机器人大会人形“关节”多样 电机、轴承确定性高
2023年8月16日，世界人形机器人大会在北京召开，各厂商人形机器人产品百花齐放，“关节”方案多样。其中，关节电机方案确定性较高，多选用无框电机做关节集成，且具有定制需求。灵巧手采用空心杯电机+多级行星减速器，在此基础上集成丝杠、传感器及驱动器后形成微型伺服电缸。
行星滚柱丝杠是丝杠中性能最优异也最贵的品类，为目前性能最优的关节方案。由于价格高昂，降本能力将成为行星滚柱丝杠方案能否大量应用的关键。特斯拉采用行星滚柱丝杠的优势主要在于，其申请了采用滚柱丝杠的汽车线控转向专利后，可加速滚柱丝杠量产进程，加快车机协同，实现降本。除行星滚柱丝杠外，其他几种人形机器人腿部传动方案包括滚柱丝杠、连杆、T型丝杠等。其中智元机器人的轮足式结构采用连杆方案，能够在轮式模式和足式模式之间可切换。
（1）力控方面，智元机器人将视觉传感集成进灵巧手指尖，实现末端视觉闭环，可实现精细操作。帕西尼采用多维度大阵列触觉传感器，能完成抓取薯片、缝合伤口等精细动作。力矩传感一般集成在关节中，机器人自由度越高，对力矩传感的精度、协同性要求就越高；柔性机械臂的力矩传感主要使用SEA方案。（2）控制管理系统方面，智元的具身智脑EI-Brain架构把控制管理系统分为云端的超脑和端侧的大脑、小脑，以及脑干几层；大脑提供AI辅助的抽象思维能力，小脑生成运动控制指令，脑干负责电机控制、伺服等硬件底层任务。而对于特斯拉人形机器人来说，由于其本身的软件及算法已经很强，我们大家都认为，后续量产落地的关键主要在于“小脑”及“脑干”级的对应厂商能否配合产品迭代并实现有力降本。
（1）减速器方面，大量国产人形机器人厂商推出一体化关节模组，大多采用“伺服电机+驱动器+谐波减速器/行星减速器+传感器”的方案。而在需要高承载能力的关节，高刚性高精度的行星减速器可能是更好的选择。（2）轴承方面，以特斯拉机器人为例，其旋转/线性关节分别使用到了角接触轴承、交叉滚子轴承、四点接触轴承及深沟球轴承。其中交叉滚子轴承制造难度最大，国内具有大批量供应能力的厂商不足10家。其他三种轴承技术壁垒相比来说较低，国内供应成熟。
本体：博实股份等技术优势突出、享受人形机器人产业政策支持的本体厂商。零部件：按照竞争格局、价值量、受益确定性排序：（1）丝杠与关节轴承：五洲新春;（2）传感器：奥普光电、奥比中光（指尖视觉传感器）、昊志机电;（3）电机：鸣志电器（空心杯电机）、步科股份（无框力矩电机）；（4）行星减速器：中大力德、双环传动；（5）控制器：拓邦股份、雷赛智能。
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