人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈分析

人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈分析產(chǎn)業(yè)進(jìn)展：AI賦能，人形機(jī)器人迭代有望加速特斯拉：更新最新進(jìn)展，展望人形機(jī)器人需求量或達(dá)200億臺特斯拉展示Optimus最新視頻，產(chǎn)品迭代加速。2023年5月16日，特斯拉在2023股東大會上發(fā)布了Optimus人形機(jī)器人最新演示視頻，展示了其在自然行走、電機(jī)扭矩控制、力度控制、環(huán)境識別及記憶等方面的進(jìn)步。馬斯克強(qiáng)調(diào)，現(xiàn)在是推進(jìn)研發(fā)人形機(jī)器人的絕佳機(jī)會，因?yàn)榭梢怨蚕泶罅孔詣玉{駛領(lǐng)域的軟硬件技術(shù)成果，Optimus將使用與該公司電動汽車相同的全自動駕駛系統(tǒng)（FSD）。人形機(jī)器人需求量未來或超百億臺，潛在空間巨大。特斯拉CEO埃隆·馬斯克將人形機(jī)器人視作特斯拉長期價(jià)值的重要來源，20237月6日，2023世界人工智能大會在上海開幕，馬斯克通過視頻形式發(fā)言認(rèn)為，在將來某個(gè)時(shí)刻，機(jī)器人與人類的比例可能超過1:1，這意味著機(jī)器人將比人類多，甚至是多很多。伴隨人形機(jī)器人需求量提升，產(chǎn)業(yè)鏈潛在市場空間巨大。各國人形機(jī)器人陸續(xù)推出，應(yīng)用場景多樣人形機(jī)器人產(chǎn)品陸續(xù)推出，優(yōu)必選商業(yè)化進(jìn)程領(lǐng)先。21世紀(jì)以來，國內(nèi)外機(jī)器人公司陸續(xù)推出各自人形機(jī)器人產(chǎn)品。本田自2000年起，先后發(fā)布三代ASIMO人形機(jī)器人，用于展示公司技術(shù)實(shí)力和進(jìn)行相關(guān)技術(shù)實(shí)驗(yàn)；美國波士頓動力的Atlas是知名度極高的先進(jìn)動力機(jī)器人代表，其前身PETMAN人形機(jī)器人研發(fā)目的是替代人類去測試危險(xiǎn)化學(xué)環(huán)境下的新型防護(hù)設(shè)備的可靠性。Atlas作為研究平臺，造價(jià)高昂，亦非商業(yè)化產(chǎn)品。日本軟銀的Pepper自2014年以來累計(jì)生產(chǎn)2.7萬臺，應(yīng)用于教育、醫(yī)療、生活服務(wù)等場景，已于2020年停產(chǎn)。優(yōu)必選的Walker作為中國首個(gè)商業(yè)化雙足真人尺寸人形機(jī)器人，已在迪拜世博會中國館、沙特NEOM新未來城、中國科學(xué)技術(shù)館等場景應(yīng)用落地。人形機(jī)器人：AI賦能下有望成為最爆款的具身智能AI下一個(gè)浪潮將是“具身智能”，潛在萬億賽道前景廣闊。5月16日，NVIDIA（英偉達(dá)）創(chuàng)始人黃仁勛表示，下一波人工智能浪潮是“具身人工智能（embodiedAI）”。具身人工智能是指有身體并支持物理交互的智能體，能與環(huán)境交互感知，自主規(guī)劃、決策、行動。此前人類依賴手寫代碼來控制機(jī)器人，而進(jìn)入AIGC時(shí)代，GPT等AI大模型有望有效解決這一痛點(diǎn)。目前已有不少研究者嘗試將多模態(tài)的大語言模型作為人類與機(jī)器人溝通的橋梁。2023年3月，谷歌和柏林工業(yè)大學(xué)推出的史上最大的視覺-語言模型：PaLM-E，既可理解圖像，也能理解并生成語言、執(zhí)行各種復(fù)雜的機(jī)器人指令而無需重新訓(xùn)練；2023年4月，微軟研究團(tuán)隊(duì)展示了多個(gè)ChatGPT解決機(jī)器人難題的示例。特斯拉的Optimus、波士頓動力的Atlas和Spot、優(yōu)必選的WalkerX等作為“具身人工智能”的理想載體，有望充分受益“機(jī)器人+AI”趨勢帶來的發(fā)展機(jī)遇。人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈整體梳理工業(yè)機(jī)器人成本拆解：三大核心零部件占比超70%伺服器、減速機(jī)、控制器是工業(yè)機(jī)器人三大核心零部件，成本占比超70%。