摘要：随着优必选、宇树科技、傅利叶智能、智元机器人等创业企业，小米、科大讯飞等科技大厂，小鹏等造车新势力的入局，我国人形机器人产业实现了从“追赶式创新”到“开拓式创新”的跨越。
一、人形机器人行业元年开启
上海智元近日正式宣布通用机器人量产。截至12月15日，智元机器人累计产量已有962台，主要应用于交互服务和柔性制造领域。
人形机器人已经从实验室走向产业化，实现0~1，并从1~10推进的过程
二、机器人的分类
工业机器人
著名的⼯工业机器公司主要有:⽇系和欧美系。
⽇系中主要有FANUC、安川、松下、不⼆越、川崎、爱普生等公司；
欧美系中主要有德国的KUKA、瑞典的ABB、瑞⼠的史陶⽐尔、意大利的COMAU公司。
其中ABB、KUKA（库卡）、FANUC（发那科）和YASKAWA被成为全球工业机器人四小龙，其中库卡被美的集团收购。
在国内，埃斯顿、机器人、拓斯达、新时达也曾被成为四小龙
三、人形机器人
我国的人形机器人研究开始于 20 世纪 90年代。
随着优必选、宇树科技、傅利叶智能、智元机器人等创业企业，小米、科大讯飞等科技大厂，小鹏等造车新势力的入局，我国人形机器人产业实现了从“追赶式创新”到“开拓式创新”的跨越。
人形机器人的上游包括减速器、电机、丝杠、控制器、传感器等硬件部分，以及软件系统部分。
1、减速器
（非常核心的部件、工业机器人也是如此，占成本比例超过10%。）
减速器是机器人中用于降低电机转速的装置,能够提高机器人关节的扭矩输出和运动精度。
人形机器人主要使用谐波减速器和行星减速器，少数部位会用 RV 减速器，目前已经属于一个成熟的行业。
谐波减速器：据科峰智能招股书显示，哈默纳科（日本）市占率约 82.0%，而绿的谐波（中国）仅约占 7.0%。在国内谐波减速器市场，哈默纳科、绿的谐波、来福谐波（中国）市占率分别为 35.5%、24.7%、7.7%。
行星减速器：行星减速器前五的厂商分别为新宝/尼得科传动（日本）、纽卡特（德国）、威腾斯坦（德国）、精锐科技（中国台湾）、科峰智能（中国），市场份额合计占比为 47.4%。
但是从壁垒来说，无论是谐波减速器，还是行星减速器；都是属于壁垒一般的行业。
同时可靠性来看，行星减速器，在面对机器人运动中的冲击和振动时，能更好地保持稳定运行，减少因冲击导致的部件损坏和精度丧失。
而谐波减速器，能实现高精度的运动控制，且在长期使用中精度保持性较好，可确保人形机器人动作的准确性和流畅性，尤其适用于对手部、腕部等对精度要求极高的关节会用到。
同时像中大力德这类产品升级的公司同样值得关注，形成了减速器+电机+驱动一体化的产品架构，推出“精密行星减速器+伺服电机+驱动”一体机、“RV减速器+伺服电机+驱动”一体机、“谐波减速器+伺服电机+驱动”一体机等模组化产品，也属于具备一定的方案领先性。
2、传感器
人形机器人对感知要求较高，涵盖了视觉、力觉、听觉、触觉等方面。
视觉传感器，通过相机硬件和计算机算法，让机器人处理来自现实世界的视觉数据，根据技术路线可分为结构光、ToF、双目/多目视觉、激光扫描等。
伴随AI技术发展，如SAM模型等的出现，上述难点持续不断被解决攻克，助力机器视觉在非标准化场景应用发展。
机器视觉上游零部件成本占比较高，是机器视觉的核心部分。关键零部件和软件系统约占工业机器视觉产品总成本的80%。其中光源、工业相机、底层软件算法等技术壁垒及利润率水平较高。
