>> 中郵證券-機(jī)械設(shè)備行業(yè)人形機(jī)器人系列專題(三) ：鏈條在人形機(jī)器人中的應(yīng)用-231126
| 上傳日期： |
2023/11/27 |
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| 1226KB |
| 格式： |
pdf 共19頁 |
來源： |
中郵證券 |
| 評級： |
強(qiáng)于大市 |
作者： |
劉卓 |
| 行業(yè)名稱： |
機(jī)械 |
| 下載權(quán)限： |
無限制-登錄即可下載 |
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投資要點(diǎn)
高精度的傳動控制使得機(jī)械傳動被廣泛應(yīng)用。傳遞動力主要有三種基本方式：機(jī)械傳動、電力傳動和流體動力傳動（含氣壓傳動及液壓傳動）。機(jī)械傳動是通過齒輪、齒條、帶、鏈等機(jī)件傳遞動力和進(jìn)行控制的，其優(yōu)點(diǎn)是傳動準(zhǔn)確可靠、傳動效率高，實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動的結(jié)構(gòu)簡單，同時可以傳遞較大扭矩。
鏈傳動相較于其他傳動有其特定優(yōu)勢區(qū)間。根據(jù)應(yīng)用場景的不同需求，才能選擇出最為適合的機(jī)械傳動形式。通過對比各類機(jī)械傳動的特點(diǎn)，我們能夠注意到，鏈傳動應(yīng)用在傳動速度低、負(fù)載/扭矩大、傳動效率要求高、輸入輸出中心距較遠(yuǎn)、工作環(huán)境惡劣等場景下表現(xiàn)優(yōu)異。
人形機(jī)器人應(yīng)用場景天然需求靈活的運(yùn)動性能。人形機(jī)器人的運(yùn)動性能作為最直觀的產(chǎn)品表現(xiàn)，是消費(fèi)者首要關(guān)注的部分。基于此，下游應(yīng)用場景對于人形機(jī)器人產(chǎn)品的設(shè)想中，天然包含了“能夠做到像人類一樣靈活運(yùn)動”的潛在需求。人形機(jī)器人所需要的運(yùn)動性能應(yīng)當(dāng)是力大身輕、能耗小、反應(yīng)快，其運(yùn)動核心集中在下半身。一個強(qiáng)大的執(zhí)行器應(yīng)當(dāng)滿足以下幾個標(biāo)準(zhǔn)：（1）具備高的輸出自重比（2）具備低的輸出代價（3）具備高的力響應(yīng)速度。對于人形機(jī)器人的下肢傳動執(zhí)行，主要有兩大類實現(xiàn)方法，一種是以液壓執(zhí)行器為核心的液壓驅(qū)動，一種是以電機(jī)為核心的電驅(qū)動。采用液壓驅(qū)動能夠使得人形機(jī)器人的運(yùn)動性能強(qiáng)勁，但由于其成本居高不下，難以商業(yè)化。在液壓方案短期內(nèi)無法克服規(guī)模化問題的情況下，后續(xù)廠商如特斯拉、小米、優(yōu)必選等大多轉(zhuǎn)向了穩(wěn)定性、性價比更高的電機(jī)驅(qū)動方案。行業(yè)內(nèi)對傳動部件選擇各異，尚未有鏈傳動確定方案。我們認(rèn)為，特斯拉Optimus主要依靠執(zhí)行器的方案，希望得到的是能夠規(guī)?；慨a(chǎn)、成本可控、結(jié)構(gòu)可靠、低耗能的機(jī)器人，因此對于類似波士頓動力Atlas的高動態(tài)、高響應(yīng)速度并非核心訴求。
鏈傳動憑借特性可適用于高扭矩電機(jī)及高運(yùn)動性能要求場景。作為力矩的根本來源，電機(jī)扭矩密度在系統(tǒng)中總是至關(guān)重要。在電機(jī)扭矩密度不斷提升的情況下，鏈傳動等小減速比傳動部件的需求將得到拓展。小減速比傳動部件一般是行星減速器、帶/鏈傳動、連桿機(jī)構(gòu)等，鏈條相比其他傳動部件，其特點(diǎn)在通用機(jī)器人天然需要替代的枯燥重復(fù)、危害健康等行業(yè)工況中具備優(yōu)勢。
鏈傳動方案替換的切入場景：（一）為追求人形機(jī)器人優(yōu)秀的運(yùn)動性能，部分技術(shù)方案中將執(zhí)行器置于關(guān)節(jié)遠(yuǎn)端，該情況下鏈傳動或成為最優(yōu)解。（二）鏈傳動的替代場景還存在于機(jī)器人上半身手臂時，采用了兩級鏈傳動+手肘處肌腱傳動的方案。此外，日本椿本鏈條預(yù)計2024年推出世界上最小的超緊湊滾子鏈，應(yīng)用場景為先進(jìn)醫(yī)療設(shè)備及機(jī)器人。
鏈傳動方案可用于人形機(jī)器人的降本。行星滾柱絲杠海外產(chǎn)品售價高，國產(chǎn)尚未規(guī)?；?，仍需等待國內(nèi)廠商量產(chǎn)降本。鏈條傳動成本相對較低，在滿足性能及技術(shù)要求的情況下控制成本效果顯著。
風(fēng)險提示：
人工智能及大模型發(fā)展不及預(yù)期風(fēng)險；核心零部件降本不達(dá)預(yù)期風(fēng)險；人形機(jī)器人商業(yè)化應(yīng)用不理想風(fēng)險；政策支持落地力度不達(dá)預(yù)期風(fēng)險。
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