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1、2023 年深度行业分析研究报告 1/42 行业研究报告 慧博智能投研 目录 目录 一、机器人执行器概述.1 二、机器人执行器产业链.7 三、机器人执行器组成及竞争格局.15 四、执行器技术壁垒.34 五、执行器相关公司.38 一、机器人执行器概述一、机器人执行器概述 1.机器人执行器机器人执行器机器人通常由执行机构、驱动系统、控制系统和传感系统四部分组成。机器人执行机构是机器人赖以完成工作任务的实体，通常由一系列连杆、关节或其他形式的运动副组成。工业机器人按臂部的运动形式分为四种：直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动；圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作；球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩

2、；关节型的臂部有多个转动关节。这些运动都需要执行器来完成。2/42 2.执行器作用执行器作用执行器决定机器人的负荷和工作精度。机器人的技术参数反映了机器人可胜任的工作、具有的最高操作性能等情况。主要包括：自由度、额定负载、工作空间、工作精度。其他参数还有：工作速度、控制方式、驱动方式、安装方式、动力源容量、本体质量、环境参数等。（1）自由度）自由度工业机器人的自由度是根据其用途设计的。机器人的自由度反映机器人动作的灵活性，自由度越多，机器人就越能接近人手的动作机能，通用性越好，可用直线移动、摆动或者旋转动作的数目来表示。自由度越多，结构越复杂，对机器人的整体要求越高。工业机器人把机械臂上每一个

3、关节都当作一个独立的伺服机构，即每个轴对应一个伺服器，每个伺服器通过总线控制，由控制器统一控制协调工作。（2）额定负载）额定负载额定负载也称有效负荷，是指正常作业条件下，工业机器人在规定性能范围内，手腕末端所能承受的最大载荷。工业机器人负载范围较大，一般为 0.52300kg。当负载较大时，提高电机的功率不划算，可以在适宜的速度范围内，通过减速器来提高输出扭矩。伺服电机在低频转速下容易出现发热和低频振动，对于长 3/42 时间工作的工业机器人不利于确保其精确可靠的运行。精密减速器使伺服电机在合适的速度下运转，并精确地将转速降到工业机器人各部位需要的速度，提高机械刚性的同时，输出更大的力矩。（3

4、）工作精度工作精度 重复定位精度取决于机器人关节减速机及传动装置的精度，绝对精度取决于机器人控制算法、编码器精度、减速及传动装置精度等的综合表现。一般来说，机器人的重复精度高于绝对精度。要提高机器人的绝对精度，需要进行高精度标定。标定可以分为三级：一级未驱动器与关节传感器的标定，即确定关节位移传感器产生的信号与实际关节位移之间的关系；二级在一级基础上，加入机器人几何参数的标定，针对各组成连杆的运动变量误差和各连杆结构参数误差引起的位姿误差；三级为非几何标定，针对由关节柔度、摩擦、间隙以及连杆柔度等因素引起的误差。在标定过程中，测量是进行参数辨识和补偿之前的重要环节，包括关节位移测量和机器位姿测

5、量。位姿测量方法又包括接触式和非接触式，其中接触式测量对机器人位姿限制较大；非接触式测量中，三坐标测量机只能测量小型机器人，而激光跟踪仪对环境影响较为敏感，同时操作复杂，测量时间长。4/42 （4）工作空间工作空间 工作空间又称工作范围、工作行程，是指工业机器人作业时，手腕参考中心（即手腕旋转中心）所能到达的空间区域，不包括手部本身所能达到的区域，常用图形表示，P 点为手腕参考中心。工作空间的形状和大小反映了机器人工作能力的大小，它不仅与机器人各连杆的尺寸有关，还与机器人的总体结构有关，工业机器人在作业时可能会因存在手部不能到达的作业死区而不能完成规定任务。由于末端执行器的形状和尺寸是多种多样

6、的，为真实反映机器人的特征参数，工作范围一般是指不安装末端执行器时，可以达到的区域。综上，执行器是机器人的关键零部件，对机器人的负荷和精度有重大影响。减速器是一种减速传动装置，可以通过降低转速而提高扭矩，以传递较大的负荷，克服伺服电机输出的扭矩较小的缺陷。3.执行器特点执行器特点 执行器具备复用性强、价值量高两大特点。执行器具备复用性强、价值量高两大特点。5/42 （1）复用性强复用性强 执行器采用标品化设计，复用性强，具备大规模批量生产可能。在特斯拉之前，人形机器人硬件设计高度定制化，各关节采用不同型号、类型的执行器，因此成本高昂；特斯拉在其人形机器人上展现了其规模化降本能力，虽然全身使用

7、28 个执行器，但特斯拉将 28 个执行器统一为 6 种型号规格的执行器。执行器的标品化设计大大简化了执行器的种类，降低定制化需求，使执行器具备大规模批量生产的可能。（2）价值量高价值量高 执行器价值量占比高，预计执行器关节占机器人 BOM(仅包含硬件）成本约 80%。测算：特斯拉机器人BOM 硬件成本约为 13.5 万元，其中执行器价值量从高到低依次为旋转执行器线性执行器灵巧手，单机价值量分别为 5.7、4.4、2.0 万元，单独部件价值量占比从高低依次为无框力矩电机伺服驱动器谐波减速器力矩传感器行星滚柱丝杠空心杯电机编码器轴承蜗轮蜗杆制动器。6/42 4.人形机器人需要多少执行器人形机器人

8、需要多少执行器 以 Tesla Optimus 为例，下面探讨下人形机器人需要用多少个执行器。从特斯拉的发布会来看，预计特斯拉 Optimus 身体关节共有 28 个，包括三种旋转执行器（14 个）和三种线性执行器（14 个）。特斯拉特斯拉 Optimus 旋转执行器方案猜测：永磁无刷电机旋转执行器方案猜测：永磁无刷电机+谐波减速器谐波减速器+抱闸抱闸+双编码器双编码器+力矩传感器力矩传感器+轴轴承。承。采用谐波传感器的优点：小体积，大速比，可达 160：1，扭矩密度比较高。轴向尺寸小，执行器关节轴向可以比较紧凑。在机器人行业，大多数关节都没有集成扭矩传感器，这是从成本，集成难度，刚度损失等方

9、面考虑的。集成扭矩传感器的优势在于关节更加安全，力控算法更简单。7/42 特斯拉特斯拉 Optimus 直线执行器方案猜测：永磁无刷电机直线执行器方案猜测：永磁无刷电机+行星滚柱丝杠行星滚柱丝杠+位置编码器位置编码器+力传感器力传感器+轴承。轴承。采用线性执行器驱动器关节的优势：1）空间利用率高。相比传统旋转执行器分布于关节附近，线性执行器可以纵向布局，最大限度利用腿部内部空间，布置更大更长的电机，提供更大的推动力。2）具备自锁能力。线性执行器的螺杆传动机构通过合理设计可以具备自锁能力，即下半身不动时可以自动锁定姿态，不耗能，形成一个低功耗且稳定的底部支架。3）低能耗，高负载。上肢的肘关节屈伸

10、采用线性执行器的理由和腿部原理一致，低耗能高推力。前臂的两个线性执行器构成并联关节主要目的是降低腕关节的尺寸。纤细的腕关节有两个好处：一是在抓握时降低关节与工件的干涉，提高抓握路径的灵活性；二是降低前臂对视觉构建及视觉位置反馈的干扰，提升控制精度。采用行星滚柱丝杠，可以输出高精度和高承载能力。行星丝杠的节距可以做的很小，所以很容易通过小扭矩实现大推力，电机的功率和体积可以小一些。电机的转子集成到了螺母上，整体结构更为紧凑。2.2Kg 的执行器输出可达 8000N，推力密度高。三、机器人执行器产业链三、机器人执行器产业链 1.产业链梳理产业链梳理 8/42 2.上游核心设备：上游核心设备：磨齿机

