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文檔簡介
一、機器人復盤:Optimus量產在即,行情圍繞技術升級演繹,華為等大廠入局,行情向外圍標的擴散從2021年8月特斯拉提出人型機器人至今,經歷了初期概念—產品送樣—技術升級—即將量產四個階段。①2021年概念階段:特斯拉首提tesla
bot,市場認知集中于T鏈執行器和靈巧手、減速器等價值量高、壁壘高的環節;②2022年原型機階段:特斯拉發布Optimus原型機,BOM占比高的絲杠環節和靈巧手標的跑出α;③2023年第二代階段:特斯拉發布gen2,技術升級,傳感器等領域表現較強;④2024年末至今:特斯拉第三代相關視頻陸續更新,靈巧手等領域表現較強,疊加華為、Figure等國內外多家大廠產業化加速,機器人行情全面擴散形成強β。二、當前展望①:政策+產業+技術端多重共振,25年迎機器人量產元年政策端:政策端:“具身智能”首次寫入政府工作報告,戰略層面高度重視產業端:自2022年特斯拉發布Optimus后,Optimus在2025年迎來量產,驅動產業鏈新一輪成長,機器人產業鏈企業迎業績兌現元年。國內車企全面下場布局,自研(華為、小鵬)和合作(寶馬、比亞迪)模式并行,有望在車廠生產場景率先落地。技術端:機器人是AI+智駕重要終端落地載體,AI大模型可加速仿真數據采集,Deepseek為機器人大/小腦提供多項支持,共同推動人形機器人商業化落地。三、當前展望②:制造端,多家開始爬產,技術路線趨于清晰特斯拉、宇樹、智元等均規劃了2025年千臺至萬臺級別的人形機器人出貨量,行業進入量產階段,技術路線趨于清晰。我們以價值量與制造環節為標準,我們從機器人的執行系統中拆分出以下幾個部分:1)直線傳動-行星滾珠絲杠:制造材料與制造能力方面存在壁壘。2)旋轉傳動-減速器:占零部件成本比例高,諧波減速器已實現國產化,行星減速器暫時由外資和合資廠商主導。3)觸覺傳感器:柔性方案更佳,壓阻式相對主流;4)力矩傳感器:力信號變為電信號,六維效果更佳;5)IMU:輸出加速度、角速度,進行姿態、位置控制;6)靈巧手:自由度大幅提升,傳動由連桿變為腱繩,加快產業化落地。四、投資建議主線1:T鏈,臨近定點,供應商基本確定,關注量產節點以及份額。主要標的:拓普集團、三花智控、北特科技、貝斯特、肇民科技、旭升集團等,關注雙林股份、愛柯迪、兆威機電等。主線2:華為鏈,產品研發加速推進,關注后續產品迭代方向+國產供應商選型。主要標的:賽力斯、豪能股份、藍黛科技、富臨精工、滬光股份、北特科技、兆威機電、愛柯迪等。主線3:其他本體廠供應鏈:宇樹科技、Figure、智元、小米等相繼入局,建議關注中大力德、長盛軸承、華依科技、金楊股份等。風險提示:人形機器人產業化進度不及預期;
AI技術發展不及預期;研報使用信息更新不及時的風險。2目
錄前言:汽零研究框架2025版一、機器人復盤:初期概念—產品送樣—技術升級—即將量產,機器人行情持續演繹二、當前展望①:政策+產業+技術端多重共振,25年迎機器人量產元年三、當前展望②:制造端,多家開始爬產,技術路線趨于清晰四、投資建議:按各本體廠供應鏈尋找高價值量、彈性大的標的五、風險提示3收入端價:單車價值量提升量:國產替代單品升級品類擴張基于工藝鏈技術同源性(如鋁合金工藝、注塑發泡工藝等)綁定強勢自主及新勢力消費功能升級電動化增量智能化增量新增部件(三電)及技術升級(如熱管理、輕量化、高壓快充等)直接影響駕乘體驗,滿足消費升級、個性、多元消費需求的產品(如玻璃、輪胎、座椅、車燈、空懸、外飾、車機等)感知:傳感器種類、數量與性能提升;決策:硬件、軟件、數據要求增加;執行:線控底盤;檢測:強制與非強制。量:全球化出海升級,北美產能釋放+歐洲&東南亞迎建廠拐點單工藝品類拓展平臺型機器人、低空基于多種工藝技術矩陣式拓寬品類基于客戶、工藝同源產業鏈延伸應用資料來源:中泰證券研究所?
