国金具身智能陈传红|专题研究:丝杠配套量有望持续提升

B站影视 日本电影 2025-04-07 09:17 2

摘要:手部边际变化未来变化的主要集中点,单台人形机器人所需微型丝杠数量有望达到34-44个。根据特斯拉公开信息,GEN3灵巧手相比于GEN2的主要变化在于:(1)手部增加了自由度,从11提升到22个;(2)驱动器装载在了手腕部位。若远指关节和近指关节耦合,则需要17

作者:陈传红、冉婷


摘要


投资逻辑


手部边际变化未来变化的主要集中点,单台人形机器人所需微型丝杠数量有望达到34-44个。根据特斯拉公开信息,GEN3灵巧手相比于GEN2的主要变化在于:(1)手部增加了自由度,从11提升到22个;(2)驱动器装载在了手腕部位。若远指关节和近指关节耦合,则需要17个主动自由度,若不耦合则最多需要22个主动自由度;每个主动自由度对应所需微型丝杠为1个。


手部承载力有待提升,丝杠是高承载力方案。当前灵巧手握力和承载力普遍低于5KG,但据《2020 年中国成人健康调查》,人手握力为25KG以上,支撑力可以达到自身体重的60%-70%。机器人手若想全面实现通用性,则传动部件的承载力亟待提升。其中承载力、传动效率和精度按排序看,丝杠综合能力高于腱绳和连杆,且滚柱丝杠>滚珠丝杠>梯形丝杠,因此微型滚柱丝杠的具备较高的需求度,随着供应链的成熟提升性价比后,微型滚柱丝杠渗透率有望大幅提升。


当前成熟微型滚柱丝杠供应商较小,竞争格局较好。公开资料显示,目前上市公司中已经披露布局了手部微型丝杠业务的包含浙江荣泰和五洲新春。其中浙江荣泰预备收购狄兹精密传动公司(KGG),该公司技术来源于全球微型丝杠龙头日本KSS,同时具备大关节丝杠、微型滚珠丝杠(直径1.8mm起)和微型滚柱丝杠(直径4mm起)的能力,具备多年微型丝杠能力积累,具备较强先发优势。五洲新春1H24财务报告披露公司已经开始布局手部微型丝杠。


底层技术相通,后期具备大关节丝杠能力料将持续布局微型丝杠。微型丝杠当前主流技术方案为车铣磨工艺,当批量量产时为实现规模降本,有望通过轧制(冷锻)、以车代磨、粉末冶金等方案进行批量降本。其中车铣磨擅长精度但速度较慢,进口高精度内外螺纹磨床采购设备成本达上千万元/台,因此亟待提升性价比。根据《行星滚柱丝杠滚柱冷滚压成形机理与实验研究》,轧制丝杠优点在于加工效率是车铣磨效率的近10倍,且螺纹的表面光洁度较高,噪声较小。以车代磨和粉末冶金在精度要求较低的情况下性价比极高。


最终工艺选择主要取决于性价比和机器人所需微型丝杠精度。当前机器人灵巧手尚在优化过程中,若算法能力持续迭代升级,有望降低对于丝杠等硬件精度的依赖,若采用C5级以下精度满足机器人手部需求,则轧制、以车代磨和粉末冶金精度都满足,有望带来设备、材料和制造端行业的需求提升。


投资建议与估值


生态形成良性循环,机器人升级迭代具备持续性。从上游资本开支提升、硬件降本,中游技术力提升到下游的实用性提升,机器人行业的生态逐步形成良性循环,当前人形机器人正处于0-1变化的iphone时代,有望持续带来新的市场催化,具备较强的持续性,而机器人灵巧手价值量占比有望超30%,建议持续关注灵巧手边际变化。


机器人灵巧手丝杠边际变化最大,具备长期投资价值。机器人单手所需丝杠数量有望由0提升至22个,在百万台机器人时代对应4400万个丝杠需求。后期随机器人销量往亿台过渡的过程中,有望进一步扩展市场空间。当前已经布局微型滚柱丝杠能力的上市公司包含浙江荣泰和五洲新春,且各自具备较强的技术实力和量产能力,长期具备较强降本能力,建议持续跟踪。


