人形机器人系列深度PPT(五):灵巧手:人形机器人硬件迭代核心模块.pdf

1、灵巧手:人形机器人末端执行与感知的工具,是人形机器人未来硬件迭代空间最大的功能模块之一。灵巧手模仿人手的结构和功能,_实现对物体的灵活抓取,满足多种工作需求,根据我们测算,自前单只人形机器入莫巧手成本约28万元,我们预计产业化成熟后,单只价值量有望降低到1.5万元,在人形机器人整机成本中占比约14%。我们预计2030年人形机器人灵巧手全球市场空间约568亿元,2023-2030年市场空间复合增速约35%。

2、传动、驱动、传感系统多元集成解决方案,赋能灵巧手精准化、智能化发展方向

(1)传动系统:包括连杆传动,齿轮传动、带传动,线绳驱动等,多种传动方式可结合应用,实现优劣互补;

(2)驱动系统:电机驱动为主流路线,驱动力大、控制精度高、响应快,适配于灵巧手的通用性、移动性,易于实现商业化;

(3)传感系统:内在传感器反馈机器人动态信息,外部传感器感知外部不境,相互搭配实现灵巧机械手的运动和控制。

3、空心杯电机:灵巧手电机最佳选择之一,海外厂商占据市场龙头,国内企业起步较晚,有望借助人形机器人实现弯道超车

(1)使用绕线杯式电机绕组,减小了电机运行时的磁阻力矩和齿槽引起的转矩脉动,降低了电机运行过程中的能量损失,具有节能、效率高、灵敏度高、运行稳定等特点,适配灵巧手对体积、性能、成本的优化需求。

(2)人形机器人帮助打开空心杯电机未来市场,根据华经产业研究院,2022年全球空心杯电机市场规模约为51亿人民币,预计2028年市场规模将达到83亿人民市,期间复合年均增长率约8.5%。我们预测,人形机器人2030年需求实现177.2万台,带动空心杯市场空间达到132亿元。

(3)中国与欧洲为空心杯电机的主要市场,根据QYResearch数据,2021年中国和欧洲的空心杯市场分别占全球34.8%259%全球竞争格局高度集中,中高端市场仍由欧洲企业主导,CR4占据市场份额的65%以上。国内鸣志电器等暂居第二梯队,国内厂商在生产效率、产品寿命、精度方面,较海外厂商仍存在一定的技术差距,随人形机器人需求空间打开,国产替代进程提速

4、绕线机:空心杯制造核心环节,以斜绕形和马鞍形为主,海外厂商自动化程度相对较高,国产厂商自动化率快速提升空心杯电机常用的线圈绕法有直绕形、马鞍形、斜绕形三种形式,斜绕形和马鞍形在绕制工艺上相对简单,国内外绕线机多采用这两种方式。Metetor、田中精机等厂商自动化发展居于领先地位,国内厂商研发技术存在优化空间。

5、投资建议:关注人形机器人灵巧手的重点部件及设备国产供应龙头。重点推荐鸣志电器、汇川技术、禾川科技、柯力传感,重点关注拓邦股份、伟创电气、江苏雷利、鼎智科技、雷赛智能、丰立智能、东华测试、汉威科技、田中精机等。

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6、风险提示:中美贸易冲突超预期、技术迭代不及预期、产业化进展不及预期灵巧手是机器人操作和动作执行的末端工具,在机器人学领域属于末端执行器的范畴。
未端执行器是机器人执行部件的统称,一般安装于机器人腕部的未端,是直接执行任务的装置。末端执行器作为机器人与环境相互作用的最后环节与执行部件,对提高机器入的柔性和易用性有若极为重要的作用,其性能的优劣在很大程度上决定了整个机器人的工作性能
灵巧手模仿人手的结构和功能,在机器人与环境的交互中起若关键作用。机器人灵巧手从结构和功能上参考人手,能够灵活操作对象,实现对物体的灵活抓取,满足多种工作需求。如特斯拉机器人灵巧手”使用较为经典的六电机驱动方式,和人手一样同样使用5个手指,拥有11个自由度,拇指采用双电机驱动弯曲和侧摆,其它四指各用一个电机带动,可完成搬运、浇花、实现装配任务、抓取电动工具等动作。

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