人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈的上游為基礎(chǔ)原材料以及零部件，中游為機(jī)器人本體和系統(tǒng)集成，下游為不同應(yīng)用場景?！陡呔刃⌒突瘷C(jī)器人關(guān)節(jié)的研究》一文表示，參考工業(yè)機(jī)器人，核心零部件占工業(yè)機(jī)器人成本超70％，其中減速器、伺服系統(tǒng)、控制器分別占比約36％、24％、12％?？紤]到人形機(jī)器人相較于傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人自由度大幅提升，預(yù)計(jì)減速器、電機(jī)成本占比將會更高。特斯拉人形機(jī)器人結(jié)構(gòu)拆解特斯拉Optimus機(jī)器人身高172cm，體重73kg，全身自由度共28個(gè)（不含靈巧手），用電功率靜坐/慢走時(shí)為100/500W；能夠硬拉68公斤，負(fù)重20公斤，擁有媲美人類的手和工作能力，可完成在工廠搬運(yùn)箱、澆水植物、移動金屬棒等復(fù)雜動作。電動和驅(qū)動控制系統(tǒng)方面，Optimus軀干共有28個(gè)執(zhí)行器（不含靈巧手），配備2.3kWh/52V電池組；配有一塊特斯拉SOC芯片。關(guān)節(jié)執(zhí)行器方面，Optimus全身采用六種標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行器，包括20Nm/110Nm/180N三種旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器和500N/3900N/8000N三種線性執(zhí)行器，均具備良好的力和力矩輸出能力。感知決策層面，Optimus配備基于FSD系統(tǒng)的Dojo超算平臺，搭載有8個(gè)特斯拉汽車同款攝像頭，具備強(qiáng)感知能力；搭載與Tesla汽車相同芯片，基于全身各部位傳感器輸入的信號進(jìn)行行動決策和反饋控制。人形機(jī)器人：關(guān)節(jié)驅(qū)動原理機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動主要由伺服系統(tǒng)完成：機(jī)器人“大腦”（運(yùn)算決策系統(tǒng)）發(fā)出指令→“小腦”（控制器）作出具體運(yùn)動控制指令→伺服驅(qū)動器接收指令后驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動。其中執(zhí)行機(jī)構(gòu)由電機(jī)（空心杯電機(jī)/無框力矩電機(jī)）、減速器、末端執(zhí)行器件組成，減速器的作用是將電機(jī)轉(zhuǎn)速降低，帶動末端執(zhí)行器運(yùn)動→末端執(zhí)行器裝有位置傳感器、力矩傳感器等傳感器件，將運(yùn)動信號檢測并反饋至控制器→控制器根據(jù)反饋信號對指令進(jìn)行對比和調(diào)節(jié)。旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)拆解：無框電機(jī)+諧波減速器+傳感器+軸承特斯拉Optimus共有14個(gè)旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器，電機(jī)+減速器成本占比超44%。根據(jù)特斯拉披露的參數(shù)推測，特斯拉Optimus全身預(yù)計(jì)使用14個(gè)旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器，由無框電機(jī)、諧波減速器、力矩傳感器、編碼器、角接觸軸承、交叉滾子軸承構(gòu)成，其中無框電機(jī)、諧波減速器、力矩傳感器占成本比重較大。參考阿里1688網(wǎng)站部分公司的報(bào)價(jià)，國產(chǎn)無框電機(jī)產(chǎn)品單價(jià)在1000-2000元左右，諧波減速器2000-5000元左右，力矩傳感器500元左右。