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减速器龙头,市占率第一,特斯拉机器人供应商,被低估的小而美!

发布日期:2024-03-14 08:56    点击次数:173

新年新气象,在新的一年里,国内科技创新再迎来重大突破。

近日国产人形机器人公司MagicLab,展现了新一代“人形机器人”,该机器人第一次实现了“电机驱动”下的后空翻,做到了世界首次!(波士顿机器人的驱动方式属于“液压驱动”,虽然也可以后空翻,但价格昂贵。)

当然国企也没闲着,中国石油5亿全资持股成立机器人公司“数智研究院”,经营范围涵盖了智能机器人研发、人工智能系统集成等。

目前人形机器人产业处于导入期的关键时刻,将形成巨大产业趋势。特斯拉、小鹏、华为等纷纷布局人形机器人,引领产业变革。

数据显示,人形机器人主要零部件价值量最高的是三大执行器(线性执行器、旋转执行器、灵巧手)占比73%。

这三大执行器主要由:丝杠、无框力矩电机、减速器、力传感器、空心杯电机及轴承构成。其中,减速器价值量占到13%。

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那么减速器是什么?

减速器是连接动力源和执行器的中间机构,把电动机输出的高转速、小力矩的输出功率转换成低转速、大力矩的输出功率,实现精准调节机器转动角度。

其内部与变速箱一样,都是由齿轮构成,简单说减速器就是一台“一档的变速箱”!因此减速器必须与电机配合使用,配置在机器人的每一处关节内。

当前人形机器人中主要用到的减速器分为三种:精密行星减速器、RV减速器、谐波减速器。

下面分别给大家介绍下,首先精密减速器字如其名,是“精准调节”机器转动角度的器械。

内部传动结构主要由行星轮、太阳轮、内齿圈三部分组成,多与伺服电机配合使用。

优点有,结构简单、传动效率高、承载能力强、抗冲击和振动性能好,相较于RV减速器与谐波减速器成本最低。

缺点是,传动比小,体积重量大限制其使用场景,需要定期维护,高精度高效率等特殊要求会带来更高的制造成本。

RV减速器,通过多级减速实现传动,一般由行星齿轮减速器的前级和摆线针轮减速器的后级组成,组成的零部件较多。

优点有,高负载能力、高刚度。因此一般应用于多关节机器人中腰部、大臂、肩部、臀部等负重载的位置。

缺点是,体积与重量较大。

谐波减速器是通过柔轮的弹性变形传递运动,主要由柔轮、钢轮、波发生器三个核心零部件组成。

优点有,体积小、传动比高、精密度高与RV减速器与精密减速器相比,谐波减速器使用的材料、体积及重量大幅度下降。

因此主要应用于机器人小臂、腕部和手部。

缺点也很明显,由于柔轮的反复变形,存在疲劳强度的问题,承载力有限。

减速器市场规模有多大?

减速器的应用场景主要为,工业机器人、自动化产线、机器人技术、航空航天、医疗器械、精密测量设备、新能源设备等。

主要推动力为自动化、智能化产品的释放,技术革新与经济复苏带动下的制造业回暖,因此与PMI(制造业采购指数)密切相关。

在不计算人形机器人的背景下,我国精密行星减速机2023年市场规模约15.27亿元,预计2030年国内精密行星减速机的市场规模将达41.55亿元。

国内RV减速机2023年市场规模约49.4亿元,预计2030年中国RV减速机市场规模将达110亿。

国内2023年谐波减速机市场规模约26.0亿元,预计2030年中国谐波减速机市场规模将达77亿人民币。

合计2030年减速机市场规模达到230亿元。

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目前特斯拉人形机器人Optimus减速机可能应用的方案是,减速器+电机的传统机械驱动模式。

上身加手部的20台减速器会使用谐波减速器。

下肢及腰部8个减速器使用负载能力较强的RV减速器。

关节部位将采用6个行星减速器,共计34个减速器!

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据统计,人形机器人每增加1万台,减速器市场规模增加780亿元。

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减速器的投资机会集中在那里?

每台人形机器人使用20个谐波减速器、8个RV减速器、6个行星减速器。可以看出谐波减速机是人形机器用量最大的减速机。

因此谐波减速器增速最快,保守估计到2035年,人形机器人市场谐波减速机的市场规模将达到百亿人民币市场空间。

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目前谐波减速机市场集中度较高,短期内外企主导,哈默纳科2023年市场占有率达40%,但国内本土优秀品牌也在不断崛起。

当前国内大约有30余家谐波减速机厂商,其中苏州绿的谐波在技术上不断取得突破,通过自研“P形齿”等技术手段成功打破谐波减速器进口垄断。

2023年市场占有率已达18%,且市场份额进一步扩大,更重要的是绿的谐波已经在墨西哥建立了生产基地,被认为是为特斯拉人形机器人的北美产能做准备。

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营收与净利润5年3倍,可以看出绿地谐波的产品成长性很高。

另外从销售毛利率可以看出,产品的护城河比较高。毛利率一直稳定在50%左右,在制造业中算非常优秀的。

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RV减速器,双环传动的RV减速器市占率15%,位列国产品牌第一位。

在2022年中国工业机器人用RV减速器市场份额位居第二,仅次于国际龙头纳博特斯克。

其余公司有,中大力德、国茂股份、丰立智能、汉宇集团、通力科技、巨轮智能。

总的来说,工业机器人是减速器国产替代的开端,人形机器人的爆发带来减速器需求的增加与降本的要求,有望助推国产减速器份额加速提升。

从国内工业机器人行业看,2024年下游行业景气度有望好转,利好减速器厂商。

而人形机器人的商业化从“0到1”蕴含巨大想象力,相关减速器企业或将受益。

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