2025年看好方向:4【機器人進程全面提速】AI+智駕技術變現的重要終端載體,新勢力全面下場布局,特斯拉進入量產【全球化加碼】北美產能釋放+歐洲&東南亞建廠拐點【國產替代加速】乘用車座椅國產替代迎來拐點,車燈、線束、線控、空懸等細分領域龍頭國產替代持續。【低空經濟】政策+產業化雙輪驅動,從主題到基本面圖表:汽零量價邏輯框架目
錄前言:汽零研究框架2025版一、機器人復盤:初期概念—產品送樣—技術升級—即將量產,機器人行情持續演繹二、當前展望①:政策+產業+技術端多重共振,25年迎機器人量產元年三、當前展望②:制造端,多家開始爬產,技術路線趨于清晰四、投資建議:按各本體廠供應鏈尋找高價值量、彈性大的標的五、風險提示5-40%-20%0%20%40%60%80%2021-01-042021-02-042021-03-042021-04-042021-05-042021-06-042021-07-042021-08-042021-09-042021-10-042021-11-042021-12-042022-01-042022-02-042022-03-042022-04-042022-05-042022-06-042022-07-042022-08-042022-09-042022-10-042022-11-042022-12-042023-01-042023-02-042023-03-042023-04-042023-05-042023-06-042023-07-042023-08-042023-09-042023-10-042023-11-042023-12-042024-01-042024-02-042024-03-042024-04-042024-05-042024-06-042024-07-042024-08-042024-09-042024-10-042024-11-042024-12-042025-01-042025-02-04?
人形機器人板塊行情復盤分為四階段:2021年概念階段:特斯拉首提tesla
bot,市場認知集中于T鏈執行器和靈巧手、減速器等價值量高、壁壘高的環節;2022年原型機階段:特斯拉發布Optimus原型機,BOM占比高的絲杠環節和靈巧手標的跑出α;2023年第二代階段:特斯拉發布gen2,技術升級方向:如傳感器等領域,表現較強;2024年末至今:特斯拉第三代相關視頻陸續更新,靈巧手等領域表現較強,疊加華為、Figure等國內外多家大廠產業化加速,機器人行情全面擴散形成強β。圖表:特斯拉Optimus發展階段與核心標的復盤概念階段馬斯克在AI
Day首次提出“Tesla
Bot”Optimus
原型機發布Optimus
Gen2發布機器人指數
原型機上,證運指數第二代樣品,精細控制迭代華為正式入局人形機定型到量產,新進入者入局階段2025年特斯拉幾千臺機器人量產目標【Tier1、執行器、減速器】三花、拓普、綠的、鳴志核心個股平均漲幅:75.2指數漲跌幅:9.1【靈巧手、結構件、電子皮膚】北特、安培龍、雷賽、雙林核心個股平均漲跌幅:88.4指數漲跌幅:3.4靈巧手重大升級【國內配套供應鏈、技術增量環節】福萊、肇民、兆威、五洲、長盛軸承核心個股平均漲跌幅:135.9指數漲跌幅:71.0動能力提升【絲杠、電機、傳感器】北特、貝斯特、五洲、鳴志核心個股平均漲幅:31.7
指數漲跌幅:23.6Optimus能穩定行走和抓取器人,初步建立生態來源:iFind、每日經濟新聞、金融界、電車觀察等6(注:概念階段:2021/8/20-2022/8/15;原型機階段:2022/10/10-2023/9/12;第二代階段:2023/10/20-2024/10/18;第三代階段&國內外共振:2024/10/19至今)020004000600080001000012000051015202530北特科技貝斯特鳴志電器五洲新春機器人(右軸)?
2022年特斯拉optimus原型機發布后,特斯拉不定期公布進度,運動能力提升,BOM成本占比較高的絲杠環節以及高確定性的靈巧手標的跑出超額收益。Optimus原型機首次公開演示2022.102023.3Optimus原型升級,性能獲得顯著提升2023.5Optimus實現了多機器人的同步協調合作Optimus實現了自主對物體進行分類2023.9圖表:Optimus原型機階段股價復盤來源:iFind、CNET、CNN等702000400060008000100000102060504030702023/10/202023/11/20 2023/12/20 2024/1/202024/5/202024/6/202024/7/202024/8/202024/9/20來源:iFind、官方TwitterOptimus
Gen2發布2023.12Optimus在家庭任務和自然動作方面取得顯著進步2024.1-22024/2/20 2024/3/20 2024/4/20展示了Optimus工業場景的新應用——分揀電池2024.5Optimus在We
Robot活動中亮相&新一代靈巧手亮相2024.102023Q4
Optimus第二代發布,傳感器環節變化較大,相關環節的產業鏈跑出超額。2024Q4馬斯克不斷公布機器人最新的工作視頻,如分揀電池等,并于2024年10月發布全新一代靈巧手亮相,正式開啟第三代階段,靈巧手環節標的表現超出預期。8圖表:Optimus第二代階段股價復盤雷賽智能 北特科技 安培龍 雙林股份 機器人(右軸)80 12000180001600014000120001000080006000400020000020406080100120140兆威機電肇民科技福萊新材五洲新春長盛軸承機器人(右軸)2024.12來源:iFind、證券時報網、IT之家等智元機器人啟動通用機器人的商用量產華為與多家企業合作構建具身智能生態,計劃2025年實現量產Optimus在極端環境下不依賴視覺也能執行任務。2025.1特斯拉Optimus出貨量綱更新,未來兩年出貨量分別為:2025年:0.5萬;2026年:5萬。銀河通用發布全球首個端到端具身抓取基礎大模型2025.2Unitree
H1亮相春節聯歡晚會Figure發布為專機器人打造的機器學習模型Helix1X
發布最新家用機器人Neo
Gamma圖表:Optimus第三代階段股價復盤9目
錄前言:汽零研究框架2025版一、機器人復盤:初期概念—產品送樣—技術升級—即將量產,機器人行情持續演繹二、當前展望①:政策+產業+技術端多重共振,25年迎機器人量產元年三、當前展望②:制造端,多家開始爬產,技術路線趨于清晰四、投資建議:按各本體廠供應鏈尋找高價值量、彈性大的標的五、風險提示1011?
