工业机器人三大核心零部件：占总成本70％
三大核心零部件：难度最高，成本大头
工业机器人是一个典型的机电一体化产品，由三大部分、六个子系统组成，三大部分分别是机械部分、传感部分、控制部分，六个子系统分别是：驱动系统、机械结构系统、控制系统、人―机交互系统、感受系统、机器人―环境交互系统。
工业机器人最核心的三个零部件分别是伺服电机、减速机、控制器（包括运动控制），是工业机器人核心技术壁垒所在。
在工业机器人成本构成中，减速器、伺服电机、控制器分别占35%、20%、15%，合计约占70%。
核心零部件之伺服系统：工业机器人的动力来源
日系主导，欧美其次，国产追随。
伺服系统是工业机器人主要的动力来源，主要由伺服电机、伺服驱动器、编码器三部分组成。2016年我国伺服系统市场规模约140亿元，处于快速发展状态。我国工业机器人用伺服系统主要被国外品牌垄断，其中日系品牌约占50%、欧美品牌约30%，中国台湾品牌约10%，大陆企业约10%。
伺服系统的结构示意图
核心零部件之伺服系统：国产品牌差距仍在，大功率、高精度是方向
日系企业包括安川、三菱、三洋、欧姆龙、松下等公司，主要是小型功率和中型功率产品；欧美系品牌包括西门子、博世力士乐、施耐德等公司，在大型伺服具有优势地位；国产品牌主要包括汇川、台达、埃斯顿等公司，主要为中小型伺服。
我国伺服电机与日系和欧美品牌仍然存在差距，主要表现为：大功率产品缺乏、小型化不够、信号接插件不稳定、缺乏高精度的编码器，这些也是国内伺服系统未来要攻克的主要方向。
核心零部件之减速器：全球超过85%的市场份额被日本厂商占据
全球工业机器人减速器的市场高度集中，其中日本纳博特斯克在RV减速器领域处垄断地位，日本哈默纳科则在谐波减速器领域处垄断地位，两家合计占全球市场的75%左右。由于其极高的技术壁垒，工业机器人本体制造环节对减速器环节议价能力很弱。
核心零部件之减速器：国内公司普遍成立较晚，体量较小
国内的减速器生产厂家历史较短。上市公司中，中大力德、巨轮智能、秦川机床、昊志机电等都在研发减速器，其中秦川机床开始研发减速器的时间较早(1997年)。上海机电也有业务涉及减速器，系2013年与纳博特斯克在国内合资成立公司。非上市公司中，绿的谐波在谐波减速器领域有所技术突破；南通振康目前也具备了年产3万台的产能，并已向国内工业机器人厂商埃夫特等供货。整体来讲，国产减速器有所突破，但知名度和市占率仍有待进一步提高。
核心零部件之控制器：工业机器人的大脑
核心零部件之控制器：日系占主导
核心技术，本体厂家自产居多
工业机器人的控制系统主要由硬件和软件两部分构成，硬件即工业控制板卡，软件主要是控制算法、二次开发等。控制系统的表现是一家工业机器人厂商设计理念的集中体现，成熟的机器人厂商一般自行开发控制器和伺服系统，从而保证机器人的稳定性和技术体系。因而全球控制系统的市场份额与工业机器人本体情况接近。
核心零部件之控制器：国内企业
机器人行业深度研究：人形机器人风起，核心零部件助力扬帆远航
（报告出品方/作者：浙商证券，邱世梁、王华君、林子尧）
1人形机器人开启智能制造时代人形机器人代表着一个国家的高科技发展水平。人形机器人，又称仿人机器人，涉及控制、规划、机电一体化技术、全方位的AI感知技术，移动能力和工作范围，人机交互等，是一个国家的高科技发展水平的最终体现。
1.1人形机器人活力四射，发力多领域人工替代
最早的“机器人”概念起源于亚里士多德的设想。1927年第一个电驱人形机器人“Televox”诞生于美国西屋。随后美国、日本和欧洲在这一领域广泛布局，促进了人形机器人的快速发展。在2000年，我国也独立研制出具有语言功能的“先行者”号人型机器人。2023年随“擎天柱”的诞生，人形机器人或将走入日常生产生活。
群雄并起，逐鹿人形机器人。日韩在人形机器人研究领域表现活跃，日本本田代表产品Asimo身高1.3M，体重48kg，具有57个自由度，可完成上下楼和奔跑等动作。韩国KAIST代表产品HUBO+身高1.7m，体重80kg，具有32个自由度，在2015年“机器人挑战赛”中获得冠军。美国在人形机器人领域后来居上，波士顿动力研发的代表产品Atlas身高1.8m，体重80kg，具有28个关节，可完成原地起跳转身一周等高难度动作。波士顿动力的人形机器人Atlas主要聚焦在科研领域，商业价值低。在波士顿动力优秀的软硬件配置下，Atlas能够完成流畅、高难度的“跑酷”动作。硬件结构上，Atlas拥有轻量级结构件皮肤和足部力控传感器，雷达与深度相机形成视觉感知，28个液压关节驱动完成一系列其敏捷动作，本体搭载3台NUC/工控机负责整体控制系统的运算。软件方面，波士顿动力运用行为库、实时感知和模型预测控制（MPC）技术将相机、雷达等传感器接收的数据进行分析并对决策制定和动作规划提供最有效的支持。
国内人形机器人成果喜人。在科研领域，国科大研发的“先行者”机器人可以完成静态和动态步行动作；哈工大推出的“HIT-III”机器人能完成上、下斜坡等动作；清华大学开发的“THBIP-II”身高0.75m，体重18kg，具有24个自由度；浙江大学研发出会打乒乓球的“悟”、“空”人形机器人；北理工推出的“汇童”机器人可完成摔倒起立，“摔滚走爬”等动作。在产业领域，深圳优必选推出的“Walker”机器人能完成上、下台阶等动作。
