国金机械团队
核心观点
AI的发展以及科技巨头的入场，有望加速通用智能机器人的产业化进程。我们从减速机、滚珠/滚柱丝杠、运动控制、传感器、灵巧手、电机等多个维度进行深度研究，发布9篇行业深度、4篇公司深度报告，始终引领市场。
重点报告：
机器人灵巧手行业深度：机器人灵巧手的发展历程及未来发展方向探讨
滚动功能部件行业深度：高壁垒、高成长，“国产替代”又一蓝海市场
行业深度
投资逻辑：
轴承为机械设备核心部件，市场空间巨大：轴承为机械传动轴提供支承，为装备性能、功能与效率提供保证，是工业领域重大装备核心部件之一，在航空航天、轨交、高端机床、工程机械等高端制造领域扮演重要角色。根据precedence research数据22年全球市场空间1302亿美元，根据中国轴承工业协会数据22年国内市场空间预计突破2500亿元人民币，市场空间巨大。根据《中国机械工业年鉴2021》数据，21年国内轴承前三大下游应用汽车、家电、电机占比分别为39%/20%/18%。
滚动轴承应用最为广泛，轴承钢材、专用装备、滚子构筑三大核心技术壁垒：轴承主要分为滑动轴承与滚动轴承，其中滚动轴承应用最为广泛。滚动轴承由轴承套圈（内圈/外圈）、滚动体、保持架、密封装置构成，根据承受载荷方向、接触角、滚动体形状不同有较多分类。轴承钢材（高碳铬轴承钢/渗碳轴承钢/不锈轴承钢/高温轴承钢等）、专用装备（超精密磨床和热处理设备）、滚子（圆锥/圆柱/球面滚子与专用装备）构筑三大核心技术壁垒。
滚动轴承在机器人减速器、电机、丝杠中均有应用前景，未来移动机器人的发展有望显著拉动轴承市场需求：
减速器：预计与工业机器人旋转关节采用的RV减速器/谐波减速器轴承类似，以交叉滚子轴承、等截面薄壁轴承、柔性轴承等为主。单个减速器预计使用轴承种类及数量：1）谐波减速器：用1个交叉滚子轴承和1个柔性轴承；2）行星减速器：输入和输出端使用球轴承，另外3个行星轮各需要使用1个滚针轴承；3）RV减速器：用3*2个滚针轴承、3*2个圆锥轴承和1个角接触轴承。
电机：根据电机配置不同，以深沟球轴承、圆柱滚子轴承、角接触轴承、调心滚子轴承等为主，单个电机采用两个轴承进行组合使用（例如双深沟球轴承、一柱一球轴承等），假设采用简单轴承结构，单个电机使用2个深沟球轴承。
丝杠：预计以深沟球轴承+四点接触轴承为主进行配套使用，单个丝杠采用1个深沟球轴承和1个四点接触轴承。
八大家垄断全球市场，国内企业逐步突围取得一定份额，但仍有较大成长空间：根据人本股份招股说明书数据，2020年全球八大家斯凯孚、舍弗勒、NSK企业占据全球市场份额超过70%。国内头部企业例如人本股份已取得一定规模，21年轴承产量突破17.56亿套，收入体量达到91.21亿元。但整体国产化率依旧较低，且国内企业份额较为分散，TOP 3的人本股份、万向钱潮、洛阳轴承2020年市场份额分别为10.4%、4%、2.2%，未来仍有较大成长空间。
投资逻辑：
电机分为哪些类型？
电机是将电能转换为机械能的装置，按应用领域分为动力电机和控制电机。动力电机输出功率大，驱动性能好，常应用于汽车、家电等领域。控制电机控制精度高、响应速度快，常在控制系统中承担执行、检测和解算功能。
控制电机分为步进电机、伺服电机、力矩电机。步进电机结构简单但效率和精度较低，多用于办公自动化、通信设备、印刷设备等领域。伺服电机增加了编码器与反馈机制，控制精度高，适用于半导体、工业自动化、机器人等领域。空心杯电机属于特殊的伺服电机。力矩电机以扭矩为控制方向，在电动机低速时仍能持续运转，并提供稳定的力矩给负载，具有低转速、大扭矩、过载能力强、响应快等优点，分为有框力矩电机和无框力矩电机。
无框力矩电机：机器人关节电机，国内外厂商性能仍有差距
为什么机器人关节要用无框力矩电机？机器人关节要求电机体积小、扭矩大、响应快。而无框力矩电机仅由转子和定子组成，体积小，同时具有较高的功率，低转速情况下能够输出更大扭矩，更符合人形机器人的需求。
