人形機(jī)器人-再探討：絲桿

免責(zé)聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務(wù)必一起閱讀。研究員聯(lián)系人通用機(jī)械增持(維持)SACNo.S0570522100004nizhengyang@SFC研究員聯(lián)系人通用機(jī)械增持(維持)SACNo.S0570522100004nizhengyang@SFCNo.BTM566+(86)2128972228SACNo.S0570123070064wangzi022582@+(86)2128972228通用機(jī)械華泰研究2023年9月24日│中國內(nèi)地專題研究絲桿為線性執(zhí)行器關(guān)鍵部件，面臨高端磨床供給受限/傳動效率低等問題絲杠是線性執(zhí)行器中將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動的核心部件，主要分為滑動絲杠、滾珠絲杠、滾柱絲杠以及靜壓絲杠。線性和旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器都可用于人形機(jī)器人腿部，我們認(rèn)為兩者的選型取決于應(yīng)用場景，前者適用于高承載場景，后者適用于高爆發(fā)場景。磨削和軋制是絲杠的兩種主要加工工藝，其中高精度絲杠的磨削受限于高精度磨床的供給，軋制精度受限于軋機(jī)精度和材料表面處理等。高端磨床國產(chǎn)化以及軋制工藝的柔性化可助力絲杠生產(chǎn)，提升加工精度、改善潤滑條件、優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計可提高滑動絲杠和滾柱絲杠傳動效率。腿部的線性/旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器選型取決于應(yīng)用場景，分別面向高承載/高爆發(fā)需求目前人形機(jī)器人腿部結(jié)構(gòu)有線性執(zhí)行器和旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器兩種方案。線性執(zhí)行器多采用絲桿將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動，我們認(rèn)為其更適用于角度變化不大的手臂、腿等關(guān)節(jié)；旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器多采用電機(jī)加減速器的方案直接輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，適用于大角度轉(zhuǎn)動的肩、髖等關(guān)節(jié)。執(zhí)行器的選擇應(yīng)根據(jù)應(yīng)用場景的不同而變化，我們認(rèn)為腿部的線性和旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器選型取決于應(yīng)用場景，旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器相應(yīng)更加快速，還可搭配彈簧儲存或者釋放能量，比如當(dāng)機(jī)器人進(jìn)行跳躍動作時，其釋放能量更有爆發(fā)性。線性執(zhí)行器體積小且具備較好的抗沖擊性，適合應(yīng)用于承載力高的場景。絲杠制造設(shè)備和生產(chǎn)精度受限，磨床國產(chǎn)化/軋制柔性化可作為解決方案絲杠的制造工藝主要分為軋制和磨削，其中軋制適用于大規(guī)模粗加工，精度在P5級左右。磨削適用于精密制造，使用磨削加工的滾珠絲杠最高可達(dá)到P1級，但制造成本遠(yuǎn)高于前者。高端磨床是磨削的核心設(shè)備，由于海外高端磨床出口方面的管制，高精度絲杠制作面臨難題。未來對于精度要求不高的絲杠生產(chǎn)而言，軋制工藝或?qū)⒊蔀楦鼉?yōu)解。軋制工藝形成的滾道表面強(qiáng)度、光潔度高，生產(chǎn)效率比磨削高出20-50倍，但存在軋機(jī)精度低、材料表面處理等問題。對此，可利用對加工過程中的柔性控制提高軋制的精度。華泰證券研究所分析師名錄行業(yè)走勢圖通用機(jī)械滬深300(%)4(3)(9)Jan-23MayJan-23May-23Sep-23資料來源：Wind，華泰研究滑動/滾柱絲杠傳動效率較低，加工精度/潤滑條件/結(jié)構(gòu)設(shè)計有待改進(jìn)滾珠絲杠為點接觸滾動摩擦，滑動絲杠為線接觸滑動摩擦，故相比之下前者傳動效率可高達(dá)90%以上，后者僅在25-50%。滾柱絲杠為線接觸滾動摩擦，故其傳動效率低于滾珠絲杠?；瑒咏z杠使用過程中的摩擦損失導(dǎo)致傳動效率低下，并且當(dāng)發(fā)生螺紋加工誤差大、潤滑條件差、彈性變形大等問題時，摩擦損失會更嚴(yán)重；當(dāng)滾柱絲杠中出現(xiàn)絲杠和螺母間隙過大、預(yù)緊力不合理等問題時也會增大摩擦力矩，可通過提高加工精度、使用組合螺母減小連接間隙、優(yōu)化軸向預(yù)緊力防止螺母松動等措施提升滑動和滾柱絲杠的傳動效率。