人形机器人核心龙头,国产替代空间巨大

一文看懂人形机器人核心零部件减速器

据乐聚机器人官微消息,国内首款可跳跃、可适应多地形行走的开源鸿蒙人形机器人“夸父”正式发售。据悉,通过KaihongOS的链接,Kuavo可成为多场景通用机器人平台,在科研、特种、工业、家庭等场景,进行产业化落地应用。

近年来,人形机器人赛道备受关注,是公认的新赛道和经济增长的新引擎。政策方面,11月初,工信部印发《人形机器人创新发展指导意见》,到 2025年,人形机器人创新体系初步建立,“大脑、小脑、肢体”等一批关键技术取得突破,确保核心部组件安全有效供给。市场方面,虽然人形机器人软硬件技术难度较大,但是随着国内多款人形机器人产品相继推出,性能提升、成本下降,标志着人形机器人产业正在加速、市场正在从0到1。

人形机器人产业链上游为基础原材料以及零部件,中游为机器人本体和系统集成,下游为不同应用场景。核心零部件占工业机器人成本超70%,其中减速器、伺服系统、控制器分别占比约36%、24%、12%。考虑到人形机器人相较于传统工业机器人自由度大幅提升,预计减速器、电机成本占比将会更高。本文就一起探讨成本占比最高的减速器。

一、减速器主要应用于机器人旋转关节与灵巧手,为核心零部件

针对不同的特点和适用部位,人形机器人有三种主要的减速器:

  • 谐波减速器。体积小巧、传动比高、精密度高,适用于人形机器人的肩关节和腕关节等需要精确控制的部位。每机器人预计需要14个,单个价格约1000元,也就是单台机器人价值在1.4万。
  • RV减速器。体积相对较大,但负载承受能力强大、刚度高,适合用于人形机器人的髋关节、腰部和腹部等承受大负载的关节部位。每机器人预计需要2个,单个价格约5000元,也就是单台价值1万。
  • 行星齿轮减速器。体积通常较小,在手指和其他末端关节部位可以替代谐波减速器,提供紧凑的解决方案。每机器人预计需要12个,单个价格约1500元,单台价值1.8万。

三种减速器各具特点,能够满足人形机器人不同关节的需求,从而实现精确控制、高负载承受和紧凑设计等多重要求。(下图:特斯拉机器人减速器位置及应用数量)

人形机器人核心龙头,国产替代空间巨大

二、减速器市场空间巨大,国产化率逐步提升

据西部证券研报预测,到2030年:谐波减速器市场规模有望达718 亿元,2023-2030年的年复合增长率预计为103%;RV减速器全球市场空间可达333亿元,23-30年的年复合增长率预计为108%;行星减速器市场规模将达到599亿元,23-30年年复合增长率为 105%。

1、谐波减速器市场

日本厂商哈默纳科长期占据谐波减速器市场的主导地位,2021年哈默纳科占据全球谐波减速器市场的82%、绿的谐波占7%。在国内市场,根据华经情报网的数据,2022年哈默纳科、绿的谐波、来福、新宝、同川、大族谐波等品牌在国内市场的份额分别为 38%、26%、8%、7%、6%、4%。其中,主要国产品牌(绿的、来福、同川、大族)合计份额达到 44%,较 2021年和 2020 年份额占比不断提升,进口替代趋势明显,国内品牌具备显著的进口替代潜力。国内谐波减速器制造商有 30 多家,其中一些实力较强的包括绿的谐波、来福谐波、大族传动等,近年来在技术与产能等方面发展速度快,国内厂商有望进一步占据谐波减速器市场份额。

人形机器人核心龙头,国产替代空间巨大

2、RV减速器市场

同样由海外厂商占据市场主导地位,但国内厂商技术提升有望形成国产替代。根据高工机器人统计,2022 年国内RV减速器市场国产替代趋势显著,纳博特斯克虽然以51%市占率稳居首位,但同比持续下降,国产品牌环动科技(双环传动旗下)、珠海飞马、秦川、中大力德、南通振康市场份额逐步攀升,市占率分别达 14%、8%、4%、4%、3%

双环传动等国产企业技术正逐步实现突破,23H1双环传动子公司环动科技的机器人RV减速机业务产销量同比、环比均有显著增长,市场占有率进一步提升,未来国产减速器制造商有望逐渐扩大市场份额,实现国产替代。

3、行星减速器市场

海外厂商市场占有率较高,但份额相对分散,德国、日本等国家的精密行星减速器产品在材料、设计水平、质量控制、精度、可靠性和使用寿命等方面处于行业领先地位。据QYresearch的数据,2022年全球行星减速器头部厂商主要包括赛威传动、纽卡特、威腾斯坦、精锐科技、纽氏达特等,市场份额分别为 12.18%、11.73%、11.61%、10.23%、6.99%。

国内方面,精密行星减速器国产厂家有科峰智能、纽氏达特、中大力德、兆威机电等,已经正在替代市场中大力德深耕减速器行业,具备行星减速器多年技术储备。目前已围绕工业自动化和工业机器人,形成了减速器+电机+驱动一体化的产品架构,推出了“精密行星减速器+伺服电机+驱动”一体机

人形机器人核心龙头,国产替代空间巨大

三、行业龙头及业绩预测(数据摘自中航证券研报)

人形机器人产业趋势明确,长远来看数量或将超过人类,减速器行业也将迎来新增量,可重点关注行业龙头。据中航证券10月22日的研报分析,相关企业包括中大力德、双环传动、精锻科技、绿的谐波、国茂股份、丰立智能等。

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