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        中美共振,人形機器人產業奇點到來-三重共振

        來源:國盛證券      編輯:創澤      時間:2024/9/12      主題:其他   [加盟]

        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。



        附件:中美共振,人形機器人產業奇點到來-三重共振



        行星滾柱絲杠-高精技術集成之作, 人形機器人線性關節,螺距可達0.3mm

        滾柱相對于螺母無軸向運動,絲杠轉速可達6000r/min,螺母直線速度可達2m/s;行星滾柱絲杠可采用微小導程(螺距可達0.3mm)行星滾柱絲杠存在著巨大的市場應用前景

        機械行業產業鏈梳理概況:人形機器人風起云涌,人形機器人戰略地位更加突出

        國內機器人行業如火如荼進展,誕生了如優必選、宇樹、智元、傅利葉等諸多優秀機 器人整機廠,三花智控、拓普集團等優秀Tier1

        人形機器人加速發展,釹鐵硼、鎂合金顯著受益-市場規模復合增長率約為33.3%

        2022-2032 年全球人形機器人市場規模復合增長率約為33.3%;格物致勝預計 2030 年全球人形機器人銷量將達到 150 萬臺,2035 年達到 800 萬臺的水平

        叉式移動機器人產業發展藍皮書(2024版)-銷量達 19500 臺

        中國叉式移動機器人銷量達 19500 臺,同比增長 46.62%,市場規模約為 42.9 億元,同比增長 23.70%;市場滲透率僅為 1 .66%,仍有很大的應用替代空間

        人形機器人 EI-Brain 框架-大腦完成機器人任務級和技能級的調度

        小腦負責產生運動控制指令生成,比如設置上身姿態、控制指關節運動、控制頭部姿勢等;腦干這一層級主要是解決底層的運動控制能力問題

        人形機器人系統組成-傳感系統、控制系統、執行系統

        傳感系統對應“五官”,包含內部傳感器和外部傳感器;控制系統對應“大腦”和“小腦”,是機器人的指揮中樞;執行系統對應“肢體”,負責執行控制系統制定的操作

        2024年部分國產人形機器人-追覓、傅利葉、達闥、宇數、開普勒

        10 余款人形機器人發布,其中除了機器人廠商如追覓、傅利葉、達闥、宇數、開普勒、樂聚、理工 華匯、中科電機器人公司,還包括汽車廠商小鵬,以及偏互聯網的企業如小米、科大訊飛、智元

        靈巧手與傳感器,擬人化與智能化【人形機器人】2030 年增長至 30.35 億美元

        靈巧手因其能夠模仿人手的各種靈巧抓持和復雜操作能力,廣泛應用于航空航天、醫療、智能制造等領域;預計在 2030 年增長至 30.35 億美元,2022-2030 年間CAGR 為 10.9%

        AI超預期助力產業落地,核心零部件配套星辰大!救诵螜C器人】

        人形機器人行業空間的拓展有賴于功能替代性和成本劃算性,安全、功能、成本、效率缺一不可。人形機器人兼具工業品和消費品屬性,應用場景包括工商業場景&個人/家庭場景

        全球商用服務機器人市場研究報告-市場規模2030年超過100億元

        全球的商用服務機器人市場正處于爆發增長階段,預計全球商用服務機器人市場規模將從2024年的約30億元增長至2030年的超過100億元,復合年均增長率達到20.3%

        2024年協作機器人行業發展前景-協作機器人單位時間成本僅約6.59元/小時

        從終端客戶使用成本來看,協作機器人單位時間成本僅約6.59元/小時,而人工成本升至37.88元/小時,已接近協作機器人的6倍

        2024年機器人靈巧手行業發展前景-市場容量將達141.21萬

        隨著國內外對機器人靈巧手研究加深,機器人靈巧手應用領域不斷擴大,中商產業研究院分析師預測,2024年全球機器人靈巧手市場容量將達76.01萬只,2030年全球機器人靈巧手市場容量將達141.21萬只
         
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