機器人政策近年來密集出臺,“機器人+”實施方案再助推產業發展:2021年國家開始重點推進機器人重點產品研制及應用,2023年以來機器人政策如人形機器人創新發展指導意見、
“機器人+”應用行動實施方案、新產業標準化領航工程實施方案(2023-2035年)相繼出臺,機器人產業迎來蓬勃發展。2024年初,《關于推動未來產業創新發展的實施意見》出臺,產業迎來重大機遇。2025年初,“具身智能”首次寫入政府工作報告,國家大力發展智能機器人產業。圖表:機器人產業關鍵政策時間政策文件摘要2021.12《“十四五”機器人產業發展規劃》增加高端產品供給,重點推進工業機器人、服務機器人、特種機器人重點產品的研制及應用,拓展機器人產品系列,提升性能、質量和安全性,推動產業高端化智能發展2023.1《人形機器人創新發展指導意見》拓展人形機器人在醫療、家政等民生領域服務應用,重點提升人機交互可靠性和安全性,開發具有復雜區域引導、靈活操作、多模態人機交互的解決方案。2023.1《“機器人+”應用行動實施方案》到2025年,制造業機器人密度較2020年實現翻番,服務機器人、特種機器人行業應用深度和廣度顯著提升,機器人促進經濟社會高質量發展的能力明顯增強。2023.8《2023年未來產業創新任務揭榜掛帥工作》面向人形機器人方向,發掘培育一批掌握關鍵核心技術、具備較強創新能力的優勢單位,突破一批標志性技術產品,加速人形機器人行業新技術、新產品落地應用。2023.8《新產業標準化領航工程實施方案(2023-2035年)》在人形機器人領域,研制人形機器人術語、通用本體、整機結構、社會倫理等基礎標準。2023.11《人形機器人創新發展指導意見》系統部署“機器肢”關鍵技術群,創新人體運動力學基礎理論,打造仿人機械臂、靈巧手和腿足,突破輕量化與剛柔耦合設計、全身協調運動控制、手臂動態抓取靈巧作業等技術2024.1《關于推動未來產業創新發展的實施意見》突破機器人高轉矩密度伺服電機、高動態運動規劃與控制、仿生感知與認知、智能靈巧手、電子皮膚等核心技術,重點推進智能制造、家庭服務、特殊環境作業等領域產品的研制及應用。2025.3《政府工作報告》政府工作報告指出,持續推進“人工智能+”行動,將數字技術與制造優勢、市場優勢更好結合起來,支持大模型廣泛應用,大力發展智能網聯新能源汽車、人工智能手機和電腦、智能機器人等新一代智能終端以及智能制造裝備。來源:維科網、
新華網、中泰證券研究所?
機器人是AI+智駕重要終端落地載體:1)AI大模型:
ChatGPT可理解人類自然語言自動生成代碼控制機器人執行任務;2)算力:高穩定并行的算力(24年預計達100Exa-Flops)支持下,Dojo(超級計算機,為FSD和機器人模型提供算力支持)可將AI計算訓練時間從數月縮短為一周;3)算法:已打通FSD和機器人底層模塊,實現部分算法復用,且目前Optimus已經可復用視覺感知等算法來自動識別物體、記憶并規劃路徑。來源:微軟官網《ChatGPT
for
Robotics》,中泰證券研究所圖表:Chat
GPT賦能人形機器人
圖表:DOJO超級計算機算力預測變化圖來源:特斯拉官方推特,搜狐網,中泰證券研究所算力總規模等同于英偉達A100
GPU的數量(個)2000003000004000001000000Jan23Apr23Jul23Oct23Jan24Apr24Jul24Oct
242023.07投產2024.02算力規模進入全球前五2024.10總算力達100Exa-Flops,等同30萬個A100目前由人進行編程控制:用戶將目標需求轉換為代碼,再交給機器人實現未來通過ChatGpt控制:用戶把目標告訴ChatGPT,由其寫出完成目標的代碼,再交給機器人實現12圖表:AI大模型有望加速機器人商業化?
