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人 形 机 器 人 行 业 深 度 报 告：人 形 机 器 人 从 0 到 1，国 产 化&软 件 赋 能 带 来 行 业 变 革证券研究报告2024年04月10日汽车戴畅(证券分析师)吴铭杰(联系人)S0350523120004 S 请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明2沪深 3 0 0表现表现 1M 3M 12M汽车 4.7%6.1%2.9%沪深300-1.1%6.9%-14.6%最近一年走势相关报告汽车行业周报：多家车企公布3月销量，部分车企公布新一轮优惠政策（推荐）*汽车*戴畅2024-04-07汽车行业周报：小米SU7定价订单超预期，四部门联合印发通用航空装备创新应用实施方案（推荐）*汽车*戴畅，王琭2024-04-01汽车行业报告关于低空经济的十问十答（推荐）*汽车*王琭，戴畅2024-03-31汽车行业周报：汽车将进入催化密集期，继续看好板块行情（推荐）*汽车*戴畅2024-03-24汽车行业动态研究：2024年中国电动汽车百人会论坛核心观点梳理（推荐）*汽车*戴畅2024-03-21-24%-16%-9%-2%6%13%23/4 23/6 23/8 23/10 23/12 24/2 24/4汽车 沪深300 YWDWyRtOoNmNqOoNnQoRqRbRbPaQsQrRsQnRiNmMmQfQrQoPbRrRvNuOsOyQxNmOwO请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明3重点关注公司及盈利预测重 点 公 司 代 码 股 票 名 称2 0 2 4/0 4/1 0 E P S P E投 资 评 级股 价 2 0 2 2 2 0 2 3 E 2 0 2 4 E 2 0 2 2 2 0 2 3 E 2 0 2 4 E6 0 1 6 8 9.S H 拓普集团 5 9.6 2 1.5 4 1.9 6 2.5 1 3 8.0 4 3 1.0 6 2 4.3 0 买入0 0 2 0 5 0.S Z 三花智控 2 1.4 4 0.7 2 0.8 7 1.0 5 2 9.4 7 2 9.8 3 2 4.5 5 买入6 0 3 0 0 9.S H 北特科技 1 4.6 9 0.1 3 0.1 4 0.2 1 4 6.0 0 1 0 4.9 3 7 0.1 9 买入3 0 0 5 8 0.S Z 贝斯特 2 5.0 3 1.1 4 0.8 6 1.0 3 1 6.2 7 2 7.7 4 2 3.2 2 买入6 0 3 6 6 7.S H 五洲新春 1 6.9 9 0.4 8 0.4 5 0.6 5 2 7.7 3 3 7.7 1 2 6.0 5 未评级0 0 2 4 7 2.S Z 双环传动 2 2.0 0 0.7 3 0.9 7 1.2 1 3 4.8 6 1 7.2 1 1 3.7 8 买入3 0 0 2 5 8.S Z 精锻科技 9.8 0 0.5 2 0.5 6 0.7 0 2 2.2 2 1 7.3 8 1 4.0 7 增持3 0 1 0 0 0.S Z 肇民科技 1 6.5 8 0.9 8 0.6 0 0.8 1 2 7.1 7 2 7.6 3 2 0.4 4 未评级0 0 2 1 2 6.S Z 银轮股份 1 7.7 1 0.4 8 0.7 7 1.0 5 2 5.8 5 2 3.5 5 1 7.1 7 增持资料来源：w i n d 资讯，国海证券研究所注：未评级公司盈利预测为 w i n d 一致预期，其中北特科技、肇民科技2 0 2 3 年E P S 为实际数据 请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明4核心提要u“国产化降本+AI模型赋能”加速机器人产业化：经过4年（2019-2024 年）的生产经验积累，特斯拉在国内已经形成了一套自上而下的成熟汽车供应体系。汽车供应链和人形机器人供应链的部分产品底层技术同源，未来特斯拉有望将汽车产业链复制至机器人端，实现国产化降本。OpenAI布局人形机器人有望产生鲶鱼效应，推动其他供应商对AI机器人的推进，进而提高人形机器人智能化程度和通用性，打开应用场景，加速人形机器人产业化进程。u 特斯拉引领人形机器人行业，机器人板块进入事件催化阶段：2021年8月，马斯克在AI DAY上首次提出TeslaBot的设想，经过两年的技术迭代，擎天柱已经可以实现对物体进行分类、瑜伽、流畅抓取物体等功能。2024年1月，马斯克在业绩交流会上披露，特斯拉人形机器人即将于2025年实现交付。