耐腐蚀性好 1734-OB8 以太网模块

耐腐蚀性好 1734-OB8 以太网模块 

耐腐蚀性好 1734-OB8 以太网模块 

利好政策密集频发，助力产业趋势演绎

利好政策赋能，提供大幅增长空间。2023 年以来，国家先后出台多项政 策，聚焦技术创新、具体应用，鼓励帮扶机器人产业发展，助力中国机 器人产业从“做大”到“做强”。在国家层面，工信部等十七部门提出《“机器人+”应用行动实施方案》，计划制造业机器人密度较 2020 年实现翻 番；在地方层面，北京和深圳市政府相继出台政策，加速人形机器人产 品研制和推广，开展通用型具身智能机器人的研发和应用，推动整机产 品在不同典型场景的推广应用。

远期规划宏大，市场蓝海一片

人形机器人市场空间巨大。马斯克在 23 年股东大会上花费大量篇幅阐 述机器人，不仅展望和遐想了远期空间：未来人形机器人市场需求将达 到 100 亿台，对应每人 1-2 台的比例；甚至认为特斯拉长期价值是人形机器人给的，由此可见未来人形机器人市场空间广阔。 人形机器人产业链分为上游零部件、中游本体制造和下游应用。人形机 器人产业链主要包括核心零部件、系统集成、整机制造等部分，其中上 游核心零部件包括控制系统、伺服驱动系统、机器视觉传感器、关节减 速器、芯片等。中游主要为整机本体制造环节，下游应用有家庭服务、 公共服务、医疗护理等。从模块来看，产业链主要包含软件端（环境感 知模块、智能 AI 芯片模块、操作系统模块）和硬件端（运动控制模块）。

已有部分玩家在人形机器人产品方面取得重大进展。行业内代表性人形 机器人产品包括特斯拉的 Optimus、波士顿动力的 Altas。后者采用液压 驱动的方案，从而促成了优异的运动性能、更好的承压能力；前者采用 电机驱动的方案，从而促成了更低的生产和运维成本，更利于商业化的 落地。国内代表性产品还有小米的 CyberOne、优必选的 WalkerX。其中， 的运动控制技术能力是产品的核心竞争力之一。2023 年 6 月 14日， 腾讯通过将前沿的预训练 AI 模型和强化学习技术应用至机器人控制 领域，从而让机器狗 Max 的灵活性和自主决策能力得到大幅提升。

Tesla Bot 风起，国产零部件起航

关节采用仿生学关节设计，6 类执行器复用实现身体 28 个自由度（28 个执行器）+手部 22 个自由度（12 个执行器）。执行器分为身体上及手 上的关键模组。以特斯拉 Optimus 为例，在身体上有 3 类旋转和 3 类直 线执行器，旋转和线性（直线）执行器各 14 个；灵巧手单手 11 个自由 度和 6 个执行器，包括 6 个主动自由度（大拇指 2 个，其余均 1 个） 和 5 个被动自由度。

关节执行器（又称关节模组）可分为三类： 1）旋转执行器：主要分布于关节连接处，例如肩膀、手肘、手腕、腰 部、胯部、膝盖等。执行器一般称为旋转执行器或者环形执行器，由 无框力矩电机、谐波减速器、力矩传感器、编码器、交叉滚子轴承和 向心止推滚珠轴承构成。 2）线性执行器：又叫直线执行器，用在手臂、大腿等地方。线性执行 器是由无框力矩电机、滚珠/行星滚珠丝杠、力矩传感器、编码器等构 成。核心是把旋转执行器中的谐波减速器换成了丝杠（包括滑动和行 星滚珠丝杠）。 3）手部结构：每个手有 6 个驱动器，由空心杯电机、微型齿轮、驱动 电路、信号电路、传感器以及编码器构成（2 个值编码器、2 个温 度传感器、1 个力传感器）。 在机电一体化关节设计中：电机为驱动装置，减速器作为增加电机功 率的装置与电机一同使用（提升转矩），编码器指示电机旋转轴的位置/ 角度，传动装置传递执行器和减速器产生的动力（不同部位的传动方 案有差异）。

电机：需求量与价值量较大的环节

电机是将电能转换为机械能的机电装置，分类方式众多。电机有控制电 机与非控制电机之分，作为系统执行部件，控制电机更侧重扭矩、转速、 位置输出特性。在控制电机中，根据控制方法与用途的不同，可分为步 进电机、伺服电机、力矩电机（也叫直驱电机）等。伺服电机和步进电 机是控制电机分类下的主流产品。

伺服电机：精度较高，常使用于闭环伺服系统

伺服电机可以控制速度，位置精度非常准确。内部的转子是永磁铁，驱 动器形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器 反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转 动的角度，伺服电机的精度决定于编码器的精度。 伺服电机在控制精度、过载能力、速度响应等方面均优于步进电机，更 适用于通用自动化和机器人领域。在数字控制的发展趋势下，运动控制 系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。

