2023年機器人行業(yè)爭論報告一、機技術日趨成熟，伺服電機和步進電機是行業(yè)主流歷經(jīng)200年技術更迭與產(chǎn)業(yè)磨礪，電機逐步走向成熟“電動機也稱馬達，它的作用是將電能轉(zhuǎn)化為機械能，產(chǎn)生驅(qū)動力矩，200多年的歷史，其進展歷程可分為以下四個重要階段。1821-1871821年1831年覺察了電磁感應定律。1832年皮克西利用磁鐵和線圈的相對運動，制成了一1834-1870體轉(zhuǎn)變到電流線圈、西門子兄弟從蓄電池他勵進展到發(fā)電機自勵、兩者同步進展。其次階段：直流電機趨于成熟，溝通電機開頭受到關注1870-1881873年，海夫納阿爾泰涅抑制造了鼓形繞組，提高1880今。隨著直流電機的廣泛應用，其固有缺點也很快暴露出來，主要問題在于遠距離輸電、電機換向存在困難，因此19世紀80年月后，人們留意力漸漸向溝通電機方向轉(zhuǎn)移?！?885-1891885年1886年移居尼古拉1889年多利沃多勃·羅沃利斯基制成一臺三相溝通單鼠籠異步電動是三相溝通電機的研制成功為遠距離輸電制造了條件，把電工技術提高到一個的階段。第四階段：電機理論和設計、制造技術逐步完善世紀至21世紀。進入20世紀，工業(yè)的高速進展不斷對電機提出的要求，而自動化方面的特別需要則使把握電機和特種電機快速進展。同時，這一時期電機理論不斷豐富，材料和冷卻技術不斷改進，交、直流電機的單機容量、功率密度與材料利用率都有顯著提高。第五階段：永磁電機是21世紀電機進展方向〔21世紀至今。進入21世紀，專用性、輕量化、高性能是電機行業(yè)進展方向。在等優(yōu)點，在醫(yī)療器械、視聽產(chǎn)品、計算機、數(shù)控機床、電動車輛、航空航天產(chǎn)品等領域得到廣泛應用。同時輕量化需求下，屬于永磁伺視。電機功率較大，側(cè)重于電機的啟動、運行和制動方面的性能指標，而動力電機：按運動方式，可分為旋轉(zhuǎn)電機和直線電機。旋轉(zhuǎn)電機按電壓性質(zhì)分為直流電機與溝通電機，其中直流電機按內(nèi)部有無碳刷可步電動機為應用最廣的動力電機。把握電機：依據(jù)把握方法與用途〔也叫直驅(qū)電機位移的電動機，每一個脈沖信號，對應的有一個角度，轉(zhuǎn)速與脈沖頻率有關。整體看，把握電機相較于動力電機，增加了把握電路，進展劃分。電動機，每輸入一個脈沖信號，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動一個角度或前進一步，其比。伺服電機則是一種補助馬達間接變速裝臵，其可以把握速度，位要特點是當信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻〔脈沖和方向信號，但在使用性能和應用場合上存在著差異。步進。綜合來講，伺服電機在把握精度、低頻特性、過載力氣、速度響9月30〔AIDay〕40個，而對于所使用自動化領域的伺服電機將是將來人形機器人的主要配臵。此外，對為抱負和牢靠的選擇，由于仿生眼在需要具有人類一樣的視覺功能，的兩個自由度運動〔18°，而步進電機可以實現(xiàn)無位臵傳感器的備較好適配性。