工業(yè)機器人 2023-12-01 17:02 發(fā)表于北京
一、人形機器人拆分及價值量分布
1、人形機器人拆解
2021 年 8 月第一屆特斯拉 AI Day 上，特斯拉發(fā)布了首款人形機器人“擎天柱” (Optimus)的概念圖，該人形機器人身高 5 英尺 8 英寸，重 125 磅，具有 45 磅 的承載能力和 150 磅的硬拉能力，其控制將通過類似于電動汽車智能算法進行。2022 年 2 月推出原型機，在 2022 年 9 月 30 日 AI Day 亮相接近于完整體的新 一代人形機器人，2023 年 7 月亮相世界人工智能大會。
特斯拉發(fā)布的最新一代 Optimus 在身體機械部分有 28 個關(guān)節(jié)(14 個旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器 +14 個線性執(zhí)行器)，2 個靈巧手共有 12 個關(guān)節(jié)(6 個執(zhí)行器*2)。特斯拉人形機器 人的靈巧手在設(shè)計中模仿了人手，擁有自適應(yīng)抓取能力。手部結(jié)構(gòu)為五指多關(guān)節(jié)， 拇指采用雙電機驅(qū)動彎曲和側(cè)擺，其它四指各一個電機。共計 6 個執(zhí)行器、11 個自由度，負荷 20 磅，能夠自適應(yīng)抓取角度，具備工具使用能力、小物件精準 抓握能力。特斯拉人形機器人全身的 28 個執(zhí)行器分布在肩部(6 個)、肘部(2 個)、 腕部(6 個)、軀干(2 個)、髖部(6 個)、膝部(2 個)、踝部(4 個)。
特斯拉 Optimus 的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)方案：無框電機+諧波減速器+扭矩傳感器+位置傳感 器+軸承(角接觸球軸承+交叉圓柱滾子軸承)+編碼器。特斯拉同步展示了其執(zhí)行 器產(chǎn)品組合，包含了 3 個不同扭矩的旋轉(zhuǎn)減速器，分別為 20Nm/110Nm/180Nm。全身分布:肩部 6 個，腕部 2 個，髖部 4 個，軀干 2 個。
特斯拉 Optimus 的線性關(guān)節(jié)方案:無框電機+行星滾柱絲杠+力矩傳感器+位置傳 感器+軸承。特斯拉同步展示了其執(zhí)行器產(chǎn)品組合，包含了 3 個不同力矩的線性 執(zhí)行器，力矩分別為 500N/3900N/8000N。全身分布：肘部 2 個，腕部 4 個，髖 部 2 個，膝部 2 個，踝部 4 個。
2、人形機器人主要部分價值量分布
參考特斯拉 Optimus，人形機器人價值量主要分布在 FSD 系統(tǒng)、AI 芯片、執(zhí)行 器、靈巧手肢體骨骼這幾個部分：FSD/AI 芯片：特斯拉核心競爭力，單機價值量約為 50000 元，成本占比約為 26.5%；旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器：總成產(chǎn)品，將由第三方供應(yīng)，包含諧波減速器（或者類諧波的新型 減速器）、無框力矩電機、力矩傳感器、編碼器、軸承等主要部分，成本占比約 為 23%；線性執(zhí)行器：總成產(chǎn)品，將由第三方供應(yīng)，包含行星滾柱絲杠、無框力矩電機、 力矩傳感器、編碼器、軸承等主要部分，成本占比約為 28%；靈巧手：包含空心杯電機、行星齒輪箱、傳感器、滾珠絲杠等，成本占比約為 7%；肢體骨骼：力學結(jié)構(gòu)件，成本占比約為 13%。第三方供應(yīng)的非總成零部件中，無框力矩電機（14.84%）、行星滾柱絲杠 （14.84%）、諧波減速器（7.42%）、力矩傳感器（7.42%）、編碼器（4.45%）、 空心杯電機（3.82%）占比較大。
1、減速器：技術(shù)壁壘較高，國產(chǎn)替代加速
機器人減速器主要分為 RV 減速器和諧波減速器兩類。諧波減速器具有單級傳動 比大、體積小、質(zhì)量小、運動精度高等優(yōu)點，并且能在密閉空間和介質(zhì)輻射的工 況下正常工作，更適用于輕負載精密減速領(lǐng)域，如人形機器人等。相比諧波減速 器，RV 減速器具有傳動比范圍大、精度較為穩(wěn)定、疲勞強度較高等優(yōu)勢，還有 著更高的剛性和扭矩承載能力，主要適用于機器人大臂、機座等重負載部位。
