機械設(shè)備行業(yè)深度報告：空心杯電機-人形機器人的“掌”上明珠

收盤點位52周最高52周最低1397.571606.01343.43 機械設(shè)備滬深3002022-122023-032023-05202研究所研究所分析師:劉卓SAC登記編號:S1340522110001Email:liuzhuo@研究助理:傅昌鑫SAC登記編號:S1340123050006Email:fuchangxin@《北交所專題：待到山花爛漫時—機械設(shè)備公司全梳理》-2023.12.10電機的定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式，采用了無鐵芯定/轉(zhuǎn)子，從本質(zhì)上解決了鐵空心杯電機的核心技術(shù)壁壘在于定子/轉(zhuǎn)子的自支撐繞組技術(shù)型線圈，自動化設(shè)備一次性繞制成型，合格率極高，繞組杯平整度、空心杯電機產(chǎn)品因其優(yōu)異性能，下游應(yīng)用場景場景廣泛，海外廠商Maxon、Faulhaber、Portesc全球人形機器人產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展有望帶動空心杯電機應(yīng)用的廣廠商有望在人形機器人帶動的空心杯電機市場中占據(jù)一席之產(chǎn)品大概率也能夠符合人形機器人的應(yīng)用需求。人形機器人規(guī)?；患邦A(yù)期風(fēng)險；空心杯電機降本不達預(yù)期風(fēng)請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分21人形機器人的“掌”上明珠——空心杯電機 41.1什么是空心杯電機？ 41.2空心杯電機分類：有刷與無刷 51.3空心杯電機價格較貴，核心壁壘在于自支撐繞組技術(shù) 71.4市場份額被海外廠商占據(jù)，供應(yīng)商格局固定 1.5下游應(yīng)用場景廣泛，人形機器人靈巧手打開增量空間 2人形機器人空心杯電機市場空間測算 3空心杯電機相關(guān)標(biāo)的梳理 3.1鳴志電器：空心杯電機核心標(biāo)的，已形成收入 3.2鼎智科技：從醫(yī)療領(lǐng)域向人形機器人領(lǐng)域延申 3.3兆威機電：從微型驅(qū)動向人形機器人領(lǐng)域拓展 3.4雷賽智能：擬推出空心杯電機產(chǎn)品 4風(fēng)險提示 請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分3 4 5 5 6 6 6 7 7 8 9 9 請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分4量大幅降低，從而減少定/轉(zhuǎn)子自身的機械能損耗。由于定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)變化而使電在很多領(lǐng)域代表了電動機的發(fā)展方向。圖表1：空心杯電機產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖資料來源：kegumotor，中郵證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分5圖表2：高速鐵芯電機不同轉(zhuǎn)速下的損耗情況資料來源：《高速永磁電機的損耗計算與溫度場分析》（孔曉光、王鳳翔等中郵證券研究所圖表3：空心杯電機特性資料來源：鳴志電器官網(wǎng)，中郵證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分6其為“有刷空心杯電機”其為“無刷空心杯電機”圈導(dǎo)線直接連接到控制器，通過處理連接板上的霍爾反饋的位置信號完成換向；成轉(zhuǎn)子。無刷空心杯電機的線圈是固定的，永磁鐵作為轉(zhuǎn)子在中間旋轉(zhuǎn)。