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1、 请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明 行行业业 研研 究究 行行业业深深度度研研究究报报告告 证券研究报告证券研究报告 industryId 机械设备机械设备 推荐推荐 （维持维持 ）重点公司重点公司 重点公司 评级 恒立液压 增持 来源：兴业证券经济与金融研究院 relatedReport 相关报告相关报告 恒立液压 2023 半年报点评：业绩稳健增长，非挖及海外市场抵御周期2023-09-28 emailAuthor 分析师：分析师：石康 S01 郭亚男 S04 投资要点投资要点 summary 玩家加速

2、入场，国内产业链配套玩家加速入场，国内产业链配套企业快速布局，有望推动人形机器人产业化提速，企业快速布局，有望推动人形机器人产业化提速，预计到预计到 2030 年可形成年可形成千亿级千亿级市场。市场。特斯拉于 2021 年 8 月的 AI 日首次提出人形机器人 Optimus的概念，此后 Optimus快速迭代，在特斯拉 2023年 12月的最新视频中，Optimus已实现流畅行走、抓握鸡蛋等动作，性能不断提升。国内方面，优必选、傅利叶等公司部分人形机器人型号已经开始外售，同时新玩家不断加入。在特斯拉产业链的带动下，国内核心零部件企业积极布局，产业化加速到来，预计中性情况下到 2030 年人形

3、机器人市场规模可达 343.3 亿美元。人形机器人长期降本趋势下，国产核心零部件企业优势明显人形机器人长期降本趋势下，国产核心零部件企业优势明显，未来有望充分受益于，未来有望充分受益于行业需求的爆发。行业需求的爆发。以特斯拉人形机器人当前的结构设计为例，其身体+手部共 50 个自由度，对应40个伺服关节（旋转关节14+直线关节14+空心杯关节12），其价值量占比较高的核心零部件如下：（1）无框力矩电机：）无框力矩电机：用于全身 28 个执行器，美国科尔摩根、瑞士 Maxon、日本尼得科等属第一梯队厂商，国内步科股份、昊志机电等公司有布局。根据 Market Research 数据，2022 年

4、全球无框力矩电机市场规模约 47 亿元，假设 2030 年人形机器人销量达 100 万台，可为无框力矩电机贡献 224 亿元的市场规模增量。（2）空心杯电机：）空心杯电机：用于双手 12个关节，德国 Faulhaber和瑞士 Maxon全球领先，国内鸣志电器、鼎智科技、伟创电气、禾川科技等公司均有布局。根据 GII Research，2021 年全球空心杯电机市场规模约 47 亿元，假设 2030 年人形机器人销量达 100 万台，可为空心杯电机贡献 96 亿元的市场规模增量。（3）谐波减速机：）谐波减速机：主要用于 14 个旋转关节，目前日本哈默纳克全球市场份额较高，国内市场绿的谐波市场份额

5、正在不断提升。根据 MIR，2021 年我国机器人谐波减速机市场规模约 12亿元，假设 2030年人形机器人销量达 100万台，可为谐波减速机贡献 182 亿元的市场规模增量。（4）行星滚柱丝杠：）行星滚柱丝杠：主要用于 14 个直线关节，主要用于航空航天、电子、半导体等高端制造业。2022 年 Rollvis、GSA 及 Ewellix 是我国行星滚柱丝杠市场占有率最高的三个品牌，国产企业已经有产能的公司较少，如南京工艺、汉江机床、新剑传动等，恒立液压、贝斯特等公司正在加速布局该细分领域。此外，丝杠加工设备螺纹磨床目前面临依赖进口、成本高、交期长的问题，国内秦川机床、日发精机、华辰装备对此有

6、所布局。根据 Persistence Market Research，2022 年全球行星滚柱丝杠市场规模约 20亿元，假设 2030年人形机器人销量达 100万台，可为行星滚柱丝杠贡献 182 亿元的市场规模增量。（5）力觉传感器：）力觉传感器：主要用于全身 28 个执行器，其中六维力矩传感器能给出最为全面的力觉信息，有望在人形机器人上得到应用。目前美国 ATI 全球领先，国内宇立科技、坤维科技和海伯森技术已有成熟产品，柯力传感、昊志机电、东华测试等上市公司对此有所布局。根据 GGII，2022 年中国力觉传感器市场规模约 17 亿元，假设 2030 年人形机器人销量达 100 万台，可为力

7、觉传感器贡献 280 亿元的市场规模增量。投资建议：投资建议：人形机器人预计到 2030 年可形成千亿级别的大市场，当前玩家加速入场、政策高度重视、人工智能技术快速迭代，均有望推动人形机器人产业化提速。我国机械零部件公司纷纷布局相关细分领域，有望凭借供应链成本低、技术迭代响应速度快等优势，成为全球人形机器人产业链不可或缺的一环，当前时点建议关注技术壁垒较高的行星滚柱丝杠、力觉传感器、设备环节以及与特斯拉合作紧密的企业。建议关注：建议关注：拓普集团（汽车组覆盖）、三花智控（汽车组覆盖）、鸣志电器、恒立液压、秦川机床。风险提示：风险提示：人形机器人技术迭代进度不及预期；国产替代进度不及预期；核心零

8、部件降本不及预期。title 人形机器人行业深度报告：人形机器人行业深度报告：前前路路星辰大海，玩家加速入场，产业化有望提速星辰大海，玩家加速入场，产业化有望提速 createTime1 2024 年年 01 月月 14 日日 -2-行业行业深度研究深度研究报告报告 目目 录录 1、人形机器人：机器人皇冠上的明珠，前路星辰大海.-5-1.1、发展现状：功能更迭不止，产业化探索方兴未艾.-5-1.2、行业趋势：跨界者入场、AI赋能、政策高度支持、应用场景拓展.-8-1.3、市场规模：中性预测至 2030年人形机器人可达数百亿美元市场.-14-2、长期降本趋势下，国产企业卡位核心零部件优势明显.-

9、15-2.1、产业链概览：中国企业加速布局核心零部件，有望充分受益.-15-2.2、执行器：关节总成部件，处于 Tier 1核心环节.-18-2.3、电机：人形机器人动力源泉，关注无框力矩电机和空心杯电机.-20-2.4、减速器：人形机器人传动枢纽，主要应用于旋转关节和灵巧手.-26-2.5、行星滚柱丝杠：线性执行器核心部件，海外龙头技术壁垒高筑，国内厂商加速布局.-33-2.6、力觉传感器：人形机器人力控关键部件，国内仍处于产业化早期.-39-2.7、设备：丝杠降本推动设备国产化，高精度螺纹磨床空间广阔.-42-3、投资建议.-45-4、风险提示.-48-图目录图目录 图 1、人形机器人发展

10、历程.-5-图 2、特斯拉 Optimus 快速迭代.-6-图 3、人形机器人自主性等级.-8-图 4、人形机器人领域三股势力涌现.-9-图 5、戴森人形机器人将漂白器放置到桌子上.-9-图 6、特斯拉 Optimus 复用汽车 FSD芯片.-9-图 7、ChatGPT提升机器人与人类之间的自然语言交互能力.-10-图 8、PaLM-E是一个多模态具身视觉语言模型.-10-图 9、PaLM-E在执行机器人多任务模型时的表现更优.-10-图 10、Ameca接入 GPT-3.5，快速回答问题.-11-图 11、1XTech 的 NEO 产品示意图.-11-图 12、人形机器人应用场景有望持续拓展

11、.-12-图 13、优必选人形机器人发展规划.-13-图 14、人形机器人产业链.-15-图 15、特斯拉 Optimus全身共 28个执行器（除灵巧手外）.-16-图 16、特斯拉 Optimus灵巧手共有 12个执行器.-17-图 17、特斯拉 Optimus执行器.-19-图 18、三花智控、拓普集团未来有望切入特斯拉人形机器人供应链.-20-图 19、无框力矩电机多为大尺寸中空直径设计.-21-图 20、2022年中国无框力矩电机市场行业分布.-21-图 21、无框力矩电机适用于协作机器人.-21-图 22、传统有刷直流电机结构图.-22-图 23、空心杯电机结构图.-22-图 24、

12、空心杯有刷电机的结构.-23-图 25、空心杯无刷电机的结构.-23-图 26、一次性绕制成型的空心杯电机线圈.-23-图 27、绕卷式生产技术.-23-图 28、全球空心杯电机市场规模.-24-图 29、2021年全球空心杯电机市场分布.-24-图 30、人形机器人中谐波减速器的用量提升.-27-gZdYvYiVzWdYhZcVwUmOsQsQ6MaObRmOoOoMmQkPpPqRiNrQtO7NqQwPMYrMvNwMsOqQ-3-行业行业深度研究深度研究报告报告 图 31、谐波减速器市场规模.-27-图 32、2022年中国谐波减速器市场竞争格局.-27-图 33、哈默纳科产能分散于日

13、本、美国、德国.-28-图 34、2022财年哈默纳科营收结构按地区拆分（非合并报表口径）.-28-图 35、绿的谐波产能加速扩张.-28-图 36、截至 2020年全球谐波减速器技术专利申请量排名.-29-图 37、齿形设计是谐波减速器的差异化所在.-29-图 38、与日本柔轮相比，国产柔轮更粗大且稳定性较差.-30-图 39、哈默纳科与来福谐波轻量化系列重量对比.-30-图 40、哈默纳科与绿的谐波毛利率对比.-31-图 41、高减速比设计的执行器，施加反向作用力时，扭矩很快达到齿轮箱的极限，齿轮永久变形.-32-图 42、低减速比设计的执行器，施加反向作用力时，扭矩保持线性增长，齿轮不易

14、损坏.-32-图 43、中国及全球行星减速器市场规模（亿美元）.-32-图 44、2022年科峰智能下游收入占比.-32-图 45、2022年全球精密行星减速器市场格局.-33-图 46、2022年中国精密行星减速器市场格局.-33-图 47、行星滚柱丝杠结构形式.-34-图 48、中国滚柱丝杠竞争格局（2022E）.-35-图 49、全球滚柱丝杠市场规模.-35-图 50、海外行星滚柱丝杠企业概览.-36-图 51、六维力矩传感器示意图.-40-图 52、六维力传感器安装难度较大.-40-图 53、六维力传感器价格高昂.-40-图 54、六维力传感器助力人形机器人抵抗外部冲击、静态平衡控制、

15、适应不平整路面.-41-图 55、丝杠加工工艺核心流程.-43-图 56、螺纹磨床传动示意图.-44-表目录表目录 表 1、主流人形机器人产品.-7-表 2、2023 年以来人形机器人相关政策梳理.-13-表 3、2030 年人形机器人市场规模测算.-15-表 4、特斯拉 Optimus 一体化关节价值量拆分.-17-表 5、特斯拉 Optimus 零部件市场空间敏感性分析.-18-表 7、无框力矩电机市场主要参与者.-22-表 8、空心杯电机市场主要参与者.-25-表 9、Maxon 与鼎智科技同规格空心杯电机性能对比.-25-表 10、Maxon与鸣志电器空心杯电机价格对比.-25-表 1

16、1、行星减速器、RV减速器与谐波减速器对比.-26-表 12、纽卡特与科峰智能同规格行星减速器对比.-33-表 13、减速器市场主要参与者.-33-表 14、各种直线机构性能对比.-34-表 15、行星滚柱丝杠分类.-35-表 16、各公司公称直径 30mm标准式行星滚柱丝杠性能对比.-36-表 17、行星滚柱丝杠钢材的选择.-37-表 18、各类设备使用较多的滚珠丝杠副精度等级.-37-表 19、我国企业加速布局行星滚柱丝杠.-39-表 20、力矩传感器竞争格局.-41-4-行业行业深度研究深度研究报告报告 表 21、ATI 与坤维科技同规格六维力传感器产品性能对比.-42-表 22、磨削滚

17、珠丝杠与冷轧滚珠丝杠加工工艺对比.-42-表 23、砂轮磨削、硬车削、旋风铣削三种粗加工工艺对比.-43-表 24、磨床精度影响因素.-44-表 25、国内外龙头企业旗舰螺纹机床对比.-45-表 26、国内外螺纹磨床制造企业对比.-45-表 27、人形机器人部分标的业绩预测及估值分析（采用 Wind 一致预期，截至2024年 1 月 12日）.-47-5-行业行业深度研究深度研究报告报告 1、人形机器人：机器人皇冠上的明珠，前路星辰大海人形机器人：机器人皇冠上的明珠，前路星辰大海 1.1、发展发展现状现状：功能更迭不止，产业化探索方兴未艾：功能更迭不止，产业化探索方兴未艾 人形机器人被誉为人形

18、机器人被誉为“机器人皇冠上的明珠机器人皇冠上的明珠”。人形机器人指形状及尺寸与人体相似，能够模仿人类运动、表情、互动及动作的机器人。纵观人形机器人发展史，可划分为早期探索、系统高度集成及高动态运动三个纵观人形机器人发展史，可划分为早期探索、系统高度集成及高动态运动三个发展阶段。发展阶段。1）1960-1986 年，早期探索阶段。早稻田大学加藤一郎教授研发出包含肢体控制系统、视觉系统和对话系统的 WABOT-1，拉开了人形机器人研究的序幕。2）1986-2013 年，系统高度集成发展阶段。这一阶段以本田仿人机器人为代表。从仅具备下半身、仅能支持静态步行的双足机器人 E0，到具备完整人形结构且能支

19、持动态步行的机器人 P3，再到更小更轻量化、实现搬运物品及奔跑功能的机器人 ASIMO，二十年间本田人形机器人技术更迭不止。3）2013-至今，高动态运动发展阶段。从波士顿动力能实现跳跃、翻滚、倒立的液压驱动人形机器人 Atlas，到特斯拉高调推出人形机器人 Optimus，实现行走、搬运物品、浇花等功能，这一阶段美国公司后来者居上，开始主导人形机器人的研究。图图 1、人形机器人发展历程人形机器人发展历程 资料来源：早稻田大学官网，本田日本官网，NASA官网，MIT Technology Review，优必选招股说明书，波士顿动力官网，TeslaAIDay2022，百度百科，兴业证券经济与金融

20、研究院整理 人形机器人百花齐放，新入局者众多，产业化有望提速。人形机器人百花齐放，新入局者众多，产业化有望提速。国外人形机器人厂商起步较早，波士顿动力 Atlas 自 2013 年推出后运动能力不断增强，甚至掌握了体操技巧，但目前仍处于实验室阶段。Agility Robotics 于 2019 年推出人形机器人Digit，2023年9月宣布其人形机器人工厂已接近完工，预计将于年内投产，在落 -6-行业行业深度研究深度研究报告报告 成首年产能将达到数百台 Digit 机器人，未来有望每年能够生产超过 1 万台人形机器人。特斯拉特斯拉 Optimus 快速迭代。快速迭代。2021 年 8 月特斯拉

21、 AI 日，特斯拉提出人形机器人Optimus的概念。2022年 9月特斯拉 AI日推出 Optimus第一代原型机，能够实现缓慢行走、挥手、搬运物品、浇花等，并提出量产后 2 万美元售价的目标。2023年 5 月特斯拉股东大会上，Optimus 的灵活性进一步提升，可实现流畅的行走与抓取物品，同时电机转矩控制能力进一步加强，腿部关节能做到在落地的同时不打碎鸡蛋。2023 年 9 月特斯拉官推发布的视频中，Optimus 已具备视觉自标定、颜色分拣任务、单脚保持平衡等能力，并且能够完成难度更高的瑜伽动作。一年时间内特斯拉机器人实现两次性能的跃升，迭代速度远超波士顿动力、本田等传统人形机器人厂商

22、。2023年 12月特斯拉发布 Optimus Gen2的演示视频，相较于此前展示的原型，Optimus Gen2 在提高平衡性的同时，重量减轻了 10 公斤，行走速度提高了 30%，能够实现 90度深蹲以及手指抓握鸡蛋等动作。图图 2、特斯拉、特斯拉 Optimus 快速迭代快速迭代 资料来源：Tesla AI Day 2022，Tesla Shareholder Meeting 2023，Tesla官推，兴业证券经济与金融研究院整理 国内厂商起步稍晚国内厂商起步稍晚，但近年来快速发展，但近年来快速发展，优必选于 2021 年发布 WalkerX，并迈出了人形机器人产业化尝试的第一步，202

23、2 年前 9 个月售出两台 WalkerX，确认收入共计 730万元。2022年小米在秋季新品发布会上推出其首款全尺寸人形仿生机器人 CyberOne。2023 年达闼机器人、傅利叶智能、宇树科技、智元机器人、小鹏汽车相继推出原型机。其中傅利叶智能 GR-1 已经实现量产，并在 9 月份开 -7-行业行业深度研究深度研究报告报告 启预售，2023Q4 开始陆续交付；宇树科技 H1 预计 2023Q4 实现发货。人形机器人各家产品呈百花齐放态势，新入局者众多，产业化有望提速。表表 1、主流人形机器人产品、主流人形机器人产品 特斯拉特斯拉 Optimus 波士顿动力波士顿动力 Atlas Agil

24、ity Robotics Digit 优必选优必选 WalkerX 小米小米 CyberOne 傅利叶傅利叶 GR-1 宇树科技宇树科技 H1 智元智元 远征远征 A1 达闼达闼 XR-4 小鹏汽车小鹏汽车 PX5 推出时间推出时间 2022 2013 2019 2021 2022 2023 2023 2023 2023 2023 身高身高/cm 172 150 177 130 177 165 180 175 165 150 体重体重/kg 73 75 52 63 52 55 47 55 65-自由度自由度/个个 50 28 21 41 21 40 19 49 60+-驱动方式驱动方式 电动驱