小米于2022年8月公布首款全尺寸人形机器人CyberOne（铁大）。升级后的运动控制算法支配这机器人全身13个关节和21个自由度，实现双足运动姿态平衡；电机性能增强10倍，髋关节主要电机的动力扭矩峰值可达300Nm，峰值扭矩密度96Nm/kg。AI算法赋能环境感知，“高情商”展现国内人机交互技术成果。环境感知方面，自研的Mi-Sense深度视觉模组+AI算法帮助CyberOne实现对真实世界的三维虚拟重建。情绪感知上，CyberOne搭载自研MiAI环境语义识别引擎和MiAI语音情绪识别引擎，能够实现85种环境音识别和6大类45种人类情绪识别。
人形机器人将对社会变革与发展产生重要影响作用。人形机器人具有与人类相似的躯干结构与运动能力，使其具有超强环境适应能力，较大工作范围，丰富的动作形态，更高能量利用效率和出色的人机互动能力，可将人类从低级和高危行业中解放出来，使人类能够专注于高级智慧活动，从而提升生产力水平和工作效率。
1.2特斯拉人形机器人正式发布
特斯拉人形机器人“擎天柱”于2022年9月底亮相。2021年8月，马斯克在特斯拉年度AI开放日上首次公开展示了“擎天柱”的想法。仅过一年时间，“擎天柱”原型机于9月30日特斯拉AIDay发布，硬件方面，“擎天柱”身高172CM，整体重量73KG；行走功率500W，坐下功率100W，整体参数与2021年概念机略有出入（概念机参数：身高172CM，体重57KG，负载20KG，行走速度最高可达每小时8公里），我们认为存在进一步降本空间。
电机驱动上，“擎天柱”拥有2.3KWH、52V电压的电池组，内置电子电器元件的一体单位，支持人形机器人工作一整天；选用28个定制关节驱动器，复用汽车动力总成设计经验，设计6种关节驱动器，包括3种不同规格的舵机（采用谐波减速器）和3种不同规格的直线执行器（采用永磁电机，可抬动1.5吨三角钢琴的），找到成本与效率的最佳组合。
量化人体运动轨迹与关节受力，帮助机器人行动更加灵活。以膝盖为例，特斯拉采用仿生思维将机器人膝关节构造成四连推杆结构，复用汽车底层技术，将机器人腿部组件产生的压力数据线性化，优化机器人在不同的运动过程中的下肢运动和力度控制能力。
灵活度方面，“擎天柱”全身约50个自由度，手指灵敏度高，能够满足多种规格的物体抓取需求。机器人单手具有6个执行器，11个自由度，在对生拇指与金属肌腱的配合下，“擎天柱”能够完成对不同重量和大小的物件的抓握。同时，特斯拉机械手搭载能够驱动手指感知物体的传感器，帮助其识别需要抓握的物体，并在不断的抓握过程中学习提高机械手适应性。
“擎天柱”是特斯拉FSD自动驾驶技术的集大成者。特斯拉采用与Autopilot相同的算法框架，通过自动标注（AutoLabeling）、仿真(Simulation)和数据引擎（DataEngine）形成训练数据用以训练“擎天柱”的神经网络，使特斯拉人形机器人能够做到损伤控制、感知周围环境、自主规划行动路径、直立行走并保持相对平衡等功能。
以视觉导航为例，特斯拉依靠纯视觉解决方案在AI算法领域一枝独秀。“擎天柱”采用智能驾驶摄像头（鱼眼广角+左右摄像头）与Autopilot算法，内置FSD芯片，能够识别周围物理环境的高频特征并进行立体渲染，构建了机器人良好的空间感知能力。“擎天柱”的大脑位于躯干，搭载特斯拉自研的DOJO超级计算机，其基本单元是D1芯片（共计1500个）。D1芯片单体采用分布式结构和7纳米工艺，具有超强算力和带宽，相邻芯片间通过自创高宽带、低延迟的连接器连接，最新DojoExaPOD由多Dojo机柜组成，内含3000个D1芯片，拥有1.3TB的高速SRAM、13TB的高带宽DRAM，算力高达1.1EFLOP。
人形机器人应用领域正在逐渐打开。AIDay上，“擎天柱”演示了浇花、搬运纸箱、金属块等工作，能够很好地完成视觉识别、抓握、下蹲、直立行走等动作，研发团队也在不断更新优化，有望在未来解锁更多应用场景，目前目标客群未知。
2人形机器人有望开启千亿蓝海市场2.1人口红利渐退，有望刺激机器人行业高速发展
人口老龄化加剧，劳动力供给紧张。据国家统计局数据，我国65岁以上人口比例逐年增加，于2000年突破7%，进入老龄化社会。2021年65岁以上人口占比更是高达14.2%。从全球看，65岁以上人口从1960年的5%增长至2019年的9%，全面进入人口老龄化阶段，劳动力供给将进一步短缺。
人均工资逐年增加，用工成本高企。中美作为世界前两大经济体，用工成本逐年增加。根据华经产业研究院数据，2019美国人均收入65910美元，9年复合增速3%。从国内看，据国家统计局数据，2021我国就业人员平均工资达8.8万元，2016-2021年复合增速9%，高于美国6个百分点，用工成本承压更重。
人口红利渐退，机器人市场迎来发展机遇。人口结构变化和劳动力成本上升刺激各行各业加速推进一二三产人工替代。根据中国计生协数据，2030年我国劳动力总数约9.58亿人。据《中国企业综合调查（CEGS）报告》数据，2025年中国劳动力替代率可达4.7%。据麦肯锡数据，2030年此数值约15%，复合增速26%。若以此增速估计，中国被替代劳动力数将从2021年的0.15亿人增加到2025年的1.2亿人。根据中国电子学会数据，国内机器人2024年有望达251亿美元市场规模，2020-2024年CAGR约22%。从市场规模看，工业机器人是机器人的主要品类。根据下游不同应用场景，我国将机器人分为工业机器人，服务机器人和特种机器人三大类。根据中国电子学会数据，2021年全球工业机器人、服务机器人、特种机器人市场规模占比分别为41%、40%、19%；中国市场三者的占比为53%、35%、13%。
