核心提要

特斯拉人形机器人Optimus有望落地商业化,点燃人形机器人市场投资热情:

人形机器人探索历史已超百年,但因技术不成熟、成本过高和应用场景有限等约束至今仍未大规模商业化应用。

特斯拉机器人有望突破技术、成本和应用场景等既有瓶颈,实现大规模商业化应用:

复用特斯拉汽车FSD技术,共享汽车产业链供应商,实现研发协调和生产协同,提升研发速度,降低研发生产成本;

特斯拉超级工厂、人形机器人自我制造、汽车与火箭测试以及火星计划等应用场景助推人形机器人走向量产应用。

“机器代人”符合社会发展趋势,以人形机器人为代表的具身智能有望成为第四次科技革命的核心领域,带动社会经济增长:

人形机器人可破解劳动力不足难题,替代重复、危险的体力劳动,大幅解放生产力,根据Precedence Research,2032年全球市场将达286.6亿美元;

人形机器人开启新一轮国际竞争,我们预计特斯拉现阶段仅关节硬件成本就存在70%以上的降本空间,我国供应商性价比、响应速度、产业链等优势凸显,有望凭借成本优势切入特斯拉人形机器人供应链,迎来重要发展机遇。

Tesla Bot采用电池组+电机驱动+刚性金属传动+串并联关节分布+视/力/位传感器的方案,核心构成可分为大脑和执行器:

负责感知和控制的大脑复用了特斯拉汽车上FSD的芯片和算法,是特斯拉相对于其他人形机器人公司的一大优势;

执行器分为旋转和线性两大类,分别占现阶段关节主要硬件成本的32.35%和62.82%,每一类有大小三个规格:

旋转执行器:无框力矩电机+谐波减速器+机械离合+力矩传感器+高低速双编码器+驱动器,用于肩肘腰髋等关节;

线性执行器:无框力矩电机 + 行星滚柱丝杠 + 力传感器 + 编码器 + 驱动器,用于腕肘膝踝等关节。

关节执行器的通过伺服驱动器、伺服电机、编码器等零部件组成的伺服系统实现为位置和动作的精准控制:

无框力矩电机是以输出扭矩为衡量指标的无框架式永磁电机,优点:体积小、性能强、可集成外壳用于严苛环境;

编码器是测量机械旋转或位移的传感器,一体化机器人关节采用增量编码器+单圈绝对值编码器的双编码器方案。

减速器是连接动力源和执行机构的中间机构,用于匹配转速和传递转矩,精密减速领域主要包括谐波减速器、RV减速器等,Tesla bot主要使用谐波减速器,约占现阶段关节硬件成本的6.65%;

行星滚柱丝杠具有高承载、长寿命、抗冲击、高可靠性等特点,但结构复杂、加工难度大、成本较高。反转式行星滚柱丝杠可通过较小的导程实现更高的额定负载,尺寸更紧凑,密封性能更好,约占现阶段关节硬件成本的44.32%。

投资建议:我国零部件供应商有望凭借价格低、质量高、产业链全等优势,插入以特斯拉Optimus为代表的人形机器人零部件供应链,国产替代进程加速进行。我们看好技术领先并在海外市场快速布局的零部件供应商,重点关注拓普集团、三花智控、双环传动、贝斯特、鑫宏业、汇川技术(机械组覆盖)、绿的谐波(机械组覆盖)、鸣志电器(电新组覆盖)。

风险提示:关键技术创新不及预期风险;特斯拉机器人降本进度不及预期;特斯拉机器人量产能力不及预期;供应链国产替代不及预期风险;市场竞争加剧风险;宏观经济下行风险;人形机器人渗透率不及预期风险;地缘政治不确定性对供应链产生影响风险;外汇市场汇率波动风险;税收优惠政策变化的风险;国内外公司、国内国际市场对比研究具有局限性带来的风险。