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證券研究報告電力設備2023年12月15日人形機器人2024年度投資策略:群雄逐鹿新高地,企足而待商業(yè)化評級:推薦(維持)相關報告最近一年走勢《電力設備行業(yè)專題研究:儲能行業(yè)跟蹤報告4:全球電化學儲能要點跟蹤季報(2023年第3季度)(推薦)*電力設備*李航,邱迪》——2023-10-27電力設備滬深30011%2%《電力新基建系列專題之電力主設備(一):亞非拉是國內(nèi)變壓器出口基本盤,歐美是快速新增市場*電力設備*李航》——2023-09-16《工商業(yè)儲能深度行業(yè)報告:海內(nèi)外多重利好,發(fā)展有望提速*電力設備*邱迪,李航》——2023-09-15-7%-16%-24%-33%22/12/13

23/02/1323/04/13

23/06/13

23/08/13

23/10/13滬深300表現(xiàn)表現(xiàn)1M3M12M電力設備滬深300-11.3%-6.4%-14.8%-10.2%-31.8%-15.2%2重點關注公司及盈利預測2023/12/14EPSPE重點公司代碼股票名稱投資評級股價20222023E2024E20222023E2024E002050.SZ002472.SZ300580.SZ300660.SZ601689.SH603662.SH603728.SH688017.SH688160.SH688577.SH688071.SH三花智控雙環(huán)傳動貝斯特29.2326.2733.2130.7375.6537.5971.70149.8862.2284.1055.000.720.681.140.991.540.920.590.921.081.100.500.850.950.831.092.081.110.530.691.130.660.821.051.241.051.402.851.390.841.021.391.081.7429.6137.1816.2723.7037.9717.8756.63105.0626.7739.14113.2034.5127.6139.9028.2236.3933.83134.60217.0955.27127.1067.2827.7721.2031.5221.8726.5627.0384.91147.1744.8677.7331.55買入買入買入江蘇雷利拓普集團柯力傳感鳴志電器綠的諧波步科股份浙海德曼華依科技未評級買入未評級未評級增持未評級未評級未評級資料:Wind資訊,國海證券研究所注:未評級公司的盈利預測為wind一致預期3核心提要u

政策支持力度提升,供給側(cè)率先繁榮、需求側(cè)或迎商業(yè)化元年ü

當前,全球正孕育新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革機遇,主要國家及地區(qū)均把人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展上升到國家戰(zhàn)略。2023年工信部發(fā)布《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導意見》,將人形機器人定義為有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車后的顛覆性產(chǎn)品,我們認為,后續(xù)更多支持項目有望繼續(xù)跟進,以各類形式鼓勵產(chǎn)業(yè)體系建設和發(fā)展。ü

人形機器人供給側(cè)率先繁榮,一方面海外標桿企業(yè)推進產(chǎn)品迭代、商業(yè)化落地,2024年人形機器人或?qū)⒃诠S批量應用;另一方面中國企業(yè)積極入局人形機器人產(chǎn)業(yè),2023年發(fā)布產(chǎn)品陡增,我們積極預期未來潛在的重磅“玩家”的參與,或?qū)硇乱惠啴a(chǎn)業(yè)發(fā)展熱潮。產(chǎn)業(yè)積極探索商業(yè)化路徑,我們認為智能制造或?qū)⒊蔀槿诵螜C器人大規(guī)模應用的領域,長期視角下家庭服務是最具潛力的應用場景之一,2024年人形機器人或?qū)⒂瓉硪?guī)模商業(yè)化元年。u

產(chǎn)業(yè)鏈群雄逐鹿,把握本體量產(chǎn)節(jié)奏、關鍵部件的迭代與導入等核心催化ü

一方面,頭部企業(yè)的供應鏈正在逐步從朦朧走向清晰,這是推進量產(chǎn)的必然;另一方面,產(chǎn)業(yè)快速成長階段,我們認為群雄逐鹿格局已現(xiàn)、尚未到收斂之時。在核心的軟硬件上,產(chǎn)業(yè)正向強化趨勢顯著:1)軟件端,AI決定人形機器人產(chǎn)品力的“天花板”,大模型領域產(chǎn)品競相涌現(xiàn)、持續(xù)迭代;2)硬件端,處于供應鏈核心位置的主要廠商加快產(chǎn)品迭代、推進產(chǎn)能建設。同時產(chǎn)業(yè)鏈合作深化、多方的新品高頻發(fā)布,我們認為應核心關注產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)企業(yè)切入下游標桿性本體廠商的程度和粘性。ü

圍繞關鍵部件,包括絲杠、減速器、電機、傳感器等的應用均指向降本提質(zhì),主要環(huán)節(jié)的產(chǎn)業(yè)變化在未來將更為劇烈:1.

絲杠:從設備端至生產(chǎn)端的工藝革新已在醞釀。制造端國內(nèi)軸承、汽零廠商紛紛入局,圍繞工藝與設備開展攻關,積極推進絲杠高效降本,我們積極預期隨著需求釋放,機器人絲杠的規(guī)模降本將加速到來。2.

減速器:多元方案適配場景,各方積極切入機器人賽道。我們認為應重點關注頭部本體廠商的方案變化對應的投資機遇。3.

電機:機器人技術方案確定性高,包括靈巧手用空心杯電機和關節(jié)用無框力矩電機,關節(jié)處下游廠商傾向自研。4.

傳感器:根據(jù)應用場景做選配,六維力具備高壁壘,形成規(guī)模效應后降本曲線或較為陡峭。4核心提要u

投資建議及風險提示ü

行業(yè)評級:電動化與智能化浪潮下,國內(nèi)外人形機器人產(chǎn)品問世并不斷迭代,有望開辟比汽車更廣闊的市場空間,人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈將迎來“從0至1”的重要投資機遇,維持人形機器人行業(yè)“推薦”評級。ü

重點關注:擁有核心部件積淀、具備進口替代能力的企業(yè),建議關注三花智控(執(zhí)行器總成;汽車組覆蓋)、拓普集團(執(zhí)行器總成;汽車組覆蓋)、貝斯特(絲杠;電新組覆蓋)、浙海德曼(設備;機械組覆蓋)、綠的諧波(減速器;機械組覆蓋)、雙環(huán)傳動(減速器;汽車組覆蓋)、鳴志電器(空心杯電機;電新組覆蓋)、江蘇雷利(空心杯電機&絲杠;電新組覆蓋)、步科股份(無框力矩電機;機械組覆蓋)、柯力傳感(傳感器;機械組覆蓋)、華依科技(傳感器;電新&機械組覆蓋)等。ü

