人形机器人核心部件分析
1.减速机
现阶段,大部分人形机器人厂商采用“伺服电机+驱动器+谐波减速机或行星减速机+传感器”的解决方案。
01. 谐波减速器
谐波减速器主要用于人形机器人的机械臂、手腕、手等中小扭矩、轻负荷位置的机器人关节。
谐波减速机的全球市场长期以日本企业为主。
在国内市场,随着国内技术的突破和发展,国内企业的竞争力得到提高,市场占有率逐步上升,国产替代趋势明显,国内企业凭借产品性价比和交货周期加快了国产替代,国产品牌与海外品牌在技术上的差距明显缩小。
精密行星减速机
精密行星减速机主要用于人形机器人下肢的旋转开关。
现阶段,国内人形机器人厂商如小米、心智科技、致远、宇树和国外人形机器人厂商特斯拉主要使用行星减速机。
在精密行星减速机领域,由于其技术含量高,生产工艺复杂,进入壁垒高,市场主要参与者为外资厂商、合资厂商,高端精密行星减速机国产化率很低。
第二无框力矩电机
无框力矩电机主要应用于旋转开关和线性开关,主要应用于颈关节、肩关节、肘关节、腕关节、腰关节、膝关节、踝关节等大型关节,应用类型主要是直流无框力矩电机。
随着市场容量的扩大,伺服相关厂商也可以切入机器人无框电机市场,高端市场主要由国外厂商主导。
3.空心杯电机
空心杯电机是灵巧手的核心部件,主要是因为灵巧手的手指空间较窄,而空心杯电机具有体积小、重量轻的优点,满足了灵巧手的需求。
从全球空心杯电机市场来看,市场集中度较高,市场CR5为67%,排名前五的公司包括Faulhaber、Portescap、Allied Motion Technologies、maxon Motor和Nidec Copal Corporation。
从空心杯电机国内市场来看,第一梯队以外资厂商为主,主要有德国的Faulhaber、瑞士的maxon、日本电产等,第二梯队以明志电气、江苏雷力、鼎智科技等国内厂商为主,发展起步较晚,与海外厂商仍有一定差距。
第四扭矩传感器
机器人传感器主要包括视觉传感器和力传感器,其中扭矩传感器在人形机器人成本中占很大比例,是本产品的重点。
我国扭矩传感器行业仍处于起步阶段,竞争格局较为分散,多维扭矩传感器技术壁垒高,市场由外资主导,ATI、宇力仪器、坤威科技、鑫景诚等处于第一梯队。
5.行星滚柱丝杠
行星滚柱丝杠主要用于人形机器人的线性开关,后续人形机器人计划使用反向行星滚柱丝杠从驱动丝杠变为驱动螺母。
过去行星滚柱丝杠的生产能力主要集中在欧美等地,国内企业较少。 目前,国内企业市场份额较小,仍主要依赖海外进口。
目前,行星滚柱丝杠市场由国外制造商主导,包括瑞士GSA、德国力士乐、瑞典SKF、美国MOOG、美国NOOK等制造商国内鼎智科技、博特精工、汉江机床、新建传动等,均具备小规模研发和生产能力。
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