如何看待无框力矩电机的壁垒、竞争格局？（1）壁垒：磁路和工艺设计。海外厂商起步早，工艺技术拥有先发优势，例如科尔摩根采用分布式的分数槽及碳纤维绑扎技术，TQ Robodrive采用模块化定子和环氧塑封灌胶技术。国内企业起步晚，工艺水平和国外相比存在差距。（2）格局：全球龙头为科尔摩根，国内外厂商产品性能仍有差距。科尔摩根是全球无框力矩电机龙头，其电机性能在全球处于第一梯队。国内目前进展较快的公司包括步科股份、航天电器。相比海外龙头，国产无框力矩电机输出扭矩较小，在产品性能方面仍有差距。
空心杯电机：灵巧手动力之源，国产替代空间广阔
为什么机器人灵巧手要用空心杯电机？灵巧手空间狭小，需要配备小型化且控制精度高的电机。空心杯电机属于特殊的伺服电机，采用无铁芯转子结构，消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗，具有体积小、控制精度高、寿命长、转速快、能效高、能量密度大等优势，完美契合了灵巧手对驱动电机的轻量化和高精度要求。
如何看待空心杯电机的壁垒、竞争格局？
壁垒1：线圈绕组设计。（1）线圈成型方式分为卷绕生产和一次成型生产，后者工艺简单、效率高。国内厂商多采用卷绕式生产，生产效率低，废品率高，线圈直径小。（2）线圈绕法分为直绕形、马鞍形和斜绕形，其中斜绕形和马鞍形工艺简单，具有输出力矩大、转动惯量小、时间常数小等优势，国外厂商工艺更加纯熟。
壁垒2：绕线设备。海外厂商Meteor、田中精机等设备先进，基本实现了绕线设备的自动化、智能化。国内设备自动化程度低，尤其是面对较大功率电机的粗线径线圈，在可靠性和绕制精度方面与海外厂商仍有较大差距。
格局：海外厂商技术领先，国产替代空间广阔。空心杯电机全球头部企业包括瑞士Maxon、瑞士Portescap和德国Faulhaber三家。国内企业中，鸣志电器技术水平位居全球前列，拓邦股份空心杯电机已实现批量应用；江苏雷利处于小批量验证阶段；伟创电气处于产品内部测试阶段，其余企业技术相对薄弱，国产替代空间广阔。
投资逻辑：
什么是机器人灵巧手？
综合机器人学和运动学理论，我们认为灵巧手是指数不少于3，自由度不低于9的末端执行器。
从技术角度看，自20世纪70年代以来，多指灵巧手的研究经历了三个阶段：（1）20世纪70年代——20世纪90年代，灵巧手开始搭载电机、腱绳等驱动器或传动系统部件，可以完成基本的抓持等动作。（2）20世纪90年代-2010年，受益嵌入式硬件的发展，灵巧手具备更高的系统集成度和更加丰富的感知能力。（3）2010年至今，通过欠驱动等结构设计来简化系统、提高鲁棒性是近十年灵巧手设计的重要方向。
机器人灵巧手有哪些类型？
根据驱动器位置分为驱动器内置、外置和混合置灵巧手，内置微型驱动器有望成发展方向。（1）驱动器外置具有外观设计拟人化、驱动器选型自由、可以采用更大的驱动电机等优势，但存在驱动器与手本体距离远，须借助腱绳连接、可维护性差等缺点。（2）驱动器内置利于传感器直接测量、利于更换维护，但通信和控制难度大，灵巧手尺寸偏大，关节灵活度下降。（3）驱动器混合置可以提高手指输出力矩、控制体积大小，但仍需借助腱绳传动。因此，在灵巧手内安装微型驱动器，既能保证传感器直接测量，又能减少灵巧手体积，有望成为未来发展方向。
根据驱动器类型分为电机驱动、气压驱动、液压驱动和形状记忆合金驱动，电机驱动是主流。（1）电机驱动具有标准化、稳定可靠、精度高、响应快、驱控一体等优势，是灵巧手主要驱动方式，缺点在于质量体积大、成本高。（2）气压/液压驱动灵巧手具有输出功率密度大、易于实现远距离控制以及输出力大等优点，但由于气压/液压的控制相对较难导致灵巧手运动过程不平稳，无法进行手指位置的精确控制。（3）形状记忆合金具有驱动速度快、负载能力强等优势，但存在疲劳和寿命问题。
根据传动方式分为腱传动、连杆传动、齿轮/蜗轮蜗杆传动。（1）腱传动对手指关节远距离驱动，可以减小手指的尺寸，具有结构紧凑、研制灵活等优势，缺点在于控制精度不高、抓取力不大，腱绳易磨损。（2）连杆传动易于实现强力抓取、迟滞性较低，传动精确，但传动机构复杂，对零部件的制造精度要求高且拟人性不足。（3）齿轮/蜗轮蜗杆传动较为精密、传递效率高、稳定性好，但存在结构复杂，使灵巧手的惯性增大、自重增大的缺点。