風險提示:人形機器人產(chǎn)業(yè)化不及預期,人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈構建不及預期,應用場景拓展不及預期,供應鏈國產(chǎn)化進程不及預期,重點關注公司業(yè)績不及預期,相關測算存在一定偏差。5核心提要一、政策端發(fā)力,奠定產(chǎn)業(yè)發(fā)展基調(diào)二、供給端百花齊放,需求端探索落地或迎商業(yè)化元年三、頭部企業(yè)供應鏈從朦朧到清晰,產(chǎn)業(yè)鏈群雄逐鹿格局未到收斂之時四、投資建議及風險提示61政策端發(fā)力,奠定產(chǎn)業(yè)發(fā)展基調(diào)p

人形機器人頂層設計出臺,相關支持政策跟進值得期待。2023年圍繞機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展,國家及地方層面多項重磅政策出臺。繼北京、上海發(fā)布促進機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方案后,工信部發(fā)布《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導意見》,將人形機器人定義為有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車后的顛覆性產(chǎn)品,并給出中長期發(fā)展目標。我們認為,后續(xù)更多支持項目有望繼續(xù)跟進,以各類形式鼓勵產(chǎn)業(yè)體系建設和發(fā)展。表:圍繞機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展,國家及地方政策陸續(xù)出臺,頂層設計逐漸清晰文件部門發(fā)布日期發(fā)展目標主要內(nèi)容到2025年,人形機器人創(chuàng)新體系初步建立,整機產(chǎn)品達到國際先進水平,并實現(xiàn)批量生產(chǎn);到2027年,人形機器人技術創(chuàng)新能力顯著提升,產(chǎn)業(yè)加速實現(xiàn)規(guī)模化發(fā)展突破“大腦”、“小腦”和“肢體”等關鍵技術;培育重點產(chǎn)品;拓展場景應用;營造產(chǎn)業(yè)生態(tài);強化支撐能力和完善保障措施等《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導意見》工信部2023-11-2到2025年,智能算力規(guī)模實現(xiàn)全國第一、全球領先,通用人工智能技術創(chuàng)新體系較為完備,人工智能高水平應用場景進一步拓展,核心產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破3000億元,企業(yè)數(shù)量超2000家,將廣東打造成為國家通用人工智能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新引領地,構建全國智能算力樞紐中心、粵港澳大灣區(qū)數(shù)據(jù)特區(qū)、場景應用全國示范高地,形成“算力互聯(lián)、算法開源、數(shù)據(jù)融合、應用涌現(xiàn)”的良好發(fā)展格局圍繞基礎架構、訓練算法、調(diào)優(yōu)對齊、推理部署等環(huán)節(jié),研發(fā)千億級參數(shù)的人工智能通用大模型,形成自主可控的大模型完整技術體系;支持前沿性、顛覆性技術研究,在群體智能、類腦智能、具身智能、人機混合智能等方向開展研究,加強無監(jiān)督自然語言處理、群體自主無人智能技術、人工智能安全技術等共性關鍵技術研究,形成突破性原創(chuàng)性成果等《加快建設通用人工智能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新引領地的實施意見》廣東省人民政府2023-11-13通用機器人方面,圍繞通用機器人研發(fā)、測試、生產(chǎn)制造、落地應用全過程,培育提升涵蓋工程化實踐全過程的一體化服務能力,聚焦以大模型、具身智能等人工智能技術驅(qū)動的通用機器人關鍵領域攻關,推進關鍵共性技術的標準研制及落地推廣,加快通用機器人特別是人形機器人工程化應用,提升上海在通用機器人領域的影響力到2025年,打造具有全球影響力的機器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新高地。打造10家行業(yè)一流的機器人頭部品牌、100個標桿示范的機器人應用場景、1000億元機器人關聯(lián)產(chǎn)業(yè)規(guī)模;推動制造業(yè)重點產(chǎn)業(yè)工業(yè)機器人密度達500臺/萬人《上海市促進智能機器人產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量

創(chuàng)新發(fā)展行動方案(2023-2025年)》上海市經(jīng)濟信息化委等2023-10-262023-8-16北京市經(jīng)濟和信息化局加快機器人技術體系創(chuàng)新突破;推動機器人產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展;加快“機器人+”場景創(chuàng)新應用;強化機器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新要素保障。以補貼、獎勵、設立產(chǎn)業(yè)基金等形式提供資金支持《北京市促進機器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干措施》——到2025年,本市機器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力大幅提升,培育100種高技術高附加值機器人產(chǎn)品、100種具有全國推廣價值的應用場景,萬人機器人擁有量達到世界領先水平,形成創(chuàng)新要素集聚、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活躍的發(fā)展生態(tài)。全市機器人核心產(chǎn)業(yè)收入達到300億元以上,打造國內(nèi)領先、國際先進的機器人產(chǎn)業(yè)集群人形機器人方面,到2025年,建成人形機器人通用行為控制大模型開發(fā)平臺、共性技術服務平臺,形成較為完善的超算環(huán)境及軟件生態(tài),完成百臺(套)級人形機器人原型機的小批量制造并在3-4個典型場景開展示范應用北京市人民政府辦公廳《北京市機器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動方案(2023-2025年)》2023-6-28資料:工信部、北京市人民政府、上海市人民政府、廣東省人民政府、國海證券研究所72.1供給側(cè)-本體廠商陡增,持續(xù)探索商業(yè)化路徑p

標桿企業(yè)推進產(chǎn)品迭代、商業(yè)化落地,2024年人形機器人或?qū)⒃诠S批量應用。特斯拉Optimus的迭代呈現(xiàn)非線性成長,2023年9月/12月發(fā)布的視頻顯示其在運動控制能力方面大幅進化、在決策執(zhí)行和空間視覺能力等方面持續(xù)提升;此外,2023年10月亞馬遜宣布開始測試用于倉庫作業(yè)的

AgilityDigit雙足機器人,Agility已完成首家工廠建設、準備批量生產(chǎn)其第一批人形機器人Digit。我們認為2024年或?qū)⒊蔀槿诵螜C器人批量在工廠生產(chǎn)端參與簡單任務執(zhí)行的元年,從實驗室走向商業(yè)化、從模擬走向具體場景,考驗產(chǎn)品可用性的同時也將助推產(chǎn)品進一步升級。p

入局企業(yè)陡增,積極預期重磅“玩家”參與帶來的新一輪熱潮。中國企業(yè)積極入局人形機器人產(chǎn)業(yè),2023年發(fā)布產(chǎn)品陡增,包括小鵬、傅利葉、智元機器人等多家廠商發(fā)布人形產(chǎn)品且各具特色。我們積極預期未來潛在的重磅“玩家”的參與,或?qū)硇乱惠啴a(chǎn)業(yè)發(fā)展熱潮。表:標桿企業(yè)持續(xù)推進人形機器人技術升級和商業(yè)化落地、國內(nèi)入局企業(yè)不斷增加機器人名稱研制機構OptimusDigitPX5GR-1UnitreeH1XR4DaQiangAELOSKEPLERK1遠征A1特斯拉Agility小鵬傅利葉宇樹科技達闥純米科技樂聚機器人開普勒智元機器人2023年12月發(fā)布的視頻顯示其采用自研執(zhí)行器和傳感器,各方面性能再度進階2023年10月亞馬遜已開始在工廠中測試Digit。Agility已宣布準備批量生產(chǎn)Digit2023年7月發(fā)

