自21年馬斯克首次在Tesla AI Day上推出Tesla Bot人形機(jī)器人后，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展持續(xù)加快，大量科技和制造企業(yè)向人形機(jī)器人賽道進(jìn)軍，開(kāi)啟智能機(jī)器人新紀(jì)元。

(資料圖)

隨著AI技術(shù)的發(fā)展，加速在各行業(yè)滲透，機(jī)器人將會(huì)是AI技術(shù)全面爆發(fā)的重要變量，智能化程度越來(lái)越高，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈有望迎來(lái)繁榮發(fā)展期。馬斯克認(rèn)為，人形機(jī)器人的長(zhǎng)期價(jià)值可能比汽車(chē)產(chǎn)業(yè)更大。

國(guó)金機(jī)器人研究聯(lián)合戰(zhàn)隊(duì)持續(xù)為您帶來(lái)機(jī)器人賽道及細(xì)分領(lǐng)域最新研究觀點(diǎn)！

國(guó)金機(jī)器人研究聯(lián)合戰(zhàn)隊(duì)

蘇晨

國(guó)金證券研究所所長(zhǎng)

陳傳紅

國(guó)金證券汽車(chē)首席分析師

滿在朋

國(guó)金證券機(jī)械首席分析師

核心提煉

一、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)（運(yùn)動(dòng)控制、力控制）：

①力控/力矩傳感器建議重點(diǎn)關(guān)注柯力傳感、芯動(dòng)聯(lián)科。力/力矩傳感器有望成為人形機(jī)器人力控核心部件，關(guān)節(jié)扭矩傳感器/六維力矩傳感器更符合需求。多維力矩傳感器產(chǎn)品定制化研發(fā)壁壘高、安裝難度大，且海外進(jìn)口應(yīng)變片成本較高。當(dāng)前ATI為多維力矩傳感器海外龍頭，國(guó)內(nèi)宇立儀器、坤維科技的產(chǎn)品部分指標(biāo)可對(duì)標(biāo)ATI。

②運(yùn)動(dòng)控制器+執(zhí)行器（驅(qū)動(dòng)電機(jī)）+傳感器構(gòu)成運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，是數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等高端裝備的核心基礎(chǔ)部件，運(yùn)動(dòng)控制器為運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)“大腦”，通用運(yùn)動(dòng)控制器主要分為PLC、嵌入式、PC-Based三大類(lèi)。運(yùn)動(dòng)控制22年全球市場(chǎng)空間155億美元，19年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)空間425億元人民幣，中高端運(yùn)動(dòng)控制市場(chǎng)以海外品牌為主，國(guó)內(nèi)企業(yè)在各自領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)一定突破。建議關(guān)注禾川科技、華中數(shù)控、埃斯頓等。

二、滾動(dòng)功能部件/絲杠:

汽車(chē)智能化滲透率提升促進(jìn)滾珠絲杠應(yīng)用，疊加人形機(jī)器人打開(kāi)滾珠柱絲杠發(fā)展空間，未來(lái)市場(chǎng)空間有望達(dá)千億元。滾珠絲杠技術(shù)壁壘極高，海外企業(yè)具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)，國(guó)產(chǎn)品牌市占率較低?！?4專(zhuān)項(xiàng)”推動(dòng)下國(guó)產(chǎn)品牌加速追趕，未來(lái)在政策進(jìn)一步扶持下差距有望進(jìn)一步縮小，加速國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程。

絲杠精度等級(jí)要求從高到底排序?yàn)椋簷C(jī)床→機(jī)器人→汽車(chē)。汽車(chē)用滾珠絲杠領(lǐng)域已開(kāi)啟國(guó)產(chǎn)替代，快于機(jī)器人領(lǐng)域。

建議重點(diǎn)關(guān)注國(guó)產(chǎn)滾動(dòng)功能部件龍頭秦川機(jī)床、布局直線滾動(dòng)功能部件切入“工業(yè)母機(jī)”賽道的貝斯特、定增拓展線性驅(qū)動(dòng)器項(xiàng)目布局滾珠絲杠的恒立液壓。同時(shí)關(guān)注車(chē)用滾珠絲杠?chē)?guó)產(chǎn)替代企業(yè)：五洲新春。

三、機(jī)器人靈巧手&電機(jī)：

綜合機(jī)器人學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)理論，我們認(rèn)為靈巧手是指數(shù)不少于3，自由度不低于9的末端執(zhí)行器。機(jī)器人靈巧手核心零部件市場(chǎng)空間大，且隨著人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展成長(zhǎng)前景較好。靈巧手未來(lái)主要發(fā)展方向：①內(nèi)置微型驅(qū)動(dòng)器；②多感知能力融合；③多自由度。

空心杯電機(jī)、無(wú)框力矩電機(jī)等適用于機(jī)器人領(lǐng)域。①無(wú)框力矩電機(jī)：機(jī)器人關(guān)節(jié)要求電機(jī)體積小、扭矩大、響應(yīng)快。而無(wú)框力矩電機(jī)僅由轉(zhuǎn)子和定子組成，體積小，同時(shí)具有較高的功率，低轉(zhuǎn)速情況下能夠輸出更大扭矩，更符合人形機(jī)器人的需求。②空心杯電機(jī)：靈巧手空間狹小，需要配備小型化且控制精度高的電機(jī)。空心杯電機(jī)屬于特殊的伺服電機(jī)，采用無(wú)鐵芯轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，消除了由于鐵芯形成渦流而造成的電能損耗，具有體積小、控制精度高、壽命長(zhǎng)、轉(zhuǎn)速快、能效高、能量密度大等優(yōu)勢(shì)，完美契合了靈巧手對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輕量化和高精度要求。