在机器人的发布、研发和量产方面，特斯拉均是行业领先水平。23年5月至今，机器人板块受各类事件催化，开始走出自己的独立行情，板块走势和大盘的相关性减弱。我们认为由于各公司快速布局人形机器人领域，行业确定性持续增强，因此板块行情逐步由大盘联动型转变为事件驱动型。2024年除特斯拉人形机器人定点发放外，还有世界机器人大会、特斯拉AI DAY、海外机器人展会等相关事件，以上热点有望和特斯拉机器人执行器定点事件共同推升机器人板块行情。u 机器人产业链各环节快速突破，国产替代大有可为：丝杠：反向滚柱丝杠重量轻结构紧凑，适用于人形机器人，核心难点在于螺母内螺纹加工，磨床是丝杠制造的核心设备；减速器：机器人减速器分谐波、RV、行星三种主流类型，其中谐波有望成为主要技术路线，RV&行星为辅助方案；空心杯电机：无铁芯设计模式具备效率高、电损小、结构紧凑等优势，外资占据主要份额国产厂商逐步崛起；传感器：传感器中六维力矩传感器壁垒最高，外资厂商为主流“玩家”，国内厂商起步较晚，处于大力攻克技术难点的阶段，未来有望逐步迭代产品，实现技术革新和成本优化。eheAK67KJze2M60DTZUmIMiCYydMK33bsDsO0TSEcfaEgpcjfZ/PSszJetmTOolT 请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明5u 投资建议：重点关注：拥有核心产品技术和头部客户资源的企业，建议关注三花智控（执行器总成）、拓普集团（执行器总成）、北特科技（丝杠）、贝斯特（丝杠；汽车组&电新组联合覆盖）、五洲新春（丝杠）、光洋股份（丝杠）、双环传动（减速器）、精锻科技（减速器）、肇民科技（精密注塑件）、银轮股份（换热器）等。风险提示：汽车行业销量下滑风险，人形机器人新技术开发不及预期，供应链国产化进程不及预期，重点关注公司业绩不及预期，机器人行业与汽车行业不可简单类比，测算偏差风险。核 心 提 要 请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明6人 形 机 器 人 潮 起，特 斯 拉 引 领 全 球01产 业 链 各 环 节 快 速 突 破，国 产 替 代 大 有 可 为02投 资 标 的 关 注0304投 资 建 议05风 险 提 示目 录 请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明701u 1.1人形机器人定义&功能&结构u 1.2人形机器人需求侧分析：提高生活水平+高质量就业机会u 1.3人形机器人痛点：硬件成本高+非结构化场景u 1.4人形机器人驱动因素：成熟国产汽车供应链+软件端赋能人形机器人通用化u 1.5商业巨头纷纷布局人形机器人u 1.6人形机器人板块复盘&未来展望u 1.7人形机器人市场空间预测人形机器人潮起，特斯拉引领全球 请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明81.1、人 形 机 器 人 定 义&功 能&结 构资 料 来 源：工 博 士 公 众 号，工 博 士 百 度 号，工 业 机 器 人 公 众 号，雷 峰 网 公 众 号，特 斯 拉2022AI DAY，国 海 证 券 研 究 所n 定义：机器人是能进行运动、操纵或定位且具有一定程度自主能力的可编程执行机构。按外在形态分类可分为传统机器人和人形机器人，其中人形机器人是一种利用人工智能和机器人技术制造的具有类似人类外观和行为的机器人。n 主要作用：医疗领域、教育培训、服务行业、工业制造、公共服务等。n 组成：身体、机械和电缆、动力单元、控制系统。n 特点：仿 真 程 度 高、具 备 较 强 的 自 主 性、多 功 能 性。图：非人形机器人（工业+服务）图：人形机器人（T e s l a B o t）请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明91.2、人 形 机 器 人 需 求 侧 分 析：提 高 生 活 水 平+高 质 量 就 业 机 会资 料 来 源：工 业 机 器 人 培 训 搜 狐 号，光 明 网 百 度 号，艾 瑞 咨 询 公 众 号，国 海 证 券 研 究 所n 完成各类繁杂工作，提高人类生活水平。相较于传统单一功能的特种机器人，人形机器人有更强的通用性、精确性和自主学习能力，可以替代人类完成更多种类的工作。在工业制造领域，可以代替人类从事各类重复繁杂和危险系数高的工作，从而减少工伤事故的发生，提高员工的安全性和生产效率。在服务领域，人形机器人的大规模应用能够解放人类，摆脱繁重的劳动，享受更美好的生活。n 创造新的高质量工作机会。