圖表4：有刷空心杯電機爆炸圖圖表5：無刷空心杯電機爆炸圖資料來源：鳴志電器官網(wǎng)，中郵證券研究所資料來源：鳴志電器官網(wǎng)，中郵證券研究所但其長壽命、高轉(zhuǎn)速、忽略電磁干擾的多項優(yōu)勢也令其圖表6：有刷與無刷空心杯電機性能特點對比有刷空心杯電機無刷空心杯（無齒槽）電機電機壽命受限（2000h）轉(zhuǎn)速受限有火花無鐵損控制簡單長壽命（20000h）高轉(zhuǎn)速電磁干擾可忽略有鐵損需要輔以驅(qū)動控制資料來源：鳴志電器官網(wǎng)，中郵證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分7空心杯電機的整體裝配過程同普通電機類似，其核心技術(shù)壁壘在于定子/轉(zhuǎn)士、日本等均開始在空心杯電機領(lǐng)域投入研發(fā)，繞組工藝得以不斷發(fā)展。和運行性能，決定空心杯電機的質(zhì)量。圖表7：直繞型繞線杯平面連接圖圖表8：直繞型線圈繞制形式資料來源：《空心繞線杯無刷電機繞組設(shè)計技術(shù)》（楊素香、石峰等中郵證券研究所資料來源：《馬鞍形空心杯電機線圈繞制設(shè)備研究》（謝春輝中郵證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分8匝數(shù)要求在繞線模上繞制普通環(huán)形的漆包線元件（如圖中紅線所示在排線芯軸上連成繞組，兩端涂抹適當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)劑并固化成型。這種繞圖表9：斜繞型線圈繞制形式資料來源：《馬鞍形空心杯電機線圈繞制設(shè)備研究》（謝春輝中郵證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分9圖表10：菱形繞組繞線杯平面圖圖表11：菱形繞組線圈繞制形式資料來源：《空心繞線杯無刷電機繞組設(shè)計技術(shù)》（楊素香、石峰等中郵證券研究所資料來源：《馬鞍形空心杯電機線圈繞制設(shè)備研究》（謝春輝中郵證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分10圖表12：繞卷生產(chǎn)與一次成型的對比資料來源：《馬鞍形空心杯電機線圈繞制設(shè)備研究》（謝春輝中郵證券研究所圖表13：瑞士MeteorM21型繞線機（左）和日特機械BAS-01-30（右）設(shè)備圖資料來源：《馬鞍形空心杯電機線圈繞制設(shè)備研究》（謝春輝中郵證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分11動化繞線設(shè)備發(fā)展緩慢，同海外有較大差距。國內(nèi)由于勞動力密圖表14：中特科技全自動雙軸空心杯繞線機圖表15：勤聯(lián)科技雙軸全自動螺旋繞線機資料來源：中特科技官網(wǎng)，中郵證券研究所資料來源：勤聯(lián)科技官網(wǎng)，中郵證券研究所1.4市場份額被海外廠商占據(jù)，供應(yīng)商格局固定請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分12推出了革命性的空心杯轉(zhuǎn)子直流電機escapTM，闖入微型電機行業(yè)，2023年被1.5下游應(yīng)用場景廣泛，人形機器人靈巧手打開增量空間圖表16：空心杯電機下游應(yīng)用場景資料來源：Maxon官網(wǎng)，F(xiàn)aulhaber官網(wǎng)，中郵證券研究所人形機器人手部方案對于空心杯電機的應(yīng)用，打開了產(chǎn)品未來的發(fā)展空間。請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分13心杯電機小尺寸、高功率密度、高響應(yīng)速度、高精度控制的諸多優(yōu)點得以凸顯。在此之前，醫(yī)療行業(yè)的外科手術(shù)機器人上就已應(yīng)用了空心杯電機，而在特斯拉產(chǎn)品規(guī)模化，空心杯電機也將迎來廣泛的應(yīng)用前景和市場需求。2人形機器人空心杯電機市場空間測算參數(shù)上均有一定差距，國內(nèi)產(chǎn)品整體的成熟度仍存圖表17：MaxonDCX系列和鳴志電器DCU系列（有刷空心杯電機）、MaxonECX系列和鳴志電器ECU系列（無刷空心杯電機）部分技術(shù)參數(shù)對比DCX8MDCU08017P06-S002&PG08C-0016DCX10LDCX10SDCU10017P06-S102&PG10C-0016DCX12SDCX14LDCU13020P06-S001機座尺寸（mm）88額定電壓（V）66666666空載轉(zhuǎn)速（rpm）845（空心杯轉(zhuǎn