人形机器人快速进化，电机是其重要部件。随着工业机器人相关技术的日趋成熟，人们对机器人技术智能化本质的认识日益加深，与工业机器人相对固定的作业环境不同，人形机器人通常使用于人类的日常生活环境中。人形机器人具备类似人类的感知、决策、行为以及拟人化的移动特性，从外观上更加容易被使用者接受并产生亲切感，因此能够在人类所在的环境中与人类和谐相处，协助人类完成复杂和多样的工作。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，其中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。
机器人运动的“心脏”，对运动精度起决定作用。电机（俗称“马达”）是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。机器人关节系统包括驱动器、控制器和关节电机。机器人关节电机具有减速、传动、提升扭矩功能，它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”。
Optimus主体部分共有28个执行器，分为线性和旋转各14个，所采用的电机是无框力矩电机。这28个执行器分布在肩部、肘部、腕部、躯干、髋部、膝部和踝部等位置。根据2022特斯拉AI day的展示，这28个执行器的分布如下：①肩部有6个（旋转型6个）；②肘部有2个（线性型2个）；③腕部有6个（旋转型2个，线性型4个）；④躯干有2个（旋转型2个）；⑤髋部有6个（旋转型4个，线性型2个）；⑥膝部有2个（线性型2个）；⑦踝部有4个（线性型4个）。Optimus的手部共有12个执行器（双手），所采用的电机是空心杯电机
产业化进程加速，电机有望迎来广阔空间。人形机器人作为通用机器人的代表和具身智能的优秀载体，一方面正在受益于通用人工智能的发展，另一方面，也以“具身智能”成为AI与物理世界的接口，和下一代通用人工智能的终端平台。AI大模型在机器人任务中主要扮演了推理决策的角色，将人类给出的自然语言指令拆解为机器人可执行的步骤。多模态的AI大模型补全了机器人核心的推理决策能力，有望助力人形机器人走向通用之路。
人形机器人产业的发展关键在于核心零部件供应，其中包括减速器、伺服系统和控制器等三大核心零部件。这些零部件的成本合计占据了人形机器人成本的70%以上。目前，Optimus人形机器人的核心零部件中，电机的价值量占比约为25%。如果假设未来10年全球人形机器人的出货量达到500万台，且无框电机的单价为2500元，空心杯电机的单价为1300元，那么未来的10年中，人形机器人将为无框电机市场带来3500亿元的增量市场，为空心杯电机市场带来780亿元的增量市场，总市场空间达到4280亿元
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建议关注：1）步科股份：第三代无框电机首创无框灌封工艺，和各个机器人厂家积极扩展合作；2）鸣志电器：空心杯电机技术在全球居于前列，已向人形机器人头部客户提交全套技术方案及样机；3）江苏雷利：空心杯电机等产品可用于人形机器人，部分产品在样品测试阶段已得到客户认可；4）鼎智科技：与母公司错位协同发展，线性执行器为行业领先产品；5）伟创电气：2022年成立机器人行业部，提供低压伺服、空心杯电机、特种无框力矩电机等核心部件；6）昊志 机电：自主研发的DD电机用于机器人关节模组中，提供机器人关节动力来源；7）拓邦股份：空心杯电机已在电动夹爪、骨科动力工具等领域批量应用，看好人形机器人带来的增量机会；8）禾川科技：在机器人行业有产品和技术积累，未来将在无框力矩电机基础上开发组合式产品；9）拓普集团：设立电驱事业部，机器人产品包括旋转、直线执行器，已多次向客户送样并获得认可及好评。
文章来源：德邦证券、俞能飞；执业编号：S0120522120003
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