人形机器人产业链条长，涉及各种高性能零部件制造、智能化软件研发、机器人维修、机器人训练等多个环节，2024年两会中提出要加快发展新质生产力被列为2024年的首项工作任务，人形机器人作为新兴产业之一或将得到相应政策支持，未来人形机器人的发展有望创造大量的高质量就业机会。图：人形机器人从事各类装配工作图：智能机器人产业图谱 请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明101.3、人 形 机 器 人 痛 点：硬 件 成 本 高资 料 来 源：希 迈 汽 车 底 盘 公 众 号，新 战 略 咨 询，高 工 移 动 机 器 人 公 众 号，电 子 发 烧 友 网 公 众 号，国 海 证 券 研 究 所n 硬件成本高导致人形机器人价格居高不下。设计复杂，零部件数量多。人形机器人按照复杂的人体结构进行设计，从大脑、关节、躯干等部分涉及大量零部件，累计在一起造成机器人整体成本较高。尚未平台化，定制成本高。人形机器人处于发展初期，尚未实现平台化，部分零部件的结构和产线需要进行专门定制，无法通过规模效应摊薄固定成本，初期单个零部件制造成本会处于较高水平。表：各人形机器人公司代表产品及成本/售价（截至2 0 2 4 年1 月）研 发 团 队 代 表 产 品 现 有 成 本本田 A S I M O 约2 5 0 万美元N A S A、通用汽车 R o b o n a u t 2 约2 5 0 万美元波士顿动力 A t l a s 约2 0 0 万美元P A L R o b o t i c s T A L O S 约9 0 万欧元F i g u r e F i g u r e-0 1 1 0 万-2 0 万美元优必选 W a l k e r 1 0 万美元以下宇树 H 1 预计低于9 万美元小米 C y b e r O n e 6 0 万-7 0 万元特斯拉 O p t i m u s 约1 0 万美元A g i l i t y D i g i t 低于2 5 万美元智元 远征A 1/追觅 追觅通用人形机器人/请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明111.3、人 形 机 器 人 痛 点：非 结 构 化 场 景资 料 来 源：工 信 头 条 公 众 号，智 东 西 公 众 号，机 器 之 心 公 众 号，太 平 洋 汽 车 公 众 号，国 海 证 券 研 究 所n 目前人形机器人存在场景适应性的问题，如：无法适应复杂环境或环境变化：机器人往往会出现因严格遵循固定的程序，不能灵活应对突发情况的事件，各类复杂环境对机器人正常工作的挑战性较大，且环境变化后，用户无法通过简单操作实现场景适配；智能化程度低：传感器将眼前物体的信息传输给机器人，大脑则负责筛选并分辨信息从而输出正确的决策信号，智能化程度低会导致机器人无法分辨眼前各种各样的物体导致无法工作，甚至输出错误决策；人机交互问题：人形机器人作为与人类进行交互的工具，需要具备良好的人机交互能力，但目前来看，人形机器人与人之间的交互效率不高，且互动过于单一，难以应对过于复杂的交互。图：人形机器人识别植物并浇水 图：人形机器人和人类下棋 请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明121.4、人 形 机 器 人 驱 动 因 素：成 熟 国 产 汽 车 供 应 链资 料 来 源：太 平 洋 汽 车 网，车 东 西 百 度 号，中 国 机 器 人 网，特 斯 拉 官 网，wind，国 海 证 券 研 究 所n 特斯拉国产化历程:特斯拉上海工厂建设至今已经历时5年：2019年1月，特斯拉上海超级工厂举行奠基仪式，开始破土动工；2019年10月，特斯拉超级工厂正式投产，开始生产国产model3；2021年1月，特斯拉超级工厂开始生产国产modelY；2023年7月，特斯拉上海工厂第100万台量产ModelY下线；2024年1月，特斯拉发布2023年财报：2023年实现全球销量180.9万辆，同比+38%。n 特斯拉成熟的国产汽车供应链。我们认为，近年来新能源车引发汽车新一轮技术革命，相较于传统燃油车，电动化产业链具有全新的工艺技术和商业模式，一定程度上缩短了国际tier和国内汽零厂商的差距。此外，国产零部件厂商具备人工成本低、快速响应等优势，因此特斯拉上海工厂更愿意采用本土的供应链体系，经过4年（2019-2024年）的生产特斯拉在国内已经形成了一套自上而下的成熟供应链体系。据我们分析，汽车供应链和人形机器人供应链的部分产品底层技术同源，未来特斯拉有望将汽车产业链复制至机器人端，实现国产化降本。