1、 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。1 证券研究报告 工业工业 人形机器人迭代下供应链的新机遇人形机器人迭代下供应链的新机遇 华泰研究华泰研究 机械设备机械设备 增持增持 (维持维持)通用机械通用机械 增持增持 (维持维持)研究员 倪正洋倪正洋 SAC No.S0570522100004 SFC No.BTM566 +(86)21 2897 2228 研究员 黄菁伦黄菁伦 SAC No.S0570522100003 +(86)21 2897 2228 研究员 史俊奇史俊奇 SAC No.S0570522110002 SFC No.BTM901 +(86)21 2897

2、 2228 行业行业走势图走势图 资料来源：Wind，华泰研究 2023 年 6 月 20 日中国内地 专题研究专题研究 特斯拉机器人快速迭代，国产供应链迎来新机遇特斯拉机器人快速迭代，国产供应链迎来新机遇 2021 年特斯拉在 AI Day上首次提出其人形机器人 Optimus 的渲染图；2022年 AI Day 上，特斯拉推出原型机，在没有外接线缆的情况下实现了缓慢行走与挥手；2023 年 5 月股东大会上，特斯拉人形机器人已经可以实现流畅的行走与抓取物品，灵活度较原型机大大提高。经过我们的测算，目前特斯拉机器人关节的总成本为 41 万元左右，从高到低价值量占比前四的零部件分别为：力矩传感

3、器、滚柱丝杠、无框电机、谐波减速器。通用机器人迎来曙光，已具备协作安全性通用机器人迎来曙光，已具备协作安全性 我们认为人形双足机器人为通用机器人的最优解，因为人类社会的种种事物都按照人类的生理结构进行设计的，为了适应种类多样的任务，达到通用的目的，贴近人类形态的双足机器人其隐形成本最小。2023 年 5 月，特斯拉机器人腿部的末端关节能够在落地的同时不打碎鸡蛋，也能够轻松地抓取物品，证明其末端肢体关节的力矩控制能力有了显著的提高，增强了与人协同时的安全性。通过共用特斯拉汽车上的 FSD 自动驾驶系统，特斯拉机器人已经可以利用视觉自主识别、记忆周围环境，构建地图。工程师也可以通过AI 对其进行肢

4、体的模拟训练，大大降低了其开发成本。力矩传感器力矩传感器/滚柱丝杠滚柱丝杠/无框电机无框电机/谐波减速器为高价值量环节谐波减速器为高价值量环节 旋转执行器、线性执行器、灵巧手共同构建擎天柱全身 40 个关节。旋转执行器由角接触轴承、谐波减速器、交叉滚子轴承、编码器、无框电机、力矩传感器构成。特斯拉线性执行器由深沟球轴承、无框电机、力矩传感器、编码器、反式滚柱和四点接触球轴承构成。灵巧手主要由空心杯电机、螺纹丝杠、行星精密齿轮箱和编码器构成。根据我们的测算，目前特斯拉机器人关节 BOM 表成本为 41 万元左右，其中力矩传感器、滚柱丝杠、无框电机、谐波减速器价值量占比较高。力矩传感器力矩传感器/

5、滚柱丝杠滚柱丝杠/空心杯电机技术壁垒较高空心杯电机技术壁垒较高 六维力矩传感器除了要解决对所测力分量敏感的单调性和一致性问题外，还要解决因结构加工、工艺误差引起的维间（轴间）干扰问题和电路实现，技术难度大。对于滚柱丝杠来说，企业为了实现高速或精密的加工，除在机床设备的结构刚性进行加强设计外，必须同时具备高速主轴系统和高速进给系统，才能达到材料切削过程的高速化，这对于企业的制造能力和设计能力都有较高的要求。空心杯电机核心技术难点在于大批量生产和精密齿轮箱减速器。国内众多厂商采用手工绕线的方式生产，在生产效率、产品寿命、精度方面存在劣势。风险提示：特斯拉机器人方案变更；成本测算具有一定局限性；特斯

6、拉机器人产业化不及预期。(19)(11)(2)715Jun-22Oct-22Feb-23Jun-23(%)机械设备通用机械沪深300 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。2 工业工业 正文目录正文目录 产业链相关公司与产业链相关公司与 BOM 表成本一览表成本一览.3 特斯拉机器人快速迭代，通用机器人迎来曙光特斯拉机器人快速迭代，通用机器人迎来曙光.4 通用机器人迎来曙光，已具备协作安全性.4 旋转执行器、线性执行器、灵巧手共同构建全身 40 个关节.5 力矩传感器：为机器人提供触觉，高性能产品价格昂贵力矩传感器：为机器人提供触觉，高性能产品价格昂贵.8 编码器：编码器

7、：运动反馈核心部件，国内产品核心指标达到国际水平运动反馈核心部件，国内产品核心指标达到国际水平.9 滚柱丝杠：性能强于滚珠丝杠，日欧占据滚柱丝杠：性能强于滚珠丝杠，日欧占据 70%市场市场.11 无框电机：体积小效率高，国内无框电机已达到国际水平无框电机：体积小效率高，国内无框电机已达到国际水平.13 谐波减速器：高传动比谐波减速器：高传动比/轻重量轻重量/小体积，国产替代趋势明显小体积，国产替代趋势明显.14 空心杯电机：灵巧手核心部件，大批量生产为难点空心杯电机：灵巧手核心部件，大批量生产为难点.16 报告提及公司报告提及公司.17 风险提示.17 SVpZhV8VkWRYvZ9UlX9P