国内机器视觉龙头奥普特主要是：根据下游客户需求，提供机器视觉解决方案并带动产品销售。机器视觉的应用主要可以分为图像采集和图像处理分析两大部分，按构成划分可分为机器视觉硬件方案和机器视觉系统整体方案。
还有就是奥比中光，构建3D视觉感知技术体系，具备从底层芯片到上层算法的全自主知识产权 研发能力，产品底层技术达到全球3D视觉行业领先水平。
现阶段AI让机器人的研发快速推进，但又发现实现真正符合人类物理规律和思考规律的 3D场景交互仍然面临挑战。一个关键问题是缺乏足够丰富完整的数据源来训练 AI，使其能够理解并处理复杂的 3D环境。这需要建立一个庞大的数据池，目前，有些公司正在尝试通过创新的方法生成这些数据，例如通过二维图片生成 3D 资产，以便更好地训练机器人的交互能力。
从二维到 3D 转变预计将在未来一年内对行业产生深远影响。过去，大多是二维，现在要加强对3D的训练。在此过程中，将会涌现出大量新兴应用场景，如虚拟现实、增强现实以及更加复杂的人机互动界面等,这些都将极大推动相关产业链的发展例如，在视觉处理已经相当成熟后,对应到现实世界中的各种应用,如自动驾驶、智能制造等，都将受益于这种转变。此外，还会催生更多基于3D资产的新型服务及产品，为整个行业带来新的增长点。
六维力矩传感器：通过上图也可以看到力矩传感器在人形机器人中的价值占比比较高。
柯力传感：从 2011 年至今，连续 14 年保持力学传感器国内市场占 有率第一，六维力/力矩传感器已完成 人形机器人手腕、脚腕，工业臂、协作臂末端的产品系列开发，掌握了结构解耦、算法解耦、高 速采样通讯等技术要点，并已给多家国内协作机器人、人形机器人客户送样。公司将继续投入研 发力量，向微型、高频响应、MEMS 硅基、力控算法集成等方向进行突破。触觉传感器已启动 与多家企业、院校的合作，同时以自研模式进行研发，目前尚处于研发验证阶段。
安培龙：长盈精密的参股公司广东天机智能系统有限公司在机器人用力传感器领域有进行业务合作。公司为其提供协作机器人用力矩传感器以及人形机器人用力矩传感器。
惯性传感器方面:根螺仪的偏零稳定性可将MEMS IMU分为消费级(>15°/h)、战术级0.15-15° /h)、导航级(0.01-0.15°/h)、战略级(
其它像听觉，主要是看敏芯股份：MEMS声学传感器全球龙头。只是市场需求一直较为平稳，即使人形机器人爆发对其业绩影响也非常有限。
3、丝杠
丝杠是一种将电机端旋转运动转化为直线运动的机械部件,广泛应用于具有直线运动功能的机器设备中。电机通过联轴器带动丝杠轴转动，丝杠轴上的螺母在螺旋形螺纹的驱动下实现直线往复运动，从而将电机的旋转力矩转化为设备运动所需要的直线方向的驱动力。
滚珠丝杆由螺杆、螺母、钢球、预压片、反向器、防尘器组成，通过滚珠在螺纹带上滚动，将旋转运动转化为线性运动，具备高精度、可逆性和高效率的特点。
行星滚柱丝杠其由行星架、内齿圈、螺母、滚柱、丝杠等组成，通过在主丝杠周围布置若干行星螺纹滚柱，大幅增加丝杠传动过程的接触面和受力面,在具备较高精度和传动效率的基础上，具有高承载、高可靠性等优点。
在高端丝杠领域,国内产品在精度、可靠性等方面与国外头部企业相比仍存在一定差距，特别在行星滚柱丝杠领域，受限于磨削等加工工艺、加工设备等方面的技术限制，国外企业占据行星滚柱丝杆的绝大部分市场份额。
