让人形机器人走进千家万户!
这是北京人形机器人创新中心负责人喊出的口号,公司马上也要发布第一代通用开放人形机器人样机。
2023年11月,这家创新中心才由小米、优必选科技、京城机电、中国科学院自动化所等国内顶尖企业联合成立,已经聚集了人形机器人行业的顶级专家和技术研发人员。
3月18日,英伟达CEO黄仁勋在英伟达2024GPU技术大会(GTC)上,也展示了搭载英伟达芯片的迪士尼小型机器人Orange和Green。
更早之前的时候,特斯拉“擎天柱”原型机正在测试, OpenAI、微软、亚马逊等科技巨头不甘落后,联合投资人形机器人初创公司Figure。
人形机器人有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品,已经成为衡量国家科技创新和高端制造业水平的技术新高地。
那么,人形机器人未来会有多大的市场空间呢?
自从机器人开始在工业领域使用以来,随着智能化技术的不断发展,机器人的使用场景快速增加。
根据相关机构预测,2024年全球机器人市场规模将会达到660亿美元,其中工业机器人230亿美元,服务机器人290亿美元,特种机器人140亿美元。
随着未来机器人性能的进一步提升,产业链的进一步完善,新型服务机器人的制造成本也将会逐步下降,市场规模还会持续增长。
当然,短期内在绝大多数工业制造领域仍然是工业机器人的应用市场,人形机器人从性能和成本角度还达不到完全替代的程度。
人形机器人更适合用于服务业,这些场景相对更加灵活复杂,只有具有更高智能程度的人形机器人才有市场竞争力,承担比如管家、教育、家政等角色。
另外,由于全球人口老龄化加剧导致未来劳动力水平下降,人形机器人也可以去替代原本必须由人类担任的生产岗位,这些岗位往往很难用工业机器人替代。
世界银行报告显示,2022年全球劳动人口约34.3亿人,劳动力人口已经开始出现下降趋势,预计到2030年全球大约会有4亿人的岗位被人形机器人替代,这是非常大的市场规模。
那么,人形机器人都有哪些核心零部件?
我们以特斯拉Optimus机器人作为参考,整体拥有14个旋转执行器+14个直线执行器,一共使用了28个定制的无刷永磁同步电机,和无框力矩电机结构类似。
其他公司的机器人虽然细节不同,不过整体差距也不会非常大,我们可以根据特斯拉机器人的情况估算相应零部件的价值量。
人形机器人使用的无框力矩电机一般只有两个部件:转子和定子,这种电机没有轴、轴承、外壳或端盖等结构,因此体积小、重量轻。
同时,由于结构更紧凑、扭矩/体积比更有优势,无框力矩电机能够拥有更高的转矩密度、更强的散热能力,还可以针对特殊系统灵活定制。
根据市场估计到2028年,全球人形机器人需求将会突破100万台,2030年全球总需求超过360万台,主要应用在服务领域,以及工厂人机协作领域。
根据在人形机器人中的无框力矩电机使用情况,预计人形机器人拉动需求将会突破百亿规模,到2030年人形机器人带来的增量市场规模能够达到400多亿元。
如果再加上无框力矩电机原有市场规模,预计2030年市场总规模能够突破500亿元,也是拥有明确增量需求的新蓝海市场。
那么,国内有哪些优秀的无框力矩电机厂商呢?
电机作为传统工业生产中的重要动力来源,依靠稀土资源的永磁体优势,国内电机行业市场竞争力明显。在无框力矩电机方面,国内有步科股份、昊志机电、雷赛智能、禾川科技等公司涉足。
步科股份,公司无框力矩电机产品已经发展到第三代产品,主要使用于合作机器人和仿生机器人领域,2023年销量已经超过了1万台,成为公司增长最迅速的产品之一。
公司在工业移动机器人(AGV/AMR)自动化控制领域处于领军地位。2021年,物流行业直流伺服供应商中,公司以42%的市占率位列第一;2022年,公司是国内移动机器人配套电机销量最多的厂商。
不过2023年公司收入和净利润有所下滑,一方面是受到下游需求下降的影响,另一方面也是公司加大了研发投入,导致利润相应减少。
由于公司在无框力矩电机方面的行业地位,近一年总共接待1178家机构1589次调研,市场极其关注公司在人形机器人业务的进展。
目前,公司正在建设的常州基地预计2024年年底竣工投产,投产后的产能能够满足人形机器人等下游行业扩张的需求,充分受益于人形机器人行业的快速发展。
雷赛智能,公司拥有二十多年伺服行业经验,目前已经成功研发无刷空心杯电机、无框电机及配套的微型伺服系统,达到世界一流水平。
目前,公司可以提供七个标准的框架尺寸电机,还可以根据客户需求进行转型定制服务,相关产品已经向多家协作机器人及人形机器人厂家送样验证。
禾川科技,公司已经成立人形机器人的事业部,和人形机器人相关的无框力矩电机、空心杯电机、编码器、驱动器等产品线都已经做好准备,正在等待人形机器人产业成熟的机会。
2023年,公司和德国博世达成多种合作方式,博世持有公司5%股权,未来有望从博世产业链中充分受益。
昊志机电,公司在控制器、谐波减速器、无框力矩电机、驱动器、编码器、六维力矩传感器、机器人关节模组、末端执行机构等方面已经有成熟产品,无框力矩电机和编码器等产品已经形成批量销售。
总的来说,国内依靠完整工业产业链的优势,在人形机器人硬件领域拥有一批相对不错的企业,受益于人形机器人行业发展的同时,也能为国内人形机器人产业的成熟提供助力。