目前我国是全球最大的工业机器人市场。根据中国电子学会数据，2021年我国工业机器人市场规模约75亿美元，占比全球43%，预计2024年我国工业机器人市场规模有望达115亿美元，在全球工业机器人销售额比重有望达50%，2020-2024年中国工业机器人销量CAGR约15%。
服务机器人市场规模稳定增长。据中国电子学会数据，预计全球服务机器人市场规模将从2020年的138亿美元增长至2024年的290亿美元，2020-2024年CAGR约20%。从国内看，2024年我国服务机器人市场规模将达102亿美元，2020-2024年CAGR约29%。
特种机器人市场规模快速增长。据中国电子学会预测，全球特种机器人市场规模将从2020年的66亿美元增长至2024年的140亿美元，复合增速21%。从国内看，2024年我国特种机器人市场规模可达34亿美元。特种机器人同期复合增速预计可达27%，高于全球6个pct。
关键假设：1）根据MIR、GGII数据，2021年工业机器人销量约25万台；根据国家统计局数据，2021年服务机器人产量约921万台；根据观研天下数据，2021年机器人产销率约80-90%。2）根据武汉大学质量发展研究院2019年数据，预计1个机器人替换3-4个工人（8小时工时，1台机器人对应3个工人），考虑扫地机器人等服务机器人无法替换工人，且销售量占比近90%，因此一台机器人实际可替换0.3-0.4个工人，平均值为0.35个工人。
2.2中性预计2021-2030年全球人形机器人市场规模复合增速约71%
中性预计2030年全球人形机器人市场规模有望达855元。关键假设如下：1、2025-2030年全球人形机器人渗透率假设：主要参考全球新能源车2010-2015年时候渗透率以特斯拉发布新能源车概念车（2008）作为新能源启动元年，假设人形机器人渗透率（人形机器人销量占比机器人总销量）类似新能源车渗透率走势，那么乐观预估下，2030年人形机器人渗透率将对应2015年时新能源车的渗透率（人形机器人2023年小规模销售，到2030年7年时间）。渗透率代表人形机器人产业发展速度，我们假设中性以及保守假设下，渗透率分别向后递延1年/2年。因此2030年人形机器人渗透率在中性/保守情况下的渗透率预估值将对应2014/2013年时新能源车渗透率。
2、乐观情况下2021-2024年人形机器人渗透率假设：2021年人形机器人还处于产业发展萌芽期，行业内商业化机型较少。由于对应新能源车行业中2005年时间段，新能源车渗透率难以估算。因此我们选用了售价类似的波士顿机械狗销量作为参考（2021年波士顿机械狗销售价格约人民币50万元，3个月销量约120台，全年约500台），考虑到全球范围内其他企业推出类似walkerX等仿人形机器人机型。假设2021年仿人形机器人销量在1000台左右，对应渗透率约0.004%作为全部情景下的初始渗透率。
3、中性、保守情况下，其他年份人形机器人渗透率假设：由于假设1中，中性、保守情景下行业发展进程可能延后1-2年，预测中空白部分以0.004%-0.01%均值平滑替代。综上，预估2030年保守/中性/乐观渗透率分别约为0.2%/0.4%/0.6%。全球对应销量分别约39/61/100万台。按早期销售价格70万元（小米人形机器人成本），2030年量产后售价降低至2万美元（人民币约14万元）测算，2030年全球人形机器人市场规模保守/中性/乐观预估下，分别有望达548/855/1400亿元，2021-2030年市场规模CAGR分别为62%/71%/80%。
3动力、AI、结构三大核心系统有望持续受益3.1中性预计人形机器人三大系统市场规模
2021-2030复合增速约65%动力系统，智能AI系统和结构单元是特斯拉人形机器人的三大核心：动力系统：相当于人类的四肢，根据智能AI系统中决策层给出的指令做出相应动作，此系统中包括能源电池系统和执行机系统（减速器、伺服电机、控制器、丝杆等）。智能AI系统：包括感知层、决策层和传输层三大层，感知层相当于人类的感觉器官，用于感知外界环境状态，此层级涉及传感器和压电元件等。决策层相当于人类的大脑，用于分析感知层收集的数据，并给出相应反馈动作指令，此层级涉及计算能力硬件和机器学习算法等。传输层相当于人体的神经元，负责将感知层收集的数据传导给决策层和将决策层指令传输给动力系统，此层级包括以太网、高速连接器等。结构单元：包括相当于人体骨骼，用以支撑机器人形体的轻量化铝合金、耐磨损碳纤维结构件；相当于人体皮肤，用以包覆和感知的有机工程塑料和树脂材料；相当于人体腹膜，用以保护缓冲内部器件的聚氨酯填充材料。其他：包括接插件、低压线束、面罩玻璃等，价值量不高。
中性预估三大系统2030年市场规模增量有望达557亿元，2021-2030年CAGR约65%。乐观预估：人形机器人市场将拉动动力/智能AI系统/结构件市场规模增量分别为577/105/262亿元。2030年三大系统市场规模合计约951亿元，2021-2030年CAGR约75%。中性预估：人形机器人市场将拉动动力/智能AI系统/结构件市场规模增量分别为336/61/153亿元。2030年三大系统市场规模合计约557亿元，2021-2030年CAGR约65%。保守预估：人形机器人市场将拉动动力/智能AI系统/结构件市场规模增量分别为229/42/104亿元。2030年三大系统市场规模合计约381亿元，2021-2030年CAGR约58%。
