人形机器人灵巧手市场或迎爆发,方正证券预测市场空间近430亿
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方正证券研究报告称,灵巧手作为人形机器人核心硬件,将随产业发展打开百亿市场。特斯拉Gen3灵巧手自由度翻倍,市场空间或达430亿元。驱动系统、传动系统及感知系统均为关键硬件模块。
2月19日,方正证券发表研究报告称:灵巧手作为人形机器人的核心硬件模块,正朝着集成化、多自由度方向发展,并有望随着人形机器人产业的落地,打开百亿级市场。灵巧手不仅是人形机器人的末端执行器,更是其对外交互的关键窗口,其硬件模块涵盖了驱动系统、传动系统及感知系统。类似人手的架构使得灵巧手在数据易得性、环境适应性等方面具有显著优势。
回顾灵巧手的发展历程,其趋势是在小体积、低重量、低成本及耐用可靠的条件下,不断提升灵活性、抓握力和精度。特斯拉Gen3灵巧手的自由度已翻倍至22,预计可能采用电机+丝杠或电机+减速器+丝杠的方案。据测算,在人形机器人销量达到百万台的情况下,灵巧手的市场空间将达到近430亿元。
在驱动系统方面,电驱方案已成为主流,其中空心杯电机及无刷有齿槽电机被视为主要选择。驱动系统作为力量之源,在驱动结构、放置方式及方案选型上均存在不同技术路线。结合性能和成本等因素,产业端普遍采用欠驱动下的电机方案。空心杯电机因其响应迅速、转换效率高等优势,成为灵巧手的优选。特斯拉通过将执行器置于前臂,缓解了无刷电机在体积上的劣势,凭借成本优势,其用量有望显著提升。
传动系统则负责传导来自驱动系统的运动和力,对灵巧手的抓取稳定性、精度及灵活性至关重要。在传动系统的选择上,存在较大的路线分歧。腱绳方案因其远距传动、灵活柔性等优势,在多自由度趋势下被广泛采用。而微型丝杠、微型谐波减速器作为新兴传动结构,在精度和承载力等方面各具优势。随着产业的成熟和成本的降低,这些新方案或将得到广泛应用。五洲新春、绿的谐波等国内企业正积极投入研发。
感知系统则是灵巧手智能化的重要基础,产业发展已步入快车道。感知系统可分为内部和外部传感器,前者用于感知手部自身状态,如力矩、位置和弯曲传感器;后者则用于感知外界环境,如接近觉和触觉传感器。一维力传感器多用于手指关节处,技术相对成熟。而六维力传感器则用于手腕、脚踝处,可为机器人提供更精准的力感信息,提升其柔顺控制水平。国内如柯力传感、东华测试等公司正在积极推进相关研发及送样进程。柔性触觉传感器具备良好的延展性及柔韧性,或应用于手指及掌部,国内企业及院校也在积极推进相关产业的发展。
(文章来源:财中社)
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