灵巧手未来有哪些发展方向？
方向1：内置微型驱动器：可以避免因腱绳连接带来的设计难度大的缺点，同时利于传感器直接测量，方便维修。
方向2：多感知能力融合：利于提高灵巧手精细抓取能力和智能化水平，是未来灵巧手发展的另一重要方向。
方向3：多自由度：自由度是灵巧手灵巧性的决定因素，提升自由度是未来灵巧手的又一发展方向。
投资逻辑：
为什么智能机器人需要力控？
相比于传统机器人的位置控制、速度控制，机器人想要实现与外界交互的柔顺控制，需要将机器人引入力控。根据南京航空航天大学段晋军博士的分析，机器人的柔顺控制可以分为主动柔顺控制、被动柔顺控制，其中主动柔顺控制又可以分为间接力控、直接力控、混合位置/力控。根据我们复盘历史上各类机器人的柔顺力控方式来看，主动柔顺控制具有力控精度高、与外界交互效果好等多个优势，更有望成为未来人形机器人的可行力控方案；比如优必选机器人就采用了主动柔顺控制中的阻抗控制使得机器人具有了柔性和抗性，能够在外力作用下仍然平稳的站立。
力传感器的种类及应用展望？
从目前主流柔顺力控方式来看，多数的力控方式需使用力传感器收集力反馈的信号，因此力/力矩传感器有望成为人形机器人力控最核心的部件。从力传感器的检测方法来看，电阻应变式传感器综合性能更优，有望成为主流应用种类。从力传感器的感知维度来看，我们判断机器人关节需使用关节扭矩传感器，末端执行器（手部、脚部）需用六维力矩传感器。人形机器人旋转、线性执行结构类似于人的关节，对于力的感知相对简单，因此采用关节扭矩传感器可解决需求；而对于人形机器人末端执行器（手部、脚部）在执行操作的过程中，力臂在几十到几百毫米之间（力臂较大）、且属于随机变化，测量需要精确处理，六维力矩传感器更符合需求。
如何看待多维力矩传感器的壁垒、成本、格局？
壁垒：多维力矩传感器对于应变片的性能要求高、安装难度大、且产品定制化研发壁垒高。1）应变片性能：力矩传感器最主流的检测方案为电阻应变式，而应变片为这类传感器的核心元件，直接决定了多维力矩传感的性能；2）安装难度大：力矩传感器一个维度至少需要4个应变片，考虑到抗温漂等需求，一般需要30-40个应变片，在狭小的空间内实现安装对工艺要求较高；3）研发难度大：六维力矩传感器并非三维力和三维扭矩传感器的简单叠加，属于非线性力学，研发极其复杂，六维力矩传感器的难度远超过单维力矩传感器的研发难度。
成本：目前海外进口应变片的成本相对较高，且产品加工难度大，我们认为多维力矩传感器的主要成本来自于应变片成本及人工加工成本。
格局：海外厂商性能优异，国内尚未出现多维力矩传感器龙头。六维力矩传感器海外龙头为ATI厂商，根据zoominfo数据，22年ATI收入达到8820万美元，而国内多数厂商尚未形成大规模收入，但宇立仪器、坤维科技等非上市公司六维力矩传感器的部分指标基本对标ATI的产品。
投资逻辑：
运动控制器为运动控制系统“大脑”，通用运动控制器主要分为PLC、嵌入式、PC-Based三大类：运动控制器主要任务是根据运动控制的要求和传感器件的信号进行必要的逻辑、数学运算，为电机或其它动力和执行装置提供正确的控制信号，性能直接决定了运动控制系统的性能水平。
工业机器人通常采用PC作为上位机完成人机交互/轨迹规划，基于PLC或PC-Based控制器通过关节控制、位置控制、力控制实现运动控制：工业机器人通常采用PC作为上位机完成人机交互和轨迹规划，确定运动控制参数，再通过单/多关节控制（由电机驱动，电流、速度、位置检测实现闭环），位置控制（可通过笛卡尔位置控制在关节控制基础上实现），力控制（采用多维力传感器获取笛卡尔坐标系中的力信息实现反馈）实现运动控制，最终经过电机驱动，经过齿轮组、减速器等为关节提供动能，通过关节速度、位置、力控制实现多自由度运动。
