机器人行业专题报告：具身智能浪潮将至

1 人形机器人开启新纪元

2021 年 8 月，特斯拉 CEO 马斯克于首届“人工智能日”公开展示特斯拉人形 机器人概念机 Tesla Bot。2022 年 2 月，特斯拉在提出概念后短短 6 个月内成功 推出人形机器人原型机，并作为开发平台进行深度研发。2022 年 9 月 30 日，特 斯拉举行第二届“人工智能日”，并发布最新版本的Optimus人形机器人，其可 实现直立行走、搬运、洒水等复杂动作。据马斯克预计，Optimus 将于 3-5 年内 实现量产上市，最终数量将会达到百万级，而成本将降至 2 万美元左右。2023 年 5 月 16 日，特斯拉在 2023 股东大会上发布了 Optimus 人形机器人最新演示视 频。视频中，Optimus 走路更加自然和灵活，完成了一系列复杂任务如电机扭矩 控制，更精确的力度控制、环境探测与记忆等。Optimus 也展示了其基于端到端 AI 学习人类行为的过程对物体进行分类摆放等。特斯拉机器人取得全方位进展， 运动控制与 AI 能力持续提升。马斯克称特斯拉的长期价值将主要来自人形机器 人，并预测人形机器人需求将达 100 亿台。

1.1 Optimus 细节详解

目前特斯拉的人形机器人实现了 28 个自由度，相当于人体功能的约 1/10。这 28 个自由度主要分布在上半身和下半身。 上半身包括肩部（6 个自由度），肘部（2 个自由度），腕部（6 个自由度）和腰 部（2 个自由度）。 下半身包括髋关节（6 个自由度），膝关节（2 入自由度），和踝关节（4 个自由 度）。 灵巧手单手 6 个执行器，11 个自由度。灵巧手采用金属肌腱带动机器人精确抓 住小而薄的物体。电气与智能系统方面，基于成熟的电动汽车产业链，实现电 池系统集成、FSD 等技术和产品的复用，基于经验积淀，将有助于人形机器人加 速产业化。 特斯拉设计了人形机器人结构和关节分布，优化过程通过仿真模型和实际验证， 在低功耗，低成本和最有质量的目标下，最大效能的发挥各个执行器。经过分 析优化将共 28 个大的执行器(不含手指执行器)，其中包含 14 个旋转执行器和 14 个线性执行器减少到 6 种实际的执行器，包含 3 个系列的直线/线性执行器， 和 3 个系列旋转执行器。

旋转执行器主要分布于肩髋等需要大角度旋转的关节，线性执行器分布于膝肘 等摆动角度不大的单自由度关节和腕踝两个双自由度但是体积紧凑的关节。

减速器、伺服电机、线性执行器、滚柱丝杠是人形机器人的运动控制产业链中 价值量较大的硬件设备。 1） 电机：数量更多、品类更丰富，需满足全身各关节的驱动需求，手部需采用 微型电机。 2） 减速器、传动装置：数量更多，旋转执行器延续了对 RV、谐波减速器的需 求，线性执行器中需要用到行星滚柱丝杠作为线性传动装置。 3） 环境感知：区别工业机器人在固定场景外接机器视觉设备实现识别的方案， 人形机器人场景复杂，需采用激光雷达、摄像头等方案实现环境感知、三维 重建并实现路径规划，对设备品类、算法、实时算力要求更高。 4） 运动控制：类似于工业机器人，运控算法均是厂商自研，开发难度大，是核 心竞争力之一；特斯拉 Optimus 复用特斯拉汽车的感知和计算能力，在全 自动驾驶 FSD 芯片基础上开发适合人形机器人的控制器系统。人形机器人传 感器数量、品类、执行机构复杂程度远高于工业机器人，对控制器实时算力、 集成度要求高。 考虑到当前零部件的国产售价，将特斯拉 Optimus 做成本拆分，旋转关节（电 机+谐波减速器+抱闸+双编码器+力矩传感器+轴承组成）占到 40%，直线/线性关 节（电机+行星滚柱丝杠+位置编码器+力传感器+轴承组成）占到 30%，手部占到 14%，其他部分占比 16%。

1.1.1 旋转执行器

旋转执行器由电机+谐波减速器+抱闸+双编码器+力矩传感器+轴承组成。

旋转执行器整体采用电池组供电，搭配电驱伺服关节的形式，基于电机+谐波减 速器的旋转关节。旋转关节整体的输出扭矩密度和当前各大人形机器人厂家的 关节性能类似，突出了力输出能力。 在人形机器人中，用 RV 减速器的可能性比较低，因为 RV 减速器的精度低于谐波 减速器且体积重量大于谐波减速器。RV 减速器更适合高强度高扭矩大负载产品。 谐波减速器更适合小负载小体积小重量的场景。