25、动 液压驱动 电动驱动 电动驱动 电动驱动 电动驱动 电动驱动 电动驱动 电动驱动-成本成本-25 万美元-10 万美元-未来硬件成本控制在 3 万美元以内-售价售价 预计量产后有望实现 2 万美元售价 200 万美元-52 万美元-低于 9 万美元-应用场景应用场景 替代人类做重复无聊的、危险的工作 搜索和救援行动 仓储物流市场 商用服务（科技展馆；商演活动；政企展厅等）；科研开发 服务性质场景 工业、康复陪护、居家、科研等场景-新能源汽车制造、3C 制造等工业场景、居家场景 家庭保姆 小鹏的工厂及销售 场景 产业化产业化 进度进度 尚未量产 实验室 对外出售 对外出售 尚未量产 量产并 交

26、付 预计 23Q4开始发货 尚未量产 尚未量产 尚未量产 示意图示意图 资料来源：波士顿动力官网，优必选官网，优必选招股说明书，小米官网，机器人大讲堂，特斯拉官网，宇树科技官推，宇树科技官网，达闼机器人官微，傅利叶智能官网，上海证券报，智元机器人官微，1024小鹏汽车科技日，Tesla AI Day2022，Worcester Polytechnic Institute(WPI)官网，MIT Technology Review，A Comprehensive Survey on Humanoid Robot Development，兴业证券经济与金融研究院整理 注：优必选、小米、智元机器人产品

27、的成本售价的初始货币单位为人民币，以美元兑人民币汇率 7 将其统一换算为美元。目前目前产业化痛点主要体现于高成本、缺乏刚需应用场景、自主性不足等三方面。产业化痛点主要体现于高成本、缺乏刚需应用场景、自主性不足等三方面。（1）成本高企。）成本高企。主流人形机器人产品中，本田 ASIMO的成本高达 250万美元，波士顿动力 Atlas 向伍斯特理工学院出售的价格高达 200 万美元。如此高昂的成本、售价令B端客户都难以承受，如若人形机器人希望进一步向C端客户拓展，系统性降本任重道远。（2）缺乏刚需应用场景。）缺乏刚需应用场景。现有人形机器人产品的应用多集中于导览、商演、教学等低刚需程度的服务性质场

28、景。对比已实现产业化落地的机器人产品，工业机器人可应用于工业生产过程中的上下料、激光焊接与切割、测量检验等环节，代替人类执行单调、频繁和重复的长时间作业。扫地机器人具备自动补水、自动洗拖布、自动集尘等功能，帮助人类从家务劳动中解放双手。由行业发展经验可见，-8-行业行业深度研究深度研究报告报告 人形机器人若想实现产业化落地，拓展刚需应用场景是必经之路。（3）自主性不足。）自主性不足。从自主性角度看，当前人形机器人已跨越 L0-L2 的自动化机器阶段，由 L3（预设智能）向 L4（自治智能）迈进。L3 等级的机器人具备感知能力，能通过预设程序进行识别、理解，并反馈预设动作，但仍然需要人类的干预，

29、无法做到自主决策、随机应变。因此，当前人形机器人受限于自主性不足，尚无法满足人类非结构化生活环境中的各种柔性需求，且具备一定的使用门槛和学习成本，对使用者的编程能力提出了一定要求。图图 3、人形机器人自主性等级人形机器人自主性等级 资料来源：机器人大讲堂，墨影科技，兴业证券经济与金融研究院整理 1.2、行业趋势：行业趋势：跨界者入场、跨界者入场、AI 赋能、政策高度支持、应用场景拓展赋能、政策高度支持、应用场景拓展 跨界者跨界者跑步跑步入场，产业化有望提速入场，产业化有望提速 跨界者跑步入场，或将重塑行业格局。跨界者跑步入场，或将重塑行业格局。当前人形机器人领域，传统人形机器人厂商、汽车企业及

30、消费电子企业三股势力涌现。特斯拉之外，戴森、小米等消费电子企业成为新势力的代表。2022 年 5 月，戴森在国际机器人与自动化会议（ICAR）上宣布将在 10 年内推出可以做家务的人形机器人，在视频中戴森机器人展示了收拾盘子、将漂白器放置到桌子上等动作。戴森预计将向英国维尔特郡赫拉文顿机场的新实验室投资 27.5 亿英镑（约合 232.70 亿人民币），专注于机器人大脑、视觉系统等的研发。-9-行业行业深度研究深度研究报告报告 图图 4、人形机器人领域三股势力涌现人形机器人领域三股势力涌现 图图 5、戴森人形机器人将漂白器放置到桌子上戴森人形机器人将漂白器放置到桌子上 资料来源：各公司官网，兴

31、业证券经济与金融研究院整理 资料来源：戴森官网，兴业证券经济与金融研究院整理 特斯拉特斯拉Optimus复用汽车领域技术，或将加速人形机器人产业化进程。复用汽车领域技术，或将加速人形机器人产业化进程。特斯拉人形机器人的传感器、芯片、AI 系统等均与汽车同根同源。传感器层面，头部使用共 8 个 Autopilot 摄像头采集视觉信息；算力层面，采用 FSD 芯片运用神经网络模型实时处理信息；AI 系统层面，使用 Dojo 超级计算机的训练模型。复用汽车领域的传感器、算法与 AI 系统一方面加快了特斯拉人形机器人的开发速度，另一方面有助于降低开发成本。得益于汽车领域的技术积淀与控本能力，特斯拉的入

32、场或将加速人形机器人产业化进程。图图 6、特斯拉、特斯拉 Optimus 复用汽车复用汽车 FSD 芯片芯片 资料来源：Tesla AI Day 2022，兴业证券经济与金融研究院整理 AI 赋能，机器人智能化水平有望提升赋能，机器人智能化水平有望提升 ChatGPT 有望有望提升机器人与人类之间的自然语言交互能力。提升机器人与人类之间的自然语言交互能力。据微软论文Chat GPT for Robotics:Design Principles and Model Abilities，在ChatGPT未诞生之前，-10-行业行业深度研究深度研究报告报告 机器人流程中需要专门的工程师参与，在循环中

33、编写代码来规范机器人的行为，这一过程缓慢、昂贵且低效。ChatGPT 的出现允许机器人用户（可以是非技术型用户）通过语言模型交互参与到循环中，向机器人无缝部署各种平台与任务。微软展示了ChatGPT以零样本学习模式指导机器人解决多个难题的示例，如无人机控制、视觉导航等。由此可见，ChatGPT 提升了机器人与人类交互的能力。人类无需掌握复杂的编程语言和机器人知识即可与机器人互动，从而较低了机器人使用者的学习成本，有助于机器人的普及与推广。PaLM-E 将视觉与语言融合，在执行机器人多任务模型时的表现更佳。将视觉与语言融合，在执行机器人多任务模型时的表现更佳。2023 年 3月，谷歌和柏林工业大

34、学团队推出史上最大视觉语言模型PaLM-E。PaLM-E将 PaLM-540B 语言模型与 ViT-22B 视觉 Transformer 模型相结合，参数量高达5620 亿，可以解决各种具身推理任务。PaLM-E 拥有强大的正迁移能力，能够进行跨互联网规模的语言、视觉和视觉-语言的多样化联合训练。谷歌的实验结果显示，相较于单一任务模型，PaLM-E 在执行机器人多任务模型时表现明显更优。图图 7、ChatGPT 提升机器人与人类之间的自然语言交互能力提升机器人与人类之间的自然语言交互能力 资料来源：ChatGPT for Robotics:Design Principles and Model

35、 Abilities，兴业证券经济与金融研究院整理 图图 8、PaLM-E 是一个多模态具身视觉语言模型是一个多模态具身视觉语言模型 图图 9、PaLM-E 在执行机器人多任务模型时的表现在执行机器人多任务模型时的表现更优更优 资料来源：PaLM-E:An Embodied Multimodal Language Model，兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源：PaLM-E:An Embodied Multimodal Language Model，兴业证券经济与金融研究院整理 Ameca接入接入 GPT，实现与人类的自如交谈。，实现与人类的自如交谈。2023年 3月 31日，英国机器人公

36、司EngineeredArts发布了人形机器人 Ameca接入 GPT-3/3.5/4的测试视频。视频中显示，接入 GPT-3/3.5 的 Ameca 可以与工程师们谈笑风生，流利地回答问题。当 -11-行业行业深度研究深度研究报告报告 Ameca 接入 GPT-4 后，反应速度减慢，但 Ameca 会给出经过思考后的答案，并通过丰富的表情来传达情绪。由此可见，GPT技术的引入有助于提升机器人与人类交互的能力。如果 GPT 与人形机器人的融合进一步成熟，人类对于机器人提供情感陪伴的美好构想或可演变为现实。图图 10、Ameca 接入接入 GPT-3.5，快速回答问题，快速回答问题 资料来源：E

37、ngineered Arts，兴业证券经济与金融研究院整理 OpenAI 领投人形机器人公司领投人形机器人公司 1XTech，强强联合或将加速具身，强强联合或将加速具身 AI 发展步伐。发展步伐。2023年 3月，挪威机器人公司 1XTechnologies公布 A2轮融资，共融得 2350万美元，由 OpenAI 创业基金领投。NEO 是 1XTech 的人形机器人产品，其目标是探索人工智能与类人身体的融合，1X 计划将 2350 万美元融资注入到双足机器人模型 NEO 的研发以及首款商用机器人 EVE 的量产中。OpenAI 与 1XTech 的强强携手有望实现双赢。OpenAI 可以借

38、1XTech 的机器人提升其 AI 系统在真实世界的适应和交互能力，1XTech 则可以运用 OpenAI 的技术来提升其机器人的智能水平。图图 11、1XTech 的的 NEO 产品示意图产品示意图 资料来源：1XTechnologies官网，兴业证券经济与金融研究院整理 下游应用场景拓展下游应用场景拓展 人形机器人下游应用场景有望持续拓展。人形机器人下游应用场景有望持续拓展。按照商业化难度可将人形机器人的应用场景划分为三类。第一类，导览、表演、教育、科研等场景，对技术的要求相对 -12-行业行业深度研究深度研究报告报告 较低，目前已基本实现商业化。第二类，物流、工厂制造、危险环境作业及护理

39、等场景，目前正逐步实现商业化。这一层次的应用场景具备较强刚需性，如在工厂制造、物流等场景中人形机器人可代替人类执行单调、重复的劳动，在缺氧、强辐射等危险环境中可代替人类长时间驻守与部署。因此，机器替人的需求较为迫切，产业化空间广阔。第三类，人形机器人走入家庭，充当家庭保姆与情感陪伴者。这一层次的场景具备非结构化特点，对人形机器人的智能程度提出较高要求，且面临来自数据安全、法律、伦理、道德规范等方面的质疑与挑战，商业化落地的难度相对较大。优必选优必选 Walker 是国产人形机器人迈出商业化尝试的典范，正逐步解锁更多应用是国产人形机器人迈出商业化尝试的典范，正逐步解锁更多应用场景。场景。优必选

40、Walker 机器人经过四次迭代，已能在机场、银行、企业、高端酒店等场景中提供服务。此外，Walker 正逐步探索在工业场景中的应用，目前可通过与无人搬运机器人 AGV 的联动，进入到高重复、低负载的生产流程中，提升工厂的效率及灵活性。优必选还与制造业企业展开合作。2023年 6月，优必选科技与天奇股份签署战略合作框架协议，双方将共同开展人形机器人应用于工业制造场景领域的产品及解决方案的研发、生产制造，并推动其在汽车智能制造等高端制造领域的落地应用。未来，优必选希望人形机器人能够真正走入千家万户，提供全方位、全自主的服务。图图 12、人形机器人应用场景有望持续拓展、人形机器人应用场景有望持续拓

41、展 资料来源：优必选科技公众号，波士顿动力官网，NASA官网，中国科学院官网，兴业证券经济与金融研究院整理 -13-行业行业深度研究深度研究报告报告 图图 13、优必选人形机器人发展规划、优必选人形机器人发展规划 资料来源：优必选科技公众号，兴业证券经济与金融研究院整理 政策频发，将人形机器人定位为继消费电子、新能源车后的政策频发，将人形机器人定位为继消费电子、新能源车后的“颠覆性产品颠覆性产品”工信部发布顶层设计，地方政府相继发布相关行动方案。工信部发布顶层设计，地方政府相继发布相关行动方案。2023 年以来，深圳、北京、上海等地方政府相继发布人形机器人相关行动方案，提出人形机器人的发展目标

42、。2023 年 11 月 2 日工信部印发人形机器人创新发展指导意见，指出人指出人形机器人有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品，形机器人有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品，并提出到 2025 年初步建立人形机器人创新体系，大脑、小脑、肢体等一批关键技术取得突破，确保核心部组件安全有效供给。整机产品达到国际先进水平，并实现批量生产，在特种、制造、民生服务等场景得到示范应用，探索形成有效的治理机制和手段，培育 2-3 个全球影响力企业及 2-3 个产业发展集聚区。2027 年综合实力达到世界先进水平。政策催化下，人形机器人产业化有望加速落地。表表 2、2023 年

43、以来人形机器人相关政策梳理年以来人形机器人相关政策梳理 发布政策发布政策 发布部门发布部门 发布时间发布时间 政策内容政策内容 人形机器人创新发展指导意见 工信部 2023.11 到 2025 年，人形机器人创新体系初步建立，“大脑、小脑、肢体”等一批关键技术取得突破，确保核心部组件安全有效供给。整机产品达到整机产品达到国际先进水平，并实现批量生产国际先进水平，并实现批量生产，在特种、制造、民生服务等场景得到示范应用，探索形成有效的治理机制和手段。培育 2-3 家有全球影响力的生态型企业和一批专精特新中小企业，打造 2-3 个产业发展集聚区，孕育开拓一批新业务、新模式、新业态。到 2027 年

44、，人形机器人技术创新能力显著提升，形成安全可靠的产业链供应链体系，构建具有国际竞争力的产业生态，综合实力达到世界先进水平。关键技术群包括：“大脑”、“小脑”、机器肢、机器体；重点产品包括：基础版整机、功能型整机、传感器、执行器、控制器、动力能源；拓展场景应用包括：特种领域、制造业典型场景（3C、汽车）、民生及重点行业（医疗、家政)。上海市促进智能机器人产业高质量创新发展行动方案（2023-2025 年）上海市 人民政府 2023.10 到 2025 年，明确一个总体目标，即打造具有全球影响力的机器人产业创新高地；促进三个突破，在品牌、应用场景和产业规模方面实现“十百千”突破打造 10 家行业一

45、流的机器人头部品牌、100个标杆示范的机器人应用场景、1000 亿元机器人关联产业规模；建设三个公共服务平台，智能机器人检测与中试验证创新中心、人形机器人制造业创新中心、通用机器人产业研究院等；推动制造业重点产业工业机器人密度达 500 台/万人，机器人行业应用深度和广度显著提升。北京市机器人产业创新发展行动方案（20232025 年）北京市 人民政府 2023.06 北京市人形机器人产业创新中心采取“公司+联盟”模式，由骨干企业牵头，联合国内外优势创新资源，成立北京市人形机器人产业创新中心并组建产业联盟。以整机小批量生产和应用为目标，以承担国家战略 -14-行业行业深度研究深度研究报告报告

46、任务为主线，完善人形机器人研制基础条件，解决产业发展共性问题，形成人形机器人通用型成果，加速产品研制和推广；到到 2025 年，年，建成人形机器人通用行为控制大模型开发平台、共性技术服务平台，建成人形机器人通用行为控制大模型开发平台、共性技术服务平台，形成较为完善的超算环境及软件生态，完成百台形成较为完善的超算环境及软件生态，完成百台(套套)级人形机器人原级人形机器人原型机的小批量制造并在型机的小批量制造并在 3-4 个典型场景开展示范应用个典型场景开展示范应用。深圳市加快推动人工智能高质量发展高水平应用行动方案（2023-2024 年）深圳市 人民政府 2023.06 聚焦通用大模型、智能算

47、力芯片、智能传感器、智能机器人、智能网联汽车等领域，实施人工智能科技重大专项扶持计划，重点支持打造基于国内外芯片和算法的开源通用大模型；支持重点企业持续研发和迭代商用通用大模型；开展通用型具身智能机器人的研发和应用。实施核心技术攻关载体扶持计划，支持科研机构与企业共建 5家以上人工智能联合实验室，加快组建广东省人形机器人制造业创新中心 鼓励大模型企业联合生态伙伴加强大模型插件及相关软硬件研发，推动大模型与现有的操作系统、软件、智能硬件打通、互嵌。鼓励企业在垂直行业领域主动布局，积极拓展应用场景。鼓励企业依托河套深港科技创新合作区、前海深港现代服务业合作区或海外研发中心，研发基于国际主流大模型的

48、创新产品，积极拓展国际市场。发挥粤港澳大湾区制造业优势，开展人形机器人规模化应用。实施产业链关键环节提升扶持计划，采取“揭榜挂帅”方式鼓励共性通用技术产品研发及产业化。资料来源：工信部，北京市人民政府官网，上海市人民政府官网，深圳市人民政府官网，兴业证券经济与金融研究院整理 1.3、市场规模：、市场规模：中性中性预测至预测至 2030 年年人形机器人可达人形机器人可达数百数百亿美元亿美元市场市场 人口老龄化、用工成本上涨背景下，机器替人需求迫切。人口老龄化、用工成本上涨背景下，机器替人需求迫切。全球范围来看，人口老龄化已势不可挡。2012 年-2021 年，全球 65 岁以上人口由 5.6 亿

49、人增至 7.6 亿人，占总人口的比重由 7.9%增至 9.6%。此外，用工成本逐年递增。以美国为例，2012-2022 年，美国人均个人收入（现价）由 4.5 万美元增至 6.5 万美元，CAGR达 3.9%。人口结构变化与用工成本高企刺激机器替人需求，人形机器人有望迎来高速发展。我们对我们对 2030 年人形机器人的市场规模进行预测。年人形机器人的市场规模进行预测。单价假设：单价假设：假设 2030年人形机器人市场平均售价实现特斯拉 Optimus预期的量产后 2万美元/台的水平。市场规模测算假设：市场规模测算假设：（1）假设当前的劳动力缺口数以及家庭户数保持稳定，至 2030 年也未发生变

50、化。（2）人形机器人进入工业制造、商业服务等场景填补劳动力缺口的难度相对较小，假设悲观、中性、乐观情形下，人形机器人对欧美主流发达国家劳动力缺口的填补程度分别为 3%、5%、7%。（3）人形机器人进入家庭场景的难度相对较大，假设悲观、中性、乐观情形下，人形机器人在欧美主流发达国家家庭中的渗透率分别为 0.1%、0.15%、0.2%。测算结果显示，悲观、中性、乐观情形下，测算结果显示，悲观、中性、乐观情形下，2030 年人形机器人市场需求量分别年人形机器人市场需求量分别为为 106.6/171.7/236.7 万台，万台，2030 年人形机器人市场规模分别为年人形机器人市场规模分别为 213.2

51、/343.3/473.4亿美元亿美元。-15-行业行业深度研究深度研究报告报告 表表 3、2030 年人形机器人市场规模测算年人形机器人市场规模测算 悲观预测悲观预测 中性预测中性预测 乐观预测乐观预测 补充劳动力缺口补充劳动力缺口 美国非农职位空缺数（2023 年 10 月）万人 873.3 873.3 873.3 欧盟 27 国+冰岛+挪威+瑞士（2023年 6 月）万人 1299.3 1299.3 1299.3 英国职位空缺数（2023 年 9 月）万人 95.7 95.7 95.7 日本职位空缺数（2023 年 9 月）万人 83.1 83.1 83.1 总计总计 万人万人 2351.