人形机器人在工业机器人基础上进一步强调“类人”属性，步态控制、手臂控制、轨迹规划要求均更高，难度预计将显著提升，有望带来市场需求增量：人形机器人采用“类人”结构，步行状态下的运动控制系统属于非线性和强耦合，易受环境因素干扰，假设髋关节、膝关节、踝关节分别为3/1/3个自由度，仅下肢就为一个14自由度系统，多关节联动控制难度较高。在手臂控制除多关节联动带来的难度外，其“类人”属性对于冲击（代表力矩变化的快慢，影响振动、机械磨损等因素）控制的要求更高，以实现平稳的抓取和抬举物品，并且为了实现与环境交互，需要引入视觉传感器来完成空间定位实现轨迹规划。更多的联动关节数量、更多的传感器都将加大运动控制难度，同时在工业机器人应用中，轨迹规划的应用需要专业工程师通过编程处理，学习成本较高，考虑人形机器人未来有消费级应用场景，轨迹规划必须通过软件进行封装，将功能集成并设计出可视化界面，从而降低使用门槛。
运动控制22年全球市场空间155亿美元，19年国内市场空间425亿元人民币，中高端运动控制市场以海外品牌为主，国内企业在各自领域已实现一定突破：根据MARKETS AND MARKETS数据，22年全球运动控制市场空间155亿美元，预计到27年达到200亿美元，CAGR5.2%。根据固高科技招股说明书数据，19年国内运动控制系统市场规模425亿元人民币，其中运动控制器、伺服系统市场规模分别为85/340亿元人民币。目前高性能运动控制及伺服系统市场参与者主要为海外厂商如欧姆龙、倍福、ACS、Aerotech等，国内企业分别在运动控制器、伺服驱动器等领域也实现了一定突破，根据雷赛智能招股说明书数据，通用运动控制器中的PC-Based控制卡市场，固高科技、雷赛智能、成都乐创、众为兴为代表的国内品牌占据了70%以上的市场份额；根据睿工业数据，21年汇川技术、禾川科技伺服市场占有率分别达到了16.3%/2.8%实现突破，但仍有较大国产替代空间
投资逻辑：
滚动功能部件包含滚珠丝杠副和滚动直线导轨副等，是一种精密复杂的精密机械传动机构，被广泛应用于各类机械设备的传动系统，实现精确的运动定位。一套滚珠丝杠副由一根丝杠、一个螺母、多个钢球组合的旋转体；一副滚动直线导轨副由一根导轨、多个滑块、多个滑块依靠多个滚珠或滚柱组合形成。一般情况下，一整套运行机构由两套滚动直线导轨及一根滚珠丝杠副组成，驱动运动部件实现精确移动。
滚珠丝杠+直线导轨全球市场空间预计在2030年达到75.67亿美元。根据verifiedmarketresearch数据，22年全球滚珠丝杠市场空间17.99亿美元，预计到2030年达到28.13亿美元，期间复合增速5.93%；21年全球直线导轨市场空间为25.93亿美元，预计2030年达到47.54亿美元，期间复合增速7.14%。
从下游看滚动功能部件在机床、机器人、汽车等行业应用前景良好：
机床：滚珠丝杠、滚珠导轨为传动系统核心部件，直接影响机床性能，根据我们测算22年机床行业滚动功能部件市场空间184.36亿元人民币。从全球机床厂供应链看，主轴、摆头、转台等功能部件机床厂考虑定制化/差异化倾向于自制，但滚动功能部件基本全部外采，伴随机床产业升级滚动功能部件需求持续增长的确定性较强。
机器人：滚珠丝杠可用于机器人传动装置，通过滚珠丝杠组成单轴机器人/电动缸等完成线性驱动，根据特斯拉AIDay2022信息，特斯拉人形机器人“Optimus”下肢腿部将采用无框电机与行星滚柱丝杠的线性执行器，有望打开行星滚柱丝杠应用空间，目前行星滚柱丝杠国内整体研发、生产仍处于较早期阶段，企业成长空间较大。
汽车：滚珠丝杠在新能源汽车转向机构、电助力转向系统、电子驻车系统、刹车系统具有应用前景，在新能源汽车销量高增长同时追求全电控、智能化发展背景下需求有望高速增长。
技术壁垒极高，海外企业具有先发优势，国产品牌市占率较低。中高端滚珠丝杠采用磨削加工，需经过热处理、车削、磨削等20余道工序加工，对原材料、制造工艺要求较高。除加工过程中的工艺优化，想要实现性能的提升，最终面临的是“设计-制造-检测”的闭环体系，海外企业具有先发优势，国产品牌在在精度保持性、功能可靠性、寿命、精度、刚度等关键性能指标上落后于境外产品，国产品牌市场占有率低。目前全球市场被日本NSK、日本THK等企业垄断，CR5约46%，日本和欧洲企业合计占据了全球约70%市场份额。国内市场目前上银、银泰市场占有率接近50%，NSK、THK等企业市场占有率约15%，国内企业占有率约为25%。