風(fēng)險提示：高端磨床國產(chǎn)化不及預(yù)期、軋制工藝柔性化不及預(yù)期、傳動效率提高不及預(yù)期。免責(zé)聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務(wù)必一起閱讀。分析師聲明本人，倪正洋，茲證明本報告所表達(dá)的觀點準(zhǔn)確地反映了分析師對標(biāo)的證券或發(fā)行人的個人意見；彼以往、現(xiàn)在或未來并無就其研究報告所提供的具體建議或所表迖的意見直接或間接收取任何報酬。一般聲明及披露本報告由華泰證券股份有限公司（已具備中國證監(jiān)會批準(zhǔn)的證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，以下簡稱“本公司”）制作。本報告所載資料是僅供接收人的嚴(yán)格保密資料。本報告僅供本公司及其客戶和其關(guān)聯(lián)機(jī)構(gòu)使用。本公司不因接收人收到本報告而視其為客戶。本報告基于本公司認(rèn)為可靠的、已公開的信息編制，但本公司及其關(guān)聯(lián)機(jī)構(gòu)(以下統(tǒng)稱為“華泰”)對該等信息的準(zhǔn)確性及完整性不作任何保證。本報告所載的意見、評估及預(yù)測僅反映報告發(fā)布當(dāng)日的觀點和判斷。在不同時期，華泰可能會發(fā)出與本報告所載意見、評估及預(yù)測不一致的研究報告。同時，本報告所指的證券或投資標(biāo)的的價格、價值及投資收入可能會波動。以往表現(xiàn)并不能指引未來，未來回報并不能得到保證，并存在損失本金的可能。華泰不保證本報告所含信息保持在最新狀態(tài)。華泰對本報告所含信息可在不發(fā)出通知的情形下做出修改，投資者應(yīng)當(dāng)自行關(guān)注相應(yīng)的更新或修改。本公司不是FINRA的注冊會員，其研究分析師亦沒有注冊為FINRA的研究分析師/不具有FINRA分析師的注冊資華泰力求報告內(nèi)容客觀、公正，但本報告所載的觀點、結(jié)論和建議僅供參考，不構(gòu)成購買或出售所述證券的要約或招攬。該等觀點、建議并未考慮到個別投資者的具體投資目的、財務(wù)狀況以及特定需求，在任何時候均不構(gòu)成對客戶私人投資建議。投資者應(yīng)當(dāng)充分考慮自身特定狀況，并完整理解和使用本報告內(nèi)容，不應(yīng)視本報告為做出投資決策的唯一因素。對依據(jù)或者使用本報告所造成的一切后果，華泰及作者均不承擔(dān)任何法律責(zé)任。任何形式的分享證券投資收益或者分擔(dān)證券投資損失的書面或口頭承諾均為無效。除非另行說明，本報告中所引用的關(guān)于業(yè)績的數(shù)據(jù)代表過往表現(xiàn)，過往的業(yè)績表現(xiàn)不應(yīng)作為日后回報的預(yù)示。華泰不承諾也不保證任何預(yù)示的回報會得以實現(xiàn)，分析中所做的預(yù)測可能是基于相應(yīng)的假設(shè)，任何假設(shè)的變化可能會顯著影響所預(yù)測的回報。華泰及作者在自身所知情的范圍內(nèi)，與本報告所指的證券或投資標(biāo)的不存在法律禁止的利害關(guān)系。在法律許可的情況下，華泰可能會持有報告中提到的公司所發(fā)行的證券頭寸并進(jìn)行交易，為該公司提供投資銀行、財務(wù)顧問或者金融產(chǎn)品等相關(guān)服務(wù)或向該公司招攬業(yè)務(wù)。華泰的銷售人員、交易人員或其他專業(yè)人士可能會依據(jù)不同假設(shè)和標(biāo)準(zhǔn)、采用不同的分析方法而口頭或書面發(fā)表與本報告意見及建議不一致的市場評論和/或交易觀點。華泰沒有將此意見及建議向報告所有接收者進(jìn)行更新的義務(wù)。華泰的資產(chǎn)管理部門、自營部門以及其他投資業(yè)務(wù)部門可能獨(dú)立做出與本報告中的意見或建議不一致的投資決策。投資者應(yīng)當(dāng)考慮到華泰及/或其相關(guān)人員可能存在影響本報告觀點客觀性的潛在利益沖突。投資者請勿將本報告視為投資或其他決定的唯一信賴依據(jù)。有關(guān)該方面的具體披露請參照本報告尾部。本報告并非意圖發(fā)送、發(fā)布給在當(dāng)?shù)胤苫虮O(jiān)管規(guī)則下不允許向其發(fā)送、發(fā)布的機(jī)構(gòu)或人員，也并非意圖發(fā)送、發(fā)布給因可得到、使用本報告的行為而使華泰違反或受制于當(dāng)?shù)胤苫虮O(jiān)管規(guī)則的機(jī)構(gòu)或人員。本報告版權(quán)僅為本公司所有。未經(jīng)本公司書面許可，任何機(jī)構(gòu)或個人不得以翻版、復(fù)制、發(fā)表、引用或再次分發(fā)他人(無論整份或部分)等任何形式侵犯本公司版權(quán)。