（報(bào)告出品方/作者：國(guó)泰君安證券，徐喬威、張?jiān)剑?/p>

傳統(tǒng)機(jī)器人逐漸發(fā)展成型，痛點(diǎn)在于不智能、通用性差

在人形機(jī)器人之前，傳統(tǒng)機(jī)器人逐漸發(fā)展成型。中國(guó)電子工業(yè)學(xué)會(huì)根據(jù) 用途將機(jī)器人劃分為工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)器人三類(lèi)。其中， 1）工業(yè)機(jī)器人是廣泛用于工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器 裝置，可依靠自身的動(dòng)力能源和控制能力實(shí)現(xiàn)各種工業(yè)加工制造功能； 2）服務(wù)機(jī)器人是除工業(yè)機(jī)器人以外的、用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類(lèi)的各 種先進(jìn)機(jī)器人的統(tǒng)稱(chēng)，根據(jù)細(xì)分應(yīng)用場(chǎng)景又可分為家用服務(wù)機(jī)器人和專(zhuān) 業(yè)服務(wù)機(jī)器人；3）特種機(jī)器人在軍事、極限作業(yè)、應(yīng)急救援等領(lǐng)域可以 發(fā)揮巨大的作用。

傳統(tǒng)機(jī)器人與工業(yè)、服務(wù)業(yè)行業(yè)增速相關(guān)度較高，未來(lái)增速可觀。從整 體趨勢(shì)上看，傳統(tǒng)機(jī)器人受制于 2019 年全球貿(mào)易摩擦升級(jí)、2022 年新 冠疫情反復(fù)的影響，增速有所放緩，其余年份增速較好，后續(xù)增速未來(lái) 可期。分類(lèi)型來(lái)看：預(yù)計(jì) 2021 年全球機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 335.8 億美元 （約合 2247 億元人民幣）。其中，工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)器 人市場(chǎng)規(guī)模分別約為 144.9 億美元、125.2 億美元、65.7 億美元，占比分 別為 43%、37%、20%。預(yù)計(jì)到 2023 年全球機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模將突破 477 億美元，服務(wù)機(jī)器人將成為增速最快的機(jī)器人細(xì)分類(lèi)別。 傳統(tǒng)機(jī)器人行業(yè)發(fā)展的痛點(diǎn)在于不智能、不通用。不智能主要體現(xiàn)在傳 統(tǒng)機(jī)器人不能像人一樣感知和思考，痛點(diǎn)在于關(guān)鍵算法尚未突破；不通 用體現(xiàn)在需求場(chǎng)景應(yīng)用受限，“清潔機(jī)器人”、“物流機(jī)器人”、“軍事機(jī)器 人”等概念具有明確的功能屬性。

人形機(jī)器人為新型賽道，AI 賦能下迎來(lái)重大邊際變化

人形機(jī)器人通常指模仿人類(lèi)物理形態(tài)以及具體行為的智能機(jī)器人。人們 可以對(duì)人形機(jī)器人進(jìn)行指令控制，使其與人互動(dòng)并執(zhí)行需要像人一樣靈 巧而智能的任務(wù)。相比于傳統(tǒng)機(jī)器人，人形機(jī)器人的核心突破在于人機(jī) 交互，即能夠聽(tīng)懂人的語(yǔ)言指令并進(jìn)行分析推斷以及決策執(zhí)行。 “具身智能”的機(jī)器人是人工智能的終極形態(tài)。英偉達(dá)CEO指出，人工 智能的下一個(gè)浪潮是具身智能（Embodied AI）。具身智能指的就是能夠 感知并理解周邊環(huán)境，通過(guò)自主學(xué)習(xí)完成任務(wù)的智能體。我們預(yù)計(jì)目前 快速發(fā)展的自然語(yǔ)言大模型將會(huì)對(duì)“具身 AI”的研發(fā)有極大的推動(dòng)作用， 進(jìn)而催化人形機(jī)器人應(yīng)用落地。

人形機(jī)器人的核心突破需具備三個(gè)因素。人形機(jī)器人具備以下三個(gè)因素， 使其和傳統(tǒng)機(jī)器人有本質(zhì)區(qū)別：1）像人一樣有大腦；2）像人一樣有完 整的軀干；3）大腦能對(duì)身上各部位各器官進(jìn)行控制。三者分別對(duì)應(yīng)：AI 大模型（交互模塊）、視覺(jué)傳感及感應(yīng)器等（感知模塊）、電機(jī)執(zhí)行器（運(yùn) 動(dòng)控制模塊）。

AI 賦能集中在交互模塊。2023 年以來(lái)，ChatGPT 的問(wèn)世被譽(yù)為人 工智能的奇點(diǎn)時(shí)刻。在 AI 浪潮下，機(jī)器人人機(jī)交互的能力得到大幅 提升。通過(guò)引入多模態(tài)輸入，可以增強(qiáng)模型對(duì)于現(xiàn)實(shí)對(duì)象的理解， 從而幫助其更好地處理具身推理任務(wù)。其中，微軟團(tuán)隊(duì)于 2023年 2月發(fā)布《Chat GPT for Robotics:Design Principles and Model Abilities》， 研究人員展示了多個(gè) ChatGPT 解決機(jī)器人難題的案例。持續(xù)迭代的 大模型將進(jìn)一步提升人機(jī)交互能力，從而加速人形機(jī)器人的落地。

感知模塊復(fù)用汽車(chē) FSD系統(tǒng)，視覺(jué)感知方案強(qiáng)大。特斯拉人形機(jī)器 人主要通過(guò)視覺(jué)傳感的方式，不涉及激光雷達(dá)。其背后的系統(tǒng)算法 與新能源車(chē)形成協(xié)同，具有技術(shù)一致性。具體而言，特斯拉車(chē)端打 造 FSD 和 Dojo，人形機(jī)器人的視覺(jué)識(shí)別、場(chǎng)景構(gòu)建等均采用 FSD 相同的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)技術(shù)，利用深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)分析、Dojo 訓(xùn)練、 自動(dòng)標(biāo)記等算法，Dojo 的巨大算力可提供云端訓(xùn)練支持。其中，特 斯拉改進(jìn)的 Occupancy Network 模型，從運(yùn)算效率到成本控制方面 均優(yōu)于激光雷達(dá)方案。

