机器人行业深度报告：人形机器人大时代来临，关注各环节产业机遇-20230712-财通证券-35页_2mb

人形机器人产业化加速，或将成下一个万亿市场

核心内容

人形机器人作为人工智能的重要载体，正逐步从实验室走向产业化应用。随着技术的不断进步和市场需求的扩大，人形机器人有望成为下一个万亿级市场。其发展历史超过50年，近年来，特斯拉、波士顿动力、优必选、小米等企业陆续推出人形机器人产品，标志着该行业进入快速发展的阶段。

人形机器人在传统机器人基础上，实现了运动控制能力的大幅提升，具有更高的柔性化水平、环境感知能力和人机交互能力。其核心部件包括减速器、丝杠、电机、力矩传感器等，这些部件是实现高自由度和精准控制的关键。

主要观点

1. 人形机器人市场规模潜力巨大：根据世界汽车工业协会（OICA）数据，2022年全球汽车销量约为8163万辆，若人形机器人销量与汽车持平，按单价2万美元计算，市场规模约为11.43万亿元人民币，具有巨大的市场空间。

2. 核心部件技术要求高：人形机器人对运动控制、传感、驱动和控制系统有更高要求，其中执行机构、减速器、丝杠、电机、力矩传感器等是主要核心部件，对技术门槛和制造工艺要求较高。

3. 产业链环节存在较大不确定性：目前人形机器人产业链尚处于早期阶段，核心部件及产品形态尚未完全确定，因此产业链中的很多环节存在较大的不确定性。但部分环节如执行机构总成、谐波减速器、空心杯电机等具有较高的确定性，相关企业有望在量产过程中直接受益。

4. 产业链扩散机会明显：随着成本压力的增加，部分低成本方案如行星齿轮减速器、滑动丝杠等可能在未来人形机器人中得到应用，为相关企业带来新的发展机遇。

关键信息

• 人形机器人核心部件：包括执行机构总成、谐波减速器、空心杯电机、丝杠、力矩传感器等。
• 执行机构类型：特斯拉Optimus使用28个执行器，分为旋转执行器和线性执行器两大类。
• 旋转执行器：采用谐波减速器+电机方案，如20NM、110NM、180NM三种规格。
• 线性执行器：采用丝杠+电机方案，如500N、3900N、8000N三种规格，特斯拉采用反转式行星滚柱丝杠执行器，可承受半吨重压力。
• 手掌关节：采用空心杯电机+蜗轮蜗杆结构，单手具备11个自由度。
• 减速器类型：
  • 谐波减速器：结构紧凑、传动比高、精度高，适用于小臂、腕部和手部。
  • RV减速器：适用于大臂、腰部和腿部，具有高负载能力和高刚度。
  • 行星减速器：传动效率高、结构紧凑，适用于多种场景。
  • 摆线针轮减速器：结构紧凑、承载能力强，适用于高负载应用。
• 丝杠类型：
  • 滚珠丝杠：传动效率高、精度高，但成本较高。
  • 滚柱丝杠：承载能力更强、寿命更长，适用于重载场景。
  • 滑动丝杠：成本较低，但效率相对较低。
• 电机类型：
  • 无框力矩电机：适用于人形机器人，具有高功率密度和紧凑结构。
  • 空心杯电机：适用于手掌关节，具有高效率和精准控制能力。
• 力矩传感器：用于实现运动控制闭环，六轴力矩传感器可提供多维度的力和力矩测量，提高机器人控制精度。

投资建议

建议关注以下确定性较强、行业壁垒较高或价值体量较大的环节：

• 关节总成：三花智控、拓普集团、恒立液压、贝斯特、鸣志电器等。
• 丝杠：恒立液压、贝斯特、长盛轴承、秦川机床等。
• 传感器：鸣志电器、柯力传感、步科股份等。
• 电机：绿的谐波、步科股份、鸣志电器等。

重点公司投资评级：

风险提示

• 特斯拉人形机器人量产进展不及预期。
• 产业链降本不及预期。
• 行业关键技术突破不及预期。