人形呆板人是AI本领落地物理宇宙的优质载体，近两年通用大模子的生长付与人形呆板人强壮的泛化才具，家产进入贸易化落地的低级阶段，特斯拉、Open Al、英伟达、三星等科技巨头纷纷入局抢占行业高地。以特斯拉为例，马斯克于2021年提出人形呆板人观念机Tesla Bot，2022年推出原型机Optimus，2023年12月推出Optimus-Gen2，比拟一代进化明显，感知、大脑、运控才具清楚擢升。奉陪特斯拉Optimus落地，2025年人形呆板人将步入量产元年，其运用场景希望始末“汽车工场运用一修造业开头通盘排泄放开一成熟后走进千家万户”三个阶段。据咱们测算，至2030年环球人形呆板人需求希望达200万台，对应商场空间超5700亿元。

　　1)实际宇宙的职责、存在场景无数是为人类特意打算的，人形呆板人可能很好地适合场景而无需更改现有步骤。2)由于具备人的式样，人形呆板人正在人机交互历程中更容易被人经受，更拥有情绪价格。

　　人形呆板人有着几十年的生长经过，正在特斯拉Optimus受到普遍合切之前，日本本田和美国波士顿都有人形呆板人推出，但没有贸易化量产，缘故正在于:1)本钱居高不下:波士顿动力Atlas与本田Asimo的本钱均抵达了百万美元以上;2)本领难点尚未齐备占领:如软件端不行适合庞杂运用场景、交互才具差、运控平均才拥有待擢升，硬件端续航才具不够、践诺器的精度和功率密度/力矩密度仍需擢升。

　　通用大模子为具身智能带来革命性潜力。人形呆板人的硬件决策运动的天真水平，零部件多为其他行业的运用转移，本钱痛点可通过家产链周围出产处置;而软件算法充任呆板人的“大脑”，决策呆板人的运用上限，是呆板人贸易化拓展的合键瓶颈。此前，呆板人依赖固有的圭表设定践诺职业，难有正在种种场景通用的算法，呆板人的落地运用受限。近年来LLM、VLM、VNM等通用大模子的生长付与了呆板人本体强壮的泛化才具，呆板人可能合用于更多庞杂场景、非专业职员不需编程即可杀青操作，人形呆板人贸易化历程提速。“具身智能”的呆板人不再是死板式地杀青简单职业，而是也许基于感知到的职业和处境举办自立计议、决定、步履、践诺的新个人，发言交互、智能决定、自立进修、多模态感知等才具通盘擢升。

　　科技巨头加快入局饱舞家产变革。1)特斯拉:2022年9月30日特斯拉推出人形呆板人Optimus原型机，2023年马斯克表现特斯拉的长远价格他日自AI和呆板人;2) OpenAI:2023年3月，OpenAI投资挪威人形呆板人公司1XTechnologies;2024年5月，OpenAI称已重启呆板人团队两个月;3)三星:2023年1月，三星向韩国呆板人厂商Rainbow Robotics投资590亿韩元;4)英伟达:2023年5月，黄仁勋表现，人为智能的下一个海潮将是具身智能;2024年2月，英伟完兴办通器材身智能体筹议部分;2024年3月，英伟达宣布人形呆板人大模子Project GROOT;2024年6月，黄仁勋夸大“下一波AI的海潮是物理AI，呆板人时间依然到来”;5) FigureAI:2022年兴办，2024年2月获英伟达、微软、OpenAI、英特尔等科技公司共计6.75亿美元的投资。