2023年8月發(fā)

2023年8月發(fā)2023年8月發(fā)布,自研核心關節(jié)電機、靈巧手、統(tǒng)一軟件框架和語言人物模型等2023年10月發(fā)布,具備卓越的穩(wěn)定性,行走能力、雙臂協(xié)作能力強2023年1月發(fā)

2023年11月2023年11月發(fā)布,自研行星滾柱絲杠執(zhí)行器、旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器、星云系統(tǒng)布,9月開啟預售。具有自適應平衡算法、自研一體化執(zhí)行器等特點布,是國內(nèi)首臺能跑的通用人形機器人,零售價幾十萬人民幣以內(nèi)布,達闥云端大腦賦能的、面向全場景的全尺寸、全功能產(chǎn)品布,自研算法、能夠靈發(fā)布,是首款基于開源產(chǎn)品特點及進展活進行行走、

鴻蒙系統(tǒng)的與廚電產(chǎn)品進行互動等專業(yè)級人形機器人造型資料

:微信公眾號-傅利葉智能/小鵬/蘇州市機器人產(chǎn)業(yè)協(xié)會/Unitree宇樹科技/達闥/純米科技/樂聚機器人/開普勒人形機器人/智元機器人/高工移動機器人/IT互聯(lián)/機器之心、國海證券研究所82.2需求側(cè)-人形機器人應用前瞻:三大場景的有節(jié)奏導入p

規(guī)模商業(yè)化落地前夕,三大場景應用富有前景。我們認為,人形機器人主要的應用場景包括商用服務、智能制造和家庭服務三大類型,其中已有部分產(chǎn)品在商用服務領域應用,未來智能制造或?qū)⒊蔀槿诵螜C器人大規(guī)模應用的領域,長期視角下家庭服務是最具潛力的應用場景之一。圖:智能機器人產(chǎn)業(yè)鏈全景上游中游本體制造及系統(tǒng)集成工業(yè)機器人下游應用領域核心零部件控制器航天航空汽車制造電子制造家電制造金屬加工食品飲料化工行業(yè)倉儲物流橡膠塑料醫(yī)療服務家庭服務等機器人成本構成-工業(yè)領域關節(jié)控制器處理器等焊接機器人搬運機器人(2022年)伺服系統(tǒng)人形機器人應用研判:1、商用服務最快應用;2、智能制造可實現(xiàn)大規(guī)模應用;3、家庭服務是最具潛力的應用場景之一15%伺服驅(qū)動器諧波減速器伺服電機等裝配機器人……35%10%15%減速器服務機器人公共服務RV減速器物流機器人25%送餐機器人……教育機器人濾波齒輪減速器個人家用擺線針輪減速器精密行星減速器減速器

伺服系統(tǒng)

本體

控制器

其他家務機器人……手機機器人特種服務智能芯片傳感器軍事機器人……末端執(zhí)行器等資料:研究院、國海證券研究所93頭部企業(yè)供應鏈從朦朧到清晰,產(chǎn)業(yè)鏈群雄逐鹿格局未到收斂之時圖:特斯拉Optimus硬件圖譜及具備相應部件制造能力的國內(nèi)企業(yè)基本假設:1、成本為國產(chǎn)化后數(shù)據(jù),總成本約14萬元2、硬件構成基于特斯拉AIDAY展示內(nèi)容得到資料:特斯拉官網(wǎng)、綠的諧波公司公告、高工移動機器人微信公眾號、天津機器人微信公眾號、阿里巴巴、百度愛采購、各公司官網(wǎng)、國海證券研究所10說明:部分細節(jié)數(shù)據(jù)/構成來自國海證券研究所估算/推測3.1大模型賦能人形機器人,“具身智能”進化的關鍵一環(huán)p

AI決定人形機器人產(chǎn)品力的天花板,大模型領域產(chǎn)品競相涌現(xiàn)、持續(xù)迭代。傳統(tǒng)的深度學習模型中,機器智能往往局限于特定場景,而在大模型賦能下,機器人可以與真實世界進行多模態(tài)交互,從而實現(xiàn)“具身智能”,擁有不斷進化、跨場景應用的能力。自2017年大語言模型誕生,OpenAI、微軟、谷歌、百度、等在大語言模型領域持續(xù)探索,ChatGPT

則將大語言模型技術推進至爆發(fā)階段,大模型領域的資本性支出增加、產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)和迭代,整體而言,大模型領域國外基礎積累深厚、國內(nèi)具備應用側(cè)優(yōu)勢快速發(fā)力。圖:國內(nèi)外的大模型一覽,相關產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)RT-X11資料:InfoQ微信公眾號、AIGC開放社區(qū)微信公眾號3.1大模型賦能人形機器人,“具身智能”進化的關鍵一環(huán)p

大模型進化,“百花齊放”下能力已逐漸分層,領先產(chǎn)品的參數(shù)規(guī)模或已達萬億級別。大模型的技術革命已經(jīng)開始,在模型參數(shù)規(guī)模方面,當達到一定程度后,性能將快速提升且涌現(xiàn)許多新的能力,全球領先的大模型GPT-4的推測參數(shù)量級可達5萬億以上,國內(nèi)部分大模型規(guī)模大于100億,其中百度Ernie和的盤古相對領先。據(jù)InfoQ研究中心,算法和訓練模型水平主導大語言模型的能力表現(xiàn)。我們認為,“百花齊放”的產(chǎn)品格局一方面體現(xiàn)過去持續(xù)投入的成果,另一方面不同產(chǎn)品的能力已逐漸分層,而針對未來國內(nèi)大模型的技術演進,必須承認該領域仍然存在較高的發(fā)展門檻和挑戰(zhàn),全產(chǎn)業(yè)鏈的合力突圍是減小國內(nèi)外差距的關鍵。圖:全球大模型訓練參數(shù)規(guī)模,GPT-4的推測參數(shù)數(shù)量級可達5萬億以上表:InfoQ對各家大語言模型開展綜合測試后的排序情況排名1大模型產(chǎn)品ChatGPT文心一言Claude綜合得分77.13%74.98%68.29%68.29%66.82%62.03%53.74%51.52%50.09%43.08%234訊飛星火Sage56天工3.57通義千問Moss89ChatGLMVicuna-13B10說明:測評截止時間為2023年5月25日12資料:InfoQ微信公眾號3.2硬件端-頭部企業(yè)定點臨近,國產(chǎn)規(guī)模制造能力不可或缺p

