机械设备行业机器人轻量化：材料与技术的革新之路

请务必阅读正文后的声明及说明 [Table_Info1] 机械设备 [Table_Date] 发布时间：2025-07-01 [Table_Invest] 优于大势 上次评级: 优于大势 [Table_PicQuote] 历史收益率曲线 [Table_Trend] 涨跌幅（%） 1M 3M 12M 绝对收益 3% -2% 32% 相对收益 0% -3% 18% [Table_Market] 行业数据 成分股数量（只） 649 总市值（亿） 22801 流通市值（亿） 17712 市盈率（倍） 101.86 市净率（倍） 2.12 成分股总营收（亿） 18769 成分股总净利润（亿） 1121 成分股资产负债率（%） 199.62 [Table_Report] 相关报告 《机器人大时代趋势明确，关注核心标的&新技术方向》 --20250623 《核电板块关注度持续提升，机器人板块催化密集，通用自动化谨慎乐观》 --20250617 [Table_Author] 证券分析师：刘俊奇 执业证书编号：S0550524020001 17501626511 liujq1@nesc.cn 研究助理：周兴武 执业证书编号：S0550124070020 15996262528 zhouxw@nesc.cn [Table_Title] 证券研究报告 / 行业深度报告 机器人轻量化：材料与技术的革新之路 报告摘要： [Table_Summary] 机器人轻量化大势所趋。随着机器人应用场景的不断拓展，市场对于机器人运动性能、能耗效率、安装便捷性和应用适应性的要求日益严苛。轻量化技术不仅能够显著提升机器人的加减速能力、动态响应速度和灵活性，还能降低能耗，提升续航能力，减少对能源的依赖。同时，轻量化设计简化了机器人的安装与维护流程，降低了运输与维修成本，提高了生产效率。更为重要的是，轻量化机器人的出现极大地拓展了机器人的应用边界，使其能够更好地适应太空探索、深海探测、医疗手术等对重量敏感的特殊领域，满足各行业对于高效、灵活、节能机器人设备的迫切需求。 在轻量化材料的选择上，聚醚醚酮（PEEK）、碳纤维、铝镁合金以及尼龙等高性能材料逐渐崭露头角。PEEK 以其卓越的耐高温、高强度、耐化学腐蚀等特性，在航空航天、医疗等领域展现出巨大的应用潜力；碳纤维则凭借其高强度、高模量、低密度的优势，成为航空航天、高端体育用品等行业追求轻量化的首选材料；铝镁合金因其良好的比强度、散热性能和耐腐蚀性，在交通、航空领域应用广泛；尼龙则以其高机械强度、良好韧性和耐疲劳性，在工程塑料、纺织服装等领域发挥着重要作用。这些材料不仅在性能上满足了机器人轻量化的需求，还通过产业链的逐步完善和市场规模的不断扩大，为机器人轻量化技术的普及提供了坚实的物质基础和经济可行性。 在核心部件的轻量化方案探索中，电机、减速器、丝杠、关节模组以及结构件等关键部位均取得了显著进展。无框电机以其高功率密度、紧凑结构和快速响应能力，通过直接集成到关节轴中，大幅减少了机械部件数量，实现了机器人关节的轻量化与高性能化；谐波减速器通过柔轮形状优化、采用特种材料等途径，在减小尺寸的同时提升了刚度、精度与寿命等关键指标；行星滚柱丝杠副作为一种高效的机械传动装置，通过结构参数优化设计和采用铝基复合材料等轻量化材料，成功实现了尺寸与质量的双重缩减。此外，关节模组的创新设计以及机器人结构件的尺寸、形状和拓扑优化方法，进一步推动了机器人整体结构的轻量化发展。这些技术突破不仅提升了机器人的性能与能效，还为机器人在复杂环境下的高效运行与长期服役提供了有力保障。 相关标的：新瀚新材、中欣氟材、沃特股份、聚合顺、江苏博云、星源卓镁、金发科技、普利特、永茂泰、肇民科技、唯科科技、恒勃股份等。 风险提示：机器人进展不及预期；技术路线更迭风险。 [Table_CompanyFinance] -20%-10%0%10%20%30%40%50%2024/7 2024/10 2025/12025/4机械设备沪深300 请务必阅读正文后的声明及说明 2 / 47 [Table_PageTop] 机械设备/行业深度 目 录 1. 机器人轻量化大势所趋 ...................................................................................... 5 1.1. 机器人为什么需要轻量化 ....................................................................................................... 5 1.2. 机器人轻量化进展 ................................................................................................................... 7 2. 轻量化材料选择 .................................................................................................. 7 2.1. PEEK ......................................................................................................................................... 7 2.2. 碳纤维 ..................................................................................................................................... 10 2.3. 铝镁合金 ................................................................................................................................. 13 2.4. 尼龙 ......................................................................................................................................... 15 3. 核心部件轻量化潜在方案 ................................................................................ 18 3.1. 电机 ...............