目录


一、数量:0到22个,机器人单手丝杠数量跃升

1. 特斯拉最新方案单手丝杠约17-22个

2. 微型丝杠可能采用行星滚珠或者行星滚柱丝杠两类

二、手部丝杠渗透率提升是大势所趋,丝杠+腱绳复合方案呈现加乘效应

1. 传统传动:腱绳+连杆传动为行业主流,连杆传动具有精度、负载力、成本优势

2. 新型传动:微型丝杠唤醒传动新生,微型丝杠+腱绳复合传动有望成为灵巧手主流

3. 价格探析:行星滚柱丝杠单价价格约2000元,国产化和市场扩容有望打破价格壁垒

三、微型丝杠上下游产业链投资机会广阔,金属路线性价比高

1. 金属路线:目前市面主流技术路线,KGG、新剑传动均采用金属材料

2. 塑料路线:灵巧手轻量化重要实现路径,具有抗腐蚀性、高温稳定性等优势

3. 陶瓷路线:轻量化+高强度+耐磨损新型材料,可实现灵巧手使用寿命的延长

四、相关公司

1. 微型丝杠加工与维护难度比普通丝杠更大

2. 微型丝杠竞争格局:国外少数大型公司主导,国内追赶速度较快

五、投资建议

六、风险提示


正文


一、数量:0到22个,机器人单手丝杠数量跃升


1.1 特斯拉最新方案单手丝杠约17-22个


人手共有24个自由度。据《机器人灵巧手——建模、规划与仿真》,人手24个自由度包含拇指5个自由度,其余4指各4个自由度,另外还有腕的外展、腕的弯曲和手掌的弧度3个自由度。

图表1:人手共有24个自由度

来源:《机器人灵巧手——建模、规划与仿真》,国金证券研究所

图表2:除手腕和手掌外,人手共21个自由度

来源:《机器人灵巧手——建模、规划与仿真》,国金证券研究所

自由度越多,设计难度越大,难题之一是如何安置众多驱动器,让灵巧手的尺寸接近人手。目前已知自由度最多的是Shadow Hand,自由度达到24个。特斯拉人形机器人第一代单手拥有6个自由度,第二代11个自由度,整体向自由度更高发展。2014年起,已有至少4款灵巧手做到了21个自由度,传动方式上,韧带、腱绳和齿轮连杆均有采用。


为兼顾自由度、承载力等指标,特斯拉将电机装载在手臂位置。根据特斯拉公开信息,GEN3灵巧手相比于GEN2的主要变化在于:(1)手部增加了自由度,从11提升到22个;(2)驱动器装载在了手腕部位。若远指关节和近指关节耦合,则需要17个主动自由度,若不耦合则最多需要22个主动自由度。


图表4:特斯拉灵巧手自由度有提升趋势

来源:特斯拉发布会,马斯克采访,国金证券研究所


在如上自由度假设下,特斯拉单手需要17-22个丝杠。特斯拉单个主动自由度配备了1个微型电机+1个滚柱丝杠+1个腱绳+1个传感器。根据我们2024年9月发布的研究报告《灵巧手:结构向高承载发展,丝杠数量或将倍增》,受经济成本和技术制约影响,目前看最适合灵巧手采用的方案是:驱动采用电机,传动采用腱绳或丝杠(可搭配其他传动件),传感器采用内部加外部传感器(力、触觉传感器是高频使用的)。

