能量环保1794-IP4 罗克韦尔 适应面广

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本土企业在一体化关节产业链具备机会

（一）人形机器人包括五大模块，中国产业链具备机会

人形机器人包括硬件层和软件层两大类。其中软件层配有特斯拉AI，为特斯拉汽车 FSD算法的横向迁移；硬件包括控制、感知、运动、动力模块等。我们认为，特斯拉 在顶层数据和开发上实现逐步突破，自研核心软件层，而打开下游硬件及其产业链 发展机会。

（1）控制模块：机器人的中央处理器在躯干中，是其自动驾驶相关的硬件和软件的 横向迁移。机器人控制系统能处理人脑所能处理的大部分功能，例如处理视觉数据、 做多元决策、感官感知和通信等，同时能够支持WiFi通信和音频。

（2）感知模块：外部传感器和内部传感器两大类。以视觉为代表的外部传感器迁移 自汽车FSD，二者基于相同的神经网络的大数据，目前特斯拉已完成了横跨美国绝 大多数道路的数据采集，有助于帮助机器人实现更复杂“自动驾驶”快速落地；内部 传感器包括位置、力矩、力量等，主要集成于一体化关节中。

（3）运动模块：包括驱动装置、执行装置、传动装置等。特斯拉将机器人的运动模 块和部分感知模块整合为一体化关节，包括转动、直线关节两大类。人形机器人共有40个执行器，其中身体28个，手部12个。

（4）动力模块：电池内置于躯干中间，容量为2.3kwh。机器人蹲坐、行走的功率分 别约100W、500W，电池电量可以待机约20h，相当于的工作。所有的电子元器 件全部集成到电池包的PCB中，可以完成传感、充放电、管理等多功能。同时特斯 拉将汽车电池关键技术迁移至机器人，可以做到使用高效、温控简单、安全管理，并 可以做到供应链的横向迁移。

（5）散热和总装：包括机器人热管理、骨架和结构设计、装配等。，我们认为，人形机器人控制模块、外部传感器与软件层、特斯拉汽车FSD 关联度较大，更多依靠产品自研和海外供应商；动力模块中电池的容量远小于新能 源汽车（机器人电池2.5kwh，对比Model Y标准版55kwh），产业链弹性不大；一体 化关节为非核心部件，机器人公司倾向于外购，且中国制造业的崛起带动了本土以 绿的谐波、鸣志电器、汇川技术为代表的工业自动化企业发展，全球竞争实力提升， 因此产业化早期重点关注一体化关节领域的投资机会。

一体化关节模块约占整体成本的50%。根据Ofweek机器人网，工业机器人运动模块 （伺服电机+减速器）约占整体成本的47%；人形机器人相比于传统工业机器人关节 数量更多，但是感知、控制难度也更大，我们预计一体化关节约占机器人总成本的 50%.

（二）身体：共计 28 个自由度，包括直线、旋转执行器共计 28 个

人形机器人关节采用仿生设计，单关节效用高。以膝关节为例，特斯拉参考人体膝 盖结构，将线性连接变成了仿生的四杆连接方式，从而增加了关节的柔性，适用于 更多场景并降低受力。同时，特斯拉选取多个场景对机器人进行工作模拟，计算每 一个关节在每一种场景下的投入产出并抽象为一个点，求解数十万个点的帕累托 优便得到了可以满足多使用场景的关节选型。6类执行器复用实现身体28个自由度。机器人关节需要完成Pitch（绕X轴旋转）、Yaw （绕X轴旋转）、Roll（绕Z轴旋转）等不同动作，特斯拉通过关节优化选型做到复 用，3类旋转和3类直线执行器共实现28个自由度，其中旋转、直线执行器数量各为 14个。

按照执行器的运动方式不同，分为转动和直线执行器。转动执行器用于联接各运动 机构，同时传递各机构间的回转运动，由无框力矩电机+谐波减速器+离合器+位置/ 扭矩传感器+轴承等组成，主要用于机器人的肩部、腕部、臀部和躯干。直线执行器 在垂直方向上具有刚度，可类别于人的肌肉，主要传递伸缩运动，主要由无框力矩 电机+倒置式行星滚柱丝杠+位置/力传感器+轴承等组成，主要用于机器人的膝盖、 脚踝、肘部、臀部、腕部。因此，身体部分所用的零部件包括驱动/执行装置无框力矩电机，传动装置谐波减速 器、行星滚柱丝杠、各类轴承等，以及位置、力矩、力量传感器。

（三）双手：共计 22 个自由度，包括 12 个关节

机器人双手采用人体工程学设计，对物体抓取进行优化。灵巧手之上配有传感器， 能够识别抓取的物体，并实时感知手所处的空间位置，抓住细小而精致的物体。同 时，灵巧手具有“自适应性（Adaptive grasp）”和“非反向驱动能力（Non-backdrivable fingers）”，可以自适应所抓取的物体并在不开启马达的情况下抓住和运输物体。特斯拉灵巧手单手共有11个自由度和6个执行器。灵巧手单手共有11个自由度，包括 6个主动自由度和5个被动自由度，其中主动自由度大拇指有两个（摆动+弯曲），其 余4个手指各有1个。手指的主动自由度由执行器实现，其驱动/执行装置为空心杯电 机，传动装置为精密齿轮，并配有多种传感器等。

（四）总结：重点关注电机、减速器、丝杠等领域

根据我们测算，人形机器人一体化关节中高价值环节有无框力矩电机、空心杯电机、 谐波减速器和行星滚柱丝杠，此类产品侧重标准化，且部分产品在国内工业机器人 等行业运用相对成熟；而轴承和传感器领域所涉及的产品种类较多、均价偏低，各 供应商所侧重细分领域有所差异，对国内企业的采购集中度可能不大。

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