>> 德邦證券-機械設備行業(yè)人形機器人深度系列報告:機器人運動的“心臟”,電機有望迎來廣闊空間-231116
| 上傳日期: |
2023/11/16 |
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| 3733KB |
| 格式: |
pdf 共39頁 |
來源: |
德邦證券 |
| 評級: |
增持 |
作者: |
俞能飛,唐保威 |
| 行業(yè)名稱: |
機械 |
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人形機器人快速進化,電機是其重要部件。隨著工業(yè)機器人相關技術的日趨成熟,人們對機器人技術智能化本質的認識日益加深,與工業(yè)機器人相對固定的作業(yè)環(huán)境不同,人形機器人通常使用于人類的日常生活環(huán)境中。人形機器人具備類似人類的感知、決策、行為以及擬人化的移動特性,從外觀上更加容易被使用者接受并產生親切感,因此能夠在人類所在的環(huán)境中與人類和諧相處,協(xié)助人類完成復雜和多樣的工作。機器人關節(jié)驅動器是雙足人形機器人關鍵部件,按動力來源可以分為液壓、氣動、電機驅動、記憶金屬、生物類(心肌細胞)等,其中電機驅動和液壓驅動是較為常見的兩種形式,電機方案的優(yōu)勢在于,在運動控制方面,其設計比液壓控制有更成熟的解決方案,處理器編碼器也相對更容易正確獲取運動狀態(tài)的實時反饋,控制精度也有很大保障,而且相較液壓成本便宜了很多。 機器人運動的“心臟”,對運動精度起決定作用。電機(俗稱“馬達”)是指依據電磁感應定律實現電能轉換或傳遞的一種電磁裝置,它的主要作用是產生驅動轉矩,作為用電器或各種機械的動力源。機器人關節(jié)系統(tǒng)包括驅動器、控制器和關節(jié)電機。機器人關節(jié)電機具有減速、傳動、提升扭矩功能,它被視為機器人的執(zhí)行單元,根據需要被安裝在各關節(jié)上控制關節(jié)運動,機器人諸如行走、跑、彈跳等動作均由機器人關節(jié)電機驅動產生,是機器人運動的“心臟”。 Optimus主體部分共有28個執(zhí)行器,線性及旋轉各14個,所用電機為無框力矩電機。28個執(zhí)行器分布于肩、肘、腕、軀干、髖、膝、踝等部位。根據2022特斯拉AI day的展示,28個執(zhí)行器分布在:①肩部6個(旋轉×6);②肘部2個(直線×2);③腕部6個(旋轉×2+直線×4);④軀干2個(旋轉×2);⑤髖部6個(旋轉×4+直線×2);⑥膝部2個(直線×2);⑦踝部4個(直線×4)。Optimus手部共有12個執(zhí)行器(雙手),所用電機為空心杯電機。 產業(yè)化進程加速,電機有望迎來廣闊空間。人形機器人作為通用機器人的代表和具身智能的優(yōu)秀載體,一方面正在受益于通用人工智能的發(fā)展,另一方面,也以“具身智能”成為AI與物理世界的接口,和下一代通用人工智能的終端平臺。AI大模型在機器人任務中主要扮演了推理決策的角色,將人類給出的自然語言指令拆解為機器人可執(zhí)行的步驟。多模態(tài)的AI大模型補全了機器人核心的推理決策能力,有望助力人形機器人走向通用之路。 核心零部件供給是未來機器人產業(yè)規(guī)?;l(fā)展的重要支撐,人形機器人三大核心零部件包括減速器、伺服系統(tǒng)和控制器,成本合計占比超70%。目前在Optimus人形機器人核心零部件中,電機價值量合計占比約25%。假設未來10年全球人形機器人出貨量達到500萬臺,無框電機單價2500元、空心杯電機單價1300元,則10年后人形機器人帶來的無框電機增量市場有望為3500億元,空心杯電機增量市場有望為780億元,合計4280億元市場空間。 建議關注:1)步科股份:第三代無框電機首創(chuàng)無框灌封工藝,和各個機器人廠家積極擴展合作;2)鳴志電器:空心杯電機技術在全球居于前列,已向人形機器人頭部客戶提交全套技術方案及樣機;3)江蘇雷利:空心杯電機等產品可用于人形機器人,部分產品在樣品測試階段已得到客戶認可;4)鼎智科技:與母公司錯位協(xié)同發(fā)展,線性執(zhí)行器為行業(yè)領先產品;5)偉創(chuàng)電氣:2022年成立機器人行業(yè)部,提供低壓伺服、空心杯電機、特種無框力矩電機等核心部件;6)昊志機電:自主研發(fā)的DD電機用于機器人關節(jié)模組中,提供機器人關節(jié)動力來源;7)拓邦股份:空心杯電機已在電動夾爪、骨科動力工具等領域批量應用,看好人形機器人帶來的增量機會;8)禾川科技:在機器人行業(yè)有產品和技術積累,未來將在無框力矩電機基礎上開發(fā)組合式產品;9)拓普集團:設立電驅事業(yè)部,機器人產品包括旋轉、直線執(zhí)行器,已多次向客戶送樣并獲得認可及好評。 風險提示:(一)宏觀經濟變化的風險;(二)市場及政策風險;(三)行業(yè)競爭加劇風險;(四)人形機器人進展不及預期。
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