運(yùn)控模塊采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式。特斯拉人形機(jī)器人主要采用電機(jī)驅(qū)動(dòng) 的傳統(tǒng)方式，并結(jié)合利用微齒輪諧波減速器與絲杠。相比于液壓驅(qū) 動(dòng)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)勢(shì)在于精度高、精密控制與成本低。此外，特斯 拉尤為重視靈巧手環(huán)節(jié)。為了實(shí)現(xiàn)更為精密、復(fù)雜的動(dòng)作，配置靈 巧手是人形機(jī)器人的未來(lái)趨勢(shì)。其核心在于大力矩以及對(duì)于力和位 移的感知能力。而要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，則需借助深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)，使得機(jī) 器人從反復(fù)試驗(yàn)中學(xué)習(xí)迭代。這一過(guò)程可能需要上億次的訓(xùn)練。

產(chǎn)品迭代由來(lái)已久，看好特斯拉實(shí)現(xiàn)人形機(jī)器人夢(mèng)想

回顧歷史：人形機(jī)器人技術(shù)不斷迭代，產(chǎn)品推陳出新，大致可以劃分為 以下三個(gè)階段：

第一階段：基本功能實(shí)現(xiàn)階段（2000 年以前）。人形機(jī)器人旨在模仿人 類(lèi)動(dòng)作、融入人類(lèi)生活。從 1973 年第一臺(tái)人形機(jī)器人面世至今，人形機(jī) 器人在模仿人類(lèi)特征方面碩果累累。2000 年以前，人形機(jī)器人已實(shí)現(xiàn)行 走、抓握等基本動(dòng)作。

第二階段：基本功能完善階段（2000 年-2015 年）。在此期間人形機(jī)的基 本功能得到完善，實(shí)現(xiàn)了跑步、人機(jī)交互、簡(jiǎn)單的與人溝通、協(xié)助人類(lèi) 完成體力勞動(dòng)及科研工作。

第三階段：下游應(yīng)用探索階段（2015 年至今）。根據(jù) 2015 年至今人形機(jī) 器人的應(yīng)用市場(chǎng)，目前人形機(jī)器人主要應(yīng)用于協(xié)助科學(xué)研究、個(gè)人護(hù)理、 教育、社交等領(lǐng)域，部分機(jī)型已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。我們認(rèn)為當(dāng)前國(guó)內(nèi)外人形 機(jī)器人的發(fā)展已經(jīng)取得一定突破，然而成本高昂、缺乏實(shí)用性和商業(yè)化 應(yīng)用似乎成為了人形機(jī)器人發(fā)展的重要阻礙。

未來(lái)趨勢(shì) 1：從目前開(kāi)發(fā)的人形機(jī)器人進(jìn)展及對(duì)比中我們不難發(fā)現(xiàn)，在 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)上，人形機(jī)器人一致以外形向人類(lèi)細(xì)部特征靠攏，功能具 備真實(shí)人類(lèi)運(yùn)動(dòng)、靈活、環(huán)境判斷能力為主。

未來(lái)趨勢(shì) 2：人形機(jī)器人成本及售價(jià)呈下降趨勢(shì)。伴隨人形機(jī)器人技術(shù) 的發(fā)展，為迎合市場(chǎng)應(yīng)用及商業(yè)化的需求，售價(jià)也從數(shù)百美元降至數(shù)萬(wàn) 歐元，主要原因在于核心零部件成本降低。

重磅玩家入局，看好特斯拉人形機(jī)器人夢(mèng)想。特斯拉于 2023 年 5 月 17 日視頻展示的機(jī)器人進(jìn)展超預(yù)期，以及 100 億臺(tái)的遠(yuǎn)期目標(biāo)超預(yù)期（此 前為 100 萬(wàn)臺(tái)）。我們看好特斯拉做成人形機(jī)器人的原因有三： 1）技術(shù)和供應(yīng)鏈可復(fù)用和遷移。其中，未來(lái)人形機(jī)器人的視覺(jué)識(shí)別、場(chǎng) 景構(gòu)建等都采用了和汽車(chē) FSD 相同的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)技術(shù)；人形機(jī)器人零 部件價(jià)值量占比高，可共用其成熟的汽車(chē)供應(yīng)鏈； 2）降本效應(yīng)可期。特斯拉規(guī)模化降本能力已在車(chē)端得到驗(yàn)證，據(jù)測(cè)算特 斯拉汽車(chē)銷(xiāo)量達(dá) 37 萬(wàn)輛時(shí)開(kāi)始盈利，同時(shí)從 2017-2021 年，單車(chē)固定成 本、可變成本等持續(xù)下降，規(guī)模效應(yīng)顯著。從決心上看，ASIMO 單臺(tái)成 本為 250 萬(wàn)美元，而特斯拉人形機(jī)器人直接將目標(biāo)價(jià)格控制在 2 萬(wàn)美元。 3）迭代速度與進(jìn)展可期。2021 年特斯拉首次公布人形機(jī)器人項(xiàng)目計(jì)劃 Tesla Bot（也稱(chēng)為 Optimus）；時(shí)隔一年，特斯拉便在 2022 AI DAY 上展 示了最新一代原型機(jī)，此次展示的機(jī)器人已經(jīng)具備行走、搬運(yùn)、識(shí)別物 品、澆花等基本能力；而在 2023 年 5 月，Optimus 人形機(jī)器人已經(jīng)可以 到處走動(dòng)、進(jìn)行擰螺絲、單腿原地跳躍、靈活抓取等精細(xì)化工作。 我們認(rèn)為，特斯拉等重磅玩家的入局，使得人形機(jī)器人賽道從曇花一現(xiàn) 逐漸變成產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)。在特斯拉的穩(wěn)步推進(jìn)下，其他科技企業(yè)也將快速跟 進(jìn)，人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)有望加速發(fā)展。

產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)明確可期，長(zhǎng)期市場(chǎng)空間廣闊

行業(yè)滲透率提升的關(guān)鍵在于技術(shù)迭代與降本驅(qū)動(dòng)

乘技術(shù)迭代之風(fēng)，擁抱 AI 新時(shí)代

人形機(jī)器人的迭代順應(yīng)了人口老齡化與勞動(dòng)力成本激增的需要。我們認(rèn) 為：人口老齡化給社會(huì)生產(chǎn)帶來(lái)的弊端之一在于勞動(dòng)力成本的上升以及 全要素生產(chǎn)率的下降。從生產(chǎn)資料角度出發(fā)的解決方案便在于，以 AI 人 工智能為抓手，通過(guò)新科技革命帶動(dòng)生產(chǎn)效率提升。在此背景下，人形 機(jī)器人發(fā)展的內(nèi)在邏輯在于對(duì)勞動(dòng)力的適量替代。 人形機(jī)器人有助于解決制造業(yè)勞動(dòng)力短缺與老齡人口護(hù)理等問(wèn)題。根據(jù) 高盛測(cè)算數(shù)據(jù)，如果人形機(jī)器人每天工作量達(dá)到 8 小時(shí)，那么到 2030 年 將填補(bǔ)美國(guó)制造業(yè)勞動(dòng)力短缺的缺口；如果人形機(jī)器人每天工作量達(dá)到 8 小時(shí)，那么到 2035 年將填補(bǔ)全球老年人護(hù)理短缺的缺口。因此，我們 推斷：人形機(jī)器人或?qū)⒃跉W美等高人力成本國(guó)家率先滲透。

