人形機(jī)器人核心零部件涵蓋傳感系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)(關(guān)節(jié)與驅(qū)動系統(tǒng))、控制系統(tǒng)、電池與能源系統(tǒng)以及其他部件等。
一、傳感系統(tǒng)
1. 視覺傳感器
激光雷達(dá)功能:發(fā)射激光束檢測反射光創(chuàng)建三維點云圖,精確測量目標(biāo)距離、形狀和位置等信息,助力機(jī)器人感知環(huán)境布局、規(guī)劃路徑,在復(fù)雜環(huán)境和探索場景中提供詳細(xì)信息。格局:高端市場國外企業(yè)主導(dǎo),國內(nèi)產(chǎn)品在特定場景下逐步替代進(jìn)口并占據(jù)主導(dǎo)。
攝像頭功能:彩色攝像頭捕捉色彩信息用于圖像識別,如農(nóng)業(yè)機(jī)器人識別水果;紅外攝像頭低光或夜間成像用于安防監(jiān)控機(jī)器人;深度攝像頭測量距離構(gòu)建環(huán)境感知模型用于精密裝配機(jī)器人。格局:日本企業(yè)在高端制造工藝方面占優(yōu),中國企業(yè)在中低端市場份額大且在應(yīng)用創(chuàng)新方面活躍。
2:運(yùn)動傳感器
觸感傳感器功能:壓阻式檢測壓力變化測接觸力,電容式檢測觸摸動作,觸覺陣列模擬皮膚觸覺適應(yīng)不同質(zhì)地物體。格局:國外企業(yè)領(lǐng)先,國內(nèi)企業(yè)加大研發(fā)投入縮小差距。
IMU(慣性測量單元)功能:加速度計測線性運(yùn)動,陀螺儀測角速度,融合數(shù)據(jù)得姿態(tài)角信息用于平衡控制等,在高動態(tài)運(yùn)動場景中提供準(zhǔn)確信息。格局:國外企業(yè)壟斷高端市場,國內(nèi)企業(yè)在特定需求方面有優(yōu)勢并進(jìn)軍高端。
力矩傳感器功能:關(guān)節(jié)處測扭矩,碰撞時反饋力信息防止損壞,在力控制模式下調(diào)整電機(jī)驅(qū)動電流實現(xiàn)精確操作。格局:國外企業(yè)主導(dǎo)高端市場,國內(nèi)企業(yè)逐步發(fā)展。
二、執(zhí)行系統(tǒng)(關(guān)節(jié)與驅(qū)動系統(tǒng))
1. 絲杠功能:滾珠絲杠通過滾珠滾動傳遞運(yùn)動,高效率、高精度、高剛性實現(xiàn)精確直線運(yùn)動;液壓絲杠靠液壓油壓力驅(qū)動,在大負(fù)載關(guān)節(jié)驅(qū)動中提供穩(wěn)定輸出。格局:國外企業(yè)主導(dǎo),國內(nèi)企業(yè)進(jìn)步后在發(fā)展中低端市場。
2. 軸承功能:深溝球軸承適用于徑向載荷關(guān)節(jié),摩擦力小轉(zhuǎn)速高;角接觸軸承用于復(fù)合載荷關(guān)節(jié);調(diào)心軸承適應(yīng)一定角度偏差關(guān)節(jié)。國際品牌主導(dǎo)高端市場,國內(nèi)企業(yè)有差距但努力追趕。
3. 減速器功能:RV減速器適用于大負(fù)載、高精度關(guān)節(jié);諧波減速器結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比大、精度高,二者性能指標(biāo)影響關(guān)節(jié)運(yùn)動和能耗。格局:國外企業(yè)尤其是日本企業(yè)在高端占主導(dǎo),國內(nèi)企業(yè)在中低端發(fā)展并突破高端技術(shù)瓶頸。
4. 電機(jī)功能:直流電機(jī)調(diào)速性能好,交流電機(jī)中的永磁同步電機(jī)效率高、功率密度大、轉(zhuǎn)矩特性好。格局:國外企業(yè)主導(dǎo)高端市場,國內(nèi)企業(yè)在特定場景有優(yōu)勢。