52、4 2351.4 2351.4 对劳动力缺口的填补程度%3 5 7 人形机器人需求量 万台 70.5 117.6 164.6 进入家庭场景进入家庭场景 美国家庭户数（2022）万户 8435 8435 8435 欧盟 27 国+冰岛+挪威+瑞士家庭户数（2022）万户 20110.9 20110.9 20110.9 英国家庭户数（2022）万户 1940.0 1940.0 1940.0 日本家庭户数（2020）万户 5570.5 5570.5 5570.5 总计 万户 36056.4 36056.4 36056.4 人形机器人渗透率%0.1 0.15 0.2 人形机器人需求量 万台 36.1

53、54.1 72.1 总计总计 人形机器人需求量总计人形机器人需求量总计 万台万台 106.6 171.7 236.7 人形机器人单位售价人形机器人单位售价 万美元万美元 2 2 2 人形机器人市场规模人形机器人市场规模 亿美元亿美元 213.2 343.3 473.4 资料来源：Wind，美国人口普查局，美国商务部普查局，美国劳工部，欧盟统计局，英国国家统计局，日本国家统计局，日本厚生劳动省，Trading Economics，兴业证券经济与金融研究院整理、测算 2、长期降本趋势下，长期降本趋势下，国产企业卡位核心零部件优势明显国产企业卡位核心零部件优势明显 2.1、产业链概览：产业链概览：中

54、国企业加速布局核心零部件，有望充分受益中国企业加速布局核心零部件，有望充分受益 人形机器人产业链可分为三大部分，上游为原材料及核心部件，中游为研发、生产及集成，下游为各类应用场景。特斯拉、优必选等处于中游，预计除软件算法及部分核心零部件由中游人形机器人厂商自研外，上游多数零部件来源于外购。上游零部件环节包含传感器、减速机、电机、滚柱丝杠等多个精密传动细分领域。图图 14、人形机器人产业链人形机器人产业链 资料来源：优必选招股说明书，兴业证券经济与金融研究院整理 -16-行业行业深度研究深度研究报告报告 目前，人形机器人的设计仍处于持续迭代之中，尚未出现成熟目前，人形机器人的设计仍处于持续迭代之

55、中，尚未出现成熟的设计方案，且的设计方案，且不同厂商的设计也存在一定差异，下面我们以特斯拉不同厂商的设计也存在一定差异，下面我们以特斯拉在在 Tesla AI Day 2022公布的公布的方方案案为例，为例，对人形机器人的组成环节做拆分研究。对人形机器人的组成环节做拆分研究。特斯拉特斯拉 Optimus 采用电驱，身体采用电驱，身体+手部共手部共 50 个自由度，对应个自由度，对应 40 个伺服关节（旋个伺服关节（旋转关节转关节14+直线关节直线关节14+空心杯关节空心杯关节12）。）。根据 Tesla AI Day 2022，特斯拉Optimus采用电池组供电，搭配电驱伺服执行器的形式，分关

56、节来看：1）旋转关节：采用无框力矩电机+谐波减速器+力传感器+编码器(2)+驱动器+交叉滚子轴承+角接触球轴承（2）的方案，共 14 个自由度；2）线性关节：采用无框力矩电机+行星滚柱丝杠+力传感器+编码器+驱动器+深沟球轴承+四点接触球轴承的方案，共 14 个自由度；3）灵巧手：采用空心杯电机+精密齿轮+编码器+驱动器的方案，共 22 个自由度。Optimus 全身共 40 个执行器，线性及旋转执行器各 14个，灵巧手执行器 12 个，其中：1）肩部 32 个（旋转 6）；2）肘部 12 个（直线 2）；3）手腕 32个（直线 4+旋转 2）；4）躯干 12个（旋转 2）；5）髋部 32个（

57、旋转 4+直线 2）；6）膝盖 12 个（直线 2）；7）脚踝 22 个（直线 4）；8）灵巧手 62个。图图 15、特斯拉、特斯拉 Optimus 全身共全身共 28 个执行器个执行器（除灵巧手外）除灵巧手外）资料来源：Tesla AI Day 2022，兴业证券经济与金融研究院整理 -17-行业行业深度研究深度研究报告报告 图图 16、特斯拉、特斯拉 Optimus 灵巧手共有灵巧手共有 12 个执行器个执行器 资料来源：Tesla AI Day 2022，兴业证券经济与金融研究院整理 力矩传感器、减速器、无框力矩电机、行星滚柱丝杠、空心杯电机是价值量较力矩传感器、减速器、无框力矩电机、行

58、星滚柱丝杠、空心杯电机是价值量较高的环节。高的环节。我们基于各类零部件的当前市场价格，测算得出特斯拉 Optimus 一体化关节的总成本达 17.87 万元，距离马斯克的 2 万美元售价目标有一定差距，存在较大降本空间。其中，力矩传感器、无框力矩电机、行星滚柱丝杠、减速器、空心杯电机是价值量较高的环节，占比分别为 31.34%、18.80%、15.67%、12.53%和 8.06%。在上述核心环节均涌现出一批具备一定竞争力的 A 股上市公司，或可凭借性价比优势，在特斯拉 Optimus 的产业化浪潮中获得高弹性成长。表表 4、特斯拉特斯拉 Optimus 一体化关节价值量拆分一体化关节价值量拆

59、分 数量数量（个）（个）单价单价（元（元/个）个）总价总价（元）（元）占比占比（%）代表厂商代表厂商 A 股上市公司股上市公司 旋转关节旋转关节 谐波减速器 14 1600 22400 12.53 谐波：谐波：日本哈默纳科、日本新宝、绿的谐波、来福谐波、汉宇集团（同川科技）、昊志机电 RV：日本纳博特斯克、日本住友、双环传动、中大力德、秦川机床、南通振康 行星：行星：日本新宝、德国纽卡特、德国威腾斯坦、科峰智能、中大力德 绿的谐波、汉宇集团（同川科技）、昊志机电、双环传动、中大力德、秦川机床、科峰智能（已提交招股说明书（申报稿）交叉滚子轴承 14 150 2100 1.18 日本 THK、日本

60、 IKO、日本 NSK、哈默纳科、德国 INA、国机精工、人本股份 国机精工、人本股份（已提交招股说明书（申报稿）角接触球轴承 28 150 4200 2.35 TIMKEN、NSK、SKF、NTN、五洲新春、人本股份 五洲新春、人本股份（已提交招股说明书（申报稿）总成 三花智控 三花智控 直线关节直线关节 行星滚柱丝杠 14 2000 28000 15.67 瑞士 GSA、瑞士 Rollvis、瑞典SKF、瑞典 Ewellix、南京工艺、博特精工、鼎智科技等 鼎智科技 深沟球轴承 14 150 2100 1.18 四点接触球轴承 14 150 2100 1.18 总成 拓普集团 拓普集团 灵

61、巧手灵巧手 -18-行业行业深度研究深度研究报告报告 空心杯电机 12 1200 14400 8.06 德国 Faulhaber、瑞士 Maxon、江苏雷利（鼎智科技）、鸣志电器 江苏雷利（鼎智科技）、鸣志电器 精密齿轮 12 250 3000 1.68 丰立智能、兆威机电 丰立智能、兆威机电 旋转关节旋转关节/直线关节共同零部件直线关节共同零部件 无框力矩电机 28 1200 33600 18.80 美国科尔摩根、瑞士 Maxon、日本尼得科、步科股份、昊志机电 步科股份、昊志机电 力矩传感器 28 2000 56000 31.34 ATI、宇立仪器、坤维科技、海伯森、柯力传感、昊志机电、东

62、华测试 柯力传感、昊志机电、东华测试 旋转关节旋转关节/直线关节直线关节/手部共同零部件手部共同零部件 编码器 54 200 10800 6.04 雷尼绍、多摩川、尼康、奥普光电、汇川技术、禾川科技 奥普光电、汇川技术、禾川科技 总计总计 178700 100.00 资料来源：TeslaAIDay2022，Maxon 官网，鸣志电器官网，绿的谐波招股说明书，科峰智能招股说明书（申报稿），百度爱采购，兴业证券经济与金融研究院整理测算 注：（1）由于特斯拉 Optimus 技术路线尚未最终确定，零部件单位用量均为估计值；（2）假设 Optimus 中减速器方案为 14 个谐波，因此减速器单台均价采

63、用谐波减速器的价格；（3）鼎智科技为兴业证券新三板做市企业 特斯拉特斯拉 Optimus零部件市场空间敏感性分析：零部件市场空间敏感性分析：特斯拉 Optimus的技术路线未最终确定，我们推测一台特斯拉 Optimus 中使用 14 个谐波减速器、14 个行星滚柱丝杠、28 个无框力矩电机、12 个空心杯电机及 28 个力矩传感器。假设当 Optimus整机价格降至 2 万美元时，谐波减速器、行星滚柱丝杠、无框力矩电机、空心杯电机、力矩传感器的单价分别为 1300元、1300元、800元、800元、1000元，合计价值量占比约 69%，并据此推算得出不同情况下对应的各类零部件市场空间。以价值量

64、占比较高的力矩传感器为例，人形机器人在销量为 5万台、10万台、50万台、100 万台的情境下，可为力矩传感器市场贡献 14 亿元、28 亿元、140亿元、280亿元的增量，想象空间较大。表表 5、特斯拉特斯拉 Optimus 零部件市场空间敏感性分析零部件市场空间敏感性分析 人形机器人销量人形机器人销量 5 万台万台 10 万台万台 50 万台万台 100 万台万台 零部件零部件 单价（元/个）市场空间（亿元）单价（元/个）市场空间（亿元）单价（元/个）市场空间（亿元）单价（元/个）市场空间（亿元）减速器减速器 1300 9.1 1300 18.2 1300 91 1300 182 行星滚柱

65、丝杠行星滚柱丝杠 1300 9.1 1300 18.2 1300 91 1300 182 无框力矩电机无框力矩电机 800 11.2 800 22.4 800 112 800 224 空心杯电机空心杯电机 800 4.8 800 9.6 800 48 800 96 力矩传感器力矩传感器 1000 14 1000 28 1000 140 1000 280 资料来源：Maxon 官网，鸣志电器官网，emotion-supply 官网，绿的谐波招股说明书，科峰智能招股说明书（申报稿），百度爱采购，兴业证券经济与金融研究院整理测算 2.2、执行器：、执行器：关节总成部件关节总成部件，处于处于 Tier

66、 1 核心环节核心环节 特斯拉特斯拉 Optimus 采用三种不同的旋转执行器和线性执行器。采用三种不同的旋转执行器和线性执行器。2022 年特斯拉 AI Open Day上，特斯拉公布 Optimus执行器方案，分别为 20Nm、110Nm和 180Nm的三种旋转执行器以及 500N、3900N 和 8000N 的三种直线执行器。其中旋转关节执行器总成=无框力矩电机+谐波减速器+力传感器+编码器(2)+驱动器+交叉滚子轴承+角接触球轴承(2)，直线关节执行器总成=无框力矩电机+行星滚柱丝杠+力传感器+编码器+驱动器+深沟球轴承+四点接触球轴承。-19-行业行业深度研究深度研究报告报告 表表6

67、、特斯拉特斯拉 Optimus 各伺服关节分布情况各伺服关节分布情况 Tesla Optimus 各伺服关节分布各伺服关节分布 自由度 旋转关节 空心杯关节 直线关节 灵巧手 6(x2)6(x2)各手指的 Flexion+大拇指的 Ad/Abduction 手臂 7(x2)肩部 3(x2)Pitch+Roll+Yaw 肘部 1(x2)Pitch 腕部 1(x2)Roll+Yaw 2(x2)Pitch+Roll 腰部 2 2 Roll+Yaw 腿部 6(x2)髋部 2(x2)Roll+Yaw 1(x2)Pitch 膝盖 1(x2)Pitch 脚踝 2(x2)Pitch+Roll 合计合计 14

68、12 14 40 资料来源：Tesla AI Day 2022，知乎（任赜宇），兴业证券经济与金融研究院整理 现有执行器无法适配现有执行器无法适配 Optimus，需由特斯拉自研。，需由特斯拉自研。2023 年 7 月 20 日举行的特斯拉 Q2 业绩交流会上，马斯克称现有执行器均无法适配人形机器人，执行器需由特斯拉自主设计。相较于其他现有执行器，特斯拉自研的执行器更紧凑、轻量化、性能更佳，且可量产。图图 17、特斯拉特斯拉 Optimus 执行器执行器 资料来源：Tesla AI Day 2022，兴业证券经济与金融研究院整理 特斯拉汽车供应链成员特斯拉汽车供应链成员三花智控、拓普集团三花智

69、控、拓普集团已布局机器人执行器已布局机器人执行器，负责执行器，负责执行器 -20-行业行业深度研究深度研究报告报告 总装总装，并加快布局人形机器人产能，并加快布局人形机器人产能。三花智控、拓普集团均已开展机器人执行器的研究和开发工作。拓普集团专门设立了机器人事业部，组装的人形机器人执行器已多次向客户送样，进展顺利，2024 年 1 月拓普集团公告拟投资 50 亿元（其中固定投资约 30 亿元）在宁波经济技术开发区建设机器人核心部件生产基地，规划用地 300亩。三花智控 2023年 4月公告与绿的谐波携手在三花墨西哥工业园设立合资企业，强强联合有望实现产业联动与互利共赢，2023年 6月公告拟投

70、入2.02亿元用于机器人执行器的研发，并于2024年1月公告拟投资不低于38亿元，在钱塘区投资建设机器人伺服机电执行器和域控制器研发及生产基地项目。图图 18、三花智控、拓普集团、三花智控、拓普集团未来未来有望切入特斯拉人形机器人供应链有望切入特斯拉人形机器人供应链 资料来源：三花智控公告，三花智控公开投资者活动关系记录表，三花控股集团官网，拓普集团公告，拓普集团公开投资者活动关系记录表，兴业证券经济与金融研究院整理 2.3、电机电机：人形机器人人形机器人动力源泉动力源泉，关注无框力矩电机和空心杯电机关注无框力矩电机和空心杯电机 无框力矩电机无框力矩电机：适用于人形机器人身体关节，适用于人形机

71、器人身体关节，国产国产厂商技术厂商技术追赶步履不停追赶步履不停 无框力矩电机具备空间紧凑、无框力矩电机具备空间紧凑、中空设计易于走线中空设计易于走线、运动控制平稳、运动控制平稳、温升较低、温升较低等等优点。优点。不同于传统的伺服电机，无框力矩电机没有机壳，只有定子和转子 2 个部件。这一设计使得无框力矩电机不再受限于电机的外壳结构件来建立运动控制轴，而是将电机内置于机器本身的结构中，空间更加紧凑，且整体系统的惯量降低，运动控制更加平稳。同时，无框力矩电机多为大尺寸中空直径且具备较高功率密度，能满足机器人对中空走线、轻量化、灵活性的要求。此外，无框力矩电机的温升较低。如科尔摩根 TBM2G产品的

72、设计工作温度低于 85C，但也能在绕组温度高达 155C时持续发挥全部性能。-21-行业行业深度研究深度研究报告报告 图图 19、无框力矩电机、无框力矩电机多为大尺寸中空直径设计多为大尺寸中空直径设计 资料来源：科尔摩根官网，兴业证券经济与金融研究院整理 当前当前无框力矩电机主要应用于无框力矩电机主要应用于协作机器人协作机器人。无框力矩电机的结构设计使其适用于对电机的体积、轻量化、可靠性、温升等方面要求较高的场合。根据 MDATA数据库统计，2022年80%的无框力矩电机应用于机器人的关节和手臂，提供高扭矩和高精度的控制。此外，无框力矩电机也应用于医药、航空航天等领域。如科尔摩根 TBM2G

