人形機(jī)器人快速進(jìn)化 ， 電機(jī)是其重要部件
隨著工業(yè)機(jī)器人相關(guān)技術(shù)的日趨成熟，人們對(duì)機(jī)器人技術(shù)智能化本質(zhì)的認(rèn)識(shí)日益加深，與工業(yè)機(jī)器人相對(duì)固定的作業(yè)環(huán)境不同，人形機(jī)器人通常使用于人類的日常生活環(huán)境中。人形機(jī)器人具備類似人類的感知、 決策、行為以及擬人化的移動(dòng)特性，從外觀上更加容易被使用者接受并產(chǎn)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(fù)雜和多樣的工作。機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器是雙足人形機(jī)器人關(guān)鍵部件，按動(dòng)力來源可以分為液壓、氣動(dòng)、 電機(jī)驅(qū)動(dòng)、記憶金屬、生物類(心肌細(xì)胞)等，其中電機(jī)驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)是較為常見的兩種形式， 電機(jī)方案的優(yōu)勢(shì)在于，在運(yùn)動(dòng)控制方面，其設(shè)計(jì)比液壓控制有更成熟的解決方案，處理器編碼器也相對(duì)更容易正確獲取運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)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(jī)器人運(yùn)動(dòng)的“ 心臟 ” ，對(duì)運(yùn)動(dòng)精度起決定作用
電機(jī)(俗稱 “ 馬達(dá) ” )是指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置，它的主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，作為用電器或各種機(jī)械的動(dòng)力源。機(jī)器人關(guān)節(jié)系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)器、控制器和關(guān)節(jié)電機(jī)。機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)具有減速、 傳動(dòng)、提升扭矩功能，它被視為機(jī)器人的執(zhí)行單元，根據(jù)需要被安裝在各關(guān)節(jié)上控制關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，機(jī)器人諸如行走、 跑、彈跳等動(dòng)作均由機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生，是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的 “ 心臟 ” 。Optimus 主體部分共有 28 個(gè)執(zhí)行器，線性及旋轉(zhuǎn)各 14 個(gè)，所用電機(jī)為無框力矩電機(jī)。28 個(gè)執(zhí)行器分布于肩、肘、腕、軀干、髖、膝、踝等部位。根據(jù) 2022 特斯拉 AI day 的展示，28 個(gè)執(zhí)行器分布在： ①肩部 6 個(gè)(旋轉(zhuǎn)×6) ; ②肘部 2 個(gè)(直線×2); ③腕部 6 個(gè)(旋轉(zhuǎn)× 2+直線×4) ;④軀干 2 個(gè)(旋轉(zhuǎn)×2);⑤髖部 6 個(gè)(旋轉(zhuǎn)×4+直線×2);⑥ 膝部 2 個(gè)(直線×2); ⑦踝部 4 個(gè)(直線×4)。Optimus 手部共有 12個(gè)執(zhí)行器(雙手) ，所用電機(jī)為空心杯電機(jī)。
產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速 ， 電機(jī)有望迎來廣闊空間
人形機(jī)器人作為通用機(jī)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(tái)。AI 大模型在機(jī)器人任務(wù)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(jī)器人可執(zhí)行的步驟。 多模態(tài)的 AI 大模型補(bǔ)全了機(jī)器人核心的推理決策能力，有望助力人形機(jī)器人走向通用之路。核心零部件供給是未來機(jī)器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展的重要支撐，人形機(jī)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(jì)占比超 70%。目前在 Optimus 人形機(jī)器人核心零部件中， 電機(jī)價(jià)值量合計(jì)占比約 25% 。假設(shè)未來 10 年全球人形機(jī)器人出貨量達(dá)到 500 萬臺(tái)，無框電機(jī)單價(jià) 2500 元、空心杯電機(jī)單價(jià) 1300 元，則 10 年后人形機(jī)器人帶來的無框電機(jī)增量市場(chǎng)有望為3500 億元， 空心杯電機(jī)增量市場(chǎng)有望為 780 億元，合計(jì) 4280 億元市場(chǎng)空間。
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步科股份：專注于工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備控制核心部件與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)軟硬件，產(chǎn)品下游應(yīng)用廣泛。上海步科自動(dòng)化股份有限公司一直專注于工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備控制核心部件與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)軟硬件的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售以及相關(guān)技術(shù)服務(wù) ， 并為客戶提供設(shè)備自動(dòng)化控制、數(shù)字化工廠及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案， 是中國(guó)為數(shù)不多的機(jī)器自動(dòng)化與工廠智能化解決方案供應(yīng)商。公司的自動(dòng)化設(shè)備控制核心部件主要包括工業(yè)人機(jī)界面、伺服系統(tǒng)、步進(jìn)系統(tǒng)、可編程邏輯控制器、變頻器等，且廣泛應(yīng)用于物流設(shè)備、機(jī)器人、包裝設(shè)備、食品設(shè)備、服裝設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、環(huán)保設(shè)備，軌道交通設(shè)備等自動(dòng)化設(shè)備行業(yè)。
鳴志電器：優(yōu)勢(shì)主業(yè)穩(wěn)健成長(zhǎng)，新興領(lǐng)域布局成效顯著。鳴志電器成立于 1994 年， 由設(shè)備狀態(tài)管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)起家，逐步延伸至步進(jìn)電機(jī)領(lǐng)域， 目前已成為全球步進(jìn)電機(jī)排名前三企業(yè);而后通過內(nèi)生+外延方式，形成步進(jìn)電機(jī)、無刷電機(jī)、伺服電機(jī)、 空心杯電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、控制器等多產(chǎn)品矩陣的發(fā)展模式。22年公司持續(xù)優(yōu)化自身產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，在信息化、自動(dòng)化、智能化應(yīng)用領(lǐng)域打造具備核心競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。公司布局新興、高附加值應(yīng)用領(lǐng)域業(yè)務(wù)取得顯著成效包括工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療器械和生化分析、移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人、光伏/鋰電/半導(dǎo)體、 智能汽車電子。
參考資料：20231116-德邦證券-人形機(jī)器人深度系列報(bào)告：機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的 “ 心臟 ”， 電機(jī)有望迎來廣闊空間
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