提高行為控制能力當前人形機器人商業化落地的主要瓶頸,其關鍵在于訓練場景的數據是否夠豐富。當前機器人獲取的訓練數據主要有幾種來源:①動作捕捉-通過穿著捕捉套裝的“演員”執行一系列任務,記錄全身運動數據供機器人學習;②工廠真實員工數據-如特斯拉,可采集其員工在車間內的動作數據來完成特定的任務;③仿真數據-AI大模型具備端到端能力,即從輸入數據到輸出結果中間無需任何手動的特征工程或預處理步驟,可應用于感知、決策和行動的全過程。三種數據采集方式各有利弊,AI大模型的推出有望加速仿真數據的采集,進而推動機器人商業化落地。生產機器人AI大模型端到端仿真獲取行為數據豐富訓練場景強化行為控制能力硬件降本數據來源優勢劣勢動作捕捉特定場景下,訓練的針對性高采集訓練速度慢真實數據采集真實性高缺乏足夠場景、采集速度較慢仿真數據采集速度快動作、感知能力訓練效果相對差13商業化加速來源:中泰證券研究所圖表:數據采集方式對比14廠商自研/外采合作廠商/模型名稱優必選外采騰訊Figure自研Helix特斯拉自研+外采Dojo超算、自研FSD芯片1X
Technologies自研內部LLM智元自研GO-1模型需求:1.機器人大腦核心功能:高級認知和決策功能,包括環境感知、語義理解、任務規劃和決策制定等。所需模型:大語言模型(LLM):為自然語言交互與邏輯推理提供支持(如GPT-4、DeepSeek-MoE)。多模態感知模型:對視覺、語音、觸覺等多傳感器數據融合分析(如CLIP、Whisper)。強化學習(RL):進行動態環境下的策略優化(如PPO、SAC)。2.
機器人小腦傳感器實時反饋。所需模型:運動控制模型:模型預測控制(MPC)、逆動力學模型。SLAM與導航:實時定位與地圖構建(如ORB-SLAM、VIO)。傳感器融合:IMU、力覺、視覺數據的實時同步處理。圖表:主流機器人廠商(已公開)的方案選擇DeepSeek帶來的利好:1.DeepSeek本身的技術優勢核心功能:低延遲運動控制、動態平衡、
高效MoE架構:DeepSeek-MoE模型支持動態計算分配,適合在機器人端側進行低功耗部署。多模態能力:可集成視覺、語音、文本聯合訓練,以提升機器人的環境理解與交互能力。2.DeepSeek帶來的開發潛力實時性增強:DeepSeek可與機器人OS(如ROS
2)深度集成,優化推理延遲。成本優勢:相比GPT-4等閉源模型,DeepSeek的開源或定制化授權模式能夠顯著降低廠商成本。來源:IT之家等、中泰證券研究所來源:各公司官網、中泰證券研究所15海外?
除特斯拉以外,我們按照國內、國外、車企、科技公司四個象限劃分。發現國內頭部自主&新勢力均積極入局人形機器人行業。此外,在政策支持下,宇樹、智元、樂聚等科技企業也基于AI算法能力等優勢不斷迭代推出各自的產品,加速產業落地。CyberoneH1、G1MornineIronKuavoWalker
SOptimus圖表61:國內外多家企業入局機器人產業科技公司車企國內GoMateMagicBotFigure
02NEO
Gamma1X宇數科技magiclab優必選特斯拉Figure樂聚機器人奇瑞廣汽集團小鵬汽車小米智元機器人A2、X1銀河通用G1K2開普勒比亞迪與華為合作形式車企產品發布時間參數當前進展自研小鵬Iron2024Q4人形仿生結構,身高178厘米、體重70公斤,62個自由度,使用小鵬圖靈芯片和天璣AIOS可在小鵬車廠整理雜物、擰螺絲、看生產的相關表單小米Cyberone2022Q3人形仿生結構,身高177厘米,體重52公斤,21個自由度持續迭代中奇瑞Mornine2024Q2第一階段進入門店做導購(基本完成);第二階段,提升行走以及移動導航能力;第三階段,在家庭護理場景中提供多種服務廣汽集團GoMate2024Q4擁有38個自由度,采用了行業首創的可變輪足移動結構,巧妙融合了四輪足、兩輪足兩種模式。還融入了廣汽自研純視覺自動駕駛算法,具備自主導航等諸多亮點。持續迭代中華為-預計2025年-成立華為(深圳)全球具身智能產業創新中心,預計2025年發布長安-預計2027年前-在5年內投入超500億元,2026年前推出長安飛行汽車產品,2027年前發布人形機器人產品,加速向智能低碳出行科技公司轉型戰略合作極氪優必選Walker
S
Lite-輕量型版本Walker
SLite可在車間和AGV協同作業完成搬運任務蔚來優必選Walker
S--Walker
S可以在蔚來工廠的裝配線上輔助作業比亞迪優必選Walker
S1-人形仿生結構,身高
172厘米,體重
76公斤,負載行走
15kgWalker
S1可以與無人物流車、無人叉車、工業移動機器人和智能制造管理系統的協同作業寶馬Figure
02-人形仿生結構,身高5英尺6英寸,體重70公斤,運行時間5小時在寶馬工廠中全自動行走,每天完成多達1000次的操作來源:智東西、中國機器人網、車家號、澎湃新聞、第一財經等,中泰證券研究所整理?