73、无框力矩电机可应用于手术协作机器人。TBM2G 电机具有更高的转矩密度，其工作机械臂比类似性能电机的工作机械臂小 20%，方便置于手术台周围有限的空间内，且其低噪音、高可靠性、低温升等特点适用于医疗场景。未来，无框力矩电机在人形机器人未来，无框力矩电机在人形机器人身体身体关节上的应用有望带来较大增量空间。关节上的应用有望带来较大增量空间。据步科股份公开投资者活动关系记录表，无框力矩电机在单台协作机器人上的用量一般为 6-7 个。如果无框力矩电机被应用于特斯拉 Optimus 的旋转和直线关节，其在单台 Optimus中的用量可达 28 个。图图 20、2022 年中国无框力矩电机市场行业分布年

74、中国无框力矩电机市场行业分布 图图 21、无框力矩电机适用于协作机器人无框力矩电机适用于协作机器人 资料来源：觅数据 MDATA 公众号，兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源：科尔摩根官网，兴业证券经济与金融研究院整理 海外龙头积淀深厚，国产厂商海外龙头积淀深厚，国产厂商技术技术追赶追赶步履不停步履不停。无框力矩电机领域，美国科尔摩根、瑞士 Maxon、日本尼得科等属第一梯队厂商。科尔摩根是无框无刷电机设计和制造领域的先驱，其前身 Inland 电机公司在 1949 年设计出世界上首个无框力矩电机，技术积淀深厚。科尔摩根的 TBM2G 系列无框力矩电机最大连续转矩机器人通用机械医药航空航天其

75、他80%左右 -22-行业行业深度研究深度研究报告报告 可达 15.1Nm，领先全行业。与海外龙头相比，以步科股份为代表的国产厂商虽起步较晚，但技术追赶步履不停。步科股份于 2016 年推出首代无框电机，此后首创 18 槽的灌封工艺应用于第二代产品中，提高了槽满率，降低了温升。2022年，步科推出第三代无框力矩电机 FMC 系列，最大连续转矩可达 4.40Nm。目前步科股份无框力矩电机的营收规模在百万量级。表表 7、无框力矩电机市场主要参与者无框力矩电机市场主要参与者 公司名称公司名称 地区地区 无框力矩电机无框力矩电机产品产品 科尔摩根科尔摩根 美国 1949 年，公司前身年，公司前身 In

76、land 电机公司设计出世界上首个无框力矩电机。电机公司设计出世界上首个无框力矩电机。2022 年推出 TBM2G系列无框力矩电机，最大连续转矩可达最大连续转矩可达 15.1Nm，转矩密度比竞争对手高出约 40%，功率密度比竞争对手高出约 150%，满足 15 公斤及以下协作机器人应用的速度、转矩、温度、尺寸和重量要求。Maxon 瑞士 无框电机套件仅包括转子和定子无轴承、无电机轴。外径仅为 43 至 90mm，极其紧凑，最大连续最大连续转矩可达转矩可达 2.90Nm。尼得科尼得科 日本 为关节机器人开发，每个关节都有一个运动的无框电机，机器绕线，具有高可靠性，可绑定磁铁线，形成紧凑的、自支撑

77、的线圈；采用缓蚀材料建造；在电机中使用钕磁铁，有助于为电机创造高扭矩。最大连续转矩可达最大连续转矩可达 4Nm。步科股份步科股份 中国 无框力矩电机的营收规模在百万量级。无框力矩电机的营收规模在百万量级。无框力矩电机是一个完整的系列化的产品线，覆盖 52mm-132mm10 种框架尺寸，覆盖 3-25kg 负载需求，最大连续转矩可达最大连续转矩可达 4.40Nm。2022 年推出第三代无框力矩电机 FMC 系列，可以对标国际领先产品，部分型号具备一定优势。昊志机电昊志机电 中国 公司开发的无框力矩电机主要应用于协作机器人和轻型机器人，具有以下特点：（1）转矩波动1%，更利于机器人力矩控制；（2

78、）3.5 倍过载能力，使得机器人负载能力大大加强。资料来源：科尔摩根官网，科尔摩根官方公众号，Maxon 官网，尼得科官网，步科股份官网，步科股份公开投资者活动关系记录表，昊志机电 2022 年年报，兴业证券经济与金融研究院整理 空心杯电机空心杯电机：契合人形机器人手部关节，国产厂商奋起直追：契合人形机器人手部关节，国产厂商奋起直追 空心杯电机无铁芯空心杯电机无铁芯结构结构有效提升了电机性能有效提升了电机性能，具备效率高、响应快、转速高、，具备效率高、响应快、转速高、噪声小、寿命长等特点噪声小、寿命长等特点。空心杯电机从结构上突破了传统电机的转子结构形式，采用无铁芯转子，从根本上消除了由于铁芯

79、涡流效应造成的损耗，进而提升了电机性能。据空心杯电机定制化管理的应用研究，空心杯电机具备以下特点：（1）效率高。大多数有刷直流电机的最高效率一般在 50%左右，而多数空心杯电机的最高效率都在 80%以上。（2）响应快。空心杯电机采用空心杯型绕组，减小了转动惯量。普通有刷直流电机的机械时间常数一般在 100 毫秒以上，空心杯电机的机械时间常数通常只有十几毫秒。（3）转速高。电机的涡流损耗和电机转速的平方成正比。普通有刷电机的设计最高转速一般在 5000rpm 以下，空心杯电机由于没有涡流损耗，设计最高转速通常在 10000rpm 左右。当前，当前，空心杯电机空心杯电机主要应用于工业及服务机器人、

80、航空航天、医疗等领域。主要应用于工业及服务机器人、航空航天、医疗等领域。图图 22、传统有刷直流电机结构图、传统有刷直流电机结构图 图图 23、空心杯电机结构图、空心杯电机结构图 资料来源：空心杯电机定制化管理的应用研究，兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源：空心杯电机定制化管理的应用研究，兴业证券经济与金融研究院整理 -23-行业行业深度研究深度研究报告报告 空心杯电机按照换向方式可分为空心杯有刷电机和空心杯无刷电机两类。空心杯电机按照换向方式可分为空心杯有刷电机和空心杯无刷电机两类。空心杯有刷电机采用机械电刷换向，一般由机壳、软磁材料内定子、永磁体外定子、空心杯型转子电枢组成。空心杯无刷

81、电机采用电子换向，由机壳、软磁材料、绝缘材料和空心杯电枢构成的定子及永磁钢转子等组成。由于空心杯有刷电机采用电刷换向，电机运行过程中存在相对摩擦，噪声较大、使用寿命较短。对比之下，空心杯无刷电机通过控制电子元件的通断使不同绕组接入电路，具备效率高、转矩波动小、使用寿命高等优点。图图 24、空心杯有刷电机、空心杯有刷电机的结构的结构 图图 25、空心杯无刷电机、空心杯无刷电机的结构的结构 资料来源：永磁无刷空心杯电机及控制器研究，兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源：永磁无刷空心杯电机及控制器研究，兴业证券经济与金融研究院整理 空心杯电机的技术难点主要体现于线圈设计、绕制工艺及绕制设备三方面。

82、空心杯电机的技术难点主要体现于线圈设计、绕制工艺及绕制设备三方面。绕组是空心杯电机的核心技术，绕组的质量直接影响到电机的可靠性及性能：（1）线圈设计。线圈设计。头部公司德国 Faulhaber 采用其创始人 Fritz Faulhaber 博士发明并于 1965 年申请了专利保护的自承式倾斜缠绕无铁芯线圈，另一家头部公司瑞士 Maxon采用马鞍形线圈。（2）绕制工艺绕制工艺。线圈的绕制方式可分为绕卷式和一次性绕制成型两种。我国主要采用绕卷式生产技术，即将线圈金属丝绕制成坯线圈，然后将坯线圈压制成扁平的线板，再将扁平的线板卷成线圈。绕卷式生产需要人工参与，存在生产效率低、废品率高等问题。国外主要

83、采用一次性绕制成型的生产技术，自动化程度、生产效率较高。图图 26、一次性绕制成型的空心杯电机线圈、一次性绕制成型的空心杯电机线圈 图图 27、绕卷式生产技术、绕卷式生产技术 资料来源：空心杯线圈绕线机设计，兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源：空心杯线圈绕线机设计，兴业证券经济与金融研究院整理 -24-行业行业深度研究深度研究报告报告 （3）绕制设备绕制设备。绕制设备主要由瑞士、日本等国垄断，设备价格昂贵，且对我国存在技术封锁。如 Maxon使用的绕线机由瑞士 Meteor生产。Meteor从 50年代初开始制造绕线机，在生产过程中采用 CNC 控制，人工参与较少，性能稳定，绕制出的产品一

84、致性较高。日本田中精机被认为是绕线机行业的鼻祖，采用插补画圆方式多极定子绕线，每次动作循环可以同时绕制 3 个定子；绕线过程中自动夹线，自动剪线完成产品，有助于降低人工劳动强度，提高生产效率。2028 年年全球全球空心杯空心杯电机电机市场规模或可逾市场规模或可逾 10 亿美元亿美元。根据 GII Research，2021 年全球空心杯电机市场规模为 6.77 亿美元。分地区来看，中国市场规模为 2.36 亿美元，占比 34.80%；欧洲市场规模为 1.75 亿美元，占比 25.85%。分种类来看，有刷空心杯电机占据主导，占比 67.33%，无刷空心杯电机占比为 32.67%。GII Rese

85、arch 预测到 2028 年，全球空心杯电机市场规模有望达 11.86 亿美元，2022-2028 年的 CAGR 为 7.98%，其中欧洲市场的 CAGR 有望达 5.82%，日本市场的CAGR 有望达 6.74%。图图 28、全球、全球空心杯电机空心杯电机市场规模市场规模 图图 29、2021 年全球年全球空心杯电机空心杯电机市场分布市场分布 资料来源：GII Research，兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源：GII Research，兴业证券经济与金融研究院整理 空心杯电机市场空心杯电机市场目前目前由由德国、瑞士厂商主导德国、瑞士厂商主导。据江苏雷利 2023 年 2 月 2

86、日投资者交流纪要，德国 Faulhaber 和瑞士 Maxon 销售的空心杯电机+齿轮箱+编码器集成件年销售额约 32 亿欧元，产品主要面向军工和工业市场。Faulhaber 是空心杯电机的起源地，公司创始人 Fritz Faulhaber Sr.博士发明了自承式空心杯斜绕组转子技术并于 1958 年注册专利，其空心杯电机最小外径可以做到 3mm。国内具备空心杯电机生产能力的厂商有鸣志电器、江苏雷利（鼎智科技）等。江苏雷利与合作方共同研发绕线设备，已实现空心杯电机全自动量产，在小批量验证中。鸣志电器 2019 年收购瑞士 TMotion100%股权，加强空心杯电机生产能力，公司具备人形机器人手

87、掌模组及指模所用的控制电机模组的研发和制造技术，产品在人形机器人头部客户处测试验证中。6.77 7.48 11.86 024681012142021A2022E2028E空心杯电机市场规模（亿美元）中国34.77%欧洲25.85%其他39.38%-25-行业行业深度研究深度研究报告报告 表表 8、空心杯空心杯电机市场主要参与者电机市场主要参与者 公司名称公司名称 地区地区 空心杯空心杯电机产品电机产品 Faulhaber 德国 公司创始人 Fritz Faulhaber Sr.博士发明了自承式空心杯斜绕组转子技术并于 1958 年注册专利。空空心杯电机产品覆盖心杯电机产品覆盖 3mm-44mm

88、 多种外径型号。多种外径型号。Maxon 瑞士 空心杯电机产品覆盖空心杯电机产品覆盖 6mm-90mm 多种外径型号。多种外径型号。江苏雷利江苏雷利（鼎智科技）（鼎智科技）中国 空心杯电机产品空心杯电机产品覆盖覆盖 16mm-42mm 多种外径型号。多种外径型号。无刷空心杯电机的绕线生产由江苏雷利负责，绕线设备由江苏雷利自动化团队、鼎智科技以及其他合作方共同研发，鼎智科技负责在军工和医疗领域推广空心杯电机产品。空心杯电机已空心杯电机已实现全自动量产实现全自动量产，在小批量验证中。，在小批量验证中。鸣志电器鸣志电器 中国 空心杯电机产品空心杯电机产品覆盖覆盖 8mm-24mm 多种外径型号多种外

89、径型号。2019 年收购瑞士年收购瑞士 TMotion100%股权，股权，TMotion 在空心杯电机驱动控制器领域的技术帮助鸣志电器快速推进空心杯的批量化。在人形机器人领域，公司专注于手掌模组及指模所用的控制电机模组的研发和制造，已向人形机器人领域头部客户提交了全套技术方案及样机，供客户作可靠性及实际应用的测试验证。伟创电气伟创电气 中国 空心杯电机产品主要面向以高功率密度、高相应、高转速场合为主要的应用场景，首款产品主要推向医疗领域，性能指标达到 13mm、85000rpm，并进一步推进研发更高功率密度的产品。禾川科技禾川科技 中国 公司有较成熟的伺服电机、步进电机、空心杯电机空心杯电机、

90、无框电机等各类电机及相关传感器产品，其中伺服产品在国内有较高的市场占有率，其他产品均有实现量产，但销售占比较少 资料来源：Faulhaber 官网，Maxon 官网，江苏雷利公开投资者活动关系记录表，鼎智科技公开投资者活动关系记录表，鼎智科技官网，鸣志电器官网，鸣志电器公开投资者活动关系记录表，高工机器人网，伟创电气公众号，伟创电气公开投资者活动关系记录表，禾川科技公开投资者活动关系记录表，兴业证券经济与金融研究院整理 注：鼎智科技为兴业证券新三板做市企业 国产产品国产产品性能性能接近海外接近海外领先水平，价格优势突出。领先水平，价格优势突出。产品性能方面，将 Maxon 与鼎智科技同规格产品

91、对比可见，Maxon ECX SPEED 16的额定转矩可达 15mNm，鼎智科技 16 系列的额定转矩为 7.4-7.5mNm，与海外领先水平仍存在一定差距。在额定转速、效率、机械时间常数等指标方面，鼎智科技虽落后于 Maxon，但差距较小。价格方面，Maxon 10mm 机座尺寸的空心杯电机价格与鸣志电器包含空心杯电机和减速器的价格类似。Maxon 22mm 机座尺寸的空心杯电机价格最高可达 2152 元，是鸣志电器 24mm 机座尺寸的空心杯电机价格的近 2 倍。国产空心杯电机的价格优势明显。表表 9、Maxon 与鼎智科技同规格空心杯电机性能对比与鼎智科技同规格空心杯电机性能对比 Ma

92、xonECXSPEED16 鼎智科技鼎智科技 16 系列系列 鸣志电器鸣志电器 ECU16052 系列系列 机座尺寸机座尺寸 mm 16 16 16 额定转速额定转速 rpm 61200 44000-51300-额定转矩额定转矩 mNm 15 7.4-7.5 10.5-11 效率效率%88 82.4-85 82-85 机械时间常数机械时间常数 ms 1.87 3.06-5.35 1.21-1.22 资料来源：Maxon 官网，鼎智科技官网，鸣志电器官网，兴业证券经济与金融研究院整理 注：鼎智科技为兴业证券新三板做市企业 表表 10、Maxon 与鸣志电器空心杯电机价格对比与鸣志电器空心杯电机价

93、格对比 机座尺寸机座尺寸 Maxon 鸣志电器鸣志电器 8mm 804-1028 元（电机）1443-1571 元（电机+减速器）10mm 914-1172 元（电机）954-1192 元（电机+减速器）12mm/13mm 988-1298 元（电机，12mm）583-649 元（电机，13mm）16mm/17mm 1293-1562 元（电机，16mm）636 元（电机，17mm）22mm/24mm 1346-2152 元（电机，22mm）1078 元（电机，24mm）资料来源：Maxon 官网，鸣志电器官网，兴业证券经济与金融研究院整理 -26-行业行业深度研究深度研究报告报告 2.4、减

94、速器：、减速器：人形机器人传动枢纽，人形机器人传动枢纽，主要应用于主要应用于旋转关节和灵巧手旋转关节和灵巧手 谐波、谐波、RV 和行星减速器各有优劣，适用于不同场景。和行星减速器各有优劣，适用于不同场景。谐波减速器具有单级传动比大、体积小、质量小、运动精度高并能在密闭空间和介质辐射的工况下正常工作的优点。相较于一般减速器，在输出力矩相同时，谐波减速器的体积可减少2/3，重量可减轻 1/2，因此适用于机器人小臂、腕部、手部等部位。但谐波减速器的容许力矩负载在1500Nm以内，不适用于机器人大臂、机座等重负载部位，而 RV 减速器的容许力矩负载可达 8000Nm，并具有更高的刚性，因此在大关节的优

95、势更突出。行星减速器的单级传动比范围小，但单级传动效率可高达 97%，且寿命可长达 2 万小时，适用于移动机器人、新能源设备、高端机床、智能交通等行业的精密传动装置。人形机器人中减速器的用量提升。人形机器人中减速器的用量提升。相较于工业机器人，人形机器人的自由度提升，减速器的用量随之增加。如一台 SCARA机器人及 DELTA机器人需要用到 3台左右的谐波减速器，而一台特斯拉Optimus中共需要14台谐波减速器。因此，人形机器人的产业化将为减速器市场贡献可观增量。表表 11、行星减速器、行星减速器、RV减速器与谐波减速器对比减速器与谐波减速器对比 项目项目 精密精密行星减速器行星减速器 RV