“04专项”推动下国产品牌加速追赶，未来在政策进一步扶持下差距有望进一步缩小。经过“04专项”多年攻关，目前国内也拥有了一整套科学规范的丝杠副和导轨副测评标准体系，实现了技术差距的逐步缩小。根据《第三届滚动功能部件用户调查分析报告》数据，下游企业中40%~59%采用国产品牌中高端滚珠丝杠副的比例从2011年14%提升至34.3%，国产化率依旧较低，但可以看到明细改善。同时根据分析报告，有85.1%的企业在有政策引导的情况下愿意试用或购买国产中高端滚动功能部件，在当前追求“工业母机”等行业“自主可控”背景下，我们认为政策层面有望针对滚动功能部件企业进一步加大支持，加速国产替代。
投资逻辑：
AI助力“机器人+”时代来临，机器人产业链有望迎来繁荣发展期。随着人工智能技术的发展，尤其是ChatGPT作为AIGC领域顶尖的模型，有望加速人工智能在各行业渗透，颠覆现有的生产力形式。机器人将会是人工智能技术全面爆发的重要变量，智能化程度越来越高，逐渐进入颠覆式阶段，成为一个集大数据、云计算、人工智能为一体的核心载体，拥有较为广泛的产业应用。与此同时，特斯拉、小米等科技巨头相继推出人形机器人解决方案，为人形机器人领域注入强心剂。我们认为，特斯拉有望凭借其在智能汽车领域的制造技术，加快人形机器人产业技术革新以及产业链降本，未来人形机器人在家庭和工业领域的应用前景广阔。马斯克认为，人形机器人可能超过人类数量，其长期的价值可能比汽车产业更大。长期看，人口老龄化加剧、劳动力供给不断减少以及劳动力成本的不断提高给社会发展及企业用工等均带来严峻挑战，从而推动机器替代人力及服务人类的需求加速。政策上，春节前工信部等17个部门印发了《“机器人+”应用行动实施方案》；主要是提出开拓机器人的10个应用重点领域，到2025年制造业机器人密度比2020年翻一倍，服务机器人、特种机器人的应用场景大幅拓宽。
短期看，疫情过后，各行各业劳动力短缺叠加制造业复苏，工业机器人、服务机器人、特种机器人的需求恢复性增长。我们复盘了工业机器人、叉车、金属切削机床、交流电机等典型通用机械产品的历史周期表现，通用机械产品需求呈现典型的周期性波动规律，平均每轮周期跨度43个月左右；上一轮周期低点、高点分别出现在2019年二季度、2021年一季度。根据时间跨度，我们判断我国工业机器人行业2023年会开启新一轮上升周期。
我国有望引领“机器人+”时代。1、市场是硬道理。我国是全球最大的机器人消费市场。我国庞大而全面的工业基础为自动化需求提供了天然土壤；另外我国是全球最多人口的国家之一，中国居民人均可支配收入持续不断上升，居民购买力与消费水平的攀升带来消费观念的变化，消费升级宏观背景下服务机器人市场空间的开拓将更容易实现。2、我国已具备成熟的技术。智能手机及智能汽车产业的发展，实质上也为现阶段智能机器人产业爆发奠定了大量技术基础。3、我国拥有适合机器人产业发展的土壤，例如低成本敏捷供应链、低成本清洁能源供给、工程师红利、广大数据收集场景。就国产机器人而言，我国制造业结构多元，工业机器人应用长尾效应明显，这利于国产厂商暂时避免与“四大家族”正面交锋，逐步积累并突破核心技术，从而实现弯道超车。随着国产品牌持续的人才和研发投入，国内产业链逐步完善，国产化率有望逐步提升。我国工业机器人零部件厂商目前正在由守转攻的转折点，未来3-5年我国在制造水平及成本上有望全面赶超国外水平。
主要结论
根据传动原理可将减速器分为一般齿比减速和少齿差减速。我们从减速器底层设计结构和传动原理出发，将减速器分为一般齿比减速和少齿差减速，一般齿比减速器依靠输入轴小齿轮和输出轴大齿轮的齿差啮合形成减速，传动比一般为其齿数比；少齿差减速一般通过两轮的齿数差通常为1~4，依靠特殊的传动结构或传动级数，达到较高传动比，主要包括谐波减速器、RV减速器、行星减速器等。少齿差减速器结构更紧凑，传动精度更高。
