本土企业在机器人一体化关节产业链具备机会

（一）电机：空心杯电机应用广，力矩电机逐渐系列化

电机品种繁多，普遍有两种分类方式，按照控制方式分类和按照驱动 方式分类。控制方式分类：包括伺服电机、步进电机和力矩电机，伺 服电机采用闭环/半闭环控制、控制精度高、高低速切换流畅、成本较高；步进电机将脉冲信号直接转化为角动量，步距角恒定，精度弱于伺服但结构简单成本低。按照驱动方式分类：分为直流电机和交流 电机，其中交流电机按照转子和定子转动是否同步可以分为同步电机和异步电机（感应电机），同步电机通过转子磁场和定子磁场之间的  “互锁”来运行。而异步电机的工作原理是“电磁感应”，定子旋转变化的磁场在转子中感应出电流，此电流在磁场中受力，带动转子转动。人形机器人涉及的电机产品包括无框力矩电机和空心杯电机等。力矩电机是一种多级对、无机壳的直驱电机，扭矩增强且结构紧凑。相较于普通电机主要规格为功率，力矩电机的规格和选型主要取决于扭矩， 力矩电机极对数多，在电机低速甚至堵转时仍能持续运转并提供稳定  的力矩给负载；同时，力矩电机为直驱电机，负载直接连接转子，不  需要任何传动件，减少摩擦损耗，结构紧凑；除此之外，力矩电机为无框架式永磁电机，没有机壳，只有定子和转子两个部件，中空孔大，

方便走线。 目前，无框力矩电机主要用在协作机器人等领域。空心杯 电机是微特电机的一种，无铁芯转子，重量轻且效率高。空心杯电机 在结构上突破了传统电机的转子结构形式，采用的是无铁芯转子，也 叫空心杯型转子。这种新颖的转子结构彻底消除了由于铁芯形成涡流 而造成的电能损耗。因为没有铁损，所以它的效率要比普通的微型直 流电机要高；同时，由于转子重量大幅降低，所以转动惯性减小，相 比传统铁芯电机，大扭矩急加速急减速性能突出；另外，空心杯电机 还具有体积小、可控性高、噪音小等优点。因此，空心杯电机主要用 在需要快速响应（如军工、检测）和对重量和能耗要求较高（如无人 机、机器人）等领域。机电产品已经广泛应用于协作机器人和轻型机器人领域。空心杯电机 主要玩家为鸣志电器、江苏雷利、伟创电气。其中鸣志电器为运动控 制领域优质的出口企业，空心杯电机畅销国内外；江苏雷利和鼎智科 技的空心杯电机为共同研发生产，产品广泛应用于军工、半导体、医 疗等领域，同时当前多款样品处在测试阶段。汇川技术和禾川科技为 国内伺服产品主要供应商。其中汇川技术具备工控和工业机器人双重 业务优势，并持续研发提高直驱电机竞争力；禾川科技的无框力矩直 驱电机广泛应用于工业机器人、激光等领域。

（二）减速器：谐波减速器水平一流，RV 本土市占率提升

减速机是机器人的核心精密零部件之一，技术壁垒高。减速机的主要 工作原理为通过机械传动装置实现对原动机的减速增矩，是影响机器 人性能的核心因素，在高精度场景中尚未存在替代方案，技术壁垒较 高。同时，研发投入和固定资产投入都较高，绿的谐波从研发到成品 花了 10 年的时间，初始投入大（根据招股书披露，其磨床原价约 200  万元，滚齿 300 万元），是典型的高壁垒的行业。机器人用减速器  主要有谐波、RV、行星齿轮减速器等。一般来说，机器人的每个关  节都需要配置一台减速器，减速器的选型需要综合考虑体积、减速比、 扭矩和价格等方面因素，不同的机器人有不同数量的关节，而且负载 不同，所用的减速器也不同。一般而言，重载的关节多使用 RV 减速 器，轻载关节一般用谐波减速器。

国内谐波和 RV 减速器主要用于工业机器人领域，市场持续扩容。根 据 MIR 数据，受益下游工业机器人等行业高景气，国内谐波和 RV减速器销量有 19 年的 54.3 万台增长至 22 年的 126.3 万台，期间CAGR 为 32.5%，预计 23-25 年将继续以 16.8%的 CAGR 增长超过 200 万台；结构性看，工业机器人为减速器第一大应用领域，22 年  占比为 79.7%。竞争格局角度，国产品牌以具备一定话语权。国内生 产工业机器人减速器的企业数量逐渐增多，且技术在逐步提升，部分 厂商已经实现量产并逐步推向市场，在精密减速器国产化的道路上进 步明显。22 年，绿的谐波在谐波减速器领域的中国市占率为 40% ，位列第一位，相较于 17 年提升 5pct，在国内市场已具有一席之地。

绿的谐波为国内谐波减速器龙头，市占率达 40%，同时生产销售无  框力矩电机等机电一体化产品。2023年4月绿的谐波与三花智控签署 了框架协议，双方同意在三花墨西哥工业园共同设立合资企业，绿的 谐波有望借助三花的渠道和客户优势加速出海，具备打入人形机器人 供应链的潜力。中大力德、国茂股份等企业在各自减速机细分领域也 较为领先。其中中大力德产品线齐全，包括 RV、谐波、精密行星减速器等；国茂股份摆线针轮减速器实力强，且子公司国茂精密也切入 谐波减速器领域。