1.1.2 直线/线性执行器

直线执行器由电机+行星滚柱丝杠+位置编码器+力传感器+轴承组成。

特斯拉使用了行星滚柱丝杠，它属于丝杠类中性能最优异、但也最昂贵的一个 子类。行星滚柱丝杠以其高承载、高刚度、长寿命的特点或成为人形机器人线 性执行器的关键传动装置，通过适配人形机器人需求实现降本是大规模放量的 前提。根据 Tesla AI Day 2022 会上展示的信息来看，Optimus 线性执行器采 用的方案即为行星滚柱丝杠一体式伺服电动缸。我们认为下肢髋、膝、踝关节 及上肢的肘关节的伺服电缸采用高承载、高刚度的行星滚柱丝杠作为传动装置 可能性比较大。行星滚柱丝杠结构复杂、加工难度大因而成本很高，通过调整 设计、工艺方案适配人形机器人的需要来实现降本是其大规模应用的前提。

2 人形机器人核心硬件拆解

2.1 减速器

减速器是工业基础元件，是一种较为精密的机械传动装置。减速器利用齿轮的 啮合改变电机转速、扭矩及承载能力，可以用于实现精密控制。可广泛用于机 器人、数控机床、光伏设备、医疗器械等多个行业领域。

2.1.1 减速器是机器人核心零部件

机器人核心零部件研发制造主要包括伺服系统、减速器和控制器占工业机器人 成本的 70%左右。减速器、伺服系统（包括伺服电机和伺服驱动）及控制器直接 决定工业机器人的性能、可靠性和负荷能力，对机器人整机起着至关重要的作 用。其中成本占比最高的是减速器，占到 35%。

人体之所以能够活动自如，是因为有“骨关节”结构，大部分骨关节经由软骨 保护骨头避免磨损。关节位于人体各个部位，可以使动作能够更加协调，同时 通过关节活动，可以使人体完成复杂动作时更为灵巧，更为“精准”。 工业机器人“运动”主要靠伺服电机、减速器和控制器三个主要部件完成。伺 服电机负责驱动，伺服电机的运行特点是转速快、扭矩小，而关节处则需要慢 转速和大扭矩。 减速器是由多个齿轮组成的传动零部件，利用齿轮的啮合改变系统输出的转速、 扭矩及承载能力。它可以精确地将伺服电机转速降低到工业机器人各个部位需 要的速度，提高定位精度、输出更大的扭矩，使机器人运动更加精准。通俗的 说，减速器可以提高机器的定位精度和重复定位精度。

减速器在工业机器人中的另一作用是传递更大的扭矩。当负载较大时，一味提 高伺服电机的功率是很不划算的，可以在适宜的速度范围内通过减速器来提高 输出扭矩。 减速器可分为通用、专用、精密减速器，其中应用于机器人产业的主要为精密 减速器。通用减速器一般指齿轮减速器、蜗杆涡轮减速器和行星减速器，以中 小型为主，广泛应用于各个行业；专用减速器一般以大型、特大型为主，多为 行业专用减速器，比如汽车减速器、光伏减速器、风电减速器。

行星减速器过去主要用于工业领域，目前精密行星减速器用在直角坐标工业机 器人，也可以用在人形机器人小型关节（如手指）或者运动关节（如腿部）领 域。精密行星减速器在运行过程中类似于一个太阳轮有多个行星轮绕转，所以 其体积小、质量较轻，相较于其他减速器启动更加平稳，且刚性、精度和扭矩 高。其特点为结构紧凑、低转速大扭矩、价格便宜但减速比低。总体来说，行 星减速器运用到高新能机器人上目前仍有一定难度。 而精密减速器以微型、小型为主，广泛用于工业机器人、机床、半导体、航空 航天等高精度场景，尤其大量运用在机器人上，主要有两类：谐波减速器和 RV 减速器。

谐波减速器具有单级传动比大、体积小、质量小、运动精度高并能在密闭空间 和介质辐射的工况下正常工作的优点。且与一般减速器比较，在输出力矩相同 时，谐波减速器的体积可减少 2/3，重量可减轻 1/2，这使其在机器人小臂、腕 部、手部等部件具有较强优势。RV 减速器传动比范围大、精度较为稳定、疲劳 强度较高，并具有更高的刚性和扭矩承载能力，在机器人大臂、机座等重负载 部位拥有优势。不过，谐波减速器的负载轻，容许力矩负载在 1,500N·m 以内， 因此限制了其向重负载部位拓展的可能。而 RV 减速器容许力矩负载可达 8,000N·m，其重量重、外形尺寸较大的特性，也使其无法向轻便、灵活的轻负 载领域发展。 两者适用领域不同，还不能互相取代。谐波减速器体积小、重量轻、传动比大 的特点使其能够广泛应用于人形机器人等轻负载领域。 国内谐波减速器价格逐年下降，目前在 1000-3000 元/个，未来在人形机器人大 规模量产下有望降价至 500-1000 元/个。根据绿的谐波招股书，2018、2019 年 公司谐波减速器单价分别为 1885 元/个、1632 元/个，后续公司未单独披露谐波 减速器收入，以近年来技术成熟从而降低成本为前提，我们预计目前国内谐波 减速器单价在 1500 元/个，后续若人形机器人大规模量产，价格有望下探到 500-1000 元/个。

2.1.2 减速器市场迎来“黄金时代”