)速16000）863（空心杯轉(zhuǎn)速13000）91107730最大連續(xù)轉(zhuǎn)矩（mNm）0.6376.50.9927.96.19速度/轉(zhuǎn)矩斜率（rpm/mNm）633546482471產(chǎn)品種類電機+減速器電機+減速器價格零售1028/批發(fā)765零售1172/批發(fā)872零售1139/批發(fā)847零售1212/批發(fā)901零售1386/批發(fā)1032583ECXSPEED8M大功率ECXSPEED8M標(biāo)準(zhǔn)型ECXSPEED13L大功率ECXSPEED13LECXSPEED13M大功率ECXSPEED13MECU13038H18-S001ECU13026H18-S001機座尺寸（mm）88額定電壓（V）66空載轉(zhuǎn)速（rpm）3550035400673004190066800457002340025050最大連續(xù)轉(zhuǎn)矩（mNm）1.230.9178.285.165.87產(chǎn)品種類帶霍爾傳感器帶霍爾傳感器帶霍爾傳感器帶霍爾傳感器帶霍爾傳感器帶霍爾傳感器價格零售3169/批發(fā)2016零售2653/批發(fā)1688零售2898/批發(fā)1844零售2630/批發(fā)1673零售2727/批發(fā)1736零售2494/批料來源：Maxon官網(wǎng)，鳴志電器官網(wǎng)，中郵證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分14圖表18：2020-2028E全球空心杯電機市場規(guī)模（億元）02020202120222023E2024E2025E2026E資料來源：觀研報告網(wǎng)，中郵證券研究所在如下假設(shè)：3）假設(shè)用到的空心杯電機產(chǎn)品尺寸大約在10mm上下請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分15圖表19：人形機器人規(guī)?；瘞涌招谋姍C市場空間預(yù)測單臺機器人空心杯電機用量（只）22全球人形機器人出貨量（萬臺）1005001000空心杯電機平均單價（元）1200840588470.4降本幅度30%30%20%市場空間預(yù)測（億元）14.4100.8352.81034.88對比2022年行業(yè)規(guī)模彈性（%）28%198%692%2029%資料來源：中郵證券研究所3.1鳴志電器：空心杯電機核心標(biāo)的，已形成收入調(diào)整自身技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)品優(yōu)化路徑，加之前期共同研圖表20：2020Q4-2023Q3營收、歸母凈利潤及同比圖表21：2020Q4-2023Q3毛利率及凈利率資料來源：Wind，中郵證券研究所資料來源：Wind，中郵證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分163.2鼎智科技：從醫(yī)療領(lǐng)域向人形機器人領(lǐng)域延申術(shù)螺絲刀、關(guān)節(jié)鏡刨刀、整形外科骨鉆/骨鋸以及各類牙醫(yī)設(shè)備中均需要應(yīng)用無圖表22：空心杯電機在醫(yī)療器械領(lǐng)域地運用示例資料來源：Portescap官網(wǎng)，中郵證券研究所短期內(nèi)產(chǎn)品若能夠在性能要求以及作業(yè)環(huán)境相似的醫(yī)療器械領(lǐng)域得到良好那么廠商未來在人形機器人領(lǐng)域的應(yīng)用也能夠獲得一定程度地背書。請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分17另外，公司掌握與空心杯電機配套的行星減速箱核心技術(shù)，自研空心杯電機+減3.3兆威機電：從微型驅(qū)動向人形機器人領(lǐng)域拓展圖表23：兆威機電PD006006空心杯減速電機資料來源：兆威機電官網(wǎng)，中郵證券研究所圖表24：雷賽智能空心杯微型伺服系統(tǒng)亮相德國SPS大展資料來源：雷賽智能官微，中郵證券研究所請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分18驗證，同時即將于近期推出空心杯電機、微型伺服驅(qū)動器等系列產(chǎn)品。