三角螺纹和梯形螺纹丝杆的国产化程度高，在滚珠丝杠中端市场，国内厂商的份额约 30%，高端市场约 5%，在行星滚柱丝杠领域，国内厂商的份额被进步挤压，主要被欧洲企业所垄断。
2022 年，Rollvis(瑞威士)和 GSA两大品牌合计占有行星滚柱丝杠超过一半的市场,国内企业南京工艺和山东博特精工股份有限公司(以下简称“博特精工”并列第5 位，分别拿下 8%份额。
如今南京工艺已经被南京化纤收购，大家应该也已经注意到南京化纤高位横盘了，如果关注这家公司的人应该注意到它的上涨是因为并购。
4、灵巧手
所以的灵巧手，就是模仿人类的双手进行抓握等动作。
就真实人手而言，远指关节和中指关节分别有 1 个自由度，能够完成屈曲/伸展运动；而掌骨关节具有 2 个自由度，可以完成屈曲/伸展和侧向摆动动作。Pitch方向的自由度大拇指、食指、中指、无名指和尾指各有3个，共计15个；Roll方向的自由度大拇指有2个，其他手指各1个，共计6个，总体而言单手自由度为15+6=21个。
灵巧手的性能和成本受其三大核心组件一驱动、传动和传感装置的共同影响。
首先，驱动系统为手部提供必要的动力和旋转力，确保其具备足够的操作能力;其次，传动系统负贵将动力传递到手指，精确控制其运动轨迹;最后，传感系统则负贵监测和响应手部与环境的互动，提供反饹信息以优化抓取动作。
核心在——电机。
灵巧手使用的一般指的是空心杯电机+多级行星减速箱组成的模组，一双特斯拉灵巧手需要12个无刷空心杯电机模组。
空心杯电机是一种特殊的直流电机，在结构上突破了传统直流电机的结构形式，采用的是无铁芯转子，其电枢绕组为空心杯线圈，形似水杯，因此被称为“空心杯电机”。
根据Motor&MagneticExpo数据，空心杯电机份额仍然集中在海外厂商，国内外空心杯电机制造商在软实力和硬实力均有一定距。
与海外领先企业产品性能相比，我国空心杯电机部分品类的产品性能接近或达到海外领先企业标准，高端产品在功率、效率等方面存在差距。
比较直径为8mm、额定电压6V的有刷空心杯电机产品参数，鸣志电器的产品在功率密度和效率上与MaxonFaulhaber、Porescap的产品存在差距。品智科技、拓邦股份、伟创电气8mm的产品处于验证或者开发阶段。
力矩电机全称为永磁无刷直流力矩电机，无框力矩电机省去了电机的外壳，仅保留了传统电机中转子和定子两个部分，更直接集成到人形机器人关节中，与其他部分（如轴承和外壳）紧密结合。
无框力矩电机要在低压供电的环境下输出较大的功率，因此在磁路和工艺设计方面存在一定的技术能力要求。
目前磁场电机利用的磁场以基波磁场为主，需要抑制谐波磁场对电机运行的NVH影响，恒帅股份研发的谐波磁场电机技术属于电机底层技术的颠覆性变革，由传统电机利用基波磁场驱动转变为使用谐波磁场驱动。
截至2023年末，恒帅股份就谐波磁场电机技术领域已向国家专利局、PCT国际专利组织申报4项电机发明专利和4项电机实用新型专利。
恒帅股份的谐波磁场电机具备功率密度高、体积小、成本低等特点，目前公司将重点着力谐波磁场电机技术的场景适配，以新的电机方案思路匹配谐波磁场电机技术与人形机器人所需电机品种（如无框力矩电机、空心杯电机等）定制化需求的结合的点。
力矩电机全球第一梯队厂商主要有美国Kollmorgen,德国TQ,瑞士Maxon Motor,美国Aerctech,美国Allied Motion等。我国的力矩电机厂商处于第二梯队，目前进展较快的公司包括步科股份、禾川科技、昊志机电、雷赛智能等。