根据OFweek数据，核心零部件占比工业机器人成本约70%，其中减速器、伺服电机、控制器占比分别约为35%/20%/15%（不同口径下占比略有差异，总体在70%左右）。人形机器人相较于传统工业机器人，自由度大幅提升，预计将使用比工业机器人更多的减速器与电机。中性假设下，预计2030年全球人形机器人核心零部件市场规模约300亿元，9年复合增速91%。假设按未来单台人形机器人配有8个RV减速器用于四肢，腰部、胯关节等大负载处，20个谐波减速器装配在小负载关节处，同时配备28个伺服电机进行测算。乐观预估：按2030年全球人形机器人销量100万台预测，人形机器人市场将拉动RV减速器/谐波减速器/伺服电机市场规模增量分别为200/151/140亿元。三大核心零部件合计约492亿元。
中性预估：按2030年全球人形机器人销量61万台预测，人形机器人市场将拉动RV减速器/谐波减速器/伺服电机市场规模增量分别为122/92/85亿元。三大核心零部件合计约300亿元。保守预估：按2030年全球人形机器人销量39万台预测，人形机器人市场将拉动RV减速器/谐波减速器/伺服电机市场规模增量分别为78/59/55亿元。三大核心零部件合计约192亿元。
3.2减速器、伺服电机、控制器是人形机器人动力系统核心部件
3.2.1减速器：日系厂商占主导地位
精密减速器是工业机器人的重要核心零部件。其具有传动链短、体积小、功率大、质量轻和易于控制等特点，主要作用为将电机的转数减速到所要的转数，并得到较大扭矩。机器人减速器主要包括RV减速器和谐波减速器两大类。
两种减速器优势互补，应用于不同部位。RV减速器具有刚度好、耐冲击能力强、传动系统稳定、高精度等特点，主要用于大臂、肩部、腿部等重负载位置；谐波减速器体积小、构造简易紧凑，一般用于小臂、腕部或手部等轻负载位置。
RV减速器具有两级减速机构，分别为行星齿轮减速机构和差动齿轮减速机构。在第一级减速机构中，输入轴的旋转从输入齿轮传递到直齿轮，按齿数比进行减速。在第二级减速机构中，直齿轮带动偏心轴旋转，成为输入轴。由于外壳针齿数比RV齿轮齿数多1，因此当偏心轴旋转一周时，曲轮外壳旋转一个齿，减速比为外壳针齿数。RV减速器总减速比为两级减速比的乘积。
受下游机器人行业高景气度带动，国内RV减速器行业市场规模快速增长。据前瞻产业研究院数据，机器人用RV减速器需求量从2014年的18万台增长至2020年的47.5万台。按照RV减速器均价6000测算，2020年RV减速器市场规模约29亿元。从竞争格局看，日系厂商占据主导地位。据华经产业研究院数据，2021年纳博特斯克（Nab）市场占有率约53%，位居第一。国内厂商双环传动市场占有率从2020年的9%增长至2021年的14%，提升明显。
谐波减速器由固定的内齿刚轮、柔轮、和波发生器组成。谐波减速机器利用柔性齿轮产生可控制的弹性变形波，引起刚轮与柔轮的齿间相对错齿来传递动力和运动，从而达到减速的。当波发生器带动柔轮转动时，柔轮在长轴处与刚轮接触，在短轴位置与刚轮分离，导致柔轮上的齿依次与刚轮上的齿进行啮合，达到传递扭矩的目的。通常情况下，谐波减速器刚轮齿数比柔轮齿数多2齿。因此，当波发生器转动一周时，柔轮在相反方向上旋转了刚轮上2个齿所对应的角度，从而实现减速传动。
我国谐波减速器市场规模2021-2025年复合增速约25%。据华经产业研究院数据，我国谐波减速器市场规模2020年约15.7亿元，预计到2025年谐波减速器市场规模有望达47亿元，2021-2025年CAGR约25%，其中机器人用谐波减速器市场规模约30亿元，2021-2025年CAGR约25%。
从竞争格局看，日系厂商为谐波减速器主要玩家。2021哈默纳科市场占有率达36%。伴随关键技术的攻克，国内厂商竞争力显著增加，2021年绿的谐波市场占有率达25%，位居第二。
3.2.2伺服电机：国内厂商竞争力大幅提升
伺服电机广泛应用于机器人关节部位，直接影响机器人性能参数。伺服电机主要由定子、转子和编码器组成，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象，具有体积小、质量小、机电时间常数小、线性度高等特性。
我国2021-2025年伺服电机市场规模CAGR约14%。随机器人需求量上升，工业结构升级和电子制造设备等产业的迅速扩张，伺服电机行业充分受益。据工控网统计，2021年我国伺服电机市场规模为169亿元，2015-2021年复合增速11%。从下游应用领域看，据MIRDATABANK数据，2019年机器人市场占比伺服电机下游约8.7%。若维持此比例，我们预计2025年伺服电机市场规模可达287亿元，2021-2025年CAGR约14%。
国产伺服电机品牌市场竞争力逐步提升。据MIRDATABANK统计，2021年上半年，国产品牌汇川技术市场占有率从9.8%升至15.9%，反超安川等日系厂商，首次问鼎。排名第二第三的厂商为安川和台达，市场占有率分别为11.9%和8.9%。
3.2.3控制器：2012-2020市场规模复合增速约52%
控制器负责处理用户指令并驱动伺服电机完成相应动作，其性能直接关系到机器人运行的稳定性、可靠性和精准性。经验积累叠加技术进步促进机器人控制器需求量高涨，据智研咨询数据，机器人控制器需求量从2012年的0.6万套增长为2020年的24万套，复合增速59%。同期机器人控制器市场规模从0.68亿元增长至19.02亿元，复合增速52%。
