怎樣的？從外觀上看，工業機器人的伺服系統體積較大，有部分機器人伺服系統外置，因此其集成度不比人形機器人。另外，工業機器人通常使用交流伺服電機，對精度要求更高、體積更大，而人形使用的是直流無框力矩電機，可以在較小體積下輸出較大的力，而且沒有外框，只有一個轉子、定子。從組成上看，人形機器人的伺服電機、驅動器、編碼器、減速器等集成在一起，整體組成一個“空心杯”形狀的集合，整個杯形的集合體有輸入端、輸出端，通過一根總線、一根電源線，跟控制器聯系在一起。由于人的手臂、軀干都是圓形，

45、因此做成杯形更利于本體的安裝。一般，人形機器人每個關節都要一個杯形的集合體，一個手指上面需要一個電機，手指上各關節可以通過拉線的方式，利用杠桿原理實現彎曲。此外，人形機器人各伺服系統之間是采用串聯方式，工業機器人一般采用并聯方式。圖9：空心杯伺服電機 圖10：空心杯伺服電機內部結構 資料來源：北京博創興盛機器人技術有限公司，民生證券研究院 資料來源：找磁材，民生證券研究院 伺服系統的設計一般根據機器人應用場景而定，例如機器人的身高、體重、負載等。由于驅動器是圍繞關節設計，因此需要根據機器人的需要的力反過來進行推算。另外，電力系統的功率輸出最后決定了力的輸出，因此執行電機的電流也要據此進行設計。

46、根據我們的產業鏈調研，一般驅動器和后端輸出的力的比值應在 1.2-1.5 倍，之所以保證一定的余量，主要是防止機器人的某個部位被卡住時，電機繼續執行，電流達到最大可能會對電機、驅動器造成的傷害。一般解決的方式可以采用逆反饋、電流的反饋，加入一些智能算法，反饋給控制器，保證機器人某個部位被卡住是不會燒壞電機和驅動器。伺服系統的難點主要在于，從驅動器上看，其上端需要對接控制器，下端需要對應電機，由于各廠家控制器參數不同，且后端驅動功率、應用范疇、便長城、執行選項等參數較多，如何能夠實現通用性、兼容性，并通過讓客戶能夠快速選項是一個挑戰。另外，人性格機器人由于對集成度的要求較高，剎車、編碼器等都在電

47、機中，是通過總成的形式插入到減速器中，進而連接成一個本體。因此，數量龐大的部件中任何一個出現問題，或者母線出現問題，執行機構就無法正常運轉，進而影響整機的性能。特別需要注意的是，對于頸關節、肩關節、肘關節、腕關節、腰關節、膝關節、踝關節等大關節來說，可采用標準的電機組合形式。對于手部關節，空間狹小、要求較高，可選方案較多：1）雙手 28 個關節均采用微機電系統；2）雙手 10 根手指均采用微型電缸控制，電缸可放在手掌空間；行業深度研究/機械 本公司具備證券投資咨詢業務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 12 3）無名指、小指、中指聯動，采用微型電缸控制。圖11：機器人手部結構圖 圖

48、12：電機、電缸控制優劣勢對比 資料來源：機器人模型設計，民生證券研究院 資料來源：聯華電動缸，民生證券研究院 總體上看，采用微型電機進行控制精度更高，一般額定轉速能達到 2000-3000mm 轉，及時性更好，加減速都較快，普遍在幾十毫秒以下，且可承受三倍余額定轉矩的負載，但電機沒有防油防水功能，無法在高適度和油侵嚴重環境下使用，相比之下，電缸的耐腐蝕性比較好，但其精度不如電機。3.3 控制系統：獨立控制器位于頭部或軀干，開源系統或為多場景應用解決方案 運動控制器的作用，是對來自伺服回路的各種反饋信息進行處理，并據此對電機進行換向。運動控制器與伺服驅動器是經常被混淆的兩個概念，實際二者在自動

49、化領域有著微妙的差異。簡言之，運動控制器相當于人的“大腦”，伺服驅動器相當于“神經”，而伺服電機相當于人的“手”執行由大腦、神經傳遞過來的命令。作為基于微處理器的設備，運動控制器具有生成脈沖寬度調制（PMW）波形的復雜算法。而伺服驅動器內的功率晶體管，通過傳輸電流和電壓波形，來為伺服電機供電。因此，二者之間的配合原理是，控制器是將特定命令應用于驅動器中位置、速度或電流環等元件，伺服驅動器再根據控制器的命令向電機提供電壓和電流。此外，控制器通常具有編程的功能，可以存儲和運行程序員提供的代碼，其中有大量安全元件，可用于組件發生故障時防止過載，或停止運動控制。相比之下，驅動器往往專注于接收控制器輸入

50、的命令，并負責功率晶體管的開關，使產生的電流、電壓滿足命令的要求。工業機器人的驅控一體在人形機器人中很難實現。原因在于人形機器人的伺服驅動器數量高達數十個，因此，如果所有驅動器都配有一個控制器，整個機器人的體積將會非常大，很難實現。因此，人形機器人一般有一個單獨的控制器（獨立于伺服電機、伺服控制器），也被稱作“上位”。通常人形機器人的控制器會被放在頭部，如果視覺、激光雷達、聽覺傳感器等占用空間過大，控制器也可能被放置在軀干中，因為軀干中除了電池之外，還有很大空間可以利用。行業深度研究/機械 本公司具備證券投資咨詢業務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 13 表5：幾款人形機器人的控

51、制解決方案 本田 ASIMO Atlas 系列 歐洲 ICUB POPPY ROMEO Pepper Nao 圖片展示 控制解決方案 P2：控制計算機放置在軀體里，由四個運行著 VxWorks實時操作系統的處理器構成，分別控制手、腿、關節、視覺。與輸入輸出控制板之間通過總線連接。使用集成 IMU、聯合位置和力傳感器來控制自身的肢體動作。模型預測控制器（MPC）使用機器人動力學模型來預測機器人未來的動作，優化行為，隨時間推移產生最佳動作。動作指定并非基于系統本身，而是遠端控制，使用名為 ARCHER 的學習型算法體系。用一臺相機捕獲并處理標的圖像，對失敗的嘗試分析，并找出最佳的射擊角度、軌跡等。

52、項目使用GPL v3 開源，設計CAD 都是開源 在基于 LPPA 所制作的控制圖表功能上，提出了中心控制，架構，可以獲得高質量的被動步態模式。支持通過 Wi-Fi 接入云端服務器，這能夠令其表現和各類識別系統更加智能。為了擴展其應用實現，廠商也公開發布了SDK，開發者可個性化設定。使用網線或 WIFI連接 NAO 與電腦，并通過 Mitek智慧大腦軟件控制。一個 CPU 位于頭部，運行一個Linux 內核，并支持廠商自行研制的專有中間件（NAOqi）。第二個 CPU，位于機器人軀干內。資料來源：DFROBOT，搜狗百科，NAO 機器人，百度百科，民生證券研究院 對于人形機器人的控制器而言，其

