中投網(wǎng)2025-05-06 10:10 來源：中投顧問產(chǎn)業(yè)研究大腦
中投顧問重磅推出"產(chǎn)業(yè)大腦"系列產(chǎn)品，高效賦能產(chǎn)業(yè)投資及產(chǎn)業(yè)發(fā)展各種工作場(chǎng)景，歡迎試用體驗(yàn)！ | ||||
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汽車行業(yè)是我國(guó)制造業(yè)的第一大產(chǎn)業(yè)，年產(chǎn)值超過10萬(wàn)億。那么，下一個(gè)能夠接近甚至超過汽車行業(yè)規(guī)模的制造業(yè)是哪個(gè)？沒錯(cuò)，就是“人形機(jī)器人”產(chǎn)業(yè)。人形機(jī)器人在政務(wù)、工業(yè)、商業(yè)和家庭各個(gè)領(lǐng)域都有很多的應(yīng)用場(chǎng)景可以挖掘，將是一個(gè)數(shù)萬(wàn)億甚至十萬(wàn)億的巨大藍(lán)海市場(chǎng)。
對(duì)于一個(gè)城市或一家企業(yè)，如果未來十年錯(cuò)過了人形機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)，那就相當(dāng)于過去十年錯(cuò)過了新能源汽車的產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)，一個(gè)百年一遇的巨大產(chǎn)業(yè)機(jī)遇將與你無緣。
中投顧問推出的《2025-2029年中國(guó)未來產(chǎn)業(yè)之人形機(jī)器人行業(yè)趨勢(shì)預(yù)測(cè)及投資機(jī)會(huì)研究報(bào)告》，詳細(xì)分析了人形機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和趨勢(shì)，能幫助你把握人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的投資機(jī)會(huì)。
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在人形機(jī)器人令人驚嘆的靈動(dòng)表現(xiàn)背后，隱藏著關(guān)鍵的動(dòng)力支撐——電機(jī)。尤其是無框力矩電機(jī)和空心杯電機(jī)，它們宛如機(jī)器人關(guān)節(jié)與手部的精密“心臟”，源源不斷地輸送動(dòng)力，讓機(jī)器人得以在各種場(chǎng)景中自如穿梭、精準(zhǔn)操作。
一、電機(jī)——人形機(jī)器人的核心動(dòng)力擔(dān)當(dāng)
當(dāng)我們聚焦人形機(jī)器人的機(jī)械構(gòu)造，會(huì)發(fā)現(xiàn)電機(jī)所處的執(zhí)行器及手部位置至關(guān)重要。這些部位如同人體的關(guān)節(jié)與手指，掌控著機(jī)器人的一舉一動(dòng)。其中，大關(guān)節(jié)的靈活轉(zhuǎn)動(dòng)依賴于28個(gè)無框力矩電機(jī)，它們就像是強(qiáng)壯的筋骨，賦予機(jī)器人穩(wěn)健的肢體運(yùn)動(dòng)能力，使其能夠完成行走、跳躍、轉(zhuǎn)身等大幅度動(dòng)作;而手指部位的12個(gè)空心杯電機(jī)，則如同靈巧的指尖神經(jīng)，操控著機(jī)器人手部的精細(xì)動(dòng)作，從輕輕拾取一枚雞蛋，到精準(zhǔn)按下微小的按鈕，都離不開空心杯電機(jī)的快速響應(yīng)與精準(zhǔn)控制。
二、電機(jī)驅(qū)動(dòng)vs液壓驅(qū)動(dòng)：優(yōu)勢(shì)盡顯的新時(shí)代選擇
在機(jī)器人動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的發(fā)展歷程中，波士頓動(dòng)力機(jī)器人曾憑借液壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)獨(dú)樹一幟。液壓驅(qū)動(dòng)的原理是巧妙利用液壓油的壓力，驅(qū)動(dòng)機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)。這一方式帶來了諸多顯著優(yōu)勢(shì)，動(dòng)力強(qiáng)勁無比，能夠輕松承載重物、克服巨大阻力，調(diào)速范圍寬廣，無論是緩慢的精細(xì)操作還是高速的爆發(fā)運(yùn)動(dòng)都能應(yīng)對(duì)自如;裝置體積小巧緊湊，為機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)留出更多空間;響應(yīng)速度更是令人稱贊，瞬間的指令下達(dá)便能換來即刻的動(dòng)作反饋。
然而，如同硬幣的兩面，液壓驅(qū)動(dòng)的缺點(diǎn)也十分突出。能量損失如同一個(gè)“無底洞”，大量的能量在傳動(dòng)過程中被白白消耗，導(dǎo)致能源利用率低下;對(duì)油溫變化極為敏感，溫度的細(xì)微波動(dòng)都可能影響系統(tǒng)性能，使機(jī)器人的動(dòng)作穩(wěn)定性大打折扣;更令人擔(dān)憂的是，一旦發(fā)生油泄露，不僅會(huì)污染環(huán)境，還會(huì)對(duì)傳動(dòng)的準(zhǔn)確性造成致命打擊，讓機(jī)器人的動(dòng)作失控、偏離預(yù)設(shè)軌跡。
