人形机器人价值增量:空心杯电机产业及个股梳理

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一. 消息面汇总

当前全球人形机器人产业持续迎来催化,特斯拉、英伟达、华为等全球厂商加码布局,加速带动行业高景气度。

从人形机器人部件来看,灵巧手、行星滚柱丝杠、六维力矩传感器、触觉传感器、空心杯电机均是技术壁垒较高的价值增量环节。

灵巧手驱动装置上,手指关节需要较高自由度,需配备小体积、高功率电机,因此主要使用空心杯电机方案。

二. 电机分类

驱动系统是使机器人发出动作的机构,机器人诸如行走、跑、跳等动作均由关节电机驱动产生。

按驱动方式,可分为液压驱动、气体驱动、电机驱动三种。

电机驱动:电机作为动力源,将电能转化为机械能,产生驱动力矩;可分为步进电机、伺服电机、力矩电机等种类。

(1)伺服电机:控制精度、过载能力、速度响应等性能优异,人形机器人主要配置,适用于四肢、躯干。

空心杯电机属于伺服电机的一种,体积小、效率高、转动惯量小,适用于手指关节处。

(2)步进电机:适用于头部、眼部等轻负载、精确运动‌位置。

三. 空心杯电机概览

空心杯电机是一种微型伺服直流电机,尺寸较小,采用的是无铁芯转子,消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗。

空心杯电机杯适用于需要快速动作、功率较大的随动系统,在医疗、航空航天、机器人、工业控制、消费电子等领域拥有广泛应用前景。

机器人灵巧手作为高效率、结构紧凑的能量转换装置,空心杯电机对手指关节的匹配度较高,且具有功率大、响应速度快等优点。

空心杯电机组成包括空心杯绕组、转子组件、传感器组件等,核心技术壁垒包括线圈设计、绕线工艺、电机绕组、绕线设备等。

四. 空心杯电机市场格局

全球方面,瑞士Maxon、德国Faulhaber、瑞士Portescap等头部企业长期保持较高市场占有率,国内厂商正在加速布局:

(1)鸣志电器

专注于运动控制领域,拥有步进、直流无刷、交流伺服、空心杯电机等电机产品。

公司通过多次收购掌握核心技术:收购美国LinEngineering、瑞士TechnosoftMotionAG、鼎智科技。

混合式步进电机全球市占率超10%,位列全球第四;空心杯电机已处于中小批量供货阶段。

(2)伟创电气

电气传动、工业控制领域国内头部厂商。

切入机器人领域,布局空心杯电机、无框电机等;适用于灵巧手10mm的空心杯电机模组已经取得小批量订单。

(3)雷赛智能

运动控制领域的国内领军企业,主要产品为伺服系统、步进系统、可编程运动控制器。

空心杯电机已经成功应用于人形机器人灵巧手、协作机器人关节、AGV/AMR移动机器人等领域。

(4)兆威机电

全球领先的微型传动系统制造商,主营微型传动系统、微型驱动系统。

转矩直流电机、无刷空心杯电机、8mm永磁步进电机均已形成系列产品,正开展4mm直径无刷空心杯电机攻关,以突破国外技术壁垒。

来源:伏白的交易笔记

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