执行器是四足机器狗成本占比最高的核心零部件。广发证券研究报告指出,四足机器狗单腿自由度为3个,全身共搭载12个执行器(高性能电机+行星减速器)。宇树自研Go关节最低零售价490元/个,12个关节总价值约5880元,占Go2 Air售价9997元的58.8%。随着电驱技术成熟,准直驱驱动器已取代液压驱动成为主流方案,行星减速器路线基本确定。
执行器——机器狗成本占比最高的核心部件
关节电机执行器是四足机器狗的关键组成部分,负责驱动机器人腿部运动。根据《Design and Control of a Open-Source, Low Cost, 3D Printed Dynamic Quadruped Robot》,四足机器狗的单腿自由度为3个,分别对应髋关节、大腿和大腿内侧,全身共12个执行器。宇树自研的Go关节最低零售价490元/个,Go2机器狗全身12个关节总价值量约5880元,参考Go2 Air最低售价9997元,执行关节成本占比最高可能达到58.8%,是机器狗BOM成本中占比最高的部件。
驱动力方案迭代——从液压驱动到准直驱驱动器
机器狗研发早期采用液压驱动方案(如波士顿动力BigDog),但液压驱动具有能耗较大、效率较低、维护成本高等缺点。随着电机技术不断进步,电机的功率密度和扭矩密度显著提高,电驱在性能上逐渐接近甚至超越液压驱动,同时具有响应速度快、控制精度高、能耗低、噪声小等特点。目前,基于MIT设计开源的高效、动力密度高、成本较低的准直驱驱动器(高扭矩密度电机+行星减速器)已成为机器狗关节驱动的主流方案。
执行器方案基本确定——高性能电机+行星减速器
电机方案上,大多数厂商采用高性能伺服电机,宇树科技采用永磁同步电机,云深处科技采用无框力矩电机(进一步提高一体化设计)。减速器方面,除波士顿动力外(采用谐波减速器,推重比更高但成本高),大部分国内商业化程度较高的厂商都已确定采用成本更低、功率密度高、性能基本满足要求的行星减速器,路线基本确定。执行器技术路线的收敛意味着供应链将趋于稳定,具备规模化量产能力的供应商有望受益。
本体厂多采用自研执行器
多数本体厂商均采用自研方式参与关节研发。宇树科技Go2和B2机器狗采用自研Go关节,对外销售最低价499元/个;云深处科技采用自研J60/J80关节,对外销售价1560元;小米CyberDog2采用自研CyberGear关节,零售价499元;蔚蓝智能采用自研驱动器模块;哈崎机器人采用自研H8116R06关节。初期本体厂自研执行器有利于掌握核心技术和产品定义能力,但后续随着量产放量和成本考量,具备量产、研发成本优势的模组厂可能会加入供应链。
模组厂或成供应链潜在变量
电机、减速器作为成熟的工业产品,目前供应链相对稳定。重点关注各部件供应商在本体厂的验证合作情况。后续供应链的变量可能集中在模组厂的参与——现阶段本体厂多采用自研模式生产执行器,后续随着量产放量以及成本考虑,量产、研发成本更有优势的模组厂可能会加入供应链,合作做本体厂的配套。三花智控已积极布局机器人电机执行器业务,拓普集团拟投资50亿元建设机器人核心部件生产基地,聚焦电驱系统研发生产。
执行器相关受益标的
电机环节关注鸣志电器(步进/空心杯/伺服电机)、步科股份(无框力矩电机)、卧龙电驱(高爆发关节模组)、江苏雷利(电机+丝杆+齿轮箱)。行星减速器环节关注中大力德(国内行星减速器龙头)、国茂股份(行星/谐波减速器一体化产品)。轴承环节关注长盛轴承(关节自润滑轴承+丝杠产品)。模组厂关注三花智控(机器人电机执行器)、拓普集团(机器人电驱系统生产基地)。