机器人中期策略：定点行情继续，关注新技术方案迭代

manipulationfigure-helix-Genie Operator-1GraspVLA资料来源：国金证券研究所 3- （1）特斯拉、figure目前产品定义主要用于工厂、物流场景；（2）国内的人形产品定义较为多样化，优必选、银河通用主要定义在2b，智元、宇树产品矩阵2b、2c兼具。2b2B资料来源：国金证券研究所 4 25H2（1）灵巧手：手是上肢协作能力最核心硬件，目前手的迭代也是本体所有部件中最快的，微型丝杠、触觉传感、高密度电机是未来发展方向，分别能提高手的有效负载、感知和速（2）大模型：机器人协作大模型是目前产业核心方向，目前的训练包括具体场景的遥操训练用以积累具体场景数据，垂直数据和能力的缺乏是目前核心卡点。（3）垂直方向的突破是H2最大看点：巡检、康养、物流、工业产线是目前最快的垂直场景。资料来源：国金证券研究所 1度。 5 figure资料来源：国金证券研究所 12 6 定点行情将持续8 1、机器人研发迭代周期远快于电车：电车研发周期之前是3-5年，目前最快可达18-24个月。人形本体硬件简单，迭代周期3个月。2、海外本体总体快于国内：5月开始，特斯拉下单量开始增大，达到2000台规模，有望成为全球步入小批量最早的本体公司。预计海外龙二figure也将在下半年进入小批量。国内智元、宇树、优必选等步入垂直商业场景的训练阶段，我们预计，商业化的小批量将在今年下半年至明年上半年启动。3、从供应链角度看，人形配套要经历demo、实验室定型、小批量、大批量四个阶段，小批量阶段才是市场认知的定点阶段，供应链围绕定点的竞争将在25H2开始步入落地阶段，门票行情将持续，去伪存真分化开启。资料来源：国金证券研究所实验室demo实验室定型产品小批量（量产定点）产品大批量 9 H2HDT+++=peekpeek资料来源：国金证券研究所 10Peek 25H22b2c2b2c资料来源：国金证券研究所 11 技术迭代加速12 以特斯拉Optimus为例，人形机器人核心产业链包括感知层，旋转关节、线性关节和灵巧手，其中线性和旋转关节又分为丝杠、编码器、减速器、微型电机、无框力矩电机和热管理等核心零部件。从产业链壁垒看，机器人灵巧手>关节>行星滚柱丝杠>六维力矩传感器>谐波减速器>空心杯电机>无框电机。灵巧手、关节、丝杠等赛道是人形机器人产业链的核心优质赛道。从竞争格局看，国产供应链具备较强的创新及降本能力，有望对人形机器人的量产及降本做出巨大贡献，预计未来随着人形机器人市场的爆发，国内厂商市场份额有望进一步提升，实现跨越式发展。来源：国金证券研究所感知层等旋转关节线性关节灵巧手 13 涉及多学科交叉，灵巧手具备较高壁垒。灵巧手涉及仿生结构、驱动、传动、感知、复合/智能材料、建模与控制等多方面综合能力把控。综合性能上，灵巧手的难点在于高灵巧性高自由度与低驱动数低重量小体积之间的权衡；商业化落地上，存在性能和成本之间取得合理平衡的困难。根据特斯拉公开信息，GEN3灵巧手相比于GEN2的主要变化在于：（1）手部增加了自由度，从11提升到22个；（2）驱动器装载在了手腕部位。若远指关节和近指关节耦合，则需要17个主动自由度，若不耦合则最多需要22个主动自由度。来源：特斯拉发布会、马斯克采访、国金证券研究所 来源：各公司官网，国金证券研究所当前美国在 机器人 灵巧手技术上处于 领先地 位，特别是在人工 智能、传感器融合以及仿 生技术 领域有自由度角度 看，海 外特斯拉、S h a d o w H a n d、S CHUN K和ILD A已 经将DOF自由度做到20个以上，国内青龙灵 巧手自 由度做到1 9个，处于国内较为领抓 握 力 角 度，海 外 的Q Bhand和 国内的 星动纪元较为领先，抓握 力分别达到62N和80N。 显著优势。先地位。 由于人形机器人带来行业研发灵巧手丝杠研发热潮，预计后续更多的公司将研发完成手部的滚珠丝杠和行星滚柱丝杠。