人形機(jī)器人為搭載 AI 的絕佳載體。在硬件端，人形機(jī)器人搭載 AI 能夠 豐富 AI 的表達(dá)方式。根據(jù)恐怖谷假說(shuō)，中等偏上程度的仿真是最受歡 迎的（即 70%-90%的相似度）。因此，具有適度仿真的人形機(jī)器人擁有 豐富的表情和實(shí)體動(dòng)作，將更受人們歡迎。

技術(shù)方案的迭代有助于人形機(jī)器人智能化水平的提升。在軟件端，谷歌 發(fā)布 5620 億參數(shù)的多模態(tài)視覺(jué)語(yǔ)言模型 PaLM-E，其將 PaLM-540B 語(yǔ) 言模型與 ViT-22B 視覺(jué)模型的結(jié)合，可以將聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)等多模態(tài)信息糅 合到一起對(duì)機(jī)器人進(jìn)行訓(xùn)練；微軟基于 NLP 大模型快速迭代，能夠大幅 提高機(jī)器人訓(xùn)練準(zhǔn)確度和速度；Meta 發(fā)布 SAM 模型（Segment Anything Model）和 DINOv2 視覺(jué)大模型，前者可對(duì)照片或視頻一鍵分割，后者可 勝任圖像特征提取工作，從而助力機(jī)器人在環(huán)境感知方面的能力提升。 我們認(rèn)為，AI 技術(shù)的迭代使得機(jī)器人智能化水平有望持續(xù)提升，并構(gòu)成 人形機(jī)器人在 C 端應(yīng)用的基礎(chǔ)。

降本后經(jīng)濟(jì)性提升，驅(qū)動(dòng)滲透率加速

對(duì)比現(xiàn)有機(jī)器人價(jià)格，阻礙滲透率提升的因素在于成本過(guò)高。歷史上人 形機(jī)的成本居高不下：ASIMO 機(jī)器人一臺(tái)造價(jià)在 300-400 萬(wàn)美金之間， 且只租不賣(mài)，而租用 ASIMO 一天需花費(fèi)約 200 萬(wàn)日元(約合 12 萬(wàn)人民 幣)；波士頓動(dòng)力的 Atlas 則算不上商業(yè)化產(chǎn)品，僅有 MIT 和港中文等高 校有公布拿到了 Atlas 產(chǎn)品；波士頓動(dòng)力旗下四足機(jī)器人在美國(guó)售價(jià)為 7.45 萬(wàn)美元，而一般仿人機(jī)器人比四足機(jī)器人的復(fù)雜度要高得多。因此， 要想讓人形機(jī)器人負(fù)擔(dān)得起并實(shí)現(xiàn)商業(yè)化落地，單位成本必須大幅下降。 距離 2萬(wàn)美金售價(jià)目標(biāo)仍有大幅降價(jià)空間。馬斯克表示，未來(lái)目標(biāo)是將 人形機(jī)器人的成本降至 2-3 萬(wàn)美元（約合 14-21 萬(wàn)元）。據(jù)優(yōu)必選，根據(jù) 量產(chǎn)規(guī)模不同，人形機(jī)器人降本進(jìn)程大致分為 3 個(gè)階段：1）千臺(tái)小批量 生產(chǎn)，降本 20%-30%至約 10 萬(wàn)美元；2）萬(wàn)臺(tái)量產(chǎn)級(jí)別，降本 50%至 5 萬(wàn)美元；3）百萬(wàn)臺(tái)大規(guī)模量產(chǎn)，降本 70%-80%至 2-3 萬(wàn)美元。

類(lèi)比電車(chē)行業(yè)，規(guī)模化生產(chǎn)后可實(shí)現(xiàn)明顯降本。我們認(rèn)為：降本工作主 要通過(guò)技術(shù)方案改進(jìn)、復(fù)用電車(chē)平臺(tái)減少投入以及量產(chǎn)帶來(lái)的規(guī)模效應(yīng) 等途徑實(shí)現(xiàn)。依托優(yōu)秀的供應(yīng)鏈能力，特斯拉在電車(chē)降本方面便已表現(xiàn) 出強(qiáng)勁的實(shí)力。2018 年當(dāng)特斯拉電動(dòng)車(chē)小幅放量，銷(xiāo)量達(dá)到 24.5 萬(wàn)輛 時(shí)，Model3 實(shí)現(xiàn)整車(chē)降本 30%；2022 年當(dāng)特斯拉電動(dòng)車(chē)滲透率進(jìn)一步 加速，銷(xiāo)量達(dá)到 131.4 萬(wàn)輛時(shí)，規(guī)模效應(yīng)更加凸顯，下一代汽車(chē)平臺(tái)實(shí) 現(xiàn)降本 50%。我們認(rèn)為，人形機(jī)器人的發(fā)展歷程可參考特斯拉電動(dòng)車(chē)， 兩者可能具有相似之處，在規(guī)模化生產(chǎn)后可實(shí)現(xiàn)明顯降本。

從環(huán)節(jié)上看，執(zhí)行系統(tǒng)（線性關(guān)節(jié)與靈巧手）降本空間最大。相較于工 業(yè)機(jī)器人，特斯拉機(jī)器人結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，活動(dòng)關(guān)節(jié)更多，自由度更高， 核心零部件占比份額更多。根據(jù)我們測(cè)算，人形機(jī)器人約 35%成本來(lái)自 執(zhí)行機(jī)構(gòu)、10%來(lái)自感知機(jī)構(gòu)、30%來(lái)自控制系統(tǒng)，剩余來(lái)自動(dòng)力系統(tǒng)、 熱管理、結(jié)構(gòu)件等。參考汽車(chē)，在量產(chǎn)成熟后特斯拉機(jī)器人業(yè)務(wù)毛利率 保持在 30%左右。在單臺(tái)特斯拉機(jī)器人售價(jià) 17-20 萬(wàn)元情況下，量產(chǎn)制 造成本在 12-14 萬(wàn)元左右。根據(jù)成本拆分，執(zhí)行機(jī)構(gòu)成本在 4.20~4.9 萬(wàn) 元。對(duì)標(biāo)目前市場(chǎng)價(jià)，執(zhí)行系統(tǒng)降本幅度和空間較大。