5、材料
PEEK材料：之前我们文章有解读，我就不重复了。
人形机器人关键材料：PEEK材料【附股】
永磁材料：高性能烧结钕铁硼永磁材料是机器人伺服电机的核心原材料，一般每台工 业机器人平均使用高性能钕铁硼永磁材料 20kg 左右，每台人形机器人平均使用高性能钕铁硼永磁 材料 3kg 左右，人形机器人商业化放量将带动钕铁硼市场需求的持续增长。
2023年，我国烧结钕铁硼生产商总销量为18.77万吨，较2022年同比上升9.8%，且我国平均烧结钕铁硼生产商开工率为50.13%，较 2022年同比下降1%。进入2024年，下游钕铁硼永磁产量仍在继续增长
金力永磁：行业龙头，规划2025年可达4万吨钕铁硼毛坯产能，正积极配合世界知名客户的人形机器人用磁组件的研发，并且陆续有小批量的 交付。
四、国内外知名机器人公司
目前全球在人形机器人领域走得相对靠前是宇树科技、特斯拉、波士顿、优必选，未来一定会出现大型公司，就是不知道现如今这些公司成为先驱还是先烈了。
1、特斯拉：其研发的人形机器人擎天柱 Optimus，在 2022 年的特斯拉 AI Day 上正式亮相。它搭载特斯拉同款的自动驾驶软件系统和传感器，高约 1.72 米，重约 56.7 千克，拥有人类水平双手技能，售价约 2 万美元。2024 年其手部自由度增加到 22 个，步行速度等性能也不断提升，且已在工厂执行简单任务，特斯拉计划 2025 年开始限量生产并提供租赁服务。
网传供应链：三花、拓普、绿的谐波、鸣志电器、贝斯特、北特科技、恒立液压、双林股份、震裕科技、兆威机电、五洲新春等。
2、宇树科技
12月23日宇树科技发布轮足机器狗视频，在崎岖不平的陡坡、流水石阶、水面等高难度地形中穿行无阻、弹跳自如；更展示了由2.8米的高楼跃下、载成年男子翻越土坡等能力。
截至12月底，上述量产工厂将总计下线超过900台机器人，“其中自用两百多台，发货将近700台。”目前智元机器人包括双足机器人和轮式机器人，今年出货量中双足机器人占比过半。
网传供应链：伟创电气、奥比中光、阿尔特、卧龙电驱、中大力德等
3、智元机器人 智元机器人(AGIBOT)成立于2023年2月，公司使命“以智能机器创造无限生产力”，是一家致力于以AI+机器人的融合创新，打造世界级领先的具身智能机器人产品及应用生态的创新企业。创始团队包括“稚晖君”彭志辉在内的多位业内资深人士，背景综合互补，具有深厚的核心技术背景、产业管理经验和产业资源。
智元机器人宣布量产，能实现搬运、组装等动作，产品年度计划生产962台。
网传供应链：
（1）绿的谐波：谐波减速器独供，智元已经下单一万个谐波减速器，同时与比亚迪、Figure、Tesla等合作，凭借深耕成为大多数人形机器人国产首选谐波供应商。
（2）柯力传感：已送样六维力矩传感器
4、华为
11月15日，华为（深圳）全球具身智能产业创新中心与16家企业签约合作备忘录。包括中坚科技、兆威机电、禾川人形机器人、拓斯达、埃夫特、乐聚机器人、大族机器人、墨影科技、自变量机器人、华龙讯达、深圳华成、数字华夏、奥卡机器人等。
近期催化：
12月26日中国机器人网年会将在上海举行，大会期间，广汽人形机器人新品将重磅发布。
Tesla Bot摆件将于12月26日10:00 正式开售，官网售价为199 元，无论是外观还是动作，均酷似第二代人形机器人
来源：全产业链研究一点号
