无刷有齿槽电机

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灵巧手深度:心灵手“巧”,手眼协同
2025-05-12 09:48
纪要涉及的行业和公司 - **行业**:灵巧手机器人、驱动模组、传动方案、电子皮肤技术等相关行业 - **公司**:雷赛智能、新洁电器、伟创电气、灵巧手科技、志远公司、英伟达机器人、零星技巧手、汉威科技、华威科、帕西尼、他山科技、特斯拉、Shadow、Maxon、Faulhaber、Portescap、鸣志电器、佳维机电子、双灵股份、振宇、浙江荣泰、长江机械、贝斯特、鼎智科技、五洲新春 纪要提到的核心观点和论据 灵巧手结构与技术 - **解剖结构**:灵巧手按人手解剖结构拆分有 21 个自由度,食指、中指、无名指和小指各有四个自由度,大拇指有五个自由度,为精细操作奠定基础[1][3] - **核心部件**:包括驱动组件、传动组件和传感器,技术方案未收敛,有多种技术路线[1][6] - **国内厂商发展**:国内厂商多采用欠驱动方案,主动自由度不断提升,如雷赛智能、新洁电器、伟创电气等表现突出,且开启国产替代,与下游合作实现量产出货[4][5][13] - **特斯拉进展**:采用腱绳传动方案,总自由度迭代至 22 个,主动自由度约 17 个,用无刷永磁槽电机替代空心杯电机,使用多种传感器增强智能化[1][7] 国内代表性厂商情况 - **灵巧手科技**:发布 O7、L10 和 L20 等产品,适应多样场景,集成多种传感器优化动作[9] - **志远公司**:2024 年开始丰富产品,有五指灵巧手机等,积极增加主动自由度,采用视觉传感技术,提供低廉轻质数据采集方案[10][11] - **雷赛智能**:2025 年 4 月推出 6 主动自由度灵巧手,计划推出更多型号,硬件方案多样化,基于电机优势提高硬件水平、控制成本并推广市场[1][12] 核心部件相关 - **驱动模组**:通常采用电机加行星齿轮减速器形式,空心杯电机和无刷有齿槽电机各有优劣,值得研究优化性能;国内空心杯电机走向成熟,但在散热等细微层次与海外有差别;驱动模组市场受人形机器人渗透率和主动自由度影响,批量化生产将使成本下降、需求增加,鸣志电器和佳维机电子确定性较强[1][14][18][19] - **传动组件**:有腱绳、连杆、微型丝杠等多种架构,各有优缺点,行业方案未收敛;腱绳传动适用于多自由度产品,但指关节控制难度大;微型丝杠方案有细分类型,加工难度和降本有优化空间;特斯拉腱绳传动方案引发关注,材料选择有多种形式[6][20][21][22][24] - **传感器**:电子皮肤技术在灵巧手中渗透迅速,触觉传感器成标配,各企业在多种传感器技术路线取得进展并进入批量化降本阶段,国内厂商在成本和性能上有优势[30] 其他技术与应用 - **微型谐波减速器**:在灵巧手中应用前景广阔,但成本高,主要用于高端领域[28] - **灵巧手运动控制**:是核心价值,包括小控制和大控制层面,国内厂商通过强化学习等方法取得突破[33] - **手眼协同**:是实现灵巧手机能重要环节,国内企业具备较高柔性运动控制能力,未来应发展延髓脑协同[34] 其他重要但是可能被忽略的内容 - **空心杯电机制造挑战**:面临绕过海外企业专利和国产化技术壁垒,国内生产效率、精密度和线圈结构刚性与海外有差距,但正在突破[16][17] - **腱绳材料成本与市场空间**:健身器材材料选择在讨论中,金属腱绳和高分子化合物腱绳成本高,批量化生产后成本预计大幅下降,腱绳方案若广泛应用市场空间大[26] - **灵巧手成本占比**:预计占整个人形机器人价值的 10%左右,符合行业对机器人传感器使用成本预期[31] - **推荐企业**:推荐雷赛智能等从事工控领域且专注灵巧手机能发展的企业,关注其发展动态和市场表现[36]
人形机器人:灵巧之“手”,解锁人形机器人黄金赛道(附59页PPT)
材料汇· 2025-04-28 23:16
灵巧手技术发展现状 - 灵巧手是人形机器人操作性能的核心部件,决定机器人功能上限,远期占人形机器人全成本比重20%-30% [6][11] - 灵巧手需具备运动能力、负载能力、控制能力、感知能力、耐用能力和轻量化等性能,由驱动、传动、控制、感知四大模块构成 [6][15] - 2025年将是灵巧手突破大年,多家主机厂和零部件厂将发布新方案,预计未来2年快速迭代并投入应用场景 [20] 混合机械方案趋势 - 驱动方案以电机为主,空心杯电机因体积小、转速高成为首选,无刷有齿槽电机因扭矩密度大、成本低也有应用 [24][27] - 传动方案呈现多样化,齿轮负责旋转运动调速,丝杆/蜗轮蜗杆负责直线运动和方向变化,连杆和腱绳用于增加自由度 [24][44] - 短期空心杯电机+行星减速器+滚珠丝杆+连杆方案将最先放量,中长期趋势是高自由度+负载力的融合方案 [24][61] 手部感知技术方向 - 触觉传感器追求高灵敏度、高集成度、高延展性和低成本,目前压阻式、电容式、电磁式及视触觉多技术路线并行 [67][69] - 压阻式技术成熟但灵敏度不足,电容式及电磁式性能更优可感知三维力,视触觉传感器理论上限高但对数据和算法要求高 [67][104] - 人类手部触觉可感知力觉、温觉等多维度信息,灵敏度极高(女性指尖法向压力阈值0.019g),是机器人触觉发展的目标 [64][66] 产业链布局情况 - 头部本体厂商如特斯拉、FigureAl、智元等选择全栈自研灵巧手,方案各异 [6][20] - 独立第三方集成商如因时机器人、傲意科技等进展较快,零部件厂商如兆威、雷赛等延伸至整手集成 [6] - 目前灵巧手价格5-10万/只,预计中期降至0.5-3万/只,占本体成本20%左右,2030年人形机器人市场空间约900亿 [6]
人形机器人深度之七:灵巧之“手”,解锁人形机器人黄金赛道
东吴证券· 2025-04-26 13:31
报告行业投资评级 未提及 报告的核心观点 - 灵巧手是人形机器人操作性能核心,2025年开启快速迭代,多方参与推动其发展,未来2年方案将加速迭代并投入使用场景,促进手脑协同 [4][25] - 混合机械方案是趋势,兼具高自由度和承载力,短期空心杯电机+行星减速器+滚珠丝杆+连杆方案先放量,中长期融合方案更具优势 [4][70] - 手部多维感知是方向,触觉传感器多技术路线布局,未来将从压阻式向电容式、电磁式、视触觉及仿生电子皮肤演变,且融合方案潜力大 [4][124] - 头部本体厂全栈自研,零部件提供整体解决方案,未来主机厂自研和集成、零部件厂商提供整体方案是趋势,灵巧手成本未来降本空间大 [4][206] - 预计2030年人形机器人销量达300万台+,市场空间约900亿,对应零部件市场空间较大的为触觉传感器、空心杯电机、齿轮、丝杆等 [4][209] 根据相关目录分别进行总结 Part1 灵巧手打开人形机器人应用上限,快速迭代 - 灵巧手决定人形机器人操作功能,是最重要硬件,占全成本比重20%-30%,不同场景对其方案要求不同 [9] - 类比人类的手,具备灵活、精确、小巧、敏感特点,有十三种基本功能,自由度共21个(不考虑手腕关节) [15] - 灵巧手需具备高自由度、精确性、耐用性、感知能力等性能,由驱动、传动、控制、感知四大模块构成 [17][19] - 2025年是灵巧手突破大年,多方布局,主机厂和零部件厂密集发布方案,未来2年将快速迭代 [24][25] Part2 混合机械方案是趋势,兼具高自由度和承载力 - 直驱方案精度高、刚性高,但存在体积重量大、成本高和发热等问题,欠驱方案集成度高、自适应强、功耗低,近2年快速发展 [28][29] - 电机驱动综合性能最优,是主流驱动方案,气动、液压、智能材料适合特定领域 [30] - 空心杯电机超轻量化、响应快、无齿槽效应,是主流驱动电机,无刷有齿槽电机扭矩密度高、成本低、散热好,步进电机少量使用,伺服电机使用少 [32] - 传动方式多样,包括丝杆、齿轮、连杆、腱绳、蜗轮蜗杆等,齿轮+丝杆商业化进度更快,产业方向是混合传动、AI驱动设计 [50] - 驱动方案基本定型,传动多样性,混合为趋势,短期空心杯电机+行星减速器+滚珠丝杆+连杆方案先放量,中长期融合方案更优 [70] Part3 手部多维感知是方向,促进手脑协同 - 人类手部触觉多维度感知、高灵敏度、高拉伸率,由四种机械感受器实现 [73][74] - 机器人触觉传感器多技术路线布局,包括压阻式、电容式、光电式、电磁式、视触觉等,追求高灵敏度、高集成度、高延展、成本低 [77] - 多维高精度触觉传感器大批量生产壁垒高,需工艺和算法并重,技术持续迭代升级,空间广阔 [121][124] - 手脑协同是硬件、软件、数据、模型迭代的融合,可加速具身智能 [130][131] Part4 本体厂全栈自研,零部件提供整体解决方案 - 灵巧手集成商技术多样化,当前6个主动自由度的电机+丝杆+连杆方案成本可控、承载力高,精密场景需提升自由度,混合传动方案待改进 [133] - 本体厂全栈自研,如特斯拉、FigureAI、星动纪元、智元机器人、宇树科技等方案各异,各有优势 [140][160] - 灵巧手集成商方案各异,国内厂商崛起,如英国Shadow、因时机器人、强脑科技、傲意科技、灵心巧手、灵巧智能等 [165][191] - 零部件厂商兼顾模组与灵巧手整机,如兆威机电、雷赛智能等提供整手解决方案 [197][202] - 主机厂自研和集成、零部件厂商提供整体方案为趋势,灵巧手成本与自由度相关,未来降本空间大,价值量较高的为触觉传感器、空心杯电机、丝杆、齿轮等 [206][209] Part5 投资建议 - 首推灵巧手兼具整体解决方案和零部件供应商雷赛智能、兆威机电,其次为绑定核心主机厂的零部件供应商,包括空心杯电机、微型丝杆、减速器、触觉传感器、腱绳等相关企业 [4][212]