考慮當(dāng)前電機(jī)市場(chǎng)空間較大，同時(shí)國(guó)內(nèi)廠商在無(wú)框力矩電機(jī)和空心杯電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域仍有較大提升空間，在人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展催化下，國(guó)內(nèi)廠商有望加速實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代。

建議重點(diǎn)關(guān)注：電機(jī)（鳴志電器/禾川科技/步科股份）；傳感器（柯力傳感/芯動(dòng)聯(lián)科）；減速器（雙環(huán)傳動(dòng)/中大力德/綠的諧波）；滾珠絲杠（秦川機(jī)床/恒立液壓/貝斯特）。

四、精密齒輪：

新能源滲透率提升導(dǎo)致齒輪市場(chǎng)萎縮，人形機(jī)器人帶來(lái)龐大市場(chǎng)增量，有望帶領(lǐng)行業(yè)步入藍(lán)海。人形機(jī)器人齒輪的性能/工藝與汽車(chē)齒輪有差別，當(dāng)前設(shè)備價(jià)格與技術(shù)壁壘均較高。

機(jī)器人用減速器需求提升，量產(chǎn)后減速器公司或?qū)?fù)刻主機(jī)廠做法，將標(biāo)準(zhǔn)化齒輪的批量生產(chǎn)交給專(zhuān)業(yè)齒輪公司。目前行星減速器的結(jié)構(gòu)件外購(gòu)已成行業(yè)慣例，凸顯標(biāo)準(zhǔn)化齒輪外購(gòu)趨勢(shì)。

車(chē)用齒輪公司有望切換產(chǎn)能至人形機(jī)器人齒輪。車(chē)用齒輪僅需更改后道的磨齒與表面處理工藝并替換部分設(shè)備，即可制造機(jī)器人齒輪，相關(guān)公司轉(zhuǎn)型具備較大可能性。我們預(yù)計(jì)齒輪企業(yè)的發(fā)展未來(lái)有兩個(gè)分支：其一為齒輪廠商進(jìn)階為減速器總成廠商，其二進(jìn)階為機(jī)器人齒輪的第三方供應(yīng)商。建議關(guān)注投資機(jī)會(huì)可能被重塑的傳動(dòng)齒輪賽道公司，如雙環(huán)傳動(dòng)、中馬傳動(dòng)等。

五、軸承：

滾動(dòng)軸承在機(jī)器人減速器、電機(jī)、絲杠均有應(yīng)用前景。ASP約2500元，當(dāng)每萬(wàn)人保有的人形機(jī)器人達(dá)到45臺(tái)時(shí)，全球機(jī)器人用軸承市場(chǎng)空間為1215億元。

汽車(chē)上的壓縮機(jī)、轉(zhuǎn)向、變速箱所用軸承的精度比機(jī)器人上高，因此車(chē)用軸承供應(yīng)商具備做機(jī)器人軸承的實(shí)力。人形機(jī)器人帶來(lái)千億增量空間，利好汽車(chē)軸承公司，軸承龍頭企業(yè)以及具備國(guó)產(chǎn)替代能力的磨床供應(yīng)商有望受益。建議關(guān)注五洲新春、秦川機(jī)床等。

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系列報(bào)告目錄

機(jī)器人行業(yè)

2.08-《機(jī)器人vs汽車(chē)系列報(bào)告（一）：和而不同，Tesla bot和車(chē)供應(yīng)鏈異同點(diǎn)分析》

3.29-《機(jī)器人行業(yè)深度研究：“機(jī)器人+”大時(shí)代加速來(lái)臨，產(chǎn)業(yè)鏈“繁榮”可期》

運(yùn)動(dòng)控制

7.5-《運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)深度研究：高端裝備“大腦”，機(jī)器人孕育新空間》

7.9-《為什么智能機(jī)器人需要力控？》

絲杠

6.5-《滾動(dòng)功能部件行業(yè)深度研究：高壁壘、高成長(zhǎng)，“國(guó)產(chǎn)替代”又一藍(lán)海市場(chǎng)》

7.29-《機(jī)器人vs 汽車(chē)系列報(bào)告（四）：絲杠迎汽車(chē)+機(jī)器人雙輪驅(qū)動(dòng)，國(guó)產(chǎn)替代打開(kāi)千億市場(chǎng)空間》

減速器

6.28-《機(jī)器人vs汽車(chē)系列報(bào)告（二）：機(jī)器人0-1在即，汽車(chē)精密齒輪有望迎來(lái)雙擊》

電機(jī)

7.20-《機(jī)器人靈巧手的發(fā)展歷程及未來(lái)發(fā)展方向探討》

7.29-《機(jī)器人電機(jī)行業(yè)深度研究：機(jī)器人動(dòng)力之源，人形孕育新市場(chǎng)》

軸承

7.10-《機(jī)器人vs汽車(chē)系列報(bào)告（三）：機(jī)器人帶來(lái)全新機(jī)遇，軸承初步具備國(guó)產(chǎn)化能力》

7.28-《軸承行業(yè)深度研究：機(jī)械設(shè)備核心部件，機(jī)器人打開(kāi)應(yīng)用》

報(bào)告導(dǎo)讀

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1 | “機(jī)器人+”大時(shí)代加速來(lái)臨，產(chǎn)業(yè)鏈“繁榮”可期

