五矿证券近日发布了《灵巧手硬件的五大方向》行业深度报告,该报告深入分析了人形机器人领域中灵巧手的核心价值、技术发展现状以及产业链中的瓶颈环节。报告指出,灵巧手作为人形机器人泛化性能力的核心体现,不仅在成本上占据重要比例,而且在技术升级和优化空间上具有巨大潜力。报告详细探讨了灵巧手的传动方式分类、国内外企业的技术方案对比,并对未来的发展趋势和投资方向给出了建议。这份报告为投资者提供了关于灵巧手硬件领域的全面视角,其中包含了丰富的行业数据和深刻的市场洞察,是理解人形机器人行业发展的关键资料。
灵巧手硬件的发展,是人形机器人技术进步的核心。人形机器人的关键能力在于泛化性,即能够适应各种不同的任务和环境。灵巧手作为这种泛化性的核心体现,不仅在人形机器人中成本占比最高,而且是目前技术升级和优化空间最大的部分。据五矿证券的研究报告,灵巧手的升级优化是产业链瓶颈环节,其发展对于人形机器人的整体性能至关重要。
灵巧手的传动方式多样,主要包括齿轮、连杆和绳驱三类。齿轮式灵巧手将电机布置在手指位置,优点是传动效率高、布局简单,但缺点是手指粗大、控制复杂。连杆式灵巧手坚固易维护,但难以实现高灵活性。绳驱式灵巧手可以实现高灵活性,但腱绳寿命有限,装配复杂性高。国内市场侧重于连杆式,而海外市场更侧重于腱绳式。这份报告预测,随着技术的发展,微型电机、驱控芯片、微型丝杠、腱绳、传感器这五大方向将成为灵巧手硬件发展的关键。
微型电机是灵巧手的核心部件,随着手部自由度的提升,对电机的需求大幅增加。灵巧手要求驱动单元具备大扭矩、小空间的特点,一般采用空心杯电机。随着设计方案的改进,也出现了使用直流无刷电机的方案。微型电机价值量高,BOM成本占比高,价值量显著。
驱控芯片是电机的大脑,随着自由度的提升,对人形机器人电机驱控芯片的需求大幅增长。人形机器人要求电机驱控芯片具备高性能、高可靠、低功耗、高集成、小尺寸的特点。驱控芯片当前国产化率低,国产替代空间广阔。同时,头部企业有望依托产业链卡位,向产业链上下游进行延伸。
微型丝杠的需求随着灵巧手自由度的提升而显著增加。微型丝杠工作环境相对精密,对材料的要求特别高,技术壁垒进一步提升。这为精密制造领域带来了新的挑战和机遇。
腱绳是绳驱方案的短板所在。金属腱绳摩擦小,但强度低、不能承受小回转半径、难以固定;超分子量聚乙烯纤维比强度大,但耐高温、抗蠕变性能较差。目前金属方案和超分子量聚乙烯纤维方案都在推进,这表明材料科学的进步对于灵巧手的发展至关重要。
触觉传感器是机器人与外部互动实现灵巧操作不可或缺的关键部件。从工艺上分为MEMS和柔性传感器,从材料可以分为压阻式、电容式、压电式、光电式等。当前触觉传感器主要集中在指尖,未来有望覆盖手掌、甚至整手,使用量将会大幅提升。触觉传感器的发展,将为人形机器人的交互能力带来革命性的进步。
投资建议方面,报告建议关注深耕精密传动系统、具备灵巧手整体设计能力和一体化供应能力的兆威机电;具备热处理、精密机加工能力,布局行星滚柱丝杠和微型丝杠的五洲新春;以及电机控制芯片环节的峰岹科技。这些公司在灵巧手硬件的五大方向上具有明显优势,有望在未来的人形机器人市场中占据重要地位。
风险提示方面,报告指出产业量产进度不及预期、技术路线变化的风险以及产品价格大幅下降的风险是需要关注的主要问题。这些风险提示对于投资者来说,是进行投资决策时必须考虑的重要因素。
这篇文章的灵感来自于五矿证券发布的《灵巧手硬件的五大方向》研究报告。除了这份报告,还有许多同类型的报告也非常有价值,推荐阅读。这些报告我们都收录在同名星球,可以自行获取。
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