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证券研究报告|行业深度
机械设备
2023年11月16日
人形机器人深度系列报告:机器人运动
的“心脏”,电机有望迎来广阔空间
证券分析师
姓名:俞能飞
资格编号:S0120522120003
邮箱:yunf@
姓名:唐保威
资格编号:S0120523050003
邮箱:tangbw@ 0
内容摘要
人形机器人快速进化,电机是其重要部件。随着工业机器人相关技术的日趋成熟,人们对机器人技术智能化本质的认识日益加深,与工业机器人相对固定的作业
环境不同,人形机器人通常使用于人类的日常生活环境中。人形机器人具备类似人类的感知、决策、行为以及拟人化的移动特性,从外观上更加容易被使用者接
受并产生亲切感,因此能够在人类所在的环境中与人类和谐相处,协助人类完成复杂和多样的工作。机器人关节驱动器是双足人形机器人关键部件,按动力来源
可以分为液压、气动、电机驱动、记忆金属、生物类(心肌细胞)等,其中电机驱动和液压驱动是较为常见的两种形式,电机方案的优势在于,在运动控制方面,
其设计比液压控制有更成熟的解决方案,处理器编码器也相对更容易正确获取运动状态的实时反馈,控制精度也有很大保障,而且相较液压成本便宜了很多。
机器人运动的“心脏”,对运动精度起决定作用。电机(俗称“马达”)是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置,它的主要作用是产生驱动
转矩,作为用电器或各种机械的动力源。机器人关节系统包括驱动器、控制器和关节电机。机器人关节电机具有减速、传动、提升扭矩功能,它被视为机器人的
执行单元,根据需要被安装在各关节上控制关节运动,机器人诸如行走、跑、弹跳等动作均由机器人关节电机驱动产生,是机器人运动的“心脏”。
Optimus主体部分共有28个执行器,线性及旋转各14个,所用电机为无框力矩电机。28个执行器分布于肩、肘、腕、躯干、髋、膝、踝等部位。根据2022特斯
拉AI day的展示,28个执行器分布在:①肩部6个(旋转×6 );②肘部2个(直线×2 );③腕部6个(旋转×2+直线×4 );④躯干2个(旋转×2 );⑤髋部6个
(旋转×4+直线×2 );⑥膝部2个(直线×2 );⑦踝部4个(直线×4 )。Optimus手部共有12个执行器(双手),所用电机为空心杯电机。
产业化进程加速,电机有望迎来广阔空间。人形机器人作为通用机器人的代表和具身智能的优秀载体,一方面正在受益于通用人工智能的发展,另一方面,也以
“具身智能”成为AI与物理世界的接口,和下一代通用人工智能的终端平台。AI大模型在机器人任务中主要扮演了推理决策的角色,将人类给出的自然语言指令
拆解为机器人可执行的步骤。多模态的AI大模型补全了机器人核心的推理决策能力,有望助力人形机器人走向通用之路。
核心零部件供给是未来机器人产业规模化发展的重要支撑,人形机器人三大核心零部件包括减速器、伺服系统和控制器,成本合计占比超70%。目前在Optimus
人形机器人核心零部件中,电机价值量合计占比约25%。假设未来10年全球人形机器人出货量达到500万台,无框电机单价2500元、空心杯电机单价1300元,
则10年后人形机器人带来的无框电机增量市场有望为3500亿元,空心杯电机增量市场有望为780亿元,合计4280亿元市场空间。
建议关注:1 )步科股份 :第三代无框电机首创无框灌封工艺,和各个机器人厂家积极扩展合作;2 )鸣志电器 :空
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