从竞争格局看，国外厂商占据主导地位。根据头豹研究院数据，2021年发那科、库卡、ABB和安川占据国内机器人控制器约58%的市场份额，国内厂商竞争力较弱，市占率不足20%。
3.3人形机器人有望拉动AI与材料市场需求
3.3.1传感器助力机器人智能化发展
AI系统是机器人赖以感知周围环境的感官，智能传感器是其重要组件。据中国信通院数据，2016年中国智能传感器市场规模约108亿美元，2020年增长至148亿美元，复合增速约8%。从国产化率方向看，我国智能传感器国产化率从2016年的13%增长至2020年的31%，复合增速24%，明显快于行业增速。
国产智能车规级传感器竞争力相对较弱。从竞争格局看，国内车规级传感器形成三级梯队竞争格局。德国厂商博世处于第一梯队；日系厂商日本电装和森萨塔处于第二梯队；国产厂商苏奥传感、正扬电子与禾赛科技处于第三梯队。
3.3.2轻量化材料：机器人的“瘦身餐”
因此机器人轻量化成为行业发展的必由之路。结构材料在机器人本体重量占比最大，轻量化材料选择是机器人“瘦身”的关键一环。总体来看，当前机器人常用的轻量化材料包括铝合金、镁合金和碳纤维等。
国内铝合金产量稳步提升，市场规模不断扩大。据中商产业研究院数据，2016年国内铝合金产量为750万吨，2021年这一数字为1068万吨，复合增速7%。国内铝合金市场规模将从2017年的2011亿元增长至2021年的2298亿元，复合增速10%。
镁合金市场规模稳步增长，市场集中度高。据中研普华研究院数据，2015年国内镁合金市场规模约36亿元，2019年增长至69亿元，复合增速18%。据千数网数据，2018年我国镁合金市场集中度较高，CR5约70%。其中云海金属市占率高达36%，远高于第二名。
碳纤维市场规模过去5年复合增速20%，国产化率仅38%。据中商产业研究院数据，2021年我国碳纤维市场规模约12亿元，同比增长18%，过去5年复合增速20%。从市场份额看，2020年国产厂商市场占有率不足38%。在国产市场中，CR10达97%，市场集中度高。其中碳谷、宝莲和中复神鹰排名前三，市占率约62%。
4投资分析4.1重点推荐产业链上游零部件相关公司
人形机器人有望推动产业链上游核心零部件市场规模快速增长。机器人行业上游为原材料与核心零部件，中游为机器人本体制造和系统集成，下游为各大应用领域。伴随技术迭代，一方面各大国内厂商如小米、优必选等企业有望快速拓展人形机器人领域，有望拉动核心零部件需求，另一方面人形机器人成本高昂，如小米、波士顿动力研发的人形机器人成本在几十万到上百万元人民币，未来特斯拉机器人若要将售价低于2万美元，核心零部件国产替代势在必行，将引爆机器人上游核心零部件需求量。
4.2双环传动、绿的谐波
4.2.1双环传动
RV减速器打开国内齿轮龙头第二增长曲线。2014年三月公司将“工业机器人用齿轮级关节减速器开发项目”列入2014年度工作推进计划，2015年5月公司定增12亿元，应用于工业机器人RV减速器产业化项目，新能源传动齿轮产业化等项目，2018年公司减速器实现营收。2021年减速器业务营收1.84亿元，3年复合增速高达43%。
公司机器人关节领域技术储备深厚，产品涉及RV减速器、谐波减速器和心型减速器等产品。2021年公司RV减速器市占率14%，仅次于日本纳博（约53%），牢牢占据RV减速器国产龙头的位置。公司目前是特斯拉国产电动车齿轮独家供应商，客户粘性强，后续在RV领域进一步合作空间广阔。
股权激励绑定优秀人才，助力公司长期发展。此次激励计划拟向激励对象授予的股票期权数量总计为800万份。其中，首次授予720万份，约占目前公司股本总额的0.93%，占本激励计划拟授出股票期权总数的90%；预留80万份，约占目前公司股本总额的0.10%，占本激励计划拟授出股票期权总数的10%。行权条件超预期，彰显管理层对公司未来发展的强劲信心。此次激励计划首次授予的股票期权行权考核年度为2022-2024年，各年度业绩考核目标为：1）第一个行权期，2022年度归母净利润不低于5亿元；2）第二个行权期，2023年度归母净利润不低于7.5亿元；3）第三个行权期，2024年度净归母利润不低于9.5亿元。
4.2.2绿的谐波
绿的谐波与国内外大客户形成了稳定的合作关系。2013年公司谐波减速器上市销售，与国内知名机器人厂商埃夫特达成批量合作并延续至今。2016年公司与UniversalRobots签订框架协议，公司有望与特斯拉开展合作，充分享受行业利好。
谐波减速器国产化突破者，盈利能力行业领先。公司主营谐波减速器，国产厂商中率先实现为海内外龙头厂商批量供货。2017-2021年公司营收、归母净利润CAGR分别为26%、40%；毛利率稳定在47%以上，明显优于海内外同行；公司伴随下游行业成长，业绩长期趋势稳定。
公司持续加码研发投入，2021年前三季度研发投入0.25亿元，已超过2020年全年研发总和。公司独创P型齿比肩哈默纳科对标产品性能，Y、N系列精度和寿命处于行业领先。目前公司谐波减速器在国产工业机器人市场的份额超60%，2020年公司谐波减速器占比全球市场约5%。伴随公司募投项目逐渐扩产，全球市占率有望从逐年攀升。我们认为公司有望依托P、Y、N系列产品在机器人行业不断建立产业地位。
4.2.3埃斯顿