8、8QbRpNmMoMtQlOnNrPfQoMpOaQnMoOvPpMoPNZqQnR 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。3 工业工业 产业链产业链相关相关公司与公司与 BOM 表成本一览表成本一览 图表图表1：产业链产业链相关相关公司一览公司一览 资料来源：各公司公告，华泰研究 图表图表2：特斯拉机器人关节特斯拉机器人关节 BOM 表成本表成本 分类分类 零部件零部件 数量数量 单价（元）单价（元）总价（元）总价（元）占关节成本比例占关节成本比例 旋转关节 无框电机 14 2500 35000 8.57%谐波减速器 14 3000 42000 10.28%力矩传感器

9、14 5000 70000 17.13%编码器 28 500 14000 3.43%交叉滚子轴承 14 100 1400 0.34%角接触球轴承 28 100 2800 0.69%线性关节 无框电机 14 2500 35000 8.57%力矩传感器 14 5000 70000 17.13%编码器 14 500 7000 1.71%行星滚柱丝杠 14 2000 28000 6.85%反式滚柱 14 5000 70000 17.13%深沟球轴承 14 100 1400 0.34%四点接触球轴承 14 100 1400 0.34%灵巧手 空心杯电机 12 1500 18000 4.41%编码器 12

10、 500 6000 1.47%精密行星齿轮箱 12 500 6000 1.47%螺纹丝杠 12 50 600 0.15%关节总成本 408600 资料来源：京东、1688、鸣志电器官网，华泰研究预测 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。4 工业工业 特斯拉机器人快速迭代，通用机器人迎来曙光特斯拉机器人快速迭代，通用机器人迎来曙光 通用机器人迎来曙光，已具备协作安全性通用机器人迎来曙光，已具备协作安全性 快速迭代下特斯拉机器人已能实现行走快速迭代下特斯拉机器人已能实现行走/抓取等动作，通用机器人迎来曙光。抓取等动作，通用机器人迎来曙光。2021 年特斯拉在 AI Day

11、上首次提出其人形机器人 Optimus 的渲染图；2022 年 AI Day 上，特斯拉推出原型机，在没有外接线缆的情况下实现了缓慢行走与挥手；2023 年 5 月股东大会上，特斯拉人形机器人已经可以实现流畅的行走与抓取物品，灵活度较原型机大大提高。我们认为人形双足机器人为通用机器人的最优解，因为人类社会的种种事物都按照人类的生理结构进行设计的，为了适应种类多样的任务，达到通用的目的，贴近人类形态的双足机器人其隐形成本最小。图表图表3：特斯拉人形机器人实现快速迭代特斯拉人形机器人实现快速迭代 图表图表4：特斯拉人性机器人已实现流畅行走与抓取物品特斯拉人性机器人已实现流畅行走与抓取物品 资料来源

12、：特斯拉 2022 年 AI Day，华泰研究 资料来源：特斯拉 2023 年股东大会，华泰研究 特斯拉机器人力矩控制能力提高，增强协作特斯拉机器人力矩控制能力提高，增强协作安全性。安全性。2023 年 5 月，特斯拉机器人腿部的末端关节能够在落地的同时不打碎鸡蛋，也能够轻松地抓取物品，证明其末端肢体关节的力矩控制能力有了显著的提高，增强了与人协同时的安全性。图表图表5：特斯拉机器人腿部在落地时不打碎鸡蛋特斯拉机器人腿部在落地时不打碎鸡蛋 图表图表6：特斯拉机器人能够轻松的抓取物品特斯拉机器人能够轻松的抓取物品 资料来源：特斯拉 2023 年股东大会，华泰研究 资料来源：特斯拉 2023 年股

13、东大会，华泰研究 共用共用汽车汽车 FSD 系统，特斯拉机器人已能够识别、记忆周围环境。系统，特斯拉机器人已能够识别、记忆周围环境。通过共用特斯拉汽车上的FSD 自动驾驶系统，特斯拉机器人已经可以利用视觉自主识别、记忆周围环境，构建地图。工程师也可以通过 AI 对其进行肢体的模拟训练，大大降低了其开发成本。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。5 工业工业 图表图表7：共用汽车共用汽车 FSD 视觉系统，大大降低开发成本视觉系统，大大降低开发成本 资料来源：特斯拉 2022 年 AI Day，华泰研究 图表图表8：特斯拉机器人已能够识别、记忆周围环境特斯拉机器人已能够识别

14、、记忆周围环境 图表图表9：工程师可以通过工程师可以通过 AI 对机器人对机器人进行肢体进行肢体模拟训练模拟训练 资料来源：特斯拉 2023 年股东大会，华泰研究 资料来源：特斯拉 2023 年股东大会，华泰研究 旋转执行器、线性执行器、灵巧手共同构建全身旋转执行器、线性执行器、灵巧手共同构建全身 40 个关节个关节 擎天柱躯干包含擎天柱躯干包含 28 个关节执行器，主要分为旋转与线性两大类。个关节执行器，主要分为旋转与线性两大类。考虑到成本等问题，特斯拉设计了旋转和线性 2 大类执行器，每类包含 3 种执行器。擎天柱整体躯干共有 28 个关节执行器，其中线性执行器 14 个，旋转执行器 14

15、 个。具体应用部位分别为肩部 6 个旋转执行器、肘部 2 个线性执行器和 2 个旋转执行器、腕部 4 个线性执行器、腰部 2 个旋转执行器、髋部 4 个旋转执行器、腿部 8 个线性执行器。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。6 工业工业 图表图表10：擎天柱原型机躯干包含擎天柱原型机躯干包含 28 个关节执行器个关节执行器 图表图表11：关节执行器主要分为旋转和线性关节执行器主要分为旋转和线性 2 大类，共大类，共 6 种种 资料来源：特斯拉 2022 年 AI Day，华泰研究 资料来源：特斯拉 2022 年 AI Day，华泰研究 力矩传感器、谐波减速器、无框电机和

