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中信建投:Tesla Bot执行关节硬件有望成为国内Tier1拓展重点

来源:产品中心    发布时间:2023-11-27 11:26:24

中信建投601066)发布研究报告称,人形机器人是科技内生及政策扶持的高成长赛道,智能驾驶及人形

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  中信建投601066)发布研究报告称,人形机器人是科技内生及政策扶持的高成长赛道,智能驾驶及人形机器人在软件算法架构上较为相似,而硬件层面的驱动执行有所差异。慢慢的变多的汽车零部件Tier1正快速切入人形机器人赛道,目前完成Tesla Bot送样的Tier1不少是原先电动车供应链导入的。该行认为,Tesla Bot执行关节硬件有望成为国内Tier1拓展重点,电机及减速器等零部件与汽车及工控等场景应用具备技术同源性,但精度、结构及效率等性能要求更高,尤其减速器国产替代空间更大。

  事件:2023年11月2日,工信部印发《人形机器人创新发展指导意见》,目标是到2027年,人形机器人技术创造新兴事物的能力明显提升。智能驾驶和人形机器人技术具备较强关联性。

  (1)功能:Tesla Bot运动控制要求更高,机械结构更精细化。电动车的基础功能是行驶及运载,动力及安全舒适的要求更高,驱动(电动机)、传动(减速器/差速器)及底盘(制动、转向及悬架等)是机械硬件基础;Bot双足行走及关节执行是基础要求,能量储备及驱动功率相比来说较低,但关节数量、控制精度及自由度等要求更高,运动及执行的功能实现高度依赖复杂机电结构设计,而伺服驱动系统、减速系统、传感器是核心硬件。目前Tesla Bot前期设计的具体方案共有40个执行关节,其中躯干+腿部+手臂共有28个(旋转及直线个手指执行关节。

  (2)驱动:Tesla Bot执行电机更类似于电动车控制电机(微电机)而非驱动电机。Tesla Bot采用直流电机(无框力矩电机及空心杯电机),搭载2.3kWh、52V电池包,其中旋转关节执行器输出扭矩规格为20、110、180Nm三种,电机类型、电压及功率级别较电动车驱动电机(300V以上,高功率永磁同步或交流异步)相差较大;但与车身、内饰及底盘等采用的控制电机类型接近,该类直流电机的输入电压一般为12或24V(低压),控制精度相比来说较低的场景(如雨刮及座椅调节)采用普通直流电机,精度较高场景(如线控制动、电动助力转向及自动变速器换挡执行)采用无刷直流电机,电子水泵、电子膨胀阀等主动控制集成件也多采用步进电机等执行;但Bot执行电机结构设计、紧凑性、精度、效率及稳定性等要求更高。此外,直流电机在工业伺服等领域也大范围的应用,技术同源性支撑了三花、拓普、鸣志、汇川、恒帅等Tier1积极拓展Bot新应用。

  3)减速:Tesla Bot执行关节分为旋转及直线两类,其中旋转关节多采用谐波减速器及行星减速器等,直线关节采用行星滚柱丝杠及T型丝杠等(旋转输入,直线输出);该类减速机构在工业机器人、数字控制机床等领域应用较多,汽车直接应用较少,但底层涉及的齿轮等零部件在电动车传动系统应用广泛。Tesla Bot齿轮精度相对更高(3级以上),且高传动比、小体积及抗冲击等性能要求更高;行星滚柱丝杠具备设计的基本要求、工艺Know-how等国产化难点。目前,国内双环传动002472)等汽车齿轮供应商具备机器人减速器等产品储备及批量生产能力,绿的谐波减速器市场占有率领先,禾川、鼎智、恒立等积极拓展,关节集成商目标实现自研自制。

  1、机器人及中国智能装备需求没有到达预期的风险。我国当前发展面临诸多困难挑战,外部环境不确定性加大,全球通胀仍处于高位,世界经济和贸易增长动能减弱,外部打压遏制一直上升。不排除这一些因素或不可预见因素,影响我国未来对高端智能制造装备的需求。

  2、宏观经济波动风险。若未来国内外宏观经济环境发生变化,下业投资放缓,将可能会影响智能制造业的发展环境和市场需求,从而给国内厂商的经营业绩和盈利能力带来不利影响。

  3、市场之间的竞争加剧风险。如果国际厂商加大本土化经营力度,以及国内厂商在技术、经营模式方面的全面跟进和模仿,国内市场之间的竞争将日趋激烈,国内厂商面临市场竞争加剧的风险。

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