人形机器人智能汽车延伸具身智能最佳载体

外工业发达国家企业有较大差距。该产品技术壁垒很高，自主研发空间较大。国内代表上市公司为贝斯特、鼎智科技、恒立液压等。70梯队。国内代表上市公司为步科股份、禾川科技等。maxonfaulhaber国内代表上市公2022ATI编码器：202250%普光电持股65%制造商，2022年国内市占率8%。机器人是目前为数不多的大空间、低渗透率、高速发展的黄金赛道之一。国内相关环节及公司有望受益：三花智控（家电）、双环传动、绿的谐波（械）、中大力德、秦川机床、贝斯特、鼎智科技、恒立液压（机械）股份、禾川科技（通信）、鸣志电器（电新）、拓邦股份（电子）、柯力传感（电子）电子）、伟创电气）等。户导入不及预期；3正文目录一、形器拆及值量布 61、形器拆解 62、形器主部值量布 8二、形器主环分析 91、速：术垒，国替加速 92、杠技壁很国产代间大 3、框矩机执驱动置国替空大 134、心电：巧动装，内家性比优势 145、矩感：学部件技壁高 166、码：度角位置知件技壁高 17三、业重公司 181、行总：普、三智控 182、速：的波环传、大德秦机床 203、杠贝特鼎技 234、框矩机步份、川技 245、心电：志器 256、矩感：力感 267、码：普电创电气 27四、点总 28五、险示 30图表目录图1：特拉Optimus相2023世人智会 6图2：特拉Optimus体执器布 6图3：特拉Optimus转关执器意图 7图4：特拉Optimus性执器意图 8图5：谐减器构 9图6：RV速结构 9图7：2021谐减竞争局 11图8：2021年RV减竞争局 11图9：滚丝结构 11图10：星柱杠构 11图11：内端珠竞争局 12图12：内端珠竞争局 12图13：内柱杠格局 13图14：框矩机构 13图15：转行构成 13图16：心电外观 14图17：巧结构 14图18：心电结意图 15图19：维传器观 16图20：维传器理 16图21：维传器及竞格局 17图22：码外观 18图23：码原结构 18图24：同理码场占比 18图25：2022年国器竞格局 18图26：普团大格局 19图27：花控2023年报览研投入 20图28：2022年的收入构 21图29：2022年司行业入布 21图30：2022年环收入构 21图31：环动速入及比亿） 21图32：2022年大收入构 22图33：大德速入及比亿） 22图34：川床器速器览 22图35：2022年智收入构 23图36：智技性器收及比亿） 23图37：智技品览 24图38：2022年科收入构 24图39：科份动收入同（元） 24图40：2022年川收入构 25图41：川技服收入同（元） 25图42：2022年志收入构 25图43：志器制收入同（元） 25图44：志电器品览 26图45：2022年力收入构 27图46：力感性器收及比亿） 27图47：衡学品览 28表1：特拉Optimus本拆测算 8表2：RV速与波速器比 10表3：滚丝与柱杠对比 12表4：无与刷心电机比 14表5：各空杯机能对比 15表6：六力感的要功能 16表7：不六力传器技方及表业 16表8：柯传不力感器览 27表9：相公财情及市值 30一、人形机器人拆分及价值量分布 1、人形机器人拆解2021年8月第一届特斯拉AIDay上，特斯拉发布了首款人形机器人“擎天柱”(Optimus)的概念图，该人形机器人身高5英尺8英寸，重125磅，具有45磅的承载能力和150磅的硬拉能力，其控制将通过类似于电动汽车智能算法进行。202222022930日AIDay20237图1：特斯拉Optimus亮相2023世界人工智能大会资料来源：2023人工智能大会、特斯拉发布的最新一代Optimus在身体机械部分有28个关节(14个旋转执行器+1412(6*2)62028(6个(2个)、腕部(6个)(2个)(6个)(2个)(4个)。图2：特斯拉Optimus身体执行器分布资料来源：特斯拉AIDay、注：Yaw、Roll、Pitch用来区分绕y轴(垂直)、z轴(前后)、x轴(水平)旋转。特斯拉Optimus+320Nm/110Nm/180Nm。:6242个。图1：特斯拉Optimus旋转关节执行器示意图资料来源：特斯拉AIDay、特斯拉Optimus+感器+3500N/3900N/8000N:24部2个，膝部2个，踝部4个。图4：特斯拉Optimus线性执行器示意图资料来源：特斯拉AIDay、2、人形机器人主要部分价值量分布OptimusFSDAIFSD/AI芯片：特斯拉核心竞争力，单机价值量约为50000元，成本占比约为26.5%；23%；线性执行器：总成产品，将由第三方供应，包含行星滚柱丝杠、无框力矩电机、力矩传感器、编码器、轴承等主要部分，成本占比约为28%；灵巧手：包含空心杯电机、行星齿轮箱、传感器、滚珠丝杠等，成本占比约为7%；肢体骨骼：力学结构件，成本占比约为13%。第三方供应的非总成零部件中，无框力矩电机（14.84%）、行星滚柱丝杠（3.82%）表1：特斯拉Optimus成本拆分测算所属部分 部件名称量产单价（元）数量总价（元）成本占比谐波减速器100014140007.42%无框力矩电机100014140007.42%旋转执行器 力矩传感器5001470003.71%编码器2002856002.97%角接触轴承502814000.74%交叉滚子轴承1001414000.74%无框力矩电机100014140007.42%行星滚柱丝杠2000142800014.84%线性执行器 力矩传感器5001470003.71%编码器2001428001.48%深沟球轴承50147000.37%四点接触轴承50147000.37%空心杯电机6001272003.82%行星齿轮箱2001224001.27%灵巧手 传感器1001212000.64%编码器50126000.32%滚珠丝杠1501218000.95%运动控制+处理器 FSD系统、AI芯片5000015000026.50%头部交互 显示屏50015000.26%环境探测传感器 摄像头30039000.48%毫米波雷达50015000.26%动力电池 电池组3000130001.59%肢体骨骼 手臂、胸腔、腿部、脚部80030KG2400012.72%合计188700100%资料来源：特斯拉AIDay、公司官网、二、人形机器人主要环节分析 1、减速器：技术壁垒较高，自主研发加速RV 图5：谐波减速器结构 图6：RV减速器结 资料来源：中国机器人网、 资料来源：中国机器人网、表2：RV减速器与谐波减速器对比RV减速器 谐波减速器技术特点 多级减速，组成零部件多 单级减速，通过柔轮的弹性形变传递运动，用料少，结构简单产品性能 大体积、高负载、高刚度 小体积、高传动比、高精应用场景 座机、大臂、肩部等重负载位置 小臂、腕部或者手部终端场景 汽车运输港口码头使用的重载机器人中配RV减速器