图：特斯拉M o d e l 3 国产供应链表：特斯拉汽车国产化重要节点时 间 事 件2 0 1 9 年1 月特斯拉上海超级工厂举行奠基仪式，开始破土动工2 0 1 9 年1 0 月特斯拉超级工厂正式投产，开始生产国产m o d e l 32 0 2 1 年1 月 特斯拉超级工厂开始生产国产m o d e l Y2 0 2 3 年7 月特斯拉上海工厂第1 0 0 万台量产M o d e l Y 下线2 0 2 4 年1 月特斯拉发布2 0 2 3 年财报：2 0 2 3 年实现全球销量1 8 0.9 万辆，同比+3 8%请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明131.4、人 形 机 器 人 驱 动 因 素：AI大模型赋能人形机器人通用化资 料 来 源：智 能 机 器 人 技 术 产 业 发 展 白 皮 书（2023 版）工 业 互 联 网 产 业 联 盟n 人形机器人的主要特点是智能化，即自主感知、学习和决策的能力，智能级别通常分为L0到L4五个等级：L0：无智能。机器人完全依赖预设的程序和指令执行任务，没有自主学习和适应能力，完全依赖人为操纵。L1：基础智能。机器人具备一定的自主学习能力，可以接受预编程的程序控制，可以识别简单的环境和任务，但决策能力有限。L2：中等智能。机器人具有较高的自主学习能力，可以适应复杂的环境和任务，能够自主按程序运行，但在关键时刻仍需要人类干预。L3：高度智能。机器人具有很强的自主学习和决策能力，能在复杂环境中执行任务，在特定条件下具备自适应能力，但无法持续自学习、自优化，在某些情况下仍需要人类辅助。L4：超级智能。机器人具有极高的自主学习和决策能力，能在极端复杂的环境中执行任务，完全替代人类。n 机器人智能化阶段：L3 L4。目前市面上的智能机器人大多处于L1到L3级别，随着技术的不断发展当前机器人智能级别处在L3向L4进化的关键阶段。图：机器人智能等级发展脉络图 请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明141.4、人 形 机 器 人 驱 动 因 素：A I 大 模 型赋能人形机器人通用化资料来源：全球TMT百度号，AI前线公众号，新智元公众号，和讯网百度号，国海证券研究所n OpenAI入局人形机器人。2024年2月29日，OpenAI与Figure签署合作协议，为Figure仿人机器人开发下一代人工智能模型。3月13日晚，Figure公司联合创始人兼CEO Brett Adcock在自己的X账户上发布一段视频，展示其的全尺寸人形机器人Figure01，Figure01通过AI大模型的使用，可完成与人的完整对话，人机交互能力显著提升，比以往各类人形机器人更多展示其运动操作能力。n AI大模型有望加速机器人产业化进程。我们认为本次AI大模型和机器人的成功结合证明了AI能提高人形机器人在视觉、语音、运动控制、决策等方面的能力，加强人形机器人与人类的交互体验。OpenAI布局人形机器人有望产生鲶鱼效应，推动其他供应商对AI机器人的推进，进而提高人形机器人智能化程度和通用性，打开应用场景，加速人形机器人产业化进程。图：Figure01 图：AI大模型拓展全新赛道 请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明151.5、商 业 巨 头 纷 纷 布 局 人 形 机 器 人资 料 来 源：重 庆 融 合 创 新 服 务 平 台 百 度 号，国 海 证 券 研 究 所n 机器人“玩家”研发步伐加速。特斯拉2021年8月提出布局人形机器人，产生鲶鱼效应，间接推动其他供应商加速人形机器人的研发，除特斯拉外，傅利叶、EngineeredArts、小米等“玩家”也陆续推出人形机器人产品。表：人形机器人主要“玩家”名 称 擎 天 柱G R-1A m e c a 铁 大（C y b e r O n e）图 示 厂 商 特 斯 拉 傅 利 叶 E n g i n e e r e d A r t s 小 米发 布 时 间 2 0 2 2 年 1 0 月 1 日 2 0 2 3 年 7 月 6 日 2 0 2 1 年 1 2 月 8 日 2 0 2 2 年 8 月 1 1 日身 高 1 7 3 c m 1 6 5 c m 1 8 7 c m 1 7 7 c m体 重 5 7 k g 5 5 k g 4 9 k g 5 2 k g自 由 度 2 8 个 4 0 个 4 4 个 2 1 个时 速 5 k m/h 5 k m/h 3.6 k m/h应 用 领 域 工 业、生 活 服 务 等 工 业、医 疗、科 研、生 活 服 务 等 娱 