公司为国产机器人行业龙头，通过内生+外延发展模式，通过收购TRIO、M.A.I、CLOOS完成从数控机床系统到工业机器人业务转型，核心技术自主可控。目前主营业务已形成控制系统与工业机器人及成套设备两大板块。公司2015-2021年营收从4.83亿元提升至30.2亿元，2015-2021年营收CAGR约36%，同期归母净利润从0.51亿元提升至1.22亿元，2015-2021年归母净利润CAGR约16%。机器人业务收入逐年稳步上升，从2016年2亿元提升至2021年20亿元水平，近5年工业机器人业务营收CAGR达57%。
运动控制技术是仿人机器人中的核心关键技术，在仿人机器人中的运用主要体现在步态规划、力控制应用与视觉&导航技术的融合三个方面。公司在自动化化核心部件及运动控制系统方面积累深厚。主要业务及产品包括：金属成形机床自动化完整解决方案、全电动伺服压力机和伺服转塔冲自动化完整解决方案、电液混合伺服系统、运动控制系统（含运动控制器、交流伺服系统）、直流伺服驱动器、机器人专用控制器、机器人专用伺服系统、以机器人为中心的机器视觉和运动控制一体的机器自动化单元解决方案。广泛应用于金属成形数控机床、机器人、纺织机械、3C电子、锂电池设备、光伏设备、包装机械、印刷机械、木工机械、医药机械及半导体制造设备等智能装备的自动化控制领域。2017年收购TRIO100%股权，转型高端运控解决方案提供商。公司充分发挥TRIO全球运动控制专家的产品和技术优势，协同自身交流伺服系统形成通用运动控制解决方案、行业专用及客户定制运动控制解决方案，目前已具备为客户提供复杂运动控制解决方案及高附加值产品的能力。
4.3 汇川技术、禾川科技、江苏雷利，汉宇集团
4.3.1汇川技术
公司是中国工业自动化行业的领军企业。公司核心技涵盖信息层、控制层、驱动层、执行层、传感层的各类产品技术和工业自动化、电梯、新能源汽车、轨道交通等领域应用工艺技术。公司通用伺服系统在新能源行业和先进设备制造行业增长迅猛。2021年公司伺服系统业务实现营收37.69亿元，同比增长超过100%，市场份额约15.9%，在中国市场首次超越外资品牌，获得市场份额第一名。
与同行业公司对比，汇川技术研发处于领先地位。目前公司共有研发人员3560人，占公司总人数的21%，2021年研发投入16.9亿元，同比增长65%，占总营收的9.4%。截至2021年年底，公司拥有2186项专利，专利数量行业领先。未来，公司将继续保持对研发的高投入、扩充研发团队规模，进一步巩固核心竞争力。
作为行业龙头，公司充分享受机器换人和工厂自动化/智能化行业利好。据公司公告，2021年汇川技术实现营收179亿元，同比增长56%、盈利35.73亿，同比增长70%。
4.3.2禾川科技
禾川科技是一家技术驱动的工业自动化控制核心部件及整体解决方案提供商，主要从事工业自动化业务，主要产品由伺服系统、PLC等。公司与多家行业龙头企业达成合作，2020年公司通用伺服系统的市场占有率约为3%，国产品牌中位列第二。
公司具有强产品解决方案的技术支持能力。在伺服系统领域，公司掌握伺服系统三环综合矢量控制技术等核心技术，不断迭代通用型产，持续推出定制化产。
4.3.3江苏雷利
公司是世界范围内电机领域的龙头企业。公司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，配套相关精密结构、驱动控制设计和制造方案解决的综合业务能力。2021年公司实现营收29亿元，同比增长21%，归母净利润2.6亿元，连续5年高于2亿元。
公司注重研发，企业核心竞争力持续增强。截止2021年末，公司拥有有效授权专利982项，获“长三角高价值专利三等奖”、“第四届常州市专利金奖”、获批设立国家博士后科研工作站区域分站。产品研发方面公司重点打造产品的技术优势，构建新产品的技术壁垒，牢筑发展“压舱石”。
公司拥有稳定的优质客户群。在汽车电机及零部件领域，公司与宇通、金龙、金康、艾尔希、凯斯库等优质客户建立合作关系；在医疗仪器领域，公司进入迈瑞医疗、爱德士等客户群；在运动健康领域，公司来得到了格力、美的、LG、三星、松下、戴森、GE等生产商的认可。
4.3.4中大力德
中大力德是从事机械传动与控制应用领域关键零部件的研发、生产、销售和服务的高新技术企业，主要产品包括精密减速器、传动行星减速器、各类小型及微型减速电机等，目前已形成减速器+电机+驱动一体化的产品架构，实现了产品结构升级。产品主要应用于工业机器人、智能物流、新能源、工作母机、食品、包装、纺织、电子、医疗等专用机械设备。
2021年公司实现营收9.53亿元，同比增长25%；实现归母净利润0.81亿元，同比增长15.85%。按产品划分，根据2021年年报数据，公司减速电机、精密减速器、智能执行单元分别实现营收5.35/2.54/1.47亿元，分别占比总营收的56%、27%、15%。公司具备自主研发优势，产品种类齐全。公司研发持续投入，结合市场不断升级减速电机集成与检测技术、精密传动与控制技术，逐步形成了减速器、电机、驱动器一体化系统。目前公司拥有减速器、电机、驱动器一体化的完整产品线，细分产品已达上千种，广泛应用于工业机器人、太阳能光伏跟踪系统、电动叉车、AGV无人搬运车、自动分拣系统、服务机器人等高端领域。
4.3.5汉宇集团
汉宇集团是家用电器排水泵细分行业全球龙头。公司是国家首批认定的高新技术企业，主要产品主要应用于洗衣机、洗碗机等。公司旗下同川科技专注于工业机器人核心技术，主要生产销售冲压机械手、谐波减速器。其“同川精密TCDrive”品牌主要包括精密谐波减速机，伺服电机，机电一体化模块等产品，主要应用于工业机器人、机床设备等领域。