利好政策密集頻發(fā)，助力產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)演繹

利好政策賦能，提供大幅增長(zhǎng)空間。2023 年以來(lái)，國(guó)家先后出臺(tái)多項(xiàng)政 策，聚焦技術(shù)創(chuàng)新、具體應(yīng)用，鼓勵(lì)幫扶機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展，助力中國(guó)機(jī) 器人產(chǎn)業(yè)從“做大”到“做強(qiáng)”。在國(guó)家層面，工信部等十七部門(mén)提出《“機(jī)器人+”應(yīng)用行動(dòng)實(shí)施方案》，計(jì)劃制造業(yè)機(jī)器人密度較 2020 年實(shí)現(xiàn)翻 番；在地方層面，北京和深圳市政府相繼出臺(tái)政策，加速人形機(jī)器人產(chǎn) 品研制和推廣，開(kāi)展通用型具身智能機(jī)器人的研發(fā)和應(yīng)用，推動(dòng)整機(jī)產(chǎn) 品在不同典型場(chǎng)景的推廣應(yīng)用。

遠(yuǎn)期規(guī)劃宏大，市場(chǎng)藍(lán)海一片

人形機(jī)器人市場(chǎng)空間巨大。馬斯克在 23 年股東大會(huì)上花費(fèi)大量篇幅闡 述機(jī)器人，不僅展望和遐想了遠(yuǎn)期空間：未來(lái)人形機(jī)器人市場(chǎng)需求將達(dá) 到 100 億臺(tái)，對(duì)應(yīng)每人 1-2 臺(tái)的比例；甚至認(rèn)為特斯拉長(zhǎng)期價(jià)值是人形機(jī)器人給的，由此可見(jiàn)未來(lái)人形機(jī)器人市場(chǎng)空間廣闊。 人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈分為上游零部件、中游本體制造和下游應(yīng)用。人形機(jī) 器人產(chǎn)業(yè)鏈主要包括核心零部件、系統(tǒng)集成、整機(jī)制造等部分，其中上 游核心零部件包括控制系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)器視覺(jué)傳感器、關(guān)節(jié)減 速器、芯片等。中游主要為整機(jī)本體制造環(huán)節(jié)，下游應(yīng)用有家庭服務(wù)、 公共服務(wù)、醫(yī)療護(hù)理等。從模塊來(lái)看，產(chǎn)業(yè)鏈主要包含軟件端（環(huán)境感 知模塊、智能 AI 芯片模塊、操作系統(tǒng)模塊）和硬件端（運(yùn)動(dòng)控制模塊）。

已有部分玩家在人形機(jī)器人產(chǎn)品方面取得重大進(jìn)展。行業(yè)內(nèi)代表性人形 機(jī)器人產(chǎn)品包括特斯拉的 Optimus、波士頓動(dòng)力的 Altas。后者采用液壓 驅(qū)動(dòng)的方案，從而促成了優(yōu)異的運(yùn)動(dòng)性能、更好的承壓能力；前者采用 電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方案，從而促成了更低的生產(chǎn)和運(yùn)維成本，更利于商業(yè)化的 落地。國(guó)內(nèi)代表性產(chǎn)品還有小米的 CyberOne、優(yōu)必選的 WalkerX。其中， 精準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)能力是產(chǎn)品的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一。2023 年 6 月 14日， 騰訊通過(guò)將前沿的預(yù)訓(xùn)練 AI 模型和強(qiáng)化學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用至機(jī)器人控制 領(lǐng)域，從而讓機(jī)器狗 Max 的靈活性和自主決策能力得到大幅提升。

Tesla Bot 風(fēng)起，國(guó)產(chǎn)零部件起航

關(guān)節(jié)采用仿生學(xué)關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)，6 類(lèi)執(zhí)行器復(fù)用實(shí)現(xiàn)身體 28 個(gè)自由度（28 個(gè)執(zhí)行器）+手部 22 個(gè)自由度（12 個(gè)執(zhí)行器）。執(zhí)行器分為身體上及手 上的關(guān)鍵模組。以特斯拉 Optimus 為例，在身體上有 3 類(lèi)旋轉(zhuǎn)和 3 類(lèi)直 線執(zhí)行器，旋轉(zhuǎn)和線性（直線）執(zhí)行器各 14 個(gè)；靈巧手單手 11 個(gè)自由 度和 6 個(gè)執(zhí)行器，包括 6 個(gè)主動(dòng)自由度（大拇指 2 個(gè)，其余均 1 個(gè)） 和 5 個(gè)被動(dòng)自由度。

關(guān)節(jié)執(zhí)行器（又稱(chēng)關(guān)節(jié)模組）可分為三類(lèi)： 1）旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器：主要分布于關(guān)節(jié)連接處，例如肩膀、手肘、手腕、腰 部、胯部、膝蓋等。執(zhí)行器一般稱(chēng)為旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器或者環(huán)形執(zhí)行器，由 無(wú)框力矩電機(jī)、諧波減速器、力矩傳感器、編碼器、交叉滾子軸承和 向心止推滾珠軸承構(gòu)成。 2）線性執(zhí)行器：又叫直線執(zhí)行器，用在手臂、大腿等地方。線性執(zhí)行 器是由無(wú)框力矩電機(jī)、滾珠/行星滾珠絲杠、力矩傳感器、編碼器等構(gòu) 成。核心是把旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器中的諧波減速器換成了絲杠（包括滑動(dòng)和行 星滾珠絲杠）。 3）手部結(jié)構(gòu)：每個(gè)手有 6 個(gè)驅(qū)動(dòng)器，由空心杯電機(jī)、微型齒輪、驅(qū)動(dòng) 電路、信號(hào)電路、傳感器以及編碼器構(gòu)成（2 個(gè)絕對(duì)值編碼器、2 個(gè)溫 度傳感器、1 個(gè)力傳感器）。 在機(jī)電一體化關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)中：電機(jī)為驅(qū)動(dòng)裝置，減速器作為增加電機(jī)功 率的裝置與電機(jī)一同使用（提升轉(zhuǎn)矩），編碼器指示電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的位置/ 角度，傳動(dòng)裝置傳遞執(zhí)行器和減速器產(chǎn)生的動(dòng)力（不同部位的傳動(dòng)方 案有差異）。

電機(jī)：需求量與價(jià)值量較大的環(huán)節(jié)

