中信证券：电驱动有望成为人形机器人最主要的驱动器形式

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文｜华鹏伟 刘海博 华夏 李子硕 中信证券研究

驱动器是人形机器人动力系统的核心，其需要支撑人形机器人在人类生活场景满足复杂地形的通过能力和多种物品的识别、抓取。由于技术成熟，电驱动有望成为主流形式。四肢的驱动器可大致分为旋转执行器和直线执行器两种，由于负载和功率密度的要求，有望分别由无框力矩电机+减速器和无框力矩电机+丝杠构成。手部驱动器需要较高的功率密度和在有限空间实现高负载，空心杯电机+行星滚柱丝杆有望成为主流方案。由于人形机器人仍处于发展早期，暂未形成批量化的应用，建议关注具备工业自动化技术积累和依托医疗、移动、协作机器人等相近领域形成无框力矩电机、空心杯电机等领域布局的企业。

▍工业机器人等应用支撑驱动器发展成熟，电驱动是最主流驱动方式。

工业机器人、机床等是发展较为成熟的自动化集成产品，其发展也在推动伺服系统、步进系统等驱动系统，以及各类传感器、传动结构的日趋成熟。目前的主要驱动器类型可以分为液压驱动、气动驱动和电驱动。液压驱动适合重载，但结构复杂、平稳性差；气动相应速度快，但噪音大、负载能力有限；电驱动应用最为成熟，但通常需要有复杂的传动机构。随着波士顿动力发布电驱动版本的altas，目前主流的人形机器人系统已经基本由电驱动主导。

▍驱动器需保证复杂场景的承载能力和自由度。

随着驱动器、传感器等产业链的日趋成熟和人工智能技术的催化，机器人的高阶形态——人形机器人有望迎来快速发展。人形机器人需求的本质是在人类生活的场景中实现服务工作的机器代人。由于人类观感的需求，我们认为双足或轮式将成为下身的主要形式。而考虑到人类生活场景复杂，双足形式具备攀爬楼梯、跨越障碍等更好的通过性能。同时，由于人类生活中的物品形态多样，人形机器人驱动器需要解决的核心问题是在有限的空间和电池容量基础上，保证在物品抓取、摆放等过程中具备接近人体的自由度和承载能力。

▍下肢侧重负载，上肢侧重响应，手部侧重手指的自由度。

人形机器人的下肢支撑机器人本体和负载的重量，且需要考虑复杂多变场景下行走，甚至满足奔跑、跳跃等动力需求，承载能力是其重点。而上肢主要保持协调平衡和部分搬运场景，从而实现类人的动作，其核心是具备响应速度和一定的承载能力。手部需要在极为有限的空间实现手指的独立动作，并保证足够的负载能力，以特斯拉为例，其下肢负载达到9kg，同时，考虑到机器人所能携带的电量有限，功率密度和效率是最主要的指标，从而保障其负载能力和续航水平。

▍无框力矩电机+减速器/丝杠，以及空心杯电机有望广泛应用。

人形机器人的四肢有望采用旋转执行器和直线执行器相结合的方式，旋转执行器类似于人的关节，提供旋转自由度，优势是响应速度；直线执行器类似于肌肉，可利用四肢的空间，主要体现在承载能力。无框力矩电机是直驱电机的一种，其优势是功率密度高，输出力矩大，无框力矩电机+减速、无框力矩电机+丝杠有望分别成为旋转执行器和直线执行器的主流形式。目前来看，手部需要在75-100mm宽度布置5-6个驱动器，考虑承载能力、功率密度、效率的影响，空心杯电机+行星滚柱丝杆有望成为主流应用方案。

▍风险因素：

人形机器人进展不及预期；技术路线迭代风险；行业竞争加剧风险；下游需求不达预期风险。

▍投资策略：

执行器是人形机器人动力系统最核心的通用部件之一，是机器人实现类人的运动的动力源泉。考虑到产业链的成熟度，我们认为电驱动有望成为最主要的驱动器形式。而无框力矩电机+减速器、无框力矩电机+丝杠、空心杯电机+行星滚柱丝杆有望分别成为四肢和手部的核心驱动形式。

本文节选自中信证券研究部已于2025年1月2日发布的《电力设备与新能源行业人形机器人驱动器专题—驱动人形发展，塑造核心能力》报告

本文源自：券商研报精选

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