工廠落地節(jié)點漸進,處于供應鏈核心位置的主要廠商加快產(chǎn)品迭代、推進產(chǎn)能建設。我們預計特斯拉人形機器人將在2024年投入到真正的生產(chǎn)活動中,初期將在特斯拉工廠進行實用性測試。從樣機到本體小批量,上游供應鏈的定點更為迫切,尤其是硬件端的開發(fā)決定人形機器人的商業(yè)化落地節(jié)奏。根據(jù)拓普集團2023年半年報,公司執(zhí)行器已開展多次送樣,要求2024Q1進入量產(chǎn)爬坡,初始訂單為周產(chǎn)100臺。一方面處于核心梯隊的廠商與下游客戶的對接將更為高頻、產(chǎn)品迭代加快;一方面為實現(xiàn)明年量產(chǎn),主要廠商已開始準備生產(chǎn)線的安裝調(diào)試。我們認為,圍繞下游頭部企業(yè)的供應鏈,中短期將呈現(xiàn)由此前的擴散驗證到未來的收斂,國產(chǎn)規(guī)模制造能力將在此階段凸顯,從而在客戶的供應體系中國產(chǎn)品牌的份額有望快速提升。表:處于人形機器人供應鏈核心位置的主要廠商積極推進相關產(chǎn)品的迭代升級和量產(chǎn)落地拓普集團三花智控綠的諧波鳴志電器在機器人執(zhí)行器業(yè)務方面:1、具備永磁伺服電機、無框電機等各類電機的自研能力;2、具備整合電機、減速機構、控制器的經(jīng)驗;3、具備精密機械加工能力;4、具備各類研發(fā)資源及測試資源的協(xié)同能力公司已深耕于全球建筑暖通、家電設備、汽車熱管理控制部件領域三十余年。公司利用現(xiàn)有資源優(yōu)勢和科技優(yōu)勢可迅速進入機器人市場具備技術研發(fā)及創(chuàng)新優(yōu)勢、品牌及產(chǎn)品優(yōu)勢、精密制造工藝與質(zhì)量控制優(yōu)勢、產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋優(yōu)勢、貼近客戶定制化服務公司專注于精密控制電機技術研究、提升產(chǎn)品研發(fā)能力和生產(chǎn)制造的自動化水平核心優(yōu)勢據(jù)鳴志電器公告,2023年上半年,公司控制電機業(yè)務合計營業(yè)收入6.59億元,

較上年同期增長1%,

其中空心杯無齒槽電機產(chǎn)品業(yè)務同比增長67%。公司精密傳動系統(tǒng)業(yè)務專注于打造電機與絲杠一體化設計的模組化產(chǎn)品,2023年上半年實現(xiàn)營業(yè)收入4410萬元,較上年同期增長29%。公司在電機業(yè)務之外,也正在關注機器人關節(jié)模組及數(shù)據(jù)中心液冷系統(tǒng)的智能流體控制這些下游應用行業(yè)據(jù)公司2023年半年報,研發(fā)的機器人直線執(zhí)行器和旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器,已經(jīng)多次向客戶送樣,獲得客戶認可及好評,項目要求自2024年一季度開始進入量產(chǎn)爬坡階段,初始訂單為每周100臺。為滿足客戶要求,公司需要本年度完成4套生產(chǎn)線的安裝調(diào)試,形成年產(chǎn)10萬臺的一期產(chǎn)能,后續(xù)將年產(chǎn)能提升至百萬臺。公司已決定拆分設立機器人事業(yè)部公司將依托傳動產(chǎn)業(yè)鏈,圍繞智能機器人和高端裝備兩大領域,布局從核心零部件到功能部件,結(jié)合機、電、液應用技術等關鍵技術,進一步提高公司產(chǎn)品技術壁壘。據(jù)公司2023年4月15日公告,公司與三花智控簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議,將在墨西哥設立合資企業(yè),開展諧波減速器相關產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)制造及銷售在仿生機器人領域,公司聚焦機電執(zhí)行器,全方面配合客戶產(chǎn)品研發(fā)、試制、調(diào)整并最終實現(xiàn)量產(chǎn)落地;同時,同步配合客戶量產(chǎn)目標,積極籌劃機電執(zhí)行器海外生產(chǎn)布局。據(jù)公司2023年10月13日公告,公司擬投資20180萬元,建設機器人機電執(zhí)行器研發(fā)項目開發(fā)進展無齒槽&空心杯電機產(chǎn)品展示執(zhí)行器執(zhí)行器諧波減速器資料:各公司公告、公司官網(wǎng)、國海證券研究所13說明:執(zhí)行器產(chǎn)品僅供參考3.2硬件端-頭部企業(yè)定點臨近,國產(chǎn)規(guī)模制造能力不可或缺p

人形機器人供應鏈蓬勃發(fā)展,產(chǎn)業(yè)鏈合作深化、新品高頻發(fā)布,群雄逐鹿之勢已現(xiàn)。頭部企業(yè)入局、國內(nèi)外人形機器人本體廠商陡增,疊加政策支持力度提升,迎來供應鏈發(fā)展熱潮。精密傳動領域,匯川技術完成對韓國SBC的收購;禾川科技與博世開展深入合作,博世力士樂是全球領先的傳動與控制技術供應商。產(chǎn)業(yè)鏈合作方面,德昌股份將和五家產(chǎn)業(yè)相關企業(yè)開展戰(zhàn)略合作,共同建設廣東省人形機器人創(chuàng)新中心;天奇股份將和人形機器人本體廠商優(yōu)必選共同設立合資公司。雷賽智能、偉創(chuàng)電氣等則陸續(xù)發(fā)布可用于人形機器人的多款產(chǎn)品。整體而言,我們認為產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展熱潮一方面體現(xiàn)國產(chǎn)規(guī)模制造的能力,另一方面表明面對新賽道國產(chǎn)品牌積極開放的心態(tài),未來中短期仍將呈現(xiàn)群雄逐鹿之勢、格局尚未見收斂,核心關注產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)企業(yè)切入下游標桿性本體廠商的程度和粘性。圖:國內(nèi)企業(yè)紛紛推出人形機器人相關產(chǎn)品、積極與產(chǎn)業(yè)鏈上下游開展合作匯川技術禾川科技德昌股份雷賽智能偉創(chuàng)電氣2023年5月,匯川技術2023年11月公告,博世集團2.76億戰(zhàn)略投資禾川科技,擬成為禾川科技持股5%股東;禾川科技與博世力士樂按各出資50%,共同出資1.2億元,擬設立合資公司樂達博川自動化(上海)有限公司(籌)2023年10月公告,公司擬與五家產(chǎn)業(yè)相關企業(yè)開展戰(zhàn)略合作,共同建設廣東省人形機器人創(chuàng)新中心,設立“深圳人形機器人國創(chuàng)中心有限公司”(擬定名)作為創(chuàng)新中心的實際運營載體,公司持股7.69%2023年8月公告,公司與優(yōu)必選科技簽署《合資成立公司合作協(xié)議》,雙方擬共同設立合資公司,專注于汽車領域應用的人形機器人的研發(fā)、制造及整體解決方案。公司持有合資公司22%股權2023年11月,雷賽智能空心杯微型伺服系統(tǒng)在德國工業(yè)自動化展覽會上亮相;2023年11月24日,雷賽智能發(fā)布FM1系列高密度無框電機和微型伺服驅(qū)動器2023年偉創(chuàng)電氣繼續(xù)發(fā)揮技術研發(fā)優(yōu)勢,重點進行機器人領域的產(chǎn)品開發(fā),發(fā)布空心杯電機、無框電機、伺服一體輪、軸關節(jié)模組等多款驅(qū)動新品正式完成對韓國SBC的收購,此次收購新增精密直線導軌產(chǎn)品線,將強化匯川技術的多產(chǎn)品組合方案能力,助力匯川技術成為領先的精密機械傳動產(chǎn)品及解決方案供應商14資料:微信公眾號-匯川技術/禾川科技/雷賽智能/偉創(chuàng)電氣、德昌股份官網(wǎng)、德昌股份公司公告、天奇股份官網(wǎng)、天奇股份公司公告、國海證券研究所3.3.1絲杠-從設備端至生產(chǎn)端的工藝革新已在醞釀p

