2023年机器人行业研究报告

2023年机器人行业争论报告一、机技术日趋成熟，伺服电机和步进电机是行业主流历经200年技术更迭与产业磨砺，电机逐步走向成熟“电动机也称马达，它的作用是将电能转化为机械能，产生驱动力矩，200多年的历史，其进展历程可分为以下四个重要阶段。1821-1871821年1831年觉察了电磁感应定律。1832年皮克西利用磁铁和线圈的相对运动，制成了一1834-1870体转变到电流线圈、西门子兄弟从蓄电池他励进展到发电机自励、两者同步进展。其次阶段：直流电机趋于成熟，沟通电机开头受到关注1870-1881873年，海夫纳阿尔泰涅抑制造了鼓形绕组，提高1880今。随着直流电机的广泛应用，其固有缺点也很快暴露出来，主要问题在于远距离输电、电机换向存在困难，因此19世纪80年月后，人们留意力渐渐向沟通电机方向转移。〔1885-1891885年1886年移居尼古拉1889年多利沃多勃·罗沃利斯基制成一台三相沟通单鼠笼异步电动是三相沟通电机的研制成功为远距离输电制造了条件，把电工技术提高到一个的阶段。第四阶段：电机理论和设计、制造技术逐步完善世纪至21世纪。进入20世纪，工业的高速进展不断对电机提出的要求，而自动化方面的特别需要则使把握电机和特种电机快速进展。同时，这一时期电机理论不断丰富，材料和冷却技术不断改进，交、直流电机的单机容量、功率密度与材料利用率都有显著提高。第五阶段：永磁电机是21世纪电机进展方向〔21世纪至今。进入21世纪，专用性、轻量化、高性能是电机行业进展方向。在等优点，在医疗器械、视听产品、计算机、数控机床、电动车辆、航空航天产品等领域得到广泛应用。同时轻量化需求下，属于永磁伺视。电机功率较大，侧重于电机的启动、运行和制动方面的性能指标，而动力电机：按运动方式，可分为旋转电机和直线电机。旋转电机按电压性质分为直流电机与沟通电机，其中直流电机按内部有无碳刷可步电动机为应用最广的动力电机。把握电机：依据把握方法与用途〔也叫直驱电机位移的电动机，每一个脉冲信号，对应的有一个角度，转速与脉冲频率有关。整体看，把握电机相较于动力电机，增加了把握电路，进展划分。电动机，每输入一个脉冲信号，转子就转动一个角度或前进一步，其比。伺服电机则是一种补助马达间接变速装臵，其可以把握速度，位要特点是当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀〔脉冲和方向信号，但在使用性能和应用场合上存在着差异。步进。综合来讲，伺服电机在把握精度、低频特性、过载力气、速度响9月30〔AIDay〕40个，而对于所使用自动化领域的伺服电机将是将来人形机器人的主要配臵。此外，对为抱负和牢靠的选择，由于仿生眼在需要具有人类一样的视觉功能，的两个自由度运动〔18°，而步进电机可以实现无位臵传感器的备较好适配性。二、人形机器人大时代降落，伺服电机需求有望爆发向业链涉及稀土磁材、电子原器件、伺服系统制造、机器人等，上游来200亿元，汇川技术引领浪2023169亿元，2023-2023年CAGR10%，受到下游工业机器人、医疗器械、电子制造设备等产业扩张的影响，MIRDATABANK2023年上半年，国产品牌中，汇川技术在国内市场份额首次排名第一，市占率达15.9%，11.98.9%〔8.8〕和日本三菱8.3，行业CR5为53.8%，集中度较高。但从国内其追，包括禾川科技、江苏雷利、鸣志电器在内的众多国内品牌都推出自己成熟的伺服电机产品，并开头在市场上崭露头角。从分类上看，一般伺服电机、舵机和空心杯电机是主要类型。一般3类，此外，对于直流电机而言，其还可以依据有无电刷〔碳刷〕分为有刷直流伺服电机和无刷直流伺服电机。滑动接触体。其导电，导热以及润滑性能良好，并具有确定的机械强无刷电机，有刷电机本钱低，构造简洁，把握简洁，需要维护，但由于维护不便利〔换碳刷，产生电磁干扰，为了提高直流电机的使用磁场，所以用不着换向器，也就无须电刷，故其也是无刷电机一种，分为同步和异步电机。永磁的伺服把握电机，即空心杯电机，其体积较小且效率较高，属于微特电机的一种。空心杯电动机由机壳、线圈、后盖、磁体和换向器组成，线圈看起来像一个水杯，故称空心杯，其在构造上突破了传统外，依据有无电刷，空心杯电机亦可分为有刷空心杯电机和无刷空心杯电机。机器人等领域还将逐步渗透。