从需求的角度看，新增的机器人需求是减速器产业发展的主要驱动力。此外， 减速器本身有额定的使用寿命，需要定期更换，即存量市场的更换亦是需求方 向之一。工业机器人的工作寿命一般为 8-10 年，期间减速器作为传动、承重部件，磨损不可避免，其使用寿命通常在两年左右。因而，当前保有的工业机器 人维修保养亦需要大量的减速器替换。 GGII 数据显示，2021 年中国工业机器人减速器总需求量为 93.11 万台，同比增 长 78.06%。其中增量需求 82.41 万台，同比增长 95.05%；存量替换量为 10.7 万 台，同比增长 6.57%。随着 AI 进程的加快推进，机器换人将受益其中，预计未 来几年减速器市场增长的确定性进一步增强，到 2026 年市场总需求量有望超过 270 万台。

2022 年，我国工业机器人产量为 44.3 万套，对减速器的总需求量约为 110 万 台。其中，谐波减速器与 RV 减速器的需求量分别为 64 万台与 46 万台，比例约 为 58% ：42%。

2.1.3 国内谐波减速器市场国产替代持续进行

全球范围内，哈默纳科（Harmonic Drive System）与纳博特斯克（Nabtesco） 分别在谐波减速器和 RV 减速器领域取得了市场主导地位。其依靠长期的研发 技术积累、规模化的生产能力、稳定的产品质量和性能，二者与 ABB、发那科、 库卡、安川等国际工业机器人生产商合作历史悠久，在行业内的市场地位较为 突出。 2020-2021 年，我国谐波减速器市场最大的两个外资品牌——哈默纳科和日本新 宝在中国市场的占有率之和由 46%降低至 42.9%。国内做谐波减速器的企业总共 有 30 多家，实力较强的有绿的谐波、来福谐波、福德机器人、大族传动等企业， 2020-2021 年，这四家企业在中国市场上的占有率之和由 35.9%提升至 41.1%。 整体看来，中国机器人减速器国产化趋势正在形成。根据 GGII 的数据，2014- 2021 年工业机器人精密减速器国产品牌市场份额由 11%提升至 41%。随着下游需 求持续拓宽，预计未来减速器国产化率还将得到大幅提升。谐波减速器技术较 RV 偏低，因此从技术上看，对国产厂商而言更加易于突破。

2.1.4 人形机器人催化减速器放量

相较于传统机器人，谐波减速器在单台 Tesla Bot 上的需求量更多、价值量更 大。与传统的工业机器人、协作机器人不同，人形机器人的形态和动作更接近 人类，自由度更多，因而单台 Tesla Bot 需要用到更多的减速器。 例如特斯拉人形机器人共有 28 个自由度，对比六轴工业机器人仅用 6 个减速器， 相较于传统工业机器人或服务机器人，谐波减速器的使用量更多。人形机器人 若能达到消费级体量将驱动减速器市场持续扩容。

过去我国工业机器人减速器依赖进口，国产品牌难以突破。为了摆脱海外的技 术限制，中央及地方密集出台政策，扶持全产业链补足短板，行业发展明显提 速。国内减速器厂商迎来发展机遇，充分受益减速器国产替代进程。

2.2 滚柱丝杠：人形机器人中的重要零部件

丝杠是工程机械和精密机械上最常使用的传动部件。丝杠的主要结构由丝杆与 螺母构成，其主要功能为将旋转运动转化成线性运动，或将扭矩转换成轴向反 复作用力。其原理为当丝杠作为主动体时，螺母随丝杆的转动角度按照对应规 格的导程转化为直线运动。被动工件可通过螺母座和螺母连接，从而实现对应 的直线运动。

2.2.1 行星滚柱丝杠有望凭借性能优势在人形机器人应用领域大展拳脚

机床丝杠按其摩擦特性可分为三类:滑动丝杠、滚动丝杠及静压丝杠。滑动丝杆 是滑动摩擦，结构简单但精度差，主要用于电梯、汽车等各领域。静压丝杠装 置较大，必须有油泵、蓄压器、液体循环装置、冷却装置和过滤装置等众多的 辅助装置，且其静压油腔加工困难，且存在环境污染问题。位于德国格平根 （Göppingen）的 Hydrostatik Schönfeld 这家小公司是目前唯一一家供应商， 且价格不菲。

