在科技發(fā)展的浪潮中，人形機(jī)器人正從科幻走向現(xiàn)實(shí)，迎來大規(guī)模量產(chǎn)的前夕。這一劃時(shí)代的技術(shù)變革，蘊(yùn)含著巨大的投資機(jī)遇，尤其在人形機(jī)器人的核心環(huán)節(jié)，如絲杠、諧波減速器、電機(jī)、靈巧手等關(guān)鍵零部件領(lǐng)域，相關(guān)上市公司正蓄勢(shì)待發(fā)，有望在產(chǎn)業(yè)鏈爆發(fā)中占據(jù)重要地位。
一、絲杠——直線運(yùn)動(dòng)的核心精密部件
絲杠作為人形機(jī)器人直線運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其精度、承載能力和使用壽命對(duì)機(jī)器人的性能起著關(guān)鍵作用。其中，行星滾柱絲杠因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能優(yōu)勢(shì)，成為人形機(jī)器人的核心部件之一。以特斯拉人形機(jī)器人為例，全身共配備14個(gè)線性執(zhí)行器，若按照百萬臺(tái)量產(chǎn)規(guī)模計(jì)算，絲杠的市場(chǎng)規(guī)模將高達(dá)140億元。
絲杠的生產(chǎn)技術(shù)壁壘較高，主要體現(xiàn)在材料、工藝和設(shè)備三個(gè)方面。國內(nèi)廠商與海外同行的差距明顯，但部分企業(yè)已開始奮起直追。上市公司布局情況：
浙江榮泰：通過收購上海狄茲精密布局行星滾柱絲杠。
雙林股份：已經(jīng)成功開發(fā)出人形機(jī)器人用上肢和下肢直線運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)模組中反向式行星滾柱絲杠產(chǎn)品，并已經(jīng)于 2024 年底建立了年產(chǎn) 12000 套行星滾柱絲杠產(chǎn)品的試制產(chǎn)線。當(dāng)前已經(jīng)對(duì)接國內(nèi)兩家頭部新勢(shì)力車企就人形機(jī)器人用反向式行星滾柱絲杠項(xiàng)目進(jìn)行開發(fā)。
北特科技：規(guī)劃用地約140畝，建設(shè)行星滾柱絲杠研發(fā)生產(chǎn)基地項(xiàng)目；目前產(chǎn)品包含行星滾柱絲杠、滾珠絲杠和梯形絲杠。
五洲新春：與中鼎股份針對(duì)人形機(jī)器人部件總成產(chǎn)品展開多維度的全方位的戰(zhàn)略合作；與杭州新劍共同挖掘在行星滾柱絲杠、微型滾珠絲杠等零部件產(chǎn)品和智能汽車用絲杠產(chǎn)品領(lǐng)域合作的創(chuàng)新機(jī)會(huì)。
資料來源：浙商證券
二、諧波減速器——輕負(fù)載部位的關(guān)鍵傳動(dòng)部件
諧波減速器以其體積小、質(zhì)量小、傳動(dòng)比大、運(yùn)動(dòng)精度高等優(yōu)點(diǎn)，在人形機(jī)器人的小臂、腕部、手部等輕負(fù)載部位得到廣泛應(yīng)用。特斯拉人形機(jī)器人全身共有14個(gè)旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器，百萬臺(tái)量產(chǎn)規(guī)模下諧波減速器的市場(chǎng)空間約為140億元。
諧波減速器的性能主要受齒形設(shè)計(jì)、柔輪材料、工藝流程等因素影響。國內(nèi)廠商與海外廠商在這些方面存在一定差距，但包括美湖股份、隆盛科技、綠的諧波、中鼎股份等在內(nèi)的企業(yè)已在諧波減速器領(lǐng)域積極布局，通過投資并購、產(chǎn)能擴(kuò)張等方式提升競(jìng)爭(zhēng)力。
上市公司布局情況：
美湖股份：投資7億元建設(shè)諧波減速器產(chǎn)線，年產(chǎn)能10萬套。
隆盛科技：2025年3月啟動(dòng)對(duì)無錫蔚瀚智能科技有限公司的投資并購，后續(xù)蔚瀚智能將成為公司控股子公司；目前，公司人形機(jī)器人主要產(chǎn)品包括靈巧手、諧波減速器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)部件等。
綠的諧波：新增新一代諧波減速器 100 萬臺(tái)、機(jī)電一體化產(chǎn)品 20 萬臺(tái)的年產(chǎn)能，產(chǎn)能分三年釋放。
三、電機(jī)——機(jī)器人的動(dòng)力源泉
電機(jī)在人形機(jī)器人中扮演著至關(guān)重要的角色，其中無框力矩電機(jī)（旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)）和空心杯電機(jī)（靈巧手）應(yīng)用較為廣泛。無框力矩電機(jī)具有體積小、功率高、低轉(zhuǎn)速輸出大扭矩等特點(diǎn)，是特斯拉 Optimus 人形機(jī)器人的關(guān)節(jié)執(zhí)行器的核心動(dòng)力來源，單臺(tái) Optimus 需 28 個(gè)；而空心杯電機(jī)因其節(jié)能特性、靈敏的控制特性和穩(wěn)定運(yùn)行特性，成為靈巧手驅(qū)動(dòng)裝置的首選單臺(tái)需34個(gè)。