图表5:单个主动自由度=1个微型电机+1个滚柱丝杠+1个腱绳

来源:《空间五指灵巧手控制系统设计_韩运峥》,国金证券研究所

图表6:电机驱动+腱绳(复合丝杠等)传动+触觉(复合其他传感器)是主流发展方向

来源:《机器人灵巧手研究综述》,《机器人多指灵巧手的研究现状、趋势与挑战》,国金证券研究所

注:加粗字体表示主流方案

1.2 微型丝杠可能采用行星滚珠或者行星滚柱丝杠两类


微型滚柱相比滚珠的承载力更高,适用于大拇指。(1)在握力方面,大拇指在灵巧手中起到关键作用,与其他手指相对,能够提供主要的对向力;在抓取物体时,大拇指可以从一侧施加力,与其他手指形成合力,实现对物体的稳定抓握。例如在抓取小型工具或者物品时,大拇指与食指、中指的配合可以产生有效的握力,确保物体不滑落。(2)在承载力方面,大拇指由于其独特的结构和位置,在承受垂直于手掌方向的力时能发挥重要作用,有助于稳定地支撑物体,防止物体在重力作用下掉落。综合考量承载力和握力,大拇指对丝杠的承载力要求指标最高,因此适合采用行星滚柱丝杠。根据中国工控网资料显示,由Hertz pressure(赫兹压力)定律,行星滚柱丝杠能承受的静载为滚珠丝杠的3倍,寿命是滚珠丝杠的15倍。


图表7:微型滚柱丝杠因更大的承载力,适合放置于灵巧手大拇指

来源:中国工控网,现代制造公众号,金属加工公众号,深圳机器人协会公众号,各公司官网,国金证券研究所


二、手部丝杠渗透率提升是大势所趋,丝杠+腱绳复合方案呈现加乘效应


2.1 传统传动:腱绳+连杆传动为行业主流,连杆传动具有精度、负载力、成本优势


2.1.1 传动装置是灵巧手性能的重要决定因素,腱绳已应用于Okada、DLR等灵巧手中


多指灵巧手作为机器人末端执行器,是机器人与环境相互作用的最后环节与执行部件,对提高机器人的柔性和易用性有着极为重要的作用。而机器人灵巧手的体积、重量、灵活性和可操作性等各项性能指标的优劣,很大程度上取决于灵巧手采用的驱动和传动方式。在十几年的发展历程中,灵巧手已逐步形成了腱绳、连杆、齿轮三种主要传动模式。例如,Okama和DLR-Ⅰ Hand是腱绳传动在灵巧手中应用的典型案例,其通过腱绳传递动力,能够实现手指的灵活运动,同时减轻末端负载和惯量,适合空间狭小且需要高自由度的场合,而Ultralight Hand、GIFU-Ⅱ Hand则采用齿轮传动的方式,能够实现精确的抓取动作和多种抓取构形。TWENDY-ONE Hand采用齿轮+连杆的方式传动,具有稳定的动力传递和较强的抓取能力。


2.1.2 腱绳传动:具有可远距离传动、自适应性抓取的优点,广泛应用于空间环境


腱绳通过模仿人的肌腱进行传动,是目前灵巧手研究中应用最广泛的传动方式,具有远距离传动、传动效率高、可自适应抓取等优势,但同时存在精度有限、生产难度大、寿命较短等弊端。


优势:与其他传动形式相比,腱绳可在驱动器外置的腱驱动灵巧手指内,利用有限的空间进行远距离传动,这是腱绳传动最突出的优势。另外,腱绳传动中多采用滑动轴承,故传动系统摩擦较小、传递效率高。同时,在一些特殊的设计中,可以通过调节腱绳刚度实现灵巧手自适应抓取。


不足:由于腱本身具有刚度有限、弹性较大的特点,绳子长度的变化会导致位置控制和力量失稳,影响其传动的位置精度。另外,腱绳需要添加预紧装置,并在控制算法上予以补偿,控制难度比较大,预紧力产生的摩擦也会影响使用寿命。这些因素增加了腱绳传动的难度和复杂性。