此外，工业机器人、家用电器等设备越生齿槽转矩，造成电机转矩波动、振动和嗓音，影响电机在速度把握出来，与传统有槽无刷电机相比，其具备体积更小、本钱低、功率密度更高、过载力气更强等多个优点。整体看，我们认为，以空心杯电步向高效率、轻量化、低本钱的方向持续突破，这种技术导向有望成为一种产业进展趋势，各类产品也将在在机器人、家电、汽车等领域进一步加速渗透。仿真人形构造带动伺服电机用量迎来指数级增长特斯拉Bot马上推出，人形机器人带来更大想象空间。特斯拉9月30日的特斯拉其次个人工智能日〔AIDay〕公布人形AI技术，基于特2023年最重要的产品开发工程，甚至可能比汽车业务更重要。从已公布的参数看，1身高5尺8〔约1.73米；2〕头部带有显示屏，用以呈现信息；3〕承受Autopilot的摄像头作为视觉感知传感器，共八个摄像头；4〕FSDComputer作为计算核心；5〕40个机电传动器；6〕搭载多相机神经网络、基于神经网络的规化、自动标记、算法训练等；7〕5英里/小时。单台人形机器人电机用量超40SCARAdelta、协作机器人几大类，我们依据其各自的自由度〔关节数量〕进展细分，多关节机器人和协作机器人多以六轴为主，单台六轴机器人的六个自6台电机需求，SCARA机器人拥有三个相互平行的44台电机，delta机器3台电机，同时在旋转末Delta机器人一般是4Optimus40手臂、手指、躯干、腿部等部位的把握，电机数量较传统工业机械人和效劳机器人有大幅提升。MIR数据，202325.7万台，其中多关节/SCARA/delta/协作机器人占比分别为61.9%/29.1%/6.0%/3.0%。假2025年我国工业机器人销量有望突破45万台。同时，我们做出如下假设：1〕假设多关服电机而非一代的力矩电机；3〕依据多关节/SCARA/delta/协作机器人的单台伺服电机用量6/4/4/6台进展计算。在此假设下，估量2025240保持稳定向上增长。4040个关节数量40台电机用量，包括颈部、手臂、手指、躯干、腿部等100万台的中性假设下，预4000万台，较传统工业机器人电12004.8100器人有望带来480亿的增量市场空间。度更加灵敏的应用场景驱动下人形机器人手指应具备更高的自由度。人形机器人的重点在于替代人的局部工作场景，同时进展更好的交互以关心人进展工作，因此其会面临更加多样化、更加简洁的体积小且能输出较大力的电机。我们认为，具备节能、灵敏且体积较小的空心杯电机和将伺服电机与丝杠集成的模块化产品电缸，自然适配于人形机器人手指关节。空心杯电机：优点明显，与人形机器人完善适配。空心杯电动机心杯电机，作为高效率的能量转换装臵，优点明显：1〕节能性：能70%以上；2〕把握特性：起动、制动快速，响应极快，在高速运转状态下，可以便利地对转速进展2%以内；4〕重量轻，体积小：空心杯电动机的能量密度大幅度提高，与同等功率的铁芯电动机相比，其重量、体积减轻超过三分之军事、各类工业产品、高科技、民用电器等各领域应用广泛。而对工业机器人、仿生义肢等，空心杯电机凭借其快速响应的随动系统能够很好发挥作用。对于人形机器人而言，空心杯电机除快速响应外，体积小、重量轻、节能等各种特点都符合人形机器人需要，随着人形机器人大时代降落，空心杯电机有望迎来需求爆发。瑞士，进展于日本，而后随技术集中逐步向进展中国家转移，因此我国的空心杯电机产品较国外还存在确定差距。从微特电机的下游看，IT高的微电机，Nidec〔电产、inebea〔美蓓亚〕都是代表厂商，手机用线性震惊电机仅SEMCO〔三星电机〕等少数企业可以供货。在〔阿斯莫、Mitsuba〔三叶、Denso〔电装〕占据主要市场份额，Maxon〔瑞士、Faulhaber〔德国〕等著名微电机厂商都已经大量申请空心杯电机相关的专利技术。目前，国内厂商在微特电机，尤其是空心杯电机领域开头奋起直追，不断加速，从价格上看，国内厂商微特电机产品价格在几百元不等，且性能上开头逐步收敛国外同类型产品，性价比优势凸显。机体积较小，更易于装配在机器人小关节处，保守假设下，我们假设心杯电机〔一只手臂，则单台机器人所需空心杯电机数量为6中性假设人形机器人销量到达100万台，对应空心杯电机需求量为600万台。升BigDog这类以内燃机为动力关节承受的载荷类型和大小，以选择适当的液压或电动制动器，使PLC等高刚性，抗冲击力，超长寿命，操作维护简洁等优势，并且可以适应在恶劣环境下的工作，广泛适用于造纸行业，化工行业，汽车行业，电子行业，机械自动化