AI助力“機(jī)器人+”時(shí)代來(lái)臨，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈有望迎來(lái)繁榮發(fā)展期。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，尤其是ChatGPT作為AIGC領(lǐng)域頂尖的模型，有望加速人工智能在各行業(yè)滲透，顛覆現(xiàn)有的生產(chǎn)力形式。我們認(rèn)為，特斯拉有望憑借其在智能汽車(chē)領(lǐng)域的制造技術(shù)，加快人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)革新以及產(chǎn)業(yè)鏈降本，未來(lái)人形機(jī)器人在家庭和工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。

短期看，疫情過(guò)后，各行各業(yè)勞動(dòng)力短缺疊加制造業(yè)復(fù)蘇，工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)器人的需求恢復(fù)性增長(zhǎng)。我們復(fù)盤(pán)了工業(yè)機(jī)器人、叉車(chē)、金屬切削機(jī)床、交流電機(jī)等典型通用機(jī)械產(chǎn)品的歷史周期表現(xiàn)。根據(jù)時(shí)間跨度，我們判斷我國(guó)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)2023年會(huì)開(kāi)啟新一輪上升周期。

長(zhǎng)期看，人口老齡化加劇、勞動(dòng)力供給不斷減少以及勞動(dòng)力成本的不斷提高給社會(huì)發(fā)展及企業(yè)用工等均帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，從而推動(dòng)機(jī)器替代人力及服務(wù)人類(lèi)的需求加速。

政策上，春節(jié)前工信部等17個(gè)部門(mén)印發(fā)了《“機(jī)器人+”應(yīng)用行動(dòng)實(shí)施方案》；主要是提出開(kāi)拓機(jī)器人的10個(gè)應(yīng)用重點(diǎn)領(lǐng)域，到2025年制造業(yè)機(jī)器人密度比2020年翻一倍，服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景大幅拓寬。

我國(guó)有望引領(lǐng)“機(jī)器人+”時(shí)代。1、市場(chǎng)是硬道理。我國(guó)是全球最大的機(jī)器人消費(fèi)市場(chǎng)。2、我國(guó)已具備成熟的技術(shù)。智能手機(jī)及智能汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實(shí)質(zhì)上也為現(xiàn)階段智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)爆發(fā)奠定了大量技術(shù)基礎(chǔ)。3、我國(guó)擁有全世界最適合機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的土壤，例如低成本敏捷供應(yīng)鏈、低成本清潔能源供給、工程師紅利、廣大數(shù)據(jù)收集場(chǎng)景。

風(fēng)險(xiǎn)提示：下游需求不及預(yù)期；新興行業(yè)推廣不及預(yù)期；競(jìng)爭(zhēng)加劇的風(fēng)險(xiǎn)；原材料價(jià)格上漲的風(fēng)險(xiǎn)。

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2 |高端裝備“大腦”，機(jī)器人孕育新空間

運(yùn)動(dòng)控制器+執(zhí)行器（驅(qū)動(dòng)電機(jī)）+傳感器構(gòu)成運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，是數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等高端裝備的核心基礎(chǔ)部件。運(yùn)動(dòng)控制器為運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)“大腦”，通用運(yùn)動(dòng)控制器主要分為PLC、嵌入式、PC-Based三大類(lèi)：運(yùn)動(dòng)控制器主要任務(wù)是根據(jù)運(yùn)動(dòng)控制的要求和傳感器件的信號(hào)進(jìn)行必要的邏輯、數(shù)學(xué)運(yùn)算，為電機(jī)或其它動(dòng)力和執(zhí)行裝置提供正確的控制信號(hào)，性能直接決定了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能水平。

人形機(jī)器人在工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)上進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)“類(lèi)人”屬性，步態(tài)控制、手臂控制、軌跡規(guī)劃要求均更高，難度預(yù)計(jì)將顯著提升，有望帶來(lái)市場(chǎng)需求增量。

運(yùn)動(dòng)控制22年全球市場(chǎng)空間155億美元，19年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)空間425億元人民幣，中高端運(yùn)動(dòng)控制市場(chǎng)以海外品牌為主，國(guó)內(nèi)企業(yè)在各自領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)一定突破：根據(jù)MARKETS AND MARKETS數(shù)據(jù)，22年全球運(yùn)動(dòng)控制市場(chǎng)空間155億美元，預(yù)計(jì)到27年達(dá)到200億美元，CAGR5.2%。根據(jù)固高科技招股說(shuō)明書(shū)數(shù)據(jù)，19年國(guó)內(nèi)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模425億元人民幣，其中運(yùn)動(dòng)控制器、伺服系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模分別為85/340億元人民幣。目前高性能運(yùn)動(dòng)控制及伺服系統(tǒng)市場(chǎng)參與者主要為海外廠商如歐姆龍、倍福、ACS、Aerotech等，國(guó)內(nèi)企業(yè)分別在運(yùn)動(dòng)控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器等領(lǐng)域也實(shí)現(xiàn)了一定突破，根據(jù)雷賽智能招股說(shuō)明書(shū)數(shù)據(jù)，通用運(yùn)動(dòng)控制器中的PC-Based控制卡市場(chǎng)，固高科技、雷賽智能、成都樂(lè)創(chuàng)、眾為興為代表的國(guó)內(nèi)品牌占據(jù)了70%以上的市場(chǎng)份額；根據(jù)睿工業(yè)數(shù)據(jù)，21年匯川技術(shù)、禾川科技伺服市場(chǎng)占有率分別達(dá)到了16.3%/2.8%實(shí)現(xiàn)突破，但仍有較大國(guó)產(chǎn)替代空間。

風(fēng)險(xiǎn)提示：國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)展不及預(yù)期，人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展不及預(yù)期。