96、 减速器减速器 谐波减速器谐波减速器 技术特点技术特点 体积比较小，主要包括行星轮、太阳轮和内齿圈。精密行星减速器单级传动比都在 10 以内，且减速级数一般不会超过 3 级 通过多级减速实现传动，由行星齿轮减速器的前级和摆线针轮减速器的后级组成，零部件较多 通过柔轮的弹性变形传递运动，主要由柔轮、刚轮、波发生器三个核心零部件组成。与 RV及其他精密减速器相比，谐波减速器使用的材料、体积及重量大幅度下降 优点优点 扭矩大、精度高、单级传动效率高达 97%、质量轻、寿命可长达2 万小时、免保养 传动效率高达 85-92%，传动平稳性高，承载能力强，刚性和耐过载冲击性能好，传动精度高 小体积、高传动

97、比、高精密度 缺点缺点 单级传动比范围小 结构复杂，制造难度大，成本高 传递扭矩相对较小，传动效率低，使用寿命有限 终端领域终端领域 移动机器人、新能源设备、高端机床、智能交通等行业的精密传动装置 汽车、运输、港口码头等行业中通常使用配有 RV减速器的重负载机器人，一般应用于多关节机器人的基座、大臂、肩部等重负载的位置 3C、半导体、食品、注塑、模具、医疗等行业中通常使用由谐波减速器组成的 30kg 负载以下的机器人，主要应用于机器人的小臂、腕部或手部 价格区间价格区间 700-3000 元/台 5000-8000 元/台 1000-5000 元/台 应用位置应用位置 用于移动机器人；集成于步

98、进、伺服电机 多关节机器人中机座、大臂、肩部等重负载的位置 机器人小臂、腕部、手部 示意图示意图 资料来源：绿的谐波招股说明书，科峰智能招股说明书，纳博特斯克官网，纽卡特官网，兴业证券经济与金融研究院整理 -27-行业行业深度研究深度研究报告报告 图图 30、人形机器人中谐波减速器的用量提升人形机器人中谐波减速器的用量提升 资料来源：Tesla AI Day 2022，绿的谐波招股说明书，兴业证券经济与金融研究院整理 谐波减速器：产能瓶颈逐步解除，技术差距逐步收敛，国产厂商实现突围谐波减速器：产能瓶颈逐步解除，技术差距逐步收敛，国产厂商实现突围 谐波减速机主要用于特斯拉人形机器人旋转执行器以及

99、颈部。谐波减速机主要用于特斯拉人形机器人旋转执行器以及颈部。根据 MIR数据，2021年我国机器人谐波减速器市场规模为 12.1 亿元，预计 2025年谐波减速器市场规模有望达到 30.0 亿元，2021-2025 年 CAGR 达 25.5%。近年来，国产厂商的市场占有率逐步提升。2022 年哈默纳科、日本新宝在中国市场的合计份额为45%，国产 CR4的合计份额为 44%，日系主导的市场格局逐渐松动。图图 31、谐波减速器谐波减速器市场规模市场规模（亿元）（亿元）图图 32、2022 年中国谐波减速器市场竞争格局年中国谐波减速器市场竞争格局 资料来源：MIR，华经产业研究院，兴业证券经济与金

100、融研究院整理 资料来源：MIR，中商产业研究院，兴业证券经济与金融研究院整理 国产厂商有望凭借性价比优势、响应速度及服务能力，在人形机器人产业化浪潮中进一步提升份额：（1）产能）产能：哈默纳科产能以满足本土需求为主，国产厂商积极扩产补足缺口：哈默纳科产能以满足本土需求为主，国产厂商积极扩产补足缺口 哈默纳科在日本、美国、德国均有工厂，截至2023年3月底产能达306万台/年。2022 财年哈默纳科 74.42%的营收（非合并报表口径）来自日本本土，仅 7.93%的营收来自中国大陆，其主要产能需用于日本本土。谐波减速器装配对熟练的工人要求较高，工人数量制约了日本厂商的扩产速度。336614024

101、6810121416SCARA机器人DELTA机器人六轴多关节机器人协作机器人特斯拉Optimus单台机器人所需谐波减速器数量（台）12.25303520212025E哈默纳科,38%绿的谐波,26%来福,8%新宝,7%同川,6%大族,4%其他,11%-28-行业行业深度研究深度研究报告报告 哈默纳科对华供应产能不足背景下，国产厂商抓住契机积极扩产，谐波减速器哈默纳科对华供应产能不足背景下，国产厂商抓住契机积极扩产，谐波减速器国产化进程或将进一步加速。国产化进程或将进一步加速。2023 年底，绿的谐波募投项目有望达产，将新增50 万台谐波减速器产能。此外，绿的谐波 202

102、2 年发起的定增项目规划 100 万台谐波减速器产能，有望在 2027 年全部达产。其他国产厂商方面，来福谐波产能近 20 万台/年，昊志机电产能约 15 万台/年，同川科技产能约 10 万台/年。图图 33、哈默纳科产能分散于日本、美国、德国哈默纳科产能分散于日本、美国、德国（截（截至至 2023 年年 3 月底）月底）图图 34、2022 财年哈默纳科营收结构按地区拆分财年哈默纳科营收结构按地区拆分（非合并报表口径）（非合并报表口径）资料来源：哈默纳科官网，兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源：哈默纳科官网，兴业证券经济与金融研究院整理 图图 35、绿的谐波产能加速扩张、绿的谐波产能加速

103、扩张 资料来源：绿的谐波招股说明书，绿的谐波 2022 年度向特定对象发行 A 股股票募集说明书，绿的谐波向特定对象发行股票审核中心意见落实函的回复报告，兴业证券经济与金融研究院整理 （2）技术能力：）技术能力：哈默纳科牢筑哈默纳科牢筑专利壁垒专利壁垒,国产厂商另辟蹊径国产厂商另辟蹊径 截至 2020 年，全球谐波减速器技术专利申请量排名前 15 位的机构按所属国分布为：中国 7 家，日本 5 家，美国 2 家，俄罗斯 1 家。日本在专利申请的绝对数量上占据领先地位。其中哈默纳科以 315 项专利申请冠绝全球，足可见哈默纳克的技术实力之强。日本74.42%中国大陆7.93%美国6.62%德国5

104、.85%韩国及中国台湾4.96%其他0.21%9 12 25 33 59 59 79 119 159 0204060800202120222023E2024E2025E2026E2027E绿的谐波年产能（万台）-29-行业行业深度研究深度研究报告报告 图图 36、截至、截至 2020 年全球谐波减速器技术专利申请量排名年全球谐波减速器技术专利申请量排名 资料来源：谐波减速器技术专利分析研究，兴业证券经济与金融研究院整理 哈默纳科哈默纳科齿形专利高墙下齿形专利高墙下，国产厂商另辟蹊径。，国产厂商另辟蹊径。优秀的齿形设计能增大啮合齿数和啮合面积，减小同一

105、负载下平均每颗齿所承受的载荷，从而提升谐波减速器的承载能力并延长其使用寿命。哈默纳科早在 1990 年代初就已基本完善其 IH 齿形设计。IH 齿形将啮合齿数占总齿数的比例增加至约 30%，使用 IH 齿形的谐波减速器保持了使用渐开线齿形谐波减速器的平滑性，并显著提升了精度、强度、刚度和寿命。哈默纳科在齿形设计方面申请大量专利，先发优势显著。国产厂商作为后进入者，需另辟蹊径。绿的谐波发明了全新的“P 型齿”结构，与国外同类产品相比具备齿高较低可承受较大的扭矩、齿宽较大降低断裂失效的风险、柔轮寿命大幅提升等优点。来福谐波采用 齿形，具有接触应力小、寿命长、啮合性能好、噪音低、工作平稳的特点。图图

106、 37、齿形设计是谐波减速器的差异化所在、齿形设计是谐波减速器的差异化所在 资料来源：谐波减速器研究现状及问题研究，国家知识产权局，兴业证券经济与金融研究院整理 柔轮是谐波减速器的另一技术难点，国产略逊于日资柔轮是谐波减速器的另一技术难点，国产略逊于日资。谐波减速器特殊钢材质柔轮的组织和力学性能分析一文对比了哈默纳科谐波减速器礼帽型特殊钢材质柔轮与某国产柔轮的组织和力学性能，研究发现：（1）国产柔轮组织较粗大,晶粒度比日本的小 1.0-4.0 级，且稳定性差，晶粒度级差达 3.0 级；（2）国产柔轮与日本柔轮的强度和塑性基本一致，但稳定性较差；（3）国产柔轮的洁净度较差，存在脆性夹杂物。组织粗

107、大且不均匀进而影响了国产柔轮的疲劳寿命和稳定性。近年来，国产厂商努力缩小与日资的差距，如来福谐波研制了特殊的柔轮材料，经过特殊的光整强化处理后的柔轮具备较高的疲劳强度和疲劳寿命 30300350 -30-行业行业深度研究深度研究报告报告 图图 38、与日本柔轮相比，国产柔轮更粗大且稳定性较差、与日本柔轮相比，国产柔轮更粗大且稳定性较差 资料来源：谐波减速器特殊钢材质柔轮的组织和力学性能分析，兴业证券经济与金融研究院整理 （3）产品力：）产品力：国产厂商在产品丰富度、轻量化等方面与海外龙头存在一定差距国产厂商

108、在产品丰富度、轻量化等方面与海外龙头存在一定差距 国内厂商在谐波减速器的输出转速、传动精度等方面与国外的差距已明显收敛，但海外龙头在品类丰富程度及轻量化等方面的优势仍较为显著。将来福谐波与哈默纳科对比可见，来福谐波覆盖减速比50-160的谐波减速器，哈默纳科的减速比最低可至 30，最高可至 320，减速比的覆盖范围更广。轻量化方面，来福谐波轻量化系列 LSN的小规格产品重量已与哈默纳科 CSF-ULW系列相差无几，但大规格产品的重量仍与哈默纳科存在一定差距。图图 39、哈默纳科与来福谐波轻量化系列重量对比、哈默纳科与来福谐波轻量化系列重量对比 资料来源：哈默纳科官网，来福谐波官网，兴业证券经济

109、与金融研究院整理 （4）国产厂商具备价格、响应速度等优势国产厂商具备价格、响应速度等优势 国产厂商有望凭借性价比优势、响应速度国产厂商有望凭借性价比优势、响应速度及及服务服务能力，乘人形机器人产业化东能力，乘人形机器人产业化东0.090.150.230.320.450.080.170.390.520.7300.10.20.30.40.50.60.70.8型号-8型号-11型号-14型号-17型号-20哈默纳科CSF-ULW系列产品重量(kg)来福谐波LSN系列产品重量(kg)-31-行业行业深度研究深度研究报告报告 风进一步风进一步提升提升份额。份额。绿的谐波的产品价格远低于哈默纳科，但其毛利

110、率领先于哈默纳科 10%以上，突显其控本能力，契合人形机器人降本需求。此外，相较国际品牌，绿的谐波的响应速度更快，现场服务能力更佳，订单交期更短。绿的谐波的交货周期已缩短至 2个月以内。图图 40、哈默纳科与绿的谐波毛利率对比、哈默纳科与绿的谐波毛利率对比 资料来源：Wind，哈默纳科年报，兴业证券经济与金融研究院整理 精密行星减速器：内资厂商加速替代，性能逐步接近外资精密行星减速器：内资厂商加速替代，性能逐步接近外资 精密行星减速器一般用在机器人关节（小型或运动关节）和人形机器人的灵巧手上配合空心杯电机做传动输出使用。因为空心杯电机多呈现高速低扭矩的特性，为了在较小空间内获得较大的手指抓握力

111、，一般都会集成 2-3 级的行星减速箱，大多数情况下，空心杯电机都需要搭配行星减速箱进行使用，如 Optimus 的每只灵巧手中有 6 个空心杯关节，每个关节由空心杯电机+力矩传感器+多级行星减速器+编码器组成。假设 Optimus 中减速器方案为 2 个行星减速器+12 个谐波减速器，按照行星减速器的市场均价 1250 元测算，在悲观、中性、乐观情形下，2030 年人形机器人市场需求量分别为 106.6/171.7/236.7 万台，得到 2030 年行星减速器的市场规模分别为 26.7/42.9/59.2亿元。人形机器人中，谐波与行星存在技术路线之争。人形机器人中，谐波与行星存在技术路线之

112、争。一般认为，由于谐波的轻量化、高精度优势，人形机器人中主要使用谐波减速器，在大臂、肩部、腿部等大负载关节可能会需要使用少量RV减速器。但 UCLA论文Design of a Highly Dynamic Humanoid Robot给出了另一种思路，文章认为，谐波减速器+力矩传感器的组合非常脆弱且极易受到冲击，具有高减速比的机器人只能实现非常缓慢且相对静止的运动。相较之下，气隙电机+行星减速器的组合不易因冲击负载而损坏，更适用于机器人下半身关节，并且行星减速器具备明显的成本优势。32.02%33.98%39.28%36.05%49.37%47.18%52.52%48.69%20%30%40%

113、50%60%20022哈默纳科毛利率（%）绿的谐波毛利率（%）-32-行业行业深度研究深度研究报告报告 图图 41、高减速比设计的执行器，高减速比设计的执行器，施加反向作用力施加反向作用力时，时，扭矩很快达到齿轮箱的极限，齿轮永久变形扭矩很快达到齿轮箱的极限，齿轮永久变形 图图 42、低减速比设计的执行器，、低减速比设计的执行器，施加反向作用力施加反向作用力时，时，扭矩保持线性增长，齿轮不易损坏扭矩保持线性增长，齿轮不易损坏 资料来源：Design of a Highly Dynamic Humanoid Robot，兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源：Design

114、of a Highly Dynamic Humanoid Robot，兴业证券经济与金融研究院整理 我国行星减速器市场持续扩容，在全球市场中的占比加速提升我国行星减速器市场持续扩容，在全球市场中的占比加速提升。2022 年全球行星减速器行业销量为 540.15 万台，销售金额为 12.03 亿美元，其中中国销量为231.91万台，销售金额为5亿美元。2018-2022年全球行星减速器市场规模CAGR为 7.40%，我国行星减速器市场规模 CAGR 为 14.00%，显著高于全球增速。2018-2029年，我国行星减速器市场规模有望从2.96亿美元增长至11.49亿美元，CAGR或可达 13.1

115、2%，在全球市场中的占比有望从2018年的 32.72%增长至2029年的 51.47%，行业发展空间广阔。从下游分布来看，根据科峰智能招股说明书，行星减速器的下游主要应用领域包括移动机器人、新能源设备、高端机床、工程机械、电子设备、智能交通等行业。图图 43、中国及全球行星减速器市场规模中国及全球行星减速器市场规模（亿美元）（亿美元）图图 44、2022 年科峰智能下游收入占比年科峰智能下游收入占比 资料来源：QY Research，科峰智能招股说明书，兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源：科峰智能招股说明书，兴业证券经济与金融研究院整理 国产品牌市场号召力与日俱增。国产品牌市场号召力与日

116、俱增。全球范围内，德国、日本等国家的行星减速器产品在材料、设计水平、质量控制、精度、可靠性和使用寿命等方面处于行业领先地位。2022 年日本新宝、德国纽卡特、德国威腾斯坦在全球市场中的合计份额为 34.5%。行星减速器国产阵营以科峰智能、纽氏达特、中大力德为主要代表，2022 年中国精密行星减速器市场，日本新宝的市占率为 20.4%，科峰智能及纽氏达特的合计市占率为 21.1%。2.96 3.11 3.46 4.71 5.00 5.20 5.89 6.65 7.61 8.78 10.11 11.49 9.04 9.26 9.29 11.35 12.03 12.55 13.76 15.06 16

117、.56 18.32 20.29 22.31 30%35%40%45%50%55%60%0510152025中国行星减速器销售金额（亿美元）全球行星减速器销售金额（亿美元）中国占比（%）（右轴）移动机器人18.30%新能源设备19.12%高端机床11.59%工程机械10.09%电子设备6.89%其他机械制造 13.29%其他行业20.72%-33-行业行业深度研究深度研究报告报告 图图 45、2022 年全球精密行星减速器市场格局年全球精密行星减速器市场格局 图图 46、2022 年中国精密行星减速器市场格局年中国精密行星减速器市场格局 资料来源：QY Research，科峰智能招股说明书，兴业

118、证券经济与金融研究院整理 资料来源：QY Research，科峰智能招股说明书，兴业证券经济与金融研究院整理 国产性能已逐步接近外资。国产性能已逐步接近外资。将纽卡特与科峰智能同规格行星减速器产品对比可见，科峰智能在使用寿命、满载效率、运行噪音和重量方面已与纽卡特相差无几，但在扭矩刚度方面与纽卡特存在一定差距。扭矩刚度越高，说明行星减速机在传递扭矩时产生的变形越小，传动精度越高，科峰智能的传动精度仍有提升空间。表表 12、纽卡特与科峰智能同规格行星减速器对比纽卡特与科峰智能同规格行星减速器对比 纽卡特纽卡特 PSBN070 科峰智能科峰智能 SPL70 使用寿命使用寿命 h 20000 200

119、00 满载效率满载效率%1 级：98%；2 级：96%1 级：97%；2 级：95%运行噪音运行噪音 dB(A)57 58 扭矩刚度扭矩刚度 Nm/arcmin 1 级：4.1-5.4；2 级：4.1-5.7 3 重量重量 kg 1 级：1.4-1.5；2 级：2.1 1 级：1.4；2 级：2.0 资料来源：纽卡特官网，科峰智能官网，兴业证券经济与金融研究院整理 表表 13、减速器市场主要参与者减速器市场主要参与者 公司名称公司名称 地区地区 减速器产品减速器产品 绿的谐波绿的谐波 中国 主要为谐波减速器，产品系列齐全，LCD 系列非常适用于人形机器人末端关节，减速比范围为 50-160 双