InstituteofTechnology）中分拆建立的。4風(fēng)險提示人形機器人規(guī)?；患邦A(yù)期風(fēng)險；請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分19投資評級標(biāo)準(zhǔn)評級說明報告中投資建議的評級標(biāo)準(zhǔn)：報告發(fā)布日后的6個月內(nèi)的相對市場表現(xiàn)，即報告發(fā)布日后的6個月內(nèi)的公司股價（或行業(yè)指數(shù)、可轉(zhuǎn)債價格）的漲跌幅相對同期相關(guān)證券市場基準(zhǔn)指數(shù)的漲跌幅。市場基準(zhǔn)指數(shù)的選取：A股市場以滬深300指數(shù)為基準(zhǔn)；新三板市場以三板成指為基準(zhǔn)；可轉(zhuǎn)債市場以中信標(biāo)普可轉(zhuǎn)債指數(shù)為基準(zhǔn)；香港市場以恒生指數(shù)為基準(zhǔn)；美國市場以標(biāo)普500或納斯達克綜合指數(shù)為基股票評級買入預(yù)期個股相對同期基準(zhǔn)指數(shù)漲幅在20%以上增持預(yù)期個股相對同期基準(zhǔn)指數(shù)漲幅在10%與20%之間預(yù)期個股相對同期基準(zhǔn)指數(shù)漲幅在-10%與10%之間預(yù)期個股相對同期基準(zhǔn)指數(shù)漲幅在-10%以下行業(yè)評級強于大市預(yù)期行業(yè)相對同期基準(zhǔn)指數(shù)漲幅在10%以上預(yù)期行業(yè)相對同期基準(zhǔn)指數(shù)漲幅在-10%與10%之間弱于大市預(yù)期行業(yè)相對同期基準(zhǔn)指數(shù)漲幅在-10%以下可轉(zhuǎn)債評級推薦預(yù)期可轉(zhuǎn)債相對同期基準(zhǔn)指數(shù)漲幅在10%以上謹慎推薦預(yù)期可轉(zhuǎn)債相對同期基準(zhǔn)指數(shù)漲幅在5%與10%之間預(yù)期可轉(zhuǎn)債相對同期基準(zhǔn)指數(shù)漲幅在-5%與5%之間預(yù)期可轉(zhuǎn)債相對同期基準(zhǔn)指數(shù)漲幅在-5%以下撰寫此報告的分析師（一人或多人）承諾本機構(gòu)、本人以及財產(chǎn)利害關(guān)系人與所評價或推薦的證券無利害關(guān)系。本報告所采用的數(shù)據(jù)均來自我們認為可靠的目前已公開的信息，并通過獨立判斷并得出結(jié)論，力求獨立、客觀、公平，報告結(jié)論不受本公司其他部門和人員以及證券發(fā)行人、上市公司、基金公司、證券資產(chǎn)管理公司、特定客戶等利益相關(guān)方的干涉和影響，特此聲明。中郵證券有限責(zé)任公司（以下簡稱“中郵證券”）具備經(jīng)中國證監(jiān)會批準(zhǔn)的開展證券投資咨詢業(yè)務(wù)的資格。本報告信息均來源于公開資料或者我們認為可靠的資料，我們力求但不保證這些信息的準(zhǔn)確性和完整性。報告內(nèi)容僅供參考，報告中的信息或所表達觀點不構(gòu)成所涉證券買賣的出價或詢價，中郵證券不對因使用本報告的內(nèi)容而導(dǎo)致的損失承擔(dān)任何責(zé)任?？蛻舨粦?yīng)以本報告取代其獨立判斷或僅根據(jù)本報告做出決策。中郵證券可發(fā)出其它與本報告所載信息不一致或有不同結(jié)論的報告。報告所載資料、意見及推測僅反映研究人員于發(fā)出本報告當(dāng)日的判斷，可隨時更改且不予通告。中郵證券及其所屬關(guān)聯(lián)機構(gòu)可能會持有報告中提到的公司所發(fā)行的證券頭寸并進行交易，也可能為這些公司提供或者計劃提供投資銀行、財務(wù)顧問或者其他金融產(chǎn)品等相關(guān)服務(wù)?！蹲C券期貨投資者適當(dāng)性管理辦法》于2017年7月1日起正式實施，本報告僅供中郵證券客戶中的專業(yè)投資者使用，若您非中郵證券客戶中的專業(yè)投資者，為控制投資風(fēng)險，請取消接收、訂閱或使用本報告中的任何信息。本公司不會因接收人收到、閱讀或關(guān)注本報告中的內(nèi)容而視其為專業(yè)投資者。本報告版權(quán)歸中郵證券所有，未經(jīng)書面許可，任何機構(gòu)或個人不得存在對本報告以任何形式進行翻版、修