人形機器人快速進化 ， 電機是其重要部件

隨著工業(yè)機器人相關技術的日趨成熟，人們對機器人技術智能化本質(zhì)的認識日益加深，與工業(yè)機器人相對固定的作業(yè)環(huán)境不同，人形機器人通常使用于人類的日常生活環(huán)境中。人形機器人具備類似人類的感知、 決策、行為以及擬人化的移動特性，從外觀上更加容易被使用者接受并產(chǎn)生親切感， 因此能夠在人類所在的環(huán)境中與人類和諧相處，協(xié)助人類完成復雜和多樣的工作。機器人關節(jié)驅(qū)動器是雙足人形機器人關鍵部件，按動力來源可以分為液壓、氣動、 電機驅(qū)動、記憶金屬、生物類(心肌細胞)等，其中電機驅(qū)動和液壓驅(qū)動是較為常見的兩種形式， 電機方案的優(yōu)勢在于，在運動控制方面，其設計比液壓控制有更成熟的解決方案，處理器編碼器也相對更容易正確獲取運動狀態(tài)的實時反饋，控制精度也有很大保障 ，而且相較液壓成本便宜了很多。

機器人運動的“ 心臟 ” ，對運動精度起決定作用

電機(俗稱 “ 馬達 ” )是指依據(jù)電磁感應定律實現(xiàn)電能轉換或傳遞的一種電磁裝置，它的主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動轉矩，作為用電器或各種機械的動力源。機器人關節(jié)系統(tǒng)包括驅(qū)動器、控制器和關節(jié)電機。機器人關節(jié)電機具有減速、 傳動、提升扭矩功能，它被視為機器人的執(zhí)行單元，根據(jù)需要被安裝在各關節(jié)上控制關節(jié)運動，機器人諸如行走、 跑、彈跳等動作均由機器人關節(jié)電機驅(qū)動產(chǎn)生，是機器人運動的 “ 心臟 ” 。Optimus 主體部分共有 28 個執(zhí)行器，線性及旋轉各 14 個，所用電機為無框力矩電機。28 個執(zhí)行器分布于肩、肘、腕、軀干、髖、膝、踝等部位。根據(jù) 2022 特斯拉 AI day 的展示，28 個執(zhí)行器分布在： ①肩部 6 個(旋轉×6) ; ②肘部 2 個(直線×2); ③腕部 6 個(旋轉× 2+直線×4) ;④軀干 2 個(旋轉×2);⑤髖部 6 個(旋轉×4+直線×2);⑥ 膝部 2 個(直線×2); ⑦踝部 4 個(直線×4)。Optimus 手部共有 12個執(zhí)行器(雙手) ，所用電機為空心杯電機。

產(chǎn)業(yè)化進程加速 ， 電機有望迎來廣闊空間

人形機器人作為通用機器人的代表和具身智能的優(yōu)秀載體，一方面正在受益于通用人工智能的發(fā)展，另一方面，也以“ 具身智能 ”成為 AI 與物理世界的接口，和下一代通用人工智能的終端平臺。AI 大模型在機器人任務中主要扮演 了推理決策的角色，將人類給出的自然語言指令拆解為機器人可執(zhí)行的步驟。 多模態(tài)的 AI 大模型補全了機器人核心的推理決策能力，有望助力人形機器人走向通用之路。核心零部件供給是未來機器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展的重要支撐，人形機器人三大核心零部件包括減速器、伺服系統(tǒng)和控制器，成本合計占比超 70%。目前在 Optimus 人形機器人核心零部件中， 電機價值量合計占比約 25% 。假設未來 10 年全球人形機器人出貨量達到 500 萬臺，無框電機單價 2500 元、空心杯電機單價 1300 元，則 10 年后人形機器人帶來的無框電機增量市場有望為3500 億元， 空心杯電機增量市場有望為 780 億元，合計 4280 億元市場空間。

相關公司

步科股份：專注于工業(yè)自動化設備控制核心部件與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)軟硬件，產(chǎn)品下游應用廣泛。上海步科自動化股份有限公司一直專注于工業(yè)自動化設備控制核心部件與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)軟硬件的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售以及相關技術服務 ， 并為客戶提供設備自動化控制、數(shù)字化工廠及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案， 是中國為數(shù)不多的機器自動化與工廠智能化解決方案供應商。公司的自動化設備控制核心部件主要包括工業(yè)人機界面、伺服系統(tǒng)、步進系統(tǒng)、可編程邏輯控制器、變頻器等，且廣泛應用于物流設備、機器人、包裝設備、食品設備、服裝設備、醫(yī)療設備、環(huán)保設備，軌道交通設備等自動化設備行業(yè)。

鳴志電器：優(yōu)勢主業(yè)穩(wěn)健成長，新興領域布局成效顯著。鳴志電器成立于 1994 年， 由設備狀態(tài)管理系統(tǒng)業(yè)務起家，逐步延伸至步進電機領域， 目前已成為全球步進電機排名前三企業(yè);而后通過內(nèi)生+外延方式，形成步進電機、無刷電機、伺服電機、 空心杯電機、驅(qū)動器、控制器等多產(chǎn)品矩陣的發(fā)展模式。22年公司持續(xù)優(yōu)化自身產(chǎn)品結構，在信息化、自動化、智能化應用領域打造具備核心競爭力的產(chǎn)品。公司布局新興、高附加值應用領域業(yè)務取得顯著成效包括工業(yè)自動化、醫(yī)療器械和生化分析、移動服務機器人、光伏/鋰電/半導體、 智能汽車電子。

參考資料：20231116-德邦證券-人形機器人深度系列報告：機器人運動的 “ 心臟 ”， 電機有望迎來廣闊空間

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