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人形机器人传动系统
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中金公司 高端装备-传动的技术基因及发展趋势
中金· 2025-07-07 08:51
报告行业投资评级 未提及 报告的核心观点 中国机加工企业跨界人形机器人传动系统,技术标准、传动方案、加工工艺和材料未收敛,硬件成本结构未固定,竞争格局不明朗,需持续跟踪研究;人形机器人技术方案呈混合设计趋势,未来发展围绕硬件降本、结构设计优化和材料选择展开 [1] 各部分总结 传动系统核心部件及成本占比 - 人形机器人传动系统核心部件包括丝杠、减速器和轴承,占整个人形机器人硬件成本的 30%以上 [2] 中国机加工公司跨界布局情况 - 中国机加工公司跨界布局人形机器人传动系统硬件,需观察技术标准、传动方案、加工工艺和材料是否收敛来判断竞争格局,现阶段无明确结论 [2] 主关节和灵巧手传动方案 - 主关节传动分旋转和线性,旋转适用于上半身,线性适用于下半身;灵巧手传动以腱绳和丝杠驱动为主,腱绳仿生但负载低,丝杠适用于高负载工业场景 [1][4] 国内外企业传动方案选择趋势 - 国内企业主关节倾向旋转模组,海外企业如特斯拉倾向线性执行器;灵巧手方面,全球单手自由度增加,驱动方案倾向传统丝杠与新兴腱绳混合使用 [5] 国内外人形机器人应用场景及技术路线 - 国内聚焦轻负载工业和 C 端市场,采用成熟旋转执行器;海外特斯拉侧重高负载工业场景,倾向丝杠路线,家庭场景考虑安全性和价格,偏向简单化设计 [1][6] 典型企业及侧重应用领域 - 特斯拉、优必选、开普勒等侧重工业场景,YX 侧重家用场景,国内富力业专注轻医疗康养领域 [8] 技术方案趋势 - 人形机器人技术方案呈混合设计趋势,如灵巧手采用多级传动系统,未来将沿此方向发展 [1][9] 旋转和线性执行器应用场景区别 - 旋转执行器适用于肩部、肘部等关节运动,线性执行器适用于大腿、小腿等承重关节 [10] 专利申请情况及行业发展方向 - 中国人形机器人专利申请中,感知系统和线性执行器数量领先,旋转执行器和灵巧手相关专利相对较少,表明行业对前两者投入较大 [3][12] 减速器行业竞争格局及企业能力要求 - 减速器行业竞争格局变化,后发企业需建立客户粘性、具备正向开发能力应对非标化设计,材料端 PEEK 材料轻量化进展值得关注 [16] 行星滚柱丝杠应用情况 - 行星滚柱丝杠负载承载力优于行星滚珠,但加工精度要求高,国产厂商有机会通过早期布局等方式实现技术追赶 [16] 人形机器人丝杠成本降低路径及影响 - 成本降低路径包括缩短加工时长和改进工艺方法,生产要素国产化会促进产品降本,影响行业竞争格局 [17] 轴承研究价值 - 轴承在传动系统中价值量占比不到 5%,供给充分、技术路线定型,研究轴承有助于判断未来丝杠格局和理解传动系统趋势 [18] 丝杠和减速器竞争格局演变 - 丝杠和减速器竞争格局可能受底层生产工艺、与机床设备合作关系等因素影响,若核心磨床设备未国产化,竞争格局可能向滚动轴承演变,若新工艺突破,可能向滑动轴承演变 [20] 投资者关注要点 - 投资者应关注新工艺、新材料、新结构设计带来的硬件成本非线性变化及对行业格局重塑的机会,关注具备多重优势的公司 [21]