现阶段人形机器人制造商大多数采用“伺服电机+驱动器+谐波减速器或行星减速器+传感器”的解决方案。
01、谐波减速器
谐波减速器主要应用于中小转矩的机器人关节以及人形机器人的机器人小臂、腕部和手部等轻负载位置。
谐波减速器全球市场中主要是由日本企业长期占据主导。
国内市场,随着国内技术的突破发展,国产企业的竞争力提升,市场占有率逐步攀升,国产替代化趋势明显,国产企业凭借产品性价比与交货周期加速国产替代化,国产品牌在技术方面与海外品牌的差距明显缩小。
02、精密行星减速器
精密行星减速器主要应用于人形机器人下肢的旋转开关。
现阶段,国内人形机器人制造商如小米、达闼科技、智元、宇树以及国外人形机器人制造商特斯拉主要采用行星减速器。
在精密行星减速器领域,由于其技术含量高,生产工艺复杂,存在较高的进入壁垒,目前市场主要参与者为外资厂商、合资厂商,高端精密行星减速器国产化率很低。
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中,以颈关节、肩关节、肘关节、腕关节、腰关节、膝关节、踝关节等大关节为主,应用类型以直流无框力矩电机为主。
三、空心杯电机
空心杯电机是灵巧手的核心部件,主要是灵巧手的手指空间狭小,空心杯电机具有体积小、重量小等优点,与灵巧手的需求契合。
从空心杯电机全球市场来看,市场集中度高,市场CR5为67%,前五名企业包括Faulhaber、Portescap、Allied Motion Technologies、Maxon Motor及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,主要是德国FAULHABER、瑞士MAXON、日本电产等,第二梯队主要以鸣志电器、江苏雷利、鼎智科技等国内制造厂商为主,发展起步较晚,与海外厂商还有一定的差距,随着国内技术规模的发展,空心杯电机国产替代化潜力大。
四、力矩传感器
机器人传感器主要包括视觉传感器和力传感器等,其中力矩传感器于人形机器人成本占比较大,为此次重点介绍产品。
我国力矩传感器行业仍处在初期阶段,竞争格局较为分散,多维力矩传感器的技术壁垒较高,市场由外资主导,ATI、宇立仪器、坤维科技、鑫精诚位于第一梯队。
五、行星滚柱丝杠
行星滚柱丝杠主要应用于人形机器人的线性开关中,后续人形机器人拟采用反向式行星滚柱丝杠,从驱动丝杠改变为驱动螺母。
以往行星滚柱丝杠产能主要集中于欧洲、美国等,国内企业较少布局。国内企业目前市占率较小,目前还是主要依靠海外进口。
目前行星滚柱丝杠市场以国外厂商为主,包括瑞士GSA、德国Rexroth、瑞典斯凯孚、美国Moog、美国Nook等厂商;国内鼎智科技、博特精工、汉江机床、新剑传动等,具备小规模研发生产能力。
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