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3 |為什么智能機(jī)器人需要力控？

歷史上機(jī)器人的力控有哪些方式？

機(jī)器人想要實(shí)現(xiàn)與外界交互的柔順控制，需要引入力控。根據(jù)南京機(jī)器人的柔順控制可以分為主動(dòng)柔順控制、被動(dòng)柔順控制，其中主動(dòng)柔順控制又可以分為間接力控、直接力控、混合位置/力控。根據(jù)我們復(fù)盤(pán)歷史上各類(lèi)機(jī)器人的柔順力控方式來(lái)看，主動(dòng)柔順控制具有力控精度高、與外界交互效果好等多個(gè)優(yōu)勢(shì)，更有望成為未來(lái)人形機(jī)器人的可行力控方案。

力傳感器的種類(lèi)及應(yīng)用展望？

從目前主流柔順力控方式來(lái)看，多數(shù)的力控方式需使用力傳感器收集力反饋的信號(hào)，因此力/力矩傳感器有望成為人形機(jī)器人力控最核心的部件。

①?gòu)牧鞲衅鞯臋z測(cè)方法來(lái)看，電阻應(yīng)變式傳感器綜合性能更優(yōu)，有望成為主流應(yīng)用種類(lèi)。

②從力傳感器的感知維度來(lái)看，我們判斷機(jī)器人關(guān)節(jié)需使用關(guān)節(jié)扭矩傳感器，末端執(zhí)行器（手部、腳部）需用六維力矩傳感器。

如何看待多維力矩傳感器的壁壘、成本、格局？

壁壘：多維力矩傳感器對(duì)于應(yīng)變片的性能要求高、安裝難度大、且產(chǎn)品定制化研發(fā)壁壘高。

成本：目前海外進(jìn)口應(yīng)變片的成本相對(duì)較高，且產(chǎn)品加工難度大，我們認(rèn)為多維力矩傳感器的主要成本來(lái)自于應(yīng)變片成本及人工加工成本。

格局：海外廠商性能優(yōu)異，國(guó)內(nèi)尚未出現(xiàn)多維力矩傳感器龍頭。六維力矩傳感器海外龍頭為ATI廠商，根據(jù)zoominfo數(shù)據(jù)，22年ATI收入達(dá)到8820萬(wàn)美元，而國(guó)內(nèi)多數(shù)廠商尚未形成大規(guī)模收入，但宇立儀器、坤維科技等非上市公司六維力矩傳感器的部分指標(biāo)基本對(duì)標(biāo)ATI的產(chǎn)品。

風(fēng)險(xiǎn)提示：人形機(jī)器人商業(yè)化落地不及預(yù)期、國(guó)內(nèi)力矩傳感器進(jìn)展不及預(yù)期、人形機(jī)器人力控模式發(fā)生重大技術(shù)改變、國(guó)內(nèi)應(yīng)變片技術(shù)進(jìn)展不及預(yù)期、國(guó)產(chǎn)力矩傳感器規(guī)?；蠼祪r(jià)不及預(yù)期。

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4 |滾動(dòng)功能部件：高壁壘、高成長(zhǎng)，“國(guó)產(chǎn)替代”又一藍(lán)海市場(chǎng)

從下游看滾動(dòng)功能部件在機(jī)床、機(jī)器人、汽車(chē)等行業(yè)應(yīng)用前景良好：

①機(jī)床：滾珠絲杠、滾珠導(dǎo)軌為傳動(dòng)系統(tǒng)核心部件，直接影響機(jī)床性能，根據(jù)我們測(cè)算22年機(jī)床行業(yè)滾動(dòng)功能部件市場(chǎng)空間184.36億元人民幣。從全球機(jī)床廠供應(yīng)鏈看，主軸、擺頭、轉(zhuǎn)臺(tái)等功能部件機(jī)床廠考慮定制化/差異化傾向于自制，但滾動(dòng)功能部件基本全部外采，伴隨機(jī)床產(chǎn)業(yè)升級(jí)滾動(dòng)功能部件需求持續(xù)增長(zhǎng)的確定性較強(qiáng)。

②機(jī)器人：滾珠絲杠可用于機(jī)器人傳動(dòng)裝置，通過(guò)滾珠絲杠組成單軸機(jī)器人/電動(dòng)缸等完成線性驅(qū)動(dòng)，根據(jù)特斯拉AI Day2022信息，特斯拉人形機(jī)器人“Optimus”下肢腿部將采用無(wú)框電機(jī)與行星滾柱絲杠的線性執(zhí)行器，有望打開(kāi)行星滾柱絲杠應(yīng)用空間，目前行星滾柱絲杠?chē)?guó)內(nèi)整體研發(fā)、生產(chǎn)仍處于較早期階段，企業(yè)成長(zhǎng)空間較大。

③汽車(chē)：滾珠絲杠在新能源汽車(chē)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、電助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電子駐車(chē)系統(tǒng)、剎車(chē)系統(tǒng)具有應(yīng)用前景，在新能源汽車(chē)銷(xiāo)量高增長(zhǎng)同時(shí)追求全電控、智能化發(fā)展背景下需求有望高速增長(zhǎng)。

滾珠絲杠技術(shù)壁壘極高，海外企業(yè)具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)，國(guó)產(chǎn)品牌市占率較低?！?4專(zhuān)項(xiàng)”推動(dòng)下國(guó)產(chǎn)品牌加速追趕，未來(lái)在政策進(jìn)一步扶持下差距有望進(jìn)一步縮小，加速國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程。

風(fēng)險(xiǎn)提示：國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)展不及預(yù)期，政策扶持不及預(yù)期。

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5 |絲杠迎汽車(chē)+機(jī)器人雙輪驅(qū)動(dòng)，國(guó)產(chǎn)替代打開(kāi)千億市場(chǎng)空間