諧波減速器的難點主要在于齒形設(shè)計、材料、加工設(shè)備、工藝和一致性。技術(shù)難 點具體包括：齒形設(shè)計：由于諧波減速器的傳動原理為兩個齒輪之間的嚙合運動， 且柔輪不斷發(fā)生形變，因此齒輪的高度、寬度、形狀等設(shè)計對減速性能有較大影 響。材料：柔輪不斷形變傳遞力矩，對材料的一致性、載荷、精度、疲勞壽命都 有較大挑戰(zhàn)，普通的金屬和合金難以達到要求。加工設(shè)備：柔輪很薄，厚度約 100μm，加工和切割要求高，高精度數(shù)控磨床、滾齒機均需要進口，而日本高精 度機床對我國有限制。加工工藝：柔輪的加工和切割要求高，有一些過程仍然依 賴于員工的經(jīng)驗積累。一致性：在規(guī)模化量產(chǎn)情況下，降低次品率，保持產(chǎn)品的 一致性水平有很大難度。RV 減速器相比諧波減速器結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，對加工精度和工藝要求更為嚴苛。其 技術(shù)難點具體為：加工精度：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實際工況中 RV 減速器需要反復(fù)精確定 位，相當于不斷啟動和剎車，保持精度不衰減，如果精度低將會造成產(chǎn)品的磨損。加工工藝：各項工藝的密切配合，包括齒面熱處理、加工精度、零件對稱性、成 組技術(shù)、裝配精度，這些工藝總裝公差將會造成產(chǎn)品的磨損和壽命。一致性：作 為精密零部件，單個產(chǎn)品達到較高性能難度不高，但規(guī)模化量產(chǎn)的產(chǎn)品均達到標 準性能是極大挑戰(zhàn)。
減速器進口壟斷格局有望打破，國產(chǎn)替代進行時。全球機器人減速器市場高度集 中，日本廠商占據(jù)大部分市場份額，2021 年納博特斯克占據(jù)中國 RV 減速器 53% 市場份額，哈默納科占據(jù)中國諧波減速器 35.5%市場份額。但目前中國已將突破 機器人關(guān)鍵核心技術(shù)作為重要工程，國內(nèi)廠商攻克了減速器、控制器、伺服系統(tǒng) 等關(guān)鍵核心零部件領(lǐng)域的部分難題。中國 RV 減速器出口量總體呈現(xiàn)上漲態(tài)勢， 進口量總體呈現(xiàn)下降趨勢，RV 減速器國產(chǎn)化的趨勢顯現(xiàn)；近年來國內(nèi)諧波廠商 逐漸進入下游客戶供應(yīng)鏈，中國品牌市占率逐年提升。進口精密減速器以日本哈 默納科公司的產(chǎn)品為例，其單價通常在 3,000~4,000 元之間，國產(chǎn)精密減速器單 價為該價格的 30%~50%，具備價格優(yōu)勢。
2、絲杠：技術(shù)壁壘很高，國產(chǎn)替代空間大
絲杠是將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，或?qū)⒅本€運動轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運動的理想的產(chǎn) 品。常見的絲杠產(chǎn)品包括滑動絲杠、滾珠絲杠、行星滾柱絲杠等。滾珠絲杠是工業(yè)精密機械中常用的傳動元件，其主要結(jié)構(gòu)包括滾珠絲杠、滾珠螺 母、滾珠三部分。核心傳動原理是將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，化滑動摩擦為滾 動摩擦。當絲杠相對螺母旋轉(zhuǎn)時，絲杠的旋轉(zhuǎn)面通過滾珠的循環(huán)滾動推動螺母軸 向移動，化旋轉(zhuǎn)為線性；滾珠的滾動使得絲杠和螺母之間的滑動摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L珠 與絲杠、螺母之間的滾動摩擦，化滑動為滾動，大大提升傳動效率。行星滾柱絲杠屬于新一代螺紋絲杠的高精尖分支，綜合性能強且應(yīng)用前景廣闊。行星滾柱絲杠通過嚙合滾柱產(chǎn)生線接觸滾動摩擦，大幅增加絲杠傳動過程的接觸 面和受力面，與以往用于精密傳動的滾珠絲杠相比，在傳動效率損失不大的前提 下，又同時具備了高轉(zhuǎn)速、高載荷、高剛度、高范圍導(dǎo)程以及更小體積、更低噪 音、更方便維護拆卸等特點。目前已經(jīng)在航空航天、武器裝備、核動力等全球高 精尖領(lǐng)域運用，同時在機床、汽車 ABS 系統(tǒng)、石油化工等民用場景下也存在廣 泛的應(yīng)用需求。