線性關(guān)節(jié)拆解：無框電機(jī)+行星滾柱絲杠+傳感器+軸承特斯拉Optimus全身預(yù)計(jì)使用14個(gè)線性執(zhí)行器，行星滾柱絲杠、反向滾柱絲桿是線性關(guān)節(jié)中價(jià)值量占比較高的零部件。特斯拉人形機(jī)器人線性關(guān)節(jié)由無框電機(jī)、反式滾珠絲杠和行星滾柱絲杠、力矩傳感器、位置傳感器（編碼器）、球軸承和四點(diǎn)接觸球軸承構(gòu)成。根據(jù)特斯拉披露的參數(shù)推測，特斯拉Optimus全身預(yù)計(jì)使用14個(gè)線性執(zhí)行器。線性執(zhí)行器最多可提升一臺九英寸三角鋼琴，提升能力優(yōu)異。行星滾柱絲杠具有高承載能力強(qiáng)、高強(qiáng)度、高精度、壽命長的優(yōu)勢特點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，加工難度高，因而在零部件成本中占比較高。參考阿里1688網(wǎng)站部分公司的報(bào)價(jià)，瑞士ROLLVIS行星滾柱絲杠產(chǎn)品售價(jià)在2萬元/套左右，國產(chǎn)博特精工相關(guān)產(chǎn)品約1900元/套。靈巧手拆解：空心杯電機(jī)+精密行星齒輪箱+螺紋絲杠+編碼器特斯拉Optimus靈巧手主要由空心杯電機(jī)、行星減速器、行星精密齒輪箱、螺紋絲杠和編碼器構(gòu)成。靈巧手采用六電機(jī)布局方式：大拇指采用雙電機(jī)用于驅(qū)動彎曲和側(cè)擺，其余四根手指各安裝一個(gè)電機(jī)用于驅(qū)動動作。因此，Optimus雙手共有12個(gè)執(zhí)行器，算上其他部位，特斯拉機(jī)器人全身執(zhí)行器數(shù)量為40個(gè)。空心杯電機(jī)是靈巧手的核心部件?？招谋姍C(jī)具有尺寸小、功率低、控制性能好、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，是典型的微特電機(jī)?？招谋姍C(jī)能夠滿足人形機(jī)器人靈巧手的設(shè)計(jì)和技術(shù)要求。人形機(jī)器人核心零部件分析核心零部件之一：伺服系統(tǒng)一般包括驅(qū)動器+電機(jī)+編碼器伺服系統(tǒng)是運(yùn)動控制的核心部件，每臺人形機(jī)器人都需要一套伺服系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)主要由伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)和編碼器組成，編碼器通常嵌入伺服電機(jī)。伺服系統(tǒng)工作原理為：伺服驅(qū)動器發(fā)出信號給伺服電機(jī)驅(qū)動其轉(zhuǎn)動，同時(shí)編碼器將伺服電機(jī)的運(yùn)動參數(shù)反饋給伺服驅(qū)動器，伺服驅(qū)動器再對信號進(jìn)行匯總、分析、修正。整個(gè)工作過程通過閉環(huán)方式精確控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置、速度、轉(zhuǎn)矩等輸出變量。伺服系統(tǒng)可通過閉環(huán)方式實(shí)現(xiàn)精確、快速、穩(wěn)定的位置控制、速度控制和轉(zhuǎn)矩控制，主要應(yīng)用于對定位精度和運(yùn)轉(zhuǎn)速度要求較高的工業(yè)自動化控制領(lǐng)域。伺服系統(tǒng)競爭格局：歐美日系占據(jù)高端市場，國產(chǎn)份額持續(xù)提升我國伺服系統(tǒng)市場主要分為歐美、日韓和國產(chǎn)品牌三大陣營，歐美日系品牌長期占據(jù)中高端市場。國內(nèi)市場看，以德國西門子、倫茨、博世力士樂等為代表的歐系品牌產(chǎn)品過載能力強(qiáng)、動態(tài)響應(yīng)、驅(qū)動器開放性好，處于行業(yè)第一梯隊(duì)，但價(jià)格昂貴；以安川、三菱、松下等為代表的日系品牌產(chǎn)品可靠性和穩(wěn)定性強(qiáng)，性價(jià)比更高，最適合國內(nèi)客戶需求；性能接近日系的臺系品牌憑借其低廉的價(jià)格在中低端發(fā)展較快。以匯川技術(shù)、禾川科技、雷賽智能為代表的廠商通過引進(jìn)、消化吸收國際先進(jìn)技術(shù)，產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平不斷提升，已逐漸在國內(nèi)市場中取得一定份額，下一步有望憑借性價(jià)比優(yōu)勢和技術(shù)積累向中高端加速滲透。