人形機器人行業(yè)跟蹤報告（二）：Tesla Bot引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)開發(fā)熱潮低成本量產(chǎn)下零部件成“隱形冠軍”

目 錄TOC\o"1-2"\h\z\u1、TeslaBot持續(xù)化，引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)開發(fā)熱潮 5、Tesla公最新TeslaBot，迭速亮眼 5、Tesla引開熱，多科巨入人機器人 6、上零件同器人展下場打想象間 72、商業(yè)化低成本量產(chǎn)，零部件成“隱形冠軍” 9、TeslaBot軟件步出，部為產(chǎn)鍵 9、機關(guān)價量，相零件“形軍” 3、本土廠商具備性價比優(yōu)勢，或?qū)⑸疃仁芤?12、減器諧減器為，星速或替補 12、電：無力電機空杯機主 12、絲：星珠杠 144、風險提示 15圖目錄圖1：概圖二代，TeslaBot快迭（圖“Today”為2022/10/1，圖為2023/5） 5圖2：體制力增，獨行并確制矩 6圖3：AI覺法進步 6圖4：AI練現(xiàn)到的動生成 6圖5：臂實復(fù)雜取動作 6圖6（足人機主要業(yè)與與品示 7圖7：形器產(chǎn)業(yè)分布 8圖8：2021年來國器人業(yè)模步長 8圖：pts搭車自動駛SD 9圖1：pts節(jié)情況 9圖11：手外身28機關(guān)復(fù)用6行器 10圖12：6執(zhí)器（3旋轉(zhuǎn)型+3直類方案意圖 10圖1：pts仿手設(shè)計 圖14：適手和結(jié)構(gòu) 圖15：星速結(jié)意圖 12圖16：波速結(jié)意圖 12圖17：框矩機圖 13圖18：心電結(jié)意圖 13圖19：柱杠意圖 14圖20：斯?jié)L絲意圖 14表目錄表1：足器主要數(shù)對比 7表2：心部（電、減器絲）價量拆分 表3：內(nèi)波速器行星速廠列舉 12表4：內(nèi)框矩電與空杯機商舉 141、TeslaBot持續(xù)進化，引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)開發(fā)熱潮TeslaTeslaBotBotOptimus012021IDay上發(fā)布通用機器人計劃，正式提出TeslaBt概念；2022年，在特斯拉第二個IDY上人形機器人Oimus（20235），特斯拉股東會上視頻相比上一次亮相，Optimus在電機扭矩和力度控制等方面更精確，并能探索和記憶環(huán)境，PSD圖1：從概念圖到二代機，TeslaBot快速迭代（左圖“Today”為2022/10/1，右圖時間為2023/5）資料來源：2022年TeslaAIDAY公開資料，2023年5月特斯拉股東會官方資料，TeslaBot眼。對比2022年0月AIDY上的表現(xiàn)，2023年5月份股東會上TeslaBt的迭代主要表現(xiàn)在：身體控制能力增強。新版Optimus四肢、動力結(jié)構(gòu)外露，更具機械感，能蛋，腿部驅(qū)動單元自適應(yīng)地面摩擦力；AI視覺算法精進。Optimus能感知并記憶周邊環(huán)境，使用與特斯拉電動汽FSDAI訓(xùn)練實現(xiàn)端到端的動作生成。傳感器捕獲工程人員示教動作，AIAIOptimus度的動作生成過程；Optimus組裝機械臂、機械腿，可完成車間簡單的生產(chǎn)任務(wù)。圖2：身體控制能力增強，獨立行走并精確控制力矩 圖3：AI視覺算法更進一步資料來源：2023年5月特斯拉股東會公開資料、 資料來源：2023年5月特斯拉股東會公開資料、圖4：AI訓(xùn)練實現(xiàn)端到端的動作生成 圖5：手臂可實現(xiàn)復(fù)雜抓取動作資料來源：2023年5月特斯拉股東會公開資料、 資料來源：2023年5月特斯拉股東會公開資料、FSDAI決策和控制方面的性能，加快研發(fā)進度。AIAI鏈，有利于降低制造成本，有望加速商業(yè)化進程。TeslaSOOims公布預(yù)估報價，但尚無任何人形機器人實現(xiàn)商業(yè)化。