3C、半导体、食品、注塑、模具、医疗中使用的30KG负载以下的机器人价格区间 5000-8000元/台 1000-5000元/台资料来源：华经产业研究院、加工设备：RVRV作减速器进口垄断格局有望打破，自主研发进行时。全球机器人减速器市场高度集中，日本厂商占据大部分市场份额，2021年纳博特斯克占据中国RV减速器53%35.5%RVRV3,000~4,00030%~50%图7：2021年谐波减速竞争格图8：2021年RV减速器竞争格局

纳博特斯克410541056735825来福

住友334212334212455314智同其他资料来源：华经产业研究院、 资料来源：华经产业研究院、2、丝杠：技术壁垒很高，自主研发空间大丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。常见的丝杠产品包括滑动丝杠、滚珠丝杠、行星滚柱丝杠等。滚珠丝杠行星滚柱丝杠属于新一代螺纹丝杠的高精尖分支，综合性能强且应用前景广阔。行星滚柱丝杠通过啮合滚柱产生线接触滚动摩擦，大幅增加丝杠传动过程的接触ABS图9：滚珠丝杠结构 图10：行星滚柱丝杠结构 资料来源：南京春信自动化设备有限公司官网、 资料来源：西安方元明科技股份有限公司官网、表3：滚珠丝杠与滚柱丝杠对比传动效率 高，92-98 较高，摩擦力较小时可达传动效率 高，92-98 较高，摩擦力较小时可达90转速 较快，点接触滚动摩擦热效应快，额 快线接触滚动摩擦热效应小且承载定转速在3000-5000转 强，转速可达6000转导程精度 较高，受滚珠直径限制，常为毫米的使用寿命 长，滚动摩擦损伤小，保持清洁、滑即可