　　特斯拉Optimus迅疾迭代，引颈新一轮科技革命海潮。马斯克正在2021年AI DAY上提出人形呆板人观念机Tesla Bot，随后开头迅疾生长迭代，2022年2月搭修杀青拓荒平台，2022年10月正在AI DAY上正式推出原型机Optimus，此时可杀青行走、搬运、洒水等单纯行为，2023年12月推出Optimus-Gen2，比拟一代明显进化，感知、大脑、运控才具清楚擢升。特斯拉人形呆板人可酿成完善的家产闭环，贸易化落地值得守候:Optimus复用主动驾驶合系本领，迅疾杀青了从观念机到智能天真呆板人的进化，特斯拉汽车的工场出产和门店贩卖也为人形呆板人供给了贸易化落地的开始场景，家产链上风为降本供给了恐怕，远期量产价钱主意为2万美元/台。

　　人形呆板人将渐渐从工场走向家庭，从to B走向to C。从主流呆板人厂商的计谋计议来看，人形呆板人将率先运用于工业修造规模，积聚成熟后将拓展至商用任事、家庭伴随等场景。这合键是由于工场修造场景相对单纯、呆板替身需求愈加火急，而贸易和家庭场景庞杂，对人形呆板人的软硬件央求高。

　　《人形呆板人更始生长诱导主见》指明特种任事、修造业、民生三大演示场景，擘画2027深度调解实体经济。我国人形呆板人运用分两步走:第一阶段主意为2025年正在特种任事、修造业、民生规模率先运用;第二阶段主意是，至2027年家产加快杀青周围化生长，运用场景愈加雄厚，合系产物深度融入实体经济，成为苛重的经济增加新引擎，人形呆板人深刻存在来日可期。

　　2030年人形呆板人累计需求希望达200万台，对应商场空间约5700亿元。奉陪特斯拉Optimus落地，2025年人形呆板人将步入量产元年，其运用场景希望始末“特斯拉引颈正在特定例模工场运用一修造业开头通盘排泄放开一成熟后走进千家万户”三个阶段。咱们对人形呆板人销量举办预测，探究到人形呆板人前期供应以特斯拉等头部厂商为主、随后正在修造业排泄运用，基于此，咱们做出如下中央假设和测算逻辑:

　　1)第一阶段(2025-2027年):以特斯拉等工场运用为中央，假设①特斯拉工场工人数目每年增加15%;②人形呆板人正在其工场中的排泄率别离为5%、20%、50%;③特斯拉工场人形呆板人正在环球的市占率别离为90%、75%、55%;

　　2)第二阶段(2028-2030年):①据UNIDO数据，2015-2021年环球修造业人数年均低浸0.075%，假设2024-2030年仍维持这一速率低浸;②参考新能源车排泄率擢升速率，假设2028-2030年环球修造业人形呆板人排泄率别离为0.07%、0.19%、0.45%。

　　3)单价:本钱将随周围效应渐渐低浸，依照优必选、宇树、幼米等厂商价钱，咱们臆度2023年人形呆板人单价约80万元，随后每年以15%的幅度递减。依照以上假设，咱们估计2030年人形呆板人新增需求量希望达114万台，对应新增商场空间约3000亿元。

　　人形呆板人国度顶层计划出台，更多落地计谋值得守候。2023年9月，工信部构造的2023来日家产更始职业揭榜挂帅职责中对人形呆板人的中央基本、重心产物、民多支柱、演示运用等方面提出了生长职业和主意。2023年11月，工业和新闻化部印发《人形呆板人更始生长诱导主见》，提出人形呆板人希望成为继揣度机、智熟手机、新能源汽车后的打倒性产物，并昭着2025年杀青批量出产、2027年合系产物深度融入实体经济，成为苛重的经济增加新引擎;诱导主见是国度层面首个仅针对人形呆板人计谋计划，后续更多地方和家产计谋值得守候。

　　依照特斯拉AI Day示贪图，特斯拉呆板人网罗40个自正在度，个中有14个回旋合节、14个线个手部合节。

　　回旋合节:践诺器分为三类，扭矩/质地别离为20Nm/0.55kg、110Nm/1.62kg、180Nm/2.26kg;全体运用部位网罗肩部、大臂、幼臂、腰部;

