人形机器人行业跟踪报告（二）：Tesla Bot引领产业开发热潮低成本量产下零部件成“隐形冠军”VIP

目 录TOC\o"1-2"\h\z\u1、TeslaBot持续化，引领产业开发热潮 5、Tesla公最新TeslaBot，迭速亮眼 5、Tesla引开热，多科巨入人机器人 6、上零件同器人展下场打想象间 72、商业化低成本量产，零部件成“隐形冠军” 9、TeslaBot软件步出，部为产键 9、机关价量，相零件“形军” 3、本土厂商具备性价比优势，或将深度受益 12、减器谐减器为，星速或替补 12、电：无力电机空杯机主 12、丝：星珠杠 144、风险提示 15图目录图1：概图二代，TeslaBot快迭（图“Today”为2022/10/1，图为2023/5） 5图2：体制力增，独行并确制矩 6图3：AI觉法进步 6图4：AI练现到的动生成 6图5：臂实复杂取动作 6图6（足人机主要业与与品示 7图7：形器产业分布 8图8：2021年来国器人业模步长 8图：pts搭车自动驶SD 9图1：pts节情况 9图11：手外身28机关复用6行器 10图12：6执器（3旋转型+3直类方案意图 10图1：pts仿手设计 图14：适手和结构 图15：星速结意图 12图16：波速结意图 12图17：框矩机图 13图18：心电结意图 13图19：柱杠意图 14图20：斯滚丝意图 14表目录表1：足器主要数对比 7表2：心部（电、减器丝）价量拆分 表3：内波速器行星速厂列举 12表4：内框矩电与空杯机商举 141、TeslaBot持续进化，引领产业开发热潮TeslaTeslaBotBotOptimus012021IDay上发布通用机器人计划，正式提出TeslaBt概念；2022年，在特斯拉第二个IDY上人形机器人Oimus（20235），特斯拉股东会上视频相比上一次亮相，Optimus在电机扭矩和力度控制等方面更精确，并能探索和记忆环境，PSD图1：从概念图到二代机，TeslaBot快速迭代（左图“Today”为2022/10/1，右图时间为2023/5）资料来源：2022年TeslaAIDAY公开资料，2023年5月特斯拉股东会官方资料，TeslaBot眼。对比2022年0月AIDY上的表现，2023年5月份股东会上TeslaBt的迭代主要表现在：身体控制能力增强。新版Optimus四肢、动力结构外露，更具机械感，能蛋，腿部驱动单元自适应地面摩擦力；AI视觉算法精进。Optimus能感知并记忆周边环境，使用与特斯拉电动汽FSDAI训练实现端到端的动作生成。传感器捕获工程人员示教动作，AIAIOptimus度的动作生成过程；Optimus组装机械臂、机械腿，可完成车间简单的生产任务。图2：身体控制能力增强，独立行走并精确控制力矩 图3：AI视觉算法更进一步资料来源：2023年5月特斯拉股东会公开资料、 资料来源：2023年5月特斯拉股东会公开资料、图4：AI训练实现端到端的动作生成 图5：手臂可实现复杂抓取动作资料来源：2023年5月特斯拉股东会公开资料、 资料来源：2023年5月特斯拉股东会公开资料、FSDAI决策和控制方面的性能，加快研发进度。AIAI链，有利于降低制造成本，有望加速商业化进程。TeslaSOOims公布预估报价，但尚无任何人形机器人实现商业化。图6（双足）人形机器人主要行业参与者与产品展示资料来源：河马机器人官网、小米官网、傅利叶智能官网、表1：双足机器人主要参数对比公司产品名波士顿2016版Atlas本田第三代ASIMO敏捷人Cassie 特拉Optimus 优选WalkerX小米CyberOne公布时间2016年 20002016年 2021年 2021年2022年体重80kg 48kg31kg 56.7kg 63kg52kg身高150cm 130cm115cm 173cm 139cm177cm步行速度5.k/h 2.k/h5k/h 8k/h 3k/h3.k/h全身自由度共57个DOF共28个DOF臂14+颈3+手26+腰2+臂12+颈2+腰2+腿12腿12共40个DOF共10个DOF 共41个DOF臂12+颈2+手12+腰2+每腿5 臂14+颈3+手12+腿腿1221DOF10+1腿部模式跖行式 跖行式跖行式 跖行式 跖行式趾行模式腿部自由度单腿6个DOF 单腿6个DOF髋3+膝1+踝2 髋3+膝1+踝2单腿6个DOF 单腿5个DOF 单腿6个DOF髋3+膝1+踝2 髋3+膝1+踝1 髋3+膝1+踝25DOF311面部无 无无 屏幕 屏幕屏幕双手无十指 有十指无十指 有十指 有十指无十指负载约2.1kg 1kg硬拉68kg 伸展态臂1.5kg/ 1.5kg扛重2.4kg 双手3kg续航1h 1h1h / 2h2h商业化情况暂无商业化对象暂无商业化对象暂时出席会展/表演等暂无商业化对象/ 暂时出席会展/表演等/售价没有大规模商业化。/ 200/ 预计价2.5美元 / /资料来源：河马机器人官网、间产制造、家庭陪护等多个领域。以特斯拉人形服务、教育、医疗、巡检、清洁和娱乐等下游终端应用需求领域。图7：人形机器人产业链分布资料来源：高工机器人产业研究所、断发展，机器人从机械自动化转变为人工智能化，未来将融合5G场景不断开发。