图表9:灵巧手通过模仿人手肌腱进行传动

来源:《腱驱动空间多指灵巧手感知与控制关键技术研究》,国金证券研究所

图表10:腱绳可远距离传动、传动效率高、可自适应抓取

来源:《拟人灵巧手的设计与控制研究》、《腱驱动灵巧手指结构设计及其运动分析与试验》、小米技术公众号,国金证券研究所

腱绳通常与滑轮搭配使用,根据腱绳与滑轮在灵巧操作手的位置不同,主流的腱绳传动方案包括N型、N+1型、2N型三种,每种方案都有其独特的优势和适用场景。其中“N型”传动方案驱动器数目最少,这种设计能够有效降低驱动系统的整体尺寸,降低电气系统与控制系统的复杂程度,提高了系统的可靠性,但N型传动方案需要预紧装置来确保腱绳的张力;“N+1型”传动方案所需的腱绳数目最少。然而,这种方案的一个显著缺点是单个腱绳与单个驱动单元的负载较大,导致驱动单元尺寸较大,牺牲了系统的紧凑性和灵活性;“2N型”传动方案的承载能力较强,动态特性较好,但所需驱动单元数目较多,机构尺寸偏大,可能会影响灵巧手的整体灵活性和操作空间。


由于其灵活性高、成本较低等特点,腱绳传动是目前灵巧手中应用最广泛的传动方式,典型案例有Shadow Hand、PISA/IIT SoftHand等。Shadow Hand是一款高度拟人化的灵巧手,采用腱绳传动实现了与人类手相似的运动灵活性和操作能力;而PISA/IIT SoftHand则通过腱绳传动和欠驱动设计,简化了控制复杂度,同时保持了较高的操作性能。特别的,由于腱绳驱动可适用于远距离传动,便于实现驱动器外置的驱动方案,并减轻空间环境下摩擦问题以及剧烈温差环境下零件热胀冷缩导致配合变化的问题,腱绳传动广泛应用于空间传动中,例如美国宇航中心的Robonaut Hand、Robonaut 2 Hand和德国宇航中心(DLR)的Dexhand均采用腱绳驱动的方式。

图表12:腱绳传动是目前灵巧手中应用最广泛的传动方式

来源:《机器人灵巧手研究综述》,国金证券研究所

图表13:Robonaut Hand等空间环境灵巧手采用腱绳驱动

来源:《腱驱动灵巧手指结构设计及其运动分析与试验》,国金证券研究所

2.1.3 连杆传动:具有精度高、承载力强、成本低的优点,未来发展空间广阔


连杆传动多采用平面四杆机构传动,铰链将各构件相互连接,通过各个连杆实现运动变换和动力传递,具有负载力强、精度高、生产成本低等优点,但也具有结构冗杂、灵活度低、抗冲击性差等不足。


优势:连杆传动机构能解决腱绳驱动不稳定的问题,满足精确控制抓取位置和抓取力的需求。连杆传动利用连杆实现动作的传递,连杆刚度强、出力大,有很好的负载能力,能够抓取大型物体。同时连杆加工成本低廉,生产难度较小。


不足:相比于其他传动,连杆传动结构较为冗杂,尺寸和质量较大。同时连杆传动缺乏自适应性,无法实现对物体的完全包络,动作灵活性有限。另外由于连杆柔性不足,导致抗冲击能力较差。以上因素导致连杆传动目前在灵巧手中应用相对较少。

图表14:连杆传动多采用平面四杆机构传动

来源:《一种新型灵巧操作手的设计与分析》,国金证券研究所

图表15:连杆传动负载力强、精度高、生产成本低

来源:《拟人灵巧手的设计与控制研究》、小米技术公众号,国金证券研究所

相比于腱绳传动,连杆传动目前应用相对较少,但优势却十分明显。腱绳方案虽然有较高的柔韧性,但精度易受疲劳度、张力影响,对材料要求较高;齿轮传动的齿隙和啮合误差会影响传动精度,且加工精度要求高,而连杆传动能够规避腱绳和齿轮传动的不足。因时机器人通过研究发现,直线驱动+空间连杆的传动方案是灵巧手技术方案的最优解。这种创新型设计结合了直线驱动的高精度和连杆传动的稳定性,实现整手12个关节的灵活运动,不仅使灵巧手具有亚毫米级定位精度,还赋予其数千克的负载能力。同时,直线驱动+空间连杆的设计简化了系统的复杂性,降低了控制难度,使得灵巧手在实际应用中更加高效和可靠。