　　线性合节:践诺器分为三类，效用/重量别离为500N/0.36kg、3900N/0.93kg、8000N/2.20kg;全体运用局限网罗大臂、幼臂、大腿、幼腿。

　　无框力矩电机用于人形呆板人线性合节和回旋合节。无框力矩电机是一种额表类型的永磁无刷同步电机，没有轴、轴承、表壳、反应或端盖，仅包蕴定子和转子两个部件，内部部件转子由带永磁体的回旋钢圆环组件组成，直接装置正在呆板轴上;定子是表部部件，齿轮表部围绕钢片和铜绕组，以形成精密高攀正在呆板壳体内的电磁力。

　　无框力矩电机拥有赶过力、机合紧凑、易庇护等上风。1)赶过力:将电机直接集成到转轴元件上，可低浸团体编造惯量，进而低浸电机加减速所需扭矩，使得电机的运动和牢固岁月更好职掌、增进编造管带宽，普及呆板出力;2)机合紧凑:增大转矩密度，进而节减占地面积、低繁重量;3)易庇护:死板部件更少、没有易磨损或需庇护的组件。

　　国内供应商已具备必然角逐气力。无框力矩电机正在磁道和工艺打算方面有必然本领壁垒，必要正在低压供电的处境下输出更大功率，目前合键运用正在合营呆板人合节模组，商场周围较幼，表洋本领较为当先。表洋合键供应商网罗科尔摩根、TQ Robodrive、Nidec、Parker等;国内步科股份进度较为靠前，2016年推出的首代无框力矩电机依然可能媲美表洋龙头，目前公司的第三代无框力矩电机产物可能对标国际当先产物，局限型号具备必然上风，别的，伟创电气、禾川科技等均有合系产物构造。

　　慎密减速器网罗RV减速器、谐波减速器、行星减速器。减速器是多个齿轮构成的传动零部件，愚弄齿轮的啮合更改电机转速、扭矩及承载才具，也可杀青慎密职掌。减速器品种及型号繁多，服从职掌精度划分，可分为日常传动减速器和慎密减速器。日常传动慎密减速器职掌精度低，可餍足死板摆设根本的动力传动需求。慎密减速器回程间隙幼、精度较高、运用寿命长，愈加牢靠牢固，运用于呆板人、数控机床等高端规模，全体网罗RV减速器、谐波减速器、行星减速器。

　　人形呆板人回旋合节将运用谐波减速器，手部或局限低精度身体合节或将运用行星减速器。RV减速器体积较大，正在人形呆板人规模运用有限。谐波减速器体积幼、减速比大、慎密度高，将用于人形呆板人身体回旋合节;行星减速器体积幼、重量轻、传动出力高、寿命长，但精度较谐波减速器低，将用于人形呆板人手部合节或对精度央求较低的局限身体合节。

　　谐波减速器目前下游以工业呆板人工主，人形呆板人中期或将带来400亿元空间增量。谐波减速用拥有单级传动比大、体积幼、质地幼、运动精度高并能正在密闭空间和介质辐射的工况下寻常职责的利益。与日常减速器比拟，正在输效用矩类似时，谐波减速器的体积可减幼2/3、重量可减轻1/2，正在呆板人幼臂、腕部、手部等部件拥有较强上风，目前下游运用以工业/合营呆板人工主。据宇博智业家产筹议数据，2023年我国谐波减速器商场周围约30亿元，估计2025年希望抵达近50亿元。若以2030年人形呆板人累计需求200万台揣度，谐波减速器增量商场希望赶上400亿元。

　　人形呆板人将加快谐波减速器国产代替。国内减速器厂商发展清楚，局限产物要害本领目标已赶超表洋，国内谐波减速器龙头绿的谐波市占率2021年同比擢升3.7pcts至24.7%;别的，来福谐波、福德呆板人、同川慎密、国茂股份等厂商加快构造谐波产能，来日国产代替希望加快。