16、编码器为旋转执行器重要零部件。力矩传感器、谐波减速器、无框电机和编码器为旋转执行器重要零部件。特斯拉旋转执行器由角接触轴承、谐波减速器、交叉滚子轴承、编码器、无框电机、力矩传感器构成，其中编码器、无框电机、减速器和力矩传感器价值量高于其他零部件。图表图表12：特斯拉旋转执行器特斯拉旋转执行器 图表图表13：旋转关节采用无框电机旋转关节采用无框电机 资料来源：特斯拉 2022 年 AI Day，华泰研究 资料来源：Maxon，华泰研究 反式滚柱为特斯拉线性执行器中高价值量零部件。反式滚柱为特斯拉线性执行器中高价值量零部件。特斯拉人形机器人线性执行器由深沟球轴承、无框电机、力矩传感器、位置传感器（

17、编码器）、反式滚柱和四点接触球轴承构成。图表图表14：特斯拉线性执行器中的力传感特斯拉线性执行器中的力传感器、位置传感器器、位置传感器（编码器）（编码器）和和无框电机无框电机 资料来源：特斯拉 2022 年 AI Day，华泰研究 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。7 工业工业 图表图表15：特斯拉线性执行器中的无框电机、特斯拉线性执行器中的无框电机、深沟深沟球轴承和四点接触球球轴承和四点接触球轴承轴承 图表图表16：特斯拉线性执行器中的反式滚柱特斯拉线性执行器中的反式滚柱和行星滚柱丝杠和行星滚柱丝杠 资料来源：特斯拉 2022 年 AI Day，华泰研究 资料来源：

18、特斯拉 2022 年 AI Day，华泰研究 灵巧手采用灵巧手采用 6 电机驱动，空心杯电机为核心部件。电机驱动，空心杯电机为核心部件。擎天柱灵巧手采取了较为经典的六电机布局，其中拇指采用双电机驱动弯曲和侧摆，其它 4 指各用 1 个电机带动，可实现 11 个自由度。灵巧手主要由空心杯电机、螺纹丝杠、行星精密齿轮箱和编码器构成，其中空心杯电机为核心部件。算上双手的 12 个执行器后，特斯拉机器人的全身执行器数量为 40 个。图表图表17：擎天柱灵巧手擎天柱灵巧手 图表图表18：灵巧手采用灵巧手采用 6 个微型电机驱动个微型电机驱动 资料来源：特斯拉 2022 年 AI Day，华泰研究 资料来

19、源：特斯拉 2022 年 AI Day，华泰研究 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。8 工业工业 力矩传感器：为机器人提供触觉，高性能产品价格昂贵力矩传感器：为机器人提供触觉，高性能产品价格昂贵 力矩传感器为机器人提供触觉，力矩传感器为机器人提供触觉，2022 年全球市场空间为年全球市场空间为 84 亿美元。亿美元。皮肤使得动物具有触觉，力矩传感器使得机器人具有触觉。力矩传感器是一种电子装置，用于监测、检测、记录施加在其上的线性力和旋转力，常用于打磨、抛光碰撞检测等领域。根据 Market Insight，2022 年全球力矩传感器市场空间为 84 亿美元，约 600

20、 亿元。按照测量维度上分，力矩传感器可分为一维至六维传感器，其中六维传感器可测量 X、Y、Z 三轴力和力矩。图表图表19：六维传感器可测量六维传感器可测量 X、Y、Z 三轴力和力矩三轴力和力矩 资料来源：国际自动化网，华泰研究 高性能进口力传感器价格昂贵高性能进口力传感器价格昂贵，技术难度大，技术难度大。2022 年，在接受高工机器人采访时，坤维科技创始人熊琳表示：“一台高性能的进口力传感器的价格顶得上国内一台协作机器人的价格，导致国内机器人行业用不起，加之标校能力和生产方式等多方面的约束，国内多数六维力传感器厂商无法满足产能需求，阻碍了第三代工业机器人的发展。”其技术难点主要在于，六维力传感

21、器除了要解决对所测力分量敏感的单调性和一致性问题外，还要解决因结构加工和工艺误差引起的维间（轴间）干扰问题、动静态标定问题以及矢量运算中的解耦算法和电路实现。高性能六维传感器价格从几千到上万不等，价值量较高。国内参与者主要是昊志机电、宇立仪器（安川电机、KUKA、ABB 的力传感器合作商）、坤维科技（供货给节卡、遨博、睿尔曼、越疆、思灵、大族等国内协作机器人厂商）。图表图表20：国内力矩传感器主要参与者国内力矩传感器主要参与者 公司公司 简介简介 昊志机电 2022 年年报中披露有六维力矩传感器相关产品。宇立仪器 安川电机、KUKA、ABB 的力传感器合作商。坤维科技 供货给节卡、遨博、睿尔曼

22、、越疆、思灵、大族等国内协作机器人厂商。资料来源：GGII、公司公告，华泰研究 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。9 工业工业 编码器：运动反馈核心部件，国内产品核心指标达到国际水平编码器：运动反馈核心部件，国内产品核心指标达到国际水平 编码器为运动参数反馈核心部件。编码器为运动参数反馈核心部件。伺服系统由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。编码器按照其原理可分为光电编码器与磁电编码器，其中光电编码器使用较多。根据我们前期发布的报告运动控制，机器人供应链关键环节（2022 年

