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人形機器人絲杠行業深度報告: 核心傳動精密部件,國產化未來可期,市場規模249.5億元

來源:國海證券      編輯:創澤      時間:2024/10/15      主題:其他   [加盟]

核心壁壘在于精加工&設備,未來硬車應用有望擴大:

ü 定義及應用。絲杠是一種通過螺母、滾柱、絲桿等零部件將旋轉運動轉換為直線運動的機構,在人形機器人中主要應用于直 線執行器,分布于全身大臂、小臂、大腿和小腿等14個部位。

ü 分類。絲杠按照結構原理可以分為滾柱、滾珠、滑動三種類型,其中反向式行星滾柱絲杠承載G、體積小、精度G、壽命長, 因此特斯拉人形機器人主要用反向式行星滾柱絲杠。

ü 核心壁壘。絲杠壁壘主要在于螺母內螺紋精加工環節,目前磨削為主流技術路線,對應G精度磨床設備(中G端以外資為 主),未來硬車工藝有望憑借效率G、能耗低等優勢逐步擴大應用范圍。

u 人形機器人絲杠市場快速擴容,國產替代未來可期:

ü 市場空間預測。2025年特斯拉人形機器人將實現從0到1量產,根據我們測算,2025年和2030年人形機器人市場規模 分別有望達到1.4億元和249.5億元,2025-2030年人形機器人CAGR有望達到182%。

ü 競爭格局。從海外和國內競爭格局來看,中G端絲杠設備的主要供應商主要為日本、德國等外資廠商,國內廠商規模、工藝 與外資廠商相比仍有一定差距,主要系外資供應商加工技術布局較早,技術成熟,產品類型豐富。

ü 人形機器人浪潮帶來絲杠國產替代機遇。人形機器人絲杠和汽車、機床絲杠的結構、精度、大小不同,我們認為未來人形機 器人的量產是一場對絲杠技術的全新革命,有望間接縮短外資廠商和內資廠商之間的技術差距。此外未來人形機器人量產后 或將將重心向規模化降本轉移,與外資廠商相比,內資廠商具備人力成本低、國產設備采購價格低、工藝迭代速度快等多種 優勢,未來有望緊抓人形機器人產業化機遇,快速實現國產替代。




附件:人形機器人絲杠行業深度報告: 核心傳動精密部件,國產化未來可期,市場規模249.5億元






人形機器人執行系統之靈巧手-空心杯電機

人形機器人靈巧手進行抓取動作,空心杯電機為核心部件;信號解析 匯總執行 輸出轉速 (高速、低扭矩) 降速增扭 直線傳動轉 換為旋轉傳 動 驅動傳導 感知及力 反饋

人形機器人執行系統之旋轉執行器-減速器

旋轉執行器分布于肩部、手部等多自由度關節,作用是將某物旋轉到一定角度完成旋轉運動;驅動關節完成旋轉動作,減速器為核心部件

人形機器人執行系統之線性執行器-行星滾柱絲杠

線性執行器位于膝肘等單自由度及腕踝等雙自由度關節,將電機旋轉運動轉為直線運動;變旋轉運動為直線運動,行星滾柱絲杠為核心部件

人形機器人整體構造及成本拆解:執行系統較為關鍵

人形機器人感知系統成本占比7.3%,執行系統成本占比53.2%;線性執行器成本占比31.0%;旋轉執行器成本占比17.9%;其他成本占比39.5%

人形機器人BOM拆解分析-三大核心部分

執行系統BOM占比最高,約53.2%(其中直線、旋轉、手部分別 占31.0%、17.9%、4.3%);感知系統占7.3%,其他芯片、電池等部件合計占比39.5%

中國人形機器人研發團隊-24支機器人團隊介紹

國防科技大學Blackman;哈爾濱工業大學HIT Humanoid; 理工匯童;浙江大學悟空;優必選WalkerX、優悠;小鵬汽車PX5;達闥科技XR-4;北京鋼鐵俠

工控&機器人系列深度-人形機器人空心杯電機:迎國產替代機遇

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人形機器人擎天柱Optimus只申請外觀設計專利(共 5 件)

特斯拉的外觀專利全部有效,且主要集中在日本(4 件)和歐洲(1 件),其他已申請的方法類、結構類專利可能尚未公開

2023人形機器人技術專利分析報告-技術范圍、核心權利人及相關產品、專利數據

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