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人形机器人的新机遇

Ai机器人网2024-05-15 07:54:0029
梳理一下最近人形机器人行业发生的几件大事:

1、4月17日,波士顿动力宣布退出液压方案,推出电动的Atlas,并预计2025年在现代汽车测试。机器人产业调研最新结果显示,对Atlas系统表现评价为“惊艳”。

2、苹果在研一款家居智能机器人,预计2025年发布。

3、特斯拉全球裁员10%后,其战略重心已由“车”转向AI(FSD、Robotaxi、人形机器人),人形机器人战略地位更加突出。

4、价格:黄仁勋预测人形机器人制造成本也许不会高于1万到2万美元;马斯克介绍optimus首批售价可能在2.5-3万美元。人形机器人的成本下降,或更加依赖国内供应链

5、国内企业:南宁宇立(传感器公司)先后拿到波士顿动力、特斯拉人形机器人相关订单,证明海外科技公司认可国内传感器行业,相关行业的优质企业有望被全球市场挖掘。附人形机器人传感器产业链(拾贝录网站):



6、工业机器人销量明确回暖,3月订单量行业摸底已经转正,随着新一轮的设备置换,工业机器人行业有望持续超预期增长。附机器人本体产业链(拾贝录网站): 



国内顶层设计(《人形机器人创新发展指导意见》)明确了我国人形机器人的发展目标:2025年实现整机批量生产,2027年要形成安全可靠的产业链供应链体系。政策加持下的机器换人及国产替代趋势下的细分零部件产业链机遇值得期待。

从人形机器人零部件的国产替代空间来看,丝杠、空心杯电机、惯性导航IMU国产化率较低,国产替代空间大;从单机价值量占比看,无框力矩电机(21%)、减速器(16%)、力矩传感器(16%)、丝杠(14%)价值量占比较高;从降本空间看,空心杯电机、无框力矩电机降本空间较大。面对2030年全球上千亿元的人形机器人大赛道,以及成本下降背景下对国内供应链的依赖,国内小市值公司有望成长为大市值巨头。

人形机器人电机产业链(拾贝录网站):



人形机器人减速器产业链(拾贝录网站):



一、各技术路线优劣势分析

本次特斯拉采用的方案预计采用了压力式触觉传感器,像素数量约为8*12,我们预计单机价值量约几百元。其主要分为电阻式、电容式和压电式等方案。整体从成本角度看电阻和电容式有望成为最终方案。

          

二、未来人形将采用什么触觉传感器方案?

当前触觉传感器主流技术方案是电阻式:主要有两种具体方案:a.接触电阻方案,通过改变极板之间的接触面积和接触紧密度来改变电阻。举例来说,零感科技的泡棉方案,通过在发泡材料的内部投入导电物质,可以把其当成开口的圆环,在下压的过程中,开口逐渐缩小,材料的导电性会逐渐提升,进而反应了接受的压力。b.导电颗粒方案,或者叫隧穿方案,通过在弹性材料内部填充导电颗粒,通过按压导致导电颗粒间间隙的缩小,进而带来电阻的变化。

我们预计有三种触觉搭配使用将成为长期主流:a.热感;b.大面积低精度的反馈;c.高精度反馈(如指腹)。预计会将三类方案结合在一起使用,分别是电阻式、电容式、热辐射式。

电阻式:大面积覆盖,可用于手臂和身体部位。优势在于组装简单,易于大批量生产,柔性更高,寿命更长,可靠性强,成本低,耐高温和高压。我们假设手掌手背4个+身体部分共计2平方米,目前量产售价约370元/平方米,25年预计降到约334元/平方米。

电容式:用于指腹以辨别纹理。电容式适用于高精度场景,如新能源电池制具的检测、判断触摸物体的类型和盲文的检测等。我们假设电容式指腹需要十个,目前100元/个,量产后预计20-30元/个。

