运动控制行业研究：人形机器人“小脑”有望成为主赛道

敬请参阅最后一页特别声明 1 投资逻辑 人形机器人“小脑”有望成为主赛道： 什么是人形机器人“小脑”：人形机器人的“小脑”主要为了实现轨迹规划和运动控制（肢体驱动、姿态平衡等），主要由控制器+伺服驱动器+电机+传感器构成。控制原理与工业机器人、工业母机等高端装备类似，但需要处理多维度的输入信号和更高自由度的运动控制，同时控制策略更难，需要基于强化学习的控制技术、基于动力学的模型预测控制技术等技术支撑和融合创新，我们认为在人形机器人产业化成熟的历程中会涌现较多投资机会，有望成为重要的主赛道。 人形机器人“大脑”快速迭代，“小脑”重要性日渐提升：Figure 的 VLA 模型是人形机器人“大脑”的一个重大技术突破，通过部署两个模型解决了 VLM 模型基础架构通用性强但响应速度较慢的问题，“大脑”的成熟有迹可循，且在新技术、新架构的推动下正在快速迭代。而“小脑”由于主要是负责运动控制的落地，由于其技术路线上的高壁垒和复杂性，很难通过弯道超车实现突破，或成为人形机器人产业化的“卡脖子”环节，后续的重要性有望日渐提升。 “小脑”的潜在商业模式有哪些：1）第三方模式：通过提供标准化运动控制解决方案，实现规模效应，支撑研发投入。类似数控系统领域的龙头企业发那科，在数控机床行业成功实现了高壁垒和通用性强的商业模式，下游主机厂很难通过自研实现替代；2）一体化模式：企业从创立之初就专注于运控技术开发，后续逐步发展为软硬一体的布局，凭借其在运控技术上的稀缺性积累形成竞争优势；3）深度合作二次开发：制造业龙头企业可能采取这种模式，与“小脑”第三方供应商进行合作，在供应商的运动控制系统平台上进行深度二次开发，快速实现产业化落地，并掌握一定运控技术的核心壁垒，从而加速切入人形机器人领域，实现后发制人。 谁能在本轮“小脑”成长机会中脱颖而出： 具备高端装备高速、高精多轴联动控制能力：这类企业原先的下游应用集中在半导体设备、工业母机等高端装备领域，市场参与者以海外企业（如 ACS、科尔摩根、发那科、西门子等）为主。这类企业经过长时间的技术积累，在插补算法、误差补偿、高速高精伺服控制、复杂系统轨迹规划和多轴联动等领域具备先发优势，能够快速进入新的下游行业，尤其在中高端人形机器人应用领域具有较好的发展前景。 具备工业机器人运动控制能力：这类企业通常有基于通用多轴运动控制平台进行自主研发的能力，提供自研的运动控制系统。目前，国内头部工业机器人企业已开始配套提供自己的运动控制器，并在此基础上开发新品（如智能双臂机器人、智能焊接机器人等）。这些产品在控制架构上更接近人工智能级控制，应用了视觉和大模型等新技术，使工业机器人具备更强的环境感知、自主决策和动态优化能力。下一步，具备工业机器人运动控制能力的企业也有望向人形机器人领域延伸，提供“机器人本体+运动控制”的完整解决方案。 投资建议 考虑人形机器人成长空间较大，“小脑”有望成为重要的主赛道，具有相关技术储备的企业有较好成长前景，建议关注华中数控、科德数控。 风险提示 国产替代进展不及预期、人形机器人产业化进展不及预期。 行业专题研究报告 敬请参阅最后一页特别声明 2 扫码获取更多服务 内容目录 1.人形机器人“小脑”有望成为主赛道 ................................................................. 5 1.1 从工业机器人起步，详解什么是人形机器人的“小脑” ............................................ 5 1.2 人形机器人“大脑”快速迭代，“小脑”重要性日渐提升............................................ 13 1.3 以史为鉴，“小脑”商业模式思考 ............................................................. 15 1.4 AI 技术对“小脑”也有显著加持，但主要是解决数学计算环节，不改变运行逻辑 .................... 18 2.谁能在本轮“小脑”成长机会中脱颖而出？ .......................................................... 21 2.1 具备高端装备高速、高精多轴联动控制能力：固高科技、华中数控、科德数控 .................... 21 2.2 具备工业机器人运动控制能力：拓斯达、埃夫特、埃斯顿 ...................................... 26 3.投资建议 ..................................................................................... 31 4.风险提示 ..................................................................................... 31 图表目录 图表 1： 机器人基本组成.......................................................................... 5 图表 3： 工业机器人常见控制方式.................................................................. 6 图表 4： 仿人机器人运动控制器芯片架构............................................................ 6 图表 5： 工业机器人控制软件的基本功能架构........................................................ 7 图表 6： 通用运动控制器主要分类.................................................................. 7 图表 7： 工业机器人的单关节控制原理.............................................................. 8 图表 8： 将其他关节的影响作为前馈项引入控制器构成多关节控制系统.................................. 8 图表 9： 工业机器人运动控制系统原理.............................................................. 8 图表 10： 人形机器人“小脑”输入端更复杂 ........................................................... 9 图表 11： 人形机器人是一个人工智能级运动控制系统落地场景......................................... 9 图表 12： 控制轴数越多运动控制系统越复杂..