人形機(jī)器人供應(yīng)鏈?zhǔn)崂韺ｎ}報(bào)告（報(bào)告出品方：中信建投證券）1.特斯拉推進(jìn)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展人形機(jī)器人廠商不斷涌現(xiàn)人形機(jī)器人研究起步于雙足行走的模仿，拓展至人工智能的研發(fā)。由日本早稻田大學(xué)加藤一郎教授率先解決了人形機(jī)器人的雙足行走問(wèn)題，至此揭開了人形機(jī)器人研究的序幕。行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及相應(yīng)控制方法的解決推動(dòng)著人形機(jī)器人邁向自主式：1973年，加藤一郎等人在WL-5的基礎(chǔ)上配置了機(jī)械手以及人工視覺(jué)、聽力裝置組成了自主式機(jī)器人WAROT-1，人形機(jī)器人的研究也逐漸擴(kuò)展到人工智能方面。人形機(jī)器人在掌控方法和人工智能技術(shù)不斷更迭的基礎(chǔ)上贏得了快速發(fā)展，商業(yè)化條件日益明朗。1990年以來(lái)，機(jī)器人的跳躍能力、智能化和功能也越來(lái)越彪悍，本田公司的ASIMO就是行業(yè)的典范。2010以來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展推動(dòng)人形機(jī)器人受到了更多大眾高度高度關(guān)注，技術(shù)也愈發(fā)明朗，2015年，Pepper的市售就是人形機(jī)器人步入大眾市場(chǎng)的關(guān)鍵性嘗試，2021年波士頓動(dòng)力旗下Atlas的跑酷視頻一經(jīng)接到便問(wèn)鼎百萬(wàn)點(diǎn)盛贊，電動(dòng)車巨頭Tesla也于2021年正式宣布正式宣布將面世人形機(jī)器人產(chǎn)品“擎天柱”，預(yù)計(jì)該項(xiàng)目的價(jià)值將多于電動(dòng)車和FSD芯片。TeslaBot秉承仿人設(shè)計(jì)，向高性能方向發(fā)展首先，從研發(fā)進(jìn)展來(lái)看，自2021年AI日面世概念機(jī)以來(lái)，特斯拉人形機(jī)器人已經(jīng)順利完成多個(gè)版本運(yùn)算，2022年AI日展現(xiàn)出了平臺(tái)機(jī)型第二代版本，目前仍在第二代版本的基礎(chǔ)上持續(xù)改進(jìn)。其次，從步態(tài)跳躍技術(shù)來(lái)看，TeslaBot在2022年4月就順利完成了第一次步態(tài)跳躍，其后在6月、8月、9月持續(xù)完善跳躍功能，在2023年5月的股東大會(huì)上，TeslaBot已經(jīng)能在工廠內(nèi)同時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)步跳躍。最后，從功能來(lái)看，2022年10月，TeslaBot具備了一定的抓取、載運(yùn)、上下料功能；2023年3月，TeslaBot展現(xiàn)出了使用螺絲刀的功能；2023年5月股東大會(huì)上，TeslaBot展現(xiàn)出了雙手處理繁瑣任務(wù)的能力，這就是當(dāng)前人形機(jī)器人最難重實(shí)效的一部分。此外，在2023年5月的股東大會(huì)展現(xiàn)出的新版本中，TeslaBot還整體整體表現(xiàn)出了：精科東俄的控制力，TeslaBot電機(jī)轉(zhuǎn)矩掌控已經(jīng)可以達(dá)致十分高精度的水平，能夠在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不打碎腳下的雞蛋。積極探索并記憶環(huán)境功能，特斯拉汽車的FSD（全自動(dòng)駕車）系統(tǒng)和人形機(jī)器人的底層模塊已經(jīng)阻斷，人形機(jī)器人可以使用FSD構(gòu)筑彪悍的視覺(jué)系統(tǒng)，通過(guò)攝像頭并使模型快速遷址，料構(gòu)筑有史以來(lái)最輕的人形機(jī)器人數(shù)據(jù)飛輪。TeslaBot將推動(dòng)機(jī)器人更高昂更好用，平添市場(chǎng)需求發(fā)動(dòng)2020年，全球工業(yè)機(jī)器人安裝量約超過(guò)至38.35萬(wàn)臺(tái)，同比快速增長(zhǎng)2.76%；2021年全球工業(yè)機(jī)器人安裝量超過(guò)至51.74萬(wàn)臺(tái)，同比快速增長(zhǎng)34.90%。