智能化1794-TB2 羅克韋爾 抗干擾性能好

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本土企業在一體化關節產業鏈具備機會

（一）電機：空心杯電機應用廣，力矩電機逐漸系列化

電機品種繁多，普遍有兩種分類方式，按照控制方式分類和按照驅動方式分類。控制方式分類：包括伺服電機、步進電機和力矩電機，伺服電機采用閉環/半閉環控 制、控制精度高、高低速切換流暢、成本較高；步進電機將脈沖信號直接轉化為角動 量，步距角恒定，精度弱于伺服但結構簡單成本低。按照驅動方式分類：分為直流電機和交流電機，其中交流電機按照轉子和定子轉動 是否同步可以分為同步電機和異步電機（感應電機），同步電機通過轉子磁場和定 子磁場之間的“互鎖”來運行。而異步電機的工作原理是“電磁感應”，定子旋轉變 化的磁場在轉子中感應出電流，此電流在磁場中受力，帶動轉子轉動。

人形機器人涉及的電機產品包括無框力矩電機和空心杯電機等。力矩電機是一種多級對、無機殼的直驅電機，扭矩增強且結構緊湊。相較于普通電 機主要規格為功率，力矩電機的規格和選型主要取決于扭矩，力矩電機極對數多， 在電機低速甚至堵轉時仍能持續運轉并提供穩定的力矩給負載；同時，力矩電機為 直驅電機，負載直接連接轉子，不需要任何傳動件，減少摩擦損耗，結構緊湊；除此 之外，力矩電機為無框架式永磁電機，沒有機殼，只有定子和轉子兩個部件，中空孔 大，方便走線。目前，無框力矩電機主要用在協作機器人等領域。空心杯電機是微特電機的一種，無鐵芯轉子，重量輕且效率高。空心杯電機在結構 上突破了傳統電機的轉子結構形式，采用的是無鐵芯轉子，也叫空心杯型轉子。這種新穎的轉子結構徹底消除了由于鐵芯形成渦流而造成的電能損耗。因為沒有鐵損， 所以它的效率要比普通的微型直流電機要高；同時，由于轉子重量大幅降低，所以 轉動慣性減小，相比傳統鐵芯電機，大扭矩急加速急減速性能突出；另外，空心杯電 機還具有體積小、可控性高、噪音小等優點。因此，空心杯電機主要用在需要快速 響應（如**、檢測）和對重量和能耗要求較高（如無人機、機器人）等領域。

國內無框力矩電機主要玩家有步科股份、昊志機電。其中步科股份無框力矩電機產 品形成完整的系列化的產品線，收入達到百萬級；昊志機電產品已經廣泛應用于協 作機器人和輕型機器人領域。空心杯電機主要玩家為鳴志電器、江蘇雷利、偉創電氣。其中鳴志電器為運動控制 領域優質的出口企業，空心杯電機國內外；江蘇雷利和鼎智科技的空心杯電機 為共同研發生產，產品廣泛應用于**、半導體、醫療等領域，同時當前多款樣品處 在測試階段。匯川技術和禾川科技為國內伺服產品主要供應商。其中匯川技術具備工控和工業機 器人雙重業務優勢，并持續研發提高直驅電機競爭力；禾川科技的無框力矩直驅電 機廣泛應用于工業機器人、激光等領域。

（二）減速器：諧波減速器水平，RV 本土市占率提升

減速機是機器人的核心精密零部件之一，技術壁壘高。減速機的主要工作原理為通 過機械傳動裝置實現對原動機的減速增矩，是影響機器人性能的核心因素，在高精 度場景中尚未存在替代方案，技術壁壘較高。同時，研發投入和固定資產投入都較 高，綠的諧波從研發到成品花了10年的時間，初始投入大（根據招股書披露，其磨 床原價約200萬元，滾齒300萬元），是典型的高壁壘的行業。機器人用減速器主要有諧波、RV、行星齒輪減速器等。一般來說，機器人的每 個關節都需要配置一臺減速器，減速器的選型需要綜合考慮體積、減速比、扭矩 和價格等方面因素，不同的機器人有不同數量的關節，而且負載不同，所用的減 速器也不同。一般而言，重載的關節多使用RV減速器，輕載關節一般用諧波減 速器。

國內諧波和RV減速器主要用于工業機器人領域，市場持續擴容。根據MIR數據，受 益下游工業機器人等行業高景氣，國內諧波和RV減速器銷量有19年的54.3萬臺增長 至22年的126.3萬臺，期間CAGR為32.5%，預計23-25年將繼續以16.8%的CAGR增 長超過200萬臺；結構性看，工業機器人為減速器大應用領域，22年占比為79.7%。競爭格局角度，國產品牌以具備一定話語權。國內生產工業機器人減速器的企業數 量逐漸增多，且技術在逐步提升，部分廠商已經實現量產并逐步推向市場，在精密 減速器國產化的道路上進步明顯。22年，綠的諧波在諧波減速器領域的中國市占率 為40%，位列位，相較于17年提升5pct，在已具有一席之地。

綠的諧波為國內諧波減速器，市占率達40%，同時生產銷售無框力矩電機等機 電一體化產品。23年4月綠的諧波與三花智控簽署了框架協議，雙方同意在三花墨西 哥工業園共同設立合資企業，綠的諧波有望借助三花的渠道和客戶優勢加速出海， 具備打入人形機器人供應鏈的潛力。中大力德、國茂股份等企業在各自減速機細分領域也較為。其中中大力德產品 線齊全，包括RV、諧波、精密行星減速器等；國茂股份擺線針輪減速器實力強，且 子公司國茂精密也切入諧波減速器領域。

