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IMU（惯性测量单元）：姿态测量和惯导的核心传感器。IMU 是测量物体三轴角速率及加速度的装置，通常由两个及以上的加速度计和陀螺仪组成。IMU作为惯性定位技术的核心设备，经过误差补偿和惯性导航解算，最终输出载体相对初始位置的坐标变化量、速度等导航信息。IMU 按使用性能从低到高可分为消费级、工业级和军用级，不同级别的 IMU 在设计、制造和成本方面都有所差异，以满足不同领域对性能和可靠性的需求。IMU 下游应用广泛，涵盖从消费电子、汽车电子到工业与通信、医疗健康等各个领域。

减速器是在原动机和工作机之间起着匹配转速和传递扭矩作用的部件，绝大多数工作机负载大、转速低，不适宜用原动机直接驱动，需通过减速器来降低转速、增加扭矩，因此绝大多数的工作机均需要配用减速器。上游主要为齿轮、轴承、箱体等基础零件，上游供应链较为简单；下游行业应用较为广泛，包括工业机器人、精密机床、工程机械、冶金设备、矿山机械等多个行业，具备较强通用性。

灵巧手：人形机器人末端执行与感知的工具，是人形机器人未来硬件迭代空间最大的功能模块之一。灵巧手模仿人手的结构和功能，实现对物体的灵活抓取，满足多种工作需求。根据我们测算，目前单只人形机器人灵巧手成本约2.8万元，我们预计产业化成熟后，单只价值量有望降低到1.5万元，在人形机器人整机成本中占比约14%。我们预计2030年人形机器人灵巧手全球市场空间约568亿元，2023-2030年市场空间复合增速约35%。

传感器是人形机器人中核心的感知部件，可以类比做人的感觉器官。传感器由敏感元件、转换元件及转换电路构成，可以按照输入量、转换原理、输出信号等多种方式分类。目前常见的传感器主要有电阻应变式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、压阻式传感器、MEMS 传感器等。

人形机器人产业链催化不断。根据擎天柱首席工程师 Milan Kovac，目前擎天柱行走速度约为 0.6 米/秒，速度与此前相比提高了 30%。通过改进前庭系统、脚部轨迹，以及地面接触逻辑，并升级运动规划器，缩短整个机器人的环路延迟，擎天柱整体行走稳定性和自信程度都有所提升，转弯表现也十分优异。研究团队还为其添加了一些躯干和手臂的摇摆动作，使行走更加自然。此外，英伟达将成立 GEAR 研究小组，由高级科学家 Jim Fan 领衔，专注于通用具身智能体的研究。我们认为人形机器人是 AGI 具身智能的

公司是中国头部专业齿轮厂商，积极拓展减速器领域，近年来发展快速。公司 40+年专注机械传动核心部件的研制与销售，已成为中国头部的专业齿轮产品制造商和服务商之一。公司从摩托车齿轮起家，陆续进入乘用车、工程机械、商用车齿轮等多个领域。凭借齿轮行业多年技术与经验积累，公司积极布局高精密减速器领域，于 2020 年成立专门从事机器人 RV 减速器的子公司环动科技。

Optimus产业化加速推进，应用场景有望快速打开。2024年1月三花智控、拓普集团相继加码机器人项目投资，验证行业已初步具备由研发试验向量产阶段过渡的产业条件。我们预计2024年下半年Optimus有望实现零部件定点，2024年底或2025年初有望逐步进入小批量量产阶段。从下游应用来看，汽车制造是机器人应用的天然大市场，但对于车身内配、总装环节等精细而繁琐、连续柔性化作业的工作，工业机械臂具备明显的应用局限性，为人形机器人提供切入机会。1）从产业布局来看，特斯拉、小鹏、宝马、本田、丰田、比亚迪

人形机器人感知模块是运控与交互基础，遍布全身，未来成长空间广阔。人形机器人主流传感器包括，1）位觉传感器：使用量1颗IMU，用来测量机器人的运动及姿态信息，一个价格400-2000元，未来或取消；2）视觉传感器：国内深度相机+激光雷达，特斯拉为纯视觉方案，1个鱼目摄像头+2个普通摄像头；3）关节力控传感器：特斯拉每个线性关节在电机外分别放置1个一维压力传感器；每个旋转关节在减速器外分别放置1个一维力矩传感器，国内方案不一。4）手腕和脚踝传感器：每个手腕脚踝分别放1个六维力矩传感器（可选装），价格

精密丝杠的粗加工环节制作工艺路线较多，可选择车削、铣削和冷锻的加工方式。行星滚柱丝杠的制作包括对主丝杠、滚柱和螺母进行粗加工和精加工，制作工艺有 3 条技术路线，其中热处理环节基本一致，不同点在于粗加工环节。车削是较为传统的工艺，利用主轴的回转和刀具的移动来实现对多余材料的切割；铣削使用旋转的多刃刀具切割材料，生产效率更高；冷锻对材料进行冷挤压以达到成型目的，材料利用率较高。制作出的工件还需经过热处理和磨削环节。

关于人形机器人关节方案选型问题，业内存在诸多选型方案和争议。本篇报告从产品原理与需求现状出发，剖析了不同关节方案的选型依据及优劣势；并以特斯拉Optimus的选型为切入口，对人形机器人的产业化路径进行了推演和预判。

微特电机市场空间广阔，人形机器人浪潮来临。微特电机市场规模稳步增长，根据 Allied Market Research，2022 年全球微特电机市场规模为 359 亿美元，2030年预计达 561 亿美元。微特电机产品种类众多，应用场景多元。医疗器械及工业自动化等行业发展如火如荼，中高端领域有较强的国产化需求。Tesla Bot “Optimus”快速迭代，人形机器人产业化浪潮来临。人形机器人关节成本较高，零部件为量产的关键，能生产电机、减速器、行星滚柱丝杆等技术壁垒高、价值量高的零部件国内厂商

精密减速器是机器人转动关节的核心零部件。减速器是连接电机和负载的中间装置，用于降低电机的输出转速、提高输出扭矩。机器人领域所使用的减速器属于精密减速器，主要包括谐波减速器、RV 减速器、精密行星减速器。谐波减速器具有单级传动比大、体积小、质量小、运动精度高的优点，因此主要应用于机器人小臂、腕部、手部等部件；RV 减速器的优点是其传动比范围大，并具有更高的刚性和扭矩承载能力，因此主要应用于多关节机器人中机座、大臂、肩部等位置；精密行星减速器具有高刚性、高精度、高传动效率，因此主要与伺服电机、控制器