核心零部件之二：減速器是關(guān)節(jié)傳動的必要零部件機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器的工作原理是利用齒輪傳動的原理，將電機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為機(jī)器人關(guān)節(jié)的低速高扭矩旋轉(zhuǎn)。具體來說，機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器由輸入軸、輸出軸、齒輪組、殼體等部分組成。電機(jī)通過輸入軸帶動齒輪組旋轉(zhuǎn)，齒輪組中的輪逐級傳動，最終帶動輸出軸旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人關(guān)節(jié)的運(yùn)動。精密減速器主要有諧波減速器、RV減速器和精密行星減速器。按照控制精度劃分，減速器可分為一般傳動減速器和精密減速器。一般傳動減速器控制精度低，可滿足機(jī)械設(shè)備基本的動力傳動需求。精密減速器回程間隙小、精度較高、使用壽命長，更加可靠穩(wěn)定，應(yīng)用于機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等高端領(lǐng)域。精密減速器種類較多，包括諧波減速器、RV減速器、精密行星減速器等。核心零部件之三：絲杠導(dǎo)軌廣泛應(yīng)用于機(jī)器人驅(qū)動系統(tǒng)絲杠是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)橹本€運(yùn)動的傳動副零件，在精度、強(qiáng)度和耐磨性等方面具有較高要求。絲杠根據(jù)其摩擦特性可分為滑動絲杠、滾動絲杠和靜壓絲杠。（1）滑動絲杠：采用滑動螺旋傳動。由于滑動螺旋傳動的滑動摩擦阻力大，故其傳動效率低、磨損快使用壽命短，已不能完全滿足現(xiàn)代機(jī)械傳動在高速度、高效率、高精度等方面的發(fā)展要求。（2）滾動絲杠：可分為滾珠絲杠和滾柱絲杠兩大類，滾珠絲杠在螺母與絲杠滾道之間做滾動運(yùn)動，利用傳動摩擦替代滾動摩擦，傳動效率最高可達(dá)98%。滾珠絲杠制造難度大，其制造過程甚至對濕度和溫度都有很高的要求。（3）靜壓絲杠：螺紋齒形超過該規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)螺紋的1.5-2倍，可獲得良好的油封性，提高了裝載能力。但是調(diào)整麻煩，且需要液壓系統(tǒng)，技術(shù)復(fù)雜，成本高。核心零部件之四：軸承軸承是機(jī)械產(chǎn)品中必不可少的重要部件，起支承轉(zhuǎn)動軸的作用。根據(jù)軸承中摩擦性質(zhì)的不同，可將軸承劃分為滾動軸承和滑動軸承，二者最明顯的區(qū)別在于是否有滾動體。角接觸球軸承和交叉滾子軸承是人形機(jī)器人關(guān)節(jié)的常用軸承。角接觸球軸承的主要特點(diǎn)是在其構(gòu)造中使用了球形滾動物來支撐軸承的旋轉(zhuǎn)，并且球和內(nèi)外圈之間的接觸點(diǎn)是角接觸點(diǎn)。角接觸球軸承可同時(shí)承受徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷，能在較高的轉(zhuǎn)速下工作，使用優(yōu)質(zhì)鋼制成，具有壽命長、靜音等特點(diǎn)。核心零部件之五：傳感器，人形機(jī)器人不可或缺的感知器官傳感器是一種檢測裝置，能夠感受被測量的信息并將其轉(zhuǎn)化成可用的信息輸出。傳感器之于機(jī)器人相當(dāng)于人類各感知器官，機(jī)器人通過各類傳感器識別外部信息，并作出判斷和下一步動作。傳感器按檢測對象可劃分為內(nèi)部傳感器和外部傳感器。內(nèi)部傳感器用以感知機(jī)器人的內(nèi)部狀態(tài)，包括位置傳感器、速度傳感器、力傳感器和平衡傳感器。外部傳感器用于測量機(jī)器人外部環(huán)境及狀態(tài)，包括視覺傳感器、觸覺傳感器、聽覺傳感器、嗅覺傳感器和味覺傳感器。