乐、生 活 服 务 等 生 活 服 务 等产 品 功 能完 成 行 走、上 下 楼 梯、下 蹲、拿 取 物 品等 动 作，也 已 经 具 备 了 保 护 自 身 和 周 围人 安 全 的 能 力有 高 度 仿 生 的 躯 干 构 型、拟 人 的 运 动 控 制，具备 快 速 行 走、敏 捷 避 障、稳 健 上 下 坡、抗 冲 击干 扰 等 运 动 功 能，结 合 认 知 智 能，能 够 与 人 协同 完 成 动 作外 表 逼 真，具 备 自 然 流 畅 的 交 互 能 力；可以 识 别 语 音、讲 多 种 语 言，还 可 以 通 过 面部 表 情 进 行 非 语 言 交 流具 有 高 情 商、可 感 知 人 类 情 绪，视 觉 敏 锐、可对 真 实 世 界 三 维 虚 拟 重 建，“小 脑”发 达、可实 现 双 足 运 动 姿 态 平 衡 请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明161.6、人 形 机 器 人 板 块 复 盘：大 盘 联 动 型 行 情 事 件 驱 动 型 行 情资 料 来 源：wind，人 民 资 讯 百 度 号，上 海 市 人 民 政 府 网，界 面 新 闻 百 度 号，光 明 日 报 百 度 号，商 务 部 新 闻 办 公 室，新 华 社，机 器 之 心公 众 号，TeslaOptimus 官 方 号，中 国 政 府 网，AI 前 线 公 众 号，国 海 证 券 研 究 所n 受各类事件催化，机器人板块走出独立行情。2022年1月2023年5月，大盘行情和国内经济、政策强关联，而机器人板块和大盘行情联动；2023年5月2024年3月，沪深300指数持续走弱；机器人板块受各类事件催化，开始走出自己的独立行情，板块走势和大盘的相关性减弱。n 我们认为由于各公司快速布局人形机器人领域，行业确定性持续增强，因此板块行情逐步由大盘联动型转变为事件驱动型。图：2 0 2 2-2 0 2 4 年人形机器人板块复盘（数据截止 2 0 2 4 年3 月2 9 日）300040005000600070008000900022/1 22/2 22/3 22/4 22/5 22/6 22/7 22/8 22/9 22/10 22/11 22/12 23/1 23/2 23/3 23/4 23/5 23/6 23/7 23/8 23/9 23/10 23/11 23/12 24/1 24/2 24/3机器人指数 沪深3002022年3月，上海因疫情封控2022年6月，上海解封2022年8月起，国内各地受疫情扰动2022年12月，疫情防控“新十条”发布2023年5月起，大盘开始走弱2023年5月，商务部部长王文涛会见特斯拉CEO马斯克2023年7月，世界人工智能大会在上海举办2023年9月，TeslaOptimus官方号在X平台上分享关于机器人新功能的视频2023年10月，工信部印发人形机器人创新发展指导意见2024年3月，Figure01视频发布 请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明171.6、特 斯 拉 引 领 人 形 机 器 人 热 潮，或 将 成 为 板 块 主 线资 料 来 源：机 器 之 心 公 众 号，新 华 社，特 斯 拉 官 网，国 海 证 券 研 究 所n 特斯拉率先布局人形机器人领域成为行业领军者。2021年8月，马斯克在AI DAY上首次提出TeslaBot的设想，经过两年的技术迭代，TeslaBot已经可以实现对物体进行分类、瑜伽、流畅抓取物体等功能。2024年1月，马斯克在业绩交流会上披露，特斯拉人形机器人即将于2025年实现交付。在机器人的发布、研发和量产方面，特斯拉均是行业领先水平。n 特斯拉机器人有望复制车端优势，或将成为板块主线。特斯拉是新能源车龙头，在车端已经展现出较强的制造能力和软件开发能力，未来或有望将该能力复制到机器人端，继续成为人形机器人界的头部“玩家”，因此我们认为特斯拉未来或将成为人形机器人板块行情的主线。表：特斯拉人形机器人重要节点时间 事件2021年8月 马斯克在特斯拉AIDAY上首次披露人形机器人（TeslaBot）的设想2022年10月 2022年特斯拉AIDAY上，Optimus人形机器人首次亮相2023年5月 经过半年多的研发测试，特斯拉Optimus具备了流畅行走和抓取物体的能力2023年7月 上海举办世界人工智能大会，特斯拉人形机器人亮相2023年9月特斯拉Optimus再次进化，可以自主对物体进行分类，亮点在于神经网络完全端到端训练：输入视频、输出控制。闲暇之余，它还能做瑜伽消遣。