公司名称相关产品及进度国家地区Scha effler子公司GSA、Rollvis(收购)、Ewellix（收购）深耕于行星滚柱丝杠领域,是行星滚柱丝杠全球大型供应商，其部分团队原隶属于SKF，在行星滚柱丝杠领域有较强实力，瑞士GSA也是全球产品系列最全、规格型号最多的厂家欧洲斯凯孚SKF全球第二大行星滚柱丝杠生产商，其针对普通领域与高精技术场合分别推出了SR/BR/TR/PR系列标准式行星滚柱丝杠及SV/BV/PV系列循环式滚柱丝杠瑞典穆格Moog旗下核心产品包括伺服驱动器、滚珠丝杠、反向滚珠丝杠等，其有超过30年的行星滚柱丝杠定制历史美国致力于反向式行星滚柱丝杠电动缸的研发，并提供电机转子与行星滚柱丝杠机电一体式的智能驱动产品美国博特精工公司主要产品有包含行星滚柱丝杠在内的多种机械传动用轴类产品，广泛用于电解铝行业、数控机床等行业，其研制的BT-GZXS行星滚柱丝杠具有长时间承受重载的能力，目前已投入市场使用中国山东思科瑞传动全球极少数拥有设计、制造全系列行星滚柱丝杠的企业，目前设计多种产品已投入石化、军事等领域使用中国常州来源：中国设备工程，各公司官网，Wind，国金证券研究所地区公司名称国内仲孚机械恒立液压五洲新春新剑传动斯菱股份双林股份北特科技鼎智科技 相关产品与进度具有非标直径、非标导程、行星滚柱丝杠的描绘与出产才能,并成功研制出了高精细行星滚柱丝杠KGG已经研发出手指行星滚柱丝杠部分设备已到，已建设相关技术团队，在研滚柱丝杠贝斯特公司生产的滚珠丝杠副、直线导轨副等产品已应用于国内知名机床商部分型号的机床上，得到了市场的高度认可；自主研发的行星滚柱丝杠已于2023年顺利出样公司将发展灵巧手、旋转执行器和线性执行器上面的滚柱丝杠产品。24H1已经实现小批量产品销售。已经研发出关节和灵巧手微分行星滚柱丝杠规划建设行星滚柱丝杠产品产线，投入资金1.17亿元已完成人形机器人滚柱丝杠研发立项，样件制作和设备投资在按计划推进开发行星滚柱丝杠零部件并送样，搭建了产线，但尚未获得订单已经完成行星滚柱丝杠多条生产线的搭建，已经开始试产 丝杠核心加工流程中，单位价值量最高的设备是热处理和高精度磨床。机器人丝杠总体流程类似于行星滚珠丝杠，要经过热处理、车、铣、磨或冷锻等流程，中间涉及的设备包含圆锯机、热处理设备、车床或滚丝机、铣床、磨床（外螺纹磨床、内螺纹磨床、端面磨床、外圆磨床等）、检测仪等。来源：《滚珠丝杠关键制造工艺优化及精度控制方法研究》，《行星滚柱丝杠滚柱冷滚压成形机理与实验研究》，东佑达公众号等，国金证券研究所 17 丝杠是机器人木桶短板，亟待高效率和高精度国产滚柱丝杠磨床出现。目前T型丝杠、滚珠丝磨床基本已能国产替代，但高精度数控螺纹磨床仍依赖进口，主要厂家有日本三井、日本精尚、德国克林贝格、瑞士莱斯豪尔等。目前震裕科技、绿的谐波已经通过自制内螺纹磨床实现高精度丝杠样品制作，但仍未实现高良率和高传动效率。来源：公司公告，机器人大讲堂公众号，国金证券研究所 轻量化+耐磨、耐腐蚀等性能优秀，PEEK材料有望以塑代钢，PEEK材料已经从垄断阶段过渡到全面发展阶段。PEEK材料属于特种工程塑料，具备耐热、阻燃、耐磨、耐腐蚀等优势。PEEK材料具备耐热、阻燃、耐磨、耐腐蚀等优势。与工程塑料相比，PEEK材料兼具刚性和韧性；与金属材料相比，PEEK材料比强度大的同时，自身重量较轻，符合下游汽车领域轻量化趋势，有望实现以塑代钢。来源：中研股份招股说明书，国金证券研究所 与其他工程塑料比，PEEK材料综合性能更好。PEEK材料表现优异，在刚性表现优秀的情况下，兼具韧性，机械性能表现优秀，是全球性能最好的热塑性材料之一。与金属材料相比，PEEK材料性能更全面更优秀，有望实现以塑代钢。从比强度、介电常数、耐化学性方面看，PEEK材料性能全面优于钢、铝合金。