人形機械人與人工智慧密切相關,被定義為代替人類從事一些危險和重複的勞動,在人工智慧的快速發展下具有很大的商業化圖景。
目前,減速器對單個機械人的需求呈指數級增長,根據特斯拉AI Day的資料,人形機械人擎天柱有40個關節,參考工業機械人,假設使用14個諧波減速器和4個行星減速器,那麼我們估計10萬套的銷量將增加11臺左右2億次諧波減速器和1臺6億元行星減速機市場空間。
自 2022 年首次提出 opitimus 概念以來,在不到兩年的時間裡加速迭代,現在已經能夠完成單腿瑜伽等複雜動作,進展超出預期。
其商業化無法避免的成本降低問題和對減速機的巨大需求,為精密減速機製造商創造了廣闊的空間。 還原劑
減速器是機械人最關鍵的功能部件,是連線電源和執行機構的中間裝置,歷來被稱為機械人的“關節”,是機械人旋轉執行機構的核心部件。
通常,它利用電動機和內燃機的高速動力,將輸入軸上的小齒輪與輸出軸上的大齒輪嚙合,以達到減速和傳遞更大扭矩的目的。
例如,減速比為50:1的減速機可以輕鬆實現0的額定扭矩將1Nm電機扭矩提高到5Nm,使其能夠承受更高的負載,並適當降低輸出速度,以提高控制解像度和閉環精度。
特斯拉人形機械人的主流路線是諧波減速器和行星減速器方案。
國內人形機械人大多採用行星減速器,輔以諧波減速器。 使用諧波減速機方案需要使用扭矩感測器進行力控制,結構和成本較為複雜,多級行星結構相對簡單,但精度相對較低。
但從產品和成本差異來看,諧波減速機軌道優於行星減速機,諧波減速機未來規模經濟性和成本迭代空間大於行星減速機。
行星減速機和諧波減速機有一定的重疊應用場景。
與RV減速機相比,諧波減速機成本更低,精度更高,負載能力滿足了人形機械人的需求,因此諧波減速機可以更好地滿足人形機械人的輕量化要求。
與諧波減速機相比,行星減速機的優點是使用壽命長,使用壽命低; 但由於其重量重、減速比低,更適合於精度和效率要求不高的端關節執行器。
諧波減速器由波發生器、柔性齒輪和剛性齒輪三個基本部件組成,是一種依靠波發生器組裝柔性軸承產生柔性齒輪可控彈性變形,並與剛性齒輪嚙合以傳遞運動和動力的齒輪傳動。
諧波減速器具有體積小、減速比大的特點,主要用於機械人小臂、手腕、手等輕載部件,因此需求量大。
已廣泛應用於能源電子裝置、礦山冶金、交通運輸、起重機械、石油化工機械和醫療裝置等領域,特別是在高動態效能的伺服系統中,採用諧波齒輪傳動顯示出其優越性。
公開資料顯示,乙個普通的多關節機械人需要3個諧波減速器5臺; 坐標機械人平均需要1個諧波減速器; SCARA機械人和併聯機械人分別需要3個和1個諧波減速器; 其他型別的機械人平均需要 0諧波減速器5臺;
目前,全球諧波減速器市場的主要參與者包括和諧和諧、綠色諧波、步槍諧波、新寶、銅川科技、大族等。
Hamanaco擁有領先的技術和專利,產品壽命長,故障率低,產品種類繁多,覆蓋全球市場。
國內諧波齒輪傳動技術發展較晚,國內綠色諧波在國內率先實現了諧波減速機的產業化和規模化,也湧現出萊福、大族、銅川科技、國貿股份等優質廠家。
目前,國內部分企業在效能和穩定性方面已能夠達到國際先進水平,打破了國外技術壟斷,逐步形成了對國外品牌進口的一定替代。
2024年諧波減速器市場份額:
資料**:星星查精密行星減速機是由行星齒輪、太陽輪和內齒圈三部分組成的傳動結構,具有良好的剛性和耐磨性,多用於傳統自動化領域。 適用於各種直流伺服電機、交流伺服電機和步進電機的減速和旋轉,廣泛應用於數控工具機、工業機械人、食品機械、包裝機械、印刷機械等自動化裝置。
精密行星減速機利用齒輪的變速器將電機的轉數減少到所需的轉數,得到扭矩大的機構。 行星減速機體積小、重量輕、承載能力高、使用壽命長、執行平穩、噪音低等特點。
行星減速機的市場份額相對分散。 在全球範圍內,德國、日本等國家的精密行星減速機產品在材料、設計水平、質量控制、精度、可靠性和使用壽命等方面均處於行業領先地位。
根據QY Research整理的銷量資料,2024年,日本新寶、紐卡特、威騰斯坦將成為全球精密行星減速機市場的主要參與者; 日本新寶、科豐智慧型和紐捷達是中國精密行星減速機市場的主要龍頭企業,2024年分別在中國的市場份額。 4%,國內廠商有機會突破。
2024年精密行星減速機市場格局:
資料**:科峰智慧型整體上對減速機技術壁壘較高,海外頭部廠商具有先發優勢,但國內廠商近年來加速追趕,不斷進行技術突破。 在行星減速機領域,科峰智慧型是中國大陸市場占有率較高的本土品牌; 在RV減速機領域,雙環傳動、中大德、秦川工具機等眾多國產品牌迅速推出; 在諧波減速器領域,綠色諧波引領國產替代。
考慮到人形機械人的量產,與海外減速機廠商相比,國內一鏈企業在成本和效率上具有顯著優勢。
資料**:在特斯拉的帶領下,目前人形機械人的研發和應用呈現爆發式增長,成為當前科技行業最熱門的話題。 這一趨勢不僅引發了社會各界的廣泛關注,也促使相關產業鏈上下游企業積極布局,以期在這股科技浪潮中分得一杯羹。
人形機械人的運動效能、穩定性和壽命很大程度上取決於減速器的質量。 減速機廠家紛紛展開激烈的市場競爭,加速搶占市場份額,國內廠商有望在各方面加速國產替代,迎來廣闊的空間。
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