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伺服系统和机器人的关系

深圳市科瑞特自动化技术有限公司 ? 2023-07-31 22:29 ? 次阅读
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2023年5月特斯拉展示了Tesla Bot人形机器人“擎天柱”( Optimus )的全新型号,不仅会模仿人类动作,还可以完成物品分类、抓力控制等更复杂的任务。而此款人形机器人也结合了特斯拉(TSLA.US)AI技术,即基于视觉神经网络神经系统预测能力的自动驾驶技术,具有极强算力的DOJO D1超级计算机芯片。

要知道Tesla Bot并非首款人形机器人,从21世纪初本田发布首款人形机器人AISMO原型机开始,全球多家科技公司及高校先后发布人形机器人。其中,较为知名的不乏有波士顿(BSX.US)的Atlas机器人、欧洲iCUB、软银的Pepper、Alderbran公司的Nao机器人,以及优必选Walker系列。

人形机器人市场空间大,下游应用领域广阔,增速迅猛。根据Stratistics Market Research Consulting的数据,2020年全球人形机器人市场估计为 5.6亿美元,而到2027 年预计市场规模将达到 141 亿美元,CAGR达58.5%。其中,2027年中国人形机器人市场有望达到23亿美元,CAGR达56.4%。

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·伺服电机是机器人关节的驱动装置

机器人的关节驱动离不开伺服系统,关节越多,机器人的柔性和精准度越高,所需要使用的伺服电机数量就越多。伺服电机影响着机器人的手臂控制,如位置、角度和线性运动,它的性能差异将直接影响机器人的能力水平。

参考工业机器人,对于人形机器人的大多关节,可能采用伺服系统伺服系统主要包括:伺服电机、伺服驱动器、指令装置三大部分。

·伺服电机是执行机构,可将电压信号转化为电机的转矩和转速。

·伺服驱动器是用来控制伺服电机,其作用类似于变频器作用于普通交流马达,一般通过位置、速度、力矩三种方式对伺服电机进行控制,属于传动技术的高端产品。

·指令装置则是发脉冲或者给速度用于配合驱动器正常工作的。

中国伺服系统市场主要分为日韩品牌、欧美品牌和中国品牌三大阵营,由于需要的技术水平较高,伺服系统市场一直为外资品牌主导。

·第一梯队:高端伺服电机主要运用于精密工业仪器、机器人以及军工等领域,对设备的精密度要求高,在这一层级,基本主要是被德国日本等海外龙头企业所垄断。

·第二梯队:中国伺服电机行业龙头则主要出于第二层级,尽管近年来随着中国在该领域的不断投入,行业技术水平不断提升,但仍居海外龙头企业有一定的差距,除开中国龙头企业以外,一些海外知名企业也均处于第二层次;

·第三梯队:而第三层次则主要是生产中低端产品的企业,这部分企业主要是中国国产中小品牌。

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在2021年上半年时,中国品牌中,汇川技术首次市场份额占比排名第一,市占率达15.9%,其他市场份额排名靠前的企业有:日本三菱、日本安川、日本松下。此外,台湾台达德国西门子ADR.US)光学仪器领域的占有率也较高。

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从业务布局情况来看,伺服电机行业的上市公司中,汇川技术是中国伺服电机生产制造龙头企业,其业务布局最广,伺服电机技术及工业也都处于中国领先水平,主要竞争对手为外资全球知名品牌。

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整体来说未来,随着工业机器人行业的深化、工业自动化程度的进一步提升和智能制造的深入推进,伺服系统市场将会出现新一轮快速增长,尤其伴随着国产伺服技术研发水平的不断提升,中国的伺服系统进口替代的步伐将会加快,内资品牌在伺服系统的崛起之势将愈发明显。

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