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人形機器人絲杠行業(yè)深度報告: 核心傳動精密部件,國產(chǎn)化未來可期,市場規(guī)模249.5億元

來源:國海證券     編輯:創(chuàng)澤   時間:2024/10/15   主題:其他 [加盟]

核心壁壘在于精加工&設(shè)備,未來硬車應(yīng)用有望擴大:

ü 定義及應(yīng)用。絲杠是一種通過螺母、滾柱、絲桿等零部件將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動的機構(gòu),在人形機器人中主要應(yīng)用于直 線執(zhí)行器,分布于全身大臂、小臂、大腿和小腿等14個部位。

ü 分類。絲杠按照結(jié)構(gòu)原理可以分為滾柱、滾珠、滑動三種類型,其中反向式行星滾柱絲杠承載G、體積小、精度G、壽命長, 因此特斯拉人形機器人主要用反向式行星滾柱絲杠。

ü 核心壁壘。絲杠壁壘主要在于螺母內(nèi)螺紋精加工環(huán)節(jié),目前磨削為主流技術(shù)路線,對應(yīng)G精度磨床設(shè)備(中G端以外資為 主),未來硬車工藝有望憑借效率G、能耗低等優(yōu)勢逐步擴大應(yīng)用范圍。

u 人形機器人絲杠市場快速擴容,國產(chǎn)替代未來可期:

ü 市場空間預(yù)測。2025年特斯拉人形機器人將實現(xiàn)從0到1量產(chǎn),根據(jù)我們測算,2025年和2030年人形機器人市場規(guī)模 分別有望達到1.4億元和249.5億元,2025-2030年人形機器人CAGR有望達到182%。

ü 競爭格局。從海外和國內(nèi)競爭格局來看,中G端絲杠設(shè)備的主要供應(yīng)商主要為日本、德國等外資廠商,國內(nèi)廠商規(guī)模、工藝 與外資廠商相比仍有一定差距,主要系外資供應(yīng)商加工技術(shù)布局較早,技術(shù)成熟,產(chǎn)品類型豐富。

ü 人形機器人浪潮帶來絲杠國產(chǎn)替代機遇。人形機器人絲杠和汽車、機床絲杠的結(jié)構(gòu)、精度、大小不同,我們認為未來人形機 器人的量產(chǎn)是一場對絲杠技術(shù)的全新革命,有望間接縮短外資廠商和內(nèi)資廠商之間的技術(shù)差距。此外未來人形機器人量產(chǎn)后 或?qū)⒅匦南蛞?guī)模化降本轉(zhuǎn)移,與外資廠商相比,內(nèi)資廠商具備人力成本低、國產(chǎn)設(shè)備采購價格低、工藝迭代速度快等多種 優(yōu)勢,未來有望緊抓人形機器人產(chǎn)業(yè)化機遇,快速實現(xiàn)國產(chǎn)替代。




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人形機器人執(zhí)行系統(tǒng)之靈巧手-空心杯電機

人形機器人靈巧手進行抓取動作,空心杯電機為核心部件;信號解析 匯總執(zhí)行 輸出轉(zhuǎn)速 (G速、低扭矩) 降速增扭 直線傳動轉(zhuǎn) 換為旋轉(zhuǎn)傳 動 驅(qū)動傳導(dǎo) 感知及力 反饋

人形機器人執(zhí)行系統(tǒng)之旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器-減速器

旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器分布于肩部、手部等多自由度關(guān)節(jié),作用是將某物旋轉(zhuǎn)到一定角度完成旋轉(zhuǎn)運動;驅(qū)動關(guān)節(jié)完成旋轉(zhuǎn)動作,減速器為核心部件

人形機器人執(zhí)行系統(tǒng)之線性執(zhí)行器-行星滾柱絲杠

線性執(zhí)行器位于膝肘等單自由度及腕踝等雙自由度關(guān)節(jié),將電機旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)為直線運動;變旋轉(zhuǎn)運動為直線運動,行星滾柱絲杠為核心部件

人形機器人整體構(gòu)造及成本拆解:執(zhí)行系統(tǒng)較為關(guān)鍵

人形機器人感知系統(tǒng)成本占比7.3%,執(zhí)行系統(tǒng)成本占比53.2%;線性執(zhí)行器成本占比31.0%;旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器成本占比17.9%;其他成本占比39.5%

人形機器人BOM拆解分析-三大核心部分

執(zhí)行系統(tǒng)BOM占比G,約53.2%(其中直線、旋轉(zhuǎn)、手部分別 占31.0%、17.9%、4.3%);感知系統(tǒng)占7.3%,其他芯片、電池等部件合計占比39.5%

中國人形機器人研發(fā)團隊-24支機器人團隊介紹

國防科技大學(xué)Blackman;哈爾濱工業(yè)大學(xué)HIT Humanoid; 理工匯童;浙江大學(xué)悟空;優(yōu)必選WalkerX、優(yōu)悠;小鵬汽車PX5;達闥科技XR-4;北京鋼鐵俠

工控&機器人系列深度-人形機器人空心杯電機:迎國產(chǎn)替代機遇

空心杯市場規(guī)模從2021年的6.75億美元增長至2025年的9.36億元,CAGR為8.52%。2021年空心杯電機市場規(guī)模僅占微特電機的1.73%

人形機器人擎天柱Optimus只申請外觀設(shè)計專利(共 5 件)

特斯拉的外觀專利全部有效,且主要集中在日本(4 件)和歐洲(1 件),其他已申請的方法類、結(jié)構(gòu)類專利可能尚未公開

2023人形機器人技術(shù)專利分析報告-技術(shù)范圍、核心權(quán)利人及相關(guān)產(chǎn)品、專利數(shù)據(jù)

技術(shù)當(dāng)前發(fā)展階段及趨勢:指出技術(shù)進入穩(wěn)定發(fā)展階段,本體結(jié)構(gòu)、智能感知、運動控制是熱點;提供了對人形機器人技術(shù)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)布局、市場趨勢和未來方向的深入見解

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皮膚的多模態(tài)感知為我們感受真實的物理世界提供了重要的工具,機器人便能感知到物品的粗糙度,隔空拂過位置物品時,它甚至能像X射線和3D掃描儀那樣感知到物品的材質(zhì)和形狀

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