伺服电机市场规模持续增长。近年来，中国伺服电机产业市场规模呈现 持续增长态势，受益于下游产业工业机器人、电子制造设备等新兴产业 市场增容的需求，将继续保持较快的增长速度。我国伺服电机市场规模 从 2017 年的 116 亿元增长到 2021 年约 169 亿元。经 MIR 估算，2023 年我国伺服电机市场规模将增长至 197 亿元。 伺服系统是能jingque控制执行机构的自动控制系统。主要由伺服驱动器、 伺服电机和编码器组成。使伺服系统是使物体的位置、方位、状态等输 出量，随着输入量的任意变化而变化的自动控制系统，是工业自动化的 关键零部件，是实现定位、运动的必要途径。

无框力矩电机：紧凑的无框架式永磁电机

无框力矩电机，是一种以输出扭矩为衡量指标的无框架式永磁电机。无 框电机不同于传统的永磁电机，它只有转子和定子 2 个部件，因而不再 受制于电机壳体外框的束缚，利用机器的自身轴承支撑转子，将电机无 缝内置于机器设计中。特点是效率高、安装便捷，同等扭矩尺寸更小、 更轻量，能满足协作机器人、人形机器人小型化、轻量化的要求。由于 人形机要求紧凑的尺寸，同时要求实现高功率和高转矩，因此无框电机 应用于机器人驱动器是必然。

无框力矩电机的核心优势是输出力矩大、结构紧凑，散热性好。1949年 由美国 Inland 电机公司（1960 年和科尔摩根光学公司合并为科尔摩根 公司）发明，用于早期导弹和空间飞行器的惯性制导系统上的传动万向 节。现在，无框电机的典型应用包括机器人和机器人关节、武器站、传 感器的万向节、瞄准系统、无人机推进与导航、工厂自动化设备等。 无框力矩电机主要玩家有科尔摩根、步科股份等。海外厂商科尔摩根、 Maxon、日本电产、Moog 电机位列全球无框电机市场梯队，国内供 应商包括步科股份、昊志机电。其中，步科股份在磁路设计等方面壁垒 很高，已经形成了完备的产品线，且通过集成商配套了国内人形机厂商。

空心杯电机：直流永磁的伺服控制电机

空心杯电机本质是直流永磁的伺服控制电机。其特点在于节能、体积小、 灵敏度高、便于控制。在结构上突破了传统电机的转子结构形式，采用 的是无铁芯转子，也叫空心杯型转子。这种新颖的转子结构彻底消除了 由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗，具有非常高的传动效率。 目前空心杯电机主要用于医疗、机器人、光学、工程、自动化等行业。 相比于传统电机，空心杯电机能在更短时间内响应驱动器指令，并能得到更高加速度，但对生产工艺要求更高，因而在高精度、高速响应等场 景得到了广泛应用。

空心杯电机为蓝海市场，全球空间广阔。根据 NTCysd 数据，全球空心 杯市场规模从 2020 年的 44 亿增长至 2022 年的 52 亿元，到 2028 年将 达 84 亿元，人形机器人的快速发展可能会大幅提升空心杯电机的市场 规模。此外，受益于较高的工艺壁垒，空心杯电机为蓝海市场。无刷空 心杯电机生产的关键技术在线型设计和线圈绕制，在动态过程中的排线 以及张力控制是核心难点。国外厂商 Faulhaber 和 maxon 均采用斜 绕组电枢杯，采用自动化设备一次性绕制成型，具有较高的工艺要求（海 外绕线工艺处于保密状态）。 大部分份额被外资厂商垄断，壁垒较高。Maxon（瑞士）、Faulhaber （德 国）等国际厂商均已大量申请相关的专利技术。国内主要电机厂商 如鸣志电器、鼎智科技（江苏雷利）等主要占据中低端市场，产量规模 较大，但高端市场份额仍然较低。跟海外公司相比，国内公司产品差距 主要在材料选用、本体设计、机电控制等；鸣志电器的优势在于价格低、 服务好、交货周期更短。

减速器：高精度的关节传动，顺应柔性化趋势

减速器的主要原理为通过机械传动装置实现对原动机的减速和增矩。从 分类来看，减速器可分为谐波减速器、RV 减速器与行星减速器。在人形机器人的演化历程中：1）代产品采用 RV 和谐波减速器，且有用量 的演绎之争；2）2022 年 10 月特斯拉公布旋转关节方案后，两者不再演 绎，考虑精度和体积重量因素，使用 RV 减速器的可能性比较低；3）谐 波减速器扭矩小、刚性有限，在髋关节等不一定满足需求；以及行星减 速器具有成本低、耐久性好、制造难度小等优势，因而被纳入备选方案。 为了实现量产及批量出货，后续方案仍有变更调整的可能。

海内外厂商各有所长，交付和产能问题系市场因素。对于国外厂商而言， 优势在于品牌和性能；对于国内厂商而言，性能对应国外厂商的 80%左 右，但在价格、交期方面明显更优。目前，行业发展的痛点在于大规模 交付能力。随着应用情境的增加以及人形机器人订单的激增，产能建设 也将得到相应地提升。