23、8 月 15 日），编码器占电机成本的 30%左右，结合伺服电机的市场规模，我们预计 2022 年全球编码器市场空间为 115 亿元，中国市场空间为 54 亿元。图表图表21：编码器为伺服系统核心部件编码器为伺服系统核心部件 图表图表22：2022 年全球年全球编码器市场空间为编码器市场空间为 115 亿元，中国为亿元，中国为 54 亿元亿元 资料来源：禾川科技招股说明书，华泰研究 资料来源：中商情报网、观研报告网，华泰研究预测 高端编码器以欧美日企业为主，国内头部企业部分核心指标已达到国际水平。高端编码器以欧美日企业为主，国内头部企业部分核心指标已达到国际水平。编码器分辨率决定了伺服电机旋转

24、的角位移分辨率，技术难点就在于码盘的加工生产。码盘的刻度线越多，控制精度就越高，码盘体积越大。高端的编码器以海德汉、西克、欧姆龙等欧美日企业为主，根据我们前期发布的 运动控制，机器人供应链关键环节（2022 年 8 月 15 日），目前国内头部企业如汇川技术、禹衡光学分辨率等核心技术指标已达到国际水平，但稳定性和耐用性方面仍和国际领先水平仍有一定差距。图表图表23：国内头部企业部分核心技术指标已达到国际水平国内头部企业部分核心技术指标已达到国际水平 海德汉 EQN1337 禹衡光学 ZKD-73 分辨率 25 位 23 位 最大转速 12000rpm 6000rpm 工作温度-40-115-2

25、0-80 资料来源：各公司官网，华泰研究 02040608002020212022E全球编码器市场规模中国编码器市场规模（亿元）免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。10 工业工业 图表图表24：高端编码器以欧美日企业为主高端编码器以欧美日企业为主 资料来源：华泰研究 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。11 工业工业 滚柱丝杠：性能强于滚珠丝杠，日欧占据滚柱丝杠：性能强于滚珠丝杠，日欧占据 70%市场市场 行星滚柱丝杠是将旋转运动转换为线性运动的机械装置行星滚柱丝杠是将旋转运动转换为线性运动的机械装置，

26、与滚珠丝杠的区别在于其载荷传，与滚珠丝杠的区别在于其载荷传递元件为螺纹滚柱递元件为螺纹滚柱。常见的行星滚柱丝杠在主螺纹丝杠的周围，行星布置了 6-12 个螺纹滚柱丝杠，这样将电机的旋转运动转换为丝杠的直线运动。它能够在极其艰苦的环境下承受重载上千个小时，这样就使得行星滚柱丝杠成为要求连续工作应用场合的理想选择。反式滚柱中，滚柱不沿丝杠进行轴向运动，其行程运动是在螺母的内螺纹。滚柱丝杠和滚珠丝杠的主要区别在于载荷传递元件，一个为螺纹滚柱，一个为滚珠。图表图表25：行星滚柱丝杠载荷传递元件为螺纹滚柱行星滚柱丝杠载荷传递元件为螺纹滚柱 图表图表26：滚珠丝杠载荷传递元件为滚珠滚珠丝杠载荷传递元件为滚

27、珠 资料来源：新剑机器人官网，华泰研究 资料来源：仕瑞达官网，华泰研究 滚柱丝杠性能强于滚珠丝杠，反式滚柱滚柱丝杠性能强于滚珠丝杠，反式滚柱尺寸尺寸更小。更小。行星滚柱丝杆能承受的静载为滚珠丝杠的 3 倍，寿命为滚珠丝杆的 15 倍；螺纹滚柱替代滚珠将使负载通过众多接触点迅速释放，从而有更高的抗冲击能力；行星滚柱丝杠能够提供更高的旋转速度和更高的加速度；行星滚柱丝杠的导程可以比滚珠丝杠制造的更小，而滚珠丝杠的导程受到滚珠的直径限制；众多接触点将大幅度提高刚度和抗冲击能力。反式滚柱较传统的行星滚柱丝杠尺寸更小，未来滚柱丝杠有望凭借其优异性能持续替代滚珠丝杠。图表图表27：滚柱丝杠性能远强于滚珠丝

28、杠滚柱丝杠性能远强于滚珠丝杠 滚柱丝杠滚柱丝杠 滚珠丝杠滚珠丝杠 寿命 滚珠丝杠的 15 倍-承载能力 高 低 导程 小 大 刚度 高 低 资料来源：力姆泰克，华泰研究 2022 年全球年全球/中国滚珠丝杠市场约为中国滚珠丝杠市场约为 130/28 亿元，日本和亿元，日本和欧洲占欧洲占据据 70%市场份额。市场份额。根据华经产业研究院预测，2022 年全球滚珠丝杠市场空间约为 130 亿元，中国滚珠丝杠市场空间约为 28 亿元。为了实现高速或精密的加工，除在机床设备的结构刚性进行加强设计外，必须同时具备高速主轴系统和高速进给系统，才能达到材料切削过程的高速化，这对于企业的制造能力和设计能力都有

29、较高的要求。从市场竞争格局看，2021 年全球主要的滚珠丝杆厂商有 NSK、THK、SKF 等，CR5 市占率达到约 46%，其中主要来自欧洲和日本，日本和欧洲滚珠丝杆企业占据了全球约 70%的市场份额。国内做滚柱和滚珠丝杠的企业较少，主要参与者有鼎智科技、秦川机床、新剑传动、恒力液压。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。12 工业工业 图表图表28：2022 年全球年全球/中国滚珠丝杠市场约为中国滚珠丝杠市场约为 130/28 亿元亿元 图表图表29：2021 年年全球滚珠丝杠全球滚珠丝杠 CR5 约约 46%资料来源：华经产业研究院，华泰研究 资料来源：华经产业研究