滚珠丝杠利用滚珠链在丝杠轴与螺母之间做滚动运动，将旋转运动转换成直线 运动。由于滚珠不断在两个负载承载面之间循环，存在相互碰撞及末端急剧转向，导致高转速条件下丝杠传动效率降低、噪声大，一般只适用于中等性能要 求的应用场合。 行星滚柱丝杠主要是由滚柱丝杠、滚柱螺母、滚柱、内齿圈、压盖及挡圈组成。 行星滚柱丝杠综合了行星轮系、滚珠丝杠、滚针轴承的运动特点，通过在丝杠 周围设置若干行星螺纹滚柱，可大幅增加传动过程中丝杠副的受力接触面积， 使机构可以承受更大的载荷和冲击，可靠性高，行星滚柱丝杠传动非常适合用 于高速重载工作的应用场合。行星滚柱丝杠因其较小的体积空间使用，高效精 准的大推力输出，以及耐用稳定的性能等特点正被越来越广泛的应用在工业领 域，对滚珠丝杠、液压驱动等技术路线形成有效替代，在机器人、自动化、数 控机床、医疗器械、汽车、石油天然气等领域的应用正逐渐普及。 总体来说行星滚柱丝杠较滚珠丝杠具备高承载能力、高刚度、高传动速度、更 大的导程范围等优势。行星滚柱丝杠与滚珠丝杠的最大区别在于载荷传递元件 为螺纹滚柱，因此大幅度增加了丝杠的受力接触面，从而使得承载能力和刚性 比普通滚柱丝杠更高，同时用滚柱替代滚珠，解决了滚珠直径取值范围小，空 间和承载能力有限的问题。

当比较不同直径相似的螺杆技术的负载能力和效率值时,均为 1mm 导程,行星滚 柱丝杠的载荷是滚珠丝杠的四倍。这种性能和设计特点的结合使滚柱丝杠成为 许多机器人以及机器人相关应用的理想解决方案。例如,使用线性激活连接的机 器人(类似于人身体二头肌控制前臂运动的方式)从较高的负载等级和较低的重 量滚子螺丝执行器中获益。 特斯拉人形机器人的关节分为旋转关节与线性关节，其中“电机+行星滚柱丝+ 传感器”为线性关节提供了良好的解决方案，有助于提升人形机器人的关节性 能。

2.2.2 市场规模：人形机器人打开长期成长空间

据华经产业研究院数据，2021 年全球滚珠丝杠市场规模达到 17.5 亿美元，同比 增长 6.0%，年均复合增速达到 6.2%。预计 2022 年全球市场规模达到 18.59 亿美 元。 从国内市场规模来看，中国作为滚珠丝杆产品重要的消费市场之一，国内市场 规模占全球规模总量的 20%左右。据统计，2021 年我国滚珠丝杆市场规模为 25 亿元，预计 2022 年市场规模达 28 亿元。未来伴随机器人产业发展，以人形机器 人为代表的产品有望成为滚珠丝杠的新需求爆发点。

从国内行业供需情况来看，滚珠丝杆需求量大于产量，行业供需缺口明显。据 统计，2021 年中国滚珠丝杆（滚珠丝杆副）产量达到 983 万套，需求量为 1406 万套。

人形机器人给丝杠带来新的增量。根据特斯拉的公布信息，特斯拉 Optimus 机 器人上会采用行星滚柱丝杠，海外舍弗勒售价0.3万美元，远远超过特斯拉人形 机器人总的预期成本2万美元，这显然是特斯拉不能接受的，所以国产化是必然路径。单个机器人的价值量中直线/线性关节（电机+行星滚柱丝杠+位置编码器 +力传感器+轴承组成）占到 30%，其中电机驱动器占到约 70%，那么行星滚柱丝 杠的价值量为占到剩余的 30%，即为总价值量的 9%，为 0.18 万美元，约 1.3 万 元人民币。随着我国滚柱丝杠厂商技术的持续完善，以及降本增效诉求驱动下， 滚柱丝杠国产步伐有望迎来提速。

2.2.3 市场格局：国内行星滚柱丝杠目前处于早期阶段

行星滚柱丝杠制造壁垒极高。海外企业大多于 1950 年左右在国防军工等领域开 启产品研发，主要企业包括瑞典 ewellix、瑞士舍弗勒等。舍弗勒集团于 2022 年收购 ewellix 公司，其前身为 SKF 行星滚柱丝杠部门，结合旗下传统高端行星 滚柱丝杠品牌 GSA，舍弗勒基本垄断国际高端行星滚柱丝杠市场。

国内行星滚柱丝杠目前还处于早期阶段，生产难度较大，国内企业较少布局。 国内外在行星滚柱丝杠的产品差距主要为制造材料（硬度、耐腐蚀、可加工性 等）和制造能力（含机床、工艺等）。近年来以华中科技大学、西北工业大学、 南京理工大学为代表的高校力量逐步推动底层研究。近期人形机器人、精密机 床等行业的发展带动了国内企业在行星滚柱丝杠方面的投入。中国目前的主要 参与企业包括秦川机床和鼎智科技。

3 重点公司

3.1 拓普集团：特斯拉电动车核心供应商

拓普集团 1983 年成立，成立早期主要从事汽车 NVH（汽车噪声、振动和声振粗 糙度）等业务，具体是减震和隔音（内饰）产品。目前拓普主要有八大业务板 块，分别是：汽车 NVH 减震系统、内外饰系统、轻量化车身、智能座舱部件、 热管理系统、底盘系统、空气悬架系统、智能驾驶系统。主要客户包括国际国 内智能电动车企和传统 OEM 车企等。