从机器人关节驱动单元和关节设计角度出发，行星减速器、谐波减速器和RV减速器有望先行。通过分析当下仿人机器人驱动单元用减速器方案，发现除高传动比的谐波减速器较广泛的应用在刚性驱动单元和弹性驱动单元外，在准直驱驱动单元中，配合自身高扭矩密度的电机，多使用低传动比的行星减速器，目前行星减速器已应用于四足机器人和一些小型仿人机器人中。我们结合TeslaBot公布的人形机器人参数，引用相关文献中相似参数产品的关节负载实验结果作为参考，通过从机器人结构关节的性能要求角度出发，寻找人形机器人关节用减速器。文献结论表明末端负载10kg的手臂关节输出扭矩应≥30Nm，0.87m的双足关节输出扭矩要求50±5Nm。我们通过比对各类减速器输出扭矩情况，认为在保证小尺寸、质量轻的同时能够额定输出较高扭矩的情况下，行星减速器、谐波减速器以及RV减速器应用符合条件。
据测算，乐观情况下预计100万台人形机器人对应精密行星减速器、谐波减速器和RV减速器市场规模有望达275亿。以TeslaBot人形机器人为例，我们根据其公布关节自由度，假设其单台行星减速器/谐波减速器/RV减速器用量分别为25/20/3个，对应TeslaBot年产量分别在100/50/20万台的情况下，人形机器人用减速器的市场有望分别实现275/212/123亿元。
当下减速器市场主要由日系品牌主导，内资减速器品牌国产替代正在进行。精密减速器作为技术密集型行业，材料、加工工艺、加工设备等方面均存在较高技术壁垒，因此先进入者具备先发优势。当下精密减速器市场仍由德日品牌主导，日系龙头哈默纳科、纳博特斯克分别占据谐波减速器、RV减速器市场60%以上的市场份额，两者产品定位高端，品牌效应明显，与下游客户厂商深度绑定。但近年来，国内减速器市场国产替代趋势明显，内资品牌不断实现技术突破，同时配合下游需求持续扩充产能，逐渐开始切入下游客户，内资份额开始明显提升。我们通过分析哈默纳科与纳博特斯克的发展历程和竞争优势，判断未来谐波减速器、RV减速器等产品具备向多元化、轻量化、机电一体化等趋势发展，因此国内紧随该技术趋势的厂商有望受益。
投资逻辑：
根据 Ofweek 报道，6 月 3 日马斯克表示 Tesla Bot 人形机器人可能将于 9月 30 日发布，有望开启智能机器人新纪元。2021 年 Tesla AI Day ，马斯克公布即将推出 Tesla Bot 人形机器人。近日马斯克宣布推迟 AI Day 至 9 月30 日，届时可能将发布 Tesla Bot 原型机（Optimus）。根据 2021 年 AI Day公开数据，Optimus 身高 1.72m，重量 57kg，负载 20kg（手臂附加 5kg），行动速度最高可达 8km/h，该机器人结合 Tesla 的 AI 技术，基于视觉神经网络系统预测的自动驾驶技术作为驱动，其大脑使用的是算力极强的 DOJO D1 超级计算芯片。Optimus 原型机的推出，对未来智能机器人的发展具有极强的标杆作用，将加快机器人产业发展进程，促进大量科技和制造企业向人形机器人赛道进军，开启智能机器人的新纪元。
参考工业机器人成熟产业链，上游核心零部件成本占比超 70%。人形机器人涉及到自动驾驶、视觉导航、传感器技术等多种技术融合，硬件方面主要涉及到伺服系统、减速器、控制系统等。参考当下发展较为成熟的工业机器人产业链，从成本构成来看，控制器、伺服系统和精密减速器等三大零部件是产业链中技术壁垒最高、成本占比最大的环节：成本占比分别为 10%、25%、35%；从盈利水平看，上游零部件的毛利率也相对较高，其中减速器毛利率为 40%，伺服系统为 35%，控制器为 25%。我们认为，当下 TeslaBot 会采取与相关元器件公司和制造厂商合作的方式，将之纳入自己的供应链中。因此，对应的相关上游核心零部件如减速器、伺服驱动等有望直接受益。