圖6（雙足）人形機器人主要行業(yè)參與者與產(chǎn)品展示資料來源：河馬機器人官網(wǎng)、小米官網(wǎng)、傅利葉智能官網(wǎng)、表1：雙足機器人主要參數(shù)對比公司產(chǎn)品名波士頓2016版Atlas本田第三代ASIMO敏捷人Cassie 特拉Optimus 優(yōu)選WalkerX小米CyberOne公布時間2016年 20002016年 2021年 2021年2022年體重80kg 48kg31kg 56.7kg 63kg52kg身高150cm 130cm115cm 173cm 139cm177cm步行速度5.k/h 2.k/h5k/h 8k/h 3k/h3.k/h全身自由度共57個DOF共28個DOF臂14+頸3+手26+腰2+臂12+頸2+腰2+腿12腿12共40個DOF共10個DOF 共41個DOF臂12+頸2+手12+腰2+每腿5 臂14+頸3+手12+腿腿1221DOF10+1腿部模式跖行式 跖行式跖行式 跖行式 跖行式趾行模式腿部自由度單腿6個DOF 單腿6個DOF髖3+膝1+踝2 髖3+膝1+踝2單腿6個DOF 單腿5個DOF 單腿6個DOF髖3+膝1+踝2 髖3+膝1+踝1 髖3+膝1+踝25DOF311面部無 無無 屏幕 屏幕屏幕雙手無十指 有十指無十指 有十指 有十指無十指負載約2.1kg 1kg硬拉68kg 伸展態(tài)臂1.5kg/ 1.5kg扛重2.4kg 雙手3kg續(xù)航1h 1h1h / 2h2h商業(yè)化情況暫無商業(yè)化對象暫無商業(yè)化對象暫時出席會展/表演等暫無商業(yè)化對象/ 暫時出席會展/表演等/售價沒有大規(guī)模商業(yè)化。/ 200/ 預(yù)計價2.5美元 / /資料來源：河馬機器人官網(wǎng)、間產(chǎn)制造、家庭陪護等多個領(lǐng)域。以特斯拉人形服務(wù)、教育、醫(yī)療、巡檢、清潔和娛樂等下游終端應(yīng)用需求領(lǐng)域。圖7：人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈分布資料來源：高工機器人產(chǎn)業(yè)研究所、斷發(fā)展，機器人從機械自動化轉(zhuǎn)變?yōu)槿斯ぶ悄芑磥韺⑷诤?G場景不斷開發(fā)。1306.82022業(yè)市場規(guī)模將達1712.4億元，同比增長31.0%，2027年中國機器人行業(yè)市場規(guī)模有望接近6000億元。圖8：2021年以來中國機器人行業(yè)規(guī)模穩(wěn)步增長資料來源：艾媒咨詢、應(yīng)用領(lǐng)域至服務(wù)場景，為其商業(yè)化產(chǎn)業(yè)化帶來可能。2、商業(yè)化低成本量產(chǎn)，零部件成“隱形冠軍”TeslaBotDOJO自研的“D1”AIAI圖9：Optimus搭載車載自動駕駛FSD芯片 圖10：Optimus關(guān)節(jié)分布情況資料來源：2022年TeslaAIDAY公開資料、 資料來源：2022年TeslaAIDAY公開資料、硬件方面，全身0個機電關(guān)節(jié)，解決方案初步公布。根據(jù)IDYTeslaBot4012121222404066器的復(fù)用實現(xiàn)28個自由度。圖11：除手部外，全身28個機電關(guān)節(jié)復(fù)用6種執(zhí)行器資料來源：2022年TeslaAIDAY公開資料、62814+14633波減速器+傳感器+軸承，用來實現(xiàn)類似人體關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)運動；直線執(zhí)行器解決方案為無框力矩電機+行星滾柱絲杠+傳感器+軸承伸運動。圖12：6種執(zhí)行器（3種旋轉(zhuǎn)類型+3種直線類型）方案示意圖資料來源：2022年TeslaAIDAY公開資料、TeslaBot61112圖13：Optimus的仿生人手設(shè)計 圖14：自適應(yīng)手指和絲杠結(jié)構(gòu)資料來源：2022年TeslaAIDAY公開資料、 資料來源：2022年TeslaAIDAY公開資料、TesalBot機電關(guān)節(jié)成本較高。TeslaBot402814127應(yīng)鏈的機會。