靈巧手與傳感器,擬人化與智能化【人形機(jī)器人】2030 年增長(zhǎng)至 30.35 億美元

⚫ 靈巧手是人形機(jī)器人“小腦”實(shí)現(xiàn)靈巧操作、人機(jī)交互的重要載體，向高集成度和智能化發(fā)展。靈巧手是一種高度靈活、復(fù)雜的末端執(zhí)行器，在機(jī)器人與環(huán)境交互中起關(guān)鍵作用。靈巧手因其能夠模仿人手的各種靈巧抓持和復(fù)雜操作能力，廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療、智能制造等領(lǐng)域。根據(jù) Statista 數(shù)據(jù)，2021 年全球機(jī)器人靈巧手市場(chǎng)規(guī)模約為 11.6 億美元，預(yù)計(jì)在 2030 年增長(zhǎng)至 30.35 億美元，2022-2030 年間CAGR 為 10.9%。

⚫ 空心杯電機(jī)是靈巧手的核心部件，國(guó)產(chǎn)替代空間廣闊。空心杯電機(jī)是一種特殊的直流電機(jī)，采用無(wú)鐵芯轉(zhuǎn)子性能優(yōu)異，是電機(jī)領(lǐng)域“皇冠上的明珠”。按換向方式分為無(wú)刷空心杯電機(jī)和有刷空心杯電機(jī)，前者壽命和轉(zhuǎn)速優(yōu)于后者，未來(lái)更偏向無(wú)刷空心杯電機(jī)。歐洲主導(dǎo)中高端市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)廠商仍在追趕，根據(jù) QR Research 預(yù)測(cè)，到2028 年空心杯電機(jī)全球市場(chǎng)將達(dá)到 83 億元。空心杯電機(jī)在線圈設(shè)計(jì)、繞制工藝以及繞制設(shè)備三個(gè)方面存在高技術(shù)壁壘，相關(guān)設(shè)備廠商國(guó)產(chǎn)化替代有望加速�？紤]到特斯拉人形機(jī)器人未來(lái)逐步放量，我們對(duì)不同情景進(jìn)行測(cè)算，當(dāng)特斯拉人形機(jī)器人產(chǎn)量達(dá)到 50 萬(wàn)、100 萬(wàn)、200 萬(wàn)臺(tái)時(shí)，全球空心杯電機(jī)市場(chǎng)空間可能分別新增 48 億元、84 億元、144 億元。

⚫ 傳感器是人形機(jī)器人感知系統(tǒng)的核心部件，是靈巧手智能化的基礎(chǔ)。特斯拉Optimus Gen2 人形機(jī)器人采用 11 自由度靈巧手和手指觸覺(jué)傳感器，響應(yīng)更快，要實(shí)現(xiàn)捏雞蛋的操作需要用到多種傳感器的技術(shù)支撐，包括壓力感知、觸力感知和柔性微壓力感知等。1）六維力/力矩傳感器：應(yīng)用于人形機(jī)器人的手腕處和腳腕處，其中六維聯(lián)合加載設(shè)備是高精度六維力傳感器研發(fā)和生產(chǎn)的必要條件。根據(jù) GGII 預(yù)測(cè)，2027 年中國(guó)六維力/力矩傳感器市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò) 15 億元。2）柔性觸覺(jué)傳感器/電子皮膚：能夠?qū)崿F(xiàn)與環(huán)境接觸力、溫度、濕度、震動(dòng)、材質(zhì)、軟硬等特性的檢測(cè)，是機(jī)器人直接感知環(huán)境作用的重要傳感器。其關(guān)鍵技術(shù)包括：材料技術(shù)、加工技術(shù)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及擴(kuò)展、高柔性和多功能。3）MEMS 壓力傳感器：具有易于批量生產(chǎn)、小型化、成本效益以及易于制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)的能力等優(yōu)勢(shì)，例如 Superior Sensor Technology 的 MEMS 壓力傳感器集成了包括先進(jìn)的數(shù)字濾波、閉環(huán)控制和基于軟件的壓力開(kāi)關(guān)等先進(jìn)的功能，可提供精確的運(yùn)動(dòng)控制和靈活的物體操縱能力所需的基本內(nèi)部扭矩和力的反饋。

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