11、、热处理磨齿机、热处理、三坐标等检测设备三坐标等检测设备 9/42 磨齿机、高精度三坐标检测设备、齿轮检测设备是提升减速器齿轮精度的关键设备。谐波减速器加工过程需要用到齿轮加工机床、三坐标测量机、加工中心、磨床、车床、热处理设备等。RV 减速器加工设备包括齿轮加工机床、加工中心、车床、磨床、硬拉床、三坐标测量机、热处理设备等，实际工况中RV 减速器需要反复精确定位，对加工设备精度要求高，否则会造成产品的磨损。a.加工设备：加工设备：核心零部件（例如偏心轴、摆线轮、针齿壳、行星架等）的末道精加工设备依赖进口，对核心关键设备仅限于使用层面，在面对工艺上有新的需求或需要不断优化的时候，国产厂商就无法

12、快速反应。b.专用工装：专用工装：设备供应商一般不会提供一整套高精度的工装设备，因此自主设计制作的工装是加工出高精度零部件又一关键因素；c.检测设备：检测设备：高精度三坐标检测设备和齿轮检测设备，及相关的材料检测设备，确保齿确保齿轮质量和尺寸控制准确无误，是高精度 RV 减速器的关键。（1）高精度磨床高精度磨床 高精度磨床长期依赖进口，秦川机床、重庆机床、南二齿秦川机床、重庆机床、南二齿是磨齿机国产替代龙头。按照齿轮加工工艺分，齿轮机床可分为滚齿机、插齿机、铣齿机、剃齿机、珩齿机、磨齿机等系列，齿轮加工工序复杂，不同工序对精度要求不同。一般来说，决定减速器齿轮精度的工序为热处理后的精加工阶段，

13、以磨齿机为主（未经过磨齿的齿轮最高只能达到 6 级精度，而磨齿机加工过的齿轮最高可达 2 级精度），设备长期依赖进口，如莱斯豪尔、格里森、卡帕耐尔斯、日本电产莱斯豪尔、格里森、卡帕耐尔斯、日本电产等。秦川机床是国内磨齿机龙头，有望实现高端设备的国产替代，其 YKS7225 双工位高效磨齿机精度可达国标 GB/T10095-2008 的 4 级；重庆机床、南二齿也具备磨齿机生产能力，其中重庆机床 YS7232/YS7232G 高精密数控蜗杆砂轮磨齿机批量加工精度可达 4-5 级。（2）热处理设备热处理设备 国内中高端热处理设备依赖进口。减速器热处理产线通常为定制化，部分企业委外加工，国内热处理行

14、业发展水平较低，中高档热处理设备长期依赖进口，2017-2021 年中国热处理设备制造行业进口额在2000 万美元左右波动，2019-2021 年中国热处理设备制造行业进口金额逐年上升，2021 年实现进口金额 23391.03 万美元，同比上升 16.10%。20172021 年进口数量年增长率始终保持在 80%以上，21 年达到 51404 台，同比增长 83.36%。10/42 国产热处理设备在设备稳定性、信息化程度、产线集成能力等方面还存在差距，部分厂家部分设备技术国产热处理设备在设备稳定性、信息化程度、产线集成能力等方面还存在差距，部分厂家部分设备技术水平已经接近国外中高端产品水平。

15、水平已经接近国外中高端产品水平。海外领先的热处理设备及服务公司包括：爱协林、应达、易普森、爱协林、应达、易普森、易孚迪、日本高周波、德国易孚迪、日本高周波、德国 ALD 等。国内感应热处理装备制造商综合实力较强的公司为：上海恒精机上海恒精机电设备有限公司，天津天丰淬火设备有限公司，洛阳升华感应加热股份有限公司，十堰恒进科技有限公电设备有限公司，天津天丰淬火设备有限公司，洛阳升华感应加热股份有限公司，十堰恒进科技有限公司，十堰天舒机电科技有限公司司，十堰天舒机电科技有限公司。其中，上海恒精机电设备有限公司，洛阳升华股份有限公司，十堰恒进科技有限公司的一些设备技术水平已经接近国外中高端产品水平，逐

16、渐替代进口产品。（3）高精度三坐标、高精度齿轮检测设备高精度三坐标、高精度齿轮检测设备 高精度三坐标国内与国外产品的差距主要体现在三个方面：1）从精度等级上看，进口精密计量型测量机能达到 0.5 微米以内的检测精度，而国产设备最高仅能达到 0.8 微米，且测量行程低于进口机型。2）进口机型从结构设计到材料呈现多方向发展状态，而国内多家厂商的产品在结构和材料上几乎完全相同，缺少创新能力；3）进口机型的控制系统、测头及测量软件等一般都具有自主知识产权，掌握全部或大部分核心技术；而大多数国产机型除机械本体外，关键组成部分采用国外品牌，自主研发能力较弱，缺少核心技术。国际比较著名的测量机生产厂家主要有

17、瑞典海克斯康、德国蔡司、德国温泽瑞典海克斯康、德国蔡司、德国温泽、日本三丰日本三丰等，其中计量型测量机市场主要被蔡司、海克斯康蔡司、海克斯康垄断。我国三坐标测量机的主要生产厂商有 303 所、西所、西安爱德华、青岛雷顿、集萃华科安爱德华、青岛雷顿、集萃华科等。齿轮检测操作，作为精密齿轮制造服务的一部分，确保了制造的每个齿轮的齿轮质量和尺寸控制准确无误，一个齿轮测量服务中心需要装备的各种各样的齿轮检测仪器。11/42 3.旋转执行器旋转执行器（1）旋转执行器旋转执行器 旋转执行器会将某物旋转一定的角度，可以是有限的也可以是无限的。旋转执行器的一个典型例子是电动机，它是一种将电信号转换成其轴的旋转

18、运动的执行器，当电流施加到基本电机时，电机旋转。将电机直接连接到负载上，创建了一个直接驱动的旋转执行器，许多旋转执行器与用作机械杠杆的机构相结合(优点）以降低旋转速度并增加扭矩，如果最终结果是旋转，该组件的输出仍然是旋转执行器。旋转执行器主要包括 RV 减速器和谐波减速器。（2）减速器价值量占比）减速器价值量占比 12/42 减速器在工业机器人中成本构成占比 35%，价值量最高，预计在人形机器人中价值量依然会占到较高比重。工业机器人的控制过程是：控制器发指令给伺服驱动，驱动伺服电机旋转，通过减速机执行动作，在工业机器人上游的三大部件中，减速器成本占比最高 35%，伺服系统（伺服电机+伺服驱动器

19、）、控制器，分别占比 25%、10%。（3）人形机器人产业化对谐波减速器需求的敏感性分析人形机器人产业化对谐波减速器需求的敏感性分析 20172021 年精密减速器（谐波+RV）销量从 49 万台增长至 101 万台，复合增速 19.8%，工业机器人用精密减速器销量从 41 万台增长至 84 万台，复合增速 19.5%。2021 年占比 82%。20182021 年精密减速器市场规模从 57.7 亿元增至 59.5 亿元，复合增速 1%，这与国产替代速度加快，均价下行有关。人形机器人运动执行部件可能采用谐波减速器作为主要的执行部件之一，我们假设人形机器人不同年销售规模，对谐波减速器的需求弹性进

20、行敏感性分析。核心假设：1）本次测算假设人形机器人年销量在10100 万台之间；2）单台人形机器人配置谐波减速器 14 个，见图 14 推测；3）马斯克在特斯拉的开放日上提出，特斯拉人形机器人最终售价将下降到 2 万美金以下，与目前产业链的成本来看，有很大降本空间。我们暂时无法对产业链各环节成本下降的幅度和速度做出假设，我们认为，技术成熟及产业链成本下降是产业化的前提，规模化是技术成熟和成本下降后的必然。从目前已知的信息来看，人形机器人采用 RV 减速器的概率相对比较小。因此我们不对 RV 减速器进行敏感性分析。预计 RV 减速器未来的主要应用场景还将是在工业机器人上。13/42 4.线性执行