53、關鍵主要在于了解客戶的應用場景，以及對相關工藝的要求。由于終端對精度要求，每向上一級疊加都需要留出一定的余量，因此驅動器對于最終精度的實現有至關重要的作用。此外，工業機器人一般只有一個固定底座，只有末端有一些視覺識別過程，相比之下，人形機器人的傳感器眾多，數據來源有多個口徑，需要處理的數據也很龐大和復雜，難度較大。另外，由于機器人對每個場景的學習和訓練過程也需要一定時間，因此，單獨一家廠商還很難將人形機器人做到各個場景的通用。一種可能的解決方案是，廠商主要負責生產本體，將控制部分做成開源系統，讓不同的人對應用場景進行二次開發，這樣特斯拉人形機器人就有可能成為一個標準版的本體，在其能力范圍內，由

54、后端的多樣化算法來支持多個客戶應用場景，例如 Poppy 機器人、Pepper 機器人。3.4 本體+視覺控制等外圍：本體材料輕量化，傳感技術或仍以視覺為主 3.4.1 本體：輕量化的復合材料、金屬材料為首選，對觸感要求高的部位或采用硅膠 本體在整個機器人中屬于輔助部分，主要起到支撐、連接各個關節的作用，在整個機器人成本占比中也是最低的，原因在于相比內部的核心部件，外部的損傷是較易于修復的。人形機器人本體在成本中比重要低于工業機器人。由于負載的要求，工業機器人的本體一般需要由鑄鐵、高強度鋼制成。相比之下，人形機器人的本體一般采用密度更小的復合材料，或密度更小的金屬材料，如鋁硅、鋁鎂等，其密度比

55、合金鋼更小，但強度、支撐能力也能夠滿足負載的要求，關鍵是材質相對更軟，可塑性更好。除此之外，有些機器人的本體也會采用碳纖維，在保證橫端拉力的情況下，質量也較輕。而在手指等末端、對質感和觸感要求較高的部 行業深度研究/機械 本公司具備證券投資咨詢業務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 14 位也會采用硅膠作為材料。表6：幾款人形機器人的本體結構材料解決方案 本田 ASIMO Atlas 系列 POPPY Nao 圖片展示 本體結構材料 結構：鎂合金 外殼：復合樹脂 外殼：航空級鋁和鈦 核心部件：3D 打印 肢體：采用 PA 材料（尼龍）和選擇性激光燒結技術，3D 打印零件 工業塑料

56、資料來源：DFROBOT，搜狗百科，NAO 機器人，民生證券研究院 此外，一些機器人的關鍵零部件，可能會采用工業級 3D 打印技術。如歷史上法國 INRIA Flowers 研發的 Poppy 機器人就是一種 3D 打印機器人，3D 打印可以降低機器人本體重量，并減輕伺服電機等關鍵部件的壓力，從而降低成本，并實現快速制作。另外，像波士頓動力的Atlas 機器人關鍵結構件也是使用工業級 3D 打印制作，驅動器和液壓管路是被嵌入結構當中，所有的動態平衡、傳感、過濾、排污閥、動力裝置所需的一切零件，都集成在一個 3D 打印部件中而非由單獨的組件制成。圖13：Poppy 機器人主要零部件通過 3D 打

57、印完成 圖14：Atlas 機器人的腿部結構 資料來源：DFROBOT，民生證券研究院 資料來源：Boston Dynamics，民生證券研究院 3.4.2 傳感：仍以視覺傳感為主，或引入工業級雙目/多目相機 與人相同的是，人形機器人也需要很多傳感器。根據檢測對象的不同，可以分為內部傳感器、外部傳感器。內部傳感器一般用來檢測機器人本身狀態，多為檢測位置和角度的傳感器。外部傳感器一般用來檢測機器人搜出環境裝款，如物體識別傳感器、物體探傷傳感器、接近覺傳感器、距離傳感器、力覺傳感器、聽覺傳感器等。行業深度研究/機械 本公司具備證券投資咨詢業務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 15 表

58、7：機器人傳感器及核心部件 傳感器 檢測內容 應用目的 傳感器件 位置覺 物體的位置、角度、距離 物體空間位置、判斷物體移動 光敏陣列、CCD 明暗覺 是否有光、亮度多少 判斷有無對象，得到定量結果 光敏管、光電斷續器 色覺 對象的色彩及濃度 利用顏色識別對象的場合 彩色攝像機、濾波器、彩色 CCD 形狀覺 物體的外形 提取物體輪廓及固有特征，識別物體 光敏陣列、CCD 接觸覺 與對象是否接觸、接觸的位置 確定對象位置，識別對象形態，控制速度，安全保障，一場停止，尋徑 光電傳感器、微動開關、薄膜特點、壓敏高分子材料 壓覺 對物體的壓力、握力、壓力分布 控制握力、識別握持物，測量物體彈性 壓電元

59、件、導電橡膠、壓敏高分子材料 力覺 有關部件（如手指）所受外力及轉矩 控制手腕移動，伺服控制，正解完成作業 應變片、導電橡膠 接近覺 對象物是否接近，接近距離，對象面的傾斜 控制位置，尋徑，安全保障，異常停止 滑覺 垂直握持面方向物體的位移，重力引起的變形 修正握力，防止打滑，判斷物體重量及表面狀態 球形接點式、光電旋轉傳感器、角編碼器、震動檢測器 聽覺 感受和解釋在氣體、液體、固體中的聲波 對連續自然語言中的單獨語音和詞匯進行辨別 電容式駐極體話筒、駐極體振動膜（負責聲電轉換）、場效應管 資料來源：YGJ Themes，機器人傳感器概述，民生證券研究院整理 從已經發布的幾款人形機器人來看，視

60、覺、語音、觸覺、力覺、測距、姿態等需要基本都需要配備相應的傳感器，傳感器的數量少則十數個，多則上百個（如 Nao 機器人）。一般視覺傳感多采用雙目或多目的高清攝像頭、立體攝像機，姿態傳感器采用陀螺儀，探測器包括激光雷達、聲納、超音波感應器等，語音識別多以麥克風形式。表8：幾款人形機器人的傳感器解決方案 本田 ASIMO Atlas 系列 歐洲 ICUB POPPY ROMEO Pepper Nao Walker 圖片展示 傳感器 6 軸向腳步方位傳感器 軀干陀螺儀 加速度傳感器 視覺：眼部攝影機 水平感應：紅外線感應器、CCD攝像機 超音波感應器:測量 3m 范圍內的物體（可在黑暗中行走）視覺

