招商证券-机器人行业系研究列报告（五）-人形机器人的“前世今生”-230724

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证券研究报告 | 行业深度报告

2023 年07 月24 日

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胡小禹

S1090522050002

huxiaoyu1@cmschina.com.cn

梁程加

S1090522060001

liangchengjia@cmschina.com.cn

董瑞斌

S1090516030002

dongruibin@cmschina.com.cn

鄢凡

S1090511060002

yanfan@cmschina.com.cn

刘玉萍

S1090518120002

liuyuping@cmschina.com.cn

刘巍

S1090522070003

liuwei24@cmschina.com.cn

汪刘胜

S1090511040037

wangls@cmschina.com.cn

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机械

沪深300

机器人系列报告（五）

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行业深度报告

正文目录

一、人形机器人的“前世今生” ............................................................................ 5

1、人形机器人的“L0~L5” .................................................................................. 5

2、人形机器人历史上的四大发展阶段.............................................................. 5

（1）萌生阶段（L0）：简单结构驱动，智力为零 ............................................. 6

（2）早期发展阶段（L1~L2）：有了最初级的智力水平 ................................... 8

（3）系统高度集成发展阶段（L2~L3）：应用场景简单，以娱乐和展览为主 .. 9

（4）高动态运动发展阶段（L3~L4）： “自主”功能逐步完善 ........................... 10

二、人形机器人成本详拆，哪些环节值得关注？ ........................................... 16

1、基于 Optimus 的成本拆分 ......................................................................... 16

（1）体型与躯干：共28 个执行器，200+自由度 ........................................ 17

（2）旋转执行器：核心部件为谐波减速器 .................................................... 19

（3）直线执行器：核心部件为滚柱丝杠 ........................................................ 20

（4）灵巧手：核心部件为空心杯电机 ............................................................ 20

（5）软件：高度复用特斯拉自动驾驶技术 .................................................... 21

2、核心关节零部件 ......................................................................................... 21

（1）减速机构：谐波减速器最为受益，精密行星减速器或有替代机会 ......... 21

（2）滚柱丝杠：人形机器人量产将带来 29-96 亿元增量市场 ....................... 25

三、投资建议 .................................................................................................. 30

四、风险提示 .................................................................................................. 31

图表目录

图1：目前人形机器人正从 L3 向L4 过渡 .......................................................... 5

图2：人形机器人的四大发展阶段 ...................................................................... 6

图3：达芬奇的“机器武士” .................................................................................. 6

图4：土耳其机器人 ............................................................................................ 7

图5：瑞士钟表匠制造的三个机器人 .................................................................. 7

图6：国外机器人发展历程 ................................................................................. 8

图7：水牛流马的现代复原模型 ......................................................................... 8

图8：早稻田大学加藤实验室研发的两款人形机器人 WABOT-1&WABOT-2 .... 9

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行业深度报告

图9：ASIMO、NAO、PETMAN 机器人（从左到右） .................................... 10

图10：1986-2010 年期间推出的主要机器人 ................................................... 10

图11：2010 至今推出的主要机器人 ................................................................ 11

图12：经过三代改造，Atlas 可以完成跑酷、后空翻等高难度动作 ................. 11

图13：Sophia 是目前为止仿真程度最高的人形机器人 ................................... 12

图14：Walker 定位为服务机器人，经历了三次迭代 ....................................... 12

图15：Digit 机器人主要应用于仓储物流 ......................................................... 13

图16：Ameca 是现存面部表情最丰富、仿真的人形机器人 ............................ 13

图17：2022 年8月，小米 Cyberone“铁大”亮相 ............................................. 14

图18：Optimus 推出后，人形机器人有望成为继电动车之后的新增长极 ....... 15

图19：Optimus 体型参数 ................................................................................ 18

图20：Optimus 躯干参数 ................................................................................ 18

图21：Optimus 全身 28 个执行器 ................................................................... 19

图22：6种执行器组合 ..................................................................................... 19

图23：旋转执行器零部件 ................................................................................ 20

图24：直线执行器零部件 ................................................................................ 20

图25：Optimus 灵巧手设计 ............................................................................. 21

图26：Optimus 灵巧手参数 ............................................................................. 21

图27：Optimus 三目摄像头画面 ..................................................................... 21

图28：谐波减速器结构示意图 ......................................................................... 22

图29：谐波减速器运行示意图 ......................................................................... 22

图30：2017-2019 年绿的谐波谐波减速器应用领域占比（%） ...................... 23

图31：2022 年哈默纳科下游销售占比（%） .................................................. 23

图32：2021 年全球谐波减速器市场格局 ......................................................... 24

图33：2020-2021 年国内谐波减速器市场竞争格局 ........................................ 24

图34：全球机器人下游谐波减速器市场规模（亿元） .................................... 24

图35：精密行星减速器 .................................................................................... 25

图36：行星滚柱丝杠 ........................................................................................ 25

图37：反向滚柱丝杠 ........................................................................................ 25

图38：全球滚柱丝杠市场规模（亿美元） ....................................................... 26

图39：科尔摩根 TBM2G 无框力矩电机 ........................................................... 26

图40：全球力矩电机市场规模（亿美元） ....................................................... 27

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摘要：

敬请阅读末页的重要说明证券研究报告|行业深度报告2023年07月24日推荐（维持）人形机器人的“前世今生”中游制造/机械人形机器人已经进入到以具备感知能力和认知能力为主要特征的高动态运动发展阶段。2022年，特斯拉宣布将推出的人形机器人Optimus，引起资本市场和产业界的广泛关注。人形机器人的核心零部件包括减速机构、滚柱丝杠、无框力矩电机、空心杯电机、各类传感器等，相关环节有望随人形机器人产业的发展受益。❑人形机器人的发展经历四个阶段，目前已经进入到以具备感知能力和认知能力为主要特征的高动态运动发展阶段。（1）萌生阶段：人形机器人仅实现简单的结构驱动。（2）早期发展阶段：人形机器人实现了关节...

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