人形機器人當前缺乏落地場景,車廠流水線工作多且存在一定危險,適合引入機器人作業,國內多家車企紛紛布局。目前,車廠布局機器人主要可分為自研、戰略合作兩類。其中,以華為、小鵬為代表的企業,其AI能力強,生態系統豐富,主要選擇自研路徑。寶馬、比亞迪等則與人形機器人公司合作,加快車間場景的投入使用。圖表:部分整車廠機器人布局16目
錄17前言:汽零研究框架2025版一、機器人復盤:初期概念—產品送樣—技術升級—即將量產,機器人行情持續演繹二、當前展望①:政策+產業+技術端多重共振,25年迎機器人量產元年三、當前展望②:制造端,多家開始爬產,技術路線趨于清晰四、投資建議:按各本體廠供應鏈尋找高價值量、彈性大的標的五、風險提示來源:各公司官網、百家號、新浪財經、中泰證券研究所18類型本體廠人形機器人產品量產計劃產品名稱產品復盤迭代25E26E遠期國外特斯拉Optimus21年發布/22.10亮相/23.3
1代/23.122代/24.113代0.5w5w26H2外銷FigureFigure23.10Figure01亮相/24.8發布Figure0225-28內出貨10w臺1XNEO2024.8NEOBeta/2025.2NEO
Gamma大規模生產27年10萬臺,28年百萬臺國內宇樹Aliengo19年發布估2026年產量在2025年基礎上翻倍,但突破1萬臺難度較大中短期內產量難以提升A120年發布Go121年發布B122年發布,Go2和Go2-W23年發布B2、B2-W23年發布H1;H1-223年發布G1;G1-EDU24年發布G1
comp25年發布智元遠征A123年發布2025年2月靈犀產品線落地深圳,招兵買馬加速產能爬坡;2025年底預計量產將近千臺,其中300-
500臺是面向消費者銷售的,大部分是內部使用遠征A224年發布遠征A2-W24年發布遠征A2-Max24年發布靈犀X124年發布靈犀X1-W24年發布靈犀X225年發布小米Cyber
OneCyber
One(2021)已經從實驗室走向生產線上的分階段落地階段優必選Walker原型機(2016)-Walker1(2018)-Walker2(2019)Walker
XWalkerX(2021)Walker
SWalkerS/WalkerSLite(2023)-Walker
S1(2024)已收到車廠超過500臺意向訂單,預計在第二季度具備規模化交付條件廣汽GoMate24發布零部件量產小批量奇瑞Mornine24.5發布/25.3亮相銀河通用GalbotGalbotG1(2024)量產五年內:To
B萬臺十年后:進入家庭十五年后:千萬級別預圖表:國內外本體廠量產進度19感知系統視覺傳感器X2語音通訊毫米波雷達X1無框力矩電機X14諧波減速器X14力矩傳感器X14編碼器X28驅動器X14關節機加工件X14執行系統:靈巧手
執行系統:線性執行器無框力矩電機
X14行星滾柱絲杠
X14力傳感器
X14編碼器
X14驅動器
X14
關節機加工件來源:特斯拉,中泰證券研究所整理其他
芯片、電池等執行系統:旋轉執行器執行系統概念到雛形技術迭代量產在即圖表:機器人零部件拆解無刷有齒槽電機腱繩傳動空心杯電機行星減速器空心杯電機編碼器驅動器定子轉子20總成傳動電機電控輕量化IMU壓力傳感器人形機器人總成傳動電機電控熱管理IMU力矩傳感器相關標的執行系統感知系統拓普集團、三花智控鼎智科技、鳴志電器、步科股份、恒帥股份、兆微機電菱電電控、匯川技術、埃斯頓北特科技、貝斯特、豪能股份、藍黛科技、雙環傳動、綠的諧波安培龍、坤維科技華依科技、芯動聯科硬度、精度更高更小型化、輕量化更重視定位精度尺寸更小、更輕量化、材料強度更高更重視絕對定位維度更多更精細、相對容易銀輪股份圖表:機器人與汽車產業鏈同源部分汽車資料來源:中泰證券研究所整理傳動裝置:是連接動力源和運動連桿的關鍵部分,常用的傳動形式有直線傳動和旋轉傳動。直線傳動:絲杠通過傳動元件將旋轉運動轉換成直線運動。絲杠原理:是當滾柱在螺母內滾動時,會在絲杠和螺母間產生虛擬內螺紋并與絲杠精確嚙合。絲杠旋轉一周,滾柱軸運動一個導程的位移。絲杠分類:絲杠可分為滑動絲杠、滾珠絲杠、行星滾柱絲杠。行星滾柱絲杠在標準式基礎上衍生出四種類型,分別為反向式、循環式、差動式、軸承環式。行星滾珠絲杠為當前主流方案。原理
滑動摩擦配套動力電機帶動絲杠旋轉,通滾動摩擦 過嚙合行星滾柱,將電機的旋轉運動轉換成螺母的直線往復運動。結構簡單特點
但精度差傳動
傳動效率效率
25-50高效率、高 高高轉速、高載荷、高剛度、高精度、高速,范圍導程、更小體積、更低噪音、但價格高 更方便維護拆卸90-99 約等于90
-99適用領域
機床場景
精密傳動 中小負載、小行程、高速的場景來源:天譽科技官網、中泰證券研究所圖表:滑動絲杠、滾珠絲杠、行星滾柱絲杠 圖表:行星滾柱絲杠四種類型的特點和適用領域滑動絲杠 滾珠絲杠 行星滾柱絲杠 特點 適用領域21反向式循環式音結構更緊湊、空間利用率高,但
小行程、需要一體化設計工作場行程受螺母螺紋長度限制。 景高剛度、高承載能力,易產生噪
高精度、中低速運行工作場景差動式軸承環式高精度、高效率、高承載、高穩
