近期，马斯克提到，预计 2040 年前机器人数量将超过人类，至少有 100 亿个机器人投入使用。人形机器人将定价在 2 万到 2.5 万美元之间。

国金证券认为，预计特斯拉人形机器人在今年底开始小批量量产，由每周数十台逐步爬产，目标明年下半年爬产到周产 100 台以上。

国泰君安证券表示，人形机器人无论是进入工厂还是进入家庭，要解决三个方面的技术瓶颈：数据获取、运控算法和硬件创新，其中，" 硬件设计创新 + 中国制造降本 " 是人形机器人产业的核心逻辑，综合考虑 " 单机价值量 + 国内企业市占率 + 技术壁垒 " 三大因素，需要聚焦电机电控、执行器（谐波减速器、行星滚柱丝杠）、力传感器和触觉传感器等多种核心零部件。

为全面解读人形机器人高技术突破关键及企业重点研发方向，在 1 月 10 日 20：00，财联社 VIP 携手蜂网专家带来了 "高技术壁垒领域" 主题的电话会议。

①线性驱动器：线性驱动器产品的定制化需求比较高，产品的指标参数与设计能力都是拉开差距的主要原因，目前，国内捷昌驱动、凯迪股份和乐歌股份三家上市公司的线性驱动器产品比较好，不过跟国外的龙头企业相比，在细节和精度上仍然有待提高；

②丝杠：丝杠约占据驱动器成本的 60%，目前国外生产企业在精度上普遍能做到缪级，而国内厂商大部分在丝级（一丝等于 10 缪），其中，国内禾川科技、贝斯特和鼎智科技（江苏雷利子公司）的产品相对较好；

③磨床：生产丝杠的主要设备中，磨床在提升丝杠性能上更为关键，缪级设备比丝级设备贵一两倍不止，甚至有些达到三四倍的差距，目前国内磨床头部企业中，奥普光电的市占率大约 12%，秦川机床的市占率大概在 7%，华东数控大约 6% 左右，其他生产厂商还包括华辰装备和日发精机等；

④冷锻：冷锻工艺能有效起到降本的作用，未来零部件加工企业可能会布局或结合这种工艺，相关企业有中航高科等；

⑤六维力矩传感器：一般人形机器人会搭载 2 个六维力矩传感器，放在手腕或手臂处，目前没有其它类型的传感器能够替代它，且价格昂贵、壁垒高，国外一个六维力矩传感器大约 3 万元，国内坤维科技、宇立仪器、中航电测、昊志机电和柯力传感都有六维力矩传感器产品，其中，柯力传感的市占率大约 7% 左右，中航电测的市占率约 4.5%；

⑥IMU 传感器：IMU 传感器是机器人平衡的关键硬件，也是未来人形机器人必备的产品，市场价大约 2500-3000 元左右，有生产能力的企业包括亚诺德、东方微电、元生创新、北微传感、华依科技、星宇网达、中海达和赛微电子等；

⑦视觉传感器：为人形机器人的核心传感器之一，有工业相机和双目相机业务的企业有北京创想、奥比中光、海康威视和奥普特等；

⑧空心杯电机：空心杯电机没有铁芯的转子，在接线和加工方面比较有难度，行业中没有相关经验的电机企业想要进入这一领域比较困难，需要在设备改造上下功夫，目前国内有空心杯电机产品经验的企业有鸣志电器、江苏雷利和大洋电机等。

问题一：国内哪些企业正在攻克或有能力生产线性驱动器？技术难点以及各企业的产品差距情况如何？

专家：目前，国内捷昌驱动、凯迪股份和乐歌股份三家上市公司的线性驱动器产品比较好，跟国外的龙头企业相比，国内的线性驱动器产品在细节和精度上仍然有待提高。除了产能外，线性驱动器产品的定制化需求比较高，产品的指标参数与设计能力都是拉开差距的主要原因。

在全球范围内，力纳克和德沃康的线性驱动器产品市场份额相对较高。

问题二：线性驱动器各零部件的成本占比情况如何？都有哪些种类的丝杠产品以及哪种更具优势？

专家：人形机器人上使用的驱动器，主要采用无框力矩电机和线性丝杠组成的体系，相比传统旋转关节拥有更大的力矩、精准度和响应速度。其中，丝杠和模组的成本占比较高，丝杠大概占据 60% 的成本，模组方面的成本约为 40%（无框力矩电机占 25%、重要模组占 10%、外壳及力传感器占 5%）。

丝杠产品可以分为滚柱丝杠和滚轴丝杠，根据模式也可以分为旋转式和固定式。

目前难度较高的是滚轴丝杠，由中间一个太阳轮的丝杆再加行星丝杠一起组成，相对复杂且成本更高，利润和寿命水平也相对更高。滚柱丝杠应用更广泛，很多传统的自动化产品都是用滚柱丝杠，价格相对更低，适合精度不是很高的应用场景。

问题三：目前哪些企业有能力生产丝杠产品？与全球龙头企业的产品有怎样的差距？

专家：  国内禾川科技、贝斯特和鼎智科技（江苏雷利子公司）的产品相对较好，不过跟国外龙头企业相比仍有一些差距，主要体现在精度和耐用性上，目前国外企业在精度上普遍能做到缪级，而国内厂商大部分在丝级（一丝等于 10 缪）。