滾珠絲杠：滾珠絲杠發(fā)明于 1874 年，20 世紀 30 年代，美國通用公司在汽車的 轉(zhuǎn)向裝置上首次應(yīng)用了滾珠絲杠元件，20 世紀 40 年代，滾珠絲杠副首次在數(shù)控 機床上得到使用，并成為了數(shù)控機床的理想進給元件；伴隨機床和自動化設(shè)備的 發(fā)展，對滾珠絲杠副的研究和生產(chǎn)得到推進，50 年代開始在工業(yè)發(fā)達國家出現(xiàn) 眾多滾珠絲杠副廠家，如英國 ROTAX、日本 NSK 等。我國研制用于數(shù)控機床的 滾珠絲杠副起步于 20 世紀 50 年代，1964 年我國自行設(shè)計研制第一套滾珠絲杠 副，自 2009 年國家啟動相關(guān)課題開始，國內(nèi)企業(yè)如漢江機床、山東博特精工等 已經(jīng)取得了許多優(yōu)秀的成果，但目前我國在高性能產(chǎn)品上與世界先進企業(yè)相比仍 有進步空間，在國內(nèi)市場上，中高端滾珠絲杠市場主要由德國和日本企業(yè)占據(jù)， THK、NSK、力士樂等國際企業(yè)可以占據(jù)高端市場 90%的市場份額，而中國大 陸企業(yè)主要活躍在中端市場，約占 30%的市場份額。主要原因為我國企業(yè)規(guī)模 小，起步晚，在產(chǎn)品質(zhì)量上達不到高精度水平。
行星滾柱絲杠：1942 年，瑞典人 Carl Bruno Strandgren 首次申請了循環(huán)式行星 滾柱絲杠專利，1954 年申請了標準式和反向式行星滾柱絲杠專利，1986 年， William J. Roantree 發(fā)明了差動式行星滾柱絲杠，之后 Oliver Saari 發(fā)明了軸承 環(huán)式行星滾柱絲杠。1970 年，瑞士的 Rollvis 公司開始研制行星滾柱絲杠，瑞典 的 SKF 也同時研制行星滾柱絲杠，美國的 Moog、德國的 Ortlieb 和英國的 Power Jacks 等都有各自成熟的行星滾柱絲杠產(chǎn)品；美國的 Exlar 和德國的 Rexroth 都 將行星滾柱絲杠運用到各自的機電作動器中。2022 年日本、歐洲滾柱絲杠企業(yè) 在中國市場占有率高達 90%。根據(jù)觀研報告網(wǎng)數(shù)據(jù)，2022 年我國行星滾柱絲杠 市場供應(yīng)量排名前四的廠家分別是 Rollvis（瑞士）、GSA（瑞士）、Ewellix （瑞典）Rexroth（德國），市占率分別為 27%、26%、13%，12%。由于我國 企業(yè)在該行業(yè)起步晚，競爭實力距離國外工業(yè)發(fā)達國家企業(yè)有較大差距。
3、無框力矩電機：執(zhí)行器驅(qū)動裝置，國產(chǎn)替代空間大
無框電機與伺服電機一樣屬于永磁同步電機，但只有定子及轉(zhuǎn)子部件，沒有伺服 電機外殼、軸、軸承等部件。無框電機結(jié)構(gòu)緊湊、輸出力矩高、堵轉(zhuǎn)情況下仍能 連續(xù)運轉(zhuǎn)，故通常應(yīng)用于機器人、醫(yī)藥、包裝、印刷等領(lǐng)域。無框伺服電機類似 普通伺服電機，但無框力矩電機在設(shè)計端采用更大的直徑長度比、較高的極數(shù)、 更低的轉(zhuǎn)速，使得它相對伺服電機可提供更大的扭矩。
無框力矩電機的壁壘體現(xiàn)在磁路和工藝設(shè)計。電機的轉(zhuǎn)矩密度、功率密度是影響 機器人性能的重要指標，而無框力矩電機要在低壓供電的環(huán)境下輸出較大的功率， 因此在磁路和工藝設(shè)計方面存在一定的技術(shù)能力要求。海外廠商起步較早，工藝 技術(shù)存在先發(fā)優(yōu)勢，例如韓國 TM TECH 轉(zhuǎn)子采用整體充磁磁環(huán)技術(shù)，美國科爾 摩根采用分布式的分數(shù)槽及碳纖維綁扎技術(shù)，德國 TQ Robodrive 采用模塊化定 子和環(huán)氧塑封灌膠技術(shù)。國內(nèi)企業(yè)起步晚，轉(zhuǎn)矩密度和國外高端無框力矩電機相 比存在差距。美國科爾摩根是全球無框力矩電機龍頭，擁有超 70 年的運動控制 研發(fā)經(jīng)驗，電機性能在全球處于第一梯隊。國內(nèi)目前進展較快的公司包括步科股 份、航天電器。相比海外龍頭，國產(chǎn)無框力矩電機輸出扭矩較小，在產(chǎn)品性能方 面仍有差距。
4、空心杯電機：靈巧手驅(qū)動裝置，國內(nèi)廠家有性價比優(yōu)勢
空心杯因特殊的繞組結(jié)構(gòu)而得名，其轉(zhuǎn)子形似杯子，也因其優(yōu)異性能被譽為電機 領(lǐng)域“皇冠上的明珠”。空心杯電機是一種微型伺服電機，通常來講尺寸一般較 小通常不超過 40mm。與傳統(tǒng)電機對比來看，一般的直流有刷電機的轉(zhuǎn)子是固定 在鐵芯上的線圈，而空心杯電機最大的不同在于其電機繞組取消了鐵芯結(jié)構(gòu)設(shè)計， 轉(zhuǎn)子僅由線圈按照一定的排列繞制而成，轉(zhuǎn)子因形似杯子被形象地稱為空心杯電 機。
