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仿人(rén)機器人(rén):賦予機器“生命” 機器替人(rén)不再是想象

當下(xià)市場(chǎng)對(duì)仿人(rén)機器人(rén)的(de)認知仍有重大(dà)偏差:目前市場(chǎng)簡單複刻工業機器人(rén)的(de)硬件構成和(hé)技術要求對(duì)其供應鏈進行分(fēn)析,認爲仿人(rén)機器人(rén)與工業機器人(rén)在供應鏈上相差無幾。我們認爲,無論是從研發設計角度,還(hái)是規模量産角度,仿人(rén)機器人(rén)與工業機器人(rén)差異非常大(dà),在結構設計、硬件構成、控制算(suàn)法、核心性能要求以及零部件選擇上都有很大(dà)的(de)差異。

電機、減速器、結構件等硬件環節具備産業鏈機會,目前芯片以海外爲主,軟件算(suàn)法爲機器人(rén)核心技術,絕大(dà)部分(fēn)公司選擇自主研發。1)電機:我們認爲仿人(rén)機器人(rén)50%以上的(de)成本來(lái)自于關節,其關節數量一般爲25-50個(gè)(甚至更多(duō)),遠(yuǎn)超工業機器人(rén)(通(tōng)常3-6個(gè))。如用(yòng)電機驅動,一個(gè)關節使用(yòng)一個(gè)電機,電機用(yòng)量非常可(kě)觀,國内電機廠商在性能上與海外廠商差距不大(dà);2)減速器:仿人(rén)機器人(rén)需要控制自重,更多(duō)使用(yòng)諧波減速器,從性能上來(lái)看,部分(fēn)國内廠商基本可(kě)以滿足;3)結構件:機構件成本占比爲20%左右,僅次于關節,需根據仿人(rén)機器人(rén)的(de)設計進行定制化(huà)生産,作爲傳統機加工技術,國内廠商可(kě)以滿足要求。

仿人(rén)機器人(rén)技術壁壘極高(gāo),非普通(tōng)機器人(rén)廠家可(kě)短期轉型。仿人(rén)機器人(rén)涉及工程學和(hé)控制科學,彙集電子、機械、自動化(huà)控制及計算(suàn)機等領域的(de)研究成果,并非簡單買來(lái)零部件組裝就可(kě)實現仿人(rén)功能。仿人(rén)機器人(rén)核心設計要求也(yě)與普通(tōng)機器人(rén)不同,哪怕是國際領先的(de)工業機器人(rén)廠家也(yě)很難短期切入。

仿人(rén)機器人(rén)賦予機器“生命”,高(gāo)度滲透各行業應用(yòng)場(chǎng)景,未來(lái)市場(chǎng)空間非常廣闊。海外高(gāo)校及研究機構從上世紀70年代開始研發仿人(rén)機器人(rén),經過多(duō)年技術的(de)探索與積累,仿人(rén)機器人(rén)可(kě)以實現穩步行走,上下(xià)樓梯,跳躍,快(kuài)速奔跑等功能,應用(yòng)于野外探查,災區(qū)救援,科技展示,人(rén)機相互等場(chǎng)景,未來(lái)市場(chǎng)空間非常廣闊。

仿人(rén)機器人(rén)的(de)巨大(dà)市場(chǎng)藍海能否兌現,核心還(hái)要看産品量産和(hé)成本控制。由于結構複雜(zá),控制性能要求高(gāo),仿人(rén)機器人(rén)成本非常昂貴,現實情況是超過百萬人(rén)民币,在保證性能的(de)前提下(xià),同時(shí)能實現量産降低成本,将成爲打開市場(chǎng)的(de)關鍵。

投資建議(yì):

1. 仿人(rén)機器人(rén)關節數量多(duō)(一般約25-50個(gè)),成本占比高(gāo)(50%+),價值量大(dà),電機作爲關節裏的(de)核心驅動部件,影(yǐng)響關節的(de)輸出力大(dà)小和(hé)運動性能。區(qū)别于工業機器人(rén),仿人(rén)機器人(rén)需控制整體質量和(hé)體積,要求電機性能更高(gāo),質量更輕。仿人(rén)機器人(rén)的(de)規模量産帶動電機需求快(kuài)速爆發,新增電機市場(chǎng)規模有望近千億元,建議(yì)關注國内電機龍頭企業;

2. 減速器作爲仿人(rén)機器人(rén)關節裏的(de)另一核心部件,作爲精密的(de)動力傳達機構,将電機的(de)轉速減速到所需的(de)轉速,實現扭矩的(de)增加,直接影(yǐng)響關節的(de)輸出力矩和(hé)精度。在精度要求較高(gāo)的(de)關節裏,通(tōng)常選擇諧波減速器,随著(zhe)仿人(rén)機器人(rén)的(de)規模量産,新增諧波減速器的(de)市場(chǎng)規模将遠(yuǎn)超工業機器人(rén),建議(yì)關注國内龍頭企業;

3. 結構件作爲仿人(rén)機器人(rén)的(de)“骨骼”,形成機器人(rén)的(de)内在基本架構,連接全身結構于一體,承受負載和(hé)支撐全身,影(yǐng)響機器人(rén)結構的(de)剛度,以及負載大(dà)小。我們預計結構件成本占比約20%,需按照(zhào)機器人(rén)結構進行定制化(huà)生産,大(dà)部分(fēn)國内機加工企業可(kě)滿足加工要求;

4. 區(qū)别于工業機器人(rén),每台仿人(rén)機器人(rén)需要配置至少一塊電池或一套電池模組,電池容量将直接影(yǐng)響機器人(rén)正常運行時(shí)長(cháng)。建議(yì)關注國内電池性能良好、性價比高(gāo)的(de)龍頭企業;

5. 傳感器是實現仿人(rén)機器人(rén)環境感知與交互功能的(de)核心部件,其使用(yòng)數量或将是工業機器人(rén)的(de)幾倍,甚至十倍以上。通(tōng)常一台機器人(rén)配置一套機器視覺系統,選擇性配置一套語音(yīn)系統,但每個(gè)關節都可(kě)能配置位置、角速度、力矩傳感器等内部傳感器,其市場(chǎng)需求也(yě)将迎來(lái)高(gāo)速增長(cháng),建議(yì)關注國内傳感器、機器視覺龍頭企業;6. 機器人(rén)殼體作爲“皮膚”,覆蓋面積較大(dà),将影(yǐng)響其工作場(chǎng)景和(hé)環境适應能力,需使用(yòng)例如矽膠、碳纖維等質量輕、性能好的(de)柔性材料,建議(yì)關注國内柔性材料企業。