核心观点与关键数据
- 政策支持力度加大:全球主要国家及地区均出台政策支持机器人行业发展,中国从国家到地方层面均有明确规划,涵盖人形机器人、工业机器人、服务及特种机器人等领域,资金支持增速迅猛。
- 行业三大卡点:软件数据积累不足、VLA模型层出场景软硬件+应用、硬件路线尚未定型,散热、成本等问题相互制约。
- 人形机器人优势:应用场景众多,国际竞争的战略高地,资金支持增速更陡,零件数量、研发费用、建厂费用门槛更低。
大脑和小脑的分工
- 大脑(感知-规划):负责人机交互工作,统筹完成任务的接收、理解、决策与规划全流程,大模型具体落地核心环节,实现任务接收、需求理解、行动决策,以及对任务的规划与步骤分解。
- 小脑(决策-控制):负责把任务转化为动作,控制运动包括状态分析、全身运动控制、轨迹优化等环节,动作规划明确任务执行的路径与操作规划,运控算法则具体把控手部伸展、抓取位置、关节控制等运动执行细节。
大脑:算法大模型、算力、数据
- 主要厂商:特斯拉、英伟达、OpenAI、谷歌等厂商在算法大模型、算力、数据方面处于领先地位。
- 谷歌Gemini Robotics模型创新点:运动迁移机制、动作与多层次内部自然语言推理过程交错进行、具身推理方面建立新的最先进水平。
- 数据积累不足:机器人模型的数据集规模远小于其他模型类别,亟需解决数据问题。
- 解决数据问题的办法:模型端提升模型效率,训练端利用仿真训练、模拟训练创造数据,利用互联网人类操作视频等。
小脑:小脑模型、IMU、MCU编码器、执行器末端的传感器
- IMU:中低端的IMU已实现国产替代,高端的仍以海外厂商为主,主要难点是提升精度。
- 编码器:主要指标是精度和寿命,国内厂商在编码器领域技术不断进步。
- 力/力矩传感器:国内一维力/力矩价格相对较低,六维力/力矩传感器价格仍较高,高端产品主要依靠进口。
- 触觉传感器:我国亟需实现国产工业级阵列式触觉传感器替代进口,目前高端触觉传感器产品主要依靠进口,且价格昂贵。
视觉传感器:机器人的眼睛
- 3D方案:飞行时间法(TOF)、激光三角测量、结构光等。
- 2D方案:2D多目视觉、RGB相机等。
- 主要厂商:索尼、英飞凌等。
灵巧手:最灵活的、最难的、最有变化的零部件
- 常见传动方式:腱绳传动、连杆传动、齿轮传动等。
- 特斯拉第三代灵巧手:采用腱绳传动方案,电机置于前臂,手部有22个自由度,手腕和前臂有3个自由度。
执行器:机器人的四肢
- 执行器构成:无框力矩电机+减速器or丝杠+传感器+编码器。
- 旋转执行器:特斯拉Optimus机器人通过14个线性执行器与14个旋转执行器协同工作,实现了全身运动的精准控制。
电机:机器人一般用无框直流无刷电机
- 伺服电机:交流永磁同步伺服电机(PMSM)凭借其高功率密度、高效率和优异的调速性能,已成为当前市场的主流选择。
- 无框力矩电机:高扭矩密度、高精度与快速响应,无外壳设计可直接嵌入关节与负载耦合。
- 空心杯电机:重量轻、转动惯量小,功率密度与节能性突出,响应迅速且噪声低。
减速器:谐波更适合轻量化,摆线针轮适合高负载
- 谐波减速器:体积小、重量轻,高负载场景受限,抗冲击性,国内厂商技术不断进步,成本优势明显。
- 行星减速器:各方面居中,传动效率高,传动比范围大,工作平稳。
- RV减速器:承载力大、体积大、重量重,适用于工业机器人、机床、医疗检测设备、航空航天以及国防武器装备等领域。
丝杠:价值量高
- 滚柱丝杠:更适合人形机器人,承载能力与寿命优异,速度与加速度性能更优。
- 滚珠丝杠:摩擦极低、传动效率极高,微动与小角度运动平顺性好,适合手部轻载、灵敏动作。
轻量化