空心杯電機趨勢：有刷→無刷。有刷電機采用機械換向，隨著電機旋轉(zhuǎn)，電刷沿 著換向器滑動，產(chǎn)生動態(tài)的磁場，但也由于電刷和換向器存在相對滑動，容易損 耗；無刷電機通過驅(qū)動器實現(xiàn)電子換向，因不存在電刷，被稱為“無刷電機”。無刷空心杯電機其定子部分使用空心杯繞組，采用無齒槽鐵芯設(shè)計。該型電機具 有傳統(tǒng)直流無刷電機高轉(zhuǎn)速、長壽命、低噪音的特性，又兼具有刷空心杯電機高 功率密度、高效率的優(yōu)勢。
空心杯電機生產(chǎn)的關(guān)鍵是線圈的生產(chǎn)，因此其核心壁壘主要在于線圈設(shè)計、繞線 工藝以及繞線設(shè)備。空心杯電機的發(fā)展趨勢始終是更小的體積、更快的轉(zhuǎn)速、更 高的功率密度和更高的良率，而這些性能最直接的影響因素在于線圈繞制。導(dǎo)線 的線徑、匝數(shù)、線性等都直接影響電機的各項核心參數(shù)。線圈繞制的核心壁壘直 接體現(xiàn)在線圈設(shè)計，因為不同的繞線類型在自動化率、銅耗等各有差異；另一方 面也體現(xiàn)在繞線設(shè)備和繞線方式上，不同的繞線機械繞制的空心杯槽滿率有所差異，進而導(dǎo)致稀疏有別，直接影響電機損耗、散熱、功率等。而先進的空心杯繞 線工藝和設(shè)計一直被海外廠商掌控，且海外設(shè)備價格昂貴。
空心杯電機發(fā)源于瑞士、德國、日本、歐洲等廠商研制較早，具有性能優(yōu)異的生 產(chǎn)設(shè)備和穩(wěn)定成熟的工藝。空心杯電機市場仍以老牌海外廠商為主，市場份額仍 然集中在頭部廠商，全球龍頭主要是瑞士 maxon、德國 faulhaber 兩家，內(nèi)資 龍頭為鳴志電器，第二梯隊主要有鼎智科技、深圳拓邦、上海埃依琪（非上市）、 北京奕山（非上市）等，產(chǎn)品主要面向國內(nèi)中低端市場。海外廠家空心杯電機品 類齊全，內(nèi)資在同類型產(chǎn)品上具備性價比優(yōu)勢。Faulhaber、maxon 空心杯直徑可小到 3-5mm，內(nèi)資少有 12mm 以下的空心杯 電機。國內(nèi)外空心杯電機制造商在軟實力和硬實力均有一定差距，硬實力的差距 主要集中在電機材料選用、本體設(shè)計和機電控制方案配置，軟實力的差距主要集 中于市場影響力、銷售渠道和客戶資源，海外廠商擁有強大的研發(fā)團隊和廣泛的 國際銷售網(wǎng)絡(luò)、客戶基礎(chǔ)，能夠更好地滿足全球市場的需求，從而品牌聲譽和市 場認可度更高。
5、力矩傳感器：力學感知部件，技術(shù)壁壘高
力矩傳感器可以通過測量機器人的接觸力和壓力，來幫助機器人形成觸覺功能。其中，一維力傳感器和六維力傳感器是力矩傳感器中十分常見的產(chǎn)品。一維力傳 感器常用于機器人的關(guān)節(jié)模組中，而隨著工業(yè)應(yīng)用場景復(fù)雜化，業(yè)內(nèi)對于機器人 感知能力的要求也在不斷增強，六維力傳感器應(yīng)運而生。目前，六維力傳感器被 大量應(yīng)用在協(xié)作機器人末端、航空航天風洞測試、醫(yī)療領(lǐng)域、運動健康領(lǐng)域中， 新興的人形機器人手腕如此靈活也有它的功勞。六維力扭矩傳感器又可以稱為六軸力傳感器、六分力傳感器（六分力天平）和 FT 傳感器。它是在施加力和扭矩過程中同時測量各軸力和扭矩的設(shè)備。通過這 種方式，信號被創(chuàng)建、測量、記錄并用作人機交互中的反饋信號。在當今的機器 人技術(shù)中使用最廣泛的傳感器就是六軸力矩傳感器，做為力覺測試傳感器可以同 時反饋機器人在工作過程中的 3 個軸的力和 3 個繞軸的扭矩實時輸出。最常見 的應(yīng)用是拋光、組裝、研磨、質(zhì)量測試和機器人輔助手術(shù)等。在此類應(yīng)用中，六 維力矩傳感器安裝在機器人和手臂末端工具之間。
根據(jù)傳感元件的不同，六維力矩傳感器主要分為應(yīng)變片式、光學式、壓電/電容 式；目前大部分六維力矩傳感器是基于應(yīng)變式的測量，基于電壓電容和光學原理 的傳感器有一定的理論研究和試驗，下游尚未得到廣泛應(yīng)用。
中國六維力矩傳感器市場近年來入局者逐年增加，單受限于該行業(yè)的高技術(shù)壁壘， 真正具備批量供應(yīng)能力的廠商依然較少，根據(jù) 2022 年國內(nèi)銷量口徑，ATI、坤 維、鑫精誠、宇立位于第一梯隊，各家廠商下游應(yīng)用的側(cè)重有所差異。ATI 作為 全球龍頭，經(jīng)過多年積累，應(yīng)用面相對更廣，宇立在工業(yè)機器人磨拋行業(yè)和汽車 碰撞測試行業(yè)應(yīng)用較多；坤維在協(xié)作機器人、醫(yī)療手術(shù)機器人、醫(yī)療檢測機器人 和康復(fù)機器人領(lǐng)域優(yōu)勢顯著；鑫精誠憑借蘋果供應(yīng)商的身份已經(jīng)將其產(chǎn)品推廣到 3C 領(lǐng)域，同時在機器人和醫(yī)療行業(yè)也有布局。