二、人形機器人大時代降落，伺服電機需求有望爆發(fā)向業(yè)鏈涉及稀土磁材、電子原器件、伺服系統(tǒng)制造、機器人等，上游來200億元，匯川技術引領浪2023169億元，2023-2023年CAGR10%，受到下游工業(yè)機器人、醫(yī)療器械、電子制造設備等產(chǎn)業(yè)擴張的影響，MIRDATABANK2023年上半年，國產(chǎn)品牌中，匯川技術在國內(nèi)市場份額首次排名第一，市占率達15.9%，11.98.9%〔8.8〕和日本三菱8.3，行業(yè)CR5為53.8%，集中度較高。但從國內(nèi)其追，包括禾川科技、江蘇雷利、鳴志電器在內(nèi)的眾多國內(nèi)品牌都推出自己成熟的伺服電機產(chǎn)品，并開頭在市場上嶄露頭角。從分類上看，一般伺服電機、舵機和空心杯電機是主要類型。一般3類，此外，對于直流電機而言，其還可以依據(jù)有無電刷〔碳刷〕分為有刷直流伺服電機和無刷直流伺服電機?；瑒咏佑|體。其導電，導熱以及潤滑性能良好，并具有確定的機械強無刷電機，有刷電機本錢低，構(gòu)造簡潔，把握簡潔，需要維護，但由于維護不便利〔換碳刷，產(chǎn)生電磁干擾，為了提高直流電機的使用磁場，所以用不著換向器，也就無須電刷，故其也是無刷電機一種，分為同步和異步電機。永磁的伺服把握電機，即空心杯電機，其體積較小且效率較高，屬于微特電機的一種。空心杯電動機由機殼、線圈、后蓋、磁體和換向器組成，線圈看起來像一個水杯，故稱空心杯，其在構(gòu)造上突破了傳統(tǒng)外，依據(jù)有無電刷，空心杯電機亦可分為有刷空心杯電機和無刷空心杯電機。機器人等領域還將逐步滲透。此外，工業(yè)機器人、家用電器等設備越生齒槽轉(zhuǎn)矩，造成電機轉(zhuǎn)矩波動、振動和嗓音，影響電機在速度把握出來，與傳統(tǒng)有槽無刷電機相比，其具備體積更小、本錢低、功率密度更高、過載力氣更強等多個優(yōu)點。整體看，我們認為，以空心杯電步向高效率、輕量化、低本錢的方向持續(xù)突破，這種技術導向有望成為一種產(chǎn)業(yè)進展趨勢，各類產(chǎn)品也將在在機器人、家電、汽車等領域進一步加速滲透。仿真人形構(gòu)造帶動伺服電機用量迎來指數(shù)級增長特斯拉Bot馬上推出，人形機器人帶來更大想象空間。特斯拉9月30日的特斯拉其次個人工智能日〔AIDay〕公布人形AI技術，基于特2023年最重要的產(chǎn)品開發(fā)工程，甚至可能比汽車業(yè)務更重要。從已公布的參數(shù)看，1身高5尺8〔約1.73米；2〕頭部帶有顯示屏，用以呈現(xiàn)信息；3〕承受Autopilot的攝像頭作為視覺感知傳感器，共八個攝像頭；4〕FSDComputer作為計算核心；5〕40個機電傳動器；6〕搭載多相機神經(jīng)網(wǎng)絡、基于神經(jīng)網(wǎng)絡的規(guī)化、自動標記、算法訓練等；7〕5英里/小時。單臺人形機器人電機用量超40SCARAdelta、協(xié)作機器人幾大類，我們依據(jù)其各自的自由度〔關節(jié)數(shù)量〕進展細分，多關節(jié)機器人和協(xié)作機器人多以六軸為主，單臺六軸機器人的六個自6臺電機需求，SCARA機器人擁有三個相互平行的44臺電機，delta機器3臺電機，同時在旋轉(zhuǎn)末Delta機器人一般是4Optimus40手臂、手指、軀干、腿部等部位的把握，電機數(shù)量較傳統(tǒng)工業(yè)機械人和效勞機器人有大幅提升。MIR數(shù)據(jù)，202325.7萬臺，其中多關節(jié)/SCARA/delta/協(xié)作機器人占比分別為61.9%/29.1%/6.0%/3.0%。