（三）絲杠：行星滾柱絲杠已有里程碑式達成

絲桿的主要功能是將旋轉運動轉換成線性運動，主要包括滑動絲杠、滾柱絲杠、行 星滾柱絲杠等產品。滑動絲桿是滑動摩擦，結構簡單但精度差，傳動效率25%-50%， 主要用于電梯、汽車等各領域；滾珠絲杠是滾動摩擦，高效率、高精度、高速，但價 格高。滾動摩擦的摩擦系數遠遠低于滑動摩擦系數，滾珠絲桿的傳動效率大約在 90%-99%；行星滾柱絲桿在周圍行星布置了6-12個螺紋滾柱，接觸面的增加使承載 能力和剛性大大提高，且絲杠軸是小導程角的非圓弧螺紋，有利于達到較高的導程 精度，具有高承載、耐沖擊、高精度、體積小等特點。行星滾柱絲杠因其較小的體積空間使用，高效的大推力輸出，以及耐用穩定的 性能等特點正被越來越廣泛的應用在工業領域，對滾珠絲杠、液壓驅動等技術路線 形成有效替代，在機器人、自動化、數控機床、醫療器械、汽車、石油天然氣等領域 的應用正逐漸普及。

人形機器人直線執行器應用反向式行星滾柱絲杠，主要用于中小負載、小行程和高 速的應用場景。反向式行星滾柱絲杠結構形式與標準式類似，不同在于其沒有內齒 圈，絲杠兩端加工有直齒與滾柱兩端的齒輪嚙合，且螺母作為主動件，其長度比標 準式的大得多。一般情況下，不同于標準滾柱絲杠，反向式行星滾柱絲杠的螺母為 主動件，絲杠為輸出構件，滾柱、絲杠之間無相對軸向位移，其主要用于中小負載、 小行程和高速的應用場景，其大的優勢在于可將其螺母作為電機轉子實現電機和 絲杠一體化設計，形成結構緊湊的體式機電作動器。

海外高度壟斷，國內處于起步階段。行星滾柱絲杠制造壁壘極高，海外企業大多于 1950年左右在國防**等領域開啟產品研發，主要企業包括瑞典斯凱孚、瑞士舍弗 勒、美國穆格、美國Exlar等，國內外在行星滾柱絲杠的產品差距主要為制造材料（硬 度、耐腐蝕、可加工性等）和制造能力（含機床、工藝等）。本土玩家大多為非上市 公司，逐漸嶄露頭角，包括中國船舶704所、博特精工、思科瑞傳動、仲孚機械等， 其行星滾柱絲杠已在閥門、石化、軍事、工業等各領域逐步應用。鼎智科技微型行星滾柱絲桿的研發與生產上已有里程碑式達成，具備發展潛力。鼎 智科技深耕于線性傳動領域，其線性傳動產品包括滑動絲桿、滾動絲桿，行星滾柱 絲桿。三類絲桿的應用場景、壽命、傳動效率有差異，在技術和工藝等方面有一定協同，鼎智線性傳動產品的精密性、穩定性、使用壽命、定制化程度等均處于行業 水平。在微型行星滾柱絲桿領域，公司已取得里程碑式進展，該類產品應用領域包 括機器人、飛機起落架、部分工業場景等。

（四）傳感器：全球競爭集中，本土企業發展任重道遠

機器人需要多傳感器來保證靈敏度。各種傳感器相當于工業機器人的手、眼、耳和 鼻，有助于識別自身的運動狀態和環境狀況。在這些信息的幫助下，控制器可以發 出相應的指令，使機器人完成所需的動作。根據檢測對象的不同，可以分為內部傳感器和外部傳感器。內部傳感器一般用來檢 測機器人本身狀態，包括位置、速度、力覺傳感器等；外部傳感器一般用來檢測機器 人搜出環境狀況，包括距離、觸覺、聽覺、視覺傳感器等。

傳感器下游細分領域多，企業才易具有規模效應。以基恩士為代表的國際傳感 器大公司需要國際化銷售、制造外包模式來攤薄研發成本。根據MIR數據，基恩士一 直以來占據位移傳感器市場的“半壁江山”，產品憑借優異的性能、優惠的價格和良 好的貨期，2022年市場份額進一步提升，市占率超過60%。規模效應更強的領域，或率先實現國產替代。中國消費類電子的傳感器，由于市場 的拉動，近十年已經有了很大的進步。在工業領域，部分低端領域已有成功案例，但 高端產品目前卡脖子情況仍較為嚴重，國產替代之路任重道遠。未來人形機器人如 果能夠達到消費品級別的體量，可能推動細分板塊的國產替代加速。

全球競爭集中，行業高盈利。以基恩士、安森美、意法半導體為代表的全球頭部企 業具備產業鏈縱向一體化或跨行業解決方案能力，占據全球大多數市場，且毛利率 平均約50%以上，盈利能力較強。本土企業包括漢威科技、柯力傳感、保隆科技等，其產品包括壓力、光學、位置、速 度傳感器等，目前主要應用于汽車、儀器儀表、工業物聯網等領域，未來收入和盈利 仍有較大的提升空間。

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