電機(jī)是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的機(jī)電裝置，分類(lèi)方式眾多。電機(jī)有控制電 機(jī)與非控制電機(jī)之分，作為系統(tǒng)執(zhí)行部件，控制電機(jī)更側(cè)重扭矩、轉(zhuǎn)速、 位置輸出特性。在控制電機(jī)中，根據(jù)控制方法與用途的不同，可分為步 進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)、力矩電機(jī)（也叫直驅(qū)電機(jī)）等。伺服電機(jī)和步進(jìn)電 機(jī)是控制電機(jī)分類(lèi)下的主流產(chǎn)品。

伺服電機(jī)：精度較高，常使用于閉環(huán)伺服系統(tǒng)

伺服電機(jī)可以控制速度，位置精度非常準(zhǔn)確。內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū) 動(dòng)器形成電磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器 反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn) 動(dòng)的角度，伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度。 伺服電機(jī)在控制精度、過(guò)載能力、速度響應(yīng)等方面均優(yōu)于步進(jìn)電機(jī)，更 適用于通用自動(dòng)化和機(jī)器人領(lǐng)域。在數(shù)字控制的發(fā)展趨勢(shì)下，運(yùn)動(dòng)控制 系統(tǒng)中大多采用步進(jìn)電機(jī)或全數(shù)字式交流伺服電機(jī)作為執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。

伺服電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)。近年來(lái)，中國(guó)伺服電機(jī)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn) 持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，受益于下游產(chǎn)業(yè)工業(yè)機(jī)器人、電子制造設(shè)備等新興產(chǎn)業(yè) 市場(chǎng)增容的需求，將繼續(xù)保持較快的增長(zhǎng)速度。我國(guó)伺服電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模 從 2017 年的 116 億元增長(zhǎng)到 2021 年約 169 億元。經(jīng) MIR 估算，2023 年我國(guó)伺服電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至 197 億元。 伺服系統(tǒng)是能精確控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。主要由伺服驅(qū)動(dòng)器、 伺服電機(jī)和編碼器組成。使伺服系統(tǒng)是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸 出量，隨著輸入量的任意變化而變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)，是工業(yè)自動(dòng)化的 關(guān)鍵零部件，是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位、精準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)的必要途徑。

無(wú)框力矩電機(jī)：緊湊的無(wú)框架式永磁電機(jī)

無(wú)框力矩電機(jī)，是一種以輸出扭矩為衡量指標(biāo)的無(wú)框架式永磁電機(jī)。無(wú) 框電機(jī)不同于傳統(tǒng)的永磁電機(jī)，它只有轉(zhuǎn)子和定子 2 個(gè)部件，因而不再 受制于電機(jī)殼體外框的束縛，利用機(jī)器的自身軸承支撐轉(zhuǎn)子，將電機(jī)無(wú) 縫內(nèi)置于機(jī)器設(shè)計(jì)中。特點(diǎn)是效率高、安裝便捷，同等扭矩尺寸更小、 更輕量，能滿(mǎn)足協(xié)作機(jī)器人、人形機(jī)器人小型化、輕量化的要求。由于 人形機(jī)要求緊湊的尺寸，同時(shí)要求實(shí)現(xiàn)高功率和高轉(zhuǎn)矩，因此無(wú)框電機(jī) 應(yīng)用于機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器是必然。

無(wú)框力矩電機(jī)的核心優(yōu)勢(shì)是輸出力矩大、結(jié)構(gòu)緊湊，散熱性好。1949年 由美國(guó) Inland 電機(jī)公司（1960 年和科爾摩根光學(xué)公司合并為科爾摩根 公司）發(fā)明，用于早期導(dǎo)彈和空間飛行器的慣性制導(dǎo)系統(tǒng)上的傳動(dòng)萬(wàn)向 節(jié)。現(xiàn)在，無(wú)框電機(jī)的典型應(yīng)用包括機(jī)器人和機(jī)器人關(guān)節(jié)、武器站、傳 感器的萬(wàn)向節(jié)、瞄準(zhǔn)系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)推進(jìn)與導(dǎo)航、工廠自動(dòng)化設(shè)備等。 無(wú)框力矩電機(jī)主要玩家有科爾摩根、步科股份等。海外廠商科爾摩根、 Maxon、日本電產(chǎn)、Moog 電機(jī)位列全球無(wú)框電機(jī)市場(chǎng)第一梯隊(duì)，國(guó)內(nèi)供 應(yīng)商包括步科股份、昊志機(jī)電。其中，步科股份在磁路設(shè)計(jì)等方面壁壘 很高，已經(jīng)形成了完備的產(chǎn)品線，且通過(guò)集成商配套了國(guó)內(nèi)人形機(jī)廠商。

空心杯電機(jī)：直流永磁的伺服控制電機(jī)

空心杯電機(jī)本質(zhì)是直流永磁的伺服控制電機(jī)。其特點(diǎn)在于節(jié)能、體積小、 靈敏度高、便于控制。在結(jié)構(gòu)上突破了傳統(tǒng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式，采用 的是無(wú)鐵芯轉(zhuǎn)子，也叫空心杯型轉(zhuǎn)子。這種新穎的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)徹底消除了 由于鐵芯形成渦流而造成的電能損耗，具有非常高的傳動(dòng)效率。 目前空心杯電機(jī)主要用于醫(yī)療、機(jī)器人、光學(xué)、工程、自動(dòng)化等行業(yè)。 相比于傳統(tǒng)電機(jī)，空心杯電機(jī)能在更短時(shí)間內(nèi)響應(yīng)驅(qū)動(dòng)器指令，并能得到更高加速度，但對(duì)生產(chǎn)工藝要求更高，因而在高精度、高速響應(yīng)等場(chǎng) 景得到了廣泛應(yīng)用。