投資分析匯川技術(shù)：國內(nèi)工控龍頭公司共有五大塊業(yè)務(wù)，通用自動化業(yè)務(wù)收入占比約50%。整體情況：公司共有五大業(yè)務(wù)板塊，通用自動化/新能源車電驅(qū)&電源系統(tǒng)/電梯/工業(yè)機(jī)器人/軌道交通占比分別50%/22%/22%/2%/2%。通用自動化：公司是國內(nèi)工控龍頭，產(chǎn)品涵蓋通用變頻器、通用伺服系統(tǒng)、電液伺服系統(tǒng)、PLC&HMI、CNC、高性能電機(jī)、氣動等和解決方案。在近兩年經(jīng)濟(jì)疲軟、通用自動化需求承壓的環(huán)境下，公司把握結(jié)構(gòu)性機(jī)會，憑借交付能力和解決方案優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)較快增長。2022年公司通用自動化業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)收入114.65億元，同比增長27.64%，其中通用變頻器/通用伺服系統(tǒng)/PLC&HMI/電液系統(tǒng)收入為43.29/49.89/13.13/4.50億元，2022年通用伺服系統(tǒng)在中國市場份額約21.5%，位居第一，PLC大量切入高端應(yīng)用領(lǐng)域，訂單增速超80%。綠的諧波：國內(nèi)諧波減速器龍頭公司主要業(yè)務(wù)為諧波減速器，收入占比超93%。諧波減速器：公司自2003年起主攻諧波減速器，經(jīng)過10年技術(shù)積累2013年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品上市銷售且快速放量，打破國外壟斷，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，當(dāng)前已處于國內(nèi)龍頭地位，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、高檔數(shù)控機(jī)床、航空航天、醫(yī)療器械及新能源設(shè)備等領(lǐng)域。公司諧波減速器產(chǎn)品性能和穩(wěn)定性不弱于國外品牌，具備更高產(chǎn)品性價(jià)比/更優(yōu)現(xiàn)場服務(wù)能力/更短交貨周期/更快售后響應(yīng)速度等優(yōu)勢，積累了一大批工業(yè)機(jī)器人行業(yè)的優(yōu)質(zhì)龍頭客戶，市占率持續(xù)提升。2022年公司諧波減速器實(shí)現(xiàn)收入4.16億元，同比增長-0.19%，占公司總收入的93.43%。恒立液壓：國內(nèi)液壓件龍頭企業(yè)，布局滾珠絲桿業(yè)務(wù)公司主要業(yè)務(wù)為液壓油缸與液壓泵閥，總收入占比接近90%。公司主要生產(chǎn)液壓元件及液壓系統(tǒng)，從液壓油缸制造逐步發(fā)展成為涵蓋高壓油缸、高壓柱塞泵、液壓多路閥、工業(yè)閥、液壓系統(tǒng)、液壓測試臺及高精密液壓鑄件等產(chǎn)品研發(fā)和制造企業(yè)，公司下游應(yīng)用領(lǐng)域主要為工程機(jī)械，下游客戶包括美國卡特彼勒、日本神鋼、日立建機(jī)、三一、徐工、柳工等知名主機(jī)廠。2022年公司液壓油缸/液壓泵閥/液壓系統(tǒng)/配件及鑄件分別實(shí)現(xiàn)營收45.84/27.55/2.53/5.74億元，同比變動-11.61%/-14.86%/+29.12%/-15.20%，占公司總收入的56.14%/33.73%/3.10%/7.03%。人形機(jī)器人行業(yè)分析1.TeslaBot研發(fā)進(jìn)展TeslaBot多次國內(nèi)亮相2023年3月24日，特斯拉人形機(jī)器人Optimus攜全新ModelXPlaid在昆山城東特斯拉中心巡展亮相。據(jù)工作人員介紹，Optimus與特斯拉汽車“技術(shù)同源”，全身擁有28個(gè)自由度，手部有11個(gè)自由度，會利用動作捕捉學(xué)習(xí)人類，已經(jīng)可以行走、上樓梯、下蹲、拿取物體等動作。2023年7月6日世界人工智能大會在上海舉辦，特斯拉Optimus再度參展亮相。規(guī)劃中，Optimus將會替代人類完成重復(fù)性、繁瑣性勞動，使得人類可以從事更多創(chuàng)造性工作。