2023年12月 马斯克发布特斯拉二代人形机器人2024年1月 马斯克在2023年四季度业绩交流会提出2025年实现人形机器人部分交付 请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明181.6、人 形 机 器 人 板 块 未 来 展 望：特 斯 拉 机 器 人 主 线 驱 动+其 他 热 点 催 化资 料 来 源：深 圳 工 业 展 官 网，世 界 机 器 人 大 会，聚 展 网，搜 博 网，国 海 证 券 研 究 所n 2024年机器人板块主线执行器定点。2024年1月，马斯克在业绩交流会上披露，特斯拉人形机器人即将于2025年实现交付。我们以汽车产业类比机器人产业，在汽车行业某车型量产前1-2年，主机厂将提前向供应商发放定点，因此我们认为2024年特斯拉人形机器人有望向Tier1发放执行器定点，Tier1后续向上游零部件供应商发放定点，定点事件或将推升2024年机器人板块景气度。n 2024年人形机器人潜在催化事件较多。2024年除特斯拉人形机器人定点发放外，世界机器人大会、特斯拉AI DAY、海外机器人展会等相关事件仍值得期待，以上热点有望和特斯拉机器人执行器定点事件共同推升机器人板块行情。表：2 0 2 4 人形机器人催化事件时间 事件2024年3月28日-3月31日第二十四届深圳国际工业制造技术及设备展览会ITES，深圳国际会展中心（宝安）2024年8月2024年世界机器人大会（北京）博览会将于2024年8月21日-8月25日在北京举办2024年10月8日-10月10日 德国斯图加特机器人视觉展览会VISION2024年11月15日-11月16日 西班牙马德里机器人展览会Global Robot Expo2024年Q4 特斯拉人形机器人有望转入批量试生产阶段时间待定 达闼发布双足机器人产品 请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明191.7、人 形 机 器 人 市 场 空 间 预 测资料来源：Stratistics Market Research Consulting，国海证券研究所n 2022-2030年全球人形机器人CAGR有望达到63%。根据Stratistics Market Research Consulting数据预测，2022全球人形机器人市场规模为14亿美元，2030年有望达到704亿美元，CAGR=63%，其中国内市场从2022年的2.5亿美元增长至2030年的105亿美元，CAGR=59.4%。图：全球人形机器人及各环节市场规模预测图：国内人形机器人及各环节市场规模预测注：假设全球和国内人形机器人市场规模每年增速保持不变，全球和国内市场规模增速分别为63%和59%预测机构：Stratistics Market Research Consulting预测机构：Stratistics Market Research Consulting1 47 0 401 0 02 0 03 0 04 0 05 0 06 0 07 0 08 0 02 0 2 2 E 2 0 2 3 E 2 0 2 4 E 2 0 2 5 E 2 0 2 6 E 2 0 2 7 E 2 0 2 8 E 2 0 2 9 E 2 0 3 0 E全 球 市 场 空 间（亿 美 元）C A G R=6 3%0.31 0.5024681 01 22 0 2 2 E 2 0 2 3 E 2 0 2 4 E 2 0 2 5 E 2 0 2 6 E 2 0 2 7 E 2 0 2 8 E 2 0 2 9 E 2 0 3 0 E国 内 市 场 空 间（亿 美 元）C A G R=5 9%请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明2002产业链各环节快速突破，国产替代大有可为 请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明21n 拆分来看，特斯拉人形机器人主要包括躯干、四肢和手部等结构。大脑：1TeslaSOCWi-Fi，LTEAudio。电池包：2.3kWh/52V集成电子模块和冷却系统。执行器：特斯拉人形机器人全身28个执行器（14个线性执行器+14个旋转执行器），旋转执行器=无框力矩电机+谐波减速器+扭矩传感器+编码器，直线执行器=无边框力矩电机+行星滚柱丝杠+力传感器+编码器。灵巧手：单只手掌6个执行器（空心杯电机），其中大拇指具有2个执行器，灵巧手=空心杯电机+小型行星减速箱+涡轮蜗杆+六维力矩传感器+编码器。