21、器线性执行器（1）线性执行器）线性执行器 旋转执行器还连接到将旋转运动转换成来回运动的机构，该机构被称为线性执行器。线性执行器本质上是沿着直线移动物体，通常是来回移动。这些机构包括：滚珠/滚柱丝杠、皮带和滑轮、齿条和小齿轮。滚珠丝杠和滚柱丝杠通常用于将旋转运动转换成精确的直线运动，例如在加工中心齿条和小齿轮通常增加扭矩并降低旋转运动的速度，它们也可以与将旋转运动转化为线性运动的机构结合使用。丝杠是将旋转运动变成直线运动的传动副零件。根据摩擦特性可分为滑动丝杠、滚动丝杠及静压丝杠，其中滚动丝杠根据载荷传递元件的区别，分为滚珠丝杠和行星滚柱丝杠。14/42 （2）人形机器人产业化对线性执行器的需求

22、敏感性分析人形机器人产业化对线性执行器的需求敏感性分析 2022 年全球滚珠丝杠市场规模 20.4 亿美元，如果不考虑人形机器人产业化，预计行业将保持低速稳定成长，预计到 2029 年市场规模 30.9 亿美元，2023 年至 2029 年复合增速为 6.1%。亚太地区具有最大的消费市场，占有 58%的市场份额，其次是欧洲。假设人形机器人不同年销售规模，对滚珠丝杠、滚柱丝杠、滑动丝杠的需求弹性进行敏感性分析。核心假设：1）本次测算假设人形机器人年销量在 10100 万台之间；2）单台人形机器人配置谐波减速器 14 个，见图 14 推测；3）特斯拉目前尚未公布其线性执行器具体方案，我们猜测可能的

23、方案分为两种：方案一：4 个滑动+8 个行星滚柱丝杠；方案二：14 个滚珠丝杠；4）马斯克在特斯拉的开放日上提出，特斯拉人形机器人最终售价将下降到 2 万美金以下，与目前产业链的成本来看，有很大降本空间。我们暂时无法对产业链各环节成本下降的幅度和速度做出假设，我们认为，技术成熟及成本下降是产业化的前提，规模化是技术成熟和成本下降后的必然。15/42 二、机器人执行器组成二、机器人执行器组成及竞争格局及竞争格局 执行器结构精密，由多种零部件组成，按照功能原理与价值量，执行器包括传动装置、驱动装置、感知装置、控制装置等“四大主材”以及制动器与轴承等“辅材”。执行器结构精密，由多种零部件组成。Opt

24、imus 的旋转执行器由无框力矩电机+谐波/行星减速器+高低速双编码器+制动器+力矩传感器+驱动器+交叉滚子/角接触轴承等组成。Optimus 的直线执行器由无框力矩电机电机+行星滚柱丝杠+位置编码器+力传感器+驱动器+轴承等组成。Optimus 的灵巧手由空心杯电机+蜗轮蜗杆+驱动器+编码器组成。把特斯拉机器人执行器包含的部件按照功能原理与价值量重新划分为四大主材与辅材。把特斯拉机器人执行器包含的部件按照功能原理与价值量重新划分为四大主材与辅材。1）传动装置：包括旋转执行器中的减速器、线性执行器中行星滚柱丝杠、灵巧手中蜗轮蜗杆，传动装置价值量占比最高。2）驱动装置：包括旋转与线性执行器中无框

25、力矩电机、灵巧手中空心杯电机，是主要的动力来源。3）感知装置：包括三种执行器中共有的编码器以及旋转与线性中的力与力矩传感器，是对机器人内部和外部信息的获取装置。4）控制装置：三种执行器中的伺服驱动器，控制电机转动。5）辅材：旋转执行器中的制动器与旋转、线性执行器中的轴承，价值量占比较小。16/42 1.传动装置包含减速器、行星滚柱丝杠与蜗轮蜗杆传动装置包含减速器、行星滚柱丝杠与蜗轮蜗杆（1）减速器）减速器：机器人关节核心部件，国产替代持续进行机器人关节核心部件，国产替代持续进行 目前常用的减速器包括谐波减速器、行星减速器、RV 减速器。其中谐波减速器精度最高，在人形机器人验证阶段使用最多。1）

26、谐波减速器谐波减速器 谐波减速器主要结构为柔轮、刚轮、波发生器，属于小模数齿轮范畴。目前在人形机器人中应用广泛，体积小、精度高是其较难被替代的优点。但不抗冲击、寿命少是其痛点。谐波减速器目前价格较高，未来量产后价格有望降低。国内和国外质量差距相对 RV 减速器较小，哈默纳科是全球龙头。竞争格局：竞争格局：谐波减速器全球市场上哈默纳科哈默纳科占据垄断地位，国内市场国产替代持续推进。根据华经产业研究院数据，2021 年，哈默纳科依旧占据谐波减速器全球市场 80%以上的市场份额，占据中国国内谐波减速器市场 35.5%。2020-2021 年，哈默纳科中国市场市占率由 37%降至 35.5%，日本新宝

27、由 9%降至 7.4%，两个最大的外资品牌在中国市场的占有率由 46%降低至 42.9%，国内企业绿的谐波、来福谐绿的谐波、来福谐波、大族传动波、大族传动等市占率持续提升，国产替代持读推进。17/42 国产谐波减速器性能与海外逐步接近，但大批量生产时的产品稳定性、一致性与国外相比仍有欠缺。国产谐波减速器性能与海外逐步接近，但大批量生产时的产品稳定性、一致性与国外相比仍有欠缺。国内外产品在减速比、输出转速、传动精度、刚性等指标上皆无太大差异。主要差异存在于传动效率上，哈默纳科可达到 75%的传动效率，而国内产品不到 70%。此外，在使用寿命上，哈默纳科的产品使用寿命较长。国内厂商逐步攻克了谐波减

28、速器的技术难点，目前问题在于谐波减速器大批量生产时的产品一致性、稳定性上与国外相比仍有差距，但是中国谐波减速器市场需求量大、容错率高，随着国内谐波减速器厂商逐步放量、客户高要求促进下不断改进产品，国内谐波减速器厂商有望逐步逼近国外巨头。谐波减速器国内厂商具备性价比和服务能力优势。谐波减速器国内厂商具备性价比和服务能力优势。国产产品价格为国际品牌的 50%-70%；国产交货周期短，国产供货周期约 2 个月，国外约 10 个月。同时国内厂家具备更优现场服务能力/更短交货周期/更快售后响应速度等优势，哈默纳科生产基地布局在日本，人力成本高于中国，国产厂商更具成本优势。18/42 预计未来谐波减速器国

29、产化率将持续提升。目前国内企业持续布局谐波减速器产品，并正处于技术消化、产品放量、产能扩张的正向成长周期。随着下游需求持续拓宽，基于本土化服务优势、性价比优势，预计未来谐波减速器国产化率将持续提升。2）RV减速器减速器 由行星减速器前级、摆线针轮减速器后级组成，一般为 2 级传动，属于大模数齿轮范畴。目前在 20kg负载以上的工业机器人中应用广泛，精度高、耐冲击是其优点。价格贵、体积大是其缺点，体积大制约了该减速器在人形机器人中应用。市场空间：市场空间：2021 年全球市场空间约 70 亿元，国内市场约占 1/2 V 减速器 2016-2021 年全球市场空间基本保持稳定，约 60-70 亿元

30、。国内 RV 减速器市场呈现稳中有升的趋势。随着机器人产业政策的落地、人口老龄化加速机器人换人进程，预期 RV 减速器市场空间未来将逐步增长。纳博特斯克纳博特斯克为 RV 减速器的龙头企业，国内双环传动双环传动占据较大市场份额。RV 减速器技术门槛较谐波减速器更高，所需投资量也更大，国产化进程较缓。国内双环传动凭借大模数齿轮领先优势率先在 RV 减速器市场占据一定份额。此外，如中大力德中大力德等从事行星减速器或齿轮业务的企业也向 RV 减速器做横向或纵向拓展。3）行星减速器）行星减速器 19/42 行星减速器主要结构为行星轮、太阳轮、外齿圈。因其价格较低的优点未来有望部分替代谐波减速器在人形机