（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）
精选报告来源：【未来智库】。
电气百科：智能制造的核心工业机器人三大核心零部件是什么
原标题：电气百科：智能制造的核心工业机器人三大核心零部件是什么？电气百科：工业机器人是智能制造的核心领域！工业机器人的三大核心零部件是什么？
工业机器人（面向工业领域的机器人）：工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。工业机器人被广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中。
机器人餐厅
一般来说，工业机器人由三大部分6个子系统组成。三大部分是机械部分、传感部分和控制部分。6个子系统可分为机械结构系统、驱动系统、感知系统、机器人-环境交互系统、人机交互系统和控制系统。
减速器与伺服系统、控制器，并称为工业机器人的三大核心零部件,工业机器人是智能制造和工业4.0的基础，“四大家族”在机器人产业链上各有侧重。ABB以电力电机与运动控制系统为核心技术；KUKA在机器人本体和解决方案上全球领先；FANUC的数控系统世界第一，占据了全球70%的市场份额；安川电机在伺服电机、控制器上有着核心竞争力。发那科、ABB和安川电机除减速器需要外购之外，在核心零部件上皆可以实现自产，而库卡的伺服和减速器均需外购。在核心零部件的技术优势上，四大家族各自发展机器人本体与集成方案，拥有全产业链优势。
工业焊接机器人
工业机器人产业链包括上游核心零部件、中游机器人本体和下游集成应用三部分。
上游是控制器、伺服电机、减速器、传感器、末端执行器等零部件的生产厂商，控制器、伺服电机和减速器是工业机器人三大核心零部件，这相当于机器人的“大脑”。
中游是本体生产商，负责工业机器人本体的组装和集成，即机座和执行机构，包括手臂、腕部等，部分机器人本体还包括行走结构；
下游是集成应用商，将工业机器人应用于各行各业，负责根据不同的应用场景和用途对工业机器人进行有针对性地系统集成和软件二次开发。
工业机器人发展趋势，1.人机协作：随着机器人从与人保持距离作业向与人自然交互并协同作业方面发展。拖动示教、人工教学技术的成熟，使得编程更简单易用，降低了对操作人员的专业要求，熟练技工的工艺经验更容易传递。
2.自主化：目前机器人从预编程、示教再现控制、直接控制、遥操作等被操纵作业模式向自主学习、自主作业方向发展。智能化机器人可根据工况或环境需求，自动设定和优化轨迹路径、自动避开奇异点、进行干涉与碰撞的预判并避障等。
3.智能化、信息化、网络化：越来越多的3D视觉、力传感器会使用到机器人上，机器人将会变得越来越智能化。随着传感与识别系统、人工智能等技术进步，机器人从被单向控制向自己存储、自己应用数据方向发展，逐渐信息化。随着多机器人协同、控制、通信等技术进步，机器人从独立个体向相互联网、协同合作方向发展。
来源：科普中国、百度百科、电气百科等综合整理返回搜狐，查看更多
责任编辑：国产机器人核心零部件向前突破的难点是什么
核心零部件最值得关注的是关节减速器，其成本占比最高，技术难度最高，毛利率最高，作为目前国产减速机，目前几家大的生产商产品与市场究竟如何？和相关国际竞品相比，优劣势到底在哪？国产核心零部件目前再往前一步的难点到底在哪？目前减速器流行的低价换市场策略是否能够打破国产销量的怪圈？本文从这几个角度揭秘中国核心零部件问题。
政策与研发
机器人核心零部件国产化一直是国家重视的趋势，也是和许多人期待和想到的，中国一定要走会的走一条路，但从宏观上，解决核心零部件的问题，难点都是不断随着研究出现的，政策和资金支持成效反而很小。
工业市场的圈子不大不小，来来去去也总是那么一群熟人，机器人也一样。能够稳定影响国家政策，传递商业方向的，也就那么一群人，而真正落地去执行，去研究落地以及进入市场的，又往往不是那批人，这就导致了产业和研究分开的脱节。
对于核心零部件企业来说，虽然很大程度上资金支持受到政策方向影响，国家加强相关政策支持对于企业无疑能够更有支撑力，但企业又不能只是依赖于政策，还是要更多地集中力量解决核心零部件本身技术的矛盾。核心零部件企业都希望国家的支持能够持续，并且有针对性能够加大相关投入，例如国产零部件从起步发展，所面临的难度从原材料难度，到加工装备问题，再到装配技术，再到产品评价和试验，随着中国企业不断学习和研究，这些问题才逐步得到了解决，经过7-8年时间，才有了如今有所成绩的核心零部件。
从目前市场上的整体零部件情况来看，原先这些很关键的技术难题，如今已经都不是生产企业大的问题，都随着时间和研究的深入不断得到了解决。问题更多在于受到宏观经济的影响，大政策落地到应用端角度的关注仍然不太够，需要靠着企业自身探索，导致企业在零部件行业同质化应用非常严重，企业产品的差距并不大，很容易形成恶性竞争。
但如果政策和行业领导上，能够有更加强有力牵头面向应用领域，面向市场，让企业针对性的进行性能的调整和优化，每个机器人产业有专业且差异化的东西，无疑更符合机器人行业的市场化整体进程。
市场与研发
核心零部件是机器人企业绕不过去的坎，谈到国产机器人，核心零部件无不被人吐槽。而国产零部件虽然大家口头都表示支持，但企业却多还是认为国产核心零部件目前仍然处于上升期，为了更保证产品质量稳定品质，国产机器人毫无意外的会去选择国外零部件，这也使得国产零部件的市场试验举步维艰。