假2025年我國工業(yè)機器人銷量有望突破45萬臺。同時，我們做出如下假設：1〕假設多關服電機而非一代的力矩電機；3〕依據(jù)多關節(jié)/SCARA/delta/協(xié)作機器人的單臺伺服電機用量6/4/4/6臺進展計算。在此假設下，估量2025240保持穩(wěn)定向上增長。4040個關節(jié)數(shù)量40臺電機用量，包括頸部、手臂、手指、軀干、腿部等100萬臺的中性假設下，預4000萬臺，較傳統(tǒng)工業(yè)機器人電12004.8100器人有望帶來480億的增量市場空間。度更加靈敏的應用場景驅(qū)動下人形機器人手指應具備更高的自由度。人形機器人的重點在于替代人的局部工作場景，同時進展更好的交互以關心人進展工作，因此其會面臨更加多樣化、更加簡潔的體積小且能輸出較大力的電機。我們認為，具備節(jié)能、靈敏且體積較小的空心杯電機和將伺服電機與絲杠集成的模塊化產(chǎn)品電缸，自然適配于人形機器人手指關節(jié)?？招谋姍C：優(yōu)點明顯，與人形機器人完善適配。空心杯電動機心杯電機，作為高效率的能量轉(zhuǎn)換裝臵，優(yōu)點明顯：1〕節(jié)能性：能70%以上；2〕把握特性：起動、制動快速，響應極快，在高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，可以便利地對轉(zhuǎn)速進展2%以內(nèi)；4〕重量輕，體積?。嚎招谋妱訖C的能量密度大幅度提高，與同等功率的鐵芯電動機相比，其重量、體積減輕超過三分之軍事、各類工業(yè)產(chǎn)品、高科技、民用電器等各領域應用廣泛。而對工業(yè)機器人、仿生義肢等，空心杯電機憑借其快速響應的隨動系統(tǒng)能夠很好發(fā)揮作用。對于人形機器人而言，空心杯電機除快速響應外，體積小、重量輕、節(jié)能等各種特點都符合人形機器人需要，隨著人形機器人大時代降落，空心杯電機有望迎來需求爆發(fā)。瑞士，進展于日本，而后隨技術集中逐步向進展中國家轉(zhuǎn)移，因此我國的空心杯電機產(chǎn)品較國外還存在確定差距。從微特電機的下游看，IT高的微電機，Nidec〔電產(chǎn)、inebea〔美蓓亞〕都是代表廠商，手機用線性震驚電機僅SEMCO〔三星電機〕等少數(shù)企業(yè)可以供貨。在〔阿斯莫、Mitsuba〔三葉、Denso〔電裝〕占據(jù)主要市場份額，Maxon〔瑞士、Faulhaber〔德國〕等著名微電機廠商都已經(jīng)大量申請空心杯電機相關的專利技術。目前，國內(nèi)廠商在微特電機，尤其是空心杯電機領域開頭奮起直追，不斷加速，從價格上看，國內(nèi)廠商微特電機產(chǎn)品價格在幾百元不等，且性能上開頭逐步收斂國外同類型產(chǎn)品，性價比優(yōu)勢凸顯。機體積較小，更易于裝配在機器人小關節(jié)處，保守假設下，我們假設心杯電機〔一只手臂，則單臺機器人所需空心杯電機數(shù)量為6中性假設人形機器人銷量到達100萬臺，對應空心杯電機需求量為600萬臺。升BigDog這類以內(nèi)燃機為動力關節(jié)承受的載荷類型和大小，以選擇適當?shù)囊簤夯螂妱又苿悠鳎筆LC等高剛性，抗沖擊力，超長壽命，操作維護簡潔等優(yōu)勢，并且可以適應在惡劣環(huán)境下的工作，廣泛適用于造紙行業(yè)，化工行業(yè)，汽車行業(yè)，電子行業(yè)，機械自動化