人形机器人：行则将至，量产可期 人形机器人天然适应人类生活场景，成本与技术为制约其量产的主要因素 [7][8] - 人形机器人可以很好地适应现有为人类设计的场景,无需改变现有设施 - 人形机器人在人机交互过程中更容易被人接受,具有情感价值 - 人形机器人量产受限于成本居高不下,以及软硬件技术难点尚未完全攻克 通用大模型赋予机器人泛化能力，具身智能曙光初现 [10][11][12] - 通用大模型为机器人带来革命性潜力,使其能适用于更多复杂场景 - 机器人不再是机械式完成单一任务,而是能自主规划、决策、行动的新个体 特斯拉引领，科技巨头加速入局推动产业革新 [13][14][15][16] - 特斯拉Optimus快速迭代升级,感知、学习、运控能力明显提升 - 科技巨头如特斯拉、OpenAI、三星、英伟达等纷纷入局人形机器人 2025年为量产元年，至2030年全球累计需求量有望达200万台 [24][25] - 特斯拉Optimus落地带动2025年人形机器人进入量产元年 - 预计至2030年全球人形机器人累计需求量有望达200万台,对应市场空间超5700亿元 政策持续发力，剑指2025年量产、2027年深度应用 [26][27] - 《人形机器人创新发展指导意见》明确提出2025年量产、2027年深度应用目标 - 多地出台相关政策支持人形机器人产业发展 人形机器人拆解及产业链总览 特斯拉人形机器人包括14个旋转关节、14个直线关节、12个手部关节 [30][31][32] - 旋转关节由驱动器、力矩传感器、编码器、无框力矩电机、谐波减速器等组成 - 直线关节由驱动器、力矩传感器、编码器、无框力矩电机、丝杠等组成 - 手部关节由驱动器、编码器、传感器、空心杯电机、行星减速箱等组成 人形机器人单机成本预估及潜在供应商概览 [37][38][39] - 特斯拉人形机器人单机成本预计约42万元,其中关节部分占比55% - 国内企业如三花智控、拓普集团等在执行系统领域具备一定优势 执行系统：灵活关节，丝杠、电机、减速器是关键 无框力矩电机：高效率、结构紧凑、易维护，用于人形机器人线性关节和旋转关节 [44][45][46][47] - 无框力矩电机具有高效率、结构紧凑、易维护等优势 - 国内企业如步科股份等在无框力矩电机领域已具备一定竞争实力 减速器：人形机器人旋转关节或将应用谐波减速器，手部或部分身体关节或将应用行星减速器 [49][50][51][52][53][54] - 谐波减速器体积小、减速比大、精密度高,将用于人形机器人身体旋转关节 - 行星减速器体积小、重量轻、传动效率高,将用于人形机器人手部关节或低精度部位 - 谐波减速器国产替代加速,行星减速器国产化率相对较高 丝杠：人形机器人线性执行器的重要组成部分 [56][57][58][59][60][61][62][63][64][65][66][67][68][69][70][72] - 特斯拉Optimus包含4个梯形丝杠和10个滚柱丝杠 - 滚柱丝杠负载高、寿命长、速度大,更适用于人形机器人场景 - 滚柱丝杠制造壁垒高,国内供应商数量少,建议关注精密机械领域积累深厚的企业 灵巧手：空心杯电机/无刷有齿槽电机是核心动力源 [73][74][75][76][77] - 空心杯电机和无刷有齿槽电机是人形机器人灵巧手的主流解决方案 - 国内企业如鸣志电器、兆威机电等在空心杯电机领域有所布局 感知系统：交互之媒，多传感器综合赋能 力矩传感器：人形机器人手腕和脚踝或将使用六维力矩传感器 [83][84][85][86] - 六维力矩传感器可精确测量力和力矩信息,有望应用于人形机器人手腕和脚踝 - 国内企业如柯力传感、东华测试等在六维力矩传感器领域有所布局 编码器：工业自动化等领域发展推动编码器行业持续扩容，国内头部企业已开始突破 [90][91][92] - 编码器广泛应用于工业自动化设备和过程控制等领域 - 国内企业如禹衡光学等在编码器领域已具备一定竞争实力 视觉传感器：纯视觉方案与多传感器融合方案并驾齐驱 [94][95][96][97][98][99][100][101][102] - 特斯拉Optimus采用纯视觉方案,小米等多数采用多传感器融合方案 - 视觉传感器产业链各环节国产进程持续深入,如奥比中光、海康威视等 触觉传感器：赋予机器人触觉感知交互能力，特斯拉Optimus Gen-2有望引领行业加速应用 [104][105][106][107][108][109][110] - 触觉传感器使机器人拥有人类触觉,特斯拉Optimus Gen-2手指搭载触觉传感器 - 国内企业如汉威科技、申昊科技等在触觉传感器领域有所布局 控制系统：智能"小脑"，核心算法自研为主 控制系统充当机器人的"小脑"，壁垒在于通信、算力和软件 [113][114][115][116] - 人形机器人控制系统的壁垒主要在