浙商證券測(cè)算，在百萬級(jí)機(jī)器人量產(chǎn)規(guī)模下，無框力矩電機(jī)和空心杯電機(jī)的市場(chǎng)規(guī)模分別可達(dá)280億元和204億元。包括步科股份、偉創(chuàng)電氣、禾川科技等上市公司在無框力矩電機(jī)領(lǐng)域積極研發(fā)和布局，鳴志電器、鼎智科技、兆威機(jī)電等企業(yè)則在空心杯電機(jī)領(lǐng)域積極布局。
布局無框力矩電機(jī)上市公司：
步科股份：公司推出了適用于機(jī)器人的多種產(chǎn)品，如協(xié)作機(jī)器人專用無框力矩電機(jī)等，在人形機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和直線關(guān)節(jié)等部位有應(yīng)用潛力，但具體的大規(guī)模成熟應(yīng)用案例可能還在不斷發(fā)展和積累中。
偉創(chuàng)電氣：公司是一家從事工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的高新技術(shù)企業(yè)，預(yù)計(jì)投入12,00萬元研發(fā)無框力矩電機(jī)，產(chǎn)品綜合性能對(duì)標(biāo)科爾摩根，在機(jī)器人等行業(yè)中得到應(yīng)用。
禾川科技：2024年5月發(fā)布的hu-mdb系列無框力矩電機(jī)，具有低溫升、高效率、高性能特點(diǎn)，且進(jìn)行了輕量化、緊湊化設(shè)計(jì)，可滿足人形機(jī)器人所需各關(guān)節(jié)空間。
雷賽智能：2023 年底成功研發(fā)出高密度無框力矩電機(jī)等核心產(chǎn)品，具有高功率密度、高精度、高可靠性等特點(diǎn)，適用于對(duì)電機(jī)性能要求較高的人形機(jī)器人等應(yīng)用場(chǎng)景。
資料來源：浙商證券國內(nèi)廠商如因時(shí)科技、宇樹科技、智元機(jī)器人、兆威機(jī)電等已推出多自由度仿生手。
布局空心杯電機(jī)上市公司：
兆威機(jī)電：轉(zhuǎn)矩直流電機(jī)、無刷空心杯電機(jī)、8mm永磁步進(jìn)電機(jī)均已形成系列產(chǎn)品，正開展4mm直徑無刷空心杯電機(jī)攻關(guān)，以突破國外技術(shù)壁壘。
鼎智科技：公司的空心杯電機(jī)處于小批量送樣和產(chǎn)品研發(fā)階段，公司與母公司江蘇雷利合作開發(fā)空心杯電機(jī)自動(dòng)繞線設(shè)備，在大批量生產(chǎn)階段具備較大的產(chǎn)能彈性。
四、靈巧手——任務(wù)執(zhí)行的“神經(jīng)末梢”
靈巧手是執(zhí)行精細(xì)操作的關(guān)鍵，核心組成部分為驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)和感知三大系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為靈巧手提供動(dòng)力和扭矩，相比于傳統(tǒng)直流電機(jī)，無鐵芯的空心杯電機(jī)體積小、響應(yīng)速度快、精度高，是靈巧手驅(qū)動(dòng)裝置首選。
傳動(dòng)系統(tǒng)將驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力傳遞到末端執(zhí)行器，傳動(dòng)方案以以連桿、腱繩為主。腱繩傳動(dòng)模擬人手的肌腱結(jié)構(gòu)，線繩傳動(dòng)使得大型的驅(qū)動(dòng)器遠(yuǎn)離了執(zhí)行機(jī)構(gòu)，減輕了末端的負(fù)載和慣
量，提升了抓取的速度。
感知系統(tǒng)負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)靈巧手的狀態(tài)。感知系統(tǒng)大致分為內(nèi)部和外部?jī)深?，?nèi)部主要包括力及力矩傳感器于捕捉關(guān)節(jié)的位置信息和轉(zhuǎn)動(dòng)角度等數(shù)據(jù)；外部傳感器包括觸覺傳感器等，用于探測(cè)物體和靈巧手之間的相對(duì)位置等多方面信息。
東吳證券認(rèn)為，目前靈巧手各方案均有優(yōu)劣。其中，腱繩方案最類人，且因?yàn)閮H有5-6個(gè)主動(dòng)自由度，成本相對(duì)較低，但腱繩方案的問題在于蠕變和壽命問題，且腱繩方案在算法層面難以解耦；目前全直驅(qū)靈巧手性能最佳，且自由度很高，但因?yàn)槿繛橹鲃?dòng)自由度，需要20多個(gè)電機(jī)模組，短期降本較難，難以產(chǎn)業(yè)化；連桿方案搭配絲杠能夠相對(duì)兼顧性能和價(jià)格。未來靈巧手方案也不會(huì)是唯一方案，針對(duì)不同場(chǎng)景方案應(yīng)有差異。
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