热辐射式:可布局在指缝间感知温度。通过热辐射和红外线去检测人或金属的靠近,可以实现非接触的感知,判断是否有热源靠近,用于规避危险。

成本差异:海外产品在核心原材料等与国内区别不大,国内产品价格低廉。

性能差异:海外产品在精度(3-5%)、技术和外观的细节方面比较领先,钛深产品精度3-5%,力感科技5%,普遍产品精度在10%左右,足够满足终端用户目前的使用场景需求。

精度较低的原因是:触觉用得是霍尔原理,量程小,精度弱。触觉传感器整个敏感器件裸露,敏感层薄,在厚度上会存在一致性差异。

              

三、竞争格局:外资占据大部分份额

全球触觉传感器主要厂商有Tekscan、Pressure Profile Systems、Sensor Products Inc.等,全球前三大厂商共约占有65%的市场份额。

国内布局了触觉传感器的公司有苏州能斯达电子(汉威科技)、墨现科技、力感科技、瑞浒科技等。埔慧科技、帕西尼感知、韧和科技、他山科技、柔宇科技、宇博智能、常州福普生、上海澄科电子、常州柔希电子。

市场格局(按照收入排序):1)第一梯队:龙头是深圳市的纽迪瑞科技,年营收在1-1.2亿元,主要的市场对象是3C市场,包括笔电、手机和tws耳机,传感器年销量约为1200万只,主要做电控相关的产品。

2)第二梯队:企业数量相对更多,如苏州能斯达、三三智能科技、慧闻纳米科技和钛深科技等,年营收在2000-3000万元之间,较好的情况为4000万元左右,但是仍与第一梯队相差较大,主要是由于第一梯队在3C市场中的市占率达到了90%以上,剩余空间较小。

          

四、供应链:主要原材料为石墨烯、芯片和导电涂料等

上游企业:材料厂商(石墨烯)、加工厂商和芯片厂商,由于各家传感器的方案有所差异,所需要的材料也不同,因此上游厂商相对分散,在地区上主要集中在长三角和珠三角。a.代工厂家主要生产丝印和车床等;b.原材料厂商一部分来自北方的工业区,一部分是海外的厂商,还有一些位于长三角或是湖北地区的石墨烯厂家。

由于触觉传感器需要大量的膜类材料和涂料(导电或半导电的浆料),薄膜类的材料也是触觉传感器的重要上游,这类材料厂商同时也是光伏产业的重要上游,大多依靠光伏产业迅速发展;c.芯片厂家需要提供高采集能力的芯片,如芯海科技主要提供高精度多通道的ADC采集芯片,高性能的芯片有利于减少压电式传感器的运算成本。    

机器人行业按功能、应用和形态特征分类:工业机器人、服务机器人、农业机器人、教育机器人、社交机器人、人形机器人。

A股机器人相关上市企业目前数量有371家,分布在广东、江苏、浙江、上海、北京等省市。

2022年总体营业收入约为34038.93亿元,同比增加3.74%;归母净利润为1639.45亿元,同比增加1.03%。

据预测,2024年中国机器人的市场规模为251亿美元。

机器人产业链包含减速器、伺服系统、控制器、机器人本体、机器人集成等环节。

减速器公司主要包括中大力德、新时达、绿的谐波、秦川机床、南方精工等;

伺服系统公司主要包括步科股份、博众精工、汇川技术、华中数控、卧龙电驱等;

控制器公司主要包括伟创电气、科力尔、鸣志电器、埃夫特;

机器人本体公司主要包括机器人、埃斯顿、新时达、拓斯达;

机器人集成公司主要包括派斯林、华昌达、凯尔达、博实股份。

行业优质公司举例:

中大力德:国内为数不多的RV减速器制造商之一。

埃斯顿:机器人运动控制系统解决方案提供商,国产机器人龙头企业之一。

鸣志电器:混合式步进电机全球市占率超10%,位列全球第四,打破了日企垄断。

绿的谐波:国内谐波减速器龙头,打破了国际品牌在机器人用谐波减速器领域的垄断。

汇川技术:工业自动化产品领先企业,国内最大的低压变频器与伺服系统供应商。

双环传动:全球最大的专业齿轮散件研发制造企业,国内新能源汽车齿轮龙头供应商。



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