TeslaBot研發(fā)進(jìn)展2021年8月特斯拉AIDay：馬斯克宣布人形機(jī)器人擎天柱（TeslaBot）概念設(shè)計(jì)。2022年9月特斯拉AIDay：Optimus原型機(jī)發(fā)布，該機(jī)器人重73公斤、高1.72米，可行走、揮手、搖擺等動作，能夠搬運(yùn)貨物、給植物澆水以及移動金屬棒。馬斯克預(yù)計(jì)，Optimus將于3-5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)上市，數(shù)量會達(dá)到百萬級，成本為2萬美元。2023年3月特斯拉InvestorDay：Optimus外觀有改善，還掌握了抓取小物品，生產(chǎn)維修機(jī)器人的能力。2023年5月特斯拉股東大會：Optimus學(xué)會了像人一樣結(jié)隊(duì)緩慢前行，并且可以執(zhí)行更復(fù)雜的任務(wù)。在電機(jī)扭矩控制、力度控制、環(huán)境探索和記憶有了新進(jìn)展，還可根據(jù)人類動作范例訓(xùn)練AI、實(shí)現(xiàn)端到端控制。2.從SDV到SDR，市場空間潛力巨大從SDV到SDR，有望復(fù)制電動車路徑人型機(jī)器人進(jìn)入技術(shù)拐點(diǎn)，有望復(fù)制電動車路徑。從技術(shù)發(fā)展路徑來看，軟件系統(tǒng)尤其自動駕駛和通用AI的快速發(fā)展正在重塑行業(yè)重心從硬件定義的傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人或協(xié)作機(jī)器人向軟件定義的通用人形機(jī)器人轉(zhuǎn)移，即軟件定義機(jī)器人（Software-definerobot，SDR）。隨著下游領(lǐng)域快速拓展，技術(shù)拐點(diǎn)降至，行業(yè)正在轉(zhuǎn)入量產(chǎn)階段，在技術(shù)進(jìn)步和規(guī)模化效應(yīng)下成本阻礙將快速打破，有望復(fù)制電動汽車“軟件定義汽車”（Software-define-vehicle，SDV）的發(fā)展路徑，拉動全產(chǎn)業(yè)鏈加速發(fā)展。市場空間潛力巨大人型機(jī)器人技術(shù)發(fā)展迅速，未來市場潛力很高。人形機(jī)器人的靈活性和環(huán)境適應(yīng)能力高，不需要特別改造環(huán)境，且使用壽命和殘值比其他機(jī)器人更高。隨著成本的降低，通用性帶來的規(guī)?；当拘?yīng)，可應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，從長期來看市場空間廣闊。馬斯克稱人形機(jī)器人將會是今后特斯拉的長期價(jià)值來源。他認(rèn)為如果人形機(jī)器人和人的比例在2比1，那人們對人型機(jī)器人的需求量可能是100億至200億個(gè)，遠(yuǎn)超電動車的數(shù)量。弗若斯特沙利文預(yù)測，到2026年全球人形機(jī)器人市場規(guī)模將達(dá)到80億美元。麥肯錫稱到2030年，全球?qū)⒂卸噙_(dá)8億人的可能被自動化機(jī)器人取代。艾瑞咨詢則稱2021年中國智能機(jī)器人市場規(guī)模突破250億，2025年接近千億，CAGR約40%。3.Optimus結(jié)構(gòu)拆解–“軟件定義機(jī)器人”軟件能力拓展機(jī)器人功能邊界。傳統(tǒng)意義上工業(yè)機(jī)器人或服務(wù)機(jī)器人以硬件決定功能，輔以軟件優(yōu)化體驗(yàn)，對于人性機(jī)器人，過去幾十年探索也主要以硬件性能優(yōu)化、機(jī)械結(jié)構(gòu)小型化為主要方向，隨著近年來AI崛起，尤其是以谷歌Transformer模型廣泛應(yīng)用以來，AI應(yīng)用開始席卷語言、視覺、自動駕駛等領(lǐng)域，賦予了人形機(jī)器人更大的想象空間，大模型AI作為人形機(jī)器人的靈魂，有望拓展人形機(jī)器人通用屬性，使機(jī)器人從工具品類向生產(chǎn)力本身轉(zhuǎn)型，為其盡快轉(zhuǎn)入量產(chǎn)拐點(diǎn)提供可能。Optimus結(jié)構(gòu)拆解–對比人體Optimus由軟件和硬件部分組成。（1）硬件部分包括驅(qū)動裝置、控制裝置和傳感器。