3.1.1 业绩保持高速增长，平台化战略有望助力公司成长

公司 2022 年实现营业收入 159.93 亿元，较上年同期增长 39.52%；实现利润总 额 19.60 亿元，较上年同期上升 70.98%；实现归属于上市公司股东的净利润 17.00 亿元，较上年同期上升 67.13%。内饰功能件占比 36%，减震器产品占比 25%，平台化优势稳步增长是公司业绩的稳定支持。底盘系统占比 29%，为当下营收最核心的增长点。公司具有全球领先的轻量化底盘布局，同时持续募资扩 产夯实优势，布局建成后将形成年产 600 万辆供货能力。公司热管理业务在 2021 年放量，2022 年已占比 9%，有望成长为与轻量化底盘同样的业务增长点。 汽车电子占比 1%，目前处于处成长期，后续随定点的释放有望成为中长期增量 来源。

3.1.2 受益于特斯拉产业链，公司积极布局机器人产业

2016 年，拓普集团进入特斯拉产业链，定点 Model 3 锻铝控制臂。2017 年北美 Model 3 量产，拓普集团正式供货。在此期间，拓普集团在特斯拉的配套产品也 更加丰富，从最初的锻铝控制臂增加到减震器、轻量化底盘结构件、内饰功能 件等。2021 年，公司从汽车电子业务延伸出的热管理系统也进入特斯拉产业链， 单车价值提升到 6000 元以上。2021 年前三季度来自特斯拉收入为 32.4 亿元， 占比 41.5%，为公司第一大客户。特斯拉在 2023 年 3 月确定于墨西哥建立第三 座海外工厂，并极力动员中国供应商赴墨西哥建厂达成再度合作。拓普集团方 面则于去年9月开始宣布在墨西哥投资建厂，未来有望在配套特斯拉方面形成一 部分新的海外收入。 公司积极布局机器人产业，样品已经获得客户认可。以特斯拉 Optimus 为例， 搭载配置如下：身体执行器 28 个+手部自由度 11 个+电池组 2.3Kwh+完全自动驾 驶（FSD 电脑）+Autopilot 神经网络技术，售价不到 2 万美元。运动执行器包括 电机、电控及减速机构等部件组成，是机器人的核心部件之一。2023 年 7 月 12 日拓普集团官方发文称，因业务发展需要将拆分设立机器人事业部。此外官方 还表示研发的人形机器人执行器也已多次向客户送样，获得客户认可及好评， 目前项目进展顺利。同时人形机器人电池模块需搭配电池组和热管理系统。而 拓普集团的热管理系统被列在人形机器人供应链全景图中，后续发展潜力巨大。

3.2 三花智控：与特斯拉合作共赢，新赛道助力实现更快发展

三花智控以家用制冷的阀件产品起家，经过三十余年的深耕细作，先后逐步发 展商用空调零部件、洗碗机零部件、微通道等新业务。公司立足于阀类产品， 新能源热管理零部件品类拓展，并积极开发组件集成与子系统解决方案，从 “机械部件开发”向“电子控制集成的系统控制技术解决方案”升级。2017 年 三花智控收购三花汽零 100%股权，同时募集 13 亿配套资金，加码新能源汽车热 管理业务，现已成功开拓特斯拉、宝马、戴姆勒、大众、沃尔沃、通用等大量 优质汽车客户。

3.2.1 业绩稳步向好，新业务加速拓展

三花智控 2022 年实现营业收入 213.48 亿元，同比增长 33.3%；实现归母净利润 25.73 亿元，同比增长 53%，同时实现扣非归母净利润 22.91 亿元，同比增长 54.1%。按照产品划分，制冷空调电器零部件业务营收 138.34 亿元，同比增长 23.3%，汽车零部件营收 75.14 亿元，同比增长 56.5%。公司业绩增长得益于制 冷业务公司积极抓住能效升级、冷媒切换、多联机、厨电、热泵的发展。同时 公司进行横向新能源品类扩张，新能源汽车业务订单持续放量，保持高增长。 2022 年公司汽零业务新增三个生产基地，进一步完善全球化布局，公司 2022 年 新能源汽车热管理产品营收 66.7 亿元，占汽车零部件业务收入比重 88%，充分 受益于新能源汽车行业的高速增长。

3.2.2 开展机器人等业务，布局新成长点

三花智控作为特斯拉汽车热管理系统核心供应商，也在积极布局机器人业务。 一方面，公司热管理产品亦可应用在人形机器人领域。另一方面，运动执行器 是机器人的核心部件之一，三花智控深度布局电机执行器，技术与客户积累深 厚，并积极整合上下游伺服电机、传动组件、编码器、控制器等零部件资源， 已与多个客户建立合作，具备先发优势。公司将同步配合客户量产目标，并积极筹划机电执行器海外生产布局。2023 年 4 月公司发布公告，与苏州绿的谐波 传动科技股份有限公司签署战略合作框架协议，双方将在三花墨西哥工业园共 同出资设立一家合资企业，合资公司主营业务为谐波减速器，未来深度配套可 期。

3.3 绿的谐波：国产谐波减速器龙头

公司经过多年持续研发投入，在谐波减速器理论创新和技术研发实力已经处于 行业前列。实现了精密谐波减速器的规模化生产及销售，打破了国际品牌在机 器人用谐波减速器领域的垄断，并实现批量出口。于 2020 年，在上海证券交易 所科创板上市。