同时，虽然大家都很看好国产零部件的市场空间，并对此保持了非常大的期许，但是目前正处于是国产核心零部件跌宕起伏上浮的过程，阻碍其进一步上升的关键点在于国产品牌量的支撑有限，“大家不愿意用”导致了目前核心零部件的困难还是在于市场的不稳定性和波折。
如何攻克市场上升期的这个认知难关，是非常多想要追上和赶超国际水平的核心零部件企业遇到的最大瓶颈。如何突破量和市场应用，破开市场面，让机器人的核心零部件领域更深入，专业化程度更高一些，是目前要解决的一个难点。针对机器人的关注度和投入程度，市场化动作没有达到原来的效果，后续的研发会愈发困难。
但相对而言，目前国内的机器人零部件企业在做的是更接地气，至少在文化差异以及产品售后上，国产的地理优势立马需要能得到体现。中国这个庞大的市场，无疑才是国产核心零部件最大的优势，无论市场如何，坚持做产品，打磨质量，差距一定会越来越小，而凭借着本土企业在对于市场和产品本身理解的巨大切合度，无疑核心零部件企业和国产机器人企业的配合和针对性专注度也将越来越高，也容易赶平和国外的差距。
对标国外
机器人四大家一直是机器人行业从业者心中的一道槛，也是国产核心零部件的一道坎。国产与四大家产品可以比喻为小船和航空母舰的区别，但其实这更多的是在市场体量上。目前，减速器市场，玩家主要就两家日本企业，哈默纳科是谐波减速器的龙头，纳博特斯克是RV减速器龙头，两个占据了高端减速器75%以上的市场份额，处于非常强势的地位，举例四大家族依托长期合作关系，拿货价格是中国客户的一半，而纳博特斯克给中国客户减速器售价就相对其他客户较高。
但在工艺上而言，国内的相关技术，例如在精加工，热处理，在实际的市场应用上，配合人员对于工艺的专注度其实力并不弱，因此国内的零部件目前与国外的零部件其实核心差距并不大，反而因为能够降低运输和组装等多方面的投入，因此相对而言国产核心零部件体现出来的优势就在于价格和市场。
因此国产与进口品牌的差距和不足还是存在，但不是在根本性的工艺差距，更需要的是大市场量的支撑，从而弥补在过往时间里国外品牌积累的关于市场的更多应用软件功能和方向，从而针对市场的广泛应用面，不断提升在个行业应用内的核心工艺。
RV减速器，南通振康、双环传动也都获得万台级订单（2018.3双环传动——埃夫特10000台，2018年南通振康——上海欢颜、埃夫特18000台），说明国产品牌在逐步获得信任，因此其研发之路仍然任重而道远。
价格战不可取
因为目前的世界经济情况以及行业的不景气，中国机器人销售额也出现了增长放缓，但这并不是主要方向，国产的减速机市场无疑还是会上升，因为国产机器人想要真正取得发展还是需要国产零部件。目前虽然存在波动，但是长远看来，对于机器人的核心零部件生产和继续增长的趋势，零部件的生产商依然非常看好。
双环传动董事张靖之前接受采访时就曾表示：“机器人的减速机市场一定还是一个增长趋势，这不是乐观的预测，更多的是产品本身的性质和制造成本决定的，随着国内（零部件和机器人制造）企业合作程度加深，国产零部件的优势会越来越大，但是需要稳定目前的产品体系，而不是盲目冲量和降价，国产不要陷入价格竞争，而要极力去回避和抵制。”
因此目前看来，产品品质是第一，国产企业在中国市场最大的优势是要卖产品和服务，更注重品质和品牌，更注重未来的情况。同时用技术和产品服务挖掘出更有潜力的客户，做高性价比，本分做好产品，对于高品质还是要坚持。
成本、服务、品质的三大马车，才是国产核心零部件能够逐渐在和国外的核心零部件保持竞争态势的关键因素。而价格战对于机器人市场是损人不利己的事情，但市场又是检验产品的唯一标准，生存是硬道理，因此机器人市场的瓶颈，还是在于企业市场观，不愿意用国产，是意识形态下很大的问题。
人才需要有前景
关于机器人核心零部件的人才难题同样是阻碍行业发展的重要原因，各地都在提招工难，这是针对高级人才不争的事实。而作为高尖端精密机械生产和研发，这一批人才，中国是如何在这么多年培养和积累下来的？同时目前机器人专业最近火爆异常，后续零部件的研发人才缺口是否会因此更加容易弥补？
绿的谐波、聚隆科技、同川科技、南通振康、双环传动这些国产核心零部件企业的佼佼者，无疑研发人才占比都很高，虽然减速机的产品是近年来才开始研究，早期的对口人才几近于无，更多是人才自身的成长，靠着企业内部培养和锻炼，这也因此看出优秀企业，不仅是在于技术，更多的还是在于如何通过人才培养，实现更多的技术和人才跃进。包括在设计和工艺，制造管理等方面的人才，几乎都是随着企业一路成长。
虽然目前高校对此的招人一波比一波热烈，但是高校的人才想要满足企业生产要求，需要在掌握基础知识的前提下，根据能力再到企业进行针对性培养和再学习，而目前的交叉学科理论，能够给学生和企业都会带来更深刻的认识，因此最后核心零部件研发和生产的相关人才，最终还是需要回到企业，沉得下来耐得住寂寞，才是机器人行业的关键要点，最后回到产业研发本身，用市场情况和实际生产的经验积累才能带动研发。
经济大背景贸易战仍不乐观，工业增速放缓情况下，工业机器人行业仍然暂时处于低谷，核心零部件需求也会受到影响，一旦核心零部件真正宣布得到突破，也很可能面临外企的价格降维打压，到底如何把握核心零部件的市场，对于绿的谐波、聚隆科技、同川科技、南通振康、双环传动这些国产核心零部件企业的佼佼者，仍然是一个不小的挑战。