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人形机器人产业端加速,看好核心设备需求释放

兄弟连   / 03月20日 23:58 发布

  2025年人形机器人商业化元年,全球各领域巨头跨界入局。今年以来,全球人形机器人产业加速,特斯拉、英伟达引领行业,海外创业公司Figure、1X接连发布产品,国内宇树科技、智元、优必选等不断更新最新进展,互联网巨头Meta、华为、字节、小米、阿里、腾讯等加大AI和具身智能投入,下场部件机器人,新能源车企小鹏、奇瑞、比亚迪紧跟其后,由智驾切入机器人赛道。

  与工业机器人相比,人形机器人需要数十倍的自由度,由三大执行器实现。旋转执行器:驱动器接收动作指令,对电机的转速、位置、扭矩等控制,谐波减速器/行星减速器用于降低转速、增加力矩,编码器用于位置反馈,力传感器用于力矩反馈,形成闭环;线性执行器:驱动器、电机、编码器和力传感器的功能如上,丝杠将电机的旋转运动转换为直线运动,进行关节运动;灵巧手:驱动器接收动作指令,对全手关节进行控制,空心杯电机驱动,蜗轮蜗杆/微型丝杠转换为直线运动,腱绳驱动被动关节运动。

  人形机器人产业化推进,带来大量核心零部件及设备需求。以特斯拉Optimus Gen3为例,全身搭载14个旋转关节、14个线性关节,单手22个自由度,涉及减速器、丝杠、电机等核心部件。在人形机器人产业化浪潮下,各类关节模组的量产需求将会带动设备需求迅速增长。

  减速器:谐波减速器或行星减速器应用于旋转执行器,微型行星减速器应用于手指或腕部关节,作用是降低转速、放大扭矩。减速器主要由齿轮、齿轴、轴承、箱体、箱盖等构件组成,具备高精度特性,其生产关键设备包括磨齿机、插齿机、滚齿机等齿轮加工设备、磨床、车床、加工中心等精密加工设备和检测设备。

  丝杠:行星滚柱丝杠应用于线性执行器,微型丝杠应用于手部关节,将电机的旋转运动转换为直线运动,进行关节运动。丝杠生产的核心工序包括螺纹加工、丝杠校直及热处理,螺纹加工工艺包括磨削(可实现的加工精度最高)、车削、旋风铣削等,涉及到的关键设备包括内外螺纹磨床、车床、旋风铣机床等,内螺纹磨床壁垒最高。

  电机:无框力矩电机应用于旋转和线性执行器,提供关节旋转/屈伸动力;微型空心杯电机或有槽无刷电机应用于灵巧手,驱动手指关节完成抓握。电机生产的关键设备包括绕线机、动平衡机等:绕线机负责将导线绕制成线圈,难点在于超细导线的张力控制和不同线型设计下的绕制;动平衡机主要用于回转零部件不平衡量的检测及自动修正,未经平衡的回转零部件在高速旋转时会产生周期性的激振力,引起振动和噪声,加快机械磨损,影响使用寿命。

  重点关注:齿轮加工设备:秦川机床;磨床&螺纹磨床:秦川机床、日发精机、华辰装备等;车床:浙海德曼、津上机床中国等;动平衡机&丝杠校直机:集智股份;绕线机:科瑞思、田中精机;刀具:沃尔德、恒锋工具、华锐精密、欧科亿等。

(申万宏源-人形机器人行业点评:人形机器人产业端加速,看好核心设备需求释放-250319)




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