　　行星减速器可正在人形呆板人局限合节代替谐波减速器。行星减速用拥有高刚性、高精度、高传动出力、高扭矩、高传动出力、高扭矩、体积幼等特性，单级行星减速器减速比日常不幼于3，最大日常不赶上10;行星减速器的级数(即行星齿轮套数)日常不赶上3级。据QYResearch数据，2022年环球行星减速器销量为540.15万元，贩卖金额为12.03亿美元，个中我国境内销量231.91万台，贩卖金额为5亿美元;估计2029年环球行星减速器贩卖周围达22.31亿美元，我国商场周围达11.49亿美元。

　　行星减速器团体本领难度低于谐波减速器，国内企业拥有角逐气力。行星减速器环球合键供应商网罗日本新宝、纽卡特、威滕斯坦;国内科峰智能、纽氏达特、中大肆德等本土供应商角逐气力一向擢升，比拟表资企业性价比高，2022年科峰智能、纽氏达特正在国内市占率别离为11.7%、9.4%。

　　特斯拉人形呆板人网罗三类共14个线性践诺器，漫衍正在手臂和腿部。特斯拉Optimus有14个线性践诺器，全体包蕴三品种型，效用/重量别离为500N/0.36kg、3900N/0.93kg、8000N/2.20kg;漫衍地方位于大臂(2*1)、幼臂(2*2)、大腿(2*2)、幼腿(2*2)。

　　丝杠现阶段本钱较高，来日有降落空间。线性践诺器由“驱动器+无框力矩电机+丝杠+力矩传感器+编码器+轴承”构成，个中丝杠为其苛重构成局限。依照咱们估算，现阶段丝杠正在特斯拉人形呆板人本钱中占比约为23.4%，结局本钱占比估计为13.9%。从品种上来看，人形呆板人用丝杠分为梯形丝杠和滚柱丝杠两类，个中梯形丝杠用于幼臂，滚柱丝杠用于承载央求更高的大臂、大腿、幼腿。

　　与滚珠丝杠比拟，滚柱丝杠负载高、寿命长、转速与加快率大、导程幼，更适合运用于人形呆板人。丝杠是将回旋运动形成直线运动的传动附件，依照摩擦特色可分为滑动丝杠、滚动丝杠和静压丝杠三类，个中滚动丝杠又可能分为滚珠丝杠和行星滚柱丝杠两大类，区别正在于行星滚柱丝杠负载通报单位为螺纹滚柱，是典范的线接触;而滚珠丝杠负载通报单位为滚珠，是点接触。与滚珠丝杠比拟，行星滚柱丝杠具有更多接触点，因此也许继承更高静态负载和动态负载，静载为滚珠丝杠的3倍，寿命为滚珠丝杠的15倍;刚度和抗袭击才具更强，因此转速和加快率更大;螺距打算限造更广，导程可打算更幼。

　　行星滚柱丝杠依照其机合构成和零部件相对运动联系的分歧，可分为准绳式、反向式、轮回式、轴承环式、差动式五大类。准绳式滚柱丝杠合用于处境阴毒、高负载、高速等场景，合键运用于慎密机床、呆板人、军工装置等规模，是目前合键的运用类型。

　　滚柱丝杠的中央部件丝杠、滚柱和螺母都是幼螺距的慎密螺纹件，加工工序根本相似，守旧的加工式样可分为切削和滚压两大类:

　　√ 切削:以两头核心孔为加工工艺工序基准，通过热统治、车削、磨削等10-20余道工序一一杀青，修造精度高达P1级，可杀青定位和传动成效;

　　√滚压:用成形滚压模具使工件形成塑性变形以获取螺纹的加工形式，开模工艺主动化水平高，批量出产后本钱低、出力高，但修造精度较低，日常正在P7级驾御，仅杀青传动成效。