61、：激光雷達定位器+立體攝像機（TOF 深度相機）姿態傳感器：陀螺儀 視覺：頭部為旋轉立體攝像頭 語音：雙麥克風作為耳朵 觸覺：每個指尖裝有觸覺傳感器 2 個高清攝像頭 1 個麥克風 1 個慣性測量單元 16 路力傳感器，（鞋子上有 5 個壓力傳感器）視覺：植入前庭系統，穩定視覺圖像 語音：使用 16路的語音天線實現 觸摸傳感器 麥克風 3d 攝像頭 慣性單元 揚聲器 激光 聲納 視覺：2 個攝像頭 語音：4 個麥克風、1 個聲納 距離：2 個紅外線發射器和接收器 姿態：陀螺儀 觸覺：9 個傳感器 力傳感器：8 個 加速度傳感器 視覺：多目立體視覺 全向聽覺和慣性、測距等感知系統 資料來源：傳感

62、器專家網，百度百科，NAO 機器人，優必選官網，鑫玥科技，民生證券研究院整理 據中國傳動網，特斯拉即將推出的“擎天柱”人形機器人運用了特斯拉最先進的 AI 技術，行業深度研究/機械 本公司具備證券投資咨詢業務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 16 其頭部配備了與特斯拉汽車相同的智能駕駛攝像頭，內置 FSD 芯片，并基于視覺神經網絡神經系統預測能力的自動駕駛技術驅動，與汽車共用 AI 系統。這意味著，特斯拉人形機器人延續了以視覺為主的傳感技術路線。特斯拉最著名的 AI 算法是其機器視覺中的純視覺解決方案，預計該算法在人形機器人的制造中將延續。圖15：人形機器人需要多個傳感器 圖16

63、：特斯拉 2D 到 3D 物體識別的過程示意圖 資料來源：YOLE，民生證券研究院 資料來源：傳感器技術，面包板社區，民生證券研究院 由于人形機器人不僅需避障、路徑規劃，還需要準確識別目標，因此若要完成類似人手的精密操作，機器人視覺系統定位精度需達毫米級，需引入工業級雙目/多目相機，單機價值量相對普通服務機器人較高。預計人形機器人的 3D 傳感器成本將遠高于普通的服務機器人，但要略低于工業機器人。此外，激光雷達通常會作為視覺傳感的輔助，因為在機器人工作過程中，很多物體都是“眼見為虛”的，需要借用激光雷達對景深進行驗證。除視覺之外，人形機器人還需要加入力傳感器，例如對于一個玻璃制成的物體輸出的力

64、，不能等同于對一個氣球輸出的力，而力的大小最終由電流決定，因此加入力學傳感和反饋也是必要的。相同的，還有對溫度、位置的感知。3.5 散熱：風冷、散熱器散熱、導熱材料+新興散熱解決方案 由于要面對大量信息，大量的動作，人形機器人運算量非常大，其所有的元件都在發熱，因此，散熱也是研制人形機器人需要解決的最重要問題之一。在設計機器人時，通常需要通過各種軟件的模擬來實現，盡可能讓其少發熱，或發熱相對更集中、更易于散熱，這就需要用到一些工程軟件。此外，在散熱方面，一般有風冷、液冷、散熱器、導熱材料等方式。以風冷為例，機器人的散熱結構呆滯包括，表面的機器外殼、內部排氣扇，外殼下部設置有進氣孔，外殼的上部設

65、置有排氣孔，排氣扇用于使空氣由進氣孔進入外殼內部，并由排氣孔排出。由于進氣孔接近散熱結構的最低處，排氣孔位于散熱結構的最高處，熱空氣由排氣孔排至散熱結構外。在此情況下，散熱結構內形成低壓，外部的空氣經進氣孔進入散熱結構內。冷空氣接觸設置于外殼內部的電路板組件，達到散熱效果。除了空冷之外，機器人的散熱也需要配合其他方式。一般，主板控制器結構上會根據發熱源位置安裝散熱器，但是，由于發熱源于散熱器間會出現空襲，因此必須將導熱界面原材料彌補在其中傳導熱量，目的是清除空隙中的氣體、增加換熱范圍、降低傳熱系數、提升散熱性能。導熱硅膠片是常見的導熱界面原材料之一，一般將其組裝在機器人處理芯片與散熱器或機殼中

66、間。導熱硅膠片具有高導熱性、質地綿軟、有延展性、壓縮率等特點，因此可以密切迎合在芯片和散熱器中間，增加換熱效率。此外，導熱硅膠片還有優良的絕緣性、使用方便、不易損耗 行業深度研究/機械 本公司具備證券投資咨詢業務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 17 等特點。圖17：水凝膠材料制造的軟體機器人手掌 圖18：軟體手指可在短時間內迅速降溫 資料來源：Scientific Ameircan，Science Robotics，民生證券研究院 資料來源：Scientific Ameircan，Science Robotics，民生證券研究院 除了傳統的散熱方式之外，目前也有科研機構在不斷探

67、索更加類人的散熱機制，比如“排汗”?？的螤柎髮W的謝菲德研究團隊開發了一種更利于柔性機器人的散熱方式。由于柔性機器人很多部件都是由復合材料制成，其散熱性能不如金屬，而風扇燈內部散熱技術占空間較大，重量也較大，因此，謝菲德發明了機器人的“排汗系統”。研究團隊通過多材料立體光刻技術，發明機器人“排汗”所必須的納米聚合物材料，該技術可以通過光將樹脂類材料固化為設計好的形狀。研究團隊利用兩種水凝膠材料開發制造了手指形狀的驅動器，這種水凝膠具有蓄水功能，而且可以根據溫度來調節水分，相當于一個“智能海綿”。當溫度達到 30 攝氏度以上時，由水凝膠制成的驅動器底層會隨著溫度上升而收縮，從而將水擠壓到頂層，頂層

68、由聚丙烯酰胺支撐，密布著微米級的小孔，與地層相同，當溫度高于 30 攝氏度時，為空會自動打開，開始“排汗”。該研究團隊表示，該排汗系統可讓驅動器表面在 30 秒之內下降 21 度，散熱效率畢人體排汗系統高三倍，若由風扇燈外置風冷設備，其散熱效率還可提升六倍。但該機器人也有一定的缺陷，即移動性較差，而且補水也是一個問題。3.6 電池：三元鋰電池或為主要解決方案 機器人的電池主要有鎳氫電池、鋰電池、鉛酸蓄電池三類。其中，鎳氫電池主要用于成本控制嚴格，不需要大容量和大電流放電、安全性要求較高的玩具機器人、掃地機器人等領域。鉛酸蓄電池技術較鋰電池更為成熟，但由于比較笨重，移動不方便，基本用于不需要移動