31、器人中应用，价格低、寿命长是其优点。但精度差、结构较难中空、传动比小是其缺点，限制了当下行星减速器在人形机器人中使用。行星减速器技术门槛低，集中度低，国内竞争大，国内龙头中大中大力德力德占据约 10%市场份额。市场空间：市场空间：全球市场规模约 9.6 亿美元。QY esearch 调研显示，2022 年全球行星减速机市场规模约 9.6亿美元，预计 2029 年将达到 13.4 亿美元，2023-2029 年期间 CAGR 约为 5%；2022 年中国市场规模约为 3.5 亿美元，占比 37%，预计未来六年中国市场 CAGR 为 6%。行星减速器欧洲产量占比较大。全球市场行星减速机头部厂商主要

32、包括赛威传动、纽卡特、威腾斯坦、赛威传动、纽卡特、威腾斯坦、精锐科技精锐科技等，CR3 约为 36%。国内纽氏达特、科峰智能传动、中大力德纽氏达特、科峰智能传动、中大力德占据 top3。据 QY Research 统计，2020 年中国精密行星减速机销量达到 176 万台。纽氏达特在 2020 年精密行星齿轮箱的销售额是 4 亿元，全球销量是 60 万台，95%的业务属于国内市场。科峰智能传动 2020 年整体收入约 3 亿元，80%属于精密行星减速机。2020年公司精密行星减速机的产能是 50 万台，产量接近 40 万台。中大力德齿轮箱业务主要有三块：精密行星齿轮箱、RV 齿轮箱、传动行星齿

33、轮箱。其中，精密行星减速机占比减速机业务 60%。（2）行星滚柱丝杠行星滚柱丝杠：丝杠产品领域的“皇冠”，国产厂商稀缺丝杠产品领域的“皇冠”，国产厂商稀缺 目前常用的丝杠包括滑动丝杠、滚珠丝杠、滚柱丝杠。其中滚柱丝杠性能最优，寿命最长，精度与承载力最高。20/42 1）滑动丝杠滑动丝杠 滑动丝杠结构简单，由螺杆和螺母组成，优点：价格低、部分具有自锁特性；缺点：低效率、低精度、低速，热量也比较大，从而寿命短，不太适合高速运行要求，一般情况下仅用于传递力、没有较高定位要求且不长时间连续使用的场合，如老式机床、木工机械、包装机械、升降机等。2）滚珠丝杠滚珠丝杠 滚珠丝杠是由螺杆、螺母、钢球、预压片、

34、反向器、防尘器组成。滚动体为滚珠，传动效率较优，性能介于滚柱丝杠与滑动丝杠中间，更适合要求平稳运动，高效率，高精度，以及长时间连续或高速运动的应用，比如半导体设备，一些机床大型备雕刻机械等。市场空间：市场空间：滚珠丝杠 2021 年全球市场约 120 亿元，高端滚珠丝杠市场主要由欧美及日韩企业所占据，行星滚柱丝杠主要应用于军工、航天、机器人等高精度领域。我国滚珠丝杠市场增速高于全球平均水平，2021 年约 25 亿元。竞争格局竞争格局：受技术限制，目前国产滚珠丝杠与国外产品之间仍存在一定差距，国产滚珠丝杠提升空间较大。滚珠丝杠头部企业包括日本精工、博世力士乐、日本精工、博世力士乐、Kuroda

35、、舍弗勒、舍弗勒集团等，集中效应高。近年来，我国滚珠丝杠行业内也涌现出一批具有一定竞争优势的优秀企业，例如南京工艺装备、山东博特精工、南京工艺装备、山东博特精工、银泰科技银泰科技等企业。3）滚柱丝杠滚柱丝杠 滚柱丝杠主要由丝杠、滚柱、螺母、直齿、内齿圈、滚柱保持架和弹簧挡圈等组成。滚动体为滚柱，其工作原理为：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。行星滚柱丝杠：行星滚柱丝杠：行星滚柱丝杠与滚珠丝杠的结构相似，区别在于行星滚柱丝杠载荷传递元件为螺纹滚柱，是典型的线接触；而滚珠丝杠载荷传递元件为滚珠，是点接触。主要优势是有众多的接触点来支撑负载。

36、螺纹滚柱替代滚珠将使负载通过众多接触点迅速释放，从而能有更高的抗冲能力。滚柱丝杠的特点是承 21/42 载力更大，是同尺寸滚珠丝杠的 3-6 倍，抗冲击能力强，使用寿命最高，适用于需要高精度、高负载的工程应用，精密机床、机器人、军工、重型机械。为应对不同应用环境，基于标准式行星滚柱丝杠衍生出四种类型。一般情况下，丝杠为主动件，螺母为输出构件。它能够实现较大行程，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，在此基础上为了适应于不同的应用环境演变出反向式行星滚柱丝杠、循环式行星滚柱丝杠、差动式行星滚柱丝杠、轴承环式行星滚柱丝杠四种类型，其

37、中特斯拉机器人线性关节使用的是反向式行星滚柱丝杠。市场空间：市场空间：此外，根据 Persistence market research 预计，2021 年全球行星滚柱丝杠 2.3 亿美元，未来五年复合增速为 5.7%。竞争格局：竞争格局：欧美龙头垄断行星滚柱丝杠市场，国产厂商稀缺。GSA 公司于 2015 年彻底收购瑞士 rollvis公司，GSA 为德国舍弗勒控股公司，2022 年舍弗勒集团牵头收购了 ewellx 公司，至此 GSA 占据国际高端行星滚柱丝杠市场一超地位。此外瑞典 SKF、美国 Moog 和 Nook 等企业具备行星滚柱丝杠批量生 22/42 产能力。国内行星滚柱丝杠处于

38、早期阶段，生产商稀缺，仅有少量具备小批量研发制造能力的企业，包括秦川机床、新剑传动、鼎智科技秦川机床、新剑传动、鼎智科技等，目前国产行星滚柱丝杠产品性能与国外相比仍有较大差距。（3）蜗轮蜗杆蜗轮蜗杆：特斯拉机器人，手指传动装置，国内上市企业稀缺特斯拉机器人，手指传动装置，国内上市企业稀缺 蜗杆传动是由蜗杆和蜗轮组成的，用于传递空间交错两轴之间的运动和动力。蜗杆传动主要用于传动比较大，结构要求紧凑的场合；或用于需要传动具有自锁性能的场合，主要为工业机械、冶金行业、化工行业、矿山设备、汽车工业。蜗轮蜗杆行业集中度较低，台玖精密国内领先。目前蜗轮蜗杆行业市场比较分散，集中度不高。中低端蜗轮蜗杆为红海

39、市场竞争激烈，高端蜗轮蜗杆传动部件为蓝海市场。台玖精密台玖精密是国内为数不多的蜗轮蜗杆及齿轮传动领域的高端厂商，具备高端产品进口替代能力，目前的技术水平处于国际领先位置。在欧美等发达国家，蜗轮蜗杆制造技术较为成熟，产品已广泛应用于各个领域，海外主要厂商包括德国德国Zahnradfertigung OTT、日本、日本 OIGC 株式会社株式会社等企业。23/42 2.驱动装置包括无框力矩电机、空心杯电机驱动装置包括无框力矩电机、空心杯电机 目前常用的电机包括无框电机、空心杯电机、伺服电机、步进电机。其中无框电机和空心杯电机在人形机器人中应用广泛。无框电机用在旋转执行器和线性执行器中，空心杯电机用

40、在灵巧手中。1）无框电机无框电机：主要由定子、绕组、高性能钕铁硼转子、霍尔传感电路等组成，去掉了外壳、轴承或测量系统，采用无框中空设计可以直接内置于机器中。因其结构紧凑、中空可走线等优点可被用于人形机器人中。国外以科尔摩根、TQ，国内以步科股份、大族电机为代表。步科股份无框力矩电机基本可以做到和国际龙头企业在性能、功率和过载能力、以及动态响应能力.上接近，同时公司的成本和售价具有一定的优势。2）空心杯电机空心杯电机：主要结构为转子、定子、换向器(无刷为换向电路）、电刷(稀有金属，无刷的没有）。其最大的优点在于尺寸小于无框电机，可用于灵巧手的空间要求极高的场合；缺点在于价格较高。3）伺服电机伺服