航空航天、武器裝備、高精密機定性,但易產生磨損 床等領域極高承載能力、磨損率低,但結
應用于重型機械、石油化工等領構復雜、制造成本高 域來源:《行星滾柱絲杠傳動精度分析與設計》中泰證券研究所人形機器人直線執行器應用行星滾柱絲杠,行星滾柱絲杠主要由絲杠、滾柱、螺母組成。行星滾柱絲杠技術壁壘:行星滾柱絲杠采用熱處理工藝和高精度加工設備對其加工以提高其耐磨性、硬度和精度,最后進行組裝和調試。其壁壘主要包括:1)制造材料方面,材料的硬度、耐腐蝕性、可加工性等;2)制造能力方面,機床、工藝等。滾柱絲杠產業鏈相關公司:恒力液壓、秦川機床、貝斯特、長盛軸承、豪順精密、綠科科技、亞聯精機、派克斯。圖表:特斯拉人形機器人執行器內部的滾柱絲杠來源:特斯拉公司官網、天眼查,中泰證券研究所來源:特斯拉AI
Day2022,中泰證券研究所圖表:行星滾柱絲杠構成滾珠軸承集合機械離合反向式滾柱絲杠行星滾柱絲杠特斯拉Optimus行星滾柱絲杠行業壁壘制造材料硬度耐腐蝕性制造能力22機床工藝可加工性 組裝調試圖表:行星滾柱絲杠的行業壁壘來源:中泰證券研究所整理,中泰證券研究所諧波減速器 波發生器
柔輪
鋼輪來源:東方馬達官網,中泰證券研究所來源:特斯拉AI
Day2022,中泰證券研究所圖表:特斯拉Optimus的關節減速器肩關節:6個諧波腕關節:2個諧波腰關節:2個諧波髖關節:4個諧波靈巧手:12個行星通用專用精密行星諧波RV圖表:減速器分類 圖表:行星、諧波減速器結構減速器來源:中泰證券研究所整理旋轉傳動:減速器連接動力源和執行機構。人形機器人對減速器體積和重量要求高,常用行星、諧波減速器。行星減速器:優勢是精度高、傳動效率高、承載力強、運動平穩;結構簡單、成本相對諧波和RV低。諧波減速器:優勢是傳動精度高、傳動平穩、能在密閉空間和介質輻射的工況下正常工作。機器人每個關節都需要配置一臺精密減速器。減速器占工業機器人零部件成本30以上,而人形機器人對于精密減速器使用量遠大于工業機器人。以特斯拉Optimus為例,旋轉關節部位應用了諧波減速器,靈巧手應用了行星減速器。行星減速器23圖表:諧波減速器生產工藝圖表:行星減速機齒輪的四大處理工藝來源:富寶機電科技,中泰證券研究所諧波減速器核心技術諧波傳動理論齒形設計專用諧波減速器潤滑方案生產加工波發生器、柔輪的生產加工生產流程長來源:未來智庫、Newgear官網等,中泰證券研究所圖表:行星減速器、諧波減速器核心技術來源:robotdrive,中泰證券研究所行星減速器核心技術開發設計動態設計與分析多物理場耦合和建模分析技術可靠性設計和壽命預測技術制造工藝內齒圈的加工行星輪的制造行星減速器技術壁壘:開發中需進行多物理場耦合仿真、可靠性設計及壽命預測。此外需采用先進加工技術以保證齒輪的精度和質量。制造中還需進行精密的齒輪修整和配合工序。諧波減速器技術壁壘:①齒形設計難度大;②潤滑方案有獨特性,通常高度保密;③波發生器、柔輪的生產加工工藝要求極高;④生產流程長,各環節生產工藝需長時間積累。行星外資為主,行星國產替代:①行星減速器市場主要參與者為外資、合資廠商,高端精密行星減速器國產化率很低。
②國產諧波減速器已基本可以實現國產替代,各參數和海外品牌差距明顯縮小。減速器相關公司:行星減速器:中大力德;諧波減速器:綠的諧波、來福諧波、同川科技。工作原理:觸覺傳感器陣列將信號從其他物理波形轉換成電流或電壓波形,然后通過數字電路對波形進行處理,并以電磁波的形式傳輸,再由另一個傳感器接收和轉換成需要的信號形式。類別及分類:主要分為柔性、和剛性(MEMS為主),其中柔性傳感器根據原理不同又分為電容、電感、壓阻等5種,目前壓阻式相對主流。圖表:觸覺傳感器原理圖表:柔性觸覺傳感器5種類別對比來源:《柔性觸覺傳感器在機器人的應用綜述》,中泰證券研究所來源:朱宏偉《觸覺傳感器的現在與未來》,中泰證券研究所分類優點缺點電容式測量量程大;線性好;制造成本低;實時性高物理尺寸大;不易集成化;易受噪聲影響穩定性差電感式制造成本低;測量量程范圍大磁場分布難以控制,分辨率低;不同接觸點的一致性差光電式靈敏度高;響應快;較高的空間分辨率;電磁干擾影響較小多力共同作用時線性較差;數據實時性差;標定困難壓阻式較高的靈敏度;過載承受能力強壓敏電阻漏電流穩定性差;體積大,不易實現微型化;功耗高;易受噪聲影響;接觸表面易碎壓電式動態范圍寬;有較好的耐用性易受熱響應效應影響傳感器陣列信號調理電路行列選擇A/D電路轉換數據采集信號處理觸覺傳感器結構25力矩傳感器原理:基于霍克定律,當力施加于彈性體感力原件上會產生形變并改變相應電阻值,經過電橋的測量會將相應變化轉化為放大電信號。一維、三維、六維力矩傳感器區別:測力方向、距離上不同,其中六維力矩傳感器精度最高而一維與三維力矩傳感器在多方向、不同距離情況下所測數據失真。圖表:力矩傳感器原理26圖表:一、三、六維力傳感器對比圖表:一維、三維力傳感器使用場景有限制傳感器類型力的方向要求力的作用點要求一維力傳感器與標定坐標軸重合位于標定參考點三維力傳感器無限制位于標定參考點六維力傳感器無限制無限制來源:《基于六維力傳感器的機器人力控研究》,坤維科技,中泰證券研究所?
