智通財經APP獲悉,國泰君安發佈研究報告稱,當人形機器人年銷量分別爲100萬臺時,直流無刷力矩電機年新增市場規模140~280億元,是2022年市場規模的5~11倍。空心杯電機市場規模爲72億元,是2022年市場規模的2倍。力矩電機全球第一梯隊廠商主要有科爾摩根、Aerctech、Parher。我國的力矩電機廠商主要廠商有步科股份、雷賽智能、昊志機電等,伺服廠商如匯川技術、禾川科技也有基礎切入無框電機市場。
▍國泰君安主要觀點如下:
人形機器人關節電機的三個關鍵需求:高效率、高動態和高功率密度。
①高效率:低能耗和低摩擦損失很重要,因爲機器人通常由電池供電,能經受得起苛刻的運行條件,可進行十分頻繁的正反向和加減速運行,能在短時間內承受過載。
②高動態:整個驅動器的慣性應儘可能低,電動機從獲得指令信號到完成指令所要求的工作狀態的時間應短。
③高功率密度:機器人應用需要高速、高扭矩電機,電機需要小巧,緊湊,輕巧。由於應用需求場景不同,將人形機器人關節與工業機器人、協作機器人關節進行對比優劣沒有可比性。工業機器人對精度、壽命要求高,更適合採用伺服電機;人形機器人對控本、提效、力矩和運轉穩定的訴求更強,更適合採用力矩無框電機。
力矩電機相對於伺服電機能提供更加穩定的力矩和運轉速度,且由於不需要使用齒輪減速箱,能夠有效降低其成本和體積,減少誤差及提升效率,更能夠滿足人形機器人的需求。
①提供穩定的力矩和運轉速度,利於人形機器人的大範圍推廣及長期使用。②不需要使用齒輪減速箱,減少人形機器人部件的數量,從而最大限度降低其成本和體積。
③維護更加簡單,可靠性更高。④效率更高,更節能。機械系統中每增加一個傳動部件都將會產生效率的損失,因此減少系統中傳動部件,提高整個系統的效率,從而能夠變相的節能,有利於提高人形機器人的續航及負載。
人形機器人的空心杯電機以無刷空心杯電機爲主。
因爲空心杯電機高速低扭矩的特性,爲了在較小空間內獲得較大的手指抓握力,空心杯電機都需要搭配行星減速箱進行使用,一般都會集成2-3級的行星減速箱。無刷電機通過驅動器實現電子換向,其定子部分使用空心杯繞組,採用無齒槽鐵芯設計,具有高轉速、長壽命、低噪音的特性,又具有高功率密度、高效率的優勢。
當人形機器人年銷量分別爲100萬臺時,直流無刷力矩電機年新增市場規模140~280億元,是2022年市場規模的5~11倍。空心杯電機市場規模爲72億元,是2022年市場規模的2倍。
1)直流無刷力矩電機市場規模的核心假設,單臺人形機器人配置直流無刷力矩電機28個;空心杯電機價格隨量產進程逐年下降,當人形機器人年銷量100萬臺時,關節電機均價500~1000元;
2)空心杯電機市場規模測算的核心假設:單臺人形機器人用空心杯電機12個;空心杯電機價格隨量產進程逐年下降,銷量達到100萬臺時,單價600元。據 QY Research 數據,2022年全球空心杯電機市場規模爲7.48億美元。
我國力矩電機和空心杯電機廠商鈞處於全球第二梯隊。
力矩電機全球第一梯隊廠商主要有科爾摩根、Aerctech、Parher。我國的力矩電機廠商主要廠商有步科股份、雷賽智能、昊志機電等,伺服廠商如匯川技術、禾川科技也有基礎切入無框電機市場。
海外龍頭在空心杯電機領域佈局較早,技術經驗積累深厚,產品系列完善,項目經驗豐富。與海外龍頭企業產品性能相比,我國空心杯電機部分品類的產品性能接近或達到海外龍頭,高端產品在功率、效率等方面存在差距。
風險提示:
1)產業進展低於預期;2)競爭環境惡化;3)新技術的應用速度低於預期。