?恒立佳創(chuàng):靈巧手技術(shù)路線(xiàn)逐步收斂,關(guān)注邊際增量環(huán)節(jié)
一、人形機(jī)器人末端執(zhí)行器,產(chǎn)業(yè)鏈邊際變化空間大
靈巧手是人形機(jī)器人的末端執(zhí)行器,由驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)和感知三大系統(tǒng)構(gòu)成。當(dāng)前時(shí)點(diǎn)關(guān)注靈巧手主要在于三點(diǎn),一是技術(shù)路線(xiàn)尚未完全收斂,仍處于持續(xù)迭代階段,方案邊際變化或帶來(lái)關(guān)鍵零部件的邊際增量;二是靈巧手是人形機(jī)器人功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵;三是市場(chǎng)空間大,靈巧手價(jià)值量占本體比重達(dá) 30%,2030 年市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá) 450 億元。
二、主流方案總結(jié):輕量化、高自由度、多模態(tài)感知和復(fù)合傳動(dòng)
我們收集了 20 家國(guó)內(nèi)外廠(chǎng)商 28 款靈巧手相關(guān)信息,對(duì)當(dāng)前主流的靈巧手方案進(jìn)行了總結(jié),從迭代方向來(lái)看,主要的趨勢(shì)可總結(jié)為三點(diǎn):更靈活,高自由度 + 輕量化。主流方案自由度逐步由 6 個(gè)提升至 12-20 個(gè),電機(jī)向小臂轉(zhuǎn)移以降低自重并留出空間;更智能,多模態(tài)感知能力進(jìn)化。靈心巧手的 L2、智元機(jī)器人的 SkillHand 等靈巧手通過(guò)多模態(tài)感知能夠更好地處理柔軟、不規(guī)則物體的識(shí)別與操作;更柔性,復(fù)合傳動(dòng)方案上手。國(guó)內(nèi)靈巧手已逐步從連桿等純剛性傳動(dòng)方案轉(zhuǎn)向腱繩傳動(dòng)以及腱繩 + 絲杠的復(fù)合傳動(dòng)方案。
三、性能 & 成本雙邊約束下關(guān)注產(chǎn)業(yè)鏈增量機(jī)會(huì)
從當(dāng)前主流方案迭代方向出發(fā),建議重點(diǎn)關(guān)注以下靈巧手關(guān)鍵環(huán)節(jié):
3.1 驅(qū)動(dòng)電機(jī):高價(jià)值量環(huán)節(jié),自由度提升帶動(dòng)單手?jǐn)?shù)量增加
隨著自由度提升,靈巧手單手所需驅(qū)動(dòng)電機(jī)數(shù)量增加??招谋姍C(jī)體積小、功率密度高、響應(yīng)速度快,是靈巧手的理想驅(qū)動(dòng)電機(jī),但當(dāng)前成本較高,有望在國(guó)產(chǎn)設(shè)備突破和下游需求拉動(dòng)下實(shí)現(xiàn)降本以及國(guó)產(chǎn)替代;直流無(wú)刷電機(jī)技術(shù)指標(biāo)遜于空心杯電機(jī),但成本較低,Optimus Gen3 將驅(qū)動(dòng)電機(jī)位置從手掌轉(zhuǎn)移至小臂,空間要求降低,直流無(wú)刷電機(jī)應(yīng)用率有望提升。
3.2 傳動(dòng)系統(tǒng):絲杠 + 腱繩復(fù)合傳動(dòng)方案有望成為主流
在 Optimus Gen3 帶領(lǐng)下,腱繩 + 絲杠的復(fù)合方案有望成為靈巧手傳動(dòng)系統(tǒng)迭代方向。其中腱繩傳動(dòng)能夠?yàn)殪`巧手提供更高的自由度和靈活性并減少空間占用和重量,UHMWPE 是腱繩的理想材料,2030 年靈巧手用 UHMWPE 市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá) 52.8 億元,國(guó)產(chǎn)廠(chǎng)商南山智尚等已有可用于靈巧手的產(chǎn)品;行星滾柱絲杠是理想的靈巧手傳動(dòng)元件,但仍受制于成本過(guò)高,國(guó)產(chǎn)廠(chǎng)商仍處于小批量試制階段,滾珠絲杠作為低成本替代方案,國(guó)產(chǎn)廠(chǎng)商已形成批量供貨能力。
3.3 觸覺(jué)傳感器:高技術(shù)壁壘的靈巧手必備環(huán)節(jié)
觸覺(jué)傳感器逐步成為靈巧手的必備部件,且逐步從指尖搭載向全手陣列式搭載的電子皮膚迭代。國(guó)產(chǎn)廠(chǎng)商有望在靈巧手下游需求拉動(dòng)下逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代,國(guó)內(nèi)優(yōu)先的廠(chǎng)商包括非上市公司的帕西尼科技以及漢威科技和申昊科技等。
四、人形機(jī)器人進(jìn)入大規(guī)模量產(chǎn)前夕,靈巧手技術(shù)路線(xiàn)逐步收斂,驅(qū)動(dòng)電機(jī)、絲杠、腱繩和傳感器等多個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)迎來(lái)邊際增量。(1) 有望打入主機(jī)廠(chǎng)供應(yīng)鏈的靈巧手總成方案商;(2) 自由度提升背景下用量增加,設(shè)計(jì)和設(shè)備國(guó)產(chǎn)化降本潛力巨大的驅(qū)動(dòng)電機(jī);(3) 國(guó)內(nèi)方案滲透率逐步提升,國(guó)產(chǎn)廠(chǎng)商機(jī)器人領(lǐng)域應(yīng)用逐步落地;(4) 替代空間巨大的絲杠環(huán)節(jié);(5) 應(yīng)用量逐步增加的靈巧手標(biāo)配觸覺(jué)傳感器。
(恒立佳創(chuàng)是恒立集團(tuán)在上海成立的一站式客戶(hù)解決方案中心,旨在為客戶(hù)提供恒立全球12個(gè)生產(chǎn)制造基地生產(chǎn)的液壓元件、氣動(dòng)元件、導(dǎo)軌絲桿、密封件、電驅(qū)電控、精密鑄件、無(wú)縫鋼管、傳動(dòng)控制與系統(tǒng)集成等全系列產(chǎn)品的技術(shù)支持與銷(xiāo)售服務(wù)。)