人形机器人产业链纵析,寻找供应链“隐形冠军”

人形机器人产业链主要包括上游核心零部件、中游本体制造以及下游终端应用等环节 5。以下是对各环节的详细剖析以及相关 “隐形冠军” 的探讨:

上游核心零部件

减速器:

谐波减速器:负载小、精度高、结构紧凑,是人形机器人的最优方案,主要应用于小臂、大臂等上肢旋转关节。在该领域,日系厂商为主要玩家,如 2022 年哈默纳科市场占有率达 34%,但国内厂商竞争力显著增加,2022 年绿的谐波市占率位居第二。人形机器人产业化进程中,国产品牌具备价格低、硬件条件已达标等优势,契合降本需求,有望在市场中占据更大份额。

行星减速器:抗冲击能力强,可应用于人形机器人下肢旋转关节。相较于谐波减速器,行星减速器更不容易因冲击负载而损坏,更适合下肢旋转关节的应用场景。

电机:

伺服电机:被称为 “工业机器人的心脏”,一般安装在机器人的 “关节” 处,为工业机器人提供精准的控制效果。相关企业如鸣志电器,其为混合步进电机全球一线品牌,通过外延并购将产品拓展至伺服电机、直流无刷电机、空心杯电机等高成长性品类,切入控制电机赛道,打开了成长天花板。步科股份则是移动机器人配套电机龙头,工控领域实力雄厚,子公司常州精纳的无框力矩电机产品性能对标海外龙头,有望进入人形机器人核心供应链

空心杯电机:是一种无铁芯转子的直流伺服电机,具备体积小、效率高、功率密度高、可控性高、噪音小、散热效果好等优点,契合人形机器人灵巧手需求。国内相关受益标的包括鸣志电器及鼎智科技。

传感器:遍布机器人全身,是现阶段重点迭代方向,具体包括力矩传感器、惯性测量单元(IMU)、触觉传感器和视觉传感器等 

六维力矩传感器:技术壁垒主要在结构解耦设计、解耦算法、标定与校准等方面,广泛应用于人形机器人的脚踝和手腕处,提供精准的力感信息,助其提升柔顺化和智能化控制水平。国内厂商如宇立和坤维相对领先,东华测试和柯力传感也在积极布局。

MEMS 压力传感器和惯性传感器:基于 MEMS 工艺的力控、触觉、惯性传感器在人形机器人中也有望充分受益,具有体积小、质量轻、成本低、功耗低、高可靠性等优势,适用于各种复杂环境下的应用 2。

电子皮肤和柔性触觉传感器:是实现灵巧手触觉感知能力的核心部件,具备精确的抓取力和力矩控制功能,在硬件设计、生产工艺以及算法优化等方面要求较高,技术实现路径呈现多样化趋势,主要有 MEMS 和电子皮肤两种主流技术路线 2。

视觉传感器:视觉传感为机器人三大功能(环境感知、运动控制、人机交互)的核心基础,是实现环境感知、运动控制甚至人机交互三大核心功能的基础。人类的五大感官中视觉获取的信息占比超 55%,机器视觉能力对于感知层面至关重要 2。

控制器:相当于机器人的 “大脑”,负责向机器发布和传递指令动作,控制机器人在工作中的运动位置、姿态和轨迹。目前高性能运动控制及伺服驱动产品的主要参与者为国外厂商,但国内企业如禾川科技、华中数控、埃斯顿、雷赛智能、汇川技术、固高科技等在运动控制器、伺服驱动器等领域已实现一定突破,在通用控制器市场的 PC-based 控制卡市场形成了一定优势,占据了 70% 以上的市场份额 3。

芯片:人形机器人专用芯片开发方面,国外厂商英伟达推出了多款创新芯片,如 Blackwell AI 芯片等,在能耗成本、性能等方面取得突破,推动了人形机器人技术的发展。而国内在人形机器人芯片领域也在不断努力研发和创新,以减少对国外的依赖 2。

中游本体制造

据不完全统计,中国的人形机器人本体制造企业已超过 50 家。其中既包括在该领域耕耘近十年的老牌企业,如优必选、理工华汇、钢铁侠科技等,也有刚刚成立不久的初创公司,如智元、星动纪元、开普勒探索等。此外,近年来人形机器人领域跨界入局者增多,许多互联网企业及汽车企业都瞄准了这一新的经济增长点,如小米、小鹏、科大讯飞等,竞争态势愈发激烈。

下游终端应用

人形机器人适应性强,具有广阔的应用场景,如工业制造、服务、军事、医疗、教育、救援、公共安全、家居等领域 5。但整体而言,当前的人形机器人赛道还处于相当早期的阶段,尚未形成产业化,成本、技术及市场是限制其规模化应用的主要因素。过去,中国的人形机器人商业化应用集中在娱乐服务和教育科研领域。例如,优必选生产的 Walker 系列机器人和熊猫机器人优悠已成功应用于主题公园、展览和演艺等场景中。随着技术的不断发展和成本的降低,未来人形机器人在更多领域的应用有望逐步拓展。

在寻找供应链 “隐形冠军” 时,可以关注那些在特定核心零部件领域具有技术优势、市场份额逐渐扩大且具备创新能力和发展潜力的企业。这些企业可能在行业中并不广为人知,但在其专注的领域内却拥有强大的竞争力和影响力,有望在人形机器人产业的发展中发挥重要作用。

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1 评论

  1. Coco

    写的很不错

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