2021年全球工業(yè)機(jī)器人保有量達(dá)致347.71萬(wàn)臺(tái)，同比快速增長(zhǎng)15.33%。目前全球工業(yè)機(jī)器人的年安裝量水平，還不如全球挖機(jī)的年銷量（多于60萬(wàn)臺(tái)，其中中國(guó)市場(chǎng)2022年銷量15.2萬(wàn)臺(tái)），工業(yè)機(jī)器人與挖機(jī)都就是人工替代，且前者應(yīng)用領(lǐng)域場(chǎng)景更多，理論上工業(yè)機(jī)器人年安裝量必須遠(yuǎn)高于挖機(jī)年銷量。2.人形機(jī)器人繼續(xù)執(zhí)行系統(tǒng)供應(yīng)鏈分析人形機(jī)器人繼續(xù)執(zhí)行系統(tǒng)總覽從繼續(xù)執(zhí)行系統(tǒng)來(lái)看，根據(jù)特斯拉2022年的AI日展現(xiàn)出的細(xì)節(jié)，TeslaBot具備40個(gè)機(jī)電執(zhí)行器，其中軀干+腿部+手臂總計(jì)28個(gè)執(zhí)行器，涵蓋14個(gè)旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器、14個(gè)線性執(zhí)行器；手指存12個(gè)執(zhí)行器。TeslaBot軀干+腿部+手臂的28個(gè)執(zhí)行器又可以分為6類，涵蓋扭矩為20、110、180Nm的旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器和牽引力為500、3900、8000N的線性執(zhí)行器。TeslaBot手指的12個(gè)執(zhí)行器原產(chǎn)于兩只手，單個(gè)手具備6個(gè)執(zhí)行器、11個(gè)自由度。電機(jī)：為人形機(jī)器人提供更多更多驅(qū)動(dòng)力電機(jī)是指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置，通常由定子、轉(zhuǎn)子、殼體、結(jié)構(gòu)件構(gòu)成。電機(jī)可分為電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)兩個(gè)大類。電動(dòng)機(jī)也稱電機(jī)（俗稱馬達(dá)），它的主要作用是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，利用通電線圈產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)并作用轉(zhuǎn)子形成磁電動(dòng)力旋轉(zhuǎn)扭矩，作為用電器或機(jī)械的動(dòng)力源。發(fā)電機(jī)的主要作用是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。本報(bào)告中所提到電機(jī)指電動(dòng)機(jī)，以電磁場(chǎng)作為媒介將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動(dòng)，作為用電器或各種機(jī)械的動(dòng)力源。編碼器：同時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)電機(jī)邊線&速度意見反饋，助力精準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)控制編碼器主要用來(lái)測(cè)量磁極邊線和電機(jī)轉(zhuǎn)角及輸出功率。編碼器就是一種可以將角位移或直線加速度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并將電信號(hào)進(jìn)行解析、基本建設(shè)和轉(zhuǎn)換為需以以通訊、傳輸和存儲(chǔ)的信號(hào)形式的設(shè)備。編碼器通常安裝在閉環(huán)控制的電機(jī)系統(tǒng)上用以測(cè)量磁極邊線和電機(jī)轉(zhuǎn)角及輸出功率。編碼器分辨率對(duì)電機(jī)系統(tǒng)的控制精度具有關(guān)鍵影響。編碼器在電機(jī)系統(tǒng)中成本占比并不高，以伺服系統(tǒng)為基準(zhǔn)，編碼器占其成本中占比約為11%。但是，編碼器對(duì)電機(jī)系統(tǒng)性能起至至決定性促進(jìn)作用，對(duì)電機(jī)的定位精度、速度穩(wěn)定性、功率損耗和安全性都存關(guān)鍵影響。