人形機器人線性關節(jié)應用絲杠,包括滾柱絲杠和滑動絲杠。手臂及大腿處或采用行星滾柱絲杠,其主要由絲杠、螺母和滾柱組成,由滾柱帶動螺母做直線運動。行星滾柱絲杠綜合行星輪系、滾珠絲杠、滾針軸承的運動特點,滾柱可大幅增加絲杠副的受力接觸面積,可承受更大的載荷和沖擊,可靠性高。此外,相比滾珠絲杠,還具備高精度、高速度、長壽命等優(yōu)勢。手腕處或采用T型滑動絲杠,其依靠螺母與絲杠之間的油膜產(chǎn)生相對滑動而開展工作,我們認為人形機器人T型絲杠或有別于傳統(tǒng)產(chǎn)品,需要開展全新設計以滿足要求。p

全球中高端絲杠市場目前主要由海外企業(yè)主導。在中國的中高端滾珠絲杠市場,仍由日本、歐洲以及中國臺灣企業(yè)主導。對于中國滾柱絲杠市場而言,市場較小,且行業(yè)參與者主要以海外企業(yè)為主,主要包括Rollvis(瑞士)、GSA(瑞士)、Ewellix(瑞典)、力士樂(德國)等,根據(jù)論文數(shù)據(jù),2022年以上四家企業(yè)占據(jù)國內(nèi)滾柱絲杠市場份額約78%。表:三種類型絲杠的主要特性圖:2022E國內(nèi)滾柱絲杠市場仍以海外企業(yè)為主滾柱絲杠滾珠絲杠滑動絲杠3%3%摩擦損失小、傳動效率高。能得到較高的運動效率,一般可達90~96%;傳動效率大約是26~46%;8%26%具備高承載、耐沖擊、體積小、高速度、高精度、噪聲低、長壽命、易安裝維護、環(huán)境適應等優(yōu)勢為滑動摩擦,工作時溫升較大,故不可用于高速傳輸;8%精度高:滾珠絲桿生產(chǎn)設備都是貴重的高精度設備,批量化的生

滑動摩擦表面損傷較大,故壽命產(chǎn)工藝使生產(chǎn)精度盡量避免人為

較低,通常使用時需注意清潔潤行星滾柱絲杠機構綜合了行星輪系、滾珠絲杠、滾針軸承的運動特點,通過在絲杠周圍設置若干行星螺紋滾柱,可大幅增加傳動過程中絲杠副的受力接觸面積,使機構可以承受更大的載荷和沖擊,可靠性高,行星滾柱絲杠傳動非常適合用于高速重載工作的應用場合12%因素對精度的干擾;滑;26%14%高速進給和微進給可能:滾珠絲

自鎖性一般與傳動效率成反比,杠副由于是利用滾珠運動,靜摩

因此,而梯形絲杠具有一定的自擦力小,所以啟動力矩極小,不會出現(xiàn)爬行現(xiàn)象,能保證實現(xiàn)精確的微進給;鎖性;RollvisGSAEwellixRexroth南京工藝濟寧博特CMC優(yōu)仕特一次完成工藝效率很高,故成本較低說明:《E公司滾柱絲杠產(chǎn)品營銷策略研究_王有雪》預測不能自鎖、具有傳動的可逆性請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明

15資料:方元明科技微信公眾號、維本工程塑料微信公眾號、《E公司滾柱絲杠產(chǎn)品營銷策略研究_王有雪》、國海證券研究所3.3.1絲杠-從設備端至生產(chǎn)端的工藝革新已在醞釀p

絲杠產(chǎn)業(yè)迎來國產(chǎn)化發(fā)展機遇,向高端拓展,具備工藝/裝備/技術積淀的企業(yè)紛紛入局。國家層面,推動核心產(chǎn)業(yè)自主可控,支持工業(yè)母機產(chǎn)業(yè)發(fā)展,給予產(chǎn)業(yè)補貼等優(yōu)惠政策;行業(yè)層面,絲杠市場目前主要的企業(yè)包括秦川機床、南京工藝等,政策支持下貝斯特、恒立液壓等基于原有積淀快速切入,在優(yōu)秀的激勵和管理機制下有望更快實現(xiàn)絲杠在中高端領域的國產(chǎn)化率提升。人形機器人未來廣闊發(fā)展空間的預期下,具備工藝/裝備/技術積淀的企業(yè)紛紛入局,包括軸承、汽車零部件相關廠商,或?qū)⒖焖偻七M機器人絲杠的降本與規(guī)模量產(chǎn)。秦川機床:國產(chǎn)滾動功能部件龍頭南京工藝:滾動功能部件領域長期積淀恒立液壓:定增拓展線性驅(qū)動器項目貝斯特:快速切入“工業(yè)母機”新賽道國內(nèi)軸承廠商紛紛入局絲杠產(chǎn)業(yè)?

產(chǎn)能:2023年7月完成定增,其中新能源汽車領域滾動功能部件研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化建設項目總投資2億元,計劃增加滾珠絲杠/精密螺桿副產(chǎn)能28萬件/年、滑動直線導軌產(chǎn)能13萬米/年、配套的螺母及滑塊產(chǎn)能30萬件/年及26萬件/年?

產(chǎn)能:2023年1月完成定增,其中線性驅(qū)動器計劃投入約15億元,包括電動缸和絲桿。項目達產(chǎn)后將形成年產(chǎn)10.4萬根標準滾珠絲桿電動缸、4500根重載滾珠絲桿電動缸、750根行星滾柱絲桿電動缸、10萬米標準滾珠絲桿和10萬米重載滾珠絲桿產(chǎn)能。預計2024年第二季度投產(chǎn)?