6、編碼器：速度、角度、位置感知部件，技術(shù)壁壘高
編碼器是測量角度、速度和位置的傳感器。按照技術(shù)原理，可分為磁編碼器、光 編碼器及電感編碼器等等，其中光編碼器適用于高精度、高分辨率的應(yīng)用，磁編 碼器適用于追求環(huán)境耐受性強、小型輕量、高可靠性的應(yīng)用。在編碼器降本和磁 編碼器性能提高的背景下，磁編碼器滲透率逐漸提升。
海外編碼器廠商以日系的多摩川（27.6%）和歐系的海德漢（14.3%）為代表， 憑借幾十年的技術(shù)實力、研發(fā)能力以及長期積累的經(jīng)驗，海外龍頭廠商在全球范 圍內(nèi)享有廣泛的聲譽和市場份額，持續(xù)為市場提供高質(zhì)量和創(chuàng)新性的產(chǎn)品。據(jù) MIR 睿工業(yè)，2022 年我國編碼器市場中多摩川、海德漢、西克和堡盟占據(jù)了 50%以上的市場份額，行業(yè)集中度較高。
1、執(zhí)行器總成：拓普集團、三花智控
（1）拓普集團：設(shè)立機器人事業(yè)部
拓普集團是由八大汽車業(yè)務(wù)+機器人事業(yè)部組成平臺化零部件公司，覆蓋整車核 心零部件及人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈，綁定行業(yè)龍頭實現(xiàn)公司快速發(fā)展：公司汽車業(yè)務(wù) 包括汽車 NVH 減震系統(tǒng)、內(nèi)外飾系統(tǒng)、車身輕量化、智能座艙部件、熱管理系 統(tǒng)、底盤系統(tǒng)、空氣懸架系統(tǒng)、智能駕駛系統(tǒng)八大板塊，全面覆蓋整車關(guān)鍵零部 件，單車最高配套可達到 3 萬元。此外，伴隨機器人業(yè)務(wù)快速發(fā)展，公司近期設(shè) 立機器人事業(yè)部全面切入機器人領(lǐng)域。
公司技術(shù)積淀深厚：公司研發(fā)智能剎車系統(tǒng) IBS 項目多年，在機械、減速機構(gòu)、 電機、電控、軟件等領(lǐng)域形成了深厚的技術(shù)積淀，并且橫向拓展至熱管理系統(tǒng)、 智能轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、空氣懸架系統(tǒng)、座艙舒適系統(tǒng)以及機器人執(zhí)行器等業(yè)務(wù)。機器人 執(zhí)行器是機器人的核心部件，主要包括直線執(zhí)行器和旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器兩類，為模擬人 類各種運動的協(xié)調(diào)性與多自由度靈活性，需要同時滿足輕量化、小型化及低功耗 的技術(shù)指標，機器人執(zhí)行器需要突破很多工程設(shè)計極限，實現(xiàn)各類電機、減速機 構(gòu)、傳感器、編碼器、驅(qū)動器、控制器的優(yōu)化集成及通訊，因此結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù) 非常密集。公司在機器人執(zhí)行器業(yè)務(wù)的核心優(yōu)勢包括：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(gòu)、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 2023 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。機器人需要數(shù)十個運動執(zhí)行器，單機價值約數(shù)萬元人民幣。為抓住機器人業(yè)務(wù)的 發(fā)展機遇，公司決定拆分設(shè)立機器人事業(yè)部，建立獨立管理架構(gòu)，配置優(yōu)秀專業(yè) 團隊，同時整合各項優(yōu)勢資源，從而為該項業(yè)務(wù)的快速發(fā)展創(chuàng)造充分條件。
（2）三花智控：特斯拉核心供應(yīng)商之一，積極布局機器人執(zhí)行器