表2：核心零部件（電機、減速器、絲杠）的價值量拆分方案用量（個）單價（元）合計成本（萬元）國內(nèi)廠商電機無框力矩電機2810002.80步科股份、昊志機電等空心杯電機128000.96鳴志電器、江蘇雷利等減速器諧波減速器1410001.40綠的諧波、中大力德、昊志機電等行星減速器（可能用到）600-中大力德等絲杠行星滾珠絲杠1415002.10鼎智科技等合計7.26資料來源：2022年TeslaAIDAY公開資料、預(yù)測2022年elaAIAY1500TeslaBot（2.5）40%。根據(jù)特斯拉目前公布的關(guān)節(jié)解決方案，價值量占比較高的零部件分別為無框力矩電2.5無框力矩電機、空心杯電機、諧波減速器、滾柱絲杠的價值量占比約為15%、5%8%合計占比超過40%103.9/1.3/1.9/2.93、本土廠商具備性價比優(yōu)勢，或?qū)⑸疃仁芤婺壳爸C波減速器是人形機器人關(guān)節(jié)的最優(yōu)解決方案。2022年10月份TeslaAIDAY上特斯拉公布的減速器方案為諧波減速器，諧波減速器主要由諧波發(fā)生器、剛輪、柔輪構(gòu)成，是通過柔輪的彈性變形傳遞運動，優(yōu)勢是體積小、重量輕、傳行星減速器在容易發(fā)生碰撞的關(guān)節(jié)可替代諧波減速器。計以諧波減速器為主，行星減速器或為替補。圖15：行星減速器結(jié)構(gòu)示意圖 圖16：諧波減速器結(jié)構(gòu)示意圖資料來源：兆威機電官網(wǎng)、 資料來源：綠的諧波招股說明書、商主要包括中大力德、巨輪智能。表3：國內(nèi)諧波減速器與行星減速器廠商列舉公司名稱主營業(yè)務(wù)相關(guān)產(chǎn)品收入規(guī)模（億元）歸母凈利潤（億元）總毛利率綠的諧波人、數(shù)控機床等諧波減速器4.461.5548.7%中大力德傳動行星減速器及減速電機諧波減速器、行星減速器8.980.6624.1%昊志機電軸精密零配件制造為支撐諧波減速器9.870.2236.9%巨輪智能上市的輪胎模具開發(fā)制造企業(yè)行星減速器9.900.3813.4%資料來源：，各公司公告，注：相關(guān)財務(wù)數(shù)據(jù)均為2022年數(shù)據(jù)無框力矩電機的中空結(jié)構(gòu)便于走線，適用于集成度較高的人形機器人。無框力矩電機屬于無刷直流永磁電機，由驅(qū)動器提供三相交流電源形成旋轉(zhuǎn)的電磁場，以圖17：無框力矩電機示意圖資料來源：中國供應(yīng)商網(wǎng)、響應(yīng)極快、運行穩(wěn)定性強、電磁干擾少和能量密度大等特點。圖18：空心杯電機結(jié)構(gòu)示意圖資料來源：萬泰電機官方微信公眾號、表4：國內(nèi)無框力矩電機與空心杯電機廠商列舉公司名稱主營業(yè)務(wù)相關(guān)產(chǎn)品收入規(guī)模（億元）歸母凈利潤（億元）總毛利率無框力矩電機步科股份專注于工業(yè)自動化設(shè)備控制核心部專注于工業(yè)自動化設(shè)備控制核心部件與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)軟硬件領(lǐng)域無框力矩電機5.390.9137.9%禾川科技聚焦于工業(yè)自動化領(lǐng)域，主要產(chǎn)品包括伺服系統(tǒng)、PLC等，覆蓋工業(yè)自動化領(lǐng)域的控制層、驅(qū)動無框力矩電機9.440.9030.44%昊志機電以中高端電主軸產(chǎn)品為核心、以電主軸精密零配件制造為支撐諧波減速器、無框力矩電機、編碼器9.870.2236.85%空心杯電機鳴志電器公司是一家運動控制領(lǐng)域綜合制造商，覆蓋多種電機空心杯電機29.602.4738.2%偉創(chuàng)電氣專注于電氣傳動和工業(yè)控制，主營產(chǎn)品包括變頻器、伺服系統(tǒng)和運動控制器等產(chǎn)品空心杯電機9.061.4035.9%江蘇雷利聚焦于微特電機領(lǐng)域，已經(jīng)形成以微型步進電機、同步電機、直流有刷電機、直流無刷電機、微型水泵等多種電機產(chǎn)品為主導(dǎo)的產(chǎn)品線空心杯電機29.002.5928.5%資料來源：，各公司公告，注：相關(guān)財務(wù)數(shù)據(jù)均為2022年數(shù)據(jù)

滾柱絲杠是將直線運動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運軸向剛度高、不能自鎖、具有傳動的可逆性等特點。行星滾柱絲杠主要由絲杠、螺紋滾柱、螺母構(gòu)成：6-1