人形機械人核心部件分析
1.減速機
現階段,大部分人形機械人廠商採用“伺服電機+驅動器+諧波減速機或行星減速機+感測器”的解決方案。
01. 諧波減速器
諧波減速器主要用於人形機械人的機械臂、手腕、手等中小扭矩、輕負荷位置的機械人關節。
諧波減速機的全球市場長期以日本企業為主。
在國內市場,隨著國內技術的突破和發展,國內企業的競爭力得到提高,市場占有率逐步上公升,國產替代趨勢明顯,國內企業憑藉產品價效比和交貨週期加快了國產替代,國產品牌與海外品牌在技術上的差距明顯縮小。
精密行星減速機
精密行星減速機主要用於人形機械人下肢的旋轉開關。
現階段,國內人形機械人廠商如小公尺、心智科技、致遠、宇樹和國外人形機械人廠商特斯拉主要使用行星減速機。
在精密行星減速機領域,由於其技術含量高,生產工藝複雜,進入壁壘高,市場主要參與者為外資廠商、合資廠商,高階精密行星減速機國產化率很低。
第二無框力矩電機
無框力矩電機主要應用於旋轉開關和線性開關,主要應用於頸關節、肩關節、肘關節、腕關節、腰關節、膝關節、踝關節等大型關節,應用型別主要是直流無框力矩電機。
隨著市場容量的擴大,伺服相關廠商也可以切入機械人無框電機市場,高階市場主要由國外廠商主導。
3.空心杯電機
空心杯電機是靈巧手的核心部件,主要是因為靈巧手的手指空間較窄,而空心杯電機具有體積小、重量輕的優點,滿足了靈巧手的需求。
從全球空心杯電機市場來看,市場集中度較高,市場CR5為67%,排名前五的公司包括Faulhaber、Portescap、Allied Motion Technologies、maxon Motor和Nidec Copal Corporation。
從空心杯電機國內市場來看,第一梯隊以外資廠商為主,主要有德國的Faulhaber、瑞士的maxon、日本電產等,第二梯隊以明志電氣、江蘇雷力、鼎智科技等國內廠商為主,發展起步較晚,與海外廠商仍有一定差距。
第四扭矩感測器
機械人感測器主要包括視覺感測器和力感測器,其中扭矩感測器在人形機械人成本中佔很大比例,是本產品的重點。
我國扭矩感測器行業仍處於起步階段,競爭格局較為分散,多維扭矩感測器技術壁壘高,市場由外資主導,ATI、宇力儀器、坤威科技、鑫景誠等處於第一梯隊。
5.行星滾柱絲槓
行星滾柱絲槓主要用於人形機械人的線性開關,後續人形機械人計畫使用反向行星滾柱絲槓從驅動絲槓變為驅動螺母。
過去行星滾柱絲槓的生產能力主要集中在歐美等地,國內企業較少。 目前,國內企業市場份額較小,仍主要依賴海外進口。
目前,行星滾柱絲槓市場由國外製造商主導,包括瑞士GSA、德國力士樂、瑞典SKF、美國MOOG、美國NOOK等製造商國內鼎智科技、博特精工、漢江工具機、新建傳動等,均具備小規模研發和生產能力。
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