图表16:连杆传动目前应用相对较少,但优势明显

来源:《机器人灵巧手研究综述》,国金证券研究所

图表17:因时机器人采用直线驱动+空间连杆传动方式

来源:机器人大讲堂公众号,国金证券研究所

2.2 新型传动:微型丝杠唤醒传动新生,微型丝杠+腱绳复合传动有望成为灵巧手主流


2.2.1 微型丝杠+腱绳复合传动有已应用于Optimus灵巧手中,有望成为未来主流方案


随着机器人技术的不断发展,多变的工作环境,复杂的工作任务都对多指灵巧的性能提出了更高的要求。无论是在工业制造中的精密装配、医疗手术中的精细操作,还是服务机器人中的拟人化交互,灵巧手都需要具备更高的灵活性、精度和适应性。因此,未来灵巧手的发展方向将主要集中在尺寸小型化、感知灵敏化和动作拟人化三个方面。尺寸小型化可以使灵巧手在狭小空间内灵活操作,感知灵敏化能够提升其对环境和工作对象的感知能力,而动作拟人化则使其更接近人类手的自然运动方式,从而更好地完成复杂任务。这就要求传动设备减小尺寸、提高精度和稳定性,传统传动方式中,腱绳传动精度有限,稳定性较弱,而连杆传动尺寸过大,灵巧性不足。传统传动方式已很难满足灵巧手未来发展趋势,灵巧手传动方式亟待转变创新。


图表18尺寸小型化、感知灵敏化和动作拟人化是灵巧手未来发展趋势:主流的腱绳传动方案包括N型、N+1型、2N型三种

来源:《拟人灵巧手的设计与控制研究》,国金证券研究所


为顺应灵巧手高精度、高稳定性的趋势,微型丝杠被逐步引入灵巧手传动中,微型丝杠+腱绳复合传动有望成为未来灵巧手传动主流方案。在该复合传动方案中,置于灵巧手前臂中的电机通过齿轮箱驱动滚珠丝杠,并通过滚珠丝杠上的螺母将转动转化为平动。螺母旋转带动套在其上的腱环旋转,拉动连接在灵巧手手指指骨上的腱绳,实现手指绕关节轴的转动运动。目前微型丝杠+腱绳复合传动的方案已应用于特斯拉Optimus灵巧手中。Optimus灵巧手采取驱动器外置的三级传动方案,该方案在一级传动中采取行星齿轮箱,二级传动中采取传动精度更高的丝杠作为线性运动的零部件,由于手臂模组到手指的距离较远,三级传动依然选择了腱绳的方案。

图表19:微型丝杠+腱绳传动有望成为灵巧手主流方案

来源:《腱驱动空间多指灵巧手感知与控制关键技术研究》,国金证券研究所

图表20:复合传动的方案已应用于Optimus灵巧手中

来源:机器人大讲堂公众号,国金证券研究所

在灵巧手的传动系统中,微型丝杠与腱绳的复合传动呈现加乘效应:丝杠凭借高精度、低摩擦特性实现刚性关节的精准定位,腱绳则通过柔顺性适应多自由度运动和复杂场景。两者功能互补——腱绳弥补丝杠灵活性不足,丝杠解决腱绳的精度衰减与张力控制难题,协同突破单一传动在动态响应、负载能力等方面的局限。通过结构优化,丝杠承担高精度线性驱动,腱绳负责空间运动传递与缓冲,显著提升整体性能。但需注意若设计存在重量分配或控制冲突,可能因摩擦叠加产生短板效应。因此,通过轻量化设计和协同控制优化,方能有效释放该复合传动的加乘优势。