如征得本公司同意進(jìn)行引用、刊發(fā)的，需在允許的范圍內(nèi)使用，并需在使用前獲取獨(dú)立的法律意見，以確定該引用、刊發(fā)符合當(dāng)?shù)剡m用法規(guī)的要求，同時注明出處為“華泰證券研究所”，且不得對本報告進(jìn)行任何有悖原意的引用、刪節(jié)和修改。本公司保留追究相關(guān)責(zé)任的權(quán)利。所有本報告中使用的商標(biāo)、服務(wù)標(biāo)記及標(biāo)記均為本公司的商標(biāo)、服務(wù)標(biāo)記及標(biāo)記。中國香港本報告由華泰證券股份有限公司制作,在香港由華泰金融控股（香港）有限公司向符合《證券及期貨條例》及其附屬法律規(guī)定的機(jī)構(gòu)投資者和專業(yè)投資者的客戶進(jìn)行分發(fā)。華泰金融控股（香港）有限公司受香港證券及期貨事務(wù)監(jiān)察委員會監(jiān)管，是華泰國際金融控股有限公司的全資子公司，后者為華泰證券股份有限公司的全資子公司。在香港獲得本報告的人員若有任何有關(guān)本報告的問題,請與華泰金融控股（香港）有限公司聯(lián)系。香港-重要監(jiān)管披露?華泰金融控股（香港）有限公司的雇員或其關(guān)聯(lián)人士沒有擔(dān)任本報告中提及的公司或發(fā)行人的高級人員。?有關(guān)重要的披露信息，請參華泰金融控股（香港）有限公司的網(wǎng)頁.hk/stock_disclosure其他信息請參見下方“美國-重要監(jiān)管披露”。美國在美國本報告由華泰證券（美國）有限公司向符合美國監(jiān)管規(guī)定的機(jī)構(gòu)投資者進(jìn)行發(fā)表與分發(fā)。華泰證券（美國）有限公司是美國注冊經(jīng)紀(jì)商和美國金融業(yè)監(jiān)管局（FINRA）的注冊會員。對于其在美國分發(fā)的研究報告，華泰證券（美國）有限公司根據(jù)《1934年證券交易法》（修訂版）第15a-6條規(guī)定以及美國證券交易委員會人員解釋，對本研究報告內(nèi)容負(fù)責(zé)。華泰證券（美國）有限公司聯(lián)營公司的分析師不具有美國金融監(jiān)管（FINRA）分析師的注冊資格，可能不屬于華泰證券（美國）有限公司的關(guān)聯(lián)人員，因此可能不受FINRA關(guān)于分析師與標(biāo)的公司溝通、公開露面和所持交易證券的限制。華泰證券（美國）有限公司是華泰國際金融控股有限公司的全資子公司，后者為華泰證券股份有限公司的全資子公司。任何直接從華泰證券（美國）有限公司收到此報告并希望就本報告所述任何證券進(jìn)行交易的人士，應(yīng)通過華泰證券（美國）有限公司進(jìn)行交易。美國-重要監(jiān)管披露?分析師倪正洋本人及相關(guān)人士并不擔(dān)任本報告所提及的標(biāo)的證券或發(fā)行人的高級人員、董事或顧問。分析師及相關(guān)人士與本報告所提及的標(biāo)的證券或發(fā)行人并無任何相關(guān)財務(wù)利益。本披露中所提及的“相關(guān)人士”包括FINRA定義下分析師的家庭成員。分析師根據(jù)華泰證券的整體收入和盈利能力獲得薪酬，包括源自公司投資銀行業(yè)務(wù)的收入。?華泰證券股份有限公司、其子公司和/或其聯(lián)營公司,及/或不時會以自身或代理形式向客戶出售及購買華泰證券研究所覆蓋公司的證券/衍生工具，包括股票及債券（包括衍生品）華泰證券研究所覆蓋公司的證券/衍生工具，包括股?華泰證券股份有限公司、其子公司和/或其聯(lián)營公司,及/或其高級管理層、董事和雇員可能會持有本報告中所提到的任何證券（或任何相關(guān)投資）頭寸，并可能不時進(jìn)行增持或減持該證券（或投資）。因此，投資者應(yīng)該意識到可能存在利益沖突。評級說明投資評級基于分析師對報告發(fā)布日后6至12個月內(nèi)行業(yè)或公司回報潛力（含此期間的股息回報）相對基準(zhǔn)表現(xiàn)的預(yù)期（A股市場基準(zhǔn)為滬深300指數(shù)，香港市場基準(zhǔn)為恒生指數(shù)，美國市場基準(zhǔn)為標(biāo)普500指數(shù)具體如下：行業(yè)評級增持：預(yù)計行業(yè)股票指數(shù)超越基準(zhǔn)中性：預(yù)計行業(yè)股票指數(shù)基本與基準(zhǔn)持平減持：預(yù)計行業(yè)股票指數(shù)明顯弱于基準(zhǔn)公司評級買入：預(yù)計股價超越基準(zhǔn)15%以上增持：預(yù)計股價超越基準(zhǔn)5%~15%持有：預(yù)計股價相對基準(zhǔn)波動在-15%~5%之間賣出：預(yù)計股價弱于基準(zhǔn)15%以上暫停評級：已暫停評級、目標(biāo)價及預(yù)測，以遵守適用法規(guī)及/或公司政策無評級：股票不在常規(guī)研究覆蓋范圍內(nèi)。投資者不應(yīng)期待華泰提供該等證券及/或公司相關(guān)的持續(xù)或補(bǔ)充信