69、的機器人領域，由于污染較為嚴重，正在逐漸被鋰電池取代。鋰電池主要應用于智能服務機器人、娛樂經紀機器人、探險排爆等特種用途機器人領域。一般，對于成本不敏感的機器人，切要求電池較輕、可提供大電流放電、保障長使用壽命的機器人一般會選擇聚合物鋰電池，如競技機器人、特種機器人。磷酸鐵鋰在不需要電池大電流放電、低溫性能的 AI 服務機器人、工業較大型機器人領域應用較多。三元鋰電池相比聚合物電池成本更低，且能量密度較磷酸鐵鋰電池更大，在機器人領域應用較為廣泛，尤其是 18650 鋰電池。行業深度研究/機械 本公司具備證券投資咨詢業務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 18 表9：機器人電池解決方

70、案 指標 鎳氫電池 鋰電池 鉛酸蓄電池 聚合物鋰電池 三元鋰電池 磷酸鐵鋰電池 圖片 優點 成本低、安全性較好 能量密度大、可大電流放電、低溫性能好、尺寸靈活 能力密度較大，一致性較好，適用范圍廣 循環使用壽命長，耐高溫，安全性能好、生產成本較低 一般用作備用電源，安裝應用成本比較低，單體一致性比較好，技術相對成熟。缺點 無法滿足大容量、大電流放電 成本高 循環使用壽命、熱穩定性不如磷酸鐵鋰電池 能量密度、低溫性能不如聚合物鋰電池，一致性不如 18650 鋰電池 比較笨重，在可移動機器人上安裝非常不方便；污染嚴重 適用領域 低檔玩具類機器人、掃地機器人 娛樂競技機器人、探險排爆等特種用途機器人

71、 適用范圍廣 AI 服務機器人、工業大型機器人 不需要移動的機器人，在工業領域有一定應用。資料來源：鋰電池百科，格瑞普電池，廣州高勝電子科技，民生證券研究院整理 人形機器人電池的配重和續航市場如何？從發展歷史上看，幾款較為知名人形機器人主要經歷了外部供電、電池供電兩個發展階段。電池供電普遍采用鋰電池組，其安裝的位置最初普遍采用“背包”形式，后逐漸將電池內置。從續航時間上看，大部分雙足的人形機器人的連續工作時間都在 2 小時以內。然而，根據我們的產業鏈調研，目前機器人的價格主要停留在展示和實驗階段，若實現大規模商業化，其續航時間應達到 3-10 個小時不等。表10：歷史上幾款人形機器人的電池解決

72、方案 本田 ASIMO Atlas 系列 歐洲 ICUB Pepper Nao Walker X 圖片展示 電池 51.8V 的可充電鋰離子電池(Li-ION)第一版：外部供電 第二版：板載 3.7 千瓦時的鋰離子電池組 電池背包：鋰離子電池組 36V-9.3Ah。BMS 板、電池狀態監視板 鋰電池 容量：30Ah/795Wh 額定電壓：25.46V 循環壽命：1000次后仍然保持 70容量 鋰離子電池 21.6V-2.25Ah 48.5Wh 鋰電池 54.6V/10Ah 續航時間 1 小時 第二版：持續 1h 連續工作 12h 以上 1-1.5 小時 充電：2h 續航（綜合工況）：2h 安裝

73、位置 背包位置，近6kg 重 背包位置 初代裝于背部，iCub3裝于軀干 軀干 資料來源：搜狗百科，鑫玥科技，AI 星球，EDN，Tektronix，天聚機器人，百度百科，民生證券研究院整理 目前，人形機器人普遍采用三元鋰電池。相比汽車主要采用的磷酸鐵鋰電池，三元鋰電池的電流密度更高。由于人形機器人需要在有限空間和體重情況下滿足更大的動力續航。壽命方 行業深度研究/機械 本公司具備證券投資咨詢業務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 19 面，雖然三元鋰電池的循環使用壽命不如磷酸鐵鋰電池，但目前已有多款消費級人形機器人，如 Nao，Walker X 均可實現電池的拆卸和組裝，因此電池

74、的更換已經可以實現。圖19：歐洲 iCub 機器人的電池背包 圖20：歐洲 iCub 機器人使用的鋰電池組 資料來源：Tektronix，民生證券研究院 資料來源：Tektronix，民生證券研究院 除了最基本的供電功能之外，人形機器人還要考慮到電池的配重問題，保證身體的平衡。以 48 千克的本田 ASIMO 機器人為例，其電池重量約為 6kg，約為體重的 1/8 左右，優必選Walker X 機器人的電池重量約為 3.6kg，約為體重的 5.7%。但前文提到，目前的幾款知名人形機器人主要停留在展示和實驗階段，因此電池做到月清涼越好。而根據我們的產業鏈調研，若要實現大規模商業化，其帶電量和續航

75、可能有更高的要求，相對應地，一般電池重量應占到人形機器人重量的 1/3 左右。根據 OFweek 鋰電網，目前磷酸鐵鋰電池的能量密度一般為 150Wh/kg，三元電池的能密度約為 200Wh/kg。假設特斯拉人形機器人體重 68kg，電池重量占比 1/3 計算，則其鋰電池重量約為 22.7 千克，若采用三元鋰電池，則帶電量約為 4.54kWh，續航時長在 3.54-9.08 小時，若采用磷酸鐵鋰電池，帶電量約為 3.41kWh，續航時間在 3.41-6.81 小時。表11：對特斯拉人形機器人可能電池解決方案的測算 指標 三元鋰電池方案 磷酸鐵鋰電池方案 機器人體重（kg)b 68 68 電池重

76、量(kg)b/3 22.7 22.7 重量能量密度（Wh/kg)200 150 帶電量(kWh)4.54 3.41 功率 1(Wh)500 500 續航 1（h)9.08 6.81 功率 2(Wh)750 750 續航 2（h)6.05 4.54 功率 3(Wh)1000 1000 續航 3（h)4.54 3.41 資料來源：鋰電網，民生證券研究院測算 此外，由于目前所有的人形機器人都是直流驅動，用 48V、24V、12V 的總線將電機、控制器串起來，通過電源分配器分配電流，因此，還要考慮電池的動態管理問題。有些人形機器人由于沒有剎車，在電量耗盡的時候會倒下，因此當電量快要耗盡的時候需要預留一

77、些余電在其中，以供機器人回到原位。行業深度研究/機械 本公司具備證券投資咨詢業務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 20 4 人形機器人市場空間有多大？對人形機器人銷量的假設：關于人形機器人市場規模，我們認為可以參考特斯拉電動車的放量節奏?；厮輾v史，Model-S 在 2012 年推出，2013 年特斯拉電動車銷量達到 2.2 萬輛，2014 年達到 3.2 萬輛，2015 年實現 5.1 萬輛。隨著 2017 年推出 Model-3 達到大規模生產，同時達到平價水平，銷量快速增長，從 2017 年的 10 萬輛快速增長到 2021 年的近 100 萬輛。我們認為，特斯拉汽車銷量的