3.3.1 公司技术底蕴深厚

公司前身为恒加金属，最初从事金属来料材料加工业务。现任董事长左昱昱 1999 年加入后，全面负责精密机械加工业务，在其带领下恒加金属生产加工能 力逐步提升，逐渐向电气、自动化、阀体等精密零部件领域拓展，并成为了 ABB、 通用电气、那智不二越、阿法拉伐等国际知名企业的精密零部件产品的合格供 应商。恒加金属较强的精密零部件机加工能力以及稳定的质量控制水平，为谐 波减速器的大规模生产奠定了坚实的基础。同时恒加金属快速的加工响应能力， 也进一步加速了绿的谐波产品的设计迭代速度，谐波减速器新产品从设计、仿 真模拟到样品生产能够在较短时间内完成。

2003 年起，公司决定在恒加金属原有业务基础上建立团队向自主研发设计产品 的路径发展，提高公司长期竞争力。经过市场调研，左昱昱认识到谐波传动具 备广阔的发展空间，但是当时谐波减速器市场主要被外资品牌占据，中高端市 场更是一直被日本哈默纳科垄断，因此 2003 年至 2011 年间左昱昱与李谦带领公 司研发团队进行谐波传动的理论与技术研究。恒加金属经过多年发展，建立了 一支包括材料、机械设计、加工工艺等多方面人才的研发队伍。 2013 年，公司打破外资垄断，成为国内第一家量产谐波减速器的厂商，当年产 销超过 3000 台。2016 年底，成功向国际主流机器人厂商优傲机器人批量供货。 2018 年，为适应谐波减速器未来市场需求，公司推出融合谐波减速器、电机、 传感器的机电一体化模组产品，简化用户安装使用时间和成本。2020 年公司成 功在科创板上市。

3.3.2 产品各项性能指标均已达到国内领先水平

公司突破了以传统 Willis 定理为基础的渐开线齿轮设计理论。以自主开发的 新一代谐波啮合“P 型齿”数学模型、3D 仿真软件、误差修正方法、动态补偿 方法、寿命预测模型为基础，建立全新齿形设计理论体系，新一代三次谐波技 术、机电耦合技术、轴承优化、独特材料改性技术、齿廓修形优化技术、协同 高效润滑技术及超精密制造加工工艺等核心技术。以此为基础开发的产品性能 达到国内领先水平。相较于哈默纳科，绿的谐波产品的性能、寿命已经基本达 到的相同水平，并且公司拥有更加完善的生产流程和更低的产品成本，在市场 竞争中具备一定的优势。其减速器产品从模型设计、产品试制、小批量供货到 规模化、产业化制造历经不断迭代优化和完善，在传动误差、背向间隙、空程 误差、传动效率、噪声、运行温升等各项性能指标均已达到国内领先水平。

3.3.3 公司有丰富配套机器人经验

在国内企业中，绿的谐波较早地完成了工业机器人谐波减速器技术研发并实现 规模化生产。在工业机器人谐波减速器领域率先实现了对进口产品的替代，在 行业内确立了一定的竞争优势，并较大地降低了国产机器人企业的采购成本及采购周期。经过多年发展，公司已积累了一大批机器人、数控机床等高端装备 行业的优质客户，并成功跻身国际主流市场。

2023 年 4 月绿的谐波与三花智控签署了框架协议，双方同意在三花墨西哥工业 园共同设立合资企业，绿的谐波有望借助三花的渠道和客户优势加速出海，具 备打入人形机器人供应链的潜力。

3.3.4 业绩持续快速增长，国产谐波龙头产能加速释放

2021 年公司实现营业收入 4.43 万元，较上年增长 104.15%；归属于母公司所有 者的净利润 1.89 亿元，较上年增长 130.49%。产能扩张下公司市场份额有望快 速提升，业绩有望持续稳定增长。2022 年公司实现营业收入 4.46 亿元，同比增 长 0.54%，实现归母净利润 1.55 亿元，同比下降 17.91%；我们发现绿的谐波 2020 年谐波减速器销售单价出现回升拐点，行业竞争程度好于预期。2017 年到 2019 年公司主要产品谐波减速器的平均销售单价分别为 1,922.79 元/台、 1,885.13 元/台、1,631.95 元/台，但根据绿的披露数据测算，2020 年绿的谐波 减速器销售单价为 1,837.28 元/台。从 2017 年以来绿的谐波销售谐波减速器单 价首次出现反弹，说明行业并未陷入恶性价格战，国内二线谐波减速器品牌在 产品质量以及生产工艺上距离绿的仍有一定差距，同时在绿的谐波主导控制下 的小幅度降价有利于绿的谐波新增减速器产能得到消化。