相較之下，電機(jī)驅(qū)動(dòng)則展現(xiàn)出了諸多迎合時(shí)代需求的優(yōu)勢(shì)。它成熟可靠，經(jīng)過多年的技術(shù)沉淀與市場(chǎng)驗(yàn)證，穩(wěn)定性極高，為機(jī)器人的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)保障;響應(yīng)速度快如閃電，能夠?qū)崟r(shí)捕捉指令并迅速轉(zhuǎn)化為動(dòng)作，讓機(jī)器人在復(fù)雜多變的環(huán)境中敏捷應(yīng)對(duì);能量轉(zhuǎn)化效率高，避免了能源的無謂浪費(fèi)，延長(zhǎng)了機(jī)器人的續(xù)航能力。同時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)徹底杜絕了漏液風(fēng)險(xiǎn)，使用環(huán)境要求相對(duì)寬松，無論是高溫酷暑還是低溫嚴(yán)寒，無論是干燥的室內(nèi)還是潮濕的戶外，都能正常工作，這使得機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景得到了極大的拓展，從工業(yè)生產(chǎn)車間到家庭服務(wù)場(chǎng)景，從醫(yī)療救援一線到教育科普領(lǐng)域，電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人都能大顯身手。
三、無框力矩電機(jī)：協(xié)作機(jī)器人領(lǐng)域的中流砥柱
深入探究無框力矩電機(jī)，這是一種極具特色的無框式永磁電機(jī)，以輸出扭矩作為核心性能指標(biāo)。它摒棄了傳統(tǒng)電機(jī)的軸、軸承、外殼或端蓋等附件，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)潔緊湊。其內(nèi)部由轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成，運(yùn)作原理與傳統(tǒng)永磁電機(jī)一脈相承，通過電驅(qū)動(dòng)器提供電力，精準(zhǔn)控制U/V/W三相電形成電磁場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)永磁體的轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)中高速旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而輸出強(qiáng)大的扭矩。
目前，無框力矩電機(jī)在協(xié)作機(jī)器人領(lǐng)域大放異彩。隨著工業(yè)4.0的推進(jìn)，協(xié)作機(jī)器人需求激增，要求機(jī)器人能夠與人類緊密合作，完成復(fù)雜的裝配、檢測(cè)等任務(wù)。無框力矩電機(jī)憑借其高精度、高扭矩、緊湊結(jié)構(gòu)等優(yōu)勢(shì)，完美契合了這一需求。在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，國(guó)內(nèi)企業(yè)依托完備的國(guó)產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈，在成本控制上取得了突破性進(jìn)展，逐漸提升了市場(chǎng)份額，為中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的崛起注入了強(qiáng)大動(dòng)力。
四、空心杯電機(jī)：人形機(jī)器人靈巧手的得力助手
空心杯電機(jī)，作為一種獨(dú)特的無鐵芯轉(zhuǎn)子直流伺服電機(jī)，有著別樣的魅力。它的線圈由導(dǎo)線繞制而成，沒有內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)，這種精巧的設(shè)計(jì)賦予了它諸多卓越性能。體積小巧玲瓏，能夠輕松安裝在機(jī)器人纖細(xì)的手指部位，不占用過多空間;高效節(jié)能，在有限的能源供給下，輸出強(qiáng)勁動(dòng)力;響應(yīng)迅速，瞬間的指令下達(dá)，手指便能快速動(dòng)作，精準(zhǔn)抓取目標(biāo)物體;運(yùn)行穩(wěn)定，確保了手部動(dòng)作的連貫性與準(zhǔn)確性，避免了抓取過程中的失誤。
雖然國(guó)內(nèi)企業(yè)在空心杯電機(jī)領(lǐng)域起步稍晚，與國(guó)際先進(jìn)水平存在一定技術(shù)差距，但發(fā)展?jié)摿Σ蝗菪∮U。鳴志電器、鼎智科技等公司已經(jīng)奮勇直追，具備了量產(chǎn)能力，不斷縮小差距，為國(guó)產(chǎn)人形機(jī)器人配備上更加精良的“手指”，助力其在精細(xì)操作領(lǐng)域嶄露頭角。
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