高，可通过调整螺纹头数等因素使导程达到更小的微米级很长，是滚珠丝杠的10倍以上，荷载运动可达1000万次以上微进给 可实现，滚珠运动的启动力矩小 可实现，滚珠运动的启动力矩国产化率 较高 起步阶段资料来源：《行星滚柱丝杠承载与摩擦特性研究》、滚珠丝杠：1874年，20304050ROTAXNSK205019642009有进步空间，在国内市场上，中高端滚珠丝杠市场主要由德国和日本企业占据，THK、NSK、力士乐等国际企业可以占据高端市场90%的市场份额，而中国大陆企业主要活跃在中端市场，约占30%的市场份额。主要原因为我国企业规模小，起步晚，在产品质量上达不到高精度水平。CarlBrunoStrandgren19541986WilliamJ.RoantreeOliverSaari1970年，瑞士的RollvisSKFMoogOrtliebPowerJacksExlar和德国的Rexroth都将行星滚柱丝杠运用到各自的机电作动器中。2022年日本、欧洲滚柱丝杠企业在中国市场占有率高达90%。根据观研报告网数据，2022年我国行星滚柱丝杠市场供应量排名前四的厂家分别是Rollvis（瑞士）、GSA（瑞士）、Ewellix（瑞典德国，市占率分别为27%26%图11：国内高端滚珠丝竞争格图12：国内中端滚珠丝竞争格局590590中国大陆：汉江、南京工艺德国：力士乐+日本：THK/NSK

中国台湾：上银、银泰304030中国大陆：汉江、南京工艺304030德国：力士乐+日本：THK/NSK 资料来源：金属加工、 资料来源：金属加工、38278121326图1338278121326RollvisgsaEwellisRexroth南京工艺优仕特济宁伯特CMC资料来源：观研报告网、 3、无框力矩电机：执行器驱动装置，自主研发空间大图14：无框力矩电机结构 图15：旋转执行器构成资料来源：Kinco步科官网、 资料来源：宁波市镇海格瓦传动设备有限公司官网、TMTECHTQRobodrive70面仍有差距。4、空心杯电机：灵巧手驱动装置，国内厂家有性价比优势40mm 图16：空心杯电机外 资料来源：鼎智科技官网、 资料来源：制造云网站、表4：无刷与有刷空心杯电机对比无刷有刷寿命长寿命（10000h+）寿命有限（1000-3000h）转速高转速转速受限电磁干扰可忽略有电火花铁损有无控制需要驱动控制控制简单资料来源：万泰电机微信公众号、 图18 资料来源：东莞市天孚电机科技有限公司官网、maxon、德国faulhaber两家，内资（（Faulhabermaxon3-5mm12mm性能指标FaulhaberMaxon鸣志电气性能指标FaulhaberMaxon鸣志电气鼎智科技产品1660S024BHSECXSPEED16LECH16056H2422ZWWC48功率96W80W90W100W空载转速52400rpm61200rpm45000rpm55000rpm最大连续转矩11.6mN.m16.1mN.m14.59mN.m20mN.m最大效率92%93%91%89%机械时间常数1.2ms1.79ms1.19ms1.89ms重量0.078kg0.073kg0.073kg0.111kg功率密度1.23kw/kg1.10kw/kg1.23kw/kg0.91kw/kg资料来源：各公司官网、5、力矩传感器：力学感知部件，技术壁垒高六维力扭矩传感器又可以称为六轴力传感器、六分力传感器（六分力天平）和FT33图19：六维力传感器外观 图20：六维力传感器原理资料来源：宇立仪器官网、 资料来源：ATI工业自动化、表6：六维力传感器的主要功能作用 描述检测 检测是否抓取到工件预防 在损坏前检测到不正常的装配力测量 记录工艺过程的力反馈实时确保质量控制 利用力、力矩传感器来引导机器人在复杂环境中的过程控示教 手动牵引示教机器人轨迹活自动触发确定位置保护 安全感应可以检测意外接触情况下与人的接触资料来源：高工机器人、表7：不同六维力矩传感器技术方案及代表企业传感元件类型

原理及特点 优点 缺点 代表企业应变片式 采用硅应变或者金属箔本质是 精度高、技术成熟 生产工艺复杂 ATI、宇立仪器、坤维科技、鑫精诚、材料本身变化发生形变进而转化为阻值变化

