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今天分享的是人形机器人行业系列深度研究报告：《人形机器人行业报告：从TeslaBot看人形机器人产业发展》。（报告出品方：海通国际）
报告共计：41页
零部件产业链：海外品牌占据高端市场
海外品牌占据高端市场，国内产商有望受益。特斯拉躯干关节大概率会选择无框力矩电机，手部选择空心杯电机。目前无框力矩电机的代表是美国科尔摩根，国内是步科股份，无刷空心杯电机海外以MAXON为主，国内鸣志电器、江苏雷利、鼎智科技、恒帅股份具备相应技术。据NTCysd预测，至8年全球空心杯电机市场规模为11.9亿美元。复合增速8.47%。
零部件产业链：减速器
人型机器人使用的减速器主要为谐波减速器与RV（行星）减速器。精密减速器是机器人等高端设备所需的传动装置，具有更高控制精度，可匹配转速和传递转矩。谐波减速器通过弹性变形波传递动力，具有高精度、小体积和重量等特点。RV减速器由渐开线圆柱齿轮行星减速机构和摆线针轮行星减速机构组成，具有良好的负载能力和刚度。
预计TeslaBot旋转关节主要采用谐波，手部采用精密减速器，RV减速器有概率在下半身替代谐波。RV减速器因抗冲击能力强于谐波以及成本低，有望用在机器人下半身4个旋转关节上。谐波减速器全球龙头为哈默纳科，国内绿的谐波、来福谐波、同川精密有技术储备，RV减速机全球龙头是赛威传动等，国内企业有中大力德、双环传动等有技术储备。
零部件产业链：谐波减速器
谐波减速器结构：谐波减速器主要由带有内齿圈的刚性齿轮（刚轮）、带有外齿圈的柔性齿轮（柔轮）、波发生器三个基本构件组成。
工作原理：柔轮弹性变形呈椭圆状，长轴处齿轮与刚轮完全啮合，短轴处不接触。波发生器转动时，柔轮产生错齿运动，实现运动传递。
零部件产业链：RV（行星）减速器
RV减速器结构：RV减速器由第一级渐开线圆柱齿轮行星减速结构和第二级摆线针轮行星减速结构两部分组成。
工作原理：通过2级变速实现减速功能。
优点：负载能力、刚度、抗疲劳度较好。
零部件产业链：丝杠
丝杠分为滑动丝杠、滚动丝杠，滚动丝杠有滚珠丝杠、滚柱丝杠两种。丝杠是一种精度很高的零件，它能精确地确定工作台坐标位置，将旋转运动转换成直线运动，面且还要传递一定的动力，所以在精度、强度及耐磨性等方面都有很高的要求。
零部件产业链：滚珠丝杠
预计人型机器人在下半身关节采用行星滚柱，上半身采用滚珠丝杠。滚珠丝杠应用于直线关节，可以转换旋转运动和直线运动，既是传动原件也是转化元件。滚珠丝杆是由丝杆轴和螺母组成，而其中螺母又是由钢球、预压片、反向器、防尘器等组成，具有摩擦损失小、传动效率高、精度高、轴向刚度高、不能自锁、具有传动的可逆性等优点。
滚柱丝杠市场规模稳定增长。据persistencemarketresearch，2年全球滚柱丝杠市场规模为2.85亿美元，预计年市场规模将达.0亿美元。受益于汽车行业需求及工业自动化需求，预计-20年中国滚柱丝杠市场规模年复合增长率预计将达到6.5%，高于全球复合增速5.8%。中国目前的主要参与企业包括秦川机床和鼎智科技。
零部件产业链：控制系统
控制系统是机器人的神经系统，用于控制驱动系统完成对应运动。在机器人中，控制系统根据指令及传感信息，向驱动系统发出指令，控制其完成规定的运动。控制系统主要由控制器（硬件）和控制算法（软件）组成。目前控制系统主要参与者包分为本体厂商（大型机器人厂商自主研发和控制器）和专业控制器厂商。
零部件产业链：传感器
人形机器人用传感器主要有视觉、力控、位置（编码器）。视觉传感器在头部，力控、编码器传感器用在全身各个关节。根据检测对象的不同又分为内部和外部传感器，内部和外部传感器共同组成了机器人的感知。根据YOLE数据，-1年无人机及机器人传感器市场从.51亿美元增长至7.09亿美元，复合增长率高达12.4%，其中光学传感器占比达74%。
内部传感器：位置传感器，速度传感器，力传感器，平衡传感器，加速度传感器。
外部传感器：视觉传感器，触觉传感器，听觉传感器，嗅觉传感器，味觉传感器，接近觉传感架。
精选报告来源公众：人工智能学派
TeslaBot多次国内亮相年月24日，特斯拉人形机器人Optimus携全新ModelXPlaid在昆山城东特斯拉中心巡展亮相。据工作人员介绍，Optimus与特斯拉汽车“技术同源”，全身拥有28个自由度，手部有11个自由度，会利用动作捕捉学习人类，已经可以行走、上楼梯、下蹲、拿取物体等动作。
年7月6日世界人工智能大会在上海举办，特斯拉Optimus再度参展亮相。规划中，Optimus将会替代人类完成重复性、繁琐性劳动，使得人类可以从事更多创造性工作。
TeslaBot研发进展1年8月特斯拉AIDay:马斯克宣布人形机器人警天柱(TeslaBot)概念设计。
2年9月特斯拉AIDay:Optimus原型机发布，该机器人重7公斤、高1.72米，可行走、挥手、摇摆等动作.能够搬运货物、给植物浇水以及移动金属棒。马斯克预计，Optimus将于-5年内实现量产上市，数量会达到百万级，成本为2万美元。
年月特斯拉InvestorDay:Optimus外观有改善，还掌握了抓取小物品，生产维修机器人的能力。
年5月特斯拉股东大会:Otimus学会了像人一样结队缓慢前行，并且可以执行更复杂的任务。在电机扭矩控制、力度控制、环境探索和记忆有了新进展，还可根据人类动作范例训练A1、实现端到端控制。
从SDV到SDR，有望复制电动车路径人型机器人进入技术拐点，有望复制电动车路径。从技术发展路径来看，软件系统尤其自动驾驶和通用AI的快速发展正在重塑行业重心从硬件定义的传统工业机器人或协作机器人向软件定义的通用人形机器人转移，即软件定义机器人（Software-definerobot，SDR）。随着下游领域快速拓展，技术拐点降至，行业正在转入量产阶段，在技术进步和规模化效应下成本阻碍将快速打破，有望复制电动汽车“软件定义汽车”（Software-define-vehicle，SDV）的发展路径，拉动全产业链加速发展。
市场空间潜力巨大人型机器人技术发展迅速，未来市场潜力很高。人形机器人的灵活性和环境适应能力高，不需要特别改造环境，且使用寿命和残值比其他机器人更高。随着成本的降低，通用性带来的规模化降本效应，可应用于多人领域，从长期来看市场空间广阔。
马斯克称人形机器人将会是今后特斯拉的长期价值来源。他认为如果人形机器人和人的比例在2比1，那人们对人型机器人的需求量可能是亿至亿个，远超电动车的数量。弗若斯特沙利文预测，到6年全球人形机器人市场规模将达到80亿美元。麦肯锡称到年，全球将有多达8亿人的可能被自动化机器人取代艾瑞咨询则称1年中国智能机器人市场规模突破亿，5年接近千亿，CAGR约40%。
Optimus结构拆解–“软件定义机器人”软件能力拓展机器人功能边界。传统意义上工业机器人或服务机器人以硬件决定功能，辅以软件优化体验，对于人性机器人，过去几十年探索也主要以硬件性能优化、机械结构小型化为主要方向，随着近年来AI崛起，尤其是以谷歌Transformer模型广泛应用以来，AI应用开始席卷语言、视觉、自动驾驶等领域，赋予了人形机器人更大的想象空间，大模型AI作为人形机器人的灵魂，有望拓展人形机器人通用属性，使机器人从工具品类向生产力本身转型，为其尽快转入量产拐点提供可能。
Optimus结构拆解–对比人体Optimus由软件和硬件部分组成。
(1)硬件部分包括驱动装置、控制装置和传感器。以具体功能看主要包括负责中央计算的计算核心和负责运动执行的关节系统(线性关节、旋转关节和手部关节)
(2)软件部分包括用于交互和控制的通用性AI以及源自于自动驾驶定位的FSD系统
零部件产业链：伺服系统伺服系统由伺服电机、伺服驱动器、编码器共同构成。伺服驱动器将输入控制量转化为电信号，驱动电机运动并根据反馈信息进行调节。伺服电机是执行器。编码器通常嵌入于伺服电机，用于测量运动参数和实现闭环控制。
零部件产业链：电机电机主要有无框力矩电机和空心杯电机。
无框电机由转子和定子组成，可直接固定在机械设备上，具有节能环保、高精度和免维护等优点，且无框力矩电机适用于体积小、质量轻、惯量低、功率高的应用场合。
空心杯电机分为有刷和无刷，无刷因转速更高、寿命更长适合应用在人形机器人手部。
零部件产业链：空心杯电机有刷空心杯电机转采用的是无铁芯转子，这种结构彻底消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗。
无刷空心杯电机其定子部分使用空心杯绕组，采用无齿槽铁芯设计，具有传统直流无刷电机高转速、长寿命、低噪音的特性，又兼具有刷空心杯电机高功率密度、高效率的优势。
（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。）
本报告共计：41页。受篇幅限制,仅列举部分内容。
精选报告来源公众：人工智能学派，PDF。