公司積極布局機器人產(chǎn)業(yè)，重點聚焦仿生機器人機電執(zhí)行器業(yè)務(wù)，機器人主流的 兩種驅(qū)動方式為電機驅(qū)動、液壓驅(qū)動。其中電機驅(qū)動是使用最普遍、最成熟的驅(qū) 動系統(tǒng)，電驅(qū)由于易于維護、低成本、易標準化更加有利于商業(yè)化。現(xiàn)在絕大多 數(shù)的仿生機器人也是采用電機驅(qū)動。因此，公司機電執(zhí)行器的技術(shù)研發(fā)方向是電 機驅(qū)動，通過自身優(yōu)勢，全方面配合客戶產(chǎn)品研發(fā)、試制、調(diào)整，設(shè)計出滿足仿 生機器人需求的機電執(zhí)行器產(chǎn)品。同時，以配合客戶量產(chǎn)為目標，積極籌劃機電 執(zhí)行器海外生產(chǎn)布局。2023 年年 4 月，三花智控和綠的諧波簽署《戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》，在墨西哥工 業(yè)園成立諧波減速器合資公司；母公司三花集團參與了鼎智科技的上市戰(zhàn)略配售；6 月公告發(fā)行 GDR 募集 50 億元，其中有 2 億會用于機器人執(zhí)行電機研發(fā)項目。
2、減速器：綠的諧波、雙環(huán)傳動、中大力德、秦川機床
（1）綠的諧波：國產(chǎn)諧波減速器龍頭企業(yè)
國內(nèi)諧波減速器龍頭，2021 年市占率達 24.7%。經(jīng)過 20 余年的發(fā)展，公司發(fā)展 成為專業(yè)從事精密傳動裝置研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)和銷售的高新技術(shù)企業(yè)，產(chǎn)品包括 諧波減速器及精密零部件、機電一體化產(chǎn)品、智能自動化裝備等，2022 年諧波 減速器及金屬部件收入占比 93%。其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)機器人（下游占比為 81%）、服務(wù)機器人、數(shù)控機床、醫(yī)療器械、半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備、新能源裝備等高 端制造領(lǐng)域。公司在國內(nèi)率先實現(xiàn)了諧波減速器的工業(yè)化生產(chǎn)和規(guī)模化應(yīng)用，打 破了國際品牌在國內(nèi)機器人諧波減速器領(lǐng)域的壟斷，成為國內(nèi)諧波減速器第一大 龍頭。
（2）雙環(huán)傳動：國產(chǎn) RV 減速器龍頭企業(yè)
雙環(huán)傳動自 1980 年成立以來，長期專注于機械傳動齒輪制造，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于 乘用車、商用車、軌道交通、非道路機械以及電動工具、風電、工業(yè)機器人等領(lǐng) 域。2021 年以來，新能源汽車齒輪業(yè)務(wù)快速放量，驅(qū)動營收高速增長。機器人精密減速器主要分為 RV 減速器和諧波減速器兩類。公司前瞻布局 RV 減速器領(lǐng)域，技術(shù)水準與產(chǎn)品性能全國領(lǐng)先，產(chǎn)品譜系不斷完善，當前 RV 減 速器國內(nèi)市占率位居第二，國產(chǎn)第一，近些年公司減速器營收快速增長， 2019-2022 年 CAGR 為 63.8%。特斯拉人形機器人研發(fā)進展持續(xù)超預(yù)期，產(chǎn)業(yè) 化落地值得期待，目前減速器方案尚未落定，預(yù)計新型減速器有望給公司帶來業(yè) 務(wù)機會。
（3）中大力德：減速器品類齊全，積淀深厚
中大力德成立于 2006 年，前身是 1998 年成立的中大電機廠。公司以減速電 機起家，成立以來深耕自動化傳動與驅(qū)動裝置的研發(fā)制造，是國內(nèi)為數(shù)不多的同 時提供精密減速器(包括精密行星減速器，RV 減速器和諧波減速器)、伺服驅(qū)動， 永磁直流電機和交流減速電機的企業(yè)，具備提供機電一體化產(chǎn)品的潛力。公司相繼推出微型無刷直流減速電機、精密行星減速器、滾筒電機、RV 減速器、 諧波減速器、伺服驅(qū)動、永磁直流減速電機等產(chǎn)品。順應(yīng)行業(yè)小型化、集成化、 一體化的發(fā)展趨勢，致力于整合核心零部件系統(tǒng)，圍繞工業(yè)自動化和工業(yè)機器人，形成了減速器+電機+驅(qū)動一體化的產(chǎn)品架構(gòu)，推出“精密行星減速器+伺服電機 +驅(qū)動”一體機、“RV 減速器+伺服電機+驅(qū)動”一體機、“諧波減速器+伺服電 機+驅(qū)動”一體機等模組化產(chǎn)品，實現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級。
（4）秦川機床：老牌減速器企業(yè)，規(guī)格齊全