测量范围广、成本低频响特性好可靠性高

金属箔应变计输出微弱对测试环境要求高

蓝点触控、海伯森、神源生智能、Sintokogio、BotaSystemsAG、Schunk、埃力智能等光学式压电/电容式

化成力电容是通过极距的变化导致电荷

测量范围广抗电磁干扰能力强单环境适用性强

刚性偏弱 OnRobot松果体、华力创等调理电路复杂 Robotiq、RobotousWacoh-tech、信号漂移难以抑制 Kistler等资料来源：高工机器人、2022年国内销量口径，ATI、坤维、鑫精诚、宇立位于第一梯队，各家厂商下游应用的侧重有所差异。ATI作为图21：六维力传感器厂商及竞争格局资料来源：高工机器人、6、编码器：速度、角度、位置感知部件，技术壁垒高 图编码器外 图编码器原理结 资料来源：上海恒祥光学电子有限公司官网、 资料来源：kbvresearch、（27.6%）（14.3%）2022图24：不同原理编码器场占比 图25：2022年我国编器竞争格局2828428284414546其他

多摩川海德汉禹衡西克堡盟汇通内密控宜科其他 资料来源：MIR睿工业、 资料来源：kbvresearch、三、产业链重点公司 1、执行器总成：拓普集团、三花智控+包括汽车NVH3公司技术积淀深厚：IBS20241002023年度完成4成年产10万台的一期产能，后续将年产能提升至百万台。 图26 资料来源：公司微信公众号、202346502 图27：三花智控2023 资料来源：公司微信公众号、2、减速器：绿的谐波、双环传动、中大力德、秦川机床24.7%20202293%图28：2022年绿的谐收入结图29：2022年公司下行业收入分01016933 6981谐波减速器及金属部件机电一体化产品智能自动化设备其他业务

机器人机械装备数控机床医疗器械其他行业 资料来源：WIND、 资料来源：WIND、RV减速器龙头企业1980RV公司前瞻布局RVRV2019-2022年CAGR为63.8%。特斯拉人形机器人研发进展持续超预期，产业图30：2022年双环传收入结图31：双环传动减速器入及同比（亿元）1667816678减速器及其他其他业务

减速器及其他 yoy2.741.671.840.632.741.671.840.630.874433221102018 2019 2020 2021 2022

120%100%80%60%40%20%0%资料来源：WIND、 资料来源：WIND、中大力德成立于2006年，前身是1998年成立的中大电机厂。公司以减速电()RV形成了减速器+电机+驱动一体化的产品架构，推出“精密行星减速器+伺服电机+驱动”一体机、“RV减速器+伺服电机+驱动”一体机、“谐波减速器+伺服电机+驱动”一体机等模组化产品，实现产品结构升级。图32：2022年中大力收入结图33：中大力德减速器入及同比（亿元）0123344201233442减速器配件其他业务

减速器 yoy2.541.891.862.032.541.891.862.031.511.233221102018 2019 2020 2021 2022

40%30%20%10%0%-10%-20%-30%资料来源：WIND、 资料来源：WIND、863523130AGVAGV 图24 资料来源：公司官网、3、丝杠：贝斯特、鼎智科技公司通过设立全资子公司“无锡宇华精机有限公司”全面布局直线滚动功能部件（产品包括：高精度滚珠/滚柱丝杠副、高精度滚动导轨副等），瞄准高端机床IDEXX、美国AdaptasT0.01mm500（150mm）图35：2022年鼎智科收入结图36：鼎智科技线性执器收入及同比（亿）12152060121520602直流电机其他业务

线性执行器 yoy31.250.841.250.840.510.580.7621102018 2019 2020 2021 2022

80%60%40%20%0%-20%-40%资料来源：WIND、 资料来源：WIND、 图47 资料来源：公司招股说明书、4、无框力矩电机：步科股份、禾川科技AGV图58：2022年步科股收入结图39：步科股份驱动系收入及同比（亿元）2 36612 3661其他业务

驱动系统 yoy2.491.631.791.454 3.27 2.491.631.791.4533221102018 2019 2020 2021 2022

50%40%30%20%10%0%-10%-20%资料来源：WIND、 资料来源：WIND、PLC+驱动+SIP芯片集成了主控MCUIP图40：2022年禾川科收入结图61：禾川科技伺服系收入及同比（亿元）31311380PLC

