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人形機器人核心零部件和行業分析

2024-03-28科技

前言: 前不久粉絲陸先生分享了些資料,今天先把人形機器人的相關行業資料整理出來,供各位小夥伴參考。這些報告主要是介紹投資方向的,大家以後也可以關註下這些領域,特別是機器人研發中的核心部件,小而精。

一、人形機器人的國產供應鏈機遇

這份報告主要介紹了機器人的上下遊供應商和核心關鍵零部件。人形機器人產業鏈可以分為軟件生態和硬件產業鏈兩大類。軟件生態主要包括系統整合商自研的機器人演算法和人工智能演算法等。硬件產業鏈,可分為動力總成系統、智能感應系統、結構件及其他部件。動力總成系統包括電池系統、伺服電機、減速器、滾柱絲杠、控制器等;智能感應系統包括軟件、芯片、傳感器等。在硬件產業鏈中,核心部件包括諧波減速器、滾柱絲杠、伺服電機和傳感器等。

1、下面是以特斯拉Optimus擎天柱機器人為例:

2、機器人產業圖譜—核心硬件、系統與技術支持、本體制造&系統整合

3、機器人行業發展歷程:誕生於實驗室,工業機器人先行,走向具身智能

4、經典人形機器人對比

二、人形機器人發展與展望

主要介紹了人形機器人產業的進展,核心零部件和硬件等傳感器介紹

1、力傳感器

力傳感器是人形機器人產業鏈中的關鍵硬件部件,可分為應變式力傳感器、光學式傳感器和壓電式力傳感器。作為機械、電子、演算法和計量融合的復雜交叉學科,力傳感器具有較高的技術壁壘。多維力傳感器能夠實作更精細的工作需求,提高人形機器人的工作效率和安全性。力傳感器的重要部件包括彈性體和應變片,其中彈性體制造質素直接影響傳感器的測試效能指標。

2、視覺傳感器

機器視覺系統是指用電腦來實作人的視覺功能,即用電腦來實作對客觀的三維世界的辨識。

3、慣性導航IMU

IMU 傳感器:個 IMU 通常包含三個軸向的陀螺和三個軸向的加速度計,以測量物體在三維空間中的角速率和加速度。人形機器人借助實作定位、平衡及姿態檢測。

4、電子皮膚

電子皮膚是一種柔韌、可拉伸且具有自我修復能力的電子產品,它能模仿人類或動物皮膚的功能。電子皮膚具有感知能力,能重現人類皮膚響應環境因素變化的能力,例如對熱量和壓力變化的反應。它為機器人提供了精細的力學反饋,幫助機器人完成準確的抓握和操縱任務。

5、減速器

主要包括行星減速機、諧波減速機等。

(1)行星減速器是一種用於動力傳輸的機構,透過齒輪的速度轉換器,將馬達的回轉數降低到所需的回轉數,並提供較大的轉矩。其優點包括體積小、重量輕、承載能力高、使用壽命長、運轉平穩且噪音低。行星減速器具有功率分流和多齒嚙合的獨特特性。其主要傳動結構包括行星齒輪組、太陽齒輪組和內齒環。

(2)諧波減速器是人形機器人的重要核心零部件,常用於原動件與工作件之間的減速傳動裝置,起到匹配轉速和傳遞扭矩的作用。諧波減速器具有體積小、重量輕的優點,因此是人形機器人的優質選擇。常見的減速器還有RV減速機等。

6、絲杠

絲杠是一種廣泛套用於機械傳動中的部件,具有滑動摩擦系數較小、高效率、長壽命、可逆轉和易於控制的特點。根據其摩擦特性,絲杠可分為滑動絲杠、捲動絲杠和靜壓絲杠。在實際套用中,導軌與絲杠成套執行,用於實作支撐和導向功能。常見的導軌種類包括滑動導軌、捲動導軌和靜壓導軌等。

7、電機

電機是機器人的核心部件,常見的分類有直流與交流電機、有刷與無刷電機、同步與異步電機。其中,空心杯電機是一種直流永磁伺服電動機,適用於機器人的手指執行器,滿足輕量化、高精度等需求。直驅電機也是一種重要的電機類別,可以直接驅動,無需經過傳動裝置,分為旋轉直驅電機和直線直驅電機。直驅電機具有剛性高、系統控制頻寬高、響應迅速、精度高、能源效率高、維護工作量少、可靠性高等優點,適用於部份承力較大、需要大扭矩的關節。

參考資料匯總:

1、國海證券-機器人系列專題報告_人形機器人的國產供應鏈機遇

2、民生證券-人形機器人發展與展望_天工人巧日爭新