78、絕對額增長是從 Model-3 的推出開始加速，起初走的是高端概念型路線，往往是忠實粉絲開始應用，同時搜集各種數據進行改進，然后逐步起量。我們認為人形機器人的發展過程可能也與此有相似之處。不同的是，其他科技企業跟進地會更快，國內與國外科技企業都紛紛注意到這個賽道，在做前瞻布局。一些領先企業在做準備，明年也將推出，因而真正放量時不僅要考慮特斯拉，其他國內外企業也會放量。這里，我們假設 2023-2024 年人形機器人對應特斯拉 2013-2014 年的銷量，隨著其他廠商原型機推出后也逐步起量，2025 年開始人形機器人對標 2015 年全球純電動車銷量。由于2015 年全球純電動車銷量數據的確實

79、，這里我們假設 2025 人形機器人的銷量為 30 萬臺，2026-2030 年對應 2016 年全球純電動車銷量。對人形機器人單價的假設：據觀察者網報道，馬斯卡在接受采訪時表示，預計擎天柱量產后，其成本比汽車要更低，售價約為 2.5 萬美元（約合人民幣 16.74 萬元）。這里我們假設 2023年價格為 25 萬元，每年降低 2 萬元，到 2027 年價格降低至 17 萬元。預計到 2025 年人形機器人市場規模將達到 630 億元，到 2030 年達到 3720 億元。對各個零部件市場規模的測算：按照前文提到的，減速器、伺服系統、控制器在人性機器人中的占比計算，可以分別測算出三個對應的市場

80、規模，預計到 2025 年人形機器人減速器、伺服系統、控制器市場規模分別達到 126 億元、95 億元、63 億元，到 2030 年，市場空間分別達到 744 億元、558 億元、372 億元。對人形機器人電池市場規模的測算：根據我們的產業鏈調研，一般 1kWh 對應鋰離子電池成本約為 1800-2500 元，根據前文我們測算，預計在三元鋰電池解決方案下，特斯拉機器人的帶電量約為 3.41kWh，假設以成本加成定價，起初毛利率在 100%，則預計 2023 年擎天柱對應電池單價約為 1.47 萬元，假設此后每年價格下降 10%。預計到 2025 年，人形機器人電池市場規模約為 36 億元，到

81、2030 年約為 153 億元。表12：對人形機器人市場空間的測算 指標指標 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2030E 人形機器人銷量（萬個）a 2.23 3.17 30.00 49.50 90.70 119.00 163.50 218.80 單價（萬元/個）25.00 23.00 21.00 19.00 17.00 17.00 17.00 17.00 人形機器人市場規模（億元）44.60 72.81 630.00 940.50 1541.90 2023.00 2779.50 3719.60 減速器占比 20%20%20%20%20%20%

82、20%20%減速器市場規模（億元）8.92 14.56 126.00 188.10 308.38 404.60 555.90 743.92 伺服系統占比 15%15%15%15%15%15%15%15%伺服系統市場規模（億元）6.69 10.92 94.50 141.08 231.29 303.45 416.93 557.94 控制器占比 10%10%10%10%10%10%10%10%控制器市場規模（億元）4.46 7.28 63.00 94.05 154.19 202.30 277.95 371.96 電池單價 1.47 1.32 1.19 1.07 0.96 0.87 0.78 0.70

83、 電池市場規模（億元）3.27 4.18 35.63 52.91 87.26 103.03 127.41 153.45 資料來源：Ofweek 機器人網，鋰電網，中商情報網，太平洋汽車，車東西，汽車之家，真鋰研究，車質網，產業信息網，參考信息網，民生證券研究院測算 行業深度研究/機械 本公司具備證券投資咨詢業務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 21 5 相關標的 5.1 綠的諧波 公司是一家專業從精密傳動裝置研發、設計、生產和銷售的高新技術企業，產品主要包括諧波減速器、機電一體化執行器及精密零部件。公司的產品廣泛用于工業機器人、服務機器人、數控機床、醫療器械、半導體生產設備、新能

84、源裝備等高端制造領域。經過多年持續研發投入，公司在國內率先實現了諧波減速器的工業化生產和規?；瘧?，打破了國際品牌在國內機器人諧波減速器領域的壟斷。憑借多年來在精密傳動領域的積累，公司在行業內已經建立了較強的品牌知名度，成為國內領軍企業之一。我國諧波減速器行業處于成長期階段，市場成長迅速，雖然我國已成為全球最大的工業機器人市場，但以精密諧波減速器產品為代表的核心零部件總體供給量存在較大缺口，隨著行業內企業規?；a的實現與下游工業機器人等產業的快速發展，未來行業規模將持續擴大。投資建議：預計公司 2022-2024 年實現歸母凈利潤 2.79、4.09、5.60 億元，對應 EPS 分別為 1

85、.65、2.42、3.32 元/股，維持“推薦”評級。風險提示：產品研發不及預期風險，技術泄密風險，核心技術人員不足或流失風險 表13：綠的諧波盈利預測與財務指標 項目/年度 2021A 2022E 2023E 2024E 營業收入（百萬元）443 680 994 1,373 增長率（%）104.8 53.4 46.2 38.1 歸屬母公司股東凈利潤（百萬元）189 279 409 560 增長率（%）130.6 47.4 46.5 37.0 每股收益（元）1.12 1.65 2.42 3.32 PE（現價）148 100 68 50 PB 15.2 13.7 12.0 10.3 資料來源：W

86、ind，民生證券研究院預測；（注：股價為 2022 年 7 月 26 日收盤價）5.2 禾川科技 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。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。工業控制自動化新星，深耕 OEM 市場多年，多領域市占率領先。公司多年來深耕 OEM 市場，服務廣大 OEM 客戶廠商，獲得了極佳的產品方案性能 口碑，在光伏、3C、鋰電與機器人等行業具備極高的占有率，通過多年來的高速發展，禾川科技已赫然進入國產自動化一線品牌方陣。行業深度研

87、究/機械 本公司具備證券投資咨詢業務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 22 伺服系統頭部企業，國產替代領導者。伺服系統是當前禾川科技的核心產品，產品包括伺服系統內的伺服驅動器、伺服電機和編碼器，廣泛應用于機器人及機械手、3C、光伏、物流、包裝、紡織等多個行業。2021 年伺服系統營收共計 6.59 億元，占禾川科技主營業務 89.72%。PLC 產品 2021 年營收 3996.28 萬元，占主營業務收入 5.44%。投資建議：預計公司 2022-2024 年實現歸母凈利潤 1.67、2.43、3.37 億元，對應 EPS 分別為 1.11、1.61、2.23 元/股，維持“推薦