2.1、机 器 人：特 斯 拉 人 形 机 器 人 架 构 拆 解资料来源：特斯拉2022AI DAY，国海证券研究所图：特斯拉人形机器人结构 图：特斯拉六种型号执行器（旋转+线性）肩部（旋转执行器*3*2）肘部（旋转执行器*1*2）腰髋部（旋转执行器*3*2）小腿（线性执行器*2*2）大臂（线性执行器*1*2）小臂（线性执行器*2*2）大腿（线性执行器*2*2）手部（空心杯电机*6*2）请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明22n 根 据 我 们 测 算，从 各 组 件 成 本 占 比 来 看：直 线 关 节（3 1%）、旋 转 关 节（2 4%）、手 部 关 节（2 3%）、智 能 硬 件（4%）、其 他（18%）。n 根 据 我 们 测 算，从 各 核 心 零 部 件 成 本 占 比 来 看：六 维 力 矩/扭 矩 传 感 器（2 3%）、丝 杠（1 5%）、无 框 电 机（1 2%）、谐 波 减 速 器（11%）、空心杯电机（9%）、IMU&编码器（4%）、芯片（3%）。注：以上文字及图表数据结果均由我们测算而来2.2、特 斯 拉 人 形 机 器 人 各 环 节 价 值 量 拆 分资料来源：爱采购，特斯拉2022AI DAY，佐思汽车研究公众号，国海证券研究所表：特斯拉人形机器人各环节成本分析（大规模量产后）部分 项目 项目数量（个）单价（元/个）单机价值量（元）占比旋转执行器无框力矩电机 14 600 8400 6.0%谐波减速器 14 800 11200 8.0%轴承 14 100 1400 1.0%力矩传感器 14 800 11200 8.0%编码器 14 100 1400 1.0%小计 14 2400 33600 24.0%直线执行器无框力矩电机 14 600 8400 6.0%行星滚柱丝杠 14 1500 21000 15.0%轴承 14 100 1400 1.0%力矩传感器 14 800 11200 8.0%编码器 14 100 1400 1.0%小计 14 3100 43400 31.0%手部关节总成空心杯电机 12 1000 12000 8.6%小型行星减速箱 12 400 4800 3.4%蜗轮蜗杆 12 300 3600 2.6%六维力矩传感器 2 5000 10000 7.1%编码器 12 100 1200 0.9%小计 2 15800 31600 22.6%智能硬件摄像头 3 200 600 0.4%IMU 1 1500 1500 1.1%FSD芯片 1 4000 4000 2.9%小计 1 6100 6100 4.4%其他 1 20000 25300 18.1%合计成本 140000 100.0%请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明23n 定义：行星滚柱丝杠是一种通过螺母、滚柱、丝杆等零部件将旋转运动转换为直线运动的机构。n 组成结构：标准滚柱丝杠（PRS）主要由几个关键组件构成：丝杆、滚柱、螺母三个主要部件以及直齿、内齿圈、滚柱保持架和弹簧挡圈等辅助部件。其中，丝杆设计为牙型角90的多头螺纹；滚柱则是具有相同牙型角的单头螺纹设计；螺母内部具备与丝杠头数和牙型相匹配的内螺纹。n 工作原理：由电机带动旋转的丝杠利用摩擦转矩驱动滚柱转动，继而将丝杠的回转运动转换为螺母的直线往复运动。图：行星滚柱丝杠结构示意图2.3、丝 杠：将 旋 转 运 动 转 换 为 直 线 运 动 的 机 构资料来源：精密行星滚柱丝杠的传动特性李凯等图：行星滚柱丝杠实物图 请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明24n 根据滚柱丝杠结构组成及运动关系的不同，可以分为标准式、反向式、循环式、差动式、轴承环式5种类型，其中标准式行星滚柱丝杠是目前应用最广泛的类型，其他的4种类型均是为了适应于不同的应用环境而在其基础上演变而来，其中反向行星滚柱丝杠由于可将螺母作为电子转子实现电机丝杠一体化，具备重量轻结构紧凑等优点，未来有望应用于人形机器人领域。2.3、丝 杠：反 向 滚 柱 丝 杠 重 量 轻 结 构 紧 凑，未 来 有 望 应 用 于 人 形 机 器 人资料来源：行星滚柱丝杠传动精度分析与设计柯浩，国海证券研究所表：行星滚柱丝杠主要类型及各自特点行 星 滚 柱 丝 杠 类 型 结 构 应 用 领 域 结 构 图标准式其中丝杠、螺母为三角形多头螺纹，滚柱为具有一定螺旋升角的球形单头螺纹，并在其两端加工有直齿，内齿圈固定在螺母两端并与滚柱两端的直齿轮啮合。一般情况下，丝杠为主动件，螺母为输出构件，能够实现较大行程，适用于环境恶劣、高负载、高速等场合，主要应用于精密机床、机器人、军工装备等领域，是目前应用最广泛的类型。