秦川機床通過承擔國家 863 計劃，攻克了機器人關(guān)節(jié)減速器的核心技術(shù)。目前公 司機器人關(guān)節(jié)減速器已有 5 大系列、23 種規(guī)格、130 種速比，是國內(nèi)規(guī)格最全， 系列最多的工業(yè)機器人關(guān)節(jié)減速器生產(chǎn)制造商，生產(chǎn)的機器人關(guān)節(jié)減速器主要應(yīng) 用于工業(yè)機器人領(lǐng)域。公司聚焦機器人關(guān)節(jié)減速器上量，面向汽車行業(yè)、齒輪傳動行業(yè)、機床行業(yè)等目 標市場，充分發(fā)揮裝備能力優(yōu)勢，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)和市場競爭力的系列產(chǎn) 品，通過新成立的陜西秦川高精傳動科技有限公司在市場拓展、新產(chǎn)品研發(fā)等方 面圍繞戰(zhàn)略客戶需求，加速推進產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化進程；加速諧波減速器研發(fā)與試 制步伐，產(chǎn)品商業(yè)化后與機器人關(guān)節(jié)減速器合力，形成組合，共同突破，以強化 下游客戶合作深度；研發(fā)的 AGV 輪邊減速機噪音控制和牽引重量達到國內(nèi)領(lǐng)先 水平，繼續(xù)依靠齒輪傳動研發(fā)制造經(jīng)驗和精良的裝備優(yōu)勢，對 AGV 減速機進一 步進行型譜開發(fā)，通過“全系配套”，為廣大用戶提供最優(yōu)個性化方案。
3、絲杠：貝斯特、鼎智科技
（1）貝斯特：全面布局直線滾動功能部件
公司通過設(shè)立全資子公司“無錫宇華精機有限公司”全面布局直線滾動功能部件 （產(chǎn)品包括：高精度滾珠/滾柱絲杠副、高精度滾動導(dǎo)軌副等），瞄準高端機床 領(lǐng)域、半導(dǎo)體裝備產(chǎn)業(yè)、自動化產(chǎn)業(yè)、機器人領(lǐng)域等市場進行大力開拓，快速切 入“工業(yè)母機”新賽道。公司布局包括高精度滾珠/滾柱絲杠副、高精度滾動導(dǎo) 軌副等直線滾動功能部件是在原有智能裝備及工裝業(yè)務(wù)的延伸和突破，已具備了 相對成熟的條件或優(yōu)勢：一方面，公司汽車零部件業(yè)務(wù)建立了規(guī)模化、智能化生 產(chǎn)的技術(shù)和管理體系。并且公司利用產(chǎn)業(yè)化驗證平臺，不斷提升滾動功能部件質(zhì) 量、效率。另一方面，公司結(jié)合自身多年深耕智能裝備、工業(yè)自動化集成的豐富 經(jīng)驗，建立了一支專業(yè)技能過硬、行業(yè)經(jīng)驗豐富、創(chuàng)新能力較強的技術(shù)團隊，對 滾動功能部件有豐富的經(jīng)驗和深入的理解。
（2）鼎智科技：定制化精密運動控制解決方案提供商
公司是以微特電機為主要構(gòu)成的定制化精密運動控制解決方案提供商，主要從事 線性執(zhí)行器、混合式步進電機、直流電機、音圈電機及其組件等產(chǎn)品的設(shè)計、研 發(fā)、生產(chǎn)和銷售，公司多項產(chǎn)品在行業(yè)內(nèi)具有較強競爭力，其中：公司線性執(zhí)行 器為行業(yè)領(lǐng)先產(chǎn)品，在邁瑞醫(yī)療、深圳新產(chǎn)業(yè)、美國 IDEXX、美國 Adaptas、韓 國三星等企業(yè)產(chǎn)品中得到應(yīng)用；呼吸機配套音圈電機打破國外壟斷，已在邁瑞醫(yī) 療呼吸機中批量應(yīng)用。公司形成“整機生產(chǎn)為主、關(guān)鍵零部件生產(chǎn)為支撐”的一體化發(fā)展模式，實現(xiàn)了 絲桿、螺母等線性執(zhí)行器核心零部件的自主可控。在絲桿方面，公司獨立設(shè)計 T 型絲桿的牙形及滾壓輪，采用先進滾壓設(shè)備和生產(chǎn)工藝，絲桿精度、光潔度及傳 動效率等性能優(yōu)異；在螺母方面，公司采用自主研發(fā)的材料配方，自主研發(fā)設(shè)計 的模芯牙形及獨特的脫模裝置，與絲桿配合使用背隙可達 0.01mm 以內(nèi)，傳動壽 命可達 500 萬次（150mm 行程往返）以上，具有優(yōu)秀的傳動精度、傳動效率及 壽命。
4、無框力矩電機：步科股份、禾川科技
（1）步科股份：國內(nèi)低壓伺服電機頭部企業(yè)