30、院，华泰研究 02040608000212022E全球滚珠丝杠市场规模中国滚珠丝杠市场规模（亿元）CR546.0%其他54.0%免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。13 工业工业 无框电机：体积小效率高，无框电机：体积小效率高，国内无框电机已达到国际水平国内无框电机已达到国际水平 无框电机因其效率高、体积小、单位体积扭矩高适合用在旋转关节中，单个价值量在无框电机因其效率高、体积小、单位体积扭矩高适合用在旋转关节中，单个价值量在千千元元左右。左右。无框电机多采用大尺寸中空直径和低重量高功率密度的设计，只有转

31、子和定子两个部件，企业可以由此设计出自重轻，中空走线的关节。转子通常是内部部件，由带永磁体的旋转钢圆环组件构成，直接安装在机器轴上。定子是外部部件，齿轮外部环绕钢片和铜绕组，以产生紧密攀附在机器壳体内的电磁力。根据前瞻产业研究院测算，无框电机在 1.5万元的单个协作机器人关节中成本占比约为 7%，价值量约为千元。图表图表30：无框电机多采用大尺寸中空设计无框电机多采用大尺寸中空设计 图表图表31：单个单个 1.5 万元协作万元协作机器人关节中无框电机价值量约为机器人关节中无框电机价值量约为千千元元 资料来源：科尔摩根官网，华泰研究 资料来源：前瞻产业研究院，华泰研究 国内企业无框电机已达到国际

32、水平。国内企业无框电机已达到国际水平。无框力矩电机相较于标准伺服电机技术难度更高，因为无框力矩电机属于低压电机，但其要求输出的功率较大，同时又要求体积较小，便于安装和节约空间。无框力矩电机主要应用在协作机器人领域，对整体安装、固定的工艺及设计具有较高的要求。国外参与企业主要是科尔摩根、Moog、Maxon Motor 等，国内生产企业主要是步科股份和昊志机电。目前步科股份的第三代无框力矩电机产品已可以对标国际领先产品并具备一定优势。图表图表32：步科股份第三代无框电机可对标国际领先产品步科股份第三代无框电机可对标国际领先产品 公司公司 步科股份步科股份 科尔摩根科尔摩根 型号 FMC085 T

33、BM2G-08513 额定扭矩（Nm）1.8 1.65 额定转速（rpm）3000 5300 定子外径（mm）85 85 定子内径（mm）58 42.5 资料来源：各公司官网，华泰研究 图表图表33：无框电机市场主要参与者无框电机市场主要参与者 公司公司 简介简介 科尔摩根 1949 年公司前身 Inland 电机公司设计出首个无框力矩电机。Moog 1951 年公司前身穆格阀门成立。Maxon 与 1961 年成立，Maxon 公式是全球领先的高精度驱动系统供应商。步科股份 2022 年，步科股份基于更多用户痛点推出了第三代无框力矩电机 FMC 系列 昊志机电 公司有无框力矩电机和谐波减速器

34、产品。资料来源：各公司官网，华泰研究 控制器57.0%减速器19.0%驱动器8.0%电机7.0%传感器7.0%刹车2.0%免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。14 工业工业 谐波减速器：高传动比谐波减速器：高传动比/轻重量轻重量/小体积，国产替代趋势明显小体积，国产替代趋势明显 谐波减速器可以通过降低转速而提高扭矩，谐波减速器可以通过降低转速而提高扭矩，因高传动比因高传动比/轻重量轻重量/小体积更适合用在机器人关小体积更适合用在机器人关节中节中。谐波减速器构造主要包括刚轮（带有内齿圈的刚性齿轮）、柔轮（带有外齿圈的柔性齿轮）、以及波发生器，通常采用波发生器主动-刚轮固定

35、-柔轮输出形式，当波发生器装入柔轮内圆时，迫使柔轮产生弹性变形而呈椭圆状，此时长轴处柔轮齿轮插入刚轮的轮齿槽内，为完全啮合状态；而短轴处则为脱开状态，当波发生器连续转动时，迫使柔轮不断产生变形并产生了错齿运动，从而实现波发生器与柔轮的运动传递。谐波减速器可以通过降低转速而提高扭矩，以传递较大的负荷，克服伺服电机功率有限导致输出的扭矩较小的缺陷。相较于行星减速器和 RV 减速器，其传动比高、重量轻、体积小，更适合用在关节中。图表图表34：谐波谐波减速器原理图减速器原理图 资料来源：哈默那科官网，华泰研究 图表图表35：谐波减速器谐波减速器因高传动比因高传动比/轻重量轻重量/小体积更适合用在关节中

36、小体积更适合用在关节中 单级行星减速器单级行星减速器 双级行星减速器双级行星减速器 RV 减速器减速器 谐波减速器谐波减速器 公司 中大力德 中大力德 纳博特斯克 哈默那科 传动比 3-10 15-100 41-203.52 30-160 重量（kg）1.3-48 1.5-60 3.8-102 0.32-16.2 额定输出扭矩（Nm）40-2000 40-2000 162-9733 7-1236 传动效率 97%94%80%70-80%优点 刚性、耐磨性强 刚性、耐磨性强 高负载、高刚度 体积小、重量轻、传动比高 缺点 减速比低、精度差、重量大 减速比低、精度差、重量大 体积大、重量大 易损坏