当下服务机器人技术尚未成熟，但市场空间广阔。结合 Tesla Bot 本次发布的 Optimus 来看，人形机器人当下最主要的应用场景可能聚焦在个人/家用或公共服务（即商用）领域，可能实现的功能包括陪伴服务、家务清洁、导览、物品配送等。我们认为服务机器人技术一旦相对成熟且消费市场需求确定形成规模化商用后，根据亿欧咨询预测，2025 年中国商用服务机器人市场规模可达 1159.5 亿元，是人形机器人重点渗透的蓝海市场。 结合当下 Tesla Bot 公开信息，我们对未来智能机器人做出以下猜想：1）个人/服务机器人随着渗透率提高，应用领域不断拓宽，规模化市场成熟后，预计仅中、美、日三国产品需求将接近 6800 万台量级；2）机器人向轻量化、柔性化发展，可能将带动新领域如碳纤维复合材料和稀土钕铁硼电机等需求；3）服务机器人较工业机器人产业链更为复杂，当下存在与电车共享部分产业体系的可能；4）鉴于人形机器人定制化需求高，一站式服务或成主流，第三方运营有望异军突起，出现新的机器人商业模式。投资建议 当下 Tesla Bot 的推出最重要的意义在于推动整个智能机器人领域的快速发展，促使相关产业升级。上游核心零部件作为机器人举足轻重的部分，预计会有相关技术的渗透和升级。
公司深度
投资逻辑：
厚积薄发，国产机器人精密减速器企业迎来快速发展期。
（1）随着我国人口老龄化加剧和制造业转型升级，我国工业机器人需求快速增长，并带动核心部件精密减速器需求高速增长，我们预计 2025 年我国工业机器人减速器市场规模约 59.5 亿元，其中 RV 减速器、谐波减速器市场规模分别为 46/13 亿元。精密减速器作为技术密集型行业，材料、加工工艺、加工设备等方面均存在较高技术壁垒，日系巨头纳博特斯克、哈默纳克曾长期占据全球精密减速器市场、全球份额超 60%以上。但近年来，外资扩产相对缓慢叠加疫情干扰，国产机器人厂商对减速器实现国产化替代意愿强烈，并且内资减速器品牌不断实现技术突破，同时配合下游需求持续扩充产能，迎来快速发展期。
（2）随着特斯拉发布人形机器人，人形机器人市场爆发进程有望加速，以特斯拉 Optimus 为例，单台人形机器人精密减速器需求量为 14 台，因此人形机器人市场爆发有望快速打开精密减速器新需求。
从RV到谐波，公司有望开辟减速器增长新曲线。公司13年开始研制RV 减速器，多年耕耘，逐渐成为国内机器人减速器的领军品牌，产品在精度、寿命、噪音上向巨头纳博看齐。18年，公司开始研制谐波减速器，22 年已批量出货；公司形成了高精度减速器的全链条产业化能力，技术实力强劲。20年公司设立环动科技，并将机器人减速器业务划归其下，22年环动科技收入1.76亿元，同比+88%,20-22 年CAGR约160%。23 年1月和 5 月，公司环动科技引入国家制造业转型升级基金及先进制造产业投资基金等战略投资者，表明国家大基金对公司机器人减速器业务的发展前景看好，同时也有助于环动科技长远健康发展。我们预计23-25年公司减速器及其他业务营收增速分别为 57%、50%、56%，未来长期成长空间广阔。
投资逻辑：
公司轴承生产制造能力全线打通，产品优势突出。根据中国轴承工业协会统计，21 年我国轴承市场规模达 2278 亿元左右。公司磨前技术一体化布局，在套圈毛坯成型、套圈车加工、热处理三步磨前技术具有先进工艺及设备优势。与下游 SKF、FAG 等跨国轴承龙头长期合作，配套北美特斯拉驱动电机轴承套圈。21 年 10 月公司收购FLT，进一步增强轴承市场竞争力。截至 1H22，FLT 实现营收 3.4 亿元。22-24 年公司轴承业务有望实现营收 17.6/20.4/23.7 亿元。
风电行业高速增长，我们预计 22-25 年我国风电新增装机有望达50/80/88/100GW，对应国内风电滚子市场规模有望达 18/30/35/41亿元左右。公司作为第三方专业滚子厂商，依托自身技术工艺等优势成功切入下游客户，直接客户包括德枫丹、蒂森克虏伯、SKF、罗特艾德、新强联、烟台天成、大冶轴、瓦轴、洛轴、恒润股份等轴承厂商。预计 22-24 年公司风电滚子业务收入分别为 1.4/3.1/4.5亿元，24 年公司风电滚子占国内市场份额有望达 10%-12%。
