人形机器人丝杠行业深度报告：核心传动精密部件，国产化未来可期

人形机器人丝杠行业深度报告：核心传动精密部件，国产化未来可期证券研究报告2024年06月26日汽车戴畅(证券分析师)吴铭杰(联系人)S0350523120004S0350124030004daic@ghzq.com.cnwumj@ghzq.com.cn请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明2沪深300表现表现1M3M12M汽车-0.1%-4.4%-2.6%沪深300-3.4%-1.8%-8.6%最近一年走势相关报告《人形机器人行业深度报告：人形机器人从0到1，国产化&软件赋能带来行业变革（推荐）*汽车*戴畅》——2024-04-11《汽车行业周报：国际智能网联汽车技术年会热议车路云一体化，华为云正式布局具身智能领域（推荐）*汽车*戴畅》——2024-06-23《汽车行业深度报告-汽车出海系列 俄罗斯汽车市场展望：恢复向上的总销量，崛起放量的中国车（推荐）*汽车*王琭，戴畅》——2024-06-23《汽车行业周报：5月乘用车产销同环比微增，长安子品牌深蓝G318正式全球上市（推荐）*汽车*戴畅》——2024-06-16《汽车事件点评：欧盟拟对部分中国车企纯电车加征进口关税，中国车企全球崛起大趋势不改（推荐）*汽车*戴畅》——2024-06-13-22%-16%-10%-3%3%10%23/623/823/1023/1224/224/424/6汽车沪深300请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明3重点公司代码股票名称2024/06/26EPSPE投资评级股价20232024E2025E20232024E2025E603009.SH北特科技18.600.140.230.39105.9379.2146.68买入300580.SZ贝斯特15.240.831.031.2536.5024.3820.01买入603667.SH五洲新春16.340.400.53 0.66 58.5031.01 24.66 未评级301550.SZ斯菱股份49.551.681.92 2.22 27.6125.80 22.29 未评级300100.SZ双林股份11.120.200.71 0.91 52.1515.71 12.19 买入资料来源：wind资讯，国海证券研究所注：未评级公司盈利预测为wind一致预期请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明4u 核心壁垒在于精加工&设备，未来硬车应用有望扩大：ü定义及应用。丝杠是一种通过螺母、滚柱、丝杆等零部件将旋转运动转换为直线运动的机构，在人形机器人中主要应用于直线执行器，分布于全身大臂、小臂、大腿和小腿等14个部位。ü分类。丝杠按照结构原理可以分为滚柱、滚珠、滑动三种类型，其中反向式行星滚柱丝杠承载高、体积小、精度高、寿命长，因此特斯拉人形机器人主要用反向式行星滚柱丝杠。ü核心壁垒。丝杠壁垒主要在于螺母内螺纹精加工环节，目前磨削为主流技术路线，对应高精度磨床设备（中高端以外资为主），未来硬车工艺有望凭借效率高、能耗低等优势逐步扩大应用范围。u 人形机器人丝杠市场快速扩容，国产替代未来可期：ü市场空间预测。2025年特斯拉人形机器人将实现从0到1量产，根据我们测算，2025年和2030年全球人形机器人市场规模分别有望达到1.4亿元和249.5亿元，2025-2030年全球人形机器人CAGR有望达到182%。ü竞争格局。从海外和国内竞争格局来看，中高端丝杠设备的主要供应商主要为日本、德国等外资厂商，国内厂商规模、工艺与外资厂商相比仍有一定差距，主要系外资供应商加工技术布局较早，技术成熟，产品类型丰富。ü人形机器人浪潮带来丝杠国产替代机遇。人形机器人丝杠和汽车、机床丝杠的结构、精度、大小不同，我们认为未来人形机器人的量产是一场对丝杠技术的全新革命，有望间接缩短外资厂商和内资厂商之间的技术差距。此外未来人形机器人量产后或将将重心向规模化降本转移，与外资厂商相比，内资厂商具备人力成本低、国产设备采购价格低、工艺迭代速度快等多种优势，未来有望紧抓人形机器人产业化机遇，快速实现国产替代。u 投资建议：ü重点关注。拥有丝杠类似产品工艺的优质汽零公司，推荐北特科技（汽车转向齿条）、贝斯特（涡轮增压精密零部件）、双林股份（HDM、轮毂轴承）；建议关注五洲新春（汽车轴承、风电滚子）、斯菱股份（动力轴承、传动轴承、轮毂轴承）。ü风险提示。汽车行业销量下滑风险；人形机器人新技术开发不及预期；供应链国产化进程不及预期；重点关注公司业绩不及预期；机器人行业与汽车行业不可简单类比；测算偏差风险。请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明5核 心 壁 垒 在 于 精 加 工 & 设 备 ， 未 来 硬 车 应 用 有 望 扩 大01人 形 机 器 人 丝 杠 市 场 快 速 扩 容 ， 国 产 替 代 未 来 可 期02投 资 标 的 关 注0304 投 资 建 议05 风 险 提 示请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明601 核心壁垒在于精加工&设备，未来硬车应用有望扩大请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明7n特斯拉人形机器人有28个执行器，其中线性执行器搭载行星滚柱丝杠。根据特斯拉2022AIDAY，特斯拉人形机器人全身28个执行器（14个线性执行器+14个旋转执行器），旋转执行器=无框力矩电机+谐波减速器+扭矩传感器+编码器，直线执行器=无边框力矩电机+行星滚柱丝杠+力传感器+编码器，其中14个线性执行器分布在大臂（2）、小臂（4）、大腿（4）、小腿（4），对应14个行星滚柱丝杠。资料来源：特斯拉2022AIDAY，国海证券研究所图：特斯拉人形机器人直线执行器内部结构图：特斯拉六种型号执行器（旋转+线性）请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明8n 定义：行星滚柱丝杠是一种通过螺母、滚柱、丝杆等零部件将旋转运动转换为直线运动的机构。n 组成结构：标准滚柱丝杠（PRS）主要由几个关键组件构成：丝杆、滚柱、螺母三个主要部件以及直齿、内齿圈、滚柱保持架和弹簧挡圈等辅助部件。其中，丝杆设计为牙型角90°的多头螺纹；滚柱则是具有相同牙型角的单头螺纹设计；螺母内部具备与丝杠头数和牙型相匹配的内螺纹。n 工作原理：由电机带动旋转的丝杠利用摩擦转矩驱动滚柱转动，继而将丝杠的回转运动转换为螺母的直线往复运动。图：行星滚柱丝杠结构示意图资料来源：《精密行星滚柱丝杠的传动特性》李凯等图：行星滚柱丝杠实物图请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明9n 丝杠作为负责将电机旋转运动转化为直线传动的传动精密件，具备摩擦小、精度高、刚度高、传动可逆性等特点：ü 摩擦损失小、传动效率高。由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝杠螺母之间有很多滚珠在做滚动运动，所以能得到较高的运动效率。与过去的滑动丝杠副相比驱动力矩达到1/3以下，即达到同样运动结果所需的动力为使用滑动丝杠副的1/3，在省电方面很有帮助。ü 精度高。滚珠丝杠副一般是用世界最高水平的机械设备连贯生产出来的，特别是在研削、组装、检查各工序的工厂环境方面，对温度、湿度进行了严格的控制。完善的品质管理体制使精度得以充分保证。ü 精确微进给。滚珠丝杠副由于是利用滚珠运动，所以启动力矩极小，不会出现滑动运动那样的爬行现象，能保证实现精确的微进给。ü 轴向刚度高。滚珠丝杠副可以加与预压，由