41、电机：空心杯电机也属于伺服电机，此处探究的是普通伺服电机。伺服电机，由编码器、驱动器、定子、转子组成。其优点是相较于步进电机的，在控制精度、低频特性、过载能力、速度响应上更优；缺点在于价格高于步进电机。根据 MIRDATABANK 数据，2021 年上半年，汇川技术在国内市场份额首次排名第一，市占率达 15.9%，除汇川外，排名靠前的电机厂商依然以日本和中国台湾为主，包括日本安川(11.9%）、台湾台达(8.9%），行业集中度较高。4）步进电机步进电机：主要结构为前后端盖、轴承、中心轴、转子铁芯、定子铁芯、定子组件。技术难度较低，生产厂家较多。其优点主要在于性价比，较少用于机器人，可用于 AT

42、M 机等对精度要求不高的场合。（1）无框力矩电机）无框力矩电机：机器人身体关节电机首选，国产性能接近国外先进水平机器人身体关节电机首选，国产性能接近国外先进水平 24/42 特斯拉机器人旋转、线性关节使用无框力矩电机，其兼具结构优势与扭矩性能要求。无框力矩电机主要有定子及绕组、高性能钕铁硼转子、霍尔传感电路等组成，去掉了外壳、轴承或测量系统，采用无框中空设计可以直接内置于机器中，利用机器自身的轴承来支撑转子，特点是效率高、安装便捷，同等扭矩尺寸更小、更轻量，它们经过优化，在低电压应用中以相对较低的速度提供高转矩输出及转矩密度，机器人企业可以借助这些特点设计出自重轻，中空走线，结构灵活的人形、四

43、足、手术机器人，以及适于和人协同安全工作的协作机器人。市场空间：市场空间：2019 年全球力矩电机市场规模达到了 38 亿元。无框力矩电机主要应用在双足机器人、协作机器人、医疗机器人等新型机器人，以及高精密转台(雷达、惯导系统等）与高精密机床、丝网印刷设备等中，目前新型机器人大多处于发展初期，目前市场规模较小，未来随着新型机器人逐步放量无框力矩电机市场空间有望持续扩容。据 QY research 数据，2019 年全球力矩电机市场规模达到了 38 亿元，预计 2026 年将达到 67 亿元，年复合增长，率为 8.6%。竞争格局：竞争格局：无框力矩电机国外以科尔摩根、科尔摩根、TQ，国内以步科股

44、份、大族电机步科股份、大族电机为代表。科尔摩根拥有一系列无框力矩电机产品，对机器人关节、医疗机器人、协作机器人等关键的运动控制应用，都能提供最合适且性能卓越的电机。步科股份无框力矩电机基本可以做到和国际龙头企业性能、功率和过载能力、以及动态响应能力接近，同时公司的成本和售价具有一定的优势，其开发了多系列的无框力矩电机产品，产品规格、尺寸等覆盖面全，可以满足不同客户与市场上大部分的机器人的需求。大族电机具备 DDR电机及驱动系统的理论研究水平和综合设计能力，已形成连续扭矩从 2Nm 至 3300Nm 全新系列 DDR电机标准产品，备案了国内首个力矩电机企业标准。25/42 （2）空心杯电机）空心

45、杯电机：性能契合灵巧手需求，国产替代进程加快性能契合灵巧手需求，国产替代进程加快 空心杯电机小型化、输出力大及快速响应特点与机器人机械手需求契合度高。空心杯电机是一种应用非常广泛的驱动微型电机，具有规格小、输出转速高、低转动惯量、无齿槽、低摩擦等特点，契合机器人机械手轻量化、高精度要求，实现手指的快速响应以满足工作要求。空心杯电动机由机壳、线圈、后盖、磁体和换向器组成，线圈看起来像一个水杯，故称空心杯，在结构上突破了传统电机的转子结构形式，采用的是无铁芯转子，也叫空心杯型转子。这种转子结构彻底消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗，同时其重量和转动惯量大幅降低，从而减少了转子自身的机械能损耗。

46、空心杯电机分为有刷和无刷两种，有刷空心杯电机转子无铁芯，无刷空心杯电机定子无铁芯。有刷空心杯里面有一个碳刷，碳刷是损耗件。无刷直接采用电子换向的形式，其.功率密度会比有刷形式更高，使用寿命也更高，同时价格也会更贵。26/42 市场空间：市场空间：空心杯电机 2021 年全球市场规模为 6.75 亿美元。空心杯电机常用于高精度、高速响应、高空间尺寸要求场合，如人形机器人手指关节。空心杯电机还可用于无人机等对重量和能耗有高要求的领域、军用导弹需要快速响应的系统。根据 NTCysd 的数据，空心杯电机 2021 年全球市场规模为 6.75 亿美元，预计 2022-2028 年复合增速 8.47%。预

47、计未来人形机器人放量将催生空心杯电机空间明显扩容。竞争格局：竞争格局：国外厂商主导空心杯市场，国产厂商持续突破加速替代。空心杯电机的难点在于产品设计与制造工艺，其中大批量生产为核心难点，手工制作方式在生产效率、产品稳定性方面无法满足客户需求。瑞士 Maxon 和德国 Faulhaber 定制或自研绕线机等专用设备实现线圈工艺的突破，国内大多数厂商主要受制于此项工艺，多依靠人工制成线圈转子，难以批量生产。江苏雷利电机、上海鸣志电器江苏雷利电机、上海鸣志电器等为我国空心杯电机主要生产商。目前，鸣志电器空心杯电机和直流无刷电机产品广泛应用于重症呼吸机的应用场景，产品性能优异接近国外水平。鼎智科技鼎智

48、科技目前公司已实现空心杯电机全自动量产，并能针对客户的不同需求提供定制化产品和组件，当前多款样品处在测试阶段。国内厂商加速追赶，性能逐步接近国外先进水平，且相较国外厂商性价比优势明显，国产替代持续加速。3.感知装置包括编码器与力矩传感器感知装置包括编码器与力矩传感器（1）编码器）编码器：光电编码器为主流，国外厂商技术优势明显光电编码器为主流，国外厂商技术优势明显 编码器是安装在伺服电机上用来测量磁极位置和伺服电机转角及转速的一种传感器。由传感器和码盘组成，能够测量机械部件在运动时的位移位置和速度等信息，并将其转换成电信号，进一步发送反馈信号给驱动器，用于确定位置、速度或方向。从物理介质的不同来

49、分，伺服电机编码器可以分为光电编码器、磁电编码器、电容编码器，市场上使用的基本上是光电编码器，不过磁编码器作为后起之秀，有可靠，27/42 价格便宜，抗污染等特点，有赶超光电编码器的趋势，但是因为磁电编码器会与电机转子磁铁相互干扰所以一般不选用为伺服系统中的编码器。电容编码器性能优异但是价格较高。从工作模式上区分，编码器分为增量式编码器和绝对值编码器，增量式编码器常用于电机端，绝对值编码器常用于关节输出端。28/42 市场空间：市场空间：2021 年全球编码器市场空间为 24.79 亿美元。编码器主要应用在工业自动化领域，编码器的一些常见应用包括电机反馈、填充应用、输送、定长切割应用、电梯行业

50、应用和机器人应用等。2021年全球编码器市场空间为 24.79 亿美元，据 Mordor Intelligence 预计到 2027 年将达到 38.49 亿美元，2022-2027 年的预测期内复合年增长率为 7.72%。竞争格局：竞争格局：主流高精度编码器技术掌握在外企手中，国产厂商差距较大。目前国产编码器的精度和综合性能与相比国外差距较大，主流高精度编码器技术掌握在外企手中，如海德汉、欧姆龙等，需要进口。日系伺服厂家，一般将编码器、伺服驱动器、电机成套打包提供给客户，通过专有的编码器协议，将伺服打造成一个封闭的系统，自家电机只能匹配自家驱动器，这样有利于实现最佳的整体性能，如安川、安川、

