人形机器人:专题三之执行器系统:核心部件,顺势启航.pdf

执行器是人形机器人硬件系统的关健部件。近些年的研究和应用主要围绕结构设计、减速器、控制方式等方面。技术方案经历了从刚性到弹性,再到准直驱的发展,集成度、控制精度逐步提升,能量损耗逐步降低,对减速器传动比需求逐步减小。目前刚性执行器方案成熟度高、控制精度高,成为人形机器人执行器的主流技术方案。唯直驱方案集成度高、能量效率高,在人形机器人,四足机器人等领域应用前景可观
电机、减速器、丝杠、指码器、力传感器是核心掌部件。1)电机:执行器系统的“血管”。人形机器人主要采用集成度高。运动控制精度高、扭矩榆出效率高的无柜力矩电机。人形机器人的普及将带动无框电机市场规模增长。2)减速器:电机和传动装置之同的桥梁。旋转执行器普遍采用体较小的谐波减速器;直线执行器通常选择高负载的RM减速器或精密行星减速器。谐波减速器、RV减速器技术发展依赖于专业化生产设备和材料等,目前日本哈默纳科、纳博特斯克处于领先地位。3)丝杠:直线执行器的传动装置。受益于机器人等高端制造领域快速发展,高负载的行星滚柱丝杠具备较大发展潜力。目前瑞士Rollvis、G5A,瑞典SKF,美国Exdar,Moog等企业处于领先地位
4)编码器:驱控信息的反馈装置。常用于机器人的有光电编码器、磁编码器。目前光电编码器技术更成熟,更达的精度更高。磁编码器理论成本更低,未来前景可观。全球来看,欧美日韩占据主要市场,奥普光电等国产品牌快
速崛起。5)力传感器:电机输出力炬的反愤装置。六维力传感器能够检测最完整的三维空间力/力矩,是当前研究的重点。其弹性结构体结构设计是技术突破的关键。目前国内仅有宇立仪器、坤维科技等少数企业能够实现量产。投资建议:人形机器人有望先在工商业普及,逐步拓展至家用、公共领域,发展成为千亿美元级蓝海市场。执行器作为价值量占比最高的部件,有望直接受益于人形机器人的普及。相关标的有:1)总成:三花智控、拓普集团;
2)电机:步科股份、吴志机电;3)减速器:哈默纳科。纳博特斯克、绿的谐波、双环传动、中大力德;4)丝杠:鼎智科技。恒立液压、贝斯特;5)编码器:奥普光电;6)力传感器:柯力传感
风险提示:技术研发不确定性风险。降本进程不及预期。商业化落地不及预期、三方数据失真风险1.1兼具精度和成本优势,电动执行器是首选动力方式
执行器(Actuator)是根据给定信号与阀门位置反馈量之问的偏差,通过微型控制电机运行,通过变速及执行机构输出位置,实现对阀门的自动调节。人形机器人关节执行器也称为一体化关节,是机器人的关键部件,其技术水平直接影响人形机器人的发展。

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