伺服系统 yoy7.586.597.586.594.642.322.70765432102018 2019 2020 2021

80%70%60%50%40%30%20%10%0%资料来源：WIND、 资料来源：WIND、5、空心杯电机：鸣志电器鸣志电器：国内空心杯电机龙头），在HB40%AMPLINTMotion23年图42：2022年鸣志电收入结图43：鸣志电器控制电收入及同比（亿元）2 0 82 0 81278贸易代理业务LED控制与驱动产品设备状态管理系统产品电源电控产品其他主营业务

控制电机及其驱动系统产品 yoy25 23.2113.2115.0313.2115.0316.4210.73201510502018 2019 2020 2021 2022

30%25%20%15%10%5%0%资料来源：WIND、 资料来源：WIND、 图44 资料来源：公司官网、6、力矩传感器：柯力传感柯力传感1995械等衡器客户，并积极开拓海洋工程、石化、医疗卫生等非衡器领域的新客户。ATI图45：2022年柯力传收入结图46：柯力传感线性执器收入及同比（亿）43 10522043 105220服务附件及其他其他业务

应变式传感器 yoy5.825.544.654.685.825.544.654.685.1865432102018 2019 2020 2021

15%10%5%0%-5%-10% 资料来源：WIND、 资料来源：WIND、表8：柯力传感不同力传感器一览传感器类型 应用领域汽车衡传感器 专业的汽车衡称重方案，适合国内外各种规格的高精度汽车衡，种类齐全，可靠稳定，性价比高平台秤传感器 结构优良、安装方便，精度高、互换性好轨道传感器 适用于高精度动静态轨道检测，形式包括整车式、断轨式、垫轨式、塞入式料罐传感器 多样化的料仓方案，具有精度高、量程范围广、高度低等优点实验机系列 用于各类实验测力设备，安装形式多样天车传感器 安装于在天车起重设备上的一种传感器，种类齐全，符合各项国家标安全限制传感器 用于各类超载安全保护的传感器，抗冲击力好，种类齐全，安全可靠车载传感器 用于车辆改装，过程的控制和监控重叉车传感器 用于叉车改装，过程的控制和监控重拉式传感器配套市场上的各种拉式测力设备，具有线性精度高，重复性好，长期稳定公路计重传感器对车辆轴重进行测量，广泛用于公路过往车辆进行超限检测、粗略计重等轮轴识别器传感器用于公路场合，对车辆的轴型、胎型进行识别纺织张力传感器用于纺织厂设备，检测织布张力等扭矩传感器检测设备工作的扭矩，尺寸、量程定制非标传感器各类非标钢制应变式传感器，支持定制资料来源：公司官网、7、编码器：奥普光电、伟创电气奥普光电持股65%的子公司禹衡光学前身是始建于19651967202225 图47 资料来源：禹衡光学官网、915公司四、要点汇总 20157.8160201113.70%2021年的18.90%。用工成本方面，我国制造业平均工资从2013年的4.29万元/年持续增长至2022年8.69万元/年。2021年的AIDAYOptimus如AIDojo）和特斯拉人形机器人主要结构及价值量拆解：FSD/AI芯片：特斯拉核心竞争力之一，单机价值量约为50000元，成本占比约为26.5%；（23%；线性执行器：总成产品，将由第三方供应，包含行星滚柱丝杠、无框力矩电机、力矩传感器、编码器、轴承等主要部分，成本占比约为28%；灵巧手：包含空心杯电机、行星齿轮箱、传感器、滚珠丝杠等，成本占比约为7%；肢体骨骼：力学结构件，成本占比约为13%。第三方供应的非总成零部件中，无框力矩电机（14.84%）、行星滚柱丝杠（3.82%）国内相关环节及供应商：执行器总成：Optimus28(14)拉深度合作的汽车TIER1谐波减速器与RV2021RV53%35.5%RV减速器中的份额达到了14%、4%。该产品技术壁垒较高，自主研发正在加速。国内代表上市公司为绿的谐波、双环传动、中大力德、秦川机床等。丝杠：人形机器人中主要使用滚柱丝杆，2022年日本、欧洲滚柱丝杠企业在中国市场占有率高达90%。由于我国企业在该行业起步晚，竞争实力距离国外工业发达国家企业有较大差距。技术壁垒很高，自主研发空间较大。国内代表上市公司为贝斯特、鼎智科技、恒立液压等。70国内目前进展较快的公司包括步科股份、航天电器。国内代表上市公司为步科股份、禾川科技等。maxonfaulhaber2022ATI编码器：202250%65%的子