公司早期以人機界面為主業(yè)，后續(xù)公司將產(chǎn)品逐步拓展到伺服系統(tǒng)、步進系統(tǒng)、 可編程邏輯控制器、變頻器等，且廣泛應(yīng)用于物流設(shè)備、機器人、包裝設(shè)備、食 品設(shè)備、服裝設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、環(huán)保設(shè)備，軌道交通設(shè)備等自動化設(shè)備行業(yè)。長 期以來行業(yè)伺服系統(tǒng)以高壓為主，但近年隨著移動機器人與物流自動化等行業(yè)的 興起，以電池供電的低壓伺服產(chǎn)品成為新的主流需求，步科較早前瞻性地投入緊 湊型精密低壓伺服驅(qū)動技術(shù)的研發(fā)，有效解決了電磁兼容性、散熱效率和連接可 靠性等問題，提高了電機控制效率、系統(tǒng)抗干擾能力和過載能力，實現(xiàn)了更緊湊 的尺寸設(shè)計，為下游物流搬運機器人 AGV、智能分揀線、服務(wù)機器人底盤等領(lǐng) 域客戶提供了滿足其需求的性價比較高的產(chǎn)品，取得了一定的市場優(yōu)勢。
（2）禾川科技：國內(nèi)伺服系統(tǒng)頭部企業(yè)
禾川科技的主要產(chǎn)品包括伺服系統(tǒng)、PLC 等，實現(xiàn)了工業(yè)自動化領(lǐng)域“控制+驅(qū) 動+執(zhí)行傳感+機電一體化”的覆蓋，并在近年沿產(chǎn)業(yè)鏈上下游不斷延伸，涉足上游的工控芯片、傳感器和下游的高端精密數(shù)控機床等領(lǐng)域。其中，伺服系統(tǒng)作為 公司的核心產(chǎn)品，搭載自主研發(fā)的編碼器，在定位精度、速度控制、額定轉(zhuǎn)矩等 核心性能指標上均具有較強的競爭力。公司近年還加大了在工控芯片領(lǐng)域的布局， 自主研發(fā)設(shè)計的驅(qū)動控制一體化 SIP 芯片集成了主控 MCU、存儲、運動控制 算法和工業(yè)實時以太網(wǎng) IP，目前已實現(xiàn)對外銷售。
5、空心杯電機：鳴志電器
鳴志電器：國內(nèi)空心杯電機龍頭
公司主營為控制電機及驅(qū)動系統(tǒng)（步進電機、伺服電機、直流無刷電機、空心杯 電機等），在 HB 混合步進電機領(lǐng)域為國內(nèi)龍頭，率先打破日資壟斷。公司重 視海外市場，先后收購諸多海外相關(guān)企業(yè)，業(yè)務(wù)覆蓋北美、歐洲、東亞及東南亞， 海外營收占比常年超過40%。公司先后收購美國 AMP、美國 LIN、瑞士 T Motion 等全球領(lǐng)先電機及驅(qū)動企業(yè)并將其技術(shù)（吸收整合步進電機、空心杯電機先進技 術(shù)）、市場及客戶（通過并購有效拓展海外市場）內(nèi)化為自身資源，并以客戶需 求為導(dǎo)向?qū)a(chǎn)品品類由單一步進電電機拓展至伺服、無刷、空心杯電機等。23 年 隨太倉工廠全面投產(chǎn)+越南工廠啟用，公司產(chǎn)能得到釋放，有望加速布局半導(dǎo)體、 工控自動化、醫(yī)療生化等高附加值領(lǐng)域，持續(xù)提升盈利水平。公司空心杯電機性 能對標海外，熱處理、響應(yīng)速度最優(yōu)，且價格低于海外競品。
6、力矩傳感器：柯力傳感
柯力傳感成立于 1995 年，作為國內(nèi)應(yīng)變式傳感器的龍頭企業(yè)，公司在夯實硬件 層多物理量傳感器、稱重儀表等核心產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，圍繞物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升 級，構(gòu)建了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)一體化解決方案。公司下游主要覆蓋交通、冶金、工程機 械等衡器客戶，并積極開拓海洋工程、石化、醫(yī)療衛(wèi)生等非衡器領(lǐng)域的新客戶。應(yīng)變式傳感器蓬勃發(fā)展，六維力傳感器有望迎來高速增長期。六維力傳感器作為 維度最高的力覺傳感器，技術(shù)和生產(chǎn)壁壘高；ATI、柯力、坤維等廠商正加快布 局六維力傳感器領(lǐng)域。隨著技術(shù)路線的多元、產(chǎn)品矩陣的完善、產(chǎn)品成本的下降 以及國產(chǎn)化率的提升，六維力傳感器正迎來蓬勃發(fā)展的黃金時期。公司是多年全國第一市場占有率力學傳感器品牌；在國外市場，公司實施差異化 的品牌戰(zhàn)略，擁有較高的知名度，海外營收占比持續(xù)提升。通過“內(nèi)生+外延” 的方式，公司橫縱向拓寬傳感器產(chǎn)品矩陣，橫向參股意普興、馳誠電氣，推進氣 體傳感器、光柵傳感器等產(chǎn)品布局，縱向逐漸進入
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