減速機(jī)：同時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳動(dòng)的關(guān)鍵部件減速機(jī)就是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的單一制的閉式傳動(dòng)裝置，功不可沒(méi)相匹配輸出功率和表達(dá)扭矩的促進(jìn)作用。減速機(jī)就是一種相對(duì)高精度的傳動(dòng)裝置，其主要針對(duì)的減速對(duì)象就是電機(jī)，在原動(dòng)件與工作機(jī)之間功不可沒(méi)相匹配輸出功率和表達(dá)扭矩的促進(jìn)作用。減速機(jī)的工作原理就是將原動(dòng)機(jī)提供更多更多至輸入軸的動(dòng)力，通在過(guò)減速機(jī)的輸入軸上齒數(shù)少的齒輪壓板輸出軸上的大齒輪傳動(dòng)至輸出軸上，從而驅(qū)動(dòng)工作設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，以達(dá)致增加輸出功率、增大扭矩的促進(jìn)作用。減速機(jī)通常由齒輪、箱體、軸承、法蘭、輸出軸等主要部件共同共同組成。齒輪就是輪緣上存齒、能已已連續(xù)壓板表達(dá)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的機(jī)械元件；軸承就是減速機(jī)中提振相對(duì)旋轉(zhuǎn)軸的部件；箱體指減速機(jī)的基座；法蘭就是減速機(jī)中的關(guān)鍵相連接部件；輸出軸就是減速機(jī)向工作機(jī)輸出動(dòng)力的軸。減速機(jī)就是工業(yè)動(dòng)力傳動(dòng)不可缺少的關(guān)鍵基礎(chǔ)部件之一。絕大多數(shù)工作機(jī)功率大、輸出功率低，不適宜用原動(dòng)機(jī)輕而易舉驅(qū)動(dòng)，仍須通過(guò)減速機(jī)歸附低輸出功率、增加扭矩，因此絕大多數(shù)的工作Anglure仍須加裝減速機(jī)。作為工業(yè)動(dòng)力傳動(dòng)不可缺少的關(guān)鍵基礎(chǔ)部件之一，減速機(jī)廣為應(yīng)用于環(huán)路和易、建筑、電力、化工、食品、物流、塑料、橡膠、礦山、冶金、石油、水泥、船舶、水利等行業(yè)。軸承：提振旋轉(zhuǎn)體，助力精準(zhǔn)傳動(dòng)軸承就是機(jī)械設(shè)備中的一種關(guān)鍵零部件。軸承作為現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用領(lǐng)域廣為的一種高精密機(jī)械基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)部件，其主要功能就是車軸旋轉(zhuǎn)軸或其它運(yùn)動(dòng)體，保證旋轉(zhuǎn)精度，增加設(shè)備在傳動(dòng)過(guò)程中的載荷摩擦系數(shù)。軸承的精度、性能和可靠性對(duì)機(jī)械設(shè)備的性能至著關(guān)鍵作用，軸承技術(shù)水平直接影響著工業(yè)發(fā)展的水平。根據(jù)軸承工作時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的軸與軸承座之間的摩擦性質(zhì)，軸承可以分為滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩類。滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)小，摩擦阻力及啟動(dòng)摩擦力矩小，功率消耗太太少，并且標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化程度高，應(yīng)用領(lǐng)域最廣為，通常所說(shuō)的軸承，通常也所指滾動(dòng)軸承。滾動(dòng)軸承基本由外圈、內(nèi)圈、滑動(dòng)體和保持架等構(gòu)成。軸承套圈涵蓋內(nèi)圈、外圈，每個(gè)套圈上都存滑梯，內(nèi)圈的滾道外出表面，外圈的滾道在內(nèi)表面?；瑒?dòng)體在滾道上滑動(dòng)，兩者的接觸面提振施以在軸承上的負(fù)荷?；瑒?dòng)體可以分為球和滾子兩大類，滾子按形狀又分為圓柱滾子、滾針、圓錐滾子和球面滾子?；瑒?dòng)體在軸承套圈之間滑動(dòng)，分?jǐn)傒d重的任務(wù)。軸承按照滑動(dòng)體的列數(shù)可以分后為單列、雙列和多列。