汽車(chē)智能化滲透率提升，促進(jìn)滾珠絲杠應(yīng)用，未來(lái)車(chē)端市場(chǎng)空間有望超百億元。車(chē)中滾珠絲杠應(yīng)用主要為：1）轉(zhuǎn)向；2）駐車(chē)制動(dòng)；3）行車(chē)制動(dòng)；4）其他：在座椅、移門(mén)、高端減震系統(tǒng)也有望使用。整體看，未來(lái)汽車(chē)用滾珠絲杠單車(chē)價(jià)值量有望達(dá)1000元，車(chē)端滾珠絲杠市場(chǎng)有望超百億元。若考慮座椅、移門(mén)、懸掛等領(lǐng)域的使用+為了安全冗余，備用部件也使用滾珠絲杠，那么滾珠絲杠的單車(chē)價(jià)值量將會(huì)更高。

人形機(jī)器人打開(kāi)滾珠/柱絲杠發(fā)展空間，未來(lái)空間或超800億元。與滾珠絲杠相比，滾柱絲杠在承載能力、傳動(dòng)精度、軸向剛度、速度及加速度等方面具備優(yōu)勢(shì)。人形機(jī)器人使用的反向式行星滾柱絲杠，因?yàn)槠渎菽父L(zhǎng)，可以用更小的扭矩實(shí)現(xiàn)更大的負(fù)載，且占用體積更小。根據(jù)特斯拉AIDay2022信息，特斯拉人形機(jī)器人下肢腿部將采用無(wú)框電機(jī)與行星滾柱絲杠的線性執(zhí)行器。

目前市場(chǎng)基本被外資企業(yè)占據(jù)，汽車(chē)用滾珠絲杠領(lǐng)域已開(kāi)啟國(guó)產(chǎn)替代，快于機(jī)器人領(lǐng)域。絲杠精度等級(jí)要求從高到底排序?yàn)椋簷C(jī)床、機(jī)器人、汽車(chē)。

汽車(chē)領(lǐng)域：五洲新春、新劍傳動(dòng)、寧波慈興、長(zhǎng)盛軸承等已具備車(chē)用絲杠的量產(chǎn)能力，其中前兩家公司已開(kāi)始批量銷(xiāo)售，長(zhǎng)盛軸承預(yù)計(jì)今年內(nèi)拿到主機(jī)廠定點(diǎn)；

機(jī)器人領(lǐng)域：秦川機(jī)床、新劍傳動(dòng)、恒立液壓、貝斯特、鼎智科技等正在布局，其中秦川機(jī)床、新劍傳動(dòng)已實(shí)現(xiàn)批量銷(xiāo)售，其他三家在研，未來(lái)有望突破技術(shù)壁壘，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代。

風(fēng)險(xiǎn)提示：人形機(jī)器人落地不及預(yù)期；人形機(jī)器人銷(xiāo)量不及預(yù)期；行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局惡化；國(guó)內(nèi)企業(yè)技術(shù)突破進(jìn)度不及預(yù)期；技術(shù)方案存在不確定性。

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6 |機(jī)器人0-1在即，汽車(chē)精密齒輪有望迎來(lái)雙擊

新能源滲透率提升導(dǎo)致齒輪市場(chǎng)萎縮，人形機(jī)器人帶來(lái)龐大市場(chǎng)增量，有望帶領(lǐng)行業(yè)步入藍(lán)海。經(jīng)測(cè)算，當(dāng)每萬(wàn)人保有的人形機(jī)器人達(dá)到45臺(tái)時(shí)，全球機(jī)器人用諧波/行星減速器市場(chǎng)空間分別為4495/719億元，相較萬(wàn)人保有量0.07臺(tái)（對(duì)應(yīng)總量6萬(wàn)臺(tái)）時(shí)，分別增長(zhǎng)540倍/552倍。

機(jī)器人用減速器需求提升，標(biāo)準(zhǔn)化齒輪量產(chǎn)由齒輪公司接力。車(chē)端差速器結(jié)構(gòu)件為標(biāo)準(zhǔn)件，疊加齒輪行業(yè)較高的資金和技術(shù)壁壘，主機(jī)廠的成本壓力較大。因此主機(jī)廠將成熟的量產(chǎn)齒輪外協(xié)給齒輪廠商以分擔(dān)資產(chǎn)壓力。我們認(rèn)為從經(jīng)濟(jì)性和輕資產(chǎn)角度出發(fā)，人形機(jī)器人量產(chǎn)后減速器公司也將復(fù)刻主機(jī)廠的做法，經(jīng)檢驗(yàn)后，將標(biāo)準(zhǔn)化齒輪的批量生產(chǎn)交給專(zhuān)業(yè)的齒輪公司。目前行星減速器的結(jié)構(gòu)件外購(gòu)已成行業(yè)慣例，凸顯標(biāo)準(zhǔn)化齒輪外購(gòu)趨勢(shì)。

風(fēng)險(xiǎn)提示：人形機(jī)器人落地不及預(yù)期風(fēng)險(xiǎn)，人形機(jī)器人需求不及預(yù)期風(fēng)險(xiǎn)，減速器生產(chǎn)轉(zhuǎn)向第三方齒輪廠不及預(yù)期風(fēng)險(xiǎn)。

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7 |機(jī)器人靈巧手的發(fā)展歷程及未來(lái)發(fā)展方向探討

什么是機(jī)器人靈巧手？

綜合機(jī)器人學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)理論，我們認(rèn)為靈巧手是指數(shù)不少于3，自由度不低于9的末端執(zhí)行器。