歷史:在滾動功能部件領域潛心研究,專業(yè)制造,積累了70年的豐富經(jīng)驗,并以技術、裝備、規(guī)模、品牌、文化等諸多優(yōu)勢,在“大型、高速、高精、替代進口”方面獨具特色?

節(jié)奏:滾珠絲杠副、直線導軌副等產(chǎn)品首臺套已實現(xiàn)成功下線,部分產(chǎn)品已在送樣驗證過程中?

長盛軸承:滾珠絲杠產(chǎn)品主要應用于商用車變速箱,乘用車制動、轉(zhuǎn)向及駐車系統(tǒng)。滾珠絲杠產(chǎn)品暫未應用在人形機器人上,但具備相關的生產(chǎn)能力?

技術積淀:工裝夾具龍頭對接機床客戶;董事長出身機床廠;主業(yè)能力在于精加工?

子公司:漢江機床是中國精密螺紋加工機床和滾動功能部件研發(fā)制造基地。生產(chǎn)

2級、3級精度的滾珠絲杠、直線導軌,有較高的精度保持性,完全可以滿足中高檔數(shù)控機床的要求。漢江機床2022年營收4億元,凈利潤0.25億元?

產(chǎn)能:建成了高精度滾珠絲杠副、大型滾珠絲杠副、滾動導軌副生產(chǎn)線。公司產(chǎn)品為高速、高精中高檔數(shù)控機床大批量配套,推進了國產(chǎn)滾動功能部件的提檔升級和替代進口?

人本股份:公司具備絲杠開發(fā)生產(chǎn)能力?

面向場景:高端機床領域、半導體裝備產(chǎn)業(yè)、自動化產(chǎn)業(yè)、機器人領域等?

優(yōu)勢:公司擁有精密加工制造能力,具備生產(chǎn)滾珠絲桿的技術、工藝和設備基礎,為滾珠絲桿產(chǎn)品的加工生產(chǎn)奠定良好的生產(chǎn)基礎?

光洋股份:滾珠絲桿尚在小批量生產(chǎn)階段資料:恒立液壓公司公告、秦川機床公司公告、貝斯特公司公告、南京工藝官網(wǎng)、CIMT、16長盛軸承公司公告、人本股份招股說明書、光洋股份公司公告、國海證券研究所3.3.1絲杠-從設備端至生產(chǎn)端的工藝革新已在醞釀p

高精度絲杠壁壘高,主要體現(xiàn)在工藝、設備等方面。從加工工藝角度講,磨削絲杠要經(jīng)過車削、熱處理、磨削等幾十道工序,制造精度高達P1級,適合給高精度設備做定位部件;設備方面,海外設備較為優(yōu)秀但采購周期較長。同時高精度絲杠的加工需要具備多年經(jīng)驗的熟練工人參與。p

圍繞設備與工藝開展攻關,國內(nèi)廠商積極推進絲杠高效降本。目前絲杠加工工序中,后道的精磨所需要的螺紋磨床屬于核心設備,國內(nèi)相比國外仍有差距,但相關機床廠已在積極優(yōu)化且產(chǎn)品試磨情況良好。針對未來絲杠的批量化,亦有企業(yè)在研究“以車代磨”、“以銑代磨”、“車磨復合”等創(chuàng)新工藝,提升生產(chǎn)效率,我們積極預期隨需求釋放,機器人絲杠的規(guī)模降本將加速到來。表:絲杠加工核心設備用途及對應標的項目數(shù)控外螺紋磨床數(shù)控內(nèi)螺紋磨床主要用于滾珠絲杠及主要用于螺桿、蝸桿、

滾柱絲杠螺母外圓、絲杠(絲桿)等零件的

端面及圓弧形內(nèi)螺紋外螺紋精密磨削加工

滾道的復合精密磨削加工用途相關標的日發(fā)精機、華辰裝備、秦川機床等表:磨削滾珠絲杠的機械加工工藝過程復雜表:旋風銑工藝與磨削工藝的對比工序工藝內(nèi)容下料備注工序工藝內(nèi)容備注項目旋風硬銑削磨削1GCr1512粗磨90°V形槽兩頂尖23456789球化退火熱處理并檢驗校直降低硬度1314151617181920磁力探傷時效處理并檢驗研磨中心孔工序長短旋風銑可比傳統(tǒng)磨削工藝少3~5道工序加工端面,鉆中心孔去應力兩頂尖粗車高溫時效并檢驗加工端面,修研中心孔半精車硬銑工藝可避免磨削工藝進給量過大而帶來的滾道退火問題加工質(zhì)量環(huán)保程度切削熱量加工效率相關標的去應力兩頂尖半精磨滾道低溫時效處理并檢驗銑鍵槽綠色加工:以銑代磨、油煙多、粉塵大較多以風冷取代油冷銑磨端部螺紋較少粗磨研磨中心孔工作表面(滾道)與加工基準(中10112122精磨滾道,全檢兩頂尖心孔)淬、回火—檢驗硬銑削的加工效率是磨削加工的3-5倍裝配—跑合—檢驗—防銹包裝—檢驗—入研磨中心孔庫沃爾德(精密切削刀具)、國機精工(砂輪、刀具)等備注磨制滾珠絲杠的加工工藝周期約30-45天,周期長,效率低,成本高資料:《精密滾珠絲杠機械加工工藝規(guī)程研究_鄭紅》、《旋風硬銑削加工技術及其在精密滾珠絲杠加工中的應用_宋現(xiàn)春》、17沃爾德官網(wǎng)、國機精工官網(wǎng)、日發(fā)精機公司公告、華辰裝備官網(wǎng)、漢江機床官網(wǎng)、國海證券研究所3.3.2減速器-多元方案適配場景,各方積極切入機器人賽道p

不同類型減速器有其對應的應用場景,人形機器人領域諧波減速器壁壘較高。精密減速器在一定程度上決定工業(yè)機器人的精度和負載,當下全球機器人領域中,諧波和RV減速器的銷售占比均為40%左右,精密行星、擺線針輪和濾波減速器等共占20%左右。人形機器人當中,國外頭部客戶主要采用諧波減速器,國內(nèi)本體廠商多以行星減速器為主。精密減速器涉及材料、機械設計、生產(chǎn)工藝、精密制造等多學科知識,具有較高的技術門檻,尤其是諧波減速器在專利、材料配方、工藝及裝配等方面壁壘較高。由于各家的人形機器人產(chǎn)品面向不同場景,且仍需要持續(xù)迭代,目前減速器未有高確定性的方案落地,各家廠商正在根據(jù)自身需求開展方案調(diào)整和技術升級。表:三種主要的精密減速器對比結(jié)構組成產(chǎn)品性能優(yōu)點缺點應用場景終端領域價格區(qū)間主要企業(yè)納博特斯克(日本,RV減速器全球份額超80%)、住友(日本)、南通振康(中國)、中大力德(中國)等通過多級減速實現(xiàn)傳動,一般由行星齒輪減速器的前級和擺線針輪減速器的后級組成,組成的零部件較多高負載、傳動比范圍大、壽命長、精度保持穩(wěn)定、效率高、傳動平穩(wěn)外形尺寸大,零部件多,結(jié)構復雜,加工難度大,價格貴一般應用于多關節(jié)機器人中機座、大臂、肩部等重負載的位置汽車、運輸、港口碼頭等行業(yè)中通常使用配有