汽配及空调管路业务有望持续扩张，贡献业绩增量。汽车配件方面，公司是国内唯一、全球仅有三家的安全气囊气体发生器钢管制造企业。目前公司已通过奥托立夫配套特斯拉、蔚来等国内新能源汽车，并成为比亚迪的一级供应商。公司新能源汽车动力驱动装置客户包括舍弗勒、GKN、双环传动和南京泉峰。空调管路业务方面，公司布局汽车热管理系统零部件及家用空调管路件，预计 22-24 年公司空调管路业务收入分别为 9.0/10.8/12.9 亿元。
投资逻辑：
挖机之外，高机、农机市场接力放量，工业泵阀空间广阔。22 年以来，公司高机、农机、新能源等市场放量明显、收入占比快速提升，将充分对冲挖机市场下行带来的负面冲击。高机领域，公司深度配套 JLG、基尼、鼎力、徐工、中联等全球高机龙头制造商，油缸泵阀马达等全系列放量，我们预计 2022-24 年公司高机市场收入复合增速为 30.0%。农机市场，公司已切入欧洲及国内农机高端市场，凭借突出的综合性价比优势，在农机泵、马达实现了批量配套；我们预计 2022-24 年公司农机市场收入为 3 亿、10 亿、18 亿，2024 年农机市场收入占比提升至 16%、成为公司第二大下游。
布局线性驱动器及滚珠丝杠等新业务，培育新的增长极。2023 年 1 月6 日，公司完成以 56.4 元/股增发 3546 万股、募集资金总额约为 20亿元的非公开发行，投向线性驱动器、滚珠丝杠等项目。线性驱动器是是液压缸和气缸的技术升级产品，公司前沿布局液压行业替代升级技术，在高空作业平台、海事、工业和医疗等多应用领域开展相关技术研发和产品生产，并向客户交付成品并实现销售。滚珠丝杠技术壁垒较高，我国滚珠丝杠高端市场长期被外资垄断，公司凭借较强的精密加工技术去攻克滚珠丝杠产品，有望推动我国滚珠丝杠市场的国产化进程，形成新的增长极。
公司一直推行全球化战略，22 年公司成功在墨西哥设立生产基地，目前已进入基础建设阶段、预计23年投产，改工厂设计产值约为17亿元。墨西哥工厂将受益于美加墨自由贸易区协定，产品进入美国市场时享有关税优惠待遇，能够大幅降低中美关税对公司产品价格的影响，增强公司产品在美国市场的竞争力，有利于公司更加有效地开拓北美市场。
投资逻辑
工控领域核心部件新锐，伺服+PLC 业务深耕 OEM 市场。公司为国内领先工业自动化企业，根据 MIR 睿工业数据统计，公司为国内伺服市场第二大本土厂商（21 年市占率 3%）。公司主要产品为伺服系统，1H22 占收入比重88%，公司同时完善 PLC 产品矩阵，业务全面覆盖控制层、驱动层和执行传感层。公司已覆盖工业富联、宁德时代、捷佳伟创、先导智能等多家行业龙头企业。21 年公司实现营收 7.51 亿元（YoY+38.1%），1H22 营收 4.67亿元（YoY+26.4%），受原材料价格上涨及产品更新迭代影响，归母净利润0.6 亿元（YoY+3.5%）。
公司重视研发，具备深度制造能力，产品性能对标国外主流品牌。2018-2021 年公司平均研发费用率高达 12.44%，高于同业可比公司平均水平。公司强调自主研发生产，其伺服系统搭载编码器在速度响应频率等指标上达到行业先进水平。公司具备深度制造能力，打通上下游产业链，涉足上游工控芯片、传感器和下游高端精密数控机厂等领域。根据公司招股说明书，公司本次公开发行 3776 万股，募集资金 8 亿元，将投入数字化工厂项目、杭州研究院项目、营销服务网络建设项目等，以提高公司的竞争力。
公司绑定锂电、光伏等高景气行业，业绩有望持续增长。根据 MIR睿工业表示，2021 年国内通用伺服系统市场规模 233 亿元，其中先进制造板块如锂电、光伏等处于 5%-30%的高增速区间，公司趁势抓住 OEM 市场国产替代机遇，在锂电领域已进入宁德时代、比亚迪等知名终端供应商名录；光伏领域前段已完成切入，后段持续增长，公司市占率较高。预计公司未来有望凭借自身产品性价比优势，以及快速响应下游客户需求定制化需求的能力，订单持续放量，收入端保持 40%以上高速增长。
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