機(jī)器人靈巧手有哪些類(lèi)型？

根據(jù)驅(qū)動(dòng)器位置分為驅(qū)動(dòng)器內(nèi)置、外置和混合置靈巧手，內(nèi)置微型驅(qū)動(dòng)器有望成發(fā)展方向。（1）驅(qū)動(dòng)器外置具有外觀設(shè)計(jì)擬人化、驅(qū)動(dòng)器選型自由、可以采用更大的驅(qū)動(dòng)電機(jī)等優(yōu)勢(shì)，但存在驅(qū)動(dòng)器與手本體距離遠(yuǎn)，須借助腱繩連接、可維護(hù)性差等缺點(diǎn)。（2）驅(qū)動(dòng)器內(nèi)置利于傳感器直接測(cè)量、利于更換維護(hù)，但通信和控制難度大，靈巧手尺寸偏大，關(guān)節(jié)靈活度下降。（3）驅(qū)動(dòng)器混合置可以提高手指輸出力矩、控制體積大小，但仍需借助腱繩傳動(dòng)。

根據(jù)驅(qū)動(dòng)器類(lèi)型分為電機(jī)驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)和形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)是主流。（1）電機(jī)驅(qū)動(dòng)具有標(biāo)準(zhǔn)化、穩(wěn)定可靠、精度高、響應(yīng)快、驅(qū)控一體等優(yōu)勢(shì)，是靈巧手主要驅(qū)動(dòng)方式，缺點(diǎn)在于質(zhì)量體積大、成本高。（2）氣壓/液壓驅(qū)動(dòng)靈巧手具有輸出功率密度大、易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制以及輸出力大等優(yōu)點(diǎn)，但由于氣壓/液壓的控制相對(duì)較難導(dǎo)致靈巧手運(yùn)動(dòng)過(guò)程不平穩(wěn)，無(wú)法進(jìn)行手指位置的精確控制。（3）形狀記憶合金具有驅(qū)動(dòng)速度快、負(fù)載能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，但存在疲勞和壽命問(wèn)題。

根據(jù)傳動(dòng)方式分為腱傳動(dòng)、連桿傳動(dòng)、齒輪/蝸輪蝸桿傳動(dòng)。（1）腱傳動(dòng)對(duì)手指關(guān)節(jié)遠(yuǎn)距離驅(qū)動(dòng)，可以減小手指的尺寸，具有結(jié)構(gòu)緊湊、研制靈活等優(yōu)勢(shì)，缺點(diǎn)在于控制精度不高、抓取力不大，腱繩易磨損。（2）連桿傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)強(qiáng)力抓取、遲滯性較低，傳動(dòng)精確，但傳動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)零部件的制造精度要求高且擬人性不足。（3）齒輪/蝸輪蝸桿傳動(dòng)較為精密、傳遞效率高、穩(wěn)定性好，但存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使靈巧手的慣性增大、自重增大的缺點(diǎn)。

靈巧手未來(lái)有哪些發(fā)展方向？

方向1：內(nèi)置微型驅(qū)動(dòng)器：可以避免因腱繩連接帶來(lái)的設(shè)計(jì)難度大的缺點(diǎn)，同時(shí)利于傳感器直接測(cè)量，方便維修。

方向2：多感知能力融合：利于提高靈巧手精細(xì)抓取能力和智能化水平，是未來(lái)靈巧手發(fā)展的另一重要方向。

方向3：多自由度：自由度是靈巧手靈巧性的決定因素，提升自由度是未來(lái)靈巧手的又一發(fā)展方向。

風(fēng)險(xiǎn)提示：人形機(jī)器人發(fā)展不及預(yù)期，國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)展不及預(yù)期，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇。

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8 | 機(jī)器人電機(jī)：機(jī)器人動(dòng)力之源，人形孕育新市場(chǎng)

電機(jī)分為哪些類(lèi)型？

電機(jī)按應(yīng)用領(lǐng)域分為動(dòng)力電機(jī)和控制電機(jī)。動(dòng)力電機(jī)輸出功率大，驅(qū)動(dòng)性能好，常應(yīng)用于汽車(chē)、家電等領(lǐng)域?？刂齐姍C(jī)控制精度高、響應(yīng)速度快，常在控制系統(tǒng)中承擔(dān)執(zhí)行、檢測(cè)和解算功能。

控制電機(jī)分為步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)、力矩電機(jī)。

①步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但效率和精度較低，多用于辦公自動(dòng)化、通信設(shè)備、印刷設(shè)備等領(lǐng)域。

②伺服電機(jī)增加了編碼器與反饋機(jī)制，控制精度高，適用于半導(dǎo)體、工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)器人等領(lǐng)域?？招谋姍C(jī)屬于特殊的伺服電機(jī)。

③力矩電機(jī)以扭矩為控制方向，在電動(dòng)機(jī)低速時(shí)仍能持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，并提供穩(wěn)定的力矩給負(fù)載，具有低轉(zhuǎn)速、大扭矩、過(guò)載能力強(qiáng)、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，分為有框力矩電機(jī)和無(wú)框力矩電機(jī)。

無(wú)框力矩電機(jī)：機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)，國(guó)內(nèi)外廠商性能仍有差距

為什么機(jī)器人關(guān)節(jié)要用無(wú)框力矩電機(jī)：機(jī)器人關(guān)節(jié)要求電機(jī)體積小、扭矩大、響應(yīng)快。而無(wú)框力矩電機(jī)僅由轉(zhuǎn)子和定子組成，體積小，同時(shí)具有較高的功率，低轉(zhuǎn)速情況下能夠輸出更大扭矩，更符合人形機(jī)器人的需求。

