人形机器人与人工智能密切相关,被定义为代替人类从事一些危险和重复的劳动,在人工智能的快速发展下具有很大的商业化图景。
目前,减速器对单个机器人的需求呈指数级增长,根据特斯拉AI Day的数据,人形机器人擎天柱有40个关节,参考工业机器人,假设使用14个谐波减速器和4个行星减速器,那么我们估计10万套的销量将增加11台左右2亿次谐波减速器和1台6亿元行星减速机市场空间。
自 2022 年首次提出 opitimus 概念以来,在不到两年的时间里加速迭代,现在已经能够完成单腿瑜伽等复杂动作,进展超出预期。
其商业化无法避免的成本降低问题和对减速机的巨大需求,为精密减速机制造商创造了广阔的空间。 还原剂
减速器是机器人最关键的功能部件,是连接电源和执行机构的中间装置,历来被称为机器人的“关节”,是机器人旋转执行机构的核心部件。
通常,它利用电动机和内燃机的高速动力,将输入轴上的小齿轮与输出轴上的大齿轮啮合,以达到减速和传递更大扭矩的目的。
例如,减速比为50:1的减速机可以轻松实现0的额定扭矩将1Nm电机扭矩提高到5Nm,使其能够承受更高的负载,并适当降低输出速度,以提高控制分辨率和闭环精度。
特斯拉人形机器人的主流路线是谐波减速器和行星减速器方案。
国内人形机器人大多采用行星减速器,辅以谐波减速器。 使用谐波减速机方案需要使用扭矩传感器进行力控制,结构和成本较为复杂,多级行星结构相对简单,但精度相对较低。
但从产品和成本差异来看,谐波减速机轨道优于行星减速机,谐波减速机未来规模经济性和成本迭代空间大于行星减速机。
行星减速机和谐波减速机有一定的重叠应用场景。
与RV减速机相比,谐波减速机成本更低,精度更高,负载能力满足了人形机器人的需求,因此谐波减速机可以更好地满足人形机器人的轻量化要求。
与谐波减速机相比,行星减速机的优点是使用寿命长,使用寿命低; 但由于其重量重、减速比低,更适合于精度和效率要求不高的端关节执行器。
谐波减速器由波发生器、柔性齿轮和刚性齿轮三个基本部件组成,是一种依靠波发生器组装柔性轴承产生柔性齿轮可控弹性变形,并与刚性齿轮啮合以传递运动和动力的齿轮传动。
谐波减速器具有体积小、减速比大的特点,主要用于机器人小臂、手腕、手等轻载部件,因此需求量大。
已广泛应用于能源电子设备、矿山冶金、交通运输、起重机械、石油化工机械和医疗设备等领域,特别是在高动态性能的伺服系统中,采用谐波齿轮传动显示出其优越性。
公开资料显示,一个普通的多关节机器人需要3个谐波减速器5台; 坐标机器人平均需要1个谐波减速器; SCARA机器人和并联机器人分别需要3个和1个谐波减速器; 其他类型的机器人平均需要 0谐波减速器5台;
目前,全球谐波减速器市场的主要参与者包括和谐和谐、绿色谐波、步枪谐波、新宝、铜川科技、大族等。
Hamanaco拥有领先的技术和专利,产品寿命长,故障率低,产品种类繁多,覆盖全球市场。
国内谐波齿轮传动技术发展较晚,国内绿色谐波在国内率先实现了谐波减速机的产业化和规模化,也涌现出莱福、大族、铜川科技、国贸股份等优质厂家。
目前,国内部分企业在性能和稳定性方面已能够达到国际先进水平,打破了国外技术垄断,逐步形成了对国外品牌进口的一定替代。
2024年谐波减速器市场份额:
数据**:星星查精密行星减速机是由行星齿轮、太阳轮和内齿圈三部分组成的传动结构,具有良好的刚性和耐磨性,多用于传统自动化领域。 适用于各种直流伺服电机、交流伺服电机和步进电机的减速和旋转,广泛应用于数控机床、工业机器人、食品机械、包装机械、印刷机械等自动化设备。
精密行星减速机利用齿轮的变速器将电机的转数减少到所需的转数,得到扭矩大的机构。 行星减速机体积小、重量轻、承载能力高、使用寿命长、运行平稳、噪音低等特点。
行星减速机的市场份额相对分散。 在全球范围内,德国、日本等国家的精密行星减速机产品在材料、设计水平、质量控制、精度、可靠性和使用寿命等方面均处于行业领先地位。
根据QY Research整理的销量数据,2024年,日本新宝、纽卡特、威腾斯坦将成为全球精密行星减速机市场的主要参与者; 日本新宝、科丰智能和纽捷达是中国精密行星减速机市场的主要龙头企业,2024年分别在中国的市场份额。 4%,国内厂商有机会突破。
2024年精密行星减速机市场格局:
数据**:科峰智能整体上对减速机技术壁垒较高,海外头部厂商具有先发优势,但国内厂商近年来加速追赶,不断进行技术突破。 在行星减速机领域,科峰智能是中国大陆市场占有率较高的本土品牌; 在RV减速机领域,双环传动、中大德、秦川机床等众多国产品牌迅速推出; 在谐波减速器领域,绿色谐波引领国产替代。
考虑到人形机器人的量产,与海外减速机厂商相比,国内一链企业在成本和效率上具有显著优势。
数据**:在特斯拉的带领下,目前人形机器人的研发和应用呈现爆发式增长,成为当前科技行业最热门的话题。 这一趋势不仅引发了社会各界的广泛关注,也促使相关产业链上下游企业积极布局,以期在这股科技浪潮中分得一杯羹。
人形机器人的运动性能、稳定性和寿命很大程度上取决于减速器的质量。 减速机厂家纷纷展开激烈的市场竞争,加速抢占市场份额,国内厂商有望在各方面加速国产替代,迎来广阔的空间。
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