51、松下、三菱、欧姆龙松下、三菱、欧姆龙等日系厂家均是此路线。另外，由于深厚的技术积累，日本也衍生出了专门的编码器供应商，如多摩川、尼康多摩川、尼康等。从目前的伺服编码器市场占有率而言，国外品牌伺服编码器的配套等方面在新兴市场和高端市场上占领着主导优势。国产厂商编码器技术逐步突破，如奥普光电子公司禹衡光学的光栅编码器、绝对式光栅尺等产品实现了国产替代。29/42 （2）力矩传感）力矩传感器器：机器人感知关键部件，国产替代已有成熟产品机器人感知关键部件，国产替代已有成熟产品 力矩传感器是一种用于测量物体转动力矩的装置，应变式力矩传感器应用最为广泛。它可以将测量到的力矩值转换为电信号输出，并通过计算机

52、或仪表进行处理和显示。其常分为五大类型：应变型、压电型、电容型、光电型、磁弹性型。实时获取机器人与环境的相互作用力能够在很大程度上降低机器人对外界及自身造成的伤害，从而提高机器人的安全性，因此力矩传感器是机器人领域的重要传感器。其中，应变式力矩传感器使用最为广泛，技术最为成熟。人形机器人每个身体关节执行器中均装一个力矩传感器。机器人轻量化趋势对力矩传感器多个指标提出要求。轻量化机器人关节集成度高、常用内部中空结构。这要求力矩传感器尽量小而薄。市面常见传感器外径约为 60mm，厚度约为 20mm。轻量化机器人末端负载一般不超过 20kg。假定机械臂总长 300mm、末端负载为 10kg，则扭矩传

53、感器量程为 30Nm，考虑过载风险常设置安全过载能力为 150%-300%。考虑安全性，人类动态环境下疼痛容忍度为 10N 或者更低。假定碰撞距离传感器只有 10mm，允许最小碰撞力 10N，力矩传感器分辨力需为 0.1Nm。通常碰撞过程发生的时间约为 4-10m 要求系统必须在碰撞发生后 4ms 内检测到碰撞并且做出有效安全保护措施，力矩传感器输出信号响应频率至少为 250Hz。市场空间：市场空间：2022 年全球力矩传感器市场规模达 572.4 亿元。力矩传感器应用在电动机、发动机、内燃机等旋转动力设备输出扭矩及输出功率的检测，还可以应用在扭力扳手、机械设备等扭矩及输出功率的检测。2022

54、 年全球力矩传感器市场规模达 572.4 亿元，据贝哲斯咨询预测，2028 年全球力矩传感器市场规模将增长至 804.8 亿元，2022-2028 年预测期间 CAGR 将达到 5.84%。30/42 竞争格局：竞争格局：国内玩家较少，宇立仪宇立仪器器产品应用较为成熟。力矩传感器全球顶尖企业包含比利时森斯、美比利时森斯、美国国 PCB、美国、美国 AMETEK、美国霍尼韦尔、德国、美国霍尼韦尔、德国 HBM。国内外产品在刚度上尚存差距，但国内企业宇立仪器产品性能较优，产品成熟已广泛应用于机器人领域，客户包含 ABB 等机器人龙头企业。其他企业如柯力传感、中航电测柯力传感、中航电测等亦布局或推出

55、力矩传感器产品。4.控制控制装置为执行器共同部件伺服驱动器装置为执行器共同部件伺服驱动器 伺服驱动器为旋转执行器、线性执行器、灵巧手中的共同部件伺服驱动器为旋转执行器、线性执行器、灵巧手中的共同部件，是驱动电机旋转的调速装置，是驱动电机旋转的调速装置。伺服驱动器是用来控制伺服电机的一种控制器，又称为“伺服控制器”、“伺服放大器”。伺服驱动器发出信号给伺服电机驱动其转动，同时编码器将伺服电机的运动参数反馈给伺服驱动器，伺服驱动器再对信号进行汇总、分析、修正。整个工作过程通过闭环方式精确控制执行机构的位置、速度、转矩等输出变量。伺服驱动器一般都有三种控制方式伺服驱动器一般都有三种控制方式：位置控制

56、方式、转矩控制方式、速度控制方式。位置控制方式、转矩控制方式、速度控制方式。速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制，位置控制是通过发脉冲来控制。就伺服驱动器的响应速度来看，转矩模式运算量最小，驱动器对控制信号的响应最快。位置模式运算量最大，驱动器对控制信号的响应最慢。作为驱动电机旋转的调速装置，其控制性能、总线控制类型和智能调整算法的能力是衡量伺服驱动器性能的主要指标。人形机器人和协作机器人中伺服驱动器放在关节中没有整流单元，但有逆变单元、控制芯片。人形机器人和协作机器人中伺服驱动器放在关节中没有整流单元，但有逆变单元、控制芯片。工业机器人的伺服驱动器不放在关节中，放在电控柜，通过通信电缆和供电

57、电缆连接。通常，人形和协作机器人中伺服驱动器成本相对工业机器人较低。31/42 伺服驱动器的核心部件包括软件算法、伺服驱动器的核心部件包括软件算法、CPU 控制板、输入输出板、电源板，其中高精度、高性能的芯控制板、输入输出板、电源板，其中高精度、高性能的芯片需要进口。片需要进口。驱动器主要包含主控制器、信号处理和通信板等，其中主控制板核心芯片主要包含 DSP芯片、IGBT 模块等，信号处理和通信板芯片包括 FPGA 以太网 PHY 芯片、存储芯片等。市场规模及竞争格局：市场规模及竞争格局：2022 年中国伺服驱动器市场规模近百亿元，分为日系、欧美系、国产品牌三个阵营。驱动器分为电机+驱动器成套

58、供应(步科股份、科尔摩根、雷赛智能、禾川科技等）与仅供应驱动器(ELMO、Copley、高创等）两种方式。1）日系品牌凭借良好的产品性能与极具竞争力的价格垄断了中小型 OEM(设备制造业）市场，以松下、松下、安川、三菱安川、三菱为代表；2）西门子、施耐德、西门子、施耐德、ELMO(ELMO 在国内的应用已经比较成熟，为直流伺服驱动领域龙头，在半导体、医疗、机器人等直流领域应用较多，其特点是性能高、稳定性、体积小，已被博世收购）等欧美品牌占据高端，下游以大型机械为主；3）国产企业以汇川技术、信捷电气、禾川科技、雷赛智能汇川技术、信捷电气、禾川科技、雷赛智能等为代表，技术路线上与日系产品接近，整体

59、竞争力不断提高。目前国内驱动器产品已实现国外产品所具备的基本功能，但相较于安川、松下等国外龙头公司产品在控制性能、稳定性、核心软件算法和整体方案方面仍然具有一定差距。国产驱动器有着更低的销售价格，驱动器的国产化进程正在加快。5.辅材辅材：制动器、制动器、轴承轴承（1）制动器）制动器：机器人以电磁制动器为主，国内该产品技术逐步达到国外水平机器人以电磁制动器为主，国内该产品技术逐步达到国外水平 32/42 机器人多采用电磁制动器，要求定位精准、结构紧凑。电磁制动器具有体积小、重量轻、结构紧凑、操作方便、安装简单、高频动作、安全可靠、耐用、维护方便以及易于实现远距离操作等特点。电磁制动器分为弹簧加压

60、式、永磁式以及电涡流式三类。相比永磁式的材料昂贵和和电涡流式的制动力矩较小、温度过高等局限，弹簧加压式通过特殊的制动结构设计，具有明显的成本优势和温度稳定性，是目前电磁制动器应用的主流形式。市场空间：市场空间：工业电机配套电磁制动器市场规模超 150 亿元。根据瑞迪智驱招股书，电磁制动器通常配套各类工业电机应用于多个行业，以工业电机市场容量为测算基数，电磁制动器的市场容量 2019-2022 年分别为 150.86 亿元、146.58 亿元、161.88 亿元和 176.05 亿元，保持增长趋势。随着自动化设备应用需求的不断增长，电磁制动器通过配套工业电机在数控机床、机器人、电梯、风电等多个行