如何看待無(wú)框力矩電機(jī)的壁壘、競(jìng)爭(zhēng)格局：

（1）壁壘：磁路和工藝設(shè)計(jì)。海外廠商起步早，工藝技術(shù)擁有先發(fā)優(yōu)勢(shì)，例如科爾摩根采用分布式的分?jǐn)?shù)槽及碳纖維綁扎技術(shù)，TQ Robodrive采用模塊化定子和環(huán)氧塑封灌膠技術(shù)。國(guó)內(nèi)企業(yè)起步晚，工藝水平和國(guó)外相比存在差距。

（2）格局：全球龍頭為科爾摩根，國(guó)內(nèi)外廠商產(chǎn)品性能仍有差距?？茽柲Ω侨驘o(wú)框力矩電機(jī)龍頭，其電機(jī)性能在全球處于第一梯隊(duì)。國(guó)內(nèi)目前進(jìn)展較快的公司包括步科股份、航天電器。相比海外龍頭，國(guó)產(chǎn)無(wú)框力矩電機(jī)輸出扭矩較小，在產(chǎn)品性能方面仍有差距。

空心杯電機(jī)：靈巧手動(dòng)力之源，國(guó)產(chǎn)替代空間廣闊

為什么機(jī)器人靈巧手要用空心杯電機(jī)：靈巧手空間狹小，需要配備小型化且控制精度高的電機(jī)。空心杯電機(jī)屬于特殊的伺服電機(jī)，采用無(wú)鐵芯轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，消除了由于鐵芯形成渦流而造成的電能損耗，具有體積小、控制精度高、壽命長(zhǎng)、轉(zhuǎn)速快、能效高、能量密度大等優(yōu)勢(shì)，完美契合了靈巧手對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輕量化和高精度要求。

如何看待空心杯電機(jī)的壁壘、競(jìng)爭(zhēng)格局：

壁壘1：線圈繞組設(shè)計(jì)。①線圈成型方式分為卷繞生產(chǎn)和一次成型生產(chǎn)，后者工藝簡(jiǎn)單、效率高。國(guó)內(nèi)廠商多采用卷繞式生產(chǎn)，生產(chǎn)效率低，廢品率高，線圈直徑小。②線圈繞法分為直繞形、馬鞍形和斜繞形，其中斜繞形和馬鞍形工藝簡(jiǎn)單，具有輸出力矩大、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、時(shí)間常數(shù)小等優(yōu)勢(shì)，國(guó)外廠商工藝更加純熟。

壁壘2：繞線設(shè)備。國(guó)內(nèi)設(shè)備自動(dòng)化程度低，尤其是面對(duì)較大功率電機(jī)的粗線徑線圈，在可靠性和繞制精度方面與海外廠商仍有較大差距。格局：海外廠商技術(shù)領(lǐng)先，國(guó)產(chǎn)替代空間廣闊。空心杯電機(jī)全球頭部企業(yè)包括瑞士Maxon、瑞士Portescap和德國(guó)Faulhaber三家。國(guó)內(nèi)企業(yè)中，鳴志電器技術(shù)水平位居全球前列，拓邦股份空心杯電機(jī)已實(shí)現(xiàn)批量應(yīng)用；江蘇雷利處于小批量驗(yàn)證階段；偉創(chuàng)電氣處于產(chǎn)品內(nèi)部測(cè)試階段，其余企業(yè)技術(shù)相對(duì)薄弱，國(guó)產(chǎn)替代空間廣闊。

風(fēng)險(xiǎn)提示：人形機(jī)器人發(fā)展不及預(yù)期，國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)展不及預(yù)期，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇。

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9 |機(jī)器人帶來(lái)全新機(jī)遇，軸承初步具備國(guó)產(chǎn)化能力

軸承主要分布于人形機(jī)器人的減速器和關(guān)節(jié)連接處。關(guān)節(jié)連接：一般兩頭會(huì)分別采用一個(gè)軸承，如線性關(guān)節(jié)兩頭分別使用深溝球軸承和四點(diǎn)接觸軸承，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)采用交叉滾子軸承。減速器：相比而言，減速器上所需軸承則更為復(fù)雜。其中（1）諧波減速器：交叉滾子軸承（150元/個(gè)）*1+柔性軸承（60元/個(gè)）*1，單減速器價(jià)值量約210元。（2）行星減速器：球軸承（國(guó)產(chǎn)3-5元/個(gè)，進(jìn)口十幾元/個(gè)）*2+滿針滾針軸承（1-2元/個(gè)）*3。（3）RV減速器：滾針軸承（十幾元/個(gè)）*6+圓錐軸承（國(guó)產(chǎn)十幾元/個(gè)，進(jìn)口幾十元/個(gè)）*6+角接觸軸承（幾十元/個(gè)）*2。

市場(chǎng)空間：ASP超4000元，遠(yuǎn)期增量市場(chǎng)空間1.2萬(wàn)億。假設(shè)單臺(tái)機(jī)器人使用14個(gè)深溝球軸承+28個(gè)角接觸軸承+14個(gè)四點(diǎn)接觸軸承+14個(gè)交叉滾子軸承+14個(gè)柔性軸承，ASP約4000元。在機(jī)器人年銷(xiāo)3億臺(tái)假設(shè)下，增量市場(chǎng)空間1.2萬(wàn)億，根據(jù)Precedence Research數(shù)據(jù)，2022年全球軸承市場(chǎng)約9000億元，增量市場(chǎng)空間大于現(xiàn)有市場(chǎng)。

