人形机器人系列专题（二）-执行系统之旋转关节-扭矩跃升-动力内核_32页_2mb

证券研究报告总结：人形机器人系列专题（二）——执行系统之旋转关节：扭矩跃升，动力内核

核心内容

人形机器人作为当前机器人技术发展的热点，其执行系统是实现运动控制的关键硬件模块，主要包括执行器、电机、减速器三大核心零部件。其中，执行器是将电机的旋转运动转化为关节运动的核心组件，占据人形机器人整体成本约55%，是成本与性能的核心影响因素。

主要观点

1. 执行器：电驱动为主，旋转执行器占主导

• 执行器即一体化关节，是驱动机器人执行机构（如手臂、腿部）的核心部件，主要分为旋转执行器与线性执行器两类。
• 旋转执行器采用减速器，线性执行器采用行星滚柱丝杠，目前国内大部分本体厂以旋转执行器方案为主。
• 未来，高性能、智能化、微型化的一体化关节模组是降低人形机器人制造成本的关键。

2. 电机：无框力矩电机是主流，性能与成本并重

• 电机是人形机器人中将电能转换为机械能的核心部件，主要类型包括无框力矩电机、空心杯电机、永磁同步电机等。
• 无框力矩电机因其高转矩密度、紧凑结构、优异散热性等优势，在人形机器人关节单元中广泛应用。
• 2023年中国无框力矩电机市场规模为1.80亿元，同比增长19.73%，预计2028年将达5.6亿元。

3. 减速器：谐波与精密行星减速器适配人形机器人

• 减速器用于降低转速、增加扭矩，是人形机器人关节中不可或缺的部件。
• 谐波减速器与精密行星减速器因具备高精度、轻量化、小型化等优势，成为人形机器人关节的首选。
• 国产企业如绿的谐波、中大力德等在谐波减速器和精密行星减速器领域已实现一定国产替代，但与国际领先企业仍存在一定差距。

关键信息

1. 执行器技术发展趋势

• 从刚性驱动器（TSA）到准直驱驱动器（PA/QDD），技术不断演进，以轻量化、低成本、快速响应为发展趋势。
• 准直驱驱动器因其结构简单、成本低、响应速度快，成为人形机器人领域研究热点。

2. 人形机器人主要厂商执行器方案

3. 电机与执行器技术对比

4. 减速器市场与技术发展

• 谐波减速器：2022年中国市场规模约21亿元，预计2025年达33亿元，CAGR为16.3%。
• 精密行星减速器：全球市场增长稳健，2022年销售额达12.03亿美元，预计2029年达22.31亿美元。
• RV减速器：在重负载领域占据主导地位，2021年中国市场规模约42.9亿元，预计2025年达60亿元。

投资建议

推荐关注公司

• 三花智控：布局机器人机电执行器，2024年前三季度营收205.63亿元，净利率11.3%。
• 步科股份：无框力矩电机研发与销售领先，2024年营收5.49亿元，净利润4,932.04万元。
• 绿的谐波：谐波减速器国内领先，2024年前三季度营收5.02亿元，净利润5,182.34万元。
• 中大力德：精密减速器和电机一体化布局，2024年前三季度营收7.42亿元，净利润5,693.73万元。
• 震裕科技：主要供应无框力矩电机，2024年营收10.47亿元，净利润1.83亿元。
• 双环传动：减速器及驱动器领域领先，2024年营收4.65亿元，净利润1.15亿元。
• 雷赛智能：提供高精度伺服驱动与控制方案，2024年营收3.65亿元，净利润1.16亿元。
• 禾川科技：在工业自动化领域有较强竞争力，2024年营收4.01亿元，净利润1.15亿元。
• 伟创电气：提供伺服驱动与控制解决方案，2024年营收3.43亿元，净利润1.16亿元。

评级与展望

• 中大力德：推荐，2025年PE预计为126.5倍。
• 三花智控：未评级。
• 步科股份：未评级。
• 卧龙电驱：未评级。
• 绿的谐波：未评级。
• 双环传动：未评级。
• 雷赛智能：未评级。
• 禾川科技：未评级。
• 伟创电气：未评级。
• 震裕科技：未评级。

风险提示

1. 人工智能技术发展不及预期：若AI技术进展缓慢，将影响人形机器人商业化进程。
2. 行业竞争加剧风险：随着市场扩大，竞争加剧可能影响相关企业的盈利能力。
3. 技术迭代不及预期：机器人技术更新迅速，若企业无法跟上技术发展，可能影响市场竞争力。

总结

人形机器人执行系统以电驱动为主，旋转执行器为多数厂商选择。无框力矩电机和谐波/行星减速器是核心部件，国内厂商在性能与成本上逐步接近国际领先水平，但高端产品仍依赖进口。随着技术升级与产业链优化，人形机器人有望加速商业化，建议关注具备核心技术能力与市场潜力的上游零部件企业。