120、环传动双环传动 中国 控股子公司环动科技负责，谐波减速器业务已实现多型号稳定供货，在原有的谐波产品基础上开发出 3 大衍生新型号谐波减速器，产能得以释放并快速提升，目前在持续目前在持续开展谐波减速器产品与下游客户的对接测试开展谐波减速器产品与下游客户的对接测试。中大力德中大力德 中国 谐波减速器、精密行星减速器均已实现量产，围绕工业自动化和工业机器人，形成了减速器+电机+驱动一体化的产品架构，目前正与人形机器人相关客户积极对接目前正与人形机器人相关客户积极对接。科峰智能科峰智能 中国 精密行星减速器成功实现了 0.51超高精密级行星减速器的批量化生产、销售；谐波减速器实现规模化生产及销售，传动

121、误差小于 30，回差小于 20，噪声不超过 60 分贝。资料来源：绿的谐波官网，双环传动公开投资者活动关系记录表，双环传动 2023 半年报，双环传动公开投资者活动关系记录表，中大力德公开投资者活动关系记录表，科峰智能招股说明书（申报稿），兴业证券经济与金融研究院整理 2.5、行星滚柱丝杠、行星滚柱丝杠：线性执行器核心部件，海外龙头线性执行器核心部件，海外龙头技术壁垒技术壁垒高筑高筑，国内厂商加速布局国内厂商加速布局 行星滚柱丝杠具备承载能力强、使用寿命长、响应速度快等优势。行星滚柱丝杠具备承载能力强、使用寿命长、响应速度快等优势。行星滚柱丝杠是一种可将伺服电机的旋转运动转变成直线运动的精密机

122、械传动机构，主要依靠多个滚柱与丝杠、螺母之间的螺纹啮合传动来传递动力，其原理是丝杆旋转带其他厂商,52.70%日本新宝,12.90%纽卡特,10.90%威腾斯坦,10.70%精锐科技,7.50%科峰智能,5.40%其他,46.10%日本新宝,20.40%科峰智能,11.70%纽氏达特,9.40%精锐科技,7.10%利茗,5.30%-34-行业行业深度研究深度研究报告报告 动滚柱绕丝杆轴向公转同时绕自身轴线自转，滚柱带动螺母做轴向运动。相较于其他直线机构，行星滚柱丝杠具有承载能力强、使用寿命长、响应速度快、轴向刚度大、传动效率高、体积小等优点。图图 47、行星滚柱丝杠结构形式、行星滚柱丝杠结构形

123、式 资料来源：行星滚柱丝杠承载与摩擦特性研究，兴业证券经济与金融研究院整理 表表 14、各种直线机构性能对比各种直线机构性能对比 直线电机系统直线电机系统 气动伺服系统气动伺服系统 液压伺服系统液压伺服系统 齿轮齿条系统齿轮齿条系统 滚珠丝杠系统滚珠丝杠系统 行星滚柱丝杠系统行星滚柱丝杠系统 承载能力承载能力 低 高 很高 高 高 很高很高 寿命寿命 较长 较长 较长 较长 较长 很长很长 速度速度 较快 很快 中等 较快 中等 很快很快 有无泄露有无泄露 无 有 有 有 无 无无 位置可控性位置可控性 容易 很困难 困难 容易 容易 容易容易 抗冲击性抗冲击性 高 高 很高 高 很高 很高很

124、高 机械刚度机械刚度 中等 低 高 高 中等 较高较高 相对体积相对体积 小 大 大 大 中等 小小 摩擦摩擦 小 中等 小 小 小 小小 效率效率-中等 中等 很高 很高 较高较高 安装安装 简单 复杂 复杂 简单 简单 简单简单 资料来源：行星滚柱丝杠承载与摩擦特性研究，兴业证券经济与金融研究院整理 行星滚柱丝杠可分为标准式、反向式、循环式、差动式四类，适用于不同场合。行星滚柱丝杠可分为标准式、反向式、循环式、差动式四类，适用于不同场合。标准式能够实现较大行程，适用于精密机床、机器人、军工装备等高负载、高速场合。特斯拉的 Optimus 采用反向式行星滚柱丝杠方案，反向式的行程受限于螺母内

125、螺纹长度，适用于中小负载、小行程和高速的应用场景。循环式可应用于医疗、光学等对刚度、承载能力、精度要求较高的场合，但存在噪音问题。差动式适用于传动较大、承载能力较高的场合，但在重载情况下螺纹易产生磨损。-35-行业行业深度研究深度研究报告报告 表表 15、行星滚柱丝杠分类行星滚柱丝杠分类 标准式标准式 反向式反向式 循环式循环式 差动式差动式 结构结构 滚柱两端带有螺旋齿，确保滚柱平行于丝杠轴线而正常转动 螺母作为旋转输入，丝杠作为直线输出，并且丝杠螺纹两端加工有直齿 滚柱螺纹为螺旋升角为零的环槽 滚柱和螺母均为无螺旋升角的环槽，且滚柱分为大直径段和小直径段，大直径段的环槽与丝杠螺纹啮合，小直

126、径段的环槽与螺母环槽啮合 优点优点 能够实现较大行程 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-EMA）可以实现小导程、高位置精度、啮合点更多、承载能力更高 可以实现小导程、结构简单且便于加工 缺点缺点-行程受到螺母内螺纹长度的限制 凸轮环结构会产生振动冲击，存在噪音问题 运动过程中螺纹会产生滑动现象，在重载情况下容易产生磨损，导致精度丧失、可靠性降低等问题 应用场景应用场景 适用于环境恶劣、高负载、高速等场合，如精密机床精密机床、机器人、军工装备等 中小负载、小行程和高速的应用场景 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

127、等领域 适用于传动比较大，承载能力较高的应用场合 示意图示意图 资料来源：行星滚柱丝杠承载与摩擦特性研究，行星滚柱丝杠传动精度分析与设计，兴业证券经济与金融研究院整理 全球滚柱丝杠市场规模约全球滚柱丝杠市场规模约 20 亿元。亿元。根据 Persistence Market Research，2017-2022年全球行星滚柱丝杠市场规模由2.07亿美元增长至2.85亿美元，CAGR达6.6%。受益于行星滚柱丝杠在汽车、航空航天、电子、半导体等下游应用领域的渗透率提升，2033 年全球行星滚柱丝杠市场规模有望达 5.57 亿美元，2023-2033 年的CAGR 为 6.4%，其中中国市场增速较

128、快，2023-2033年 CAGR 有望达 7.5%。外资厂商主导我国行星滚柱丝杠市场。外资厂商主导我国行星滚柱丝杠市场。从竞争格局来看，据E 公司滚柱丝杠产品营销策略研究预测，2022年 Rollvis、GSA及 Ewellix是我国行星滚柱丝杠市场占有率最高的三个品牌，合计份额达 66%，国产品牌南京工艺、博特精工的市占率均为 8%。图图 48、中国滚柱丝杠竞争格局（、中国滚柱丝杠竞争格局（2022E）图图 49、全球滚柱丝杠市场规模、全球滚柱丝杠市场规模 资料来源：E 公司滚柱丝杠产品营销策略研究，兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源：Persistence Market Resear

129、ch，兴业证券经济与金融研究院整理 Rollvis26%GSA26%Ewellix14%Rexroth12%南京工艺8%济宁博特8%CMC3%优仕特3%2.07 2.85 3.00 5.57 01234562017A2022A2023E2033E全球滚柱丝杠市场规模（亿美元）-36-行业行业深度研究深度研究报告报告 海外龙头先发优势突出。海外龙头先发优势突出。海外具备行星滚柱丝杠生产能力的企业包括瑞士 GSA、瑞士 Rollvis、瑞典 SKF、瑞典 Ewellix、美国 Exlar、英国 PowerJack、德国 LTK及日本 NTN 株式会社等。其中瑞士 Rollvis 及瑞典 SKF 起

130、步较早，在 1970 年就已开始生产行星滚柱丝杠。瑞士 Rollvis 的行星滚柱丝杠产品包括非循环式、反向式、差动式及循环式，产品系列齐全，下游应用领域覆盖机器人、航空航天、国防、能源、医疗、汽车、半导体等。图图 50、海外行星滚柱丝杠企业概览、海外行星滚柱丝杠企业概览 资料来源：GSA官网，Rollvis官网，SKF官网，Ewellix官网，行星滚柱丝杠设计，行星滚柱丝杠传动精度分析与设计兴业证券经济与金融研究院整理 表表 16、各公司公称直径各公司公称直径 30mm 标准式行星滚柱丝杠性能对比标准式行星滚柱丝杠性能对比 额定额定最大最大动载荷（动载荷（kN）额定额定最大最大静载荷（静载荷

131、（kN）SKF 123.3 178.3 Ewellix 106 178 南京工艺南京工艺 123.3 177.3 博特精工博特精工 46 49 资料来源：SKF 官网，Ewellix官网，南京工艺官网，博特精工官网，兴业证券经济与金融研究院整理 行星滚柱丝杠的技术壁垒较高，主要体现于原材料、工艺两方面：行星滚柱丝杠的技术壁垒较高，主要体现于原材料、工艺两方面：（1）原材料。）原材料。行星滚柱丝杠对材料耐磨性、韧性、硬度、耐冲击能力的要求较高。以 Ewellix 为例，标准丝杠轴主要由经过预处理的 50CrMo4（或 42CrMo4）制成，通过感应进行表面硬化。50CrMo4 是铬、锰、钼 41

132、00 系列低合金钢的较高碳含量变化，具备良好的耐磨性和韧性，适用于高负荷和高强度场景，被广泛应用于航空航天、石油化工等领域。螺母和滚柱采用全面硬化的 100Cr6 轴承钢，耐磨性良好，且能在高达 180的环境中运行。（2）加工工艺与设备。）加工工艺与设备。丝杠生产工艺中最难的在于轴沟槽研磨部分，需要螺纹磨床并搭配相应的砂轮，砂轮需要根据丝杠、沟道的设计尺寸来定做，定做的质量好坏会因厂家不同而千差万别。滚柱丝杠的加工工艺较为复杂，技术工人的know-how、配套的机床细节等，需要长时间摸索。同时，精度较高的螺纹磨床 -37-行业行业深度研究深度研究报告报告 也依赖进口。表表 17、行星滚柱丝杠钢

133、材的选择行星滚柱丝杠钢材的选择 零部件零部件 钢钢 热处理热处理 最大允许运行温度最大允许运行温度 在标准回火温度在标准回火温度下的表面硬度下的表面硬度 性能性能 标准轴标准轴 50CrMo4 或 42CrMo4 感应淬火 110 58-60 良好的耐磨性、韧性 标准轴标准轴（按需求）（按需求）50CrMo4 感应淬火、高温回火 150 58-60 良好的耐磨性和中等温度下运行的韧性 特殊轴特殊轴 100Cr6 感应淬火 180 59-63 高耐磨性，适应于高运行温度但更脆 螺母及滚柱螺母及滚柱 100Cr6 淬透 180 58-62 良好的耐磨性和高温度运行能力 资料来源：Ewellix 官

134、网，兴业证券经济与金融研究院整理 人形机器人对行星滚柱丝杠的性能要求体现在三方面：人形机器人对行星滚柱丝杠的性能要求体现在三方面：（1）承载能力）承载能力：额定静载荷是反映丝杠承载能力的关键指标，人形机器人上身在负载不大的情况下通常使用电机和谐波减速器，而下半身不仅承担上半身的负载，还会承受行走时受到的冲击，因而需要采用负载能力更大的丝杠，在实际应用场合中，为保证安全，在对丝杠选型前要确定其额定静载荷，如果丝杠的静态载荷能力不足，螺杆轴的滚道上会形成布氏压痕，导致丝杠震动、异音甚至卡死，而行星滚柱丝杠相比于滚珠丝杠提供了更多的接触点，因而能够承受更高的负载；（2）寿命：）寿命：丝杠的寿命与额定

135、动载荷相关，相同负载下丝杠的额定动载荷越高，寿命越长；（3）精度）精度：行星滚柱丝杠的精度是指丝杠在任意 300mm 的长度内，丝母的移动距离与丝杠的累积基准导程（理想移动距离）的偏差，偏差越小，精度越高。国内精度等级采用国家标准，精度等级分为 P1、P2、P3、P4、P5、P7、P10，P1 精度最高。日本、韩国、中国台湾省采用 JIS 标准，精度等级分为 C0、C1、C3、C5、C7、C10。欧洲国家的标准采用的是IT0，IT1，IT2，IT3，IT4，IT5，IT7，IT10。不同设备需要的丝杠精度等级不同，一般来说，普通机械采用C10、C7级，数控设备一般采用 C5、C3 级，航空制造

136、设备，精密投影及三坐标测量设备等一般采用C3、C2 级，人形机器人可参考工业机器人一般采用 C5、C4、C3级。表表 18、各类设备使用较多的滚珠丝杠副精度等级各类设备使用较多的滚珠丝杠副精度等级 用途用途 精度等级精度等级 P1 P2 P3 P4 P5 T7 T10 NC机床 车床 X轴 Z 轴 铣镗床 XY轴 Z 轴 加工中心 XY轴 Z 轴 钻床 XY轴 Z 轴 坐标镗床 XY轴 Z 轴 磨床 XY轴 -38-行业行业深度研究深度研究报告报告 Z 轴 电火花加工械 XY轴 Z 轴 线切割机 XY轴 Z 轴 冲床 XY轴 激光加工机械 XY轴 Z 轴 木工机械 通用机械专用机械 半导体/印

137、刷版制造设备 曝光设备 化学处理设备 引线焊接机 探测器 电子零件插件机 印刷版开孔机 工业机器人 正交坐标型 组装 其他 垂直多关节型 组装 其他 圆筒坐标型 冶金设备机械 电动注塑机 三维测量仪 橡塑机械 图像处理设备 资料来源：南京工艺官网，兴业证券经济与金融研究院整理 注：表示使用较多的精度等级范围 我国企业加速布局行星滚柱丝杠。我国企业加速布局行星滚柱丝杠。上市公司方面，上市公司方面，恒立液压恒立液压、秦川机床秦川机床等企业的行星滚柱丝杠产能建设持续进行中；非上市公司方面，非上市公司方面，新剑传动（非上市）新剑传动（非上市）建有国内行星滚柱丝杠首条批量化生产线，2022年 3月批量化

138、生产，滚珠丝杠、行星滚柱丝杠产品年产能超过 350 万套，成功应用于汽车底盘 EMB 制动系统和人形机器人线形驱动，在人形机器人行业，公司反向式行星滚柱丝杠已经覆盖国内外头部公司；南京工艺（非上市）南京工艺（非上市）拥有公称直径 18mm60mm多规格的行星滚柱丝杠产品，最大额定动载荷与额定静载荷范围分别为 405kN和 817kN；博特精工博特精工（非上市）行星滚柱丝杠产品规格覆盖 24mm63mm，最大额定动载荷与额定静载荷范围分别为 146kN 和 330kN。-39-行业行业深度研究深度研究报告报告 表表 19、我国企业加速布局行星滚柱丝杠我国企业加速布局行星滚柱丝杠 公司名称 布局情

139、况布局情况 恒立液压 2021 年非公开发行募资 50 亿，其中 14 亿用于线性驱动器项目，该项目预计 2024Q2 投产，其中将新增750 根行星滚柱丝杠电动缸的生产能力。贝斯特 特设立全资子公司无锡宇华精机有限公司，全面布局高精度滚珠/滚柱丝杠副等直线滚动功能部件，滚珠丝杠副等产品首台套已实现成功下线，部分产品已在送样验证过程中。秦川机床 所属汉江机床具备滚珠丝杠生产能力，2023 年集团投资 2 亿元，其中新增建设滚珠丝杠/精密螺杆副产能 28 万件/年，此外公司具备行星结构滚柱丝杆生产能力。禾川科技 已有的导轨丝杠产品定位主要应用于工业自动化领域，目前正在进行产品认证阶段，行星滚柱丝

140、杠正在规划布局中。五洲新春 公司研发的各类丝杠类产品主要面向新能源汽车产业和机器人产业。汽车用产品主要为滚珠丝杠,试验的周期会比较长,短则半年,长则 23 年；人形机器人具体技术路线尚未固化,公司 T 型螺纹丝杠开发完成并向客户送样,行星滚柱丝杠零部件向下游重要客户多次送样，公司短期目标是切入主流客户产业链。新剑传动（非上市）建有国内行星滚柱丝杠首条批量化生产线，成功实现了标准式行星滚柱丝杠、反向式行星滚柱丝杠、差动式行星滚柱丝杠等的批量市场销售，目前滚珠丝杠、行星滚柱丝杠产品年产能超过 350万套。在人形机器人行业，公司反向式行星滚柱丝杠已经覆盖国内外头部公司；在汽车行业，公司行星滚柱丝杠产

141、品国内市占率第一。南京工艺（非上市）拥有公称直径 18mm60mm多规格的行星滚柱丝杠产品，最大额定动载荷与额定静载荷范围分别为405kN 和 817kN。博特精工（非上市）行星滚柱丝杠规格覆盖 24mm63mm，最大额定动载荷与额定静载荷范围分别为 146kN 和 330kN。资料来源：恒立液压公司公告，贝斯特公司公告，五洲新春投资者问答，秦川机床投资者问答，禾川科技投资者问答，新剑传动官微，新剑传动 2022 年报，南京工艺官网，博特精工官网，兴业证券经济与金融研究院整理 2.6、力觉传感器：、力觉传感器：人形机器人力控关键部件，国内仍处于产业化早期人形机器人力控关键部件，国内仍处于产业化

142、早期 力觉传感器是将力或力矩的量值转化成电信号的零部件，按照测量维度，力觉传感器可以分为一维力传感器、三维力传感器和六维力传感器。力/力矩传感器用于检测关节间或者末端工具与接触物间的力或力矩大小，在机器人操作中，精确掌控施加力度往往非常困难，因此需要使用力/力矩传感器进行监测与调节，是实现机器人智能化力觉感知的重要工具。在特斯拉人形机器人中，14 个旋转关节和 14 个直线关节中各有 1 个力传感器。GGII 数据显示，2022 年中国力传感器市场规模 17.13 亿元，同比增长 13.22%，预计 2023 年市场规模有望突破 20 亿元。伴随机器人应用场景复杂化，六维力传感器的重要性突显。