競(jìng)爭(zhēng)格局：海外企業(yè)占據(jù)全球軸承行業(yè)主導(dǎo)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)較為分散。據(jù)中國(guó)軸承工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，世界八大軸承企業(yè)年均營(yíng)收超過(guò)500億元，全球第一大軸承供應(yīng)商斯凱孚市占率為7.6%。中國(guó)前十大軸承企業(yè)平均產(chǎn)值約60億，行業(yè)參與者眾多，但頭部企業(yè)體量偏小。據(jù)觀研天下數(shù)據(jù)，2021年中國(guó)軸承企業(yè)僅有人本集團(tuán)和萬(wàn)向錢(qián)潮產(chǎn)值超過(guò)100億，分別占據(jù)中國(guó)軸承市場(chǎng)的9.2%和5.9%。國(guó)內(nèi)軸承與海外軸承的差距體現(xiàn)在：振動(dòng)和壽命等差異較大。主要因?yàn)椴y度的控制、材料技術(shù)等有差距。

產(chǎn)業(yè)鏈彈性：軸承龍頭企業(yè)以及具備國(guó)產(chǎn)替代能力的磨床供應(yīng)商有望受益。對(duì)于軸承企業(yè)而言，隨著人形機(jī)器人快速起量，軸承將逐步標(biāo)準(zhǔn)化，大量減速器和電機(jī)供應(yīng)商將開(kāi)始外采軸承，利好軸承行業(yè)。同時(shí)，目前國(guó)內(nèi)有部分磨床供應(yīng)商正在加速磨床的國(guó)產(chǎn)化研究，其中日發(fā)精機(jī)、宇環(huán)數(shù)控和秦川機(jī)床等企業(yè)有望成為磨床國(guó)產(chǎn)替代的領(lǐng)頭羊。

風(fēng)險(xiǎn)提示：人形機(jī)器人落地不及預(yù)期風(fēng)險(xiǎn)，人形機(jī)器人需求不及預(yù)期風(fēng)險(xiǎn)，競(jìng)爭(zhēng)格局惡化風(fēng)險(xiǎn)。

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10 | 軸承：機(jī)械設(shè)備核心部件，機(jī)器人打開(kāi)應(yīng)用

軸承為機(jī)械設(shè)備核心部件，市場(chǎng)空間巨大：軸承為機(jī)械傳動(dòng)軸提供支承，為裝備性能、功能與效率提供保證，是工業(yè)領(lǐng)域重大裝備核心部件之一，在航空航天、軌交、高端機(jī)床、工程機(jī)械等高端制造領(lǐng)域扮演重要角色。根據(jù)precedence research數(shù)據(jù)22年全球市場(chǎng)空間1302億美元，根據(jù)中國(guó)軸承工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)22年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)空間預(yù)計(jì)突破2500億元人民幣，市場(chǎng)空間巨大。根據(jù)《中國(guó)機(jī)械工業(yè)年鑒2021》數(shù)據(jù)，21年國(guó)內(nèi)軸承前三大下游應(yīng)用汽車(chē)、家電、電機(jī)占比分別為39%/20%/18%。

滾動(dòng)軸承在機(jī)器人減速器、電機(jī)、絲杠均有應(yīng)用前景，未來(lái)移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展有望顯著拉動(dòng)軸承市場(chǎng)需求：

①減速器：預(yù)計(jì)與工業(yè)機(jī)器人旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)采用的RV減速器/諧波減速器軸承類(lèi)似，以交叉滾子軸承、等截面薄壁軸承、柔性軸承等為主。單個(gè)減速器預(yù)計(jì)使用：1）諧波減速器：用一個(gè)交叉滾子軸承和一個(gè)柔性軸承；2）行星減速器：輸入和輸出端使用球軸承，另外需要使用滾針軸承；3）RV減速器：用3*2個(gè)滾針軸承、3*2個(gè)圓錐軸承和1個(gè)角接觸軸承。

②電機(jī)：根據(jù)電機(jī)配置不同，以深溝球軸承、圓柱滾子軸承、角接觸軸承、調(diào)心滾子軸承等為主，單個(gè)電機(jī)采用兩個(gè)軸承進(jìn)行組合使用（例如雙深溝球軸承、一柱一球軸承等），假設(shè)采用簡(jiǎn)單軸承結(jié)構(gòu)，單個(gè)電機(jī)使用2個(gè)深溝球軸承。

③絲杠：預(yù)計(jì)以深溝球軸承+四點(diǎn)接觸軸承為主進(jìn)行配套使用，單個(gè)絲杠采用1個(gè)深溝球軸承和1個(gè)四點(diǎn)接觸軸承。

八大家壟斷全球市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)企業(yè)逐步突圍取得一定份額，但仍有較大成長(zhǎng)空間：根據(jù)人本股份招股說(shuō)明書(shū)數(shù)據(jù)，2020年全球八大家斯凱孚、舍弗勒、NSK企業(yè)占據(jù)全球市場(chǎng)份額超過(guò)70%。國(guó)內(nèi)頭部企業(yè)例如人本股份已取得一定規(guī)模，21年軸承產(chǎn)量突破17.56億套，收入體量達(dá)到91.21億元。但整體國(guó)產(chǎn)化率依舊較低，且國(guó)內(nèi)企業(yè)份額較為分散，TOP 3的人本股份、萬(wàn)向錢(qián)潮、洛陽(yáng)軸承2020年市場(chǎng)份額分別為10.4%、4%、2.2%，未來(lái)仍有較大成長(zhǎng)空間。

風(fēng)險(xiǎn)提示：機(jī)器人需求不及預(yù)期風(fēng)險(xiǎn)、競(jìng)爭(zhēng)格局惡化風(fēng)險(xiǎn)。

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