AI 賦能機器人及 Optimus 進展成為雙主線。人形機器人產業趨勢的共 識在多輪行情中逐漸形成,呈現 AI 技術發展+產業巨頭加持+政策支持的 三重共振,AI 賦能機器人及特斯拉 Optimus 進展也成為板塊的雙主線。 多模態視覺語言模型與機器人的結合超大眾預期。2023 年 12 月特斯拉發 布 Optimus Gen-2 的視頻,相比于代 Optimus 人形機器人,第二代 Optimus 增加六維力傳感器、觸覺傳感器,進步明顯,速度快 30%、重量 減輕 10kg。
靈巧手:空心杯電機是可靠動力源,傳動方案多樣。靈巧手是人形機器 人的亮點,是具備G度靈活和精細控制能力的末端執行器。從動力源看, 目前空心杯電機仍是可靠方案,空心杯作為G效的微特電機,天然適配 靈巧手。傳動方面,繩驅與連桿為當前主流,其中繩驅方案一定程度上模 擬了人手的肌腱結構,排布靈活且需要的內部空間較小,是具潛力的方 案。
旋轉執行器:減速器是核心,諧波仍為當前主流方案。旋轉執行器是機器 人普遍采用的執行器,適用在機器人關節處,核心是減速器。特斯拉在 2023 年 AI day 上展示了三款旋轉執行器,對應小中大三個功率等J。旋 轉執行器的動力源通常是無框力矩電機,而減速器則存在不同方案的選 擇。常用的精密減速器當中,行星減速器與諧波減速器是較適合于機器人 的種類,其中諧波減速器由于其G傳動比的特性,是人形機器人性能優 的方案。
線性執行器:行星滾柱絲杠和大功率密度電機是關鍵,設備國產化是絲杠 大規模量產前提。線性執行器是特斯拉人形機器人的特色方案,主要由電 機+絲杠組成,主要用于大臂、和下肢。特斯拉對于線性執行器的要求主 要是大導程、承載力足夠大、且體積小、反應速度快。對于電機而言,大 功率密度電機更符合要求,但是工藝上仍需要解決大功率密度電機中存在 的噪音大、效率低、溫度G等問題。對于絲杠而言,反向式行星滾柱絲杠 負載更大、體積更小,更適合用于人形機器人。
機器人加速國內傳感器行業發展,國內傳感器廠商為機器人蓄力。機器人 了解周圍環境需要廣泛的信息,傳感器是重要的“中介”,是機器人軟硬 件結合關鍵步驟之一,人形機器人需要的傳感器種類眾多,包括但不限于 觸覺/力/扭矩/視覺/慣性等傳感器,傳感器技術涉及物理、電子、材料學 等多種學科融合,存在JG的技術壁壘,因此過去在傳感器市場中占據一 席之地的更多是國外廠商。行至今日,國內眾多優秀的傳感器公司如雨后 春筍般出現,如發布多維觸覺傳感器的帕西尼、具備全方位 3D 視覺產業 鏈技術的奧比中光、具備玻璃微熔拉壓力傳感器技術的安培龍等,國內傳 感器廠商有望在人形機器人浪潮中充分受益。
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