143、伴随机器人应用场景复杂化，六维力传感器的重要性突显。在一些复杂的应用场景中，力、运动轨迹、机器人控制不是一个自由度，一维力传感器不足以满足场景要求，需要多维力传感器。六维力传感器能给出最为全面的力觉信息，其内部算法会解耦各方向力和力矩间的干扰，使力的测量更为精准。高精准度的军用六维力器可以确保在六维度联合承载的情况下，测量值偏差在量程的 0.3%FS 以内。高工机器人产业研究所(GGII)数据显示，2022 年中国六维力/力矩传感器市场规模 2.39 亿元，同比增长 52.04%，其中机器人行业市场规模 1.56 亿元，同比增长 54.35%。-40-行业行业深度研究深度研究报告报告 图图 5

144、1、六维力矩传感器示意图六维力矩传感器示意图 资料来源：ATI 工业自动化公众号，兴业证券经济与金融研究院整理 六维力传感器六维力传感器技术难度高、使用壁垒高、技术难度高、使用壁垒高、价格价格昂贵等特点昂贵等特点，现阶段尚未大规模，现阶段尚未大规模推广推广：（1）技术壁垒：技术壁垒：六维力传感器的技术难度相当于一维力传感器难度的六次方。六维力传感器不是三个一维力传感器和三个扭矩传感器结构的简单叠加，其非线性力学特征明显，需要考虑多通道信号的温漂、蠕变、交叉干扰、数据处理的实时性，以及六维联合加载标定的复杂性。（2）使用壁垒：使用壁垒：将六维力传感器安装在狭小空间内并与机构融为一体，存在较大难度

145、。安装时需注意：（1）所有负载必须只连接在传感器测试面上；（2）过渡板必须包含螺纹孔、定位销、主定位销，最好与机器人六轴坐标系方向重合；（3）过渡板需要有足够厚度、强度、刚度，保证刚性连接；（4）安装螺栓需略短于安装孔深度，避免影响内部结构；（5）如机器人安装孔与传感器安装孔重合，可设计双法兰；（6）传感器线缆应避免反复弯折，过度扭曲，以保证信号质量。（3）价格高昂：价格高昂：行业龙头美国 ATI 六维力传感器的价格普遍在 5000 美元以上，其 Omega191系列的价格甚至高达 1.46万美元。图图 52、六维力传感器安装难度较大、六维力传感器安装难度较大 图图 53、六维力传感器价格高昂

146、、六维力传感器价格高昂（美元（美元/个）个）资料来源：leaderobot 公众号，ATI，兴业证券经济与金融研究院整理 资料来源：emotion-supply 官网，兴业证券经济与金融研究院整理 57525800400080001200016000 -41-行业行业深度研究深度研究报告报告 人形机器人有望驱动六维力传感器市场持续扩容。人形机器人有望驱动六维力传感器市场持续扩容。六维力传感器一般置于人形机器人末端关节，可以省去使用关节力矩和电流进行估算末端力的时间，直接读取机器人所受的末端力，从而实现机器人的全身柔顺效果并提升人形机器人抵抗外界冲击的

147、能力。在机器人脚踝上面使用六维力传感器进行柔顺控制，可助力人形机器人在不平整地面行走。我们认为，人形机器人的应用场景较复杂，对感知能力、抵抗外部冲击能力等的要求较高，对六维力传感器存在一定需求，或将为六维力传感器市场贡献可观增量。图图 54、六维力传感器助力人形机器人抵抗外部冲击、静态平衡控制、适应不平整、六维力传感器助力人形机器人抵抗外部冲击、静态平衡控制、适应不平整路面路面 资料来源：机器人大讲堂，优必选，兴业证券经济与金融研究院整理 美国美国 ATI 全球领先，国内仍处产业化早期。全球领先，国内仍处产业化早期。ATI 成立于 1989 年，具有超过 30 年的力矩传感器生产经验，在市占率

148、、产销量、应用、安装等方面领先全球，技术优势主要体现于产品性能、稳定性、精度、过载保护能力等。据 Novanta 收购ATI 时的预测，2021 年 ATI 收入超过 7000 万美元。国内力矩传感器企业多起步于 2010 年后，格局较为分散。非上市公司方面，宇立仪器在 2010 年左右进入ABB 供应链，与 ABB 战略合作开发全球机器人力控应用和市场。坤维科技和海伯森技术（汉宇集团参股）均成立于 2015 年后，已成为 ABB、KUKA、节卡、遨博、大族等的供应商。上市公司方面，柯力传感的六维力传感器目前处于开发试制阶段，暂未应用于人形机器人；昊志机电已攻克六维力传感器，形成批量销售，主要

149、应用于协作机器人和轻型机器人。表表 20、力矩传感器竞争格局力矩传感器竞争格局 力矩传感器产品力矩传感器产品 客户客户 ATI 世界上最大的六轴力世界上最大的六轴力/力矩产品供应商，超过力矩产品供应商，超过 30 年的力矩传感器生产经年的力矩传感器生产经验，验，2021 年年预计预计收入超过收入超过 7000 万美元。万美元。力/力矩传感器被广泛应用于各个工业领域，如产品测试、机器人装配、打磨和抛光等。在研究领域传感器被用于外科手术机器人、仿生机器人、康复机器人以及神经学等其他不同的应用中。世界上最小的六轴传感器 nano17 适合狭小空间研究中的应用。NASA、遨博、KUKA、安川电机、杜克

150、大学、佐治亚理工学院等。宇立宇立仪器仪器（未上市）（未上市）2010 年进军机器人行业，随后进入年进军机器人行业，随后进入 ABB 全球供应链，全球供应链，与 ABB 战略合作开发全球机器人力控应用和市场。多轴力传感器包括六维力传感器、三维力传感器、一维力传感器和关节扭矩传感器。ABB、KUKA、安川电机等。坤维科技坤维科技（未上市）（未上市）成立于成立于 2018 年。年。力觉传感器包括六维力传感器、关节扭矩传感器、指端力传感器、底座力传感器、定制力传感器等，广泛应用于医疗测试、小型工业机器人、自动化测量、航空航天测试等领域。节卡、遨博、越疆、大族等国内协作机器人厂商。海伯森技术海伯森技术（

151、未上市，汉（未上市，汉宇集团参股宇集团参股5.52%）成立于成立于 2015 年，六维力传感器产品的销售占总销售量的年，六维力传感器产品的销售占总销售量的 15%左右左右。六维力传感器下游覆盖 3C电子、工业自动化、精密工件检测、医疗、科研等行业。六维力传感器可应用于人形机器人。六维力传感器可应用于人形机器人。ABB、KUKA、安川电机、节卡、遨博、大族等。-42-行业行业深度研究深度研究报告报告 柯力传感柯力传感 公司开发了三维力、六维力等多维力传感器，可用于机器手臂运动与工作载荷监测、曲面研磨抛光、加工中心精雕加工、医疗设备精密测控等。可用于机器人相关领域的传感器目前大部分处于小批量试制小

152、批量试制阶段阶段。昊志机电昊志机电 具备六维力矩传感器开发能力 六维力矩传感器目前主要应用于与客户共同开发的按摩机器人上，且已形成批量销售。东华测试东华测试 国内结构力学性能测试龙头，已有扭矩传感器产品，正在推进力矩传感器研发样品试制 下游应用集中在军工和科研领域，应用于机器人领域的传感器仍处于试制阶段。资料来源：ATI 官网，ATI 工业自动化公众号，Novanta 官网，宇立仪器官网，坤维科技官网，海伯森官网，汉宇集团公开投资者问答，高工机器人公众号，柯力传感公开投资者问答，昊志机电公开投资者问答，东华测试公开投资者问答，兴业证券经济与金融研究院整理 国产产品相较海外龙头产品尚存在较大差距

153、。国产产品相较海外龙头产品尚存在较大差距。对比 ATI与坤维科技直径 90mm的六维力传感器产品可见，ATI 六维力传感器 x、y、z 方向的输出力分别为 1000N、1000N、2000N，坤维科技六维力传感器 x、y、z 方向的输出力分别为 400N、400N、800N，ATI显著高于坤维科技。输出力矩方面，ATI六维力传感器 x、y、z 方向的力矩均为 50Nm，坤维科技六维力传感器 x、y、z 方向的力矩均为 36Nm，坤维科技相较 ATI尚存在较大差距。表表 21、ATI 与坤维科技同规格六维力传感器产品性能对比与坤维科技同规格六维力传感器产品性能对比 ATI 坤维科技坤维科技 直径

154、（直径（mm）90 90 Fx,Fy（N）1000 400 Fz（N）2000 800 Mx,My,Mz（Nm）50 36 资料来源：ATI 官网，坤维科技官网，兴业证券经济与金融研究院整理 2.7、设备设备：丝杠降本推动设备国产化，高精度螺纹磨床空间广阔丝杠降本推动设备国产化，高精度螺纹磨床空间广阔 滚珠丝杠生产分为轧制、磨削滚珠丝杠生产分为轧制、磨削、旋风铣三、旋风铣三种加工工艺。种加工工艺。冷轧滚珠丝杠批量生产成本低，效率高，但制造精度不理想，总停留在 P7 级左右（按国内精度等级划分，下同），只能在设备中做传动部件。磨削滚珠丝杠工序复杂，制造精度可达 P1，非常适合给高精度设备做定位部

155、件，因此更适用于人形机器人。表表 22、磨削滚珠丝杠与冷轧滚珠丝杠加工工艺对比磨削滚珠丝杠与冷轧滚珠丝杠加工工艺对比 加工方式加工方式 说明说明 工序工序 精度精度 周期周期 效率效率 成本成本 磨削加工磨削加工 磨削滚珠丝杠是按照基准统一原则，以两端中心孔为加工工艺工序基准，通过热处理、车削、磨削等几十道工序逐一完成，非常适合给高精度设备做定位部件 复杂，球化退火热处理、粗车、半精车、粗磨、半精磨滚道、精磨滚道等 22 道工序 高，达到P1 级 长，约 30-45 天 低 高 冷轧加工冷轧加工 冷轧滚珠丝杠是采用冷加工工艺模具制造，开模工艺自动化程度高，批量生产后成本低，效率高，但制造精度不

156、甚理想，只能在设备中做传动部件 简单，轧制滚珠丝杠、检验校直、端部退火、滚道抛光、加工轴端等6 道工序 低，总停留在 P7 级左右 短，约 1-3天 高 低 资料来源：精密滚珠丝杠机械加工工艺规程研究，兴业证券经济与金融研究院整理 -43-行业行业深度研究深度研究报告报告 磨削丝杠加工工艺共有磨削丝杠加工工艺共有 22 道工序，核心流程可概括为道工序，核心流程可概括为“车车淬淬粗磨粗磨精磨精磨”，螺纹磨床必不可少。螺纹磨床必不可少。车削旨在从毛坯上切除多余的金属，并对外表面进行初步加工；淬火旨在将丝杠工件表面与中心孔淬硬，为后续丝杠开滚道做好材料力学性。粗磨与精磨是针对螺纹进行加工，行星滚柱丝

157、杠依靠零件间的螺纹啮合实现传动功能，螺纹的加工精度将直接影响系统的传动精度、使用寿命、与平稳性，故粗磨与精磨是丝杠加工过程中的关键。其中，粗磨目的是在丝杠表面磨制出 90V型槽，进行螺纹初加工，可以采取 3 种加工方式：1）采用螺纹磨床进行砂轮磨削；2）采用刀具和车床进行硬车削；3）旋风铣，旋风铣一刀成型，直接达到半精磨精度。精磨则是要采用螺纹磨床对螺纹进行精密研磨，最终制成丝杠。图图 55、丝杠加工工艺核心流程丝杠加工工艺核心流程 资料来源：精密滚珠丝杠机械加工工艺规程研究，兴业证券经济与金融研究院整理 表表 23、砂轮磨削、硬车削、旋风铣削三种粗加工工艺对比砂轮磨削、硬车削、旋风铣削三种粗

158、加工工艺对比 粗加工粗加工 示意图示意图 设备与刀具设备与刀具 粗加工粗加工 生产效率生产效率 备注备注 砂轮磨削砂轮磨削 螺纹磨床 磨制 90 V型槽 低 需要半精磨和精磨，精度高，可以达到 P0 级 硬车削硬车削 CBN刀具及车床 车制 90 V型槽 中 适于长度 1m螺距 6mm以下长径比小的丝杠 旋风铣削旋风铣削 CBN/PCBN刀具及车床 工作滚道一次铣削成型 高 适于较长以及长径比大的滚珠丝杠 资料来源：精密滚珠丝杠机械加工工艺规程研究，行星滚柱丝杠螺纹的硬态车削加工技术研究，兴业证券经济与金融研究院整理 球化退火热处理并检验校直加工端面，钻中心孔粗车精磨滚道半精车工作表面与加工基

159、准淬、回火检验砂轮磨削磨制90V形槽磁力探伤、时效处理并检验半精磨滚道旋风铣硬车削车制90V形槽 -44-行业行业深度研究深度研究报告报告 滚珠丝杠、行星滚柱丝杠需要使用高精度螺纹磨床对螺纹进行加工。滚珠丝杠、行星滚柱丝杠需要使用高精度螺纹磨床对螺纹进行加工。由于滚珠丝杠、行星滚柱丝杠等螺纹丝杠对精度要求较高，因此螺纹滚道的精细磨削最为关键，高精度螺纹磨床不可或缺。螺纹磨床可分为外螺纹磨床与内螺纹磨床，滚珠丝杠和螺母的滚道分别采用外螺纹和内螺纹磨床磨削而成，内外螺旋滚道都是砂轮与工件在多轴联动下形成，本质没有差别。螺纹磨床主要的运动由四轴完成，工件装夹在工作台上，沿 Z 轴完成与砂轮的相互运动

160、。图图 56、螺纹磨床传动示意螺纹磨床传动示意图图 资料来源：滚珠丝杠副滚道型面参数控制关键技术研究，兴业证券经济与金融研究院整理 磨床刚度、热变形、磨床振动等因素决定磨削精度与平滑度。磨床刚度、热变形、磨床振动等因素决定磨削精度与平滑度。磨削精度的提升直接决定着丝杠精度的提升。在磨削加工过程中，螺纹机床的传动误差以及工件、机床的热变形误差是影响丝杠螺距精度的主要因素。表表 24、磨床精度影响因素磨床精度影响因素 影响因素影响因素 说明说明 磨床刚度磨床刚度 是指磨床承受外力(磨削力)时，其部件抵抗变形的能力。也即是在同样的磨削力的情况下，部件变形越小，表示刚度越大。反之，部件变形大，表示此部

161、件刚度就小。这些变形的大小，破坏了磨床静态的原始几何精度，将引起工件的加工误差的大小。所以刚度好的机床，工件的加工精度高。热变形热变形 磨床内部的热源分布不均匀，各个部位在运动中产生的热量多少也不同，外界热源对机床各部位的影响也不一样，零部件因材料不同的热膨胀系数也不相同，造成机床各部分不同的微量变形，使机床原始几何精度下降，而影响工件的加工精度。所以精密磨床应该安装在恒温室使用，以防止温度的变化对机床和工件的精度产生影响。磨床振动磨床振动 磨床在磨削过程中产生振动，使砂轮和工件问相对位置发生周期性的变动，使工件表面产生振纹，严重影响加工质量和精度。其他因素其他因素 要提高磨削后的工件精度，除

162、努力消除上述因素的影响外，还必须注意工件加工过程中定位基准的合理选择、装夹方法、砂轮的选择与正确修理、合理选择磨削用量和工艺方法。资料来源：机床加工世界，兴业证券经济与金融研究院整理 国内外螺纹磨床企业技术仍有差距，部分领域国内企业已打破技术垄断。国内外螺纹磨床企业技术仍有差距，部分领域国内企业已打破技术垄断。国外头部企业包括：日本的三井精机、英国的 MATRIX、美国的 DRAKE 等。国内龙头包括：日发精机、秦川机床、华辰装备、上海机床厂等。对比三井精机与汉江机床的旗舰螺纹磨床，可以发现：海外磨床企业起步早，技术成熟，磨削精度高，加工稳定性高，国内企业起步晚，技术提升较快，虽相比国外龙头技

163、术层面仍在差距，但已在部分领域打破国外技术垄断。外螺纹磨床加工丝杠滚道外螺纹磨床加工丝杠滚道内螺纹磨床加工螺母滚道内螺纹磨床加工螺母滚道 -45-行业行业深度研究深度研究报告报告 表表 25、国内外龙头企业旗舰螺纹机床对比国内外龙头企业旗舰螺纹机床对比 产品产品 可磨削螺纹长可磨削螺纹长（mm）可磨削最大工件可磨削最大工件直径（直径（mm）砂轮轴最高砂轮轴最高回转速度回转速度(r/min)砂轮轴马达砂轮轴马达(kW)快速回撤速快速回撤速度度（mm/min）精度精度 三井精机外螺三井精机外螺纹磨床纹磨床GSH200A 2000 480 3600 15-汉江机床汉江机床SK7432 20GX数控丝

164、杠磨床数控丝杠磨床 1800 250 2150-2500 可达到 P2 资料来源：三井精机官网，汉江机床官网，兴业证券经济与金融研究院整理 表表 26、国内外螺纹磨床制造企业对比国内外螺纹磨床制造企业对比 公司公司 成立时间成立时间 磨床相关产品磨床相关产品 优势优势 2022 年磨床业务收入年磨床业务收入 三井精机三井精机 1928 年 卧式 CNC 加工中心、立式 CNC 加工中心、坐标磨床、螺纹磨床、高精度加工机（终极母机切割）1935 年，三井开发出#4 型坐标镗床，成为日本第一台母机，研发历史悠久。使用测量精度为1m以下的技术创造了高精度的机床，在 5 轴加工中心、坐标磨床、螺丝磨床