RV減速器的重負載機器人大體積、高負載能力和高剛度RV減速器諧波減速器行星減速器5000-8000元/臺通過柔輪的彈性變形傳遞運動,主要由柔輪、剛輪、波發(fā)生器三個核心零部件組成。與

RV及其他精密減速器相比,諧波減速器使用的材料、體積及重量大幅度下降運動精度高、傳動比大、較小的傳動慣量、在同等輸出力矩時,體積可以縮小到其他減速器的1/3、重量縮減1/2柔輪每轉(zhuǎn)發(fā)生兩次橢圓變形,容易引起材料的疲勞損壞,

主要應用于機器人損耗功率大,同時有回程誤差,不具有自鎖功能3C、半導體、食品、注塑、模具、醫(yī)療等行業(yè)中通常使用由諧波減速器組成的30kg負載以下的機器人哈默納科(日本,諧波減速器行業(yè)龍頭)、綠的諧波(中國)、日本新寶、中技克美(中國)等體積小、傳動比高、精密度高1000-5000元/臺小臂、腕部或手部主要傳動結(jié)構包括行星輪、太陽輪、內(nèi)齒圈,結(jié)構較為簡單,傳動比在10以內(nèi),且減速級數(shù)一般不會超過3級賽威傳動(德國)、紐卡特(德國)、日本新寶、紐氏達特(德國)、中大力德、科峰智能等多用于步進電機和伺服電機的減速運動,主要用于傳統(tǒng)自動化領域高剛性、高耐磨性、高扭矩、高傳動效率、壽命長存在多級傳動體積過大、精密化后性能降低等問題多用于直角坐標機器人及傳統(tǒng)工業(yè)自動化結(jié)構簡單,剛性和耐磨性較好200-2000元/臺資料:綠的諧波招股說明書、《工業(yè)機器人用精密減速器研究現(xiàn)狀_林江?!?、微信公眾號、GlobalInfoResearch微信公眾號、國海證券研究所研究院微信公眾號、183.3.2減速器-多元方案適配場景,各方積極切入機器人賽道p

海外龍頭份額仍然較高,但國產(chǎn)減速器廠商進步明顯。2022年中國市場各類減速器競爭格局方面,諧波減速器中哈默納科份額38%排名第一,RV減速器中納博特斯克份額52%排名第一,行星減速器中日本新寶份額21%排名第一。整體而言,諧波和RV減速器中海外份額較高,但隨著國產(chǎn)廠商技術進步、加大減速器投資,部分企業(yè)如綠的諧波、雙環(huán)傳動等逐漸實現(xiàn)對進口產(chǎn)品的替代。在人形機器人領域,國內(nèi)多方減速器廠商正在紛紛入局,包括相關齒輪廠商,我們認為,目前機器人用減速器的價格仍然較高,同時依然需要持續(xù)優(yōu)化來滿足下游客戶要求,各家切入機器人賽道、布局機器人減速器有望加速推進該環(huán)節(jié)的迭代與降本,重點關注頭部本體廠商的方案變化對應的投資機遇。圖:2022年中國主要的三種減速器市場競爭格局諧波減速器市場格局RV減速器市場格局行星減速器市場格局11%12%21%4%2%3%納博特斯克雙環(huán)6%哈默納科綠的諧波來福38%4%4%4%4%日本新寶科峰智能紐氏達特精銳科技利茗住友46%珠海飛馬中大力德南通振康智同7%新寶52%12%同川大族8%其他其他秦川9%其他15%7%26%5%請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明

19資料:微信公眾號、MIRDATABANK、國海證券研究所3.3.3電機-機器人技術方案確定性高,關節(jié)處下游廠商傾向自研p

微特電機:中國已構建微特電機完整工業(yè)體系,機器人領域推進降本提質(zhì)。微特電機一般指功率在750W以下,機座外徑不大于160mm或中心高不大于90mm的電機,能夠在系統(tǒng)中快速而正確地執(zhí)行頻繁變化的指令,帶動伺服機構完成指令所期望的工作。隨工業(yè)自動化程度提升,應用領域和市場規(guī)模不斷擴大。據(jù)鼎智科技2022年報,中國已構建微特電機完整工業(yè)體系,產(chǎn)品占據(jù)全球超過70%的產(chǎn)量。在人形機器人領域,我們認為電機技術路線較為確定,包括空心杯電機和無框力矩電機,格局上低壁壘的電機品類傾向于總成或本體廠自研,推進電機降本提質(zhì)。表:主要的精密傳動微特電機的產(chǎn)品特點類型產(chǎn)品特點籠型兩相交流伺服電機非磁性杯型轉(zhuǎn)子兩相交流伺服電機鐵磁杯型轉(zhuǎn)子兩相交流伺服電機同步型永磁交流伺服電機異步型三相交流伺服電機印制繞組直流伺服電機線繞盤式直流伺服電機杯型電樞永磁直流電機無刷直流伺服電機細長籠型轉(zhuǎn)子、機械特性近似線性、體積和勵磁電流小、小功率伺服、低速運轉(zhuǎn)不夠平滑空心杯轉(zhuǎn)子、機械特性近似線性、體積和勵磁電流較大、小功率伺服、低速運轉(zhuǎn)平滑交流伺服電機鐵磁材料杯型轉(zhuǎn)子、機械特性近似線性、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量大、齒槽效應小、運行平穩(wěn)調(diào)速范圍寬、機械特性由恒轉(zhuǎn)矩區(qū)和恒功率區(qū)組成,可連續(xù)堵轉(zhuǎn),快速響應性能好,輸出功率大,轉(zhuǎn)矩波動小轉(zhuǎn)子與籠型異步電機相似,必須配驅(qū)動器,采用矢量控制,擴大了恒功率調(diào)速范圍,多用于機床主軸調(diào)速系統(tǒng)盤形轉(zhuǎn)子、盤形定子軸向粘接柱狀磁鋼,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量小,無齒槽效應,無飽和效應,輸出轉(zhuǎn)矩大盤形轉(zhuǎn)子、定子軸向粘接柱狀磁鋼,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量小,控制性能優(yōu)于其他直流伺服電機,效率高,輸出轉(zhuǎn)矩大空心杯轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量小,適用于增量運動伺服系統(tǒng)直流伺服電機定子為多相繞組,轉(zhuǎn)子為永磁式,帶轉(zhuǎn)子位置傳感器,無火花干擾,壽命長,噪聲低直流力矩電機扁平結(jié)構,極數(shù)槽數(shù)換向片數(shù)串聯(lián)導體數(shù)多;輸出轉(zhuǎn)矩大,低速或堵轉(zhuǎn)下可連續(xù)工作,機械和調(diào)節(jié)特性好,機電時間常數(shù)小與無刷直流伺服電機結(jié)構相似,但為扁平狀,極數(shù)槽數(shù)串聯(lián)導體數(shù)多;輸出轉(zhuǎn)矩大,機械和調(diào)節(jié)特性好,壽命長,無火花,噪聲低籠型轉(zhuǎn)子,扁平結(jié)構,極數(shù)槽數(shù)多,啟動轉(zhuǎn)矩大,機電時間常數(shù)小,可長期堵轉(zhuǎn)運行,機械特性較軟鐵磁材料實心轉(zhuǎn)子,扁平結(jié)構,極數(shù)槽數(shù)多,可長期堵轉(zhuǎn),運行平滑,機械特性較軟無刷直流力矩電機力矩電機步進電機籠型交流力矩電機實心轉(zhuǎn)子交流力矩電機反應式步進電機定轉(zhuǎn)子均由硅鋼片疊成,轉(zhuǎn)子鐵心上無繞組,定子上有控制繞組;步距角小,啟動與運行頻率較高,步距角精度較低,無自鎖力矩永磁式轉(zhuǎn)子,徑向磁化極性;步距角大,啟動與運行頻率低,有保持轉(zhuǎn)矩,消耗功率比反應式小,但須供正、負脈沖電流永磁式轉(zhuǎn)子,軸向磁化極性;步距角精度高,有保持轉(zhuǎn)矩,輸入電流小,兼有反應式和永磁式兩者的優(yōu)點永磁步進電機混合式步進電機請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明

