机械设备行业深度-寻找人形机器人的确定性-旋转关节投资机遇拆解_26页_1mb

人形机器人产业链投资机遇分析总结

核心内容

人形机器人作为工业自动化的重要分支，其发展将带动整个产业链的快速增长。关节模组、电机、减速器和传感器是人形机器人最关键的四大核心零部件，其中旋转关节因其高价值量和高确定性，成为投资优先关注的方向。

主要观点

• 关节定义权在主机厂：人形机器人厂商掌握关节的自由度设计、关节方案设计和布局位置设计的“定义权”，决定了关节模组的性能和选型。
• “自主设计、外包生产”模式：主机厂负责产品设计和AI研发，零部件供应商则负责制造，这种分工模式有助于实现规模效应和专业化。
• 旋转关节为主流方案：目前主流使用刚性和准直驱关节，弹性关节因控制复杂和成本高，产业化较少。
• 大扭矩是核心指标：关节电机需具备高扭矩、低惯量、低质量等特性，无框力矩电机和轴向电机成为重点。
• 减速器选择多样：谐波减速器适用于高精度、小空间场景，行星减速器适用于高效率、低成本场景，两者将共同搭配使用。
• 力/力矩传感器的重要性：柔顺控制需要力信号，六维力传感器和关节扭矩传感器是主流方案，但成本较高，电流环方案则更具成本优势。
• 投资建议：重点关注关节模组总成、轴向电机、减速器、六维力传感器等环节，其中行星减速器和六维力传感器市场潜力较大。

关键信息

1. 旋转关节方案

• 高价值量和高确定性：旋转关节是人形机器人的核心部件，其设计和选型直接影响整机性能。
• 方案分类：
  • 刚性驱动器：采用大减速比减速器，扭矩和精度高，但成本高、耐冲击性差。
  • 准直驱驱动器：采用低减速比减速器，与电流环控制兼容，成本低，但扭矩和精度有限。
  • 弹性驱动器：引入弹性元件，实现柔顺控制，但结构复杂、成本高，产业化受限。

2. 电机技术

• 无框力矩电机：当前主流选择，具备低速大力矩、体积小、结构紧凑等优点，但存在散热和成本问题。
• 轴向电机：扭矩密度比径向电机高30%，适合高效率、高功率密度场景，技术尚在发展中，但部分企业已开始布局。

3. 减速器技术

• 谐波减速器：适用于高精度、小空间、大扭矩场景，但成本高、寿命短。
• 行星减速器：结构简单、成本低、效率高，适合高效率、低成本场景，与电流环控制兼容。
• 市场格局：全球行星减速器市场增长迅速，预计2024-2031年CAGR为8.3%。中国行星减速器市场正在崛起，国内企业逐步替代国外厂商。

4. 力/力矩传感器

• 六维力传感器：用于末端或关节力控，精度高但成本高，主要用于高精度、高成本的人形机器人。
• 电流环控制：无需传感器，成本低，但精度差，适用于对成本敏感的场景。
• 市场现状：六维力传感器市场集中度高，国内厂商如鑫精诚、蓝点触控等已具备一定竞争力。

投资建议

• 关注关节模组总成：关节是人形机器人成本的重要组成部分，技术路线确定性高。
• 轴向电机：具有高功率密度、高效率、高扭矩密度等优势，预计未来需求爆发，建议关注盘毂动力、小象电动等企业。
• 减速器：行星和谐波减速器将共同使用，建议关注国内龙头企业如科峰智能、绿的谐波等。
• 六维力传感器：市场集中度高，技术壁垒高，建议关注宇立仪器、蓝点触控、坤维科技、鑫精诚等企业。

风险提示

• 商业化不确定性：人形机器人仍处于产业初期，商业化进度存在不确定性。
• 技术路线快速迭代：关节方案和技术路线仍处于不断优化中，存在技术路线变化风险。

产业链展望

人形机器人将带动工业自动化整体市场增长，重点聚焦于高价值、高确定性的零部件，尤其是旋转关节、轴向电机、减速器和六维力传感器。随着技术发展和市场扩大，相关零部件供应商有望实现快速增长。