机械设备行业专题研究：寻找机器人的“先导智能”，电机绕线设备

寻找机器人的“先导智能”，电机绕线设备 增持（维持） 机器人产业正从0-1突破迈向1-N量产，核心电机需求迎来爆发式增长。据GGII预测，2030年全球人形机器人市场规模将达642.22亿元，中国市场占254.04亿元。空心杯电机是机器人灵巧手驱动的理想选择，无框力矩电机则是机器人关节核心执行部件，二者均为机器人核心动力元件，其市场需求随机器人产业发展持续攀升。QYResearch数据显示，2031年空心杯电机全球市场有望至24.19亿美元，2032年无框力矩电机全球市场将达14.16亿美元；机器人作为人工智能的终极物理载体，其商业化进程正在加速，一台机器人所需的电机数量几十个，机器人量产将会对上游电机形成巨大且持续的需求。 电机生产核心难点在于绕组成型、精密装配和检测，绕组成型壁垒最高。机器人量产爆发带动核心电机需求，然而高精密高性能的电机生产并非易事，高精密电机的生产难点主要聚焦于绕组成型、精密装配和检测几大环节，尤其是绕组成型，绕组是否平整/精度是否够高直接决定了电机的槽满率、良率、稳定性和一致性，工艺和绕线设备都具备较强技术壁垒，当前高端设备仍然是海外如瑞士领先，国内仍在快速追赶中。相比较而言，自动化精密装配设备和检测设备国内已有相关厂商布局，但其核心壁垒不如绕组环节。因此，掌握核心工艺、具备快速响应和定制化开发能力的设备厂商，将构筑深厚的护城河，有望获得超越行业平均的利润增长。 作者 分析师张一鸣执业证书编号：S0680522070009邮箱：zhangyiming@gszq.com 分析师何鲁丽执业证书编号：S0680523070003邮箱：heluli3652@gszq.com 相关研究 需求端爆发叠加供给端瓶颈，电机生产设备供应商有望率先受益。电机设备企业作为机器人产业的“卖铲人”，坐拥独特的卡位优势，市场发展空间十分广阔。这类企业不直接参与机器人整机市场的激烈竞争，却能深度绑定产业发展，充分享受机器人量产带来的全行业增长红利。随着2026年人形机器人量产元年到来，核心电机设备的资本开支有望持续上行，行业景气度将不断提升。经测算，2026-2030年电机设备新增市场规模将实现跨越式增长，从7亿元快速攀升至135亿元，期间年新增产线数与新增市场规模均呈大幅增长的良好态势。 1、《机械设备：26年GTC大会前瞻：物理agent》2026-03-152、《机械设备：机器人下一个方向：执行器GaN驱动》2025-11-293、《机械设备：MIM在机器人领域的应用前瞻》2025-11-05 投资建议：建议关注国内电机绕线设备稀缺标的田中精机（300461.SZ）等，浙江田中精机承接日本田中精机（1933年创立）近百年绕线机技术积淀，掌握绕线核心原理与工艺精髓，具备深厚技术护城河。 风险提示：机器人量产进度不及预期，产业链国产化进度不达预期，测算误差风险。 内容目录 机器人量产在即，“卖铲人”凭借卡位独特率先受益...........................................................................................3风险提示...........................................................................................................................................................7 图表目录 图表1：全球&中国人形机器人市场规模...........................................................................................................3图表2：无框力矩电机全球市场规模预测（亿美元）........................................................................................3图表3：空心杯电机全球市场规模预测（亿美元）...........................................................................................3图表4：空心杯电机.........................................................................................................................................4图表5：无框力矩电机.....................................................................................................................................4图表6：扁线槽满率高于圆线...........................................................................................................................4图表7：不同形式的绕组..................................................................................................................................4图表8：全自动多轴绕线机..............................................................................................................................5图表9：空心线圈绕线机..................................................................................................................................5图表10：日本日特一体型铁芯（外绕）相关设备.............................................................................................5图表11：Meteor