88、”評級。風險提示：市場競爭加劇風險，宏觀經濟些下滑風險，技術研發或市場推廣不及預期風險 表14：禾川科技盈利預測與財務指標 項目/年度 2021A 2022E 2023E 2024E 營業收入（百萬元）751 1,070 1,427 1,995 增長率（%）38.1 42.4 33.4 39.8 歸屬母公司股東凈利潤（百萬元）110 167 243 337 增長率（%）3.0 52.1 45.1 38.9 每股收益（元）0.73 1.11 1.61 2.23 PE（現價）72 47 32 23 PB 12.4 9.8 7.5 5.7 資料來源：Wind，民生證券研究院預測；（注：股價為 202

89、2 年 7 月 26 日收盤價）5.3 雙環傳動 公司專注于齒輪傳動產品制造，目前產品主要為為乘用車齒輪、商用車齒輪、工程機械齒輪、減速器及其他產品。齒輪產品應用領域非常廣泛，其市場規模主要取決于下游應用領域的市場需求。緊抓成長賽帶，優化業務結構。隨著新能源汽車滲透率的不斷提升，相關齒輪的需求迎來了快速增長。公司提前戰略布局，產品已應用在下游多種新能源汽車中，覆蓋了純電動汽車、混合動力汽車等。經過多年耕耘，公司已與全球領先電動車制造企業、比亞迪、廣汽集團、蔚然動力、日電產、舍弗勒、匯川、博格華納等重點新能源車企和電驅動制造廠商形成戰略合作并實現批量出貨。機器人產業保持增長態勢，中國芯引領國產替

90、代。得益于久經市場檢驗、完善的產品譜系、合理的市場策略以及及時的保障服務，公司子公司環動科技與國內主流機器人企業保持穩定的戰略合作關系，機器人高精密減速機業務獲得高速發展。環動科技密切地關注國內外重點新客戶、新領域所需產品的開發與導入，全方位加速新產品的驗證速度。針對中大負載工業機器人所需，提前布局設備與產線以滿足多方客戶所需，目前已逐步實現 6-1000KG 工業機器人所需精密減速器的全覆蓋，產品譜系得到進一步完善，獲得了核心客戶的認可并持續批產增量，從而實現減速機產銷連續兩年創歷史新高。投資建議：預計公司 2022-2024 年實現歸母凈利潤 5.39、7.48、10.42 億元，對應 E

91、PS 分別為 0.69、0.96、1.34 元/股，首次覆蓋，給予“推薦”評級。行業深度研究/機械 本公司具備證券投資咨詢業務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 23 風險提示：市場競爭加劇風險，宏觀經濟些下滑風險，技術研發或市場推廣不及預期風險 表15：雙環傳動盈利預測與財務指標 項目/年度 2021A 2022E 2023E 2024E 營業收入（百萬元）5,391 7,025 8,945 11,172 增長率（%）47.1 30.3 27.3 24.9 歸屬母公司股東凈利潤（百萬元）326 539 748 1,042 增長率（%）537.0 65.0 38.8 39.3 每股

92、收益（元）0.42 0.69 0.96 1.34 PE（現價）79 48 35 25 PB 5.3 4.8 4.2 3.6 資料來源：Wind，民生證券研究院預測；（注：股價為 2022 年 7 月 26 日收盤價）5.4 三花智控 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。目前主要產品包括四通換向閥、電子膨脹閥、電磁閥、微通道換熱器、Omega泵、括熱力膨脹閥、電子膨脹閥、電子水泵等，廣泛應用于空調、冰箱、冷鏈物流、新能源汽車等領域。立足熱管理產品，拓展業務邊界。公司堅持“專注領先、創新超越”的經營戰略，以熱泵技術和熱管理系統產品的研究與應用為核心，專注于冷熱轉

93、換、溫度智能控制的環境熱管理解決方案開發。公司制冷電器零部件空調電子膨脹閥、四通換向閥、電磁閥、微通道換熱器等產品市場占有率全球第一。近年來，新能源車的發展已成為確定的趨勢，這對熱管理產品提出了更高更多更新的需求。公司定位于新能源汽車熱管理系統領域，由零部件切入并逐漸向組件和子系統發展，已成為法雷奧、大眾、奔馳、寶馬、沃爾沃、豐田、通用、吉利、比亞迪、上汽、蔚來等客戶的合作伙伴。人形機器人即將來臨，三花智控有望突破。特斯拉將于推出 9 月份推出人形機器人，得益于公司在新能源汽車上同特斯拉的合作，公司有望突破人形機器人產業。由于人形機器人需要大量重復的運動，因而其電機功率較高。而機器人工作電壓在

94、 20-40V 之間，需要更高的電流以實現功率的增加。隨著電流的增大，電機放出的熱量將成指數級上漲，如果不能進行良好的熱管理，電池、電機、關節的壽命都將受到極大的影響。公司三花汽零注入后，充分發揮與業務間協同效應，深耕汽車新能源車熱管理系統部件研發，并積極布局熱管理組件和子系統在汽車領域更深層次應用，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。未來公司有望在人形機器人領域復刻公司在新能源汽車業務中的發展，成為全球知名的人形機器人熱管理系統供應商。5.5 匯川技術 匯川技術是國內伺服電機的領軍企業。主要為設備自動化/產線自動化/工廠自 行業深度研究/機械 本公

95、司具備證券投資咨詢業務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 24 動化提供變頻器、伺服系統、PLC/HMI、高性能電機、傳感器、機器視覺等工業自動化核心部件及其工業機器人產品，為新能源汽車行業提供電驅&電源系統，為軌道交通行業提供牽引與控制系統。公司產品可應用于工業領域各行各業。根據睿工業數據統計，2021 年公司通用伺服系統在中國市場份額達到 16.3%，首次超越外資品牌，獲得市場份額第一名（前四名廠商及市占率分別是：匯川，16.3%；安川，10.5%；松下，9.6%；三菱，8.8%）。根據公司 2021 年年報，公司在工業機器人領域產品包括 SCARA 機器人、六關節機器人、視覺

96、系統、高精密絲杠、控制系統等整機及零部件解決方案，下游行業涵蓋 3C 制造、鋰電、硅晶、紡織等。SCARA 機器人是一種圓柱坐標型的特殊類型的工業機器人，適用于平面定位、垂直方向裝配等作業。六關節機器人是一種六個關節都可以轉動的機器人，適合用于諸多工業領域的自動裝配、噴漆、搬運、焊接等作業。公司在 SCARA 機器人領域的主要競爭對手為 EPSON、YAMAHA 等，在六關節機器人領域的主要對手為安川、ABB 等。公司的工業機器人核心部件除減速機外，電控系統、伺服系統、絲杠、本體均已實現自制，具有較好的成本控制和定制化能力。憑借對下游行業工藝的深刻理解以及“核心部件+整機+工藝”解決方案的競爭