61、业的应用面持续扩大，未来市场空间有望持续增长。竞争格局：竞争格局：德国 Mayr 麦尔占据制动器领导位置，国内机器人制动器上市厂商较少。MAYR 麦尔在安全离合器、伺服联轴器和安全制动器领域技术领先，为市场领导者。国内专业制动器厂商包括瑞迪智驱、合肥拓珂等，以电磁制动器产品为主，应用领域广泛。目前，国内公司多项核心参数均已达到国际水平，当前，国内公司在扭矩稳定性、扭矩值、噪音等方面均已达到国际水平，在机器人关节制动器厚度方面也逐步向国际水平靠拢。33/42 （2）轴承）轴承：特斯拉机器人用量较多，其中特斯拉机器人用量较多，其中交叉滚子轴承较为高端交叉滚子轴承较为高端 轴承是当代机械设备中一种重

62、要零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。按运动元件的摩擦性质不同，轴承可分为滚动轴承和滚子轴承两类，其中滚动轴承最为常见。滚动轴承有深沟球轴承、角接触球轴承、调心球轴承、推力球轴承等。滚子轴承包括交叉滚子轴承等。特斯拉机器人使用了角接触轴承、交叉滚子轴承、四点接触轴承以及深沟球轴承。竞争格局：竞争格局：全球八大跨国轴承企业占据全球 70%的市场，世界八大轴承企业包括斯凯孚斯凯孚(SKF）、舍弗、舍弗勒勒(Schaeffler）、恩斯克、恩斯克(NSK）、捷太格特、捷太格特(JTEKT）、恩梯恩、恩梯恩(NTN）、铁姆肯、铁姆肯(TIMKEN）、日、

63、日本美蓓亚本美蓓亚(NMB）、不二越、不二越(NACHI）。其中斯凯孚轴承行业市场占有率为 7.6%，为第一大轴承供应商。国内轴承企业体量偏小，且主要中低端应用为主。技术壁垒：技术壁垒：技术壁垒依次排序为交叉滚子轴承四点接触轴承角接触轴承深沟球轴承。目前，深沟球轴承附加值最低，国内已经能成熟稳定供货，且价格大幅低于进口品牌，角接触轴承与四点接触轴承国产化率较高，国内产品相较国外产品具备显著价格优势，但精度低于进口品牌。交叉滚子轴承技术壁垒较高，目前国产化率较低，目前国内供货厂商较少。主要以非上市公司为主，如洛阳博盈轴承、洛阳博盈轴承、XLB、奥维特、洛阳汇工奥维特、洛阳汇工等，上市公司较少。轴

64、承领域上市公司还包括南方精工、五洲新春、力星股份南方精工、五洲新春、力星股份。34/42 四四、执行器技术壁垒、执行器技术壁垒 减速器、丝杠、轴承等精密产品和零部件的技术壁垒都体现在设计、材料、工艺和加工精度上。最终体现在产品性能上表现为产品的精度保持度、寿命、故障率等。国产减速器同海外产品性能的差距体现在寿命和精度保持性上。国产减速器同海外产品性能的差距体现在寿命和精度保持性上。在效率、减速比、传动精度、扭矩刚度等关键指标参数上，国产减速器已经基本达到了国际领先的产品水平，但是在疲劳寿命、故障率、批量产品的稳定性等方面有差距。根据官网数据，纳博特斯克销量最高的 RV-C 和 RV-E 系列都

65、具有更高的额定输出转矩和减速比，寿命可以达到 6000 小时以上。与国外产品相比，国产减速器长时间使用后仍有出现的磨损、漏油、精度下降的情况；国产谐波减速器在高速场景下容易出现断裂的现象，产品稳定性和使用寿命上仍需提升。减速器性能不仅与啮合原理、齿形设计、结构优化等相关，还与原材料、加工、热处理工艺等因素相关。减速器性能不仅与啮合原理、齿形设计、结构优化等相关，还与原材料、加工、热处理工艺等因素相关。在效率、减速比、传动精度、扭矩刚度等关键指标参数上，国产减速器已经基本达到了国际领先的产品水平，但是在疲劳寿命、故障率、批量产品的稳定性等方面有差距，不仅与啮合原理、齿形设计、结构 35/42 优

66、化等相关，还与原材料、加工、热处理工艺等因素相关。下面我们将主要以谐波减速器为例，来说明高精度核心部件的技术壁垒。谐波传动技术包括：总体结构、柔轮、刚轮、凸轮、柔性轴承、交叉滚子轴承、齿形、波发生器、加工制造和试验方法等 10 个分支。从专利申请数量来看，总体结构、波发生器、柔轮和加工制造是谐波减速器技术的研发重点。1.设计：齿形设计和传动结构设计是关键设计：齿形设计和传动结构设计是关键 谐波：绿的、来福的齿形设计和传动结构避开了哈默纳科的专利。谐波龙头哈默纳科先发制人，在齿形设计和传动结构方面申请了专利，国产减速器厂商绿的谐波的 P 齿形、来福谐波的 齿形率先打破垄断，基本满足谐波减速器的性

67、能需求，但新进入厂商很难在避开专利限制的情况下设计优良性能的齿形。RV：摆线齿轮修形理论不完善。国内企业对于摆线齿轮修形原理大多基于经验数据，没有足够的完整的理论基础，导致齿型修形要不断的尝试改进，增加研发时间，且改进效果并不明显；RV 减速器构成复杂，零部件在设计上的配合和细节参数的优化都是影响减速器精度的重要因素。36/42 2.材料及零部件：长期依赖进口材料及零部件：长期依赖进口 谐波减速器：柔轮材料长期依赖进口。国内外的谐波减速器柔轮材料基本为 40Cr 合金钢，其中40CrMoNiA 与 40CrA 最为常用，晶粒和铁氧体相的不合理会导致局部微裂纹和尺寸精度的变化，对材料的纯度要求高

68、。相同的原材料，由于国外提纯技术较高、杂质少，因此国产谐波减速器的材料长期依赖进口。RV 减速器：国产轴承在精度上仍有较大的差距。RV 减速器的原材料包括齿轮钢（20CrMnTi、20CrMo、20MnCr5 等）、轴承合金等。国内齿轮钢的生产水平已达到国外先进的水平，比起日、德、美生产的齿轮钢还有一些差距（淬透性宽、纯度低等）。外购零部件：部分厂商在轴承、密封圈、滚针、挡圈等零部件会选择外购，轴承是影响产品精度的一大关键因素，而国产的轴承在精度上仍有较大的差距。3.工艺：需要经验积累工艺：需要经验积累 热处理工艺是提升减速器疲劳寿命、精度稳定性的关键环节。按照目的不同，热处理工艺一般分为预备

69、热处理和最终热处理，预备热处理用于改善材料的加工性能，消除内应力，主要工艺包括退火、正火、37/42 时效、调制等；最终热处理的目的在于改善材料的硬度、耐磨性等，提升减速器疲劳寿命、稳定性，主要工艺包括淬火、渗碳淬火和渗氮处理等。谐波：柔轮失效是谐波减速器的主要失效形式之一，限制着谐波减速器的使用寿命：柔轮壁薄，同时需承受波发生器和外部载荷的双重作用，良好的热处理工艺是保证材料结构组织一致的必要前提。国产厂商在柔轮的热处理工艺、慢走丝、连续切割等加工工艺上存在差距，这也是决定减速器精度和寿命的核心。RV：设计更复杂，其中摆线轮、偏心轴、针齿壳等核心部件的加工均有很大的难度，核心难点在于各项工艺

70、的密切配合，包括：加工精度、零件对称性、成组技术、装配精度等。热处理技术是国产厂商的一大软肋，技术不过关会导致产品变形、硬度不够。工艺的差距带来的是产品精度、损耗速度和寿命的差距。这也对操作人员的技术提出了高要求，需要其能根据各种条件的变化，及时调成，保证成品率。滚珠丝杠的制造工艺主要是两种：轧制和磨制，其中轧制属于批量制造，能达到的精度较低，但生产效率高，设备门槛高于磨制。我国磨制丝杠发展比较早，非标要求高，规格产品也算齐全，从一开始的只能满足部分非标需求发展到现在基本满足所有使用场合，在低噪音，低摩擦，重载低速，高速，还有某些如注塑机的重载专用丝杠，基本已经完全国产化了。而轧制丝杠起步较晚