在 IPO 募投项目达产之前，公司每年谐波减速器产能约 9 万台，只有哈默纳科 谐波减速器产能（178 万台）的 5%。截至 2023 年 5 月 31 日，募投“年产 50 万 台精密谐波减速器项目”的实际项目投资进度已达 81.79 %，项目预定可使用状 态日期为2023年12月。募投产能达产以后，公司精密谐波减速器产能59万台。 2020 年到 2022 年，绿的谐波实际产能利用率分别为 93.51%、106.98%、83.95%， 产能消化情况良好。 我国人形机器人处于新的发展阶段，未来发展前景广阔，如果未来人形机器人 订单激增，绿的谐波有可能承接更多订单，产能建设对于零部件厂商来说至关 重要。

3.3.5 毛利率表现突出，护城河效应凸显

绿的谐波的毛利率在 2021 年达到 52.52%，远大于国内谐波减速器和 RV 减速器 上市公司平均毛利率 30%。由于技术路线不同及国内外人工费用差异，受益于成 本上的巨大优势，使绿的谐波即使是在产品均价远低于哈默纳科、规模远小于 哈默纳科的情况下，其毛利率在近三年仍高于哈默纳科约 10%，较高毛利率是公 司的核心竞争力体现。

极高的毛利率水平使绿的谐波拥有了护城河，在行业中获得了较大的竞争优势。 这也有力支持了公司研发方面的持续投入，公司研发投入持续保持较高水平， 进而有力的支持公司产品竞争力的不断提升。

3.3.6 高估值证明其稀缺性

公司自 2020 年上市以来估值波动较大，主要受两个因素影响。首先，机器人行 业的整体变化影响着投资者的预期；其次，2022 年年初受到内外部宏观因素冲 击，A 股走势整体下滑，高估值企业受影响更为严重，公司估值快速回落。绿的 谐波 2021 年 PE 最大值为 241.79x，2022 年全年平均值为 102.93x。远高于同行 业其他公司。我们认为支撑绿的谐波高估值的原因有两个，首先是其在A股的稀 缺性，公司通过自主研发突破技术壁垒，率先打破日系企业在谐波减速器行业 的垄断，其高毛利率、高营收增速也证明了公司的稀缺性；其次，AI 赋能机器 人行业属于当下热门赛道，未来增长空间巨大。

3.4 双环传动：国内 RV 减速器头部玩家

3.4.1 公司深耕机器人关节高壁垒赛道，已成功布局 RV 和谐波两大产品类

除工业机器人外，近期人形机器人成为市场关注焦点，或成减速器新的增长点。 相比工业机器人，人形机器人需要更多的自由度，相应的也需要更多减速器， 更具有想象空间，一旦应用成熟，减速器的市场空间将有望从百亿增长到千亿 级别。 谐波减速器具有体积小、传动比大的优点，但是抗冲击能力方面稍差。RV 减速 器传动比范围大、精度较为稳定、疲劳强度较高，并具有更高的刚性和扭矩承 载能力，一般放置在机器人机座、大臂、肩部等重负载的位置。从技术角度出 发，我们认为两者都可以实现在人形机器人上的应用，但都会做出特殊的设计 调整，不是单个零件，而是以模组化形态融入，精度更高、体积更小。

双环传动创立 40 余年以来专注于机械传动核心部件的研发、设计与制造。主要 产品涵盖传统汽车、新能源汽车、轨道交通、非道路机械、工业机器人等多个 领域。公司在精密齿轮制造积累了多年工艺经验，发展历程中坚持投入高端设 备，并通过和设备磨合参透齿轮生产技术，是国内少数可以大批量供应四级精 度齿轮的厂商。 双环传动深耕机器人关节高壁垒赛道，目前成功布局 RV 和谐波两大产品类。公 司从 2013 年开始研发 RV 减速器，历时 3-4 年成功打破外资垄断，掌握摆线轮磨 齿及总成装配等多项核心减速机技术，产品批量供货国产头部机器人企业，已 经成为市场份额最高的国产 RV 减速器供应商。2022 上半年公司中小负载机器人 用新一代高功重比 RV 减速机规模量产，中大负载机器人（50Kg-210Kg 负载）用 RV 减速机产品取得关键性突破。公司将进一步向高端项目迈进，促进 RV 减速器 项目产能释放，有望继续拓宽“护城河”，稳固行业龙头地位。 双环传动新研制的大负载及高功重比的系列化减速机产品已成功批量应用于国 内主流机器人产品中，已基本实现机器人减速器产品全覆盖，并且形成工业机 器人用全系列 RV 减速器产品。根据高工机器人数据，2021 年双环传动的国内市 场份额仅次于纳博特斯克，是国内厂商第一。

3.4.2 公司盈利能力创新高

公司 2022 年营收 68.38 亿元，同比增长 27%；归母净利 5.82 亿元，同比增长 80%。2021 年公司 RV 减速器业务实现收入 1.84 亿元，毛利率达到 26.95%。收入 较 2018 年首次实现减速器营收的 0.63 亿，增长 190%，年化增速高达 43%。公司 2022 年实现 RV 减速器、谐波减速器等收入 4.57 亿元。目前公司现有的 RV 减速 器年化产能大约为 10 万，公司借力于 RV 的技术与市场的协同效益，新业务谐波 减速器已形成多个型号产品的批量供货，产品性能已获得客户认可。