图表21:微型丝杠与腱绳的复合传动呈现加乘效应

来源:工业高科公众号、高性能树脂及应用公众号,国金证券研究所


根据工作原理,丝杠可分为滑动(梯形)丝杠、滚珠丝杠、行星滚柱丝杠三类。梯形丝杠因其牙型截面为梯形而得名。梯形丝杠通过滑动摩擦进行传动,工作时温升较大且磨损严重,使用寿命和传动速度较低。滚珠丝杠相较于梯形丝杠具有更小的摩擦系数,效率和精度更高,能够提供高速供给,被广泛应用于汽车、数控机床、机械等行业。行星滚柱丝杠以滚柱代替滚珠,在传动效率、精度等方面较滚珠丝杠实现性能进一步提升,是灵巧手传动的首选丝杠类型。


图表22:丝杠可分为梯形丝杠、滚珠丝杠和行星滚柱丝杠三种类型

来源:头豹研究院、创业邦、万捷传动官网,国金证券研究所


2.2.2 滚珠丝杠:利用滚珠减小摩擦力,精度、平稳度、使用寿命大幅提高


滚珠丝杠一般由螺杆、螺母、钢球、预压片、反向器、防尘器六个部分组成。通常情况下,电机作为动力源,通过联轴器将旋转力矩传递给丝杠,当丝杠受到旋转力的作用时,螺母与丝杠之间螺纹配合,螺母在丝杠上沿轴向移动,实现将旋转运动转化为平移运动。


滚动摩擦代替滑动摩擦,赋予滚珠丝杠高精度、高寿命、高效率的优点。相较于滑动导轨,滚珠导轨属于滚动摩擦,摩擦阻力较小,使得运动平稳性提高。同时滚动摩擦能大幅减少磨损,从而延长使用寿命。另外,数量多、直径小的滚珠能够承受更大的载荷,提高轨道的刚性和自动控制的精确性,提高工作效率。

图表23:滚珠丝杠副由丝杠、螺母、滚珠组成

来源:金属加工公众号,国金证券研究所

图表24:滚珠丝杠通过螺纹将旋转运动转化为平移运动

来源:金属加工公众号,国金证券研究所

滚珠丝杠副的结构传统分为内循环结构和外循环结构两种。其中滚珠始终与丝杠保持接触的是内循环,内循环结构的优点在于滚珠循环回路较短,运动流畅性好,传动效率高,同时由于滚珠在螺母内部循环,螺母的径向尺寸可以设计得较小,从而使得整个传动装置更加紧凑。然而,内循环结构的反向器加工难度较大,需要高精度的制造工艺,且装配和调整较为复杂,这在一定程度上增加了制造成本和维护难度。外循环结构的滚珠循环回路较长,传动效率相对较低,且档珠器的刚性较差,容易磨损,从而影响传动精度和使用寿命。然而,外循环结构的制造工艺相对简单,易于大规模生产,且装配和调整较为方便,因此在一些对精度要求不高的场合中仍然具有广泛的应用。目前,端盖结构、盖板结构的应用也逐步增加。


图表25:滚珠丝杠副的结构主要分为内循环结构、外循环结构、端盖结构和盖板结构

来源:《滚珠丝杠副的发展趋势》,国金证券研究所


2.2.3 行星滚柱丝杠:以滚柱代替滚珠进行传动,实现滚动丝杠承载力等各方面性能的跃升


行星滚柱丝杠是一种高精度、高效率的传动装置,主要由滚柱、丝杠、螺母、内齿圈和保持架构成。其工作原理基于滚动摩擦,通过滚柱在丝杠和螺母之间的行星运动实现运动和力的传递。具体而言,滚柱在丝杠和螺母的螺纹牙之间滚动,同时与两者的螺纹牙啮合,从而将旋转运动转化为直线运动,使螺母沿丝杠的轴向做平移运动,同时保持架和内齿圈分别承担着定位支撑和动力传输的作用。这种设计不仅显著降低了摩擦损耗,还提高了传动效率和精度。