20資料:電氣應用微信公眾號、國海證券研究所3.3.3電機-機器人技術方案確定性高,關節(jié)處下游廠商傾向自研p

空心杯電機轉(zhuǎn)子或定子無鐵芯,其在人形機器人產(chǎn)品中主要應用于靈表:不同類型空心杯電機的性能對比巧手??招谋姍C屬于直流永磁的伺服控制電機,具有突出的節(jié)能特性、靈敏方便的控制特性和穩(wěn)定的運行特性,技術優(yōu)勢明顯。p

根據(jù)結(jié)構差異,包括有刷和無刷兩種空心杯電機??招谋姍C分為有刷和無刷兩種,有刷電機轉(zhuǎn)子無鐵芯,無刷電機(又稱無刷無齒槽電機)定子無鐵芯。無刷電機通過處理連接板上的霍爾反饋的位置信號完成換向,和有刷電機相比,壽命更長、可實現(xiàn)高轉(zhuǎn)速??招谋姍C特點無刷和有刷空心杯電機對比無刷無齒槽

有刷空心杯長壽命(20000h)

電機壽命受限(2000h)特點優(yōu)勢低速運行平穩(wěn)、低振動、低噪音、轉(zhuǎn)子可控制在任意位置無齒槽效應高轉(zhuǎn)速電磁干擾可忽略有鐵損電機轉(zhuǎn)速受限有火花磁路設計更優(yōu)、功率密度更高、溫升低、效率高結(jié)構緊湊低電感無鐵損高動態(tài)響應、高加速度需要驅(qū)動控制控制簡單圖:有刷空心杯電機結(jié)構圖圖:無刷空心杯電機結(jié)構圖請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明

21資料:鳴志電器公司官網(wǎng)、國海證券研究所3.3.3電機-機器人技術方案確定性高,關節(jié)處下游廠商傾向自研p

海外空心杯電機廠商占據(jù)主要份額,國內(nèi)企業(yè)不斷追趕已有成效。目前空心杯電機的主流廠商主要是瑞士Maxon、德國Faulhaber以及瑞士Portescap等,占據(jù)主要市場份額,屬于第一梯隊企業(yè)。國內(nèi)企業(yè)如鳴志電器等積極開展研發(fā)、吸收海外技術和經(jīng)驗,主要性能指標已接近領先水平,并且在性價比方面具備優(yōu)勢,未來隨下游細分場景的需求增加,國內(nèi)企業(yè)技術和設備進一步突破,市場份額有望提升。p

產(chǎn)品供給愈加豐富,廠商進行橫縱向拓展。一方面,人形機器人的發(fā)展大勢下,擁有相關技術積淀的企業(yè)紛紛入局,例如雷賽智能、偉創(chuàng)電氣等發(fā)布空心杯電機相關產(chǎn)品;另一方面,在夯實電機品類的同時,企業(yè)致力于提供定制化解決方案,例如鳴志電器能夠提供豐富的空心杯電機產(chǎn)品系列,可以根據(jù)客戶需求提供齒輪箱、編碼器、高低速等應用環(huán)境定制選項。圖:主要的空心杯電機廠商,海外優(yōu)質(zhì)品牌份額和技術領先(2023.12.1更新)圖:鳴志電機產(chǎn)品可根據(jù)客戶需求提供齒輪箱、編碼器、高低速等應用環(huán)境定制選項瑞士德國瑞士中國中國中國日本日本日本中國請務必閱讀報告附注中的風險提示和免責聲明

22資料:排行榜官網(wǎng)、鳴志電器官網(wǎng)、國海證券研究所3.3.3電機-機器人技術方案確定性高,關節(jié)處下游廠商傾向自研p

無框力矩電機在人形機器人的應用潛力高。無框力矩電機沒有軸、軸表:國內(nèi)廠商的無框電機產(chǎn)品性能不斷提升,可對標海外龍頭企業(yè)承、外殼或端蓋,僅有轉(zhuǎn)子和定子,其結(jié)構特點使其能夠直接嵌入機構中,中空設計便于布線,實現(xiàn)高度集成化,從而縮小終端產(chǎn)品體積。此外,無框力矩電機具有高扭矩、性能穩(wěn)定和高精度等優(yōu)點,因此在人形機器人關節(jié)的應用確定性高。參數(shù)步科股份FMC057-200科爾摩根TBM2G-060-26轉(zhuǎn)子內(nèi)徑(mm)定子外徑(mm)額定扭矩(N.m)轉(zhuǎn)速(rpm)273057.80.6430003600.75p

國內(nèi)無框電機產(chǎn)品已可對標海外龍頭,人形機器人關節(jié)電機呈現(xiàn)自研趨勢。步科股份的無框電機已可對比科爾摩根,工控、電機企業(yè)紛紛44002.8-3.9最大電流/額定電流(A)布局該產(chǎn)品,人形機器人關節(jié)總成和本體廠商則積極推進電機自研。圖:無框力矩電機僅由定子和轉(zhuǎn)子構成,結(jié)構便于實現(xiàn)高度集成化圖:2022

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