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执行器市场空间

执行器是人形机器人最核心的机电一体化部件,用28个“关节模组”驱动全身运动。开源证券报告基于特斯拉量产指引,对执行器市场空间进行了详细测算:5000台对应12亿元、10万台对应164亿元、100万台对应586亿元。按单台执行器价值量5.86万元计算,占整机BOM约30%。线性执行器(行星滚柱丝杠)和旋转执行器(减速器)构成执行器两大品类,无框力矩电机、扭矩传感器、编码器、轴承为共用组件。本文从执行器结构、价值量分布、量产节奏三个维度解析586亿市场的投资图谱。

执行器结构拆解:28个关节的“机电模拟”

特斯拉Optimus全身共28个执行器,分为线性执行器和旋转执行器两类。线性执行器将电机输出的旋转运动转化为“伸缩”式直线运动,主要应用于腿部、手臂等需要线性驱动的关节,结构包括无框力矩电机、行星滚柱丝杠、轴承、力矩传感器和编码器。旋转执行器将电机输出由高速低扭转化为低速高扭的旋转运动,应用于肩部、髋部等旋转关节,结构包括无框力矩电机、谐波减速器、轴承、力矩传感器和编码器。两类执行器的共同点在于动力来源(无框力矩电机)和传感器(编码器、力矩传感器),不同之处在于传动机构分别是行星滚柱丝杠和减速器。随着机器人运动能力增强,执行器数量有望进一步增加,带来更大的市场空间。
表2:执行器核心部件价值量分布(单台100万台量产规模)
部件单台用量单台ASP(元)100万台市场(亿元)
行星滚柱丝杠(线性)18根18,000180
谐波减速器(旋转)12台4,80048
无框力矩电机28个14,000140
扭矩传感器28个5,60056
编码器28个11,800118
六维力传感器1-3个30,00030
轴承多套1,40014

线性执行器:行星滚柱丝杠占最大价值份额

线性执行器核心传动部件为行星滚柱丝杠,单台用量18根,100万台对应市场空间180亿元,是执行器环节价值量最大的单一部件。行星滚柱丝杠由螺母、丝杠和滚柱组成,相较于传统滚珠丝杠具有承载能力更强、寿命更长、精度更高的优势,但制造难度也成倍增加。目前全球范围内具备行星滚柱丝杠规模化量产能力的企业极少,国内新剑传动已于2024年12月开工年产100万台人形机器人及汽车行星滚柱丝杠产业化项目,成为全球第一家公布大规模量产的企业。开源证券认为,三类具备丝杠底层技术的企业将受益:长期深耕丝杠行业的企业、精密模具/部件技术同源企业、其他具备精密加工能力的企业。

旋转执行器:谐波减速器与新型行星减速器的技术博弈

旋转执行器核心传动部件为减速器,目前特斯拉公开方案采用谐波减速器(单台12个),单台价值量约4800元/台,100万台对应48亿元市场。哈默纳科等全球龙头在谐波减速器领域占据主导地位。然而,新型行星减速器因背隙可降至1弧分以下、体积小、精度高且传动效率优于谐波减速器,在量产降本维度具有明显优势,有望成为量产后首选方向。国内同时具备行星和谐波减速器制造能力、通过滚插路线能够实现大规模量产降本的供应链企业优势突出,受益标的包括丰立智能、中大力德、绿的谐波。

执行器供应链格局:三花/拓普先发,新进入者有望涌现

特斯拉要建立精密、复杂、持续优化的供应链,关节执行器作为核心部件,供应商需密切配合特斯拉参与共同开发。目前国内三花智控、拓普集团在执行器领域具备领先先发优势。随着机器人走向量产,部分有实力的供应链企业有望成为新的进入者。开源证券认为具备以下特质的企业机会更大:(1)本身是特斯拉直接供应商,有直接对话渠道;(2)具备精密制造、机电一体化技术沉淀及产业资源组织能力、大规模量产交付能力。震裕科技等精密制造企业被列为受益标的。2025-2027年执行器量产放量将是产业链从“样品”走向“规模”的关键分水岭。
点击阅读报告原文: 【开源证券】机械设备行业点评报告:特斯拉量产指引超预期,机器人执行器放量在即-250113(18页)
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