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欧亚国际APP:人形机器人行业系列报告(二):动力、传动、传感灵巧

来源:欧亚体育官网 作者:欧亚体育官网登录|发布时间:2024-04-17 11:54:13


  机器人多指灵巧手是一种高度灵活、复杂的末端执行器,因其能够模仿人手的各种灵巧抓持和复杂操作能力,得到持续的研发投入和广泛关注。从应用领域来看,目前灵巧手实现成熟应用的领域主要有:航空航天、医疗假肢、工业及科研领域。

  灵活度设计:灵活度设计是一个取舍与平衡的过程,原因在于更多的灵活度意味着更强的功能性,但背后需要更多的驱动器与更复杂的结构,必然带来鲁棒性的下降。对于功能性的衡量,通常采用Cutkosky抓取分类法。多数高灵活度灵巧手需要面临的一个任务是单关节双自由度的实现,目前具有代表性的传动形式有三种:(1)双轴正交结构;(2)球/孔结构;(3)差动齿轮组。

  动力源:包括选择动力源的种类、位置及数量,以及适配的减速器。目前电机驱动已成为主流驱动方式。电机类型包括直流无刷电机、无框力矩电机、空心杯有刷电机、空心杯无刷电机,减速器类型包括谐波减速器和行星减速器。

  传动结构:传动系统的设计不仅决定了灵巧手的机械结构,而且直接影响到灵巧手的抓取稳定性和灵活性。腱传动对于空间狭小、传动精密的灵巧手空间设计较为友好,关键在于腱绳材料的选择;连杆、齿轮等传动方式更为直接,但对空间、设计的要求较高。

  传感系统:根据传感器在机器人手中的布局和功能,可将传感器分为两类:内在传感器和外在传感器。内在传感器反馈机器人本体的运动或动态信息,如手关节角度、关节扭矩和肌腱应变,而外在传感器感知外部环境,如压力、力、温度和平滑度。

  行业判断:1)作为人形机器人与外界交互的重要媒介,灵巧手是机器人功能性的直接体现。这一方面决定了其在人形机器系中的重要地位,另一方面预示着五指灵巧手与人形机器人功能对应,在硬件层面可选的方案数量将大于其他部位;2)五指灵巧手可以不依附于人形机器人而单独存在,如机械臂、远程操作手套、假肢等,这决定了五指灵巧手的远期市场容量的进一步扩大;3)五指灵巧手作为一个功能单元,相较人形机器人其他部位,其自身零部件数量更多,硬件结构更为复杂,需要集合整手的运动控制、末端传感、人机交互等,最终可能造成五指灵巧手环节的竞争更加多层次,也容易演化成为单独环节。

  1)动力源。建议关注:空心杯电机领域的鸣志电器、鼎智科技、伟创电气、拓邦股份;直流无刷电机领域的德昌股份;无框力矩电机领域的步科股份;减速器环节:行星减速器建议关注中大力德、双环传动;谐波减速器建议关注绿的谐波;丝杠建议关注贝斯特;

  2)传动结构。主要集中在腱绳材料,建议关注钢丝方案的大业股份,潜在超高分子量聚乙烯纤维材料受益标的同益中、恒辉安防;

  3)传感系统。建议关注:(一)六维力传感器:柯力传感、东华测试、八方股份;(二)触觉传感器:汉威科技、奥迪威;(三)身体平衡(IMU):华依科技、芯动联科。

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