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人形机器人行业深度报告（二）：灵巧手带来空心杯电机增量市场

核心内容概述

本报告分析了人形机器人对灵巧手带来的增量需求，以及空心杯电机在灵巧手中的关键作用。重点探讨了特斯拉Optimus灵巧手的技术路线、空心杯电机的市场前景、国产替代趋势及相关标的的投资机会。

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主要观点与关键信息

1. 人形机器人为灵巧手带来增量需求

• 灵巧手的重要性：灵巧手是人形机器人实现功能的关键部件，具有通用性强、灵活度高、可执行多种抓取操作的特点。
• 市场预测：根据Markets and Markets报告，人形机器人市场规模将从2023年的18亿美元增长到2028年的138亿美元。假设特斯拉Optimus的量产目标售价为2万美元，预计2028年销售量为69万个，灵巧手销售量将达138万只。
• 灵巧手市场规模：2028年人形机器人产业将为灵巧手带来276亿元的市场，占整体灵巧手市场增量的14%。
• 空心杯电机市场增量：预计2028年空心杯电机市场规模将增加至41.2亿元，其中国内生产商可占16.5亿元。

2. 灵巧手如何模仿人手结构？

• 结构模仿：灵巧手模仿人手的骨骼和关节结构，具备至少3个手指，每指至少3个轴线不完全平行的自由度。
• 自由度分析：人手具有21个自由度，大拇指占40%，其余手指占20%。灵巧手通过模仿人手的结构和功能，实现灵活抓取。
• 技术发展：从三指到五指，灵巧手在传感功能和结构设计上不断进步，逐渐接近人手的功能。

3. 特斯拉灵巧手技术路线分析

• 技术特点：特斯拉灵巧手采用电机驱动+腱绳传动的内置式结构，使用欠驱动方案以降低成本。
• 电机数目：特斯拉灵巧手使用6个电机，与因时灵巧手相同，实现11个自由度。
• 技术优势：特斯拉灵巧手具有高灵活性，可实现人手的主要抓取操作，同时具备模块化设计，便于维护。

4. 灵巧手的空心杯电机

• 空心杯电机的重要性：空心杯电机是灵巧手的关键部件，具有体积小、重量轻、效率高、无火花等优势。
• 国产替代加速：目前空心杯电机市场由国外企业主导，国内生产商如鸣志电器、江苏雷利、兆威机电、鑫宏业等在技术上接近国际先进水平，具备价格优势，有望实现国产替代。
• 市场预测：预计到2028年，国内空心杯电机市占率将从15%提升至40%。

5. 相关标的

• 鸣志电器：具备国际先进水平的空心杯电机技术，产品价格优势明显，是特斯拉的供应商。
• 江苏雷利：拥有多种无刷空心杯电机产品，具备较强的市场竞争力。
• 兆威机电：主营微型传动系统，提供行星减速器和空心杯电机，技术优势显著。
• 鑫宏业：主要生产机器人线缆，可应用于腱绳传动式灵巧手，具备较强的生产能力。

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技术分析与市场前景

空心杯电机技术壁垒

• 主要技术壁垒：空心杯线圈绕组的设计和加工、绕线设备。
• 绕组设计：主要有直绕形、马鞍形和斜绕形三种方式，Maxon和Faulhaber采用高保密工艺，鸣志电器采用直绕形工艺但拥有专利技术，可有效提升性能。

空心杯电机价格与成本分析

• 价格预测：鸣志电器当前空心杯电机价格为1162元，预计可降至465元，占灵巧手成本的14%。
• 成本影响：特斯拉Optimus整体成本约为31.6万元，预计2028年灵巧手价格将下降60%，达到2万元/只。

市场规模预测

• 空心杯电机市场规模：预计2028年全球空心杯电机市场规模将达54.6亿元，其中人形机器人应用占比将达5%。
• 国内生产商机会：预计2028年应用于人形机器人的空心杯电机市场规模为41.2亿元，国内生产商将获得约16.5亿元营收。

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风险提示

• 特斯拉量产不及时：若特斯拉Optimus量产不达预期，将影响灵巧手市场发展。
• 技术突破不足：灵巧手所需技术如驱动、传感等若无法突破，将影响行业发展。
• 宏观经济下行：若国内宏观经济出现下行趋势，将对灵巧手产业造成不利影响。

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结论

人形机器人产业的爆发将为灵巧手带来巨大的增量市场，而空心杯电机作为灵巧手的核心部件，其市场前景广阔。国内生产商在技术上具备一定优势，且价格更具竞争力，有望实现国产替代，推动空心杯电机市场增长。相关标的如鸣志电器、江苏雷利、兆威机电和鑫宏业具备较大的投资机会。