空心杯電機(jī)為藍(lán)海市場(chǎng)，全球空間廣闊。根據(jù) NTCysd 數(shù)據(jù)，全球空心 杯市場(chǎng)規(guī)模從 2020 年的 44 億增長(zhǎng)至 2022 年的 52 億元，到 2028 年將 達(dá) 84 億元，人形機(jī)器人的快速發(fā)展可能會(huì)大幅提升空心杯電機(jī)的市場(chǎng) 規(guī)模。此外，受益于較高的工藝壁壘，空心杯電機(jī)為藍(lán)海市場(chǎng)。無(wú)刷空 心杯電機(jī)生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)在線型設(shè)計(jì)和線圈繞制，在動(dòng)態(tài)過(guò)程中的排線 以及張力控制是核心難點(diǎn)。國(guó)外知名廠商 Faulhaber 和 maxon 均采用斜 繞組電樞杯，采用自動(dòng)化設(shè)備一次性繞制成型，具有較高的工藝要求（海 外繞線工藝處于保密狀態(tài)）。 大部分份額被外資廠商壟斷，壁壘較高。Maxon（瑞士）、Faulhaber （德 國(guó)）等國(guó)際知名廠商均已大量申請(qǐng)相關(guān)的專(zhuān)利技術(shù)。國(guó)內(nèi)主要電機(jī)廠商 如鳴志電器、鼎智科技（江蘇雷利）等主要占據(jù)中低端市場(chǎng)，產(chǎn)量規(guī)模 較大，但高端市場(chǎng)份額仍然較低。跟海外公司相比，國(guó)內(nèi)公司產(chǎn)品差距 主要在材料選用、本體設(shè)計(jì)、機(jī)電控制等；鳴志電器的優(yōu)勢(shì)在于價(jià)格低、 服務(wù)好、交貨周期更短。

減速器：高精度的關(guān)節(jié)傳動(dòng)，順應(yīng)柔性化趨勢(shì)

減速器的主要原理為通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)原動(dòng)機(jī)的減速和增矩。從 分類(lèi)來(lái)看，減速器可分為諧波減速器、RV 減速器與行星減速器。在人形機(jī)器人的演化歷程中：1）第一代產(chǎn)品采用 RV 和諧波減速器，且有用量 的演繹之爭(zhēng)；2）2022 年 10 月特斯拉公布旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)方案后，兩者不再演 繹，考慮精度和體積重量因素，使用 RV 減速器的可能性比較低；3）諧 波減速器扭矩小、剛性有限，在髖關(guān)節(jié)等不一定滿(mǎn)足需求；以及行星減 速器具有成本低、耐久性好、制造難度小等優(yōu)勢(shì)，因而被納入備選方案。 為了實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)及批量出貨，后續(xù)方案仍有變更調(diào)整的可能。

海內(nèi)外廠商各有所長(zhǎng)，交付和產(chǎn)能問(wèn)題系市場(chǎng)因素。對(duì)于國(guó)外廠商而言， 優(yōu)勢(shì)在于品牌和性能；對(duì)于國(guó)內(nèi)廠商而言，性能對(duì)應(yīng)國(guó)外廠商的 80%左 右，但在價(jià)格、交期方面明顯更優(yōu)。目前，行業(yè)發(fā)展的痛點(diǎn)在于大規(guī)模 交付能力。隨著應(yīng)用情境的增加以及人形機(jī)器人訂單的激增，產(chǎn)能建設(shè) 也將得到相應(yīng)地提升。

諧波減速器：國(guó)產(chǎn)廠商市占率提升明顯

諧波減速器：通過(guò)柔輪的彈性變形傳遞運(yùn)動(dòng)，主要由柔輪、剛輪、波發(fā) 生器三個(gè)核心零部件組成。與其他精密減速器相比，諧波減速器使用的 材料、體積及重量大幅度下降。工作原理是：當(dāng)輸入轉(zhuǎn)速大于輸出轉(zhuǎn)速 時(shí)，圓盤(pán)會(huì)因慣性而繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。此時(shí)曲柄通過(guò)齒輪將動(dòng)能傳遞給圓盤(pán)并 改變其運(yùn)動(dòng)方向。由于齒輪的齒形不同，從而實(shí)現(xiàn)減速的目的。 規(guī)模化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)與下游工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。諧 波減速器行業(yè)受益于政策與下游行業(yè)驅(qū)動(dòng)，預(yù)計(jì)全球市場(chǎng)規(guī)模從 2017 年 的 23 億元增長(zhǎng)至 2022 年的 29 億元，2025 年將達(dá)到 48.9 億元，22E-25E 的 CAGR 將達(dá)到 19.02%。分市場(chǎng)看，中國(guó)市場(chǎng)隨著工業(yè)機(jī)器人的放量 與國(guó)產(chǎn)替代趨勢(shì)加速，行業(yè)增速高于全球市場(chǎng)，22E-25E 的 CAGR 將達(dá) 到 23.57%。

日本廠商占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位，國(guó)產(chǎn)替代正在進(jìn)行。根據(jù)GGII 數(shù)據(jù)，2018 年國(guó)產(chǎn)減速器出貨量市場(chǎng)份額不足 30%，剩余市場(chǎng)份額則由外資品牌占 據(jù)。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2021 年日本著名精密減速機(jī)廠商哈默納 科市占率為 35.50%，緊隨其后的是國(guó)內(nèi)龍頭綠的諧波，市占率達(dá)到了 24.70%，相比 2020 年提升了 3.67pct。

RV 減速器：國(guó)產(chǎn)替代仍存在空間

RV 減速器：由行星齒輪減速器的前級(jí)和擺線針輪減速器的后級(jí)組成； 其剛性好、抗沖擊能力強(qiáng)、傳動(dòng)平穩(wěn)、精度高，適合中、重載荷的應(yīng)用， 但 RV 減速器需要傳遞很大的扭矩，承受很大的過(guò)載沖擊，保證預(yù)期的 工作壽命，因而在設(shè)計(jì)上使用了相對(duì)復(fù)雜的過(guò)定位結(jié)構(gòu)。 RV 減速器市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)較好。從行業(yè)需求來(lái)看，RV減速器的需求 可分為新增工業(yè)機(jī)器人需求與存量減速器更換需求。根據(jù) GGII 數(shù)據(jù)， 2022 年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人 RV 減速器與諧波減速器使用量分別為 45.94 萬(wàn) 臺(tái)與 63.96 萬(wàn)臺(tái)，RV 減速器使用數(shù)量整體小于諧波減速器。根據(jù) IFR 預(yù) 測(cè)，2025 年 RV 減速器中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到 60.2 億元，全球市場(chǎng)規(guī)模 將達(dá)到 99.3 億元。

競(jìng)爭(zhēng)格局上看，日本廠商納博特斯克具有絕對(duì)領(lǐng)先地位。全球超過(guò) 60% 的減速器市場(chǎng)份額被日本廠商占據(jù)，根據(jù) 2021 年數(shù)據(jù)，日本龍頭企業(yè)納博特斯克一家獨(dú)大，市占率 52%。國(guó)內(nèi)廠商市占率較低，主要參與者有 雙環(huán)傳動(dòng)、中大力德和秦川機(jī)床，2021 年市占率分別為 15%、4%、3%。