保持架并不輕而易舉承受載荷，其促進(jìn)作用就是按照一定的間隔將滑動(dòng)體保持在恰當(dāng)?shù)倪吘€上，同時(shí)防止滑動(dòng)體脫落。絲杠：線性執(zhí)行器關(guān)鍵部件，模擬人體肌肉功能根據(jù)2022年特斯拉AI日，新版本的TeslaBot依然具備40個(gè)機(jī)電執(zhí)行器——手臂8個(gè)、軀干8個(gè)、手部12個(gè)、腿部12個(gè)；其中采用線性執(zhí)行器的存14個(gè)，分別為腕部、踝部的偏航（pitch）、方向舵（yaw）角，髖部、肘部、膝部的偏航（pitch）角。線性執(zhí)行器主要采用“電機(jī)+行星滾柱絲杠+軸承+傳感器”同時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)，行星滾柱絲杠就是核心部件之一。關(guān)節(jié)動(dòng)力系統(tǒng)：內(nèi)置多個(gè)關(guān)鍵零部件，成本占趙靜儀關(guān)節(jié)動(dòng)力系統(tǒng)囊括多個(gè)關(guān)鍵零部件，成本占趙靜儀，市場(chǎng)空間非常小。關(guān)節(jié)動(dòng)力系統(tǒng)就是機(jī)器人的核心部件之一，由于人型機(jī)器人仍須必須模擬人類的各種行動(dòng)，因此仍須較多的關(guān)節(jié)就可以同時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)此建議，且每個(gè)關(guān)節(jié)仍須使用并并無(wú)框力矩電機(jī)、邊線傳感器、諧波減速器或絲杠等多個(gè)關(guān)鍵零部件。以TeslaBot為基準(zhǔn)，根據(jù)我們測(cè)算，完全批量化生產(chǎn)后，其40個(gè)關(guān)節(jié)的繼續(xù)執(zhí)行系統(tǒng)成本占整個(gè)人形機(jī)器人零部件成本的48.82%，未來(lái)市場(chǎng)空間非常小。國(guó)內(nèi)廠商積極布局。目前國(guó)內(nèi)機(jī)器人關(guān)節(jié)總成領(lǐng)域主要有兩類參與者：三花智控、拓普集團(tuán)由于過(guò)去和特斯拉在電動(dòng)車領(lǐng)域有良好的合作，因此開始逐步配合其人形機(jī)器人關(guān)節(jié)總成項(xiàng)目研發(fā)。綠的諧波憑借自身諧波減速器、無(wú)框力矩電機(jī)、電液驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)等技術(shù)積累，有望切入人形機(jī)器人關(guān)節(jié)總成。3.人形機(jī)器人心智系統(tǒng)供應(yīng)鏈分析傳感器：機(jī)器人心智系統(tǒng)的關(guān)鍵器件傳感器(Sensor)就是體會(huì)規(guī)定的被測(cè)量并按一定規(guī)律將其轉(zhuǎn)換為有價(jià)值信號(hào)的器件或裝置。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87，傳感器可以被定義為：“能體會(huì)規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律（數(shù)學(xué)函數(shù)法則）轉(zhuǎn)換成需以信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。對(duì)于傳感器來(lái)說(shuō)，按照輸入的狀態(tài)，輸入可以分成靜態(tài)量和動(dòng)態(tài)量。在各個(gè)值處于均衡的狀態(tài)下，根據(jù)輸出量和輸入量的關(guān)系可以贏得傳感器的靜態(tài)特性。傳感器的靜態(tài)特性的主要指標(biāo)存線性度、遲滯、重復(fù)性、靈敏度和準(zhǔn)確度等。傳感器的動(dòng)態(tài)特性則所指的就是對(duì)于輸入量隨著時(shí)間變化的積極響應(yīng)特性，動(dòng)態(tài)特性通常采用傳遞函數(shù)等自動(dòng)控制的模型回去描述。視覺(jué)傳感器：氫銨視覺(jué)心智方案，與Tesla自動(dòng)駕駛同源根據(jù)2021年8月特斯拉AI日上的展現(xiàn)出，特斯拉電動(dòng)車的心智方案采用氫銨視覺(jué)心智方案，完全摒棄掉激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)等非攝像頭傳感器，僅采用攝像頭進(jìn)行心智，在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域獨(dú)樹一幟。