空心杯电机市场格局

　　会议要点

　　1、会议要点提炼

　　2、人形机器人关节执行器方案

　　· 特斯拉采用线性关节和旋转关节的组合，包括28个线性和旋转执行器。该方案在运动控制和算法上具有高度复杂和智能的特点，符合人体工程学。

　　· 飞达更多地使用旋转谐波减速器关节执行器，而国内公司如福立业主要使用旋转关节。

　　· 执行器组合包括电机、行星减速器或谐波减速器、编码器、驱动器和扭矩传感器，形成完整的执行机构。

　　· 执行方案细分为涡轮无感传动和线性传动，特斯拉主要使用涡轮无感传动来实现更高的自由度。

　　3、擎天柱人机器人硬件调整

　　· 擎天柱的手自由度将从11个增加到22个，以支持弹钢琴的技能。这将涉及到硬件的重大调整，包括更多的关节、更大的扭矩输出和更复杂的神经系统控制。

　　· 通过新的关节和传动机构，如滑轮和力传感器，将增加自由度。

　　· 特斯拉的关节执行器供应商主要是三花和拓普，以及一些协助制造商提供零部件。

　　· 供应商与特斯拉的合作进展：第五轮送样尚未完全确定。

　　4、空心杯电机及其生产

　　· 空心杯电机体积小，能量密度高，适用于移动终端应用。与刷电机相比，无刷电机寿命长，噪音低。

　　· 在生产过程中，空心杯电机需要高精度绕线和定子成型，生产线投资约400万元，年产能2-4万台。

　　· 主要采用自动化生产，但许多国内企业仍处于半自动化阶段。

　　5、空心杯电机市场格局

　　· 包括德国Micron在内的世界主要供应商、Pot在美国 Skype、日本西铁城技术门槛和市场份额较高。

　　· 国内厂商通过技术优化和设备投入，逐步缩短与国际龙头企业的差距。

　　· 空心杯电机的核心参数包括高速、高精度和高可靠性。

　　6、减速器应用及方案

　　· 减速器类型包括行星减速器、谐波减速器和RV减速器，主要用于不同的关节和应用。谐波减速器广泛应用于高刚度和高精度，但价格较高。

　　· 哈默纳克是全球谐波减速器的主要供应商，价格高于国内产品。

　　· 行星减速器相对便宜，主要用于普通应用。

　　7、特斯拉人形机器人的进步

　　· 特斯拉计划明年实现1000台人形机器人的生产目标，目前工厂内有两台。

　　· 国内企业如优必选也在加快人形机器人的研发和应用。

　　8、替代和优化技术

　　· 为了降低成本，提高效率，特斯拉用旋转关节代替线性关节。旋转关节通过连杆机构实现功能替代。

　　· 线性传动市场的降本方案包括用新材料和技术取代现有的高成本方案。

　　9、空心杯电机在特定应用中的性能

　　· 由于其高速、高精度，空心杯电机在无人机和医疗设备中的应用受到青睐。

　　· 空心杯电机具有寿命长、发热低、效率高的特点。

　　Q&A Q：目前，人形机器人关节执行器主机厂的主流方案有哪些？

　　A：目前，主机厂在人形机器人关节执行器方面采用了液压驱动、气动驱动、电动驱动等几种主要方案。液压驱动因其高效率和精度而广泛应用于一些高端应用；气动驱动因其成本低、维护方便而适用于中低端市场；电动驱动因其清洁、环保、响应快而广泛应用于各种应用场景中。这些方案各有优缺点，具体选择取决于应用需求和成本考虑。

　　Q：目前人形机器人关节执行器的主流方案有哪些？

　　A：人形机器人的关节执行器方案主要分为线性关节和旋转关节的组合。例如，特斯拉采用符合人体工程学运动控制的28个线性和旋转执行器的组合；国内外其他公司也采用了类似的组合方案。此外，执行器通常由电机、减速器、编码器、驱动器和扭矩传感器组成。特斯拉采用涡轮无感传动，可实现20个自由度。

　　Q：硬件上特斯拉擎天柱人形机器人的调整和变化是什么？

　　A：特斯拉天柱人形机器人将手的自由度从11个增加到22个，并具有弹钢琴的技能。硬件调整包括增加手指关节的数量，改进驱动单元，增加扭矩输出和扭矩传感器。此外，还将增加微妙的错误传动，以提高传动机构的光滑度，以提高机器人手指的灵活性和力控制。

　　Q：特斯拉在关节执行器供应商的选择上有哪些国内供应商？

　　A：特斯拉在中国的主要关节执行器供应商包括三华、拓普和信为。这些供应商提供线性和旋转执行器，目前正在进行第五轮样品，尚未达到批量生产阶段。合创科技、微总成等其他供应商也提供辅助组件，但尚未直接与特斯拉对接。

　　Q：特斯拉和国内供应商的送样进展如何？

　　A：目前，特斯拉和三华、拓普等国内供应商的送样已进入第五轮测试。供应商增加了研发投资，预计2024年第三季度将有小批量订单，第四季度可能会有更定型的订单。三华智能控制、拓普等公司投入了更多的资源和设备，以确保特斯拉的需求得到满足。

　　Q：未来特斯拉人形机器人关节执行器的生产计划是什么？

　　A：特斯拉计划在2024年第三季度进行小批量生产，并在第四季度推出最终关节执行器订单。随着人工智能会议的展示，这一过程将进一步推进。模具开发和成本管理也是生产阶段的一个重要考虑因素，批量生产后的成本将显著降低。