　　滚柱丝杠粗加工合节本领途径多样，精加工合节磨床仍必不成少。滚柱丝杠的切削工艺大致可分为毛坯下料、企图热统治(退火)、粗加工、最终热统治(淬火)、精加工、安装磨练等程序。个中粗加工网罗车削、铣削、磨削三种工艺途径(可孤单或组合运用)，精加工工艺为磨削。“以车代磨”、“旋风铣”等新加工工艺表面上可代替磨削、擢升加工出力，但目前本领有待成熟，精加工仍需磨削本领、磨床必不成少。

　　人形呆板人将进一步掀开滚柱丝杠商场空间。据Persistence Market Research数据，2023年环球滚柱丝杠商场周围估计为3.00亿美元，奉陪工业主动化对慎密死板的需求增加，滚柱丝杠将正在机床、航空航天、汽车、呆板人等规模加快运用，2033年商场周围希望抵达5.57亿美元，年均复合增速约为6.4%。进一步，若探究人形呆板人放量给滚柱丝杠带来的新需求，滚柱丝杠环球商场周围希望接连高增。

　　滚柱丝杠修造壁垒高，供应商数目少、主意下游离别。目前环球滚柱丝杠的供应商合键网罗Ewellix、Rollvis、GSA、Rexroth、CMC、南京工艺、济宁波特、优仕特，据《E公司滚柱丝杠产物营销计谋筹议》数据，2022年Rollvis、GSA、Ewellix、Rexroth四家公司正在我国合计市占率约为78%，而国内厂商正在供货质地方面与欧美企业存正在较大差异。

　　滚柱丝杠出产难度大，提倡合切慎密死板规模积聚浓密、构造当先的合系企业。此前滚柱丝杠较多运用正在机床、航空航天、汽车等规模，高端修造规模自立可控大趋向下，贝斯特、秦川机床等企业加快构造;别的，滚柱丝杠因其良好本能对其他直线传动的代替也将带来新增产能构造，如恒立液压拟进入14亿元构造线性驱动器项目。滚柱丝杠出产难度大，对原原料、摆设、加工工艺等央求较高，来日跟着呆板人等规模需求放量、高端修造规模自立可控火急，我国供应商希望加快突围，提倡合切慎密死板积聚浓密、构造当先的合系企业，如:北特科技、贝斯特、恒立液压、等;磨床摆设:日发精机、华辰装置等。

　　聪敏手电构造键采用空心杯电机或无刷有齿槽电机。微特电机拥有体积幼、功率密度大、噪音低等特性，比拟守旧电机更适合人形呆板人聪敏手空间紧凑、负载才具的央求，空心杯电机和无刷有齿槽电机是目前聪敏手的主流处置计划。

　　空心杯电机的三大中央壁垒为线圈打算、线圈绕造、主动化摆设。无刷空心杯电机转子由环形磁钢、转轴及其固定件构成，定子由环形硅钢片和空心杯线圈粘结而成，中央工艺为线圈的打算和修造。空心杯电机常用的线圈绕法分为直绕形、马鞍形、斜绕形三种，线圈绕造式样分为人为绕线、半主动化(卷绕式)和一次成型主动化绕造。表洋合键采用一次性绕造成型的出产本领，主动化水平较高，可加工0.08-0.2mm线W以下电机所需线圈;而国内合键采用卷绕式出产，依赖人为、出产出力低且出产线径受限，一次成型绕线摆设有待打破。

　　空心杯商场周围牢固增加，人形呆板人掀开新空间。空心杯电构造键运用正在高精度、高速反映、紧凑高效场景，如航空航天、仪表仪器、工业机

　　1、如欲获取完善版PDF文献，可能合切钛祺汽车官网—智库，也可能增添钛祺幼帮理微信，复兴“讲述名称：人形呆板人:清晨拂晓，AI归宿”

　　3、钛祺智库接连更新、收录行业深度本领著作、筹议讲述，并不按期上传行业专家特约著作，为汽车行业同伴供给专业增援。