反向式其结构形式与标准式类似，不同在于其没有内齿圈，丝杠两端加工有直齿与滚柱两端的齿轮啮合，且螺母作为主动件，其长度比标准式的大得多。一般情况下，反向式行星滚柱丝杠的螺母为主动件，丝杠为输出构件，滚柱、丝杠之间无相对轴向位移，其主要用于中小负载、小行程和高速的应用场景，其优势在于可将其螺母作为电机转子实现电机和丝杠一体化设计，形成结构紧凑的一体式机电作动器（C-E M A），C-E M A 可替代传统液压、气压伺服作动系统用于航空、航天、船舶、电力等领域。循环式相比于标准式，其去掉了内齿圈，增加了凸轮环结构，其功能类似于滚珠丝杠的返回器，目的是为了让滚柱在螺母内旋转一周后回到初始位置，另外其滚柱上无螺纹、齿轮结构，为环槽状，环槽间距与丝杠、螺母的螺纹匹配，其安装在具有凹槽结构的保持架上。增加了参与啮合的螺纹数量，因此具有较高的刚度和较大的承载能力，主要应用于要求高刚度、高承载、高精度的场合，如医疗器械、光学精密仪器等领域。差动式与标准式相比，其去掉了内齿圈，滚柱上也没有齿轮段。其滚柱、螺母均为环槽结构，且滚柱的环槽分为多段，其中小中径段与螺母啮合，大中径段与丝杠啮合。差动式行星滚柱丝杠的结构特点使其可以获得更小的导程，适用于传动比较大，承载能力较高的应用场合。轴承环式轴其滚柱与循环式相同，为环槽结构，相比于标准式，其螺母上去掉了内齿圈，增加了壳体、端盖及推力圆柱滚子轴承等部件。轴承环式行星滚柱丝杠上的推力圆柱滚子轴承大大提高了其承载能力，同时也减小了各构件间的磨损，增大了传动效率，其主要适用于高承载、高效率等场合，如石油化工、重型机械等领域。请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明25n 行星滚柱丝杠制造壁垒：核心壁垒在于螺母内螺纹加工。滚柱丝杠零部件中加工难度较大零件是丝杠、滚柱、螺母及内齿圈，其中螺母壁薄容易损坏，再加上螺纹位于内部导致砂轮磨削时需要保持一定倾角，对稳定性要求较高，因此内螺纹加工是整个工艺流程中壁垒最高的环节。n 磨床是丝杠制造的核心设备。主要系行星滚柱丝杠工艺流程主要为车、铣、磨三种加工工序，分别对应设备为车床、铣床、磨床，由于磨削直接影响到产品的加工精度、表面质量及生产效率，因此磨床是丝杠制造过程中的核心设备。图：行星滚柱丝杠工艺流程图（丝杆）2.3、丝 杠：核 心 壁 垒 在 于 螺 母 内 螺 纹 加 工，磨 床 是 丝 杠 制 造 的 核 心 设 备资料来源：精密行星滚柱丝杠副工艺制造与传动性能研究郑伟图：行星滚柱丝杠工艺流程图（螺母）图：行星滚柱丝杠工艺流程图（滚柱）请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明26n 定义：减速器在机械传动领域是连接动力源和执行机构之间的中间装置，是一种动力传达机构，其利用齿轮的速度转换器，将电机的回转数减到所需的回转数，并得到较大转矩的装置，从而降低转速，增加转矩。n 机器人减速器主要分为谐波、RV、行星三种类型。按照控制精度划分，减速器可分为一般传动减速器和精密减速器。一般传动减速器控制精度低，可满足机械设备基本的动力传动需求。精密减速器回程间隙小、精度较高、使用寿命长，更加可靠稳定，应用于机器人、数控机床等高端领域。精密减速器种类较多，主流包括谐波减速器、RV减速器、精密行星减速器等。2.4、减 速 器：机 器 人“关 节”，分 谐 波、R V、行 星 三 种 主 流 类 型资料来源：工业机器人精密减速器的应用及现状熊嘉豪，工业机器人领域精密减速器的选用与安装分析王钰，工业机器人用精密减速器研究现状林江海，今日减速机公众号，恩凯亿公众号，绿的谐波招股说明书，国海证券研究所表：机器人不同种类减速器性能参数对比 谐 波 减 速 器 行 星 减 速 器 R V 减 速 器图示 原理其工作原理通常采用波发生器主动、刚轮固定、柔轮输出形式，当波发生器连续转动时，迫使柔轮不断产生变形并产生了错齿运动，从而实现波发生器与柔轮的运动传递行星减速器中均匀分布在四周的圆柱齿轮在内齿轮和外齿轮之间围绕一个同心圆做运动，圆柱、齿轮的循环运动类似于太阳系中的行星运行轨迹渐开线行星齿轮与曲柄轴连接成一起，作为摆线针轮传动部分的输入，曲柄轴带动摆线轮作偏心运动结构主要由带有内齿圈的刚性齿轮（刚轮）、带有外齿圈的柔性齿轮（柔轮）、波发生器三个基本构件组成一个太阳轮和多个行星轮 由一个行星齿轮减速机的前级和一个摆线针轮减速机的后级组成特点重量轻、体积小的优点，同时具备承载力大、传动比高、效率高、同轴性好、回差小，也可以向密闭的空间进行动力传递体积小、传
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