5. 編碼器功能:影響電機(jī)運(yùn)動控制功能。增量式編碼器輸出脈沖信號表示角度或位移,結(jié)構(gòu)簡單成本低;絕對式編碼器輸出絕對位置信息,啟動無需回零,適用于高精度部位。格局:國外企業(yè)主導(dǎo)高端市場,國內(nèi)企業(yè)在發(fā)展中低端市場并開展高端研發(fā)。
6. 靈巧手功能:多指結(jié)構(gòu)模仿人手獨(dú)立運(yùn)動抓取操作,內(nèi)部傳感器感知狀態(tài)并反饋調(diào)整抓取力和姿態(tài)。格局:國外企業(yè)先發(fā)優(yōu)勢明顯,國內(nèi)企業(yè)逐步發(fā)展特定場景產(chǎn)品。
三、控制系統(tǒng)
1. 驅(qū)動器功能:電流驅(qū)動控制電機(jī)轉(zhuǎn)矩,速度驅(qū)動轉(zhuǎn)換速度指令,位置驅(qū)動確保關(guān)節(jié)準(zhǔn)確位置,還有過流等保護(hù)功能。格局:國外企業(yè)主導(dǎo)高端市場,國內(nèi)企業(yè)滿足中低端需求并進(jìn)軍高端。
2. 控制器功能:運(yùn)動控制計算關(guān)節(jié)運(yùn)動參數(shù),感知與決策處理傳感器數(shù)據(jù)并做決策,通信功能連接外部設(shè)備,其運(yùn)算等能力影響整體性能。格局:國外芯片企業(yè)主導(dǎo)高端市場,國內(nèi)企業(yè)有定制化開發(fā)和應(yīng)用創(chuàng)新潛力。
四、電池與能源系統(tǒng)
1. 電池組與電源管理系統(tǒng)功能:鋰離子電池中磷酸鐵鋰安全壽命長,三元鋰電池能量密度高;電源管理系統(tǒng)管理充電、監(jiān)測溫度和電量等。格局:中國在鋰電池生產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)先,高端技術(shù)研發(fā)全球競爭激烈。
五、其他部件
1. 結(jié)構(gòu)件功能:骨架支撐保證穩(wěn)定性,連接固定各部件,形狀尺寸需定制且考慮制造和裝配性。格局:國內(nèi)企業(yè)規(guī)模生產(chǎn)和成本控制有優(yōu)勢,高端制造工藝和技術(shù)有差距。
2. 機(jī)身材料功能:鋁合金輕質(zhì)高強(qiáng)利于運(yùn)動,導(dǎo)熱性好;碳纖維強(qiáng)度高重量輕且耐腐蝕。格局:國內(nèi)相關(guān)材料企業(yè)為人形機(jī)器人提供支持但高端技術(shù)仍需發(fā)展。
六:國內(nèi)概念股相關(guān)情況
1.:傳感系統(tǒng)相關(guān)概念股
激光雷達(dá)方面:速騰聚創(chuàng)、炬光科技。
攝像頭方面:??低?、大恒科技,天準(zhǔn)科技,凌云光,奧比中光、奧普特等。
六維力傳感器:宇立儀器、坤維科技、昊志機(jī)電、柯力傳感等。
其他傳感器:漢威科技
2:執(zhí)行系統(tǒng)相關(guān)概念股
減速器方面:綠的諧波、雙林股份、來福諧波、同川科技、大族精密等。
電機(jī)方面:臥龍電驅(qū)、江特電機(jī)、昊志機(jī)電、步科股份、偉創(chuàng)電氣、禾川科技,拓邦股份等。
編碼器方面:奧普光電、匯川技術(shù)、宜科電子、捷之碩等。
軸承方面:五洲新春、長盛軸承、力星股份和國機(jī)精工等
絲杠方面:北特科技、恒立液壓、貝斯特、雙林股份、五洲新春等。
3:控制系統(tǒng)相關(guān)概念股
控制器方面:科大訊飛、中科創(chuàng)達(dá)、埃斯頓等。
4:電池與能源系統(tǒng)相關(guān)概念股
電池組方面:寧德時代、欣旺達(dá)、億緯鋰能。
5:其他部件相關(guān)概念股
結(jié)構(gòu)件方面:宜安科技、東方精工。
機(jī)身材料方面:楚江新材、光威復(fù)材。