37、 价格-5-8k 1-5k 资料来源：各公司官网、运动控制，机器人供应链关键环节（2022 年 8 月 15 日），华泰研究 2022 年中国谐波减速器市场规模为年中国谐波减速器市场规模为 27 亿元，国产替代趋势明显。亿元，国产替代趋势明显。参照我们发布的报告 运动控制，机器人供应链关键环节（2022 年 8 月 15 日）中的测算方式，按照单台工业机器人使用 3 台谐波减速器，每台谐波减速器为 3000 元，结合 GGII 披露的 2022 年中国工业机器人销量 30.3 万台，我们测算出 2022 年中国谐波减速器市场规模为 27.3 亿元。2021年绿的谐波市场占有率为 26%，较 2

38、018 年的 20%显著提升，国产替代趋势明显。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。15 工业工业 图表图表36：2022 年中国谐波减速器市场规模为年中国谐波减速器市场规模为 27 亿元亿元 图表图表37：2021 年绿的谐波市场占有率为年绿的谐波市场占有率为 26%资料来源：运动控制，机器人供应链关键环节（2022 年 8 月 15 日）、GGII，华泰研究预测 资料来源：运动控制，机器人供应链关键环节（2022 年 8 月 15 日），华泰研究 国产国产谐波谐波减速器减速器核心参数已达到国际水平，核心参数已达到国际水平，精度、寿命与外资仍有一定差距。精度、寿命与外

39、资仍有一定差距。在效率、减速比、传动精度、扭矩刚度等关键指标参数上，国产谐波减速器已经基本达到了国际领先的水平，但是在使用寿命、故障率等方面仍有差距。一部分国产减速器长时间使用后仍有出现磨损、漏油、精度下降的情况，在产品稳定性和使用寿命上仍需提升。减速器对技术积累要求非常高，细小的工艺差距会影响减速器的精度、损耗速度和寿命。打破海外技术壁垒的关键为设备和制造工艺：1）除了绿的谐波等企业通过工艺、材料的改进解决设备卡脖子问题外，加速提高国产精密设备制造水平仍为关键。2）减速器属于薄壁零件，如果热处理技术不过关，会导致零件变形较大。图表图表38：国产谐波减速器核心参数已达到国际水平国产谐波减速器核

40、心参数已达到国际水平，精度、寿命与外资仍有一定差距精度、寿命与外资仍有一定差距 性能指标性能指标 绿的谐波（绿的谐波（LHS-32）来福（来福（LHT-32）钧兴（钧兴（KSHG-32）HD(HPG-32)齿隙精度 1 arcmin 1 arcmin 1 arcmin 1 arcmin 传动精度 1 arcmin 1 arcmin 1 arcmin 1 arcmin 效率 80%80%80%85%温升 40 40 40 40 噪声 75dB（A）75dB（A）75dB（A）75dB（A）允许最高输入转速（rads/min）4500 4000 4800 5000 额定扭矩 51-130 99-1

41、78 95-170 54-137 最大冲击转矩 190-652 497-892 450-868 200-686 减速比 30-160 50-160 50-160 30-160 回差 10 10 5X10 5X10 重量 2.5 3.15 3.15 3.2 资料来源：运动控制，机器人供应链关键环节（2022 年 8 月 15 日），华泰研究 0554045200222023E2024E2025E（亿元）哈默那科38.0%绿的谐波26.0%来福8.0%新宝7.0%同川6.0%大族4.0%其他11.0%免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起

42、阅读。16 工业工业 空心杯电机：灵巧手核心部件，大批量生产为难点空心杯电机：灵巧手核心部件，大批量生产为难点 空心杯电机因其小体积，适合用于轻负载的灵巧手部位。空心杯电机因其小体积，适合用于轻负载的灵巧手部位。空心杯电动机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。这种新颖的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、体积和转动惯量大幅降低，从而减少了转子自身的机械能损耗。由于转子的结构变化而使电机的运转特性得到了较大改善，不但具有突出的节能特点，更为重要的是具备了铁芯电机所无法达到的控制和拖动特性。图表图表39：有刷空心杯电机结构图有刷空

43、心杯电机结构图 图表图表40：无刷无刷空心杯电机结构图空心杯电机结构图 资料来源：鸣志电器官网，华泰研究 资料来源：鸣志电器官网，华泰研究 图表图表41：空心杯电机的优势空心杯电机的优势 特点特点 优势优势 无齿槽效应 低俗平稳运行；低震动、低噪音；转子可控制在任意位置。结构紧凑 磁路设计更优；功率密度更高；温升低、效率高 低电感 高动态响应；高加速度 资料来源：鸣志电器官网，华泰研究 空心杯电机应用领域广泛，大批量生产为难点。空心杯电机应用领域广泛，大批量生产为难点。空心杯电机用途广泛，包括工业控制、军工、机器人、高端机床等。根据江苏雷利 2023 年 3 月 1 日披露的投资者调研纪要，德

44、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。空心杯电机核心技术难点在于大批量生产和精密齿轮箱减速器。国内众多厂商采用手工绕线的方式生产，在生产效率、产品寿命、精度方面存在劣势。目前国内生产空心杯电机的厂家主要有鸣志电器和江苏雷利。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。17 工业工业 报告提报告提及公司及公司 图表图表42：报告提及公司报告提及公司 股票代码股票代码 简称简称 股票代码股票代码 简称简称 股票代码股票代码 简称简称 002050 CH 三花智控 002008 CH 大族激光 MO

45、G US Moog 601689 CH 拓普集团 000837 CH 秦川机床 6471 JP NSK 603662 CH 柯力传感 002553 CH 南方精工 未上市 来福 300503 CH 昊志机电 601100 CH 恒立液压 未上市 钧兴 未上市 宇力仪器 871312 CH 新剑传动 6324 JP 哈默纳科 300124 CH 汇川技术 002896 CH 中大力德 6268 JP 纳博特斯克 688320 CH 禾川科技 002527 CH 新时达 未上市 新宝 002338 CH 奥普光电 000795 CH 英洛华 未上市 同川科技 300503 CH 昊志机电 0021