行星減速器：出口產(chǎn)品仍?xún)r(jià)值量較低

行星減速器：由行星輪、太陽(yáng)輪、內(nèi)齒圈三部分組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且傳動(dòng) 效率高，利用行星齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將電機(jī)（馬達(dá)）的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到 所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩。 行星減速器已實(shí)現(xiàn)大量出口但單臺(tái)價(jià)值量較低。根據(jù)智研咨詢(xún)數(shù)據(jù)， 2021 年中國(guó)進(jìn)口和出口行星齒輪減速器金額分別達(dá)到 3.7、3.8 億美元， 但從單臺(tái)均價(jià)上看，進(jìn)出口均價(jià)分別為 503.52、16.24 美元/臺(tái)，出口產(chǎn) 品價(jià)值量較低。根據(jù) QYResearch 預(yù)測(cè)，2022 年全球行星減速器市場(chǎng)規(guī) 模為 9.55 億美元，2029 年市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到 13.48 億美元，2023-2029 期間年復(fù)合增長(zhǎng)率（CAGR）為 5.02%。 行星減速器市場(chǎng)較為集中，頭部企業(yè)市占率差距不大。根據(jù)QYResearch 數(shù)據(jù)，2022 年全球前五大行星減速器廠商分別為賽威傳動(dòng)、紐卡特、威 騰斯坦、精銳科技和紐氏達(dá)特，CR5 為 52.74%。國(guó)內(nèi)本土企業(yè)有紐氏達(dá) 特、中大力德、新時(shí)達(dá)、國(guó)貿(mào)股份等。行業(yè)國(guó)產(chǎn)化進(jìn)度較好，產(chǎn)品性?xún)r(jià) 比較高。

傳統(tǒng)諧波減速器方案 VS新近行星減速器方案。Zhu, Taoyuanmin發(fā)布重 磅論文 Design of a Highly Dynamic Humanoid Robot,其導(dǎo)師 Dennis Hong 為 UCLA 機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室 RoMela 的創(chuàng)辦者。根據(jù)論文內(nèi)容：傳統(tǒng)方案為 諧波減速器+力矩傳感器，劣勢(shì)在于只能實(shí)現(xiàn)相對(duì)緩慢和靜止的運(yùn)動(dòng)。作 者希望從準(zhǔn)靜態(tài)且緩慢移動(dòng)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向更接近人類(lèi)行走和跑步的方式， 并提出了氣隙電機(jī)+行星減速器+連桿結(jié)構(gòu)的方案。其優(yōu)點(diǎn)在于不容易因 沖擊負(fù)載而損壞，更適合下半身關(guān)節(jié)。不同于將執(zhí)行器定位在關(guān)節(jié)上， 新近方案采用連桿來(lái)移動(dòng)執(zhí)行器的近端并將運(yùn)動(dòng)向下傳遞至實(shí)際關(guān)節(jié)。 在此情況下，行星減速器或構(gòu)成替代備選方案，且有低成本優(yōu)勢(shì)。以行 星減速器 300 元/個(gè)、諧波減速器 1000 元/個(gè)進(jìn)行測(cè)算，兩者價(jià)差為 2800 元/個(gè)機(jī)器人，對(duì)降本大有裨益。

絲杠：技術(shù)壁壘高的核心傳動(dòng)部件

絲杠，可分為滑動(dòng)絲杠、滾珠絲杠和行星滾柱絲杠。 1）滑動(dòng)絲杠：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但精度較差、屬于滑動(dòng)摩擦，造成容量損耗。傳 動(dòng)效率在 25%~40%。主要用于電梯、汽車(chē)等領(lǐng)域。 2）滾珠絲杠：屬于滾動(dòng)摩擦，效率較高、精度較高、高速、價(jià)格高，傳 動(dòng)效率 90%-99%。 3）行星滾柱絲杠：由主絲杠、滾柱、螺母、齒圈、法蘭盤(pán)等組成，可實(shí) 現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換，具有高負(fù)載、高精度、高可靠性等特 點(diǎn)，傳動(dòng)效率 75%~80%。主要壁壘在于設(shè)計(jì)專(zhuān)利與工藝 know-how，廣 泛應(yīng)用于機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人和航天航空等領(lǐng)域。

滾珠絲杠在自動(dòng)化系統(tǒng)中的主要作用是控制各種部件的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。例如， 在制造業(yè)中，自動(dòng)化系統(tǒng)可以將原材料和成品在生產(chǎn)線上進(jìn)行輸送和轉(zhuǎn) 移。滾珠絲杠可以使這些部件的運(yùn)動(dòng)快速、精確，從而提高生產(chǎn)效率和 質(zhì)量。 滾珠絲杠在機(jī)器人應(yīng)用方面的主要功能是控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。機(jī)器 人關(guān)節(jié)需要進(jìn)行精確的角度調(diào)節(jié)和定位，高精度滾珠絲杠能夠提供高精 度和高重復(fù)性的運(yùn)動(dòng)控制，保證機(jī)器人的動(dòng)作精度和穩(wěn)定性。例如，直 徑僅為 3.5 毫米的滾珠絲杠，可以推動(dòng)高達(dá) 500 磅的負(fù)載并執(zhí)行微米和亞微米范圍內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，以更好地模擬人體關(guān)節(jié)和手指。

目前在人形機(jī)中，我們認(rèn)為線性關(guān)節(jié)=力矩電機(jī)+滾珠絲杠較為主流，后 續(xù)關(guān)注滾珠絲杠在價(jià)格與性能上的突破催化。 行星滾柱絲杠性能極強(qiáng)但加工難度超預(yù)期，運(yùn)用于機(jī)器人下肢（大小腿）。 行星滾柱絲杠在工作時(shí)，絲杠作為動(dòng)力輸入端，只繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，螺 母通常與負(fù)載連接，只沿自身軸線移動(dòng)，滾柱在螺母和絲杠之間做行星 運(yùn)動(dòng)，并且與螺母相對(duì)軸向位移為零，與螺母一起沿軸向移動(dòng)。在周?chē)?行星布置了 6-12 個(gè)螺紋滾柱，有利于達(dá)到較高的導(dǎo)程精度，具有高承載、 高速旋轉(zhuǎn)、高效、高精度等特點(diǎn)。與滾珠絲杠相比，行星滾柱絲杠在承 載能力、傳動(dòng)效率、壽命方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。但由于行星滾柱絲杠加工 難度大、加工成本較高等因素，導(dǎo)致其市場(chǎng)應(yīng)用規(guī)模遠(yuǎn)小于滾珠。