谐波减速器：国产厂商市占率提升明显

谐波减速器：通过柔轮的弹性变形传递运动，主要由柔轮、刚轮、波发 生器三个核心零部件组成。与其他精密减速器相比，谐波减速器使用的 材料、体积及重量大幅度下降。工作原理是：当输入转速大于输出转速 时，圆盘会因惯性而继续运转。此时曲柄通过齿轮将动能传递给圆盘并 改变其运动方向。由于齿轮的齿形不同，从而实现减速的目的。 规模化生产的实现与下游工业机器人的发展驱动市场规模持续扩大。谐 波减速器行业受益于政策与下游行业驱动，预计全球市场规模从 2017 年 的 23 亿元增长至 2022 年的 29 亿元，2025 年将达到 48.9 亿元，22E-25E 的 CAGR 将达到 19.02%。分市场看，中国市场随着工业机器人的放量 与国产替代趋势加速，行业增速高于全球市场，22E-25E 的 CAGR 将达 到 23.57%。

日本厂商占据市场主导地位，国产替代正在进行。根据GGII 数据，2018 年国产减速器出货量市场份额不足 30%，剩余市场份额则由外资品牌占 据。根据华经产业研究院数据，2021 年日本精密减速机厂商哈默纳 科市占率为 35.50%，紧随其后的是国内绿的谐波，市占率达到了 24.70%，相比 2020 年提升了 3.67pct。

RV 减速器：国产替代仍存在空间

RV 减速器：由行星齿轮减速器的前级和摆线针轮减速器的后级组成； 其刚性好、抗冲击能力强、传动平稳、精度高，适合中、重载荷的应用， 但 RV 减速器需要传递很大的扭矩，承受很大的过载冲击，保证预期的 工作寿命，因而在设计上使用了相对复杂的过定位结构。 RV 减速器市场规模增长态势较好。从行业需求来看，RV减速器的需求 可分为新增工业机器人需求与存量减速器更换需求。根据 GGII 数据， 2022 年中国工业机器人 RV 减速器与谐波减速器使用量分别为 45.94 万 台与 63.96 万台，RV 减速器使用数量整体小于谐波减速器。根据 IFR 预 测，2025 年 RV 减速器中国市场规模有望达到 60.2 亿元，全球市场规模 将达到 99.3 亿元。

竞争格局上看，日本厂商纳博特斯克具有地位。全球超过 60% 的减速器市场份额被日本厂商占据，根据 2021 年数据，日本企业纳博特斯克一家独大，市占率 52%。国内厂商市占率较低，主要参与者有 双环传动、中大力德和秦川机床，2021 年市占率分别为 15%、4%、3%。

行星减速器：出口产品仍价值量较低

行星减速器：由行星轮、太阳轮、内齿圈三部分组成，结构简单且传动 效率高，利用行星齿轮的速度转换器，将电机（马达）的回转数减速到 所要的回转数，并得到较大转矩。 行星减速器已实现大量出口但单台价值量较低。根据智研咨询数据， 2021 年中国进口和出口行星齿轮减速器金额分别达到 3.7、3.8 亿美元， 但从单台均价上看，进出口均价分别为 503.52、16.24 美元/台，出口产 品价值量较低。根据 QYResearch 预测，2022 年全球行星减速器市场规 模为 9.55 亿美元，2029 年市场规模有望达到 13.48 亿美元，2023-2029 期间年复合增长率（CAGR）为 5.02%。 行星减速器市场较为集中，头部企业市占率差距不大。根据QYResearch 数据，2022 年全球前五大行星减速器厂商分别为赛威传动、纽卡特、威 腾斯坦、精锐科技和纽氏达特，CR5 为 52.74%。国内本土企业有纽氏达 特、中大力德、新时达、国贸股份等。行业国产化进度较好，产品性价 比较高。

传统谐波减速器方案 VS新近行星减速器方案。Zhu, Taoyuanmin发布重 磅论文 Design of a Highly Dynamic Humanoid Robot,其导师 Dennis Hong 为 UCLA 机器人实验室 RoMela 的创办者。根据论文内容：传统方案为 谐波减速器+力矩传感器，劣势在于只能实现相对缓慢和静止的运动。作 者希望从准静态且缓慢移动的设计转向更接近人类行走和跑步的方式， 并提出了气隙电机+行星减速器+连杆结构的方案。其优点在于不容易因 冲击负载而损坏，更适合xiabanshen关节。不同于将执行器定位在关节上， 新近方案采用连杆来移动执行器的近端并将运动向下传递至实际关节。 在此情况下，行星减速器或构成替代备选方案，且有低成本优势。以行 星减速器 300 元/个、谐波减速器 1000 元/个进行测算，两者价差为 2800 元/个机器人，对降本大有裨益。

耐腐蚀性好 1734-OB8 以太网模块