46、64 CH 宁波东力 未上市 大族精密 688017 CH 绿的谐波 300660 CH 江苏雷利 300124 CH 汇川技术 002896 CH 中大力德 603728 CH 鸣志电器 688320 CH 禾川科技 301368 CH 丰立智能 688160 CH 步科股份 未上市 海德汉 300403 CH 汉宇集团 300503 CH 昊志机电 未上市 西克 000009 CH 中国宝安 603667 CH 五洲新春 6645 JP 欧姆龙 002708 CH 光洋股份 300421 CH 力星股份 未上市 宇立仪器 300503 CH 昊志机电 未上市 Faulhaber 未上市 坤

47、维科技 603667 CH 五洲新春 未上市 Maxon 未上市 TSK 002472 CH 双环传动 未上市 科尔摩根 SKF US SKF 873593 CH 鼎智科技 301255 CH 通力科技 资料来源：Wind，华泰研究 风险提示风险提示 特斯拉机器人方案变更：特斯拉机器人方案变更：目前特斯拉机器人最终零部件方案仍在迭代中，未来存在变化可能性，从而导致潜在供应链公司发生变化。成本测算具有一定局限性：成本测算具有一定局限性：我们通过公开数据测算出的特斯拉机器人 BOM 表成本并不一定能代表其真实成本。特斯拉机器人产业化不及预期：特斯拉机器人产业化不及预期：目前我们测算出特斯拉机器人成

48、本较为昂贵，若未来其产业化降本速度不及预期，可能会影响供应链构成速度。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。18 工业工业 免责免责声明声明 分析师声明分析师声明 本人，倪正洋、黄菁伦、史俊奇，兹证明本报告所表达的观点准确地反映了分析师对标的证券或发行人的个人意见；彼以往、现在或未来并无就其研究报告所提供的具体建议或所表迖的意见直接或间接收取任何报酬。一般声明及披露一般声明及披露 本报告由华泰证券股份有限公司（已具备中国证监会批准的证券投资咨询业务资格，以下简称“本公司”）制作。本报告所载资料是仅供接收人的严格保密资料。本报告仅供本公司及其客户和其关联机构使用。本公司不因

49、接收人收到本报告而视其为客户。本报告基于本公司认为可靠的、已公开的信息编制，但本公司及其关联机构(以下统称为“华泰”)对该等信息的准确性及完整性不作任何保证。本报告所载的意见、评估及预测仅反映报告发布当日的观点和判断。在不同时期，华泰可能会发出与本报告所载意见、评估及预测不一致的研究报告。同时，本报告所指的证券或投资标的的价格、价值及投资收入可能会波动。以往表现并不能指引未来，未来回报并不能得到保证，并存在损失本金的可能。华泰不保证本报告所含信息保持在最新状态。华泰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。本公司不是 FINRA 的注册会员，其研究分析

50、师亦没有注册为 FINRA 的研究分析师/不具有 FINRA 分析师的注册资格。华泰力求报告内容客观、公正，但本报告所载的观点、结论和建议仅供参考，不构成购买或出售所述证券的要约或招揽。该等观点、建议并未考虑到个别投资者的具体投资目的、财务状况以及特定需求，在任何时候均不构成对客户私人投资建议。投资者应当充分考虑自身特定状况，并完整理解和使用本报告内容，不应视本报告为做出投资决策的唯一因素。对依据或者使用本报告所造成的一切后果，华泰及作者均不承担任何法律责任。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。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

51、业绩表现不应作为日后回报的预示。华泰不承诺也不保证任何预示的回报会得以实现，分析中所做的预测可能是基于相应的假设，任何假设的变化可能会显著影响所预测的回报。华泰及作者在自身所知情的范围内，与本报告所指的证券或投资标的不存在法律禁止的利害关系。在法律许可的情况下，华泰可能会持有报告中提到的公司所发行的证券头寸并进行交易，为该公司提供投资银行、财务顾问或者金融产品等相关服务或向该公司招揽业务。华泰的销售人员、交易人员或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报告意见及建议不一致的市场评论和/或交易观点。华泰没有将此意见及建议向报告所有接收者进行更新的义务。华泰的

52、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。投资者应当考虑到华泰及/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。有关该方面的具体披露请参照本报告尾部。本报告并非意图发送、发布给在当地法律或监管规则下不允许向其发送、发布的机构或人员，也并非意图发送、发布给因可得到、使用本报告的行为而使华泰违反或受制于当地法律或监管规则的机构或人员。本报告版权仅为本公司所有。未经本公司书面许可，任何机构或个人不得以翻版、复制、发表、引用或再次分发他人(无论整份或部分)等任何形式侵犯本公司版权。如征得本

53、公司同意进行引用、刊发的，需在允许的范围内使用，并需在使用前获取独立的法律意见，以确定该引用、刊发符合当地适用法规的要求，同时注明出处为“华泰证券研究所”，且不得对本报告进行任何有悖原意的引用、删节和修改。本公司保留追究相关责任的权利。所有本报告中使用的商标、服务标记及标记均为本公司的商标、服务标记及标记。中国香港中国香港 本报告由华泰证券股份有限公司制作,在香港由华泰金融控股（香港）有限公司向符合证券及期货条例及其附属法律规定的机构投资者和专业投资者的客户进行分发。华泰金融控股（香港）有限公司受香港证券及期货事务监察委员会监管，是华泰国际金融控股有限公司的全资子公司，后者为华泰证券股份有限公

