探索人形机器人市场的巨大潜力：一个超过4000亿元的机遇

发布时间：2023-11-17

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近期，机器人产业迎重磅政策性利好出台，工业和信息化部文件提到，人形机器人集|成人|工智能、高端制造、新材料等先进技术，有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品，将深刻变革人类生产生活方式，重塑全球产业发展格局。

随着人口老龄化程度加深，劳动力人口的下降，机器替代人力将成为未来长期发展趋势。政策利好叠加需求空间巨大，机器人行情再度被引爆。

目前机器人产业中，电机是其重要部件，根据德邦证券在周四报告中指出的，电机是机器人运动的“心脏”，对运动精度起决定作用。

随着产业化进程的加速，电机行业预计将迎来广阔的发展空间。德邦证券估计，如果未来10年全球人形机器人的出货量达到500万台，那么电机市场的规模有望达到4280亿元

人形机器人正在迅速进化

根据德邦证券的介绍，机器人概念产生超过百年，目前正在快速进化，并已进入早期产业化落地阶段。从历史来看，人形机器人的发展历程主要分为四个阶段：

第一阶段是以早稻田大学的仿人机器人为代表的早期发展阶段第二阶段，是以本田仿人机器人为代表的系统高度集成的能力破冰阶段；第三阶段是高动态运动发展的阶段，以波士顿动力仿人机器人为代表特斯拉Optimus机器人作为代表的产业化落地阶段，是第四阶段的关键。目前，该阶段仍处于发展的早期阶段

从人性机器人结构来看，德邦证券指出，人形机器人主要部件包括电机、减速器、传感器等，力矩电机研制难度较大。

人形机器人的发展可以从部件的角度进行总体划分，主要分为三部分：执行器（包括伺服系统、减速器、驱动单元等）、控制器（包括工控系统、人工智能相关系统等）和传感器（包括本体感受传感器、机器视觉等）。就目前最先进的人形机器人而言，其主要部件包括电机、减速器、传感器、上/下肢运动方式、手部关节以及直线和旋转关节所使用的轴承

其中，电机是其重要部件，德邦证券介绍称，机器人关节驱动器是双足人形机器人关键部件，按动力来源可以分为液压、气动、电机驱动、记忆金属、生物类(心肌细胞)等：

电机驱动和液压驱动是较为常见的两种形式，电机方案的优势在于，在运动控制方面，其设计比液压控制有更成熟的解决方案，处理器编码器也相对更容易正确获取运动状态的实时反馈，控制精度也有很大保障，而且相较液压成本便宜了很多。

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电机是机器人运动的“心脏”

德邦证券介绍，电机是是机器人运动的“心脏”。

电机被视为机器人的执行单元，根据需要被安装在各关节上控制关节运动，机器人诸如行走、跑、弹跳等动作均由机器人关节电机驱动产生，是机器人运动的“心脏”。

其中，机器人常用电机主要分为直流电机、伺服电机、步进电机三大类，未来应用空间较大的有两大类，伺服电机中的无框力矩电机和空心杯电机：

1、伺服电机中的无框力矩电机体积小、便于集成，适用于机器人关节环境：无框力矩电机没有确定的固定单元，可以自由地适配不同客户的外壳、轴承以及反馈装置等部件的集成安装，具有整体质量更轻、体积更小、运动响应更快及能效高等特点。

2、伺服电机中的空心杯电机是灵巧手关键部件，具有良好的节能效果、动力性能及控制性能。空心杯电机为微特电机，具有突出的节能特性、灵敏方便的控制特性和稳定的运行特性，技术优势明显。作为高效率的能量转换装置，在很多领域代表了电动机的发展方向。
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以特斯拉人形机器人Optimus为例，Optimus主体部分共有28个执行器，线性及旋转各14个，所用电机为无框力矩电机。28个执行器分布于肩、肘、腕、躯干、髋、膝、踝等部位。28个执行器分布于肩、肘、腕、躯干、髋、膝、踝等部位。

探索人形机器人市场的巨大潜力：一个超过4000亿元的机遇

未来十年，市场空间可能超过4000亿元

根据当前的背景来看，人工智能的助力以及政策的支持，给人形机器人带来了历史性的发展机遇。德邦证券总结指出，今年以来，北京、上海、深圳、山东等地也都发布了支持人形机器人发展的政策

探索人形机器人市场的巨大潜力：一个超过4000亿元的机遇

另一方面，人形机器人作为通用机器人的代表和优秀载体，正在受益于通用人工智能的发展。同时，它也以“具身智能”成为人工智能与物理世界的接口，成为下一代通用人工智能的终端平台

纵观机器人行业整体产业链，德邦证券指出：

高要求的机器人技术包括上游零部件、中游本体以及下游应用。核心零部件对于人形机器人至关重要，其中电机占据了较大比例

核心零部件供给是未来机器人产业规模化发展的重要支撑，人形机器人三大核心零部件包括减速器、伺服系统和控制器，成本合计占比超70%。

展望未来，德邦证券指出，人形机器人需求有望超汽车，远期全球市场空间或超万亿：

机器人的售价预计会大幅低于汽车，预计低于2万美元。如果机器人的销量能够达到2025年汽车的销量水平，人形机器人在全球市场上的空间可能会超过1.6万亿美元

而人形机器人百万台出货量假设下，电机增量市场接近千亿：

假设未来10年全球人形机器人出货量达到500万台，无框电机单价 2500元、空心杯电机单价1300元，则10年后人形机器人带来的无框电机增量市场有望为3500亿元，空心杯电机增量市场有望为780亿元，合计4280亿元市场空间。

本文主要选取自德邦证券《人形机器人深度系列报告：机器人运动的“心脏”，电机有望迎来广阔空间》，分析师俞能飞（资格编号：S0120522120003 ）

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