对于业绩增长的原因，公司披露的第一个原因是减速器业务的增长，“随着机器 人减速器国产化的加速，公司机器人精密减速器业务取得了快速发展，销量与 上年同期相比呈现大幅增长。”同时公司其他业务也有所增长，公司重型卡车自 动变速箱齿轮业务较上年同期呈现良好的增长态势；新能源汽车齿轮业务保持 着稳步增长；公司持续推动内部降本增效、自主创新等工作，有效提升制造能 力，降低单位成本，推动公司业绩稳步增长。

3.5 秦川机床：国产丝杠的龙头骨干企业

秦川机床成立于 1965 年，专业从事机床工具制造，是中国机床工具行业品类最 多、精密复杂程度最高、产业链最完整、综合竞争优势显著的企业之一。在齿 轮加工机床、加工中心、车削中心、螺纹磨床、复杂刀具等领域处于国内第一 梯队。集团旗下拥有秦川本部、汉江机床、汉江工具、沃克齿轮、秦川数控等 多家专精特新“小巨人”企业，先后承担国家重大专项 100 余项。

3.5.1 重组并购，整合产业资源

2000 年以来，公司经历一系列重组并购、战略合作，拓展业务领域，整合产业 资源。以高端数控机床业务为引领，向机床产业链上下游延伸，根据公司 2022 年报，公司主营业务可分为四大块：主机业务、高端制造业务、核心零部件业 务、智能制造及核心数控技术业务。公司预计到“十四五”末，公司将实现机 床主机收入、高端制造收入、核心零部件收入、智能制造及核心数控技术收入 分别占到总销售收入 50%、20%、20%、10%的具体目标。

3.5.2 公司 2020 年以来业绩明显改善

公司营收增长明显，零部件与机床增速较快。公司在 2018 年与 2019 年营收几乎 保持在 32 亿元左右，2020 年公司启动内外部改革后，当年收入增长近 30%至 40.95 亿元，2021 年继续增长 23.4%至 50.52 亿元。公司在 2021 年报披露的收 入中，机床占比接近 50%，零部件类占比约为 32%，二者营收在过去两年均实现 了较快增长。2020年，零部件类收入同比增长88.8%，主要是由于公司当年收购 沃克齿轮，使得零部件类销售量、生产量、库存量大幅提升。据公司 2021 年报， 机床类收入同比增长 42.5%，主要由于当年机床行业景气，且公司加快技改速度， 有效缓解卡脖子工序、提升产能，公司当年机床类产销量均同比增长超过 23%。 2022 年，制造业持续面临市场需求不足、行业下滑等诸多问题，国际、国内环 境变化等复杂因素对机床行业影响较大。报告期内，秦川机床实现营业收入 41.01 亿元，比上年同期下降 18.83%; 实现归属于母公司净利润 27,500 万元, 比上年同期下降 2.07%。 净利润回升明显，机床和零部件贡献主要毛利率。2020 年，公司收购具有零部 件规模化生产经验的沃克齿轮，使得零部件类毛利率抬升明显，从 2019 年的 4.8%提升至 2020 年的 16.7%；同年，机床毛利率从 10.1%升至 13.0%，2022 年再 次提升至 18.6%，公司整体毛利率亦有明显增长，由 2019 年的 15.0%升至 2022 年的 18.9%，原因除了主要产品贡献的毛利率提升，还包括公司改革优化了人员 结构。

3.5.3 滚珠丝杠量产优势明显

秦川机床下设子公司汉江机床专门负责丝杠导轨业务，其规模和竞争实力处于 国内第一梯队。秦川机床所属汉江机床生产 2 级、3 级精度的滚珠丝杠、直线 导轨，有较高的精度保持性，完全可以满足中高档数控机床的要求，实现了在 新能源汽车领域制造装备滚动功能部件和精密螺杆副的国产化推广应用。滚动 功能部件在国内机床工具行业中占据相当重要的地位，是国内数控机床制造厂 家配套滚珠丝杠副的首选。 公司在丝杠导轨方面技术积累深，近年产能释放加速。秦川的丝杠导轨产品主 要由子公司汉江机床生产，汉江机床是中国机床工具工业协会滚动功能部件分 会的会长单位，有 50 余年丝杠导轨产品的技术积淀，品牌知名度较高。公司的 丝杠、导轨瞄准高端客户，研发型号产品 60 多个，丝导产品在汉江机床收入占 比约 40%。

根据公司 2022 年报，汉江机床收入 4 亿元，测算当年丝导部分收入约为 1.6 亿 元。公司经营情况改观后，2022 年 1 月 28 日公司董事会决定支持汉江机床“高 档数控功能部件产业化升级项目”建设，项目投资规模1.2亿元，该项目是公司 零部件板块重点发力点，后续不排除持续地投入。公司抓住新能源汽车领域发 展机遇，已实现制造装备及新能源汽车领域用滚珠丝杠副的国产化推广。当前， 汉江机床行星结构滚柱丝杠在军工领域已实现应用，随着人形机器人市场的发 展，未来应有更大的发展空间。