如果想要提升丝杠的精度，对于加工设备的性能有较高要求，比如磨床和铣床，而且高端加工设备非常贵，缪级设备比普通传统的丝级设备贵一两倍不止，甚至有些达到三四倍的差距。另外，对材料也有较高要求，比如国外的高端钢材更满足加工到缪级的条件，国内武钢股份、鞍钢股份的产品在国内同行业产品中表现较好，不过和国外高端产品相比仍然有较高的杂质含量。

问题四：哪类设备在提升丝杠产品性能时更关键？国内设备生产厂商有哪些？

专家：主要生产设备包括车床、数控铣床和磨床，另外还有切削的工具和钻床，过程除了切削外还有回火和调制等，其中，影响精度最多的是磨床，是整个加工工艺的最后一道工艺，技术要求也相对更高。

磨床方面，国内做得相对较好的企业有奥普光电、秦川机床、华东数控，其中，奥普光电的市占率大概在 12%，秦川机床的市占率大概在 7%，华东数控大约 6% 左右，其他生产厂商还包括华辰装备和日发精机等。

问题五：如何评价冷锻工艺及 3D 砂型打印？目前以及未来应用前景如何？产业链上涉及哪些相关企业？

专家：未来，无论从降本还是量产的需求来看，根据不同部件的要求，都会去布局或结合这两种工艺。

冷锻工艺目前相对更普及，3D 打印从效能和体量来看还有很长的一段路要走，另外，3D 打印相关的设备也更加昂贵。小体量需求的技术会发生更多变化的中间件，3D 砂型打印技术更适合，批量生产来看，冷锻工艺更可能成为未来的发展方向。

冷锻工艺会涉及到冷压机，中航高科有相关产品。

问题六：什么是六维力矩传感器？目前国内哪些企业有能力生产以及各企业产品对比情况如何？

专家：六维力矩传感器是指可以检测六个方向的力，举例来看，一般机器人的力检测有 X、Y 和 Z 三个方向，如果要表达圆弧的力并做出拆解，三个维度是不够的，需要绕 X、绕 Y 和绕 Z 力的检测，六个方向力的检测才能满足，即可以通过六维力矩传感器来感知每一个手指末端的变动和力量的反馈。

力传感器可以有效辅助机器人的急停和指令操作，保护人员安全，相比其它传感器，六维力矩传感器的效果更好，但价格也非常昂贵，国外产品大约 3 万元一个。

一般人形机器人会搭载两个，放在手腕或手臂处。需求上，不管是人形机器人、工业机器人还是协作机器人，都要控制机器人的末端，可能抓取的物体是鸡蛋、气球或者硬物，不同的力需要相应的处理算法，在有这些使用场景时六维力矩传感器是必不可少的，目前没有其它类型的传感器能够替代它。

目前，市场上坤维科技、宇立仪器、中航电测、昊志机电和柯力传感都有六维力矩传感器产品，其中，柯力传感的市占率大约 7% 左右，中航电测的市占率可能有 4.5% 左右。

问题七：六维力矩传感器的技术壁垒如何以及怎样提升产品性能？分零部件以及生产过程进行描述。有哪些相关设备以及上游零部件生产企业？

专家：首先，关键元器件会影响性能，传统的元器件为压变式，还有光学式和压电式，目前，元器件的材料和加工技术仍然是国内企业的一个障碍，尤其是压变式，作为感知材料的金属箔在形变上很有讲究，需要感应很细微的压力变化。

目前，压电式相对成熟，光学式相对可靠，从灵敏度来看，压电式也是最高的。上游的企业如华力创、坤维科技、海伯森和鑫精诚都有相关产品。

问题八：除六维力矩传感器外，还有哪类传感器的技术壁垒较高？未来应用前景和生产企业情况如何？

专家：除力矩传感器外，视觉传感器和编码器也相对重要，编码器可以布置在关节处，以辅助提高精度。

视觉传感器方面，北京创想、奥比中光、海康威视和奥普特等企业拥有工业相机和双目相机产品。编码器方面，国内长春光机所产品较好，真武和华德也有相应产品。

另外，IMU 传感器是机器人平衡的关键部件，放置在腹腔部位，可以辅助行走和防摔，也是未来人形机器人壁垒的硬件，市场价大概在 2500-3000 元左右。

有相关业务的企业包括亚诺德、东方微电、元生创新、北微传感、华依科技、星宇网达、中海达和赛微电子等。

问题九：谐波减速器如何平衡降本与性能要求？是否会向新的产品类型发展？

专家：对于人形机器人来说，精度相比工业机器人不需要那么高，因此，在进行移动作业时，可以通过视觉传感器、雷达以及力传感器对人形机器人的动作进行补偿修复，在硬件上也就可以通过其它的部件来对减速器形成部分替代。

不过，目前的旋转关节方案中，谐波减速器搭配无框力矩电机是最优的，经过了多年验证。未来也可能使用材料上的更新来进行降本，比如现在已经有企业如南通振康在使用尼龙材料来做轻量化和低成本的方案，替代关节处的齿轮和耐磨部分，硬度和弹性效果也比较好。

问题十：空心杯电机的技术难度、应用场景以及供应链相关企业。

专家：空心杯电机的用途非常广泛，比如升降玻璃、医疗设备，本身提及比较小，功率密度也相对较大，效率比传统电机好，传统电机效率的转化率约 40%-50% 左右，空心杯电机能达到 70% 左右。

空心杯电机没有铁芯的转子，在接线和加工方面比较有难度，行业中没有相关经验的电机企业想要进入这一领域比较困难，需要在设备改造上下功夫。目前国内有相关产品经验的有鸣志电器、江苏雷利和大洋电机。