- 发展方向:机器人轻量化是未来迭代的大方向,核心优势为更持久、更灵活、更耐用。
- 材料优势:PEEK、PPS等特种工程塑料在轻量化材料中优势显著,密度低、比强度比高。
三花智控:热管理领军者,打造机器人业务为新的业绩增长极
- 业务结构:制冷业务占比63.88%,汽零业务占比36.12%,积极布局仿生机器人机电执行器等战略新兴业务。
- 研发投入:研发投入持续增长,拥有六大研发中心,累计国内外专利授权4387项。
- 机器人业务:已成立专门的机器人事业部,海外生产基地正在建设中。
拓普集团:聚焦汽车零部件,多元化布局机器人赛道
- 业务结构:内饰功能件(33.76%)、底盘系统(28.66%)、减震器(15.77%)、汽车电子(8.31%)、热管理系统(7.58%)、其他业务(5.86%)。
- 研发投入:研发投入持续增长,2025年前三季度已达10.8464亿元。
- 机器人业务:成立电驱事业部切入具身智能机器人领域,拟投资50亿元人民币建设机器人核心部件生产基地。
恒立液压:跨界布局机器人核心部件
- 业务结构:液压油缸(50.70%)、液压泵阀(38.16%)、油缸配件(7.28%)、液压系统(3.16%)、其他业务(0.69%)。
- 研发投入:研发投入持续加码,2025年前三季度投入5.50亿元。
- 机器人业务:子公司江苏恒立精密工业有限公司致力于专业研发、设计、生产和销售电动缸、精密导轨和滚珠丝杠,推进“电动化”战略。
浙江荣泰:布局机器人传动与热防护赛道
- 业务结构:云母制品及其他产品占比高达99.92%。
- 研发投入:研发投入稳步增长,2025年前三季度投入0.47亿元。
- 机器人业务:聚焦人形机器人核心材料基石,以云母复合材与精密合金为核心,契合热防护与传动可靠性核心需求。
北特科技:汽车零部件专精特新,发力机器人高精度丝杠
- 业务结构:汽车底盘分部(64%)、汽车空调压缩机类(28%)、铝合金轻量化业务(8%)。
- 研发投入:研发投入保持增长趋势,2025年前三季度投入0.78亿元。
- 机器人业务:重点开发高精度丝杠系列产品,布局行星滚柱丝杠及梯形丝杠,探索低空飞行器新场景。
恒勃股份:以PEEK材料布局机器人轻量化
- 业务结构:汽车进气系统及配件(60.23%)、摩托车进气系统及配件(34.60%)、通用机械进气系统及配件(3%)。
- 研发投入:研发力度持续强化,2025年前三季度投入0.45亿元。
- 机器人业务:切入人形机器人轻量化赛道,布局PEEK运动型功能件,重视其通用性。
恒辉安防:防护手套领军者,拓展机器人防护与传动新场景
- 业务结构:功能性安全防护手套(95.45%)、超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料(4%)、普通安全防护手套以及其他防护用品(1%)。
- 研发投入:研发投入稳步增长,2025年前三季度投入0.43亿元。
- 机器人业务:聚焦人形机器人外覆防护与核心部件领域,围绕超高分子量聚乙烯纤维开发系列产品及一体化解决方案。
东方电热:聚焦机器人热管理系统开发和电子皮肤代工业务
- 业绩表现:2022-2023年营收与净利润双双高增,2024年起营收持续下滑、净利润大幅回落,2025年前三季度同比降幅仍处高位。
- 机器人业务:与上海织识智能科技有限公司签署战略合作协议,就座椅压力感知、机器人电子皮肤市场联合开发及委托加工达成意向,机器人热管理系统研发顺利。
风险提示
- 国内需求增长不及预期。
- 海外拓展可能不及预期。
- 汇率波动风险。
- 核心零部件成本上涨及供应风险。
- 技术落地与商业化不及预期。