IMU實時調整物體運動策略,實現精準姿態控制:其中,加速度計、陀螺儀和大氣數據中心分別測量物體在三個軸向上的加速度、角加速度和磁場強度,進行數據處理,輸出物體的速度、位置與姿態。根據結果,實時調整,實現精確的運動軌跡規劃。圖表:IMU慣性導航系統工作原理圖&應用IMU可直接進行遷移27來源:中為咨詢、中泰證券研究所特斯拉繩驅方案的突破驅動原理:保留了末端腱繩的傳動方式,由絲杠替代蝸桿與腱繩組成復合傳動系統。自由度提升:單手指可達3-4個主動自由度,整手自由度達22個。實現動態動態性能優化:有效提高傳動效率并提升靈巧手操控精度和負載能力圖表:特斯拉技術方案迭代對比第一代靈巧手28第二代靈巧手,對比項第一代第二代技術升級分析電機類型采用空心杯電機,體積小、響應快,但負載能力有限改用直流無刷電機(普通帶鐵芯設計),電機數量翻倍,顯著提升負載能力從輕量化向高負載需求轉變滿足復雜操作場景的力控需求。驅動方式缺少驅動設計(6個電機控制11個自由度),通過腱繩傳動實現多關節聯動混合驅動方案(行星齒輪+滾珠絲杠+腱繩),結合剛性與柔性傳動優勢優化力量傳遞效率,提升耐久性(腱繩長度增長倍)自由度手部11個自由度(含手腕)手部22個自由度+腕部/前臂3個自由度,接近人類手的27個自由度自由度翻倍,支持更精細操作(如空手接網球、抓取不規則物體)仿生設計基礎仿生肌腱結構,靈活性有限模仿人類肌腱結構,引入電子皮膚與多模態感知動作流暢性提升,環境適應性增強。傳動方案純腱繩傳動(超高分子聚乙烯纖維材質),輕盈但耐久性不足剛柔并濟傳動:行星齒輪、滾珠絲杠與腱繩結合,提升精度與負載能力解決腱繩易磨損問題,延長使用壽命。負載能力最大負載較低,適合輕量級任務(如抓取雞蛋)負載能力顯著增強,可抓取20磅物體適應工業場景的高強度需求。來源:特斯拉官網,中泰證券研究所圖表:Optimus靈巧手迭代變化來源:特斯拉官網、新浪財經等,中泰證券研究所目
錄前言:汽零研究框架2025版一、機器人復盤:初期概念—產品送樣—技術升級—即將量產,機器人行情持續演繹二、當前展望①:政策+產業+技術端多重共振,25年迎機器人量產元年三、當前展望②:制造端,多家開始爬產,技術路線趨于清晰四、投資建議:按各本體廠供應鏈尋找高價值量、彈性大的標的五、風險提示29從概念到實體,特斯拉已展人形機器人宏偉藍圖:21年特斯拉AI
Day,發布特斯拉通用機器人計劃,展示Tesla
Bot概念形態;22年10月AI
Day,原型機亮相;23年3月投資者日發布第一代Optimus,擁有行走、環境發現和記憶、準確抓取物體、物品分類等能力;23年12月推出第二代Optimus,在減重、提速的同時,更加聚焦于控制及運動平衡的穩定性;24年11月第三代靈巧手問世,自由度增加至22。量產計劃:2025年生產0.5萬臺,2026年目標5萬臺,計劃2026下半年對外銷售;遠期價格將低于2萬美元。圖表:
Optimus迭代過程30來源:特斯拉,中泰證券研究所2020年,啟動人形機器人Demo項目,優化視覺識別與運動控制技術2023年6月,成立全資子公司東莞極目機器有限公司,聚焦人形機器人研發與制造2023年11月,聯合樂聚機器人推出首款開源鴻蒙人形機器人,具備場景理解和任務規劃能力2024年6月,發布面向家庭場景的開源鴻蒙人形機器人“夸父”,樂聚負責硬件,華為提供軟件與系統支持2024年6月,成立(西南)數字機器人創新中心,推動川渝地區人形機器人產業鏈發展2024年11月,與樂聚機器人、大族機器人、兆威機電等16家企業簽署戰略合作備忘錄,構建具身智能產業生態2025E,預計于年底實現人形機器人的量產31來源:中國科技資訊網等,中泰證券研究所圖表:華為人形機器人進程2021年6月發布機器狗
Unitree
Go1發布升級款機器狗
UnitreeGo22023年7月2023年8月發布首款人形機器人
H1(身高180cm,售價65萬元)在GDC
2025大會上發布
UnitreeG1和
Go2
C端版2025年2月2025年3月宇樹科技發布革命性Dex5靈巧手長城汽車與宇樹科技圍繞機器人技術研發等達成戰略合作2025年4月型號H1H1-2G1EDU外形發布時間2023/082023/082024/05身高1.52-1.81米1.50-1.79米1.32米體重約47kg約70kg35kg+自由度手臂