97、優勢，公司工業機器人產品在手機制造、鋰電、硅晶等行業已實現大批量銷售，形成了較好的品牌影響力。根據睿工業統計數據，2021 年公司 SCARA 機器人在中國市場的份額為 14%，排在第三名，且為內資品牌第一名。在機器替人的大趨勢下，公司工業機器人業務有望充分受益，目前公司該項業務已實現盈利，屬于成長型業務。5.6 鳴志電器 公司專注于運動控制領域和 LED 智能照明控制領域核心技術及系統級解決方案，生產產品主要包括傳感器、步進電機、直流電機、儀動傳感裝置等。深耕控制電機及驅動系統業務，布局新興高附加值應用領域。根據國外市場研究機構 IMARC Services Private Limited

98、的調研報告，全球工業自動化服務 2021 年的市場規模為 1,816 億美元，預計 2027 年可達到 3,091 億美元，期間的年復合成長率約為 9.09。2021 年我國工業自動化行業市場規模約為 1,920 億元。公司的控制電機及其驅動控制系統在 3C 制造設備、半導體加工設備、PCB/PCBA 制造設備、特種機床、工業機器人、激光設備及數字化制造等工業自動化領域中運用廣泛。公司移動機器人（商用及消費）類應用領域業務進一步快速增長，全年營業收入較上年同期增長約 99%。近年來，全球及我國的服務機器人市場規模高速增長。根據國外市場研究機構 Interact Analysis 的統計數據，2

99、020 年全球 AGV 銷售額為 12.684 億美元，AMR 銷售額為 10.903 億美元。公司及子公司安浦鳴志、美國 AMP、美國 LIN、瑞士 T Motion、鳴志派博思均深度布局于移動機 行業深度研究/機械 本公司具備證券投資咨詢業務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 25 器人行業，業務覆蓋商業移動機器人、AGV、AMR 等。發布首款運動控制器產品，進一步完善產品線。公司通過增強對海外子公司的一體化建設和賦能，發揮海外研發機構美國 AMP、瑞士 T Motion 的技術研發優勢，強化產品的研發及技術迭代，進一步完善了步進系統、步進伺服系統、伺服系統和通用無刷驅動系統等

100、平臺化產品線。公司在 2021 年發布了公司的第一款運動控制器產品，進一步拓展了公司在運動控制領域的產品平臺的外延和夯實了公司運動控制解決方案級供應商的實力。行業深度研究/機械 本公司具備證券投資咨詢業務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 26 6 風險提示 1）新產品研發及拓展不及預期的風險。機器人產業中很多產品的基礎研發周期較長，且研發成果的產業化具有不確定性，產品推廣方面也可能不及預期，公司也面臨因疫情開工延后，產能及產能利用率不足等問題。若新產品拓展不及預期，會給公司帶來不及預期的經營風險和收益風險。2）下游需求不及預期的風險。受國內外宏觀經濟環境變化和國際貿易摩擦加劇的影

101、響，下游行業投資放緩，機器人行業的發展環境和市場需求可能會因此受到不利影響，若機器人下游行業發展不及預期，則公司的盈利能力會下降。3）市場競爭加劇的風險。目前工業機器人市場逐漸回暖、服務機器人產業迎來快速發展機遇、特種機器人市場規模穩定增長，機器人行業未來的增長空間十分龐大。國內外機器人廠商紛紛建立研發和生產基地，積極參與到市場競爭中，國內外市場將日趨激烈，存在行業整體利潤下降的風險。4）宏觀經濟增速放緩的風險。受疫情影響，中高風險地區防疫政策對相關企業的生產經營活動影響較大，雖國內疫情防控整體形勢較為良好，但疫情反復的風險仍然存在，可能會造成宏觀經濟增速放緩，下游資產投資增速也可能會放緩，行

102、業在短期內將會受到一定的影響。行業深度研究/機械 本公司具備證券投資咨詢業務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 27 雙環傳動報表數據預測匯總 利潤表（百萬元）2021A 2022E 2023E 2024E 主要財務指標 2021A 2022E 2023E 2024E 營業總收入 5,391 7,025 8,945 11,172 成長能力（%）營業成本 4,338 5,639 7,118 8,816 營業收入增長率 47.13 30.31 27.33 24.90 營業稅金及附加 33 32 40 50 EBIT 增長率 113.23 53.16 34.68 32.03 銷售費用 7

103、0 63 81 101 凈利潤增長率 536.98 65.03 38.82 39.33 管理費用 229 246 313 391 盈利能力（%）研發費用 214 268 345 431 毛利率 19.53 19.73 20.42 21.09 EBIT 508 778 1,047 1,383 凈利潤率 6.57 9.06 10.00 10.92 財務費用 124 114 135 136 總資產收益率 ROA 3.32 4.65 5.68 6.91 資產減值損失-37-37-37-37 凈資產收益率 ROE 6.70 10.00 12.15 14.44 投資收益-4 0-1-2 償債能力 營業利潤

104、 377 695 963 1,319 流動比率 0.95 0.99 1.08 1.22 營業外收支 2 0 0 0 速動比率 0.53 0.54 0.59 0.67 利潤總額 379 695 963 1,319 現金比率 0.12 0.07 0.08 0.11 所得稅 25 59 69 99 資產負債率（%）49.18 51.60 50.46 48.55 凈利潤 354 636 894 1,220 經營效率 歸屬于母公司凈利潤 326 539 748 1,042 應收賬款周轉天數 87.26 93.28 92.78 92.03 EBITDA 966 1,369 1,717 2,131 存貨周轉

105、天數 128.80 137.63 135.03 134.86 總資產周轉率 0.55 0.61 0.68 0.74 資產負債表（百萬元）2021A 2022E 2023E 2024E 每股指標（元）貨幣資金 463 384 443 700 每股收益 0.42 0.69 0.96 1.34 應收賬款及票據 1,301 1,801 2,282 2,832 每股凈資產 6.27 6.93 7.91 9.28 預付款項 105 219 271 318 每股經營現金流 1.02 0.74 1.54 1.89 存貨 1,531 2,109 2,616 3,240 每股股利 0.06 0.10 0.14 0

106、.19 其他流動資產 361 560 664 793 估值分析 流動資產合計 3,761 5,074 6,277 7,882 PE 79 48 35 25 長期股權投資 102 93 84 77 PB 5.3 4.8 4.2 3.6 固定資產 4,425 4,968 5,434 5,829 EV/EBITDA 29.16 21.05 16.78 13.39 無形資產 259 272 287 303 股息收益率（%）0.18 0.30 0.42 0.57 非流動資產合計 6,062 6,501 6,876 7,194 資產合計 9,823 11,574 13,153 15,076 短期借款 1,

107、892 2,442 2,492 2,492 現金流量表（百萬元）2021A 2022E 2023E 2024E 應付賬款及票據 1,480 1,980 2,503 3,083 凈利潤 354 636 894 1,220 其他流動負債 607 699 791 893 折舊和攤銷 459 591 669 748 流動負債合計 3,979 5,121 5,786 6,468 營運資金變動-214-832-561-698 長期借款 524 524 524 524 經營活動現金流 794 572 1,196 1,467 其他長期負債 328 328 328 328 資本開支-1,016-1,040-1,