以具體功能看主要包括負(fù)責(zé)中央計(jì)算的計(jì)算核心和負(fù)責(zé)運(yùn)動執(zhí)行的關(guān)節(jié)系統(tǒng)（線性關(guān)節(jié)、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和手部關(guān)節(jié)）（2）軟件部分包括用于交互和控制的通用性AI以及源自于自動駕駛定位的FSD系統(tǒng)。4.零部件產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂砹悴考a(chǎn)業(yè)鏈：伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)由伺服電機(jī)、伺服驅(qū)動器、編碼器共同構(gòu)成。伺服驅(qū)動器將輸入控制量轉(zhuǎn)化為電信號，驅(qū)動電機(jī)運(yùn)動并根據(jù)反饋信息進(jìn)行調(diào)節(jié)。伺服電機(jī)是執(zhí)行器。編碼器通常嵌入于伺服電機(jī)，用于測量運(yùn)動參數(shù)和實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。零部件產(chǎn)業(yè)鏈：電機(jī)電機(jī)主要有無框力矩電機(jī)和空心杯電機(jī)。無框電機(jī)由轉(zhuǎn)子和定子組成，可直接固定在機(jī)械設(shè)備上，具有節(jié)能環(huán)保、高精度和免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，且無框力矩電機(jī)適用于體積小、質(zhì)量輕、慣量低、功率高的應(yīng)用場合。空心杯電機(jī)分為有刷和無刷，無刷因轉(zhuǎn)速更高、壽命更長適合應(yīng)用在人形機(jī)器人手部。零部件產(chǎn)業(yè)鏈：空心杯電機(jī)有刷空心杯電機(jī)轉(zhuǎn)采用的是無鐵芯轉(zhuǎn)子，這種結(jié)構(gòu)徹底消除了由于鐵芯形成渦流而造成的電能損耗。無刷空心杯電機(jī)其定子部分使用空心杯繞組，采用無齒槽鐵芯設(shè)計(jì)，具有傳統(tǒng)直流無刷電機(jī)高轉(zhuǎn)速、長壽命、低噪音的特性，又兼具有刷空心杯電機(jī)高功率密度、高效率的優(yōu)勢。零部件產(chǎn)業(yè)鏈：海外品牌占據(jù)高端市場海外品牌占據(jù)高端市場，國內(nèi)產(chǎn)商有望受益。特斯拉軀干關(guān)節(jié)大概率會選擇無框力矩電機(jī)，手部選擇空心杯電機(jī)。目前無框力矩電機(jī)的代表是美國科爾摩根，國內(nèi)是步科股份，無刷空心杯電機(jī)海外以MAXON為主，國內(nèi)鳴志電器、江蘇雷利、鼎智科技、恒帥股份具備相應(yīng)技術(shù)。據(jù)NTCysd預(yù)測，至2028年全球空心杯電機(jī)市場規(guī)模為11.9億美元。復(fù)合增速8.47%。零部件產(chǎn)業(yè)鏈：減速器人型機(jī)器人使用的減速器主要為諧波減速器與RV（行星）減速器。精密減速器是機(jī)器人等高端設(shè)備所需的傳動裝置，具有更高控制精度，可匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩。諧波減速器通過彈性變形波傳遞動力，具有高精度、小體積和重量等特點(diǎn)。RV減速器由漸開線圓柱齒輪行星減速機(jī)構(gòu)和擺線針輪行星減速機(jī)構(gòu)組成，具有良好的負(fù)載能力和剛度。零部件產(chǎn)業(yè)鏈：諧波減速器諧波減速器結(jié)構(gòu)：諧波減速器主要由帶有內(nèi)齒圈的剛性齒輪（剛輪）、帶有外齒圈的柔性齒輪（柔輪）、波發(fā)生器三個(gè)基本構(gòu)件組成。工作原理：柔輪彈性變形呈橢圓狀，長軸處齒輪與剛輪完全嚙合，短軸處不接觸。波發(fā)生器轉(zhuǎn)動時(shí)，柔輪產(chǎn)生錯(cuò)齒運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動傳遞。零部件產(chǎn)業(yè)鏈：RV（行星）減速器RV減速器結(jié)構(gòu)：RV減速器由第一級漸開線圓柱齒輪行星減速結(jié)構(gòu)和第二級擺線針輪行星減速結(jié)構(gòu)兩部分組成。