且PEEK材料比强度大，可以在满足强度要求的前提下，大幅度减轻材料自身重量，符合轻量化要求，未来有望实现以塑代钢。来源：中研股份招股说明书，国金证券研究所PEEK PEEK材料的主要壁垒集中于生产工艺、验证周期两方面。生产工艺：生产工艺难，且需要一致性高、结晶性能高，并达到合适的熔指和黏度平衡。1）生产工艺：壁垒在于在长时间高温下的聚合反应中，材料不能发生过度的降解和交联。2）一致性：每釜之间需要保持相同且精准的控制。3）熔指和黏度：这两个指标呈反向关系，需要保持合适的平衡。4）结晶性：结晶速率越高，结晶度越高，材料的机械性能、耐磨性、耐腐蚀性更好。验证周期：产能爬坡需要7年左右，下游客户认证开发周期需要3-5年。来源：中研股份招股说明书，国金证券研究所 龙一占六成市场份额，2016年起国产初步突破，中研股份和鹏孚隆合计市占率约11%。核心点在成本和专利：如果peek价格下降至20万/吨以内，市场需求将井喷；专利上看，缩聚反应、改性、催化剂等核心专利布局完善的公司，有望迎来突破。来源：沙利文咨询，中研股份招股说明书，国金证券研究所2027PEEK2021PEEK 目前谐波减速器、行星减速器以及新型减速器存在技术路线问题。特斯拉人形机器人主流路线是谐波减速器方案，由于承载力需求提升，研发新型减速器或者行星减速器具备必要性。国产人形机器人大都采用行星减速器为主，谐波减速器为辅。使用谐波减速器方案需用到力矩传感器做力控，结构和成本更加复杂，多级行星结构相对简单、但精度相对较低。从产品和成本差异度看，谐波减速器赛道好于行星减速器，谐波减速器未来规模经济和成本迭代空间大于行星。来源：科峰智能招股书，国金证券研究所主要指标精密行星减速器谐波减速器*新型结构减速器优点高刚性、高扭矩、结构简单传动比大、体积小高效率、抗冲击能力强、体积小缺点减速比小效率较低、抗冲击能力弱、结构复杂体积较大，精度较低传动效率>95%>70%-传动精度(")≤180≤60-传动比3-51230-160-设计寿命(h)>20,000>8,000-扭转刚度(N·m/arcmin)10-3701.34-54.09-额定输出转矩(N·m)40-12006.6-921-噪音(db)≤65≤60-温升(°C)≤30≤40- 全球谐波减速器市场较为集中，日本哈默纳科、日本新宝等企业技术水平处于行业领先地位。国际领先的谐波减速器传动精度在30"以内，使用寿命在1万小时左右。根据新思界产业研究中心发布的调研报告，2021年哈默纳科全球市场占有率约82%，绿的谐波占比约7%，其他厂商占比约11%。来源：科峰智能招股书，昊志机电官网，国金证券研究所2021202182%7%11%哈默纳科绿的谐波其他38%26%8%7%6%4%11% 哈默纳科绿的谐波来福日本新宝同川科技大族传动其他 特斯拉第一代人形机器人包含28个活动关节，包含3种类型的旋转执行器和3种类型的线性执行器。旋转执行器主要位于肩部和盆骨，关节需要大范围地旋转；而线性执行器放置在膝盖肘部和脚踝，关节只需要1-2个自由度并经历有限的扭转。特性旋转执行器应用部位肩部和骨盆运动类型大范围旋转设计目的适应人体运动方式，关节灵活性空间利用根据关节位置而定力量输出根据关节设计而定自锁机制无能耗能耗较高控制精度和灵活性精度略低技术实现容易制造成本和复杂性较低缺点与线性执行器相反优点与线性执行器相反图片来源：因时机器人，国金证券研究所 线性执行器膝盖、肘部和脚踝直线运动，一个或两个自由度强调实用性、效率，适用于体力劳动横向放置，有效利用空间，更长更强大的执行器巨大，能够举起重物通过螺杆传动机构优化设计实现自锁低功耗，稳定且节能纤细手腕设计，减少干扰，提高控制精度和灵活性反向行星滚柱丝杠较难高，但有潜力成为主流解决方案动态特性差、减速比较高导致输出速度偏低、带宽偏低、不利于高动态运动、关节透明度不佳导致需要额外的力传感器、成本较高精度保持性好、刚度好、易实现传动的零背隙性、耐冲击能力强、脉冲性强、能量效率高，适