（三）丝杠：行星滚柱丝杠已有里程碑式达成

丝杆的主要功能是将旋转运动转换成线性运动，主要包括滑动丝杠、 滚柱丝杠、行星滚柱丝杠等产品。滑动丝杆是滑动摩擦，结构简单但 精度差，传动效率 25%-50%，主要用于电梯、汽车等各领域；滚珠 丝杠是滚动摩擦，高效率、高精度、高速，但价格高。滚动摩擦的摩 擦系数远远低于滑动摩擦系数，滚珠丝杆的传动效率大约在90%-99%；行星滚柱丝杆在周围行星布置了 6-12 个螺纹滚柱，接触 面的增加使承载能力和刚性大大提高，且丝杠轴是小导程角的非圆弧 螺纹，有利于达到较高的导程精度，具有高承载、耐冲击、高精度、 体积小等特点。行星滚柱丝杠因其较小的体积空间使用，高效精准的 大推力输出，以及耐用稳定的性能等特点正被越来越广泛的应用在工 业领域，对滚珠丝杠、液压驱动等技术路线形成有效替代，在机器人、 自动化、数控机床、医疗器械、汽车、石油天然气等领域的应用正逐 渐普及。

人形机器人直线执行器应用反向式行星滚柱丝杠，主要用于中小负载、 小行程和高速的应用场景。反向式行星滚柱丝杠结构形式与标准式类  似，不同在于其没有内齿圈，丝杠两端加工有直齿与滚柱两端的齿轮  啮合，且螺母作为主动件，其长度比标准式的大得多。一般情况下， 不同于标准滚柱丝杠，反向式行星滚柱丝杠的螺母为主动件，丝杠为  输出构件，滚柱、丝杠之间无相对轴向位移，其主要用于中小负载、小行程和高速的应用场景，其最大的优势在于可将其螺母作为电机转 子实现电机和丝杠一体化设计，形成结构紧凑的体式机电作动器。

海外高度垄断，国内处于起步阶段。行星滚柱丝杠制造壁垒极高，海外企业大多于 1950年左右在国防军工等领域开启产品研发，主要企 业包括瑞典斯凯孚、瑞士舍弗勒、美国穆格、美国 Exlar等，国内外 在行星滚柱丝杠的产品差距主要为制造材料（硬度、耐腐蚀、可加工 性等）和制造能力（含机床、工艺等）。本土玩家大多为非上市公司， 逐渐崭露头角，包括中国船舶 704 所、博特精工、思科瑞传动、仲  孚机械等，其行星滚柱丝杠已在阀门、石化、军事、工业等各领域逐 步应用。鼎智科技微型行星滚柱丝杆的研发与生产上已有里程碑式达 成，具备发展潜力。鼎智科技深耕于线性传动领域，其线性传动产品 包括滑动丝杆、滚动丝杆，行星滚柱丝杆。三类丝杆的应用场景、寿命、传动效率有差异，在技术和工艺等方面有一定协同，鼎智线性传 动产品的精密性、稳定性、使用寿命、定制化程度等均处于行业领先 水平。在微型行星滚柱丝杆领域，公司已取得里程碑式进展，该类产 品应用领域包括机器人、飞机起落架、部分工业场景等。

（四）传感器：全球竞争集中，本土企业发展任重道远 

      机器人需要多传感器来保证灵敏度。各种传感器相当于工业机器人的 手、眼、耳和鼻，有助于识别自身的运动状态和环境状况。在这些信 息的帮助下，控制器可以发出相应的指令，使机器人完成所需的动作。 根据检测对象的不同，可以分为内部传感器和外部传感器。内部传感 器一般用来检测机器人本身状态，包括位置、速度、力觉传感器等；外部传感器一般用来检测机器人搜出环境状况，包括距离、触觉、听觉、视觉传感器等。

传感器下游细分领域多，龙头企业才易具有规模效应。以基恩士为代 表的国际传感器大公司需要国际化销售、制造外包模式来摊薄研发成本。根据 MIR 数据，基恩士一直以来占据位移传感器市场的“半壁江山”，产品凭借优异的性能、优惠的价格和良好的货期，2022 年市场 份额进一步提升，市占率超过 60%。规模效应更强的领域，或率先实现国产替代。中国消费类电子的传感器，由于市场的拉动，近十年已经有了很大的进步。在工业领域，部分低端领域已有成功案例，但 高端产品目前卡脖子情况仍较为严重，国产替代之路任重道远。未来人形机器人如果能够达到消费品级别的体量，可能推动细分板块的国 产替代加速。

全球竞争集中，行业高盈利。以基恩士、安森美、意法半导体为代表 的全球头部企业具备产业链纵向一体化或跨行业解决方案能力，占据 全球大多数市场，且毛利率平均约 50%以上，盈利能力较强。本土企业包括汉威科技、柯力传感、保隆科技等，其产品包括压力、光学、位置、速度传感器等，目前主要应用于汽车、仪器仪表、工业物联网等领域，未来收入和盈利仍有较大的提升空间。