MMS系列.............................................................................................................................5图表12：商飞科技机器人旋转关节测功机.......................................................................................................6图表13：商飞科技机器人整腿测功机..............................................................................................................6图表14：电机设备每年新增市场空间测算.......................................................................................................6 机器人量产在即，“卖铲人”凭借卡位独特率先受益 机器人实现从0-1的突破并迈向1-N的量产，核心电机需求将迎来爆发。宇树G1和Vbot搭载Openclaw打通了AI到物理agnet的核心枢纽，机器人将实现从1-n的量产突破，据GGII预测，2030年全球人形机器人规模将达到642.22亿元，其中中国市场规模达到254.04亿元，2026年或有可能成为人形机器人量产爆发的元年。市场对高性能、高精度、小型化电机的需求将迎来爆发式增长，据QYResearch预测，2031年空心杯电机全球市场有望达到24.19亿美元，无框力矩电机2032年全球市场有望达到14.16亿美元，我们认为人形机器人产业快速发展有望带动核心电机市场需求。 资料来源：GGII，国盛证券研究所 资料来源：QYResearch，国盛证券研究所 资料来源：QYResearch，国盛证券研究所 不同的特性和技术细节决定了核心电机具备技术壁垒的生产设备主要聚焦在绕组成型、精密装配和检测几大环节。空心杯电机和无框力矩电机的制造工艺复杂，存在显著的技术瓶颈：无框力矩电机的壁垒在于大直径、薄型、多槽定子的高槽满率绕制与高装配精度，凭借高扭矩密度、低速大扭矩等特性，可完美集成于机器人关节内部，实现关节轻量化、高精度与高动态响应，是机器人关节的核心执行部件；空心杯电机因其体积小响应快等特性，是机器人灵巧手驱动的理想方案，其核心是无铁芯、自支撑薄壁绕组，其性能与良率由绕线设备决定，是行业公认的“卡脖子”环节。 资料来源：Maxon官网，国盛证券研究所 绕组成型是高端电机国产化的关键突破口之一，关键在于工艺和绕组设备。1）对于无框力矩电机而言：槽满率正成为制约高性能无框力矩电机量产、影响机器人关节整体性能与可靠性的关键瓶颈，无框力矩电机通常采用细线径、多匝数的设计，且定子槽形往往为非标准几何形状。在追求高填充的同时，绕线过程极易受到张力波动、层间错位、绝缘层厚度等因素干扰，除了在工艺和设计上追求更精密以外，采用自动绕嵌设备也较为重要。2）对于空心杯电机而言，绕线工艺是其核心技术壁垒之一，线圈的绕制过程直接影响电机的体积、转速、功率密度和良率等性能；目前空心杯的绕线方式分为卷线绕线和一次性成型，后者的效率高精度高。 资料来源：宋文杰等《绕组形式对空心杯电机功率的影响》，国盛证券研究所 资料来源：电机控制系统设计，国盛证券研究所 绕线设备领先企业多分布在海外如Meteor等，国内企业发展起步较晚但追赶速度较快。满槽率和不同形态的绕组以及不同的绕线方式对于绕线设备的要求不同，目前全球高端绕线装备领域的领先企业主要分布于欧洲、美国及日本，典型代表包括瑞士Meteor、日本田中精机、日本日特机械等。海外头部厂商已实现绕线设备的自动化和智能化，设备稳定性优异、生产效率处于行业前列。国内绕线机行业整体起步相对较晚，技术积累与海外先进水平存在一定差距，自动化水平仍有提升空间。目前国内线圈加工工艺多以卷绕式路线为主，工艺流程相对复杂；尽管部分国产设备已具备一次成型绕制能力，但在大功率电机粗线径线圈的加工场景下，设备可靠性与绕制精度与国际一流水准相比仍存在明显短板。国内主要绕线机供应商包括田中精机、中特科技等企业。 资料来源：田中精机招股说明书，国盛证券研究所 资料来源：田中精机招股说明书，国盛证券研究所 资料来源：日本日特官网，国盛证券研究所 资料来源：Meteor官网，国盛证券研究所 精密装配和检测环节同样决定着电机的性能，但其两者核心壁垒不如绕线。精密装配自动化产线领域，据博研咨询调研，2024年全自动电机装配线的市场占比达到64.2%，市场参与者众多，且头部企业集中度进一步提升；机器人领域也已有企业凭借在汽车电子、消费电子等领域的自动化经验，切入机器人产线领域，具备一定优势。检测设备属于“小而美”的细分市场，技术门槛高；需要模拟机器人复杂工况，对扭矩、转速、位置、电流等信号进行高频同步采集和分析；国