165、等领域具有优势，可以进行高精度加工。其精度可以长期稳定保持，并且可以灵活地响应特殊要求/日发精机日发精机 1999 年 轴承磨超自动线、轴承装配自动线、滚子磨超自动线、单机数控磨床（外圈滚道、内圈滚道磨床）、数控通用磨床（无心、内圆、外圆磨床）能够同时生产立式数控车床、卧式数控车床、立式加工中心、卧式加工中心、龙门加工中心和落地式镗铣床的企业，全国普及型数控机床前五强 机床及产线业务营收9.81 亿元 秦川机床秦川机床 1965 年 螺纹磨床、外圆磨床、蜗杆磨床 公司齿轮加工机床市占率超 60%，螺纹磨床市占率超过 70%，外圆磨床市占率 25%，螺纹磨床多项产品填补了国内空白，“数控、高精度

166、、大型化”车轴磨床、大型轴承磨、球面磨床等数控磨床新产品在铁路、轴承行业市场处于国内同行业领先水平 汉江机床整体营收 4.0亿元 华辰装备华辰装备 2007 年 完整的轧辊磨床产品体系、高精度数控内外圆复合磨床、超硬磨料砂轮、钢厂磨辊间的智能产线建设及运维服务 国内数控轧辊磨床领域的领军企业，多次打破国外在高端数控轧辊磨床领域的技术垄断，并持续与中国顶尖高校开展产学研合作，拥有高精轧辊智能制造工程研究中心、智能磨削技术联合研究中心 2.8 亿元 资料来源：三井精机官网，日发精机官网，日发精机公告，秦川机床公告，秦川机床公开投资者活动关系记录表，华辰装备官网，华辰装备公告，兴业证券经济与金融研究

167、院整理 3、投资建议、投资建议 玩家加速入场，国内产业链配套企业快速布局，有望推动人形机器人产业化提玩家加速入场，国内产业链配套企业快速布局，有望推动人形机器人产业化提速，预计到速，预计到 2030 年可形成千亿级市场。年可形成千亿级市场。特斯拉于 2021 年 8 月的 AI 日首次提出人形机器人 Optimus 的概念，此后 Optimus 快速迭代，在特斯拉 2023 年 12 月的最新视频中，Optimus 已实现流畅行走、抓握鸡蛋等动作，性能不断提升。国内方面，优必选、傅利叶等公司部分人形机器人型号已经开始外售，同时新玩家不断加入。在特斯拉产业链的带动下，国内核心零部件企业积极布局，

168、产业化加速到来，预计中性情况下到 2030年人形机器人市场规模可达 343.3亿美元。人形机器人长期降本趋势下，国产核心零部件企业优势明显，未来有望充分受人形机器人长期降本趋势下，国产核心零部件企业优势明显，未来有望充分受 -46-行业行业深度研究深度研究报告报告 益于行业需求的爆发。益于行业需求的爆发。以特斯拉人形机器人当前的结构设计为例，其身体+手部共 50 个自由度，对应 40 个伺服关节（旋转关节14+直线关节14+空心杯关节12），其价值量占比较高的核心零部件包括无框力矩电机、空心杯电机、谐波减速机、行星滚柱丝杠、力觉传感器，假设2030年人形机器人销量达100万台，可分别为无框力矩

169、电机、空心杯电机、谐波减速机、行星滚柱丝杠、力觉传感器贡献 224亿元、96 亿元、182 元、182亿元、280 亿元的市场规模增量。投资建议：投资建议：人形机器人预计到 2030 年可形成千亿级别的大市场，当前玩家加速入场、政策高度重视、人工智能技术快速迭代，均有望推动人形机器人产业化提速。我国机械零部件公司纷纷布局相关细分领域，有望凭借供应链成本低、技术迭代响应速度快等优势，成为全球人形机器人产业链不可或缺的一环，当前时点建议关注技术壁垒较高的行星滚柱丝杠、力觉传感器、设备环节以及与特斯拉合作紧密的企业。建议关注：拓普集团（汽车组覆盖）、三花智控（汽车组覆盖）、鸣志电器、恒立液压、秦川机

170、床。拓普集团：拓普集团：公司是国内平台型汽车零部件龙头供应商，早期起家于汽车 NVH 减震系统，后把握行业发展趋势，前瞻布局智能电动汽车赛道，持续扩大产品线，逐渐成为平台型企业。公司积极布局人形机器人的运动执行器，截至 2023 年中报，公司研发的机器人直线执行器和旋转执行器，已经多次向客户送样，获得客户认可及好评，项目要求自 2024年 Q1开始进入量产爬坡阶段，初始订单为每周100台。为满足客户要求，公司需要 2023年完成 4套生产线的安装调试，形成年产 10 万台的一期产能，后续将年产能提升至百万台。作为特斯拉的长期合作供应商，公司有望持续受益于人形机器人需求的增长。三花智控：三花智控

171、：公司是全球最大的制冷控制元器件和全球领先的汽车热管理系统控制部件制造商，空调电子膨胀阀、四通换向阀、电磁阀、微通道换热器、车用电子膨胀阀、新能源车热管理集成组件、Omega 泵等产品市场占有率全球第一，截止阀、车用热力膨胀阀、储液器等市占率处于全球领先。截至 2023 年中报，公司积极布局人形机器人机电执行器，全方面配合客户产品研发、试制、调整并最终实现量产落地；同时，同步配合客户量产目标，积极筹划机电执行器海外生产布局。公司具备底层核心部件、高壁垒阀件的自研自制能力，凭借基于电机、热管理系统等现有业务在其他应用领域的技术积累，以及公司由核心零部件切入并逐渐向组件和子系统发展的集成化总成经验

172、，人形机器人业务有望成为未来公司业绩增长的动力。鸣志电器：鸣志电器：公司是国内混合式步进电机龙头，从事运动控制领域产品的研发、生产和经营已有二十逾年，在运动控制领域掌握了核心的控制电机研发技术、驱动控制技术和尖端制造技术，公司的混合式步进电机产品在全球市场一直享有较高的市场地位，占据全球市场份额 10%以上，是最近十年之内唯一改变混合式步进电机全球竞争格局的国内企业，打破了日本企业对该行业的垄断。公司的空心杯电机产品具有先发优势，产品性能国内领先，于 2019 年收购 T Motion 公司后进 -47-行业行业深度研究深度研究报告报告 一步拓展空心杯电机业务。作为人形机器人灵巧手的核心零部件

173、，空心杯电机市场空间广阔，该产品有望打开公司增长新空间。绿的谐波：绿的谐波：公司是国内第一大谐波减速器行业龙头，也是全球第二大谐波减速器供应商，2021 年国内谐波减速器市占率达 24.7%。近年来，公司持续开拓除工业机器人以外的新领域，将谐波减速器与电机、传感器等组合，提供高附加值模块化产品，成功打开半导体、光学、测量等下游市场，带动公司持续增长。此外，谐波减速器可应用于人形机器人多个关节部位，随着人形机器人技术的快速迭代，其对谐波减速器的需求将会实现数量级的增长，谐波减速器的市场空间天花板大大提高。同时，公司与三花智控达成战略合作，设立墨西哥合资公司覆盖谐波减速器相关产品的研发、生产制造及

174、销售，有利于公司利用三花智控客户关系、渠道资源优势，拓展全球市场，进一步打开公司的成长空间。表表 27、人形机器人部分标的业绩预测及估值分析（采用人形机器人部分标的业绩预测及估值分析（采用 Wind 一致预期，截至一致预期，截至 2024 年年 1 月月 12 日）日）公司公司 简称简称 股票股票 代码代码 市值市值 (亿元亿元)PE-TTM 归母净利润归母净利润(亿元亿元)市盈率市盈率 2022A 2023E 2024E 2025E 三年年化三年年化增速增速 2023E 2024E 2025E 拓普集团 601689.SH 705.4 33.8 17.0 22.7 31.2 42.0 35.

175、2%31.0 22.6 16.8 三花智控 002050.SZ 952.9 30.7 25.7 31.5 39.1 48.1 23.1%30.3 24.4 19.8 鸣志电器 603728.SH 226.9 132.5 2.5 2.2 3.5 5.2 28.3%101.4 64.0 43.5 贝斯特 300580.SZ 91.2 32.0 2.3 2.8 3.6 4.6 26.0%32.3 25.5 19.9 恒立液压 601100.SH 754.2 32.1 23.4 25.4 30.1 36.9 16.4%29.7 25.1 20.4 秦川机床 000837.SZ 95.2 61.7 2.

176、8 2.4 3.4 4.6 18.7%39.5 27.6 20.7 柯力传感 603662.SH 81.9 29.5 2.6 3.1 3.9 4.8 23.0%26.1 20.9 16.9 中大力德 002896.SZ 50.5 62.3 0.7 0.9 1.1 1.4 29.1%57.8 46.8 35.4 绿的谐波 688017.SH 217.8 218.2 1.6 1.2 1.7 2.5 16.7%186.9 126.7 88.2 汇川技术 300124.SZ 1494.9 32.8 43.2 49.9 63.7 80.5 23.0%30.0 23.5 18.6 步科股份 688160.

177、SH 43.7 64.0 0.9 0.9 1.2 1.5 17.0%47.3 37.9 29.9 禾川科技 688320.SH 53.6 84.2 0.9 1.0 1.4 1.9 28.1%53.2 37.7 28.2 儒竞科技 301525.SZ 76.0 30.6 2.1 3.1 4.4 6.0 41.9%24.7 17.3 12.6 丰立智能 301368.SZ 45.9 143.3 0.4 0.8 1.0 1.3 40.7%59.6 45.4 36.7 国茂股份 603915.SH 97.0 25.0 4.1 4.2 5.4 6.6 16.6%22.9 17.9 14.8 双环传动 0

178、02472.SZ 214.1 28.1 5.8 8.1 10.6 13.4 32.0%26.3 20.3 16.0 精锻科技 300258.SZ 56.2 21.5 2.5 2.8 3.4 4.3 20.2%20.3 16.4 13.1 康斯特 300445.SZ 39.2 47.6 0.8 1.0 1.4 1.8 33.9%38.1 28.3 21.7 华依科技 688071.SH 37.5 223.1 0.4 0.7 1.5 2.5 89.9%54.1 25.3 15.1 芯动联科 688582.SH 137.5 91.6 1.2 1.6 2.3 3.1 38.8%85.6 60.5 44

179、.1 华辰装备 300809.SZ 71.8 59.2 0.5 1.2 1.5 1.9 58.7%60.9 46.9 38.1 沃尔德 688028.SH 35.0 33.9 0.6 1.1 1.5 1.7 38.1%31.0 23.8 21.2 五洲新春 603667.SH 69.8 54.3 1.5 1.8 2.6 3.5 32.8%38.9 27.0 20.2 资料来源：Wind，兴业证券经济与金融研究院整理 -48-行业行业深度研究深度研究报告报告 4、风险提示、风险提示（1）人形机器人技术迭代进度不及预期。）人形机器人技术迭代进度不及预期。目前人形机器人产业尚处于早期阶段，相关的硬件

180、以及软件技术都处于更新迭代过程中，还未实现大规模的商业化应用，若相关技术迭代进度不及预期，则人形机器人的产业化进度将受到影响。（2）国产替代进度不及预期。国产替代进度不及预期。当前国内厂商尚未成为特斯拉各环节核心零部件供应商，若后续国内厂商产品品质无法达到特斯拉的人形机器人标准，将导致国产替代进度不及预期。（3）核心零部件降本不及预期。）核心零部件降本不及预期。人形机器人核心零部件众多，且当前多数零部件成本较高，若未来零部件降本进度不及预期，则将导致人形机器人造价持续高企，无法实现大规模商业化应用，产业化进度放缓。-49-行业行业深度研究深度研究报告报告 分析师声明分析师声明 本人具有中国证券

181、业协会授予的证券投资咨询执业资格并登记为证券分析师，以勤勉的职业态度，独立、客观地出具本报告。本报告清晰准确地反映了本人的研究观点。本人不曾因，不因，也将不会因本报告中的具体推荐意见或观点而直接或间接收到任何形式的补偿。投资评级说明投资评级说明 投资建议的评级标准投资建议的评级标准 类别类别 评级评级 说明说明 报告中投资建议所涉及的评级分为股票评级和行业评级（另有说明的除外）。评级标准为报告发布日后的12个月内公司股价（或行业指数）相对同期相关证券市场代表性指数的涨跌幅。其中：沪深两市以沪深300指数为基准；北交所市场以北证50指数为基准；新三板市场以三板成指为基准；香港市场以恒生指数为基准

182、；美国市场以标普500或纳斯达克综合指数为基准。股票评级 买入 相对同期相关证券市场代表性指数涨幅大于15%增持 相对同期相关证券市场代表性指数涨幅在5%15%之间 中性 相对同期相关证券市场代表性指数涨幅在-5%5%之间 减持 相对同期相关证券市场代表性指数涨幅小于-5%无评级 由于我们无法获取必要的资料，或者公司面临无法预见结果的重大不确定性事件，或者其他原因，致使我们无法给出明确的投资评级 行业评级 推荐 相对表现优于同期相关证券市场代表性指数 中性 相对表现与同期相关证券市场代表性指数持平 回避 相对表现弱于同期相关证券市场代表性指数 信息披露信息披露 本公司在知晓的范围内履行信息披露

183、义务。客户可登录 内幕交易防控栏内查询静默期安排和关联公司持股情况。使用本研究报告的风险提示及法律声明使用本研究报告的风险提示及法律声明 兴业证券股份有限公司经中国证券监督管理委员会批准，已具备证券投资咨询业务资格。，本公司不会因接收人收到本报告而视其为客户。本报告中的信息、意见等均仅供客户参考，不构成所述证券买卖的出价或征价邀请或要约，投资者自主作出投资决策并自行承担投资风险，任何形式的分享证券投资收益或者分担证券投资损失的书面或口头承诺均为无效，任何有关本报告的摘要或节选都不代表本报告正式完整的观点，一切须以本公司向客户发布的本报告完整版本为准。该等信息、意见并未考虑到获取本报告人员的具体

184、投资目的、财务状况以及特定需求，在任何时候均不构成对任何人的个人推荐。客户应当对本报告中的信息和意见进行独立评估，并应同时考量各自的投资目的、财务状况和特定需求，必要时就法律、商业、财务、税收等方面咨询专家的意见。对依据或者使用本报告所造成的一切后果，本公司及/或其关联人员均不承担任何法律责任。本报告所载资料的来源被认为是可靠的，但本公司不保证其准确性或完整性，也不保证所包含的信息和建议不会发生任何变更。本公司并不对使用本报告所包含的材料产生的任何直接或间接损失或与此相关的其他任何损失承担任何责任。本报告所载的资料、意见及推测仅反映本公司于发布本报告当日的判断，本报告所指的证券或投资标的的价格

185、、价值及投资收入可升可跌，过往表现不应作为日后的表现依据；在不同时期，本公司可发出与本报告所载资料、意见及推测不一致的报告；本公司不保证本报告所含信息保持在最新状态。同时，本公司对本报告所含信息可在不发出通知的情形下做出修改，投资者应当自行关注相应的更新或修改。除非另行说明，本报告中所引用的关于业绩的数据代表过往表现。过往的业绩表现亦不应作为日后回报的预示。我们不承诺也不保证，任何所预示的回报会得以实现。分析中所做的回报预测可能是基于相应的假设。任何假设的变化可能会显著地影响所预测的回报。本公司的销售人员、交易人员以及其他专业人士可能会依据不同假设和标准、采用不同的分析方法而口头或书面发表与本

186、报告意见及建议不一致的市场评论和/或交易观点。本公司没有将此意见及建议向报告所有接收者进行更新的义务。本公司的资产管理部门、自营部门以及其他投资业务部门可能独立做出与本报告中的意见或建议不一致的投资决策。本报告并非针对或意图发送予或为任何就发送、发布、可得到或使用此报告而使兴业证券股份有限公司及其关联子公司等违反当地的法律或法规或可致使兴业证券股份有限公司受制于相关法律或法规的任何地区、国家或其他管辖区域的公民或居民，包括但不限于美国及美国公民（1934 年美国证券交易所第 15a-6 条例定义为本主要美国机构投资者除外）。本报告的版权归本公司所有。本公司对本报告保留一切权利。除非另有书面显示

187、，否则本报告中的所有材料的版权均属本公司。未经本公司事先书面授权，本报告的任何部分均不得以任何方式制作任何形式的拷贝、复印件或复制品，或再次分发给任何其他人，或以任何侵犯本公司版权的其他方式使用。未经授权的转载，本公司不承担任何转载责任。特别声明特别声明 在法律许可的情况下，兴业证券股份有限公司可能会持有本报告中提及公司所发行的证券头寸并进行交易，也可能为这些公司提供或争取提供投资银行业务服务。因此，投资者应当考虑到兴业证券股份有限公司及/或其相关人员可能存在影响本报告观点客观性的潜在利益冲突。投资者请勿将本报告视为投资或其他决定的唯一信赖依据。兴业证券研究兴业证券研究 上上 海海 北北 京京 深深 圳圳 地址：上海浦东新区长柳路36号兴业证券大厦15层 邮编：200135 邮箱： 地址：北京市朝阳区建国门大街甲6号SK大厦32层01-08单元 邮编：100020 邮箱： 地址：深圳市福田区皇岗路5001号深业上城T2座52楼 邮编：518035 邮箱：