108、056-1,076 非流動負債合計 852 852 852 852 投資-12 9 9 7 負債合計 4,831 5,972 6,637 7,320 投資活動現金流-1,024-1,031-1,047-1,071 股本 778 778 778 778 股權募資 58 0 0 0 少數股東權益 119 216 363 541 債務募資 355 550 50 0 股東權益合計 4,993 5,602 6,516 7,756 籌資活動現金流 250 379-89-140 負債和股東權益合計 9,823 11,574 13,153 15,076 現金凈流量 4-79 60 256 資料來源：公司公告、

109、民生證券研究院預測 行業深度研究/機械 本公司具備證券投資咨詢業務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 28 插圖目錄 圖 1：Optimus 三維渲染圖.3 圖 2：工業機器人新安裝量出現下滑（萬臺，%）.4 圖 3：全球工業機器人保有量（萬臺）.4 圖 4：根據“恐怖谷“理論，人形機器人更容易贏得受眾.5 圖 5：人均手機使用時長（min）.5 圖 6：特斯拉電動車及全球純電動汽車銷量（萬輛）.5 圖 7：工業機器人生產成本構成.8 圖 8：人形機器人生產成本構成.8 圖 9：空心杯伺服電機.11 圖 10：空心杯伺服電機內部結構.11 圖 11：機器人手部結構圖.12 圖 12

110、：電機、電缸控制優劣勢對比.12 圖 13：Poppy 機器人主要零部件通過 3D 打印完成.14 圖 14：Atlas 機器人的腿部結構.14 圖 15：人形機器人需要多個傳感器.16 圖 16：特斯拉 2D 到 3D 物體識別的過程示意圖.16 圖 17：水凝膠材料制造的軟體機器人手掌.17 圖 18：軟體手指可在短時間內迅速降溫.17 圖 19：歐洲 iCub 機器人的電池背包.19 圖 20：歐洲 iCub 機器人使用的鋰電池組.19 表格目錄 重點公司盈利預測、估值與評級.1 表 1：歷史上知名的人形機器人（列表 1）.6 表 2：歷史上知名的人形機器人（列表 2）.7 表 3：幾種

111、常見減速器的特點及適用領域對比.9 表 4：幾款人形機器人的執行機構解決方案.10 表 5：幾款人形機器人的控制解決方案.13 表 6：幾款人形機器人的本體結構材料解決方案.14 表 7：機器人傳感器及核心部件.15 表 8：幾款人形機器人的傳感器解決方案.15 表 9：機器人電池解決方案.18 表 10：歷史上幾款人形機器人的電池解決方案.18 表 11：對特斯拉人形機器人可能電池解決方案的測算.19 表 12：對人形機器人市場空間的測算.20 表 13：綠的諧波盈利預測與財務指標.21 表 14：禾川科技盈利預測與財務指標.22 表 15：雙環傳動盈利預測與財務指標.23 雙環傳動報表數據

112、預測匯總.27 行業深度研究/機械 本公司具備證券投資咨詢業務資格，請務必閱讀最后一頁免責聲明 證券研究報告 29 分析師承諾 本報告署名分析師具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格并登記為注冊分析師，基于認真審慎的工作態度、專業嚴謹的研究方法與分析邏輯得出研究結論，獨立、客觀地出具本報告，并對本報告的內容和觀點負責。本報告清晰準確地反映了研究人員的研究觀點，結論不受任何第三方的授意、影響，研究人員不曾因、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。評級說明 投資建議評級標準 評級 說明 以報告發布日后的 12 個月內公司股價（或行業指數）相對同期基準指數

113、的漲跌幅為基準。其中：A 股以滬深 300 指數為基準；新三板以三板成指或三板做市指數為基準；港股以恒生指數為基準；美股以納斯達克綜合指數或標普500 指數為基準。公司評級 推薦 相對基準指數漲幅 15%以上 謹慎推薦 相對基準指數漲幅 5%15%之間 中性 相對基準指數漲幅-5%5%之間 回避 相對基準指數跌幅 5%以上 行業評級 推薦 相對基準指數漲幅 5%以上 中性 相對基準指數漲幅-5%5%之間 回避 相對基準指數跌幅 5%以上 免責聲明 民生證券股份有限公司（以下簡稱“本公司”）具有中國證監會許可的證券投資咨詢業務資格。本報告僅供本公司境內客戶使用。本公司不會因接收人收到本報告而視其

114、為客戶。本報告僅為參考之用，并不構成對客戶的投資建議，不應被視為買賣任何證券、金融工具的要約或要約邀請。本報告所包含的觀點及建議并未考慮個別客戶的特殊狀況、目標或需要，客戶應當充分考慮自身特定狀況，不應單純依靠本報告所載的內容而取代個人的獨立判斷。在任何情況下，本公司不對任何人因使用本報告中的任何內容而導致的任何可能的損失負任何責任。本報告是基于已公開信息撰寫，但本公司不保證該等信息的準確性或完整性。本報告所載的資料、意見及預測僅反映本公司于發布本報告當日的判斷，且預測方法及結果存在一定程度局限性。在不同時期，本公司可發出與本報告所刊載的意見、預測不一致的報告，但本公司沒有義務和責任及時更新本

115、報告所涉及的內容并通知客戶。在法律允許的情況下，本公司及其附屬機構可能持有報告中提及的公司所發行證券的頭寸并進行交易，也可能為這些公司提供或正在爭取提供投資銀行、財務顧問、咨詢服務等相關服務，本公司的員工可能擔任本報告所提及的公司的董事?？蛻魬浞挚紤]可能存在的利益沖突，勿將本報告作為投資決策的唯一參考依據。若本公司以外的金融機構發送本報告，則由該金融機構獨自為此發送行為負責。該機構的客戶應聯系該機構以交易本報告提及的證券或要求獲悉更詳細的信息。本報告不構成本公司向發送本報告金融機構之客戶提供的投資建議。本公司不會因任何機構或個人從其他機構獲得本報告而將其視為本公司客戶。本報告的版權僅歸本公司所有，未經書面許可，任何機構或個人不得以任何形式、任何目的進行翻版、轉載、發表、篡改或引用。所有在本報告中使用的商標、服務標識及標記，除非另有說明，均為本公司的商標、服務標識及標記。本公司版權所有并保留一切權利。民生證券研究院：上海：上海市浦東新區浦明路 8 號財富金融廣場 1 幢 5F；200120 北京：北京市東城區建國門內大街 28 號民生金融中心 A 座 18 層；100005 深圳：廣東省深圳市福田區益田路 6001 號太平金融大廈 32 層 05 單元；518026