　　Q：宁强手中空心杯电机的结构及其与有刷无刷电机的区别？

　　A：由于其体积小、能量密度高，空心杯电机广泛应用于移动设备。其低压直流特性不需要外部电源，是其核心优势。空心杯电机分为刷和无刷两类。由于机械换向，无刷电机寿命短，噪音大，而无刷电机通过电子换向器实现寿命长(约2万至5万小时)，性能更高。在体积方面，主流尺寸包括6mm、8mm、10mm、12mm、16mm等，齿轮箱传动模式提高了扭矩输出，有效提高了承载能力。此外，为了保证电机在高负荷下的稳定性，散热设计也是关键。

　　Q：目前宁强手中的空心杯电机主要有哪些类型？

　　A：目前宁强手中的空心杯电机主要是无刷空心杯电机。

　　Q：无刷空心杯电机的生产工艺及工艺。

　　A：无刷空心杯电机的生产与通用电机明显不同。首先是生产定子，采用无铁芯设计，通过微细铜线缠绕成型，形成圆柱形绕组，产生磁场。转子部分由永磁体组成，通常是偶数极。关键在于转子的动平衡，在高速旋转时需要保持平衡，以减少振动。自动空心杯电机生产线投资约400万元，包括精密绕线机、成型设备、动平衡机、综合测试仪等设备。

　　Q：投资400万元的生产线年产能是多少？

　　A：投资400万元的生产线年产能约2-4万台空心杯电机。

　　Q：在空心杯电机的生产过程中，绕线这一步主要是人工操作还是自动化？

　　A：目前，在绕线生产中，国内大多数企业仍采用半自动化生产模式，部分环节需要人工干预。相比之下，Magic'等国际领先企业;s实现了95%以上的全自动化生产。这种自动化水平差异对产品的质量一致性和绕组布线的整洁性有一定的影响。

　　Q：明智公司的自动化生产程度如何？

　　A：目前，明智公司85%以上的生产环节已经实现自动化，部分环节仍需人工干预。由于市场分销阶段销量不大，整体仍以半自动化为主。

　　Q：空心杯电机的核心参数和技术壁垒是什么？

　　A：空心杯电机的核心参数包括其高速特性，通常可达到2万至3万转，与普通工业电机的3000至5000转相比具有明显的优势。其技术障碍主要体现在高速响应、高效率、低损耗（不含硅钢板）和高精度输出定位（通过安装编码器实现）上。这些特性使空心杯电机广泛应用于无人机等高要求领域。

　　Q：手部力传感器是多少维的？每只手需要增加多少传感器？

　　A：手部传感器应理解为三维力传感器（XYZ方向）。若每只手增加五个关节，则至少需要增加五个力传感器。

　　Q：目前空心杯电机市场的全球竞争格局是什么？主要供应商是什么？国内外产品的竞争力如何？

　　A：随着人形机器人的发展，空心杯电机市场变得越来越重要。包括德国Maxon在内的全球主要供应商、Forhub，以及美国的Pot Skype等。这些企业在技术和市场份额方面处于领先地位。例如，Maxon在全球市场的年收入约为50亿元，其中中中国市场约为15亿元。Maxon广泛应用于医疗、军工等要求较高的领域，技术壁垒较高，包括过载能力强、响应速度快、使用寿命长、发热低等。由于其钟表制造背景使其齿轮精度更高，日本西铁城在微型空心杯电机技术上也具有优势。尽管国内企业正在追赶，但与这些国际巨头在技术和市场份额上仍存在差距。

　　Q：未来空心杯电机的发展趋势是什么？技术和性能的要求是什么？

　　A：为了延长工作时间，未来的空心杯电机需要更小、更高效。此外，还需要具备大扭矩输出能力，如能提起50kg重物。电机的可靠性也是关键。它需要长寿命和高功率密度，减少发热。为满足人体接触需要，电机表面温度应控制在45度以下。为了实现更轻、更高效的设计，需要进一步优化电机的重量和尺寸。

　　Q：空心杯电机领域的国内企业进展如何？未来的发展方向是什么？

　　A：国内企业在空心杯电机领域取得了一定的进展，如半导体芯片、医疗等技术突破，特别是在绕线工艺和设备投资方面。在传统电机的基础上，代表性企业包括万事达、万宝至、高威电子、景观、伟创等，逐步投入研发空心杯电机。尽管国内企业仍面临技术和市场垄断的挑战，但通过技术积累和设备升级，正在努力缩短与国际领先企业的差距。

　　Q：减速器在人形机器人中有哪些类型？不同关节使用的减速器方案和价格如何？

　　A：行星减速器和谐波减速器是人形机器人中常用的减速器。行星减速器适用于高刚度要求的场景，通常用于实现高精度的动力传动。谐波减速器适用于需要大减速比的场合，如1-200减速比，但其抗冲击性较弱。主要的减速器供应商包括日本的Harmonicc Drive，它们在特斯拉等全球市场占有很高的份额。在价格方面，谐波减速器比行星减速器贵。一般来说，每台谐波减速器的价格在1500元左右，而行星减速器相对便宜，只有几百元。阿威减速器也处于类似的价格范围内。减速器是人形机器人的核心部件，直接影响动力传动的效率