全球滾珠絲杠市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)步增長(zhǎng)。根據(jù) Extrapolate 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，全球滾珠 絲杠市場(chǎng)預(yù)計(jì)將從 2021 年的 16.49 億美元增長(zhǎng)到 2028 年的 24.69 億美 元，預(yù)測(cè)期內(nèi) CAGR 為 5.20%。其中，工業(yè)自動(dòng)化的日益普及是推動(dòng)全 球滾珠絲杠市場(chǎng)穩(wěn)步發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力，隨著工業(yè)機(jī)器人的使用日益增 加，滾珠絲杠市場(chǎng)有望進(jìn)一步擴(kuò)張。 海外廠商占據(jù)全球主要份額，國(guó)產(chǎn)替代大有可為。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院 統(tǒng)計(jì)，全球滾珠絲杠 CR5 市占率達(dá)到約 46%。而行星滾柱絲杠技術(shù)壁壘更高，難度更大，國(guó)內(nèi)企業(yè)尚不具備大規(guī)模量產(chǎn)能力，和海外廠商存在 較大差距。

傳感器：感知外界環(huán)境的關(guān)鍵部件

力矩傳感器：高壁壘六維力矩傳感器，力控的最優(yōu)解

傳感器可感知外界信息并進(jìn)行轉(zhuǎn)化, 使之以可利用的信號(hào)形式存在。根 據(jù)檢測(cè)對(duì)象的不同，機(jī)器人傳感器可分為內(nèi)部傳感器和外部傳感器。前 者用來(lái)感知機(jī)器人自身的狀態(tài)（如位置、速度等），后者用以感知機(jī)器人 周邊的環(huán)境（包括通過(guò)視覺(jué)、嗅覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、力覺(jué)、溫度等進(jìn)行感知）。

力傳感器是將力的量值轉(zhuǎn)換為相關(guān)電信號(hào)的器件。六維力和力矩傳感器 是指一種能夠在笛卡爾坐標(biāo)系中同時(shí)測(cè)量力和力矩并且可以各三個(gè)分 量的轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)的器件，其廣泛應(yīng)用于電子行業(yè)、汽車(chē)工業(yè)、機(jī)器 人、飛行器以及仿生等領(lǐng)域。其優(yōu)勢(shì)在于具有 XYZ 三軸，裝在手腕處并 通過(guò)牽線的方式感知手指產(chǎn)生的徑向力和法向力。其缺點(diǎn)在于體積大、 價(jià)格高。 六維力矩傳感器壁壘高。衡量六維力傳感器性能的主要指標(biāo)有，量程、 精度、抗過(guò)載能力、數(shù)據(jù)輸出頻率、非線性度、蠕變、遲滯、零漂、溫 漂、軸間串?dāng)_等。由于涉及的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，加上非線性力學(xué)特征明顯，對(duì)于產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)提出了較高的要求，壁壘較高，在國(guó)內(nèi)處于卡脖子 環(huán)節(jié)。主要玩家有：1）國(guó)內(nèi)：宇立儀器（做得最好）、昊志機(jī)電（上市 稀缺標(biāo)的）、柯力傳感（布局高端力矩傳感）；2）國(guó)外：ADI、ST。

電子皮膚：或?yàn)橛|覺(jué)終極方案

電子皮膚是目前最具潛力的觸覺(jué)傳感器，有望成為機(jī)器人觸覺(jué)終極方案。 觸覺(jué)皮膚使得機(jī)器人能夠感知自己的身體何時(shí)、何地以及如何交互地接 觸其他事物。機(jī)器人若要模擬人體的觸覺(jué)，以及實(shí)現(xiàn)人體皮膚對(duì)溫度、 濕度等外界物理量的感知，則電子皮膚可能是最佳路徑之一。想要復(fù)刻 天然皮膚的功能，電子皮膚需要集成各類(lèi)傳感器和集成電路，并使用柔 性的材料制作，壁壘極高。

機(jī)器視覺(jué)：賦予機(jī)器人“看”的眼睛

激光雷達(dá)與純視覺(jué)方案的演繹。自動(dòng)駕駛具有視覺(jué)主導(dǎo)和激光雷達(dá)主導(dǎo) 兩種主流技術(shù)路徑。特斯拉推出的擎天柱沿用了純視覺(jué)方案，其測(cè)距算 法的關(guān)鍵在于用攝像頭的數(shù)據(jù)生成類(lèi)激光雷達(dá)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。特斯拉人形 機(jī)器人的芯片基于自身 FSD 基礎(chǔ)，唯一需要采購(gòu)的是 3D 結(jié)構(gòu)光相機(jī)； 其中，國(guó)外機(jī)器人多采用英特爾，而國(guó)內(nèi)多采用奧比中光的雙目結(jié)構(gòu)光。

Optimus 已與 FSD算法打通，機(jī)器人在行走時(shí)可實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知與記憶。 特斯拉已經(jīng)打通了 FSD 和機(jī)器人的底層模塊，實(shí)現(xiàn)了一定程度的算法復(fù) 用。FSD 算法利用傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行環(huán)境感知，這些傳感器也可以幫助機(jī) 器人感知周?chē)h(huán)境，識(shí)別物體、人和障礙物等。 國(guó)內(nèi)優(yōu)秀企業(yè)已具備全球競(jìng)爭(zhēng)力，具備整套視覺(jué)傳感方案提供商。我國(guó) 的傳感器起步相對(duì)較晚，在高端傳感器方面的發(fā)展落后于歐美日韓等發(fā) 達(dá)國(guó)家，但目前已出現(xiàn)海康威視、凌云光、大恒圖像、奧比中光等龍頭。 從業(yè)務(wù)上看，國(guó)內(nèi)視覺(jué)傳感領(lǐng)域的優(yōu)秀企業(yè)多能提供從硬件到算法的整 套視覺(jué)傳感解決方案。

其他零部件：性能優(yōu)異

液壓彈簧是人形機(jī)器人的韌帶。液壓彈簧主要裝在平衡缸上，用于重負(fù) 載關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)物理儲(chǔ)能，減少對(duì)電機(jī)和減速器的扭矩壓力。用量：膝關(guān)節(jié)、 大臂、胸腹等力量較大的部位，單個(gè)人形機(jī)器人用量 6-10 個(gè)彈簧；目前 價(jià)值量約 1000 元左右/個(gè)。考慮后續(xù)量產(chǎn)降價(jià)，我們判斷整體價(jià)值量可 能在 3000 左右。當(dāng)下特斯拉機(jī)器人在試驗(yàn)階段，彈簧仍為歐美供應(yīng)商。 華緯科技已切入 ABB 機(jī)器人上海工廠，目前正在洽談，在量產(chǎn)階段依 舊具有國(guó)產(chǎn)導(dǎo)入機(jī)會(huì)。

編輯：黃飛

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