工作原理：通過2級變速實(shí)現(xiàn)減速功能。優(yōu)點(diǎn)：負(fù)載能力、剛度、抗疲勞度較好。零部件產(chǎn)業(yè)鏈：減速器預(yù)計(jì)TeslaBot旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)主要采用諧波，手部采用精密減速器，RV減速器有概率在下半身替代諧波。RV減速器因抗沖擊能力強(qiáng)于諧波以及成本低，有望用在機(jī)器人下半身4個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)上。諧波減速器全球龍頭為哈默納科，國內(nèi)綠的諧波、來福諧波、同川精密有技術(shù)儲備，RV減速機(jī)全球龍頭是賽威傳動等，國內(nèi)企業(yè)有中大力德、雙環(huán)傳動等有技術(shù)儲備。零部件產(chǎn)業(yè)鏈：絲杠絲杠分為滑動絲杠、滾動絲杠，滾動絲杠有滾珠絲杠、滾柱絲杠兩種。絲杠是一種精度很高的零件，它能精確地確定工作臺坐標(biāo)位置，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動，面且還要傳遞一定的動力，所以在精度、強(qiáng)度及耐磨性等方面都有很高的要求。零部件產(chǎn)業(yè)鏈：滾珠絲杠預(yù)計(jì)人型機(jī)器人在下半身關(guān)節(jié)采用行星滾柱，上半身采用滾珠絲杠。滾珠絲杠應(yīng)用于直線關(guān)節(jié)，可以轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和直線運(yùn)動，既是傳動原件也是轉(zhuǎn)化元件。滾珠絲桿是由絲桿軸和螺母組成，而其中螺母又是由鋼球、預(yù)壓片、反向器、防塵器等組成，具有摩擦損失小、傳動效率高、精度高、軸向剛度高、不能自鎖、具有傳動的可逆性等優(yōu)點(diǎn)。零部件產(chǎn)業(yè)鏈：滾柱絲杠滾柱絲杠市場規(guī)模穩(wěn)定增長。據(jù)persistencemarketresearch，2022年全球滾柱絲杠市場規(guī)模為2.85億美元，預(yù)計(jì)2023年市場規(guī)模將達(dá)3.03億美元。受益于汽車行業(yè)需求及工業(yè)自動化需求，預(yù)計(jì)2023-2033年中國滾柱絲杠市場規(guī)模年復(fù)合增長率預(yù)計(jì)將達(dá)到6.5%，高于全球復(fù)合增速5.8%。中國目前的主要參與企業(yè)包括秦川機(jī)床和鼎智科技。零部件產(chǎn)業(yè)鏈：控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)是機(jī)器人的神經(jīng)系統(tǒng)，用于控制驅(qū)動系統(tǒng)完成對應(yīng)運(yùn)動。在機(jī)器人中，控制系統(tǒng)根據(jù)指令及傳感信息，向驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)出指令，控制其完成規(guī)定的運(yùn)動?？刂葡到y(tǒng)主要由控制器（硬件）和控制算法（軟件）組成。目前控制系統(tǒng)主要參與者包分為本體廠商（大型機(jī)器人廠商自主研發(fā)和控制器）和專業(yè)控制器廠商。零部件產(chǎn)業(yè)鏈：傳感器人形機(jī)器人用傳感器主要有視覺、力控、位置（編碼器）。視覺傳感器在頭部，力控、編碼器傳感器用在全身各個(gè)關(guān)節(jié)。根據(jù)檢測對象的不同又分為內(nèi)部和外部傳感器，內(nèi)部和外部傳感器共同組成了機(jī)器人的感知。根據(jù)YOLE數(shù)據(jù)，2015-2021年無人機(jī)及機(jī)器人傳感器市場從3.51億美元增長至7.09億美元，復(fù)合增長率高達(dá)12.4%，其中光學(xué)傳感器占比達(dá)74%。零部件產(chǎn)業(yè)鏈：視覺傳感器目前視覺傳感器主要有3D傳感器和毫米波雷達(dá)兩種。3D傳感器目前主要有結(jié)構(gòu)光法、ToF法和多目（雙目）立體視覺法。3D視覺感知市場正處于規(guī)模快速增長期。全球3D視覺感知市場規(guī)模在2022年為