54、司的全资子公司。在香港获得本报告的人员若有任何有关本报告的问题,请与华泰金融控股（香港）有限公司联系。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。19 工业工业 香港香港-重要监管披露重要监管披露 华泰金融控股（香港）有限公司的雇员或其关联人士没有担任本报告中提及的公司或发行人的高级人员。有关重要的披露信息，请参华泰金融控股（香港）有限公司的网页 https:/.hk/stock_disclosure 其他信息请参见下方“美“美国国-重要监管披露”重要监管披露”。美国美国 在美国本报告由华泰证券（美国）有限公司向符合美国监管规定的机构投资者进行发表与分发。华泰证券（美国）有限公

55、司是美国注册经纪商和美国金融业监管局（FINRA）的注册会员。对于其在美国分发的研究报告，华泰证券（美国）有限公司根据1934 年证券交易法（修订版）第 15a-6 条规定以及美国证券交易委员会人员解释，对本研究报告内容负责。华泰证券（美国）有限公司联营公司的分析师不具有美国金融监管（FINRA）分析师的注册资格，可能不属于华泰证券（美国）有限公司的关联人员，因此可能不受 FINRA 关于分析师与标的公司沟通、公开露面和所持交易证券的限制。华泰证券（美国）有限公司是华泰国际金融控股有限公司的全资子公司，后者为华泰证券股份有限公司的全资子公司。任何直接从华泰证券（美国）有限公司收到此报告并希望就

56、本报告所述任何证券进行交易的人士，应通过华泰证券（美国）有限公司进行交易。美国美国-重要监管披露重要监管披露 分析师倪正洋、黄菁伦、史俊奇本人及相关人士并不担任本报告所提及的标的证券或发行人的高级人员、董事或顾问。分析师及相关人士与本报告所提及的标的证券或发行人并无任何相关财务利益。本披露中所提及的“相关人士”包括 FINRA 定义下分析师的家庭成员。分析师根据华泰证券的整体收入和盈利能力获得薪酬，包括源自公司投资银行业务的收入。华泰证券股份有限公司、其子公司和/或其联营公司,及/或不时会以自身或代理形式向客户出售及购买华泰证券研究所覆盖公司的证券/衍生工具，包括股票及债券（包括衍生品）华泰证

57、券研究所覆盖公司的证券/衍生工具，包括股票及债券（包括衍生品）。华泰证券股份有限公司、其子公司和/或其联营公司,及/或其高级管理层、董事和雇员可能会持有本报告中所提到的任何证券（或任何相关投资）头寸，并可能不时进行增持或减持该证券（或投资）。因此，投资者应该意识到可能存在利益冲突。评级说明评级说明 投资评级基于分析师对报告发布日后 6 至 12 个月内行业或公司回报潜力（含此期间的股息回报）相对基准表现的预期（A 股市场基准为沪深 300 指数，香港市场基准为恒生指数，美国市场基准为标普 500 指数），具体如下：行业评级行业评级 增持：增持：预计行业股票指数超越基准 中性：中性：预计行业股票

58、指数基本与基准持平 减持：减持：预计行业股票指数明显弱于基准 公司评级公司评级 买入：买入：预计股价超越基准 15%以上 增持：增持：预计股价超越基准 5%15%持有：持有：预计股价相对基准波动在-15%5%之间 卖出：卖出：预计股价弱于基准 15%以上 暂停评级：暂停评级：已暂停评级、目标价及预测，以遵守适用法规及/或公司政策 无评级：无评级：股票不在常规研究覆盖范围内。投资者不应期待华泰提供该等证券及/或公司相关的持续或补充信息 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。20 工业工业 法律实体法律实体披露披露 中国中国：华泰证券股份有限公司具有中国证监会核准的“证券投资

59、咨询”业务资格，经营许可证编号为：941011J 香港香港：华泰金融控股（香港）有限公司具有香港证监会核准的“就证券提供意见”业务资格，经营许可证编号为：AOK809 美国美国：华泰证券（美国）有限公司为美国金融业监管局（FINRA）成员，具有在美国开展经纪交易商业务的资格，经营业务许可编号为：CRD#:298809/SEC#:8-70231 华泰证券股份有限公司华泰证券股份有限公司 南京南京 北京北京 南京市建邺区江东中路228号华泰证券广场1号楼/邮政编码：210019 北京市西城区太平桥大街丰盛胡同28号太平洋保险大厦A座18层/邮政编码：100032 电话：86

60、25 83389999/传真：86 25 83387521 电话：86 10 63211166/传真：86 10 63211275 电子邮件：ht- 电子邮件：ht- 深圳深圳 上海上海 深圳市福田区益田路5999号基金大厦10楼/邮政编码：518017 上海市浦东新区东方路18号保利广场E栋23楼/邮政编码：200120 电话：86 755 82493932/传真：86 755 82492062 电话：86 21 28972098/传真：86 21 28972068 电子邮件：ht- 电子邮件：ht- 华泰金融控股（香港）有限公司华泰金融控股（香港）有限公司 香港中环皇后大道中 99 号中环中心 58 楼 5808-12 室 电话：+852-3658-6000/传真：+852-2169-0770 电子邮件： http:/.hk 华泰证券华泰证券（美国美国）有限公司有限公司 美国纽约公园大道 280 号 21 楼东（纽约 10017）电话：+212-763-8160/传真：+917-725-9702 电子邮件:Huataihtsc- http:/www.htsc- 版权所有2023年华泰证券股份有限公司