图表26:标准式行星滚柱丝杠副由滚柱、丝杠、螺母、内齿圈和保持架构成

来源:金属加工公众号,国金证券研究所


与滚珠丝杠相比,行星滚柱丝杠在尺寸、承载力、寿命和噪音等方面的优势明显。从尺寸上看,由于导程与行星滚柱丝杆的节距成函数关系,行星滚柱丝杆导程可低于0.5mm,在相同载荷的情况下,行星滚柱丝杠体积比滚珠丝杠小1/3的空间。从承载能力上看,行星滚柱丝杠能够将承载力平均分散在更大的表面,其承载力比同规格滚珠丝杠副高出3倍以上(最高超过10倍)。从寿命上看,行星滚柱丝杠承载力分散,可减小摩擦力,根据Hertz pressure(赫兹压力)定律,行星滚柱丝杠能承受的静载为滚珠丝杠的3倍,寿命是滚珠丝杠的15倍。从噪音上看,滚珠丝杠内的珠子在辊道内需要在某一点上做方向切换,而滚柱则与主丝杠同步做圆周运动,因此行星滚柱丝杠振动和噪音和噪声更小。由此可见,行星滚柱丝杠在尺寸、承载能力、寿命、噪音等多个方面优于滚珠丝杠,更适用于人形机器人的灵巧手。


图表27:行星滚柱丝杠在承载力、尺寸、噪音、寿命等方面明显优于滚珠丝杠

来源:天誉科技官网、国金证券研究所


根据结构不同,行星滚柱丝杠可分为标准式行星滚柱丝杠、反向式行星滚柱丝杠、循环式行星滚柱丝杠、差动式行星滚柱丝杠和轴承环式行星滚柱丝杠五种类型。其中标准式行星滚柱丝杠是目前应用最广泛的类型,其他4种类型均是为了适应于不同的应用环境而在其基础上演变而来的。反向式行星滚柱丝杠适用于环境恶劣、高负载、高速等场合,反向式行星滚柱丝杠用于中小负载、小行程和高速的应用场景,循环式行星滚柱丝杠在高刚度、高承载、高精度的场合下得到广泛应用,差动式行星滚柱丝杠可应用于传动比较大,承载能力较高的情境下,轴承环式行星滚柱丝杠则多应用于高承载、高效率等场合。


五、投资建议


生态形成良性循环,机器人升级迭代具备持续性。从上游资本开支提升、硬件降本,中游技术力提升到下游的实用性提升,机器人行业的生态逐步形成良性循环,当前人形机器人正处于0-1变化的iphone时代,有望持续带来新的市场催化,具备较强的持续性,建议持续关注灵巧手边际变化。


机器人单手所需丝杠数量有望由0提升至22个,在百万台机器人时代对应4400万个丝杠需求。后期随机器人销量往亿台过渡的过程中,有望进一步扩展市场空间。当前已经布局微型滚柱丝杠能力的上市公司包含浙江荣泰和五洲新春,且各自具备较强的技术实力和量产能力,长期具备较强降本能力,建议持续跟踪。


图表64:金属路线是目前丝杠产业链的主流方案

来源:各公司官网、前瞻产业研究院、华经产业研究院、企查猫、供应商网、158机床网、欧洲机床与智能制造网、国金证券研究所


六、风险提示


机器人落地进展不及预期风险。人形机器人发展过程中将面临智能能力提升、硬件降本等多重阻碍,若放量时间低于预期,将导致相关设备的放量时间不及预期,资本投入长期难以回收,对公司的业绩产生负向影响。


现有主业下游发展不及预期风险。产业链部分公司下游呈中低速增长,若订单交付量不及预期,将对业绩经营产生负向影响。


竞争加剧的风险。硬件端长期比拼成本,行业前景向好的背景下,各细分赛道参与者将持续增加,导致原有参与者处于的竞争格局恶化,份额和溢价能力可能被侵蚀,进而影响机器人相关业务的盈利能力。


价格超预期下降风险。报告中统计的价格主要来自当前没有量产的情况下的售价,若量产后,价格随着规模效应提升容易产生较大波动,进而导致板块市场空间下行。


《丝杠配套量有望持续提升,机器人带来海量增长空间》


报告信息

证券研究报告:《丝杠配套量有望持续提升,机器人带来海量增长空间》

报告日期:2025年04月03日


作者:


来源:国金证券研究所

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