4*2腿部
5*2手臂
7*2腿部
6*2手臂
5*2腿部
6*2腰部
1-2靈巧手選配選配/感知傳感器3D激光雷達
+
深度相機3D激光雷達
+
深度相機深度相機+3D激光雷達速度3.3m/s<2m/s/圖表:宇樹人形機器人產品參數圖表:宇樹科技歷史沿革宇樹科技正式成立于浙江杭州2016年8月32來源:公司官網,中泰證券研究所發布首個OpenAI大模型加持的機器人Demo
Figure01于2024年2月底與OpenAI達成合作,僅13天后
Figure01可在OpenAI加持下與人類語言交互并完成指令動作2024.032024.01產品發展終止與OpenAI的合作采用端到端神經網絡,可自主學習使用咖啡機沖泡咖啡,具備自動糾錯能力初代Figure
01亮相宣布與寶馬合作發布Figure
022025.02發布首個通用視覺-語言-行動(VLA)模型Helix2024.08來源:公司官網,騰訊網,新浪財經網,中泰證券研究所產品進程:2023年10月首次在官網上展示Figure
01行走視頻;2024年1月應用端到端神經網絡,實現自主學習與糾錯能力;2024年2月底與OpenAI達成合作,13天后Figure
01在GPT-4的加持下成功與人類語言交互并完成指令;2024年8月發布Figure
02;2025年2月發布首個VLA模型——Helix,并應用于Figure
02。量產計劃:創始人Brett
Adcock預計Figure將在未來四年與兩大客戶合作,出貨10萬臺。圖表:Figure產品迭代進程2023.1033型號A2A2-Max靈犀X1外形發布時間2024/082024/082024/08身高1.69米1.75米1.30米體重69kg85kg33kg行走速度1m/s1m/s1m/s續航2h2h2h全身自由度40+主動自由度67(53主動)31主動自由度圖表:智元人形機器人參數圖表:智元產品迭代進程2023年2月,智元機器人彭志輝與閆維新聯合創立,總部位于上海,專注于AI與機器人融合創新。2023年8月,發布首款通用型具身智能機器人遠征A1,身高175cm,承重80kg,自由度達49個,支持復雜場景下的移動與操作任務。2024年8月,發布
遠征系列(遠征A2、A2-W、A2-Max)與
靈犀系列(靈犀X1、X1-W)五款新品。2024年12月,上海臨港工廠啟動大規模量產,累計下線超900臺機器人,其中雙足人形機器人占比過半。2025年1月,第1000臺通用具身機器人下線,包含731臺雙足人形機器人(遠征A2/靈犀X1)和269臺輪式機器人。2025年3月,發布通用具身基座大模型GO-1,采用ViLLA架構,支持人類視頻學習與小樣本泛化,顯著提升機器人自主決策能力;推出
靈犀X2
雙足人形機器人,搭載情感計算引擎,實現高難度動作(騎自行車、滑板)與毫秒級交互響應。未來,計劃在上海張江建設年產能可達1萬臺的人形機器人的二期工廠。34來源:公司官網,中泰證券研究所發布首款仿生四足機器人
CyberDog(鐵蛋),定位消費級市場。2021/082022/082023/082025/03推出首款全尺寸人形仿生機器人
CyberOne(鐵大),配備自研Mi-Sense視覺模組和自然語言處理能力,標志小米正式入局人形機器人領域。發布四足機器人
CyberDog
2,優化續航與動態性能,售價12999元,但仍未量產。團隊宣布第四代人形機器人完成試制,投入樣板工站測試,目標實現百臺量產。圖表:小米機器人示意圖圖表:小米機器人發展進程35來源:公司官網,Leitech等,中泰證券研究所看figure&智元&銀河通用單位:億元2024A/E2025EPE公司歸母凈利潤yoy歸母凈利潤yoy2024E2025E市值T鏈601689.SH29.93938.12828.522.4852.829.9002050.SZ31.0637.31829.924.89
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