人類通過(guò)眼睛心智世界的原理為：光線通過(guò)眼睛被視網(wǎng)膜搜集信息，經(jīng)過(guò)表達(dá)與預(yù)處理，信息抵達(dá)大腦視覺(jué)皮層，神經(jīng)元從視網(wǎng)膜表達(dá)的信息中提取出顏色、方向、邊緣等特征結(jié)構(gòu)，再表達(dá)給下顳葉皮層，然后經(jīng)過(guò)心智神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的繁瑣處理最終輸出心智結(jié)果。自動(dòng)駕駛視覺(jué)心智方案就是效仿人類視覺(jué)系統(tǒng)原理，攝像頭就是“汽車之眼”，特斯拉汽車總計(jì)采用八個(gè)攝像頭原產(chǎn)在車體四周，車身前部存三個(gè)攝像頭，分別為APY主視野攝像頭、APY寬視野攝像頭（魚眼鏡頭）以及APY狹窄視野攝像頭（短著眼鏡頭），左右兩側(cè)各存兩個(gè)攝像頭，分別為側(cè)方APY攝像頭和側(cè)方后視攝像頭，車身后部存一個(gè)后視攝像頭，整體同時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)360度全局環(huán)視視野，最輕監(jiān)測(cè)距離可以達(dá)致250米。4.人形機(jī)器人其他零部件供應(yīng)鏈分析電池：為人形機(jī)器人提供動(dòng)力源鋰離子電池在新能源電動(dòng)車中應(yīng)用領(lǐng)域較為廣為。電池就是能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，按照是否可以重復(fù)使用進(jìn)行劃分，電池可以分后成原電池與蓄電池。原電池也叫作一次電池，制成后即可產(chǎn)生電流，但在振動(dòng)回去即為被丟棄。蓄電池又稱并作二次電池，使用前須先進(jìn)行電池，電池后可以振動(dòng)使用，振動(dòng)回去后還可以反反復(fù)復(fù)電池循環(huán)使用。蓄電池按所用電芯的正負(fù)極材料可以進(jìn)一步鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰離子電池。其中，鋰離子電池由于比能量高、循環(huán)壽命高等優(yōu)勢(shì)目前在新能源電動(dòng)車中應(yīng)用領(lǐng)域較為廣為。鋰離子電池主要由負(fù)極材料、負(fù)極材料、電解質(zhì)、隔膜4個(gè)部分共同共同組成。其中正負(fù)極材料能夠并使鋰離子在其中進(jìn)行等距地嵌入和沖回，以達(dá)致儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)化成能量的目的。電解質(zhì)通常具有的鋰離子電導(dǎo)率和極低的電子電導(dǎo)率，能夠并使鋰離子可以在電解液中快速傳導(dǎo)并減少自放電。隔膜處于正負(fù)極材料中間，避免電池因兩電極輕而易舉觸碰而短路，并且對(duì)電解質(zhì)具有較好的浸潤(rùn)性，能夠形成鋰離子的遷址地下通道。熱管理：提升能效、掌控溫度熱管理仍須滿足用戶能效提升和掌控溫度市場(chǎng)需求，根據(jù)相同場(chǎng)景應(yīng)用領(lǐng)域相同的架構(gòu)。家用空調(diào)：變頻掌控就是空調(diào)技術(shù)升級(jí)核心方向，牽涉到電動(dòng)壓縮機(jī)、電子膨脹閥、換熱器等部件應(yīng)用領(lǐng)域；燃油車汽車空調(diào)：發(fā)動(dòng)機(jī)提供更多更多動(dòng)力源并作為熱源，空陽(yáng)入冷媒（空調(diào)）電路結(jié)構(gòu)直觀。新能源車熱管理系統(tǒng)：目標(biāo)就是增加電池同時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)空調(diào)與熱泵功能的能耗，同時(shí)同時(shí)實(shí)現(xiàn)各電路熱量與冷量市場(chǎng)需求的內(nèi)部相匹配以及三電系統(tǒng)及座艙溫度平衡THF1。結(jié)構(gòu)件：鋁合金壓鑄件料在人形機(jī)器人中穩(wěn)步使用鋁合金兼有瘦身率僅和性價(jià)比，料在人形機(jī)器人中穩(wěn)步使用。根據(jù)2023年特斯拉股東大會(huì)中展現(xiàn)出的人形機(jī)器人形象，TeslaBot