1306.82022业市场规模将达1712.4亿元，同比增长31.0%，2027年中国机器人行业市场规模有望接近6000亿元。图8：2021年以来中国机器人行业规模稳步增长资料来源：艾媒咨询、应用领域至服务场景，为其商业化产业化带来可能。2、商业化低成本量产，零部件成“隐形冠军”TeslaBotDOJO自研的“D1”AIAI图9：Optimus搭载车载自动驾驶FSD芯片 图10：Optimus关节分布情况资料来源：2022年TeslaAIDAY公开资料、 资料来源：2022年TeslaAIDAY公开资料、硬件方面，全身0个机电关节，解决方案初步公布。根据IDYTeslaBot4012121222404066器的复用实现28个自由度。图11：除手部外，全身28个机电关节复用6种执行器资料来源：2022年TeslaAIDAY公开资料、62814+14633波减速器+传感器+轴承，用来实现类似人体关节的旋转运动；直线执行器解决方案为无框力矩电机+行星滚柱丝杠+传感器+轴承伸运动。图12：6种执行器（3种旋转类型+3种直线类型）方案示意图资料来源：2022年TeslaAIDAY公开资料、TeslaBot61112图13：Optimus的仿生人手设计 图14：自适应手指和丝杠结构资料来源：2022年TeslaAIDAY公开资料、 资料来源：2022年TeslaAIDAY公开资料、TesalBot机电关节成本较高。TeslaBot402814127应链的机会。表2：核心零部件（电机、减速器、丝杠）的价值量拆分方案用量（个）单价（元）合计成本（万元）国内厂商电机无框力矩电机2810002.80步科股份、昊志机电等空心杯电机128000.96鸣志电器、江苏雷利等减速器谐波减速器1410001.40绿的谐波、中大力德、昊志机电等行星减速器（可能用到）600-中大力德等丝杠行星滚珠丝杠1415002.10鼎智科技等合计7.26资料来源：2022年TeslaAIDAY公开资料、预测2022年elaAIAY1500TeslaBot（2.5）40%。根据特斯拉目前公布的关节解决方案，价值量占比较高的零部件分别为无框力矩电2.5无框力矩电机、空心杯电机、谐波减速器、滚柱丝杠的价值量占比约为15%、5%8%合计占比超过40%103.9/1.3/1.9/2.93、本土厂商具备性价比优势，或将深度受益目前谐波减速器是人形机器人关节的最优解决方案。2022年10月份TeslaAIDAY上特斯拉公布的减速器方案为谐波减速器，谐波减速器主要由谐波发生器、刚轮、柔轮构成，是通过柔轮的弹性变形传递运动，优势是体积小、重量轻、传行星减速器在容易发生碰撞的关节可替代谐波减速器。计以谐波减速器为主，行星减速器或为替补。图15：行星减速器结构示意图 图16：谐波减速器结构示意图资料来源：兆威机电官网、 资料来源：绿的谐波招股说明书、商主要包括中大力德、巨轮智能。表3：国内谐波减速器与行星减速器厂商列举公司名称主营业务相关产品收入规模（亿元）归母净利润（亿元）总毛利率绿的谐波人、数控机床等谐波减速器4.461.5548.7%中大力德传动行星减速器及减速电机谐波减速器、行星减速器8.980.6624.1%昊志机电轴精密零配件制造为支撑谐波减速器9.870.2236.9%巨轮智能上市的轮胎模具开发制造企业行星减速器9.900.3813.4%资料来源：，各公司公告，注：相关财务数据均为2022年数据无框力矩电机的中空结构便于走线，适用于集成度较高的人形机器人。无框力矩电机属于无刷直流永磁电机，由驱动器提供三相交流电源形成旋转的电磁场，以图17：无框力矩电机示意图资料来源：中国供应商网、响应极快、运行稳定性强、电磁干扰少和能量密度大等特点。图18：空心杯电机结构示意图资料来源：万泰电机官方微信公众号、表4：国内无框力矩电机与空心杯电机厂商列举公司名称主营业务相关产品收入规模（亿元）归母净利润（亿元）总毛利率无框力矩电机步科股份专注于工业自动化设备控制核心部专注于工业自动化设备控制核心部件与工业物联网/互联网软硬件领域无框力矩电机5.390.9137.9%禾川科技聚焦于工业自动化领域，主要产品包括伺服系统、PLC等，覆盖工业自动化领域的控制层、驱动无框力矩电机9.440.9030.44%昊志机电以中高端电主轴产品为核心、以电主轴精密零配件制造为支撑谐波减速器、无框力矩电机、编码器9.870.2236.85%空心杯电机鸣志电器公司是一家运动控制领域综合制造商，覆盖多种电机空心杯电机29.602.4738.2%伟创电气专注于电气传动和工业控制，主营产品包括变频器、伺服系统和运动控制器等产品空心杯电机9.061.4035.9%江苏雷利聚焦于微特电机领域，已经形成以微型步进电机、同步电机、直流有刷电机、直流无刷电机、微型水泵等多种电机产品为主导的产品线空心杯电机29.002.5928.5%资料来源：，各公司公告，注：相关财务数据均为2022年数据

滚柱丝杠是将直线运动转化为旋转运轴向刚度高、不能自锁、具有传动的可逆性等特点。行星滚柱丝杠主要由丝杠、螺纹滚柱、螺母构成：6-1