（報告出品方/作者：華安證券，尹沿技）
1 人形機器人：潛在市場廣闊
人形機器人技術更新，可友善操作各種工具
機器人定義：機器人是一種能夠半自主或全自主工作的智能機器，可以輔助甚至替代人類完成重複枯燥或者危險繁 瑣的工作，進而提高工作效率與品質。 機器人分類：國際機器人聯盟（IFR）将機器人按應用場景分為工業機器人和服務機器人兩大類。而國内一般把機 器人分為工業機器人、服務機器人和特種機器人三大類。人形機器人：人形機器人通常是指外表和運動方式接近人類的智能機器人，相比非人形機器人，人形機器人可以更 加友善地操作為人設計的各種工具和儀器。
迎來重要機遇期，人形機器人有望加速産業化
機器人産業集機電、材料、計算機、傳感器等多門學科于一體，人形機器人是衡量國家科技實力和高端制造業水準的 一個重要标志。近年來，中國作為世界最大機器人市場之一，機器人産業正處于快速發展階段。随着全球數字化程序發展，機器人産業正迎來重要機遇期。《中國機器人産業發展報告（2022年）》中提到預計到 2024年，全球服務機器人市場規模将有望突破290億美元，中國服務機器人市場規模将有望突破100億美元。
人形機器人有望加速産業化：在疫情防控、人口老齡化、和政策支援等因素的驅動下，服務機器人産業進入高速發展 期，中國服務機器人的投資金額近年來增長迅速。人形機器人可看作現有服務機器人的進一步技術更新，随着服務機 器人的投資金額迅速增長，人形機器人也有望加速産業化。
人形機器人潛在市場預估，2035年或可達千億美元
勞動力短缺問題進一步凸顯，人形機器人前景廣闊。現在勞動力短缺已成為世界性難題，中國的勞動力數量也連年 下降，人形機器人将來或可成為緩解勞動力短缺問題的關鍵技術。中國人口老齡化問題嚴重，人形機器人在養老助殘領域大有可為。第七次全國人口普查的結果顯示：中國60歲及以 上人口為264018766人，占比為18.70%，與2010年第六次全國人口普查相比上升5.44個百分點。
人形機器人潛在市場大，高盛預測市場可達千億。高盛在2022年11月的一份報告中預估，在未來10到15年内可以 實作至少60億美元的人形機器人市場，甚至在最理想的情景下（産品設計、用例、技術、可負擔性和公共接受度等 障礙被克服），2035年人形機器人市場或将達到1540億美元。另外，Markets and Markets也對人形機器人市場進行了報告，預測人形機器人市場規模将從2023年的18億美元增 長到2028年的138億美元，其複合年增長率可達50.2%。
相關政策助推人形機器人發展
機器人作為智能制造發展領域的重要一環，受到國家的高度重視。近年來，國家出台多項政策，助推機器人的發展，各 省市也結合當地實際情況，紛紛釋出機器人利好政策。深圳市、上海市、北京市等地率先提出要推動人工智能和機器人的結合，加強對智能機器人的扶持。政策支援助推人形 機器人發展，科技企業進軍機器人産業已成為大勢所趨。
2 人形機器人相關技術解析
人形機器人的進化速度快，産業化有望加速
人形機器人技術發展迅速，以優必選人形機器人Walker為例，五年時間就經過了四次疊代，運動能力和AI都有了很大的 提高。随着AI、傳感器、數字化等技術的進一步發展，人形機器人的産業化有望加速。
感覺系統擷取資訊，主要由傳感器組成
人形機器人的感覺系統就像是人的眼睛、耳朵等感覺器官，可以擷取人形機器人内部和外部的環境資訊，并把這些資訊 回報給控制系統。 感覺系統主要是由具有不同功能的各種傳感器構成，可分為内部傳感器和外部傳感器。内部傳感器是用來檢測機器人本 身狀态（如手臂間的角度）的傳感器，外部傳感器是用來檢測外部環境及狀況的傳感器。
控制系統核心為控制器，處理感覺系統資訊
人形機器人的控制系統根據感覺系統提供的資訊來對機器人的行為和動作進行控制和調節，和感覺系統互相配合，使機 器人能夠根據感覺到的環境資訊做出相應的響應和動作。 控制系統的核心是控制器，負責接收傳感器的回報信号，并根據預設的控制算法生成相應的控制信号，驅動機器人的執 行器實作所需的動作和任務。
驅動系統驅動關節運動，電動驅動系統為主流
人形機器人的驅動系統是指用于實作機器人運動的系統，由各個關節的傳動裝置組成，可實作關節的轉動或移動。根據 能量轉換方式的不同，驅動系統主要分為三大類型：液壓驅動系統、氣動驅動系統和電動驅動系統。目前大多數人形機器人使用的是電動驅動系統，因為電動驅動系統控制精度高，可以實作精确的關節位置和速度控制， 适用于需要高精度運動的人形機器人。 波士頓動力的Atlas機器人使用的是液壓驅動系統。
機械結構系統：關節和靈巧手
人形機器人的機械結構系統主要包括關節、靈巧手、骨架等結構。骨架起到支撐作用，而關節、靈巧手對人形機器人的 靈活性有着非常重要的影響。 關節：關節是機器人連杆接合部位形成的運動副，共同形成機器人肢體所需的運動。關節包括線性關節、旋轉關節和球 形關節。靈巧手：人形機器人的末端執行器，用于抓取物品，要求能夠柔順抓取不同形狀，不同品質的物體。