71、，直到近年才形成整个体系产业链，并且已经实现对低端的中国台湾品牌替换。并且有部分细分产品如小导程，特殊材料，机电集成化丝杠已经基本形成成体系的产业链。38/42 5.产品产品 SKU 丰富度丰富度与客户粘性与客户粘性 国内减速器厂商在产品矩阵的丰富度（SKU）上不及海外厂商，需要时间和技术积累。哈默纳科、纳博均已成立超过半个世纪，在减速器品类上有深厚积累，其中哈默纳科谐波减速器产品覆盖 15 个系列共49 款谐波减速器，包括空心轴减速机、微型减速机等众多样式；相比之下，绿的谐波产品包括 6 个系列共 19 款产品。纳博特斯克产品覆盖 3 个系列共 25 款 RV 加速器，双环传动旗下包括 2

72、个系列共 12款 RV 减速器。无论是 RV 还是谐波，国产厂商在品类丰富度上均有所差距，且并非能短期弥补，需要技术、专利、时间的积累。五、五、执行器相关公执行器相关公司司 人形机器人产业的发展，给机器人执行器创造了发展的机遇，相关公司包括：1）谐波减速器国产化进程提速，份额靠前的企业有：绿的谐波、同川智能（汉宇集团）、大族传动、中大力德、国茂精密（国茂股份）；2）RV 减速器国内规模靠前的企业：中大力德、秦川机床、南通振康、珠海飞马、智同科技；3）机器人用轴承：人本集团、五洲新春、国机精工、南京精工；4）滚珠丝杠中低端完成进口替代，机器人高端市场上有：南京工艺、博特精工、合肥赛里斯（江苏雷利

73、）、鼎智科技（江苏雷利）、华欧精密等；5）行星滚柱丝杠处于起步阶段，博特精工、思科瑞、南京工艺。下面选几个重点公司进行介绍：1.中大力德中大力德 中大力德成立于 2006 年，前身是 1998 年成立的中大电机厂。公司以减速电机起家，成立以来深耕自动化传动与驱动装置的研发制造，是国内唯一同时提供精密减速器(包括精密行星减速器，RV 减速器和谐波减速器）、伺服驱动，永磁直流电机和交流减速电机的企业，具备提供机电一体化产品的潜力。39/42 产品性能优秀，已批量供货国内头部通用自动化厂商。产品性能优秀，已批量供货国内头部通用自动化厂商。公司产品应用于工业机器人（销售额占比 50%）、智能物流、新能

74、源设备、工业母机、纺织机械等工业自动化领域，已批量供货广州数控、宇环数控、伯朗特、新松机器人，同时在汇川技术、埃斯顿等国内工业机器人头部厂商进行产品测试。股权结构较为集中。股权结构较为集中。截至 2022 年 12 月 5 日，公司两位创始人、实控人周国英（间接持股 47.33%）、岑国建（间接持股 0.71%）系夫妻关系，共计持股 48.04%。岑国建系公司董事长、核心技术人员，曾40/42 主持精密传动领域的 10 项国家标准、5 项行业标准的起草，主持研发的减速电机、精密减速器等多项产品被列入国家火炬计划、工业强基计划。本体厂商需要零部件厂具备多品类产品的大规模量产实力。本体厂商需要零部

75、件厂具备多品类产品的大规模量产实力。公司具备近百万台核心部件批量出货的能力，产品图谱涵盖除控制器外的所有机器人核心部件，契合本体厂商需求。目前行业其他厂商多囿于海外设备长达 1 年的交期而无法及时开出产能，公司因长期稳定的固投而拥有充足储备、大部分设备也已摊销完毕，新建厂房解决了设备利用率低对产能的掣肘，公司有望凭多品类零部件快速扩产的能力率先受益于国产核心部件增量需求，扩大规模效应，提升利润水平。2.拓普集团拓普集团拓普集团总部位于浙江宁波，成立于 1983 年，现在成为平台化汽车零部件龙头。公司八大业务板块实现整车关键零件全覆盖，成为全球领先的 Tier0.5 平台化供应商。公司主要业务包

76、括汽车 NVH 减震系统、内外饰系统、车身轻量化、智能座舱部件、热管理系统、底盘系统、空气悬架系统、智能驾驶系统八大业务板块，为客户提供一站式、系统级、模块化的产品与服务，公司产品逐渐实现对车辆关键零部件的全覆盖。公司为应对机器人产业发展设立机器人事业部。机器人是当今社会最具发展潜力新兴产业之一，可广阔应用于智能制造、医疗、服务等各种场景，实现对劳动力的解放从而提升人类生活质量。根据机构预测，到 2030 年全球约数亿人的岗位将被机器人替代，全球机器人行业容量可达百万亿元级别，市场空间巨大。在 AI 技术快速发展及人口老龄化的大背景下，机器人产业迎来快速发展期。2023 年 7 月公司发文设立

77、机器人事业部，公司通过整合优势资源，实现业务聚焦，为该项业务的发展提供战略保障。公司以 NVH 业务为基础持续完善汽车零部件业务范围。公司 2001 年公司成立拓普 NVH 研发中心进入国际市场。2013 年公司在国内率先量产机电一体化产品电子真空泵；2014 年量产轻量化产品锻铝控制臂；2015 年在上交所挂牌上市；2016 年公司正式成为特斯拉的供应商；2017 年公司收购福多纳，获得包括前副车架总成、后桥总成、摆臂总成、控制臂等全套底盘相关系统产品技术。2020 年特斯拉上海工厂完成建设，公司给 Model3 和 ModelY 供应全套底盘系统，公司销量及营收迅速提升，同年公司的热管理业

78、务及空悬工厂正式投产。2021 年与高合合作的一体化压铸车身后舱正式下线。多品类布局完善，最高单车配套价值潜力可达 3 万元。公司以 NVH 产品为基础，发展出内外饰产品、底盘轻量化产品、汽车电子、一体化压铸、热管理、空悬等业务，其中 NVH 减震业务单车配套价值量约 500 元，内外饰产品单车配套价值量约 3000 元，底盘轻量化产品约 5000 元，热管理业务单车价值量 3000 元，空悬单车价值量 6000-10000 元，合计单车最高配套达 3 万元。41/42 3.鼎智科技鼎智科技公司成立于 2008 年，是以微特电机为主要构成的定制化精密运动控制解决方案提供商，主要从事线性执行器、

79、混合式步进电机、直流电机、音圈电机等产品的设计、研发、生产和销售。2021 年 6 月在全国股转系统挂牌，目前处于创新层。2021 年 12 月，公司被江苏省工业和信息化厅认定为 2021 年度江苏省“专精特新小巨人企业（制造类）；2022 年 7 月，公司获评国家工业和信息化部第四批专精特新“小巨人”企业。线性执行器行业领先，在知名企业产品中得到应用。公司线性执行器产品结构简单、紧凑，适用于500mm 行程内运行，步进分辨率最小为 0.0015mm/布，最大推力可达 2400N，根据客户需要可提供多种解决方案类型，产品可分为滑动丝杆线性执行器、滚珠丝杆线性执行器和永磁电机线性执行器三大类，满足不同客户在控制精度、输出推力等方面的需求。公司线性执行器为行业领先产品，在迈瑞医疗、深圳新产业、美国 IDEXX、美国 Adaptas、韩国三星等企业产品中得到应用。人形机器人有望成为公司新增量市场。人形机器人有望成为公司新增量市场。特斯拉依靠自身强大的 AI 自研能力和全球汽车供应链有望率先实现人形机器人量产，并将引领人形机器人行业往低成本、高智能、规模化生产的方向发展。公司现有产品包括丝杆、线性执行器、行星齿轮箱、空心杯电机以及在研行星滚柱丝杠等均有潜力应用在机器人上，2030 年预计人形机器人市场超千亿元，公司作为核心零部件供应商有望充分受益。