機械結構系統：關節和靈巧手
靈巧手：人形機器人的靈巧手是一種末端執行器，與工業機器人相比，人形機器人的靈巧手不是針對特定任務設計的， 而要具備通用抓取能力。特斯拉的Optimus使用的是外置式靈巧手，有5個手指，6個執行器，11個自由度。
3 核心零部件受益，關注投資機會
核心零部件之一減速器：技術壁壘高，需求量大
機器人相關零部件中的核心零部件是減速器，伺服電機和控制器，減速器是機器人生産中技術壁壘最高的零部件。人形 機器人的發展，對減速器的産量及市場規模起到一個助推作用，2023年中國減速器行業市場規模或将大幅增長。
成本構成分析：人形機器人的一個自由度對應一個減速器，相比工業機器人需要的3-6個減速器，人形機器人的自由度 明顯增多，需要大約三四十個減速器，是以在成本構成中的比例也應該高于工業機器人，預計占40%。而用于驅動的伺 服電機的數目也需要相應的增多，預計占23%。由于人形機器人的負載不需要像工業機器人那麼大，是以對材料的要求 較低，且3D列印技術已經被應用以降低成本，預計占10%。控制器大多由廠家自研，控制器及其他共占27%。
核心零部件之一減速器：RV減速器原理
RV減速器結構：RV減速器為二級減速結構，由一個行星齒輪減速器和一個擺線針輪減速器組成。行星齒輪減速器中的 正齒輪為第一級減速，擺線針輪減速器的針齒輪為第二級減速。
第一級減速:由輸入齒輪傳遞至正齒輪，按齒數比進行減速，曲軸與正齒輪連接配接，帶動RV齒輪進行偏心運動。 第二級減速:針齒比RV齒輪的齒數多1個，RV齒輪進行1圈偏心運動就沿反方向旋轉1個齒數。
核心零部件之二伺服系統：伺服電機精準控制關節
大多數人形機器人采用的驅動系統是電動驅動系統，即通過控制電機的轉速和轉向來實作機器人關節的運動，通常使用 的電機是伺服電機。伺服電機是人形機器人電動驅動系統的核心元件，通過與關節相連的機械結構将轉動轉換為關節的 運動，進而對人形機器人各個關節進行精确控制。
伺服電機的“伺服”不是指電機的結構，而是指“服從”的意思。伺服電機是一種具有閉環控制系統的電機，通常由直 流電機或交流電機作為執行器，并不斷将實際狀态進行回報來調整控制，進而實作高度“服從”的精準控制。
核心零部件之三空心杯電機：空心杯電機潛在市場
空心杯電機潛在市場：靈巧手對空心杯電機的需求量較大，參考特斯拉人形機器人Optimus，一個人形機器人需要 12個空心杯電機。如果采用有刷空心杯電機，單價約為600元，那一個人形機器人的空心杯價值量為7200元。如果 采用無刷空心杯電機，單價約為1000元，則為12000元。根據新思界的報告，2022年全球空心杯電機市場規模為 7.9億美元，機器人為空心杯電機的主要應用領域，人形機器人市場的增長将很大程度上帶動空心杯電機市場增長。
核心零部件之四傳感器：人形機器人對傳感器要求高
傳感器的作用是擷取人形機器人内部和外部的環境資訊，并把這些資訊回報給控制系統，可分為位置傳感器、角度傳 感器等内部傳感器和視覺傳感器、接近覺傳感器、觸覺傳感器和力覺傳感器等外部傳感器。與工業機器人相比，人形 機器人對互動、導航、避障等功能的要求更高，對傳感器的要求也更高。 人形機器人的所用的傳感器種類繁多，以視覺傳感器為例，人形機器人的視覺傳感器就包括攝像頭、超音波傳感器、 雷射雷達和毫米波雷達等類型，它們共同構成人形機器人的視覺。
4 重點公司分析
綠的諧波
諧波減速器龍頭：綠的諧波主營業務為諧波減速器和機電一體化執行器，研究諧波減速器多年以來已推出近百種諧 波減速器，并不斷更新改進産品，品牌受到市場的廣泛認同。 諧波減速器業務占比高：2022年公司營業收入中諧波減速器業務占絕大部分，占比為93.4%。
營收有望大幅增長：2020年諧波減速器營收為2.04億元，2021年增長至4.16億元，2022年穩定維持在4.16億元。 2022年公司諧波減速器的銷量接近26萬台，人形機器人對諧波減速器的需求量非常大，2023年諧波減速器銷量預計 會有很大提升，營收有望大幅增長。
雙環傳動
布局RV減速器賽道：雙環傳動主營業務為機械傳動齒輪及相關零部件的研發，聚焦精密傳動事業40多年，積極布局 RV減速器賽道，2020年成立全資子公司環動科技，專門從事機器人關節高精密減速器、高精密液壓零部件的研制及 産業化。
子公司環動科技為RV減速器龍頭：RV減速器的技術難度大，環動科技已經形成了強大的技術優勢，已完成RV減速 器的創新研發并向産業化轉型，成為國産機器人市場領軍品牌，目前主營産品有RV減速器E系列、RV減速器C系列 和諧波減速器。近年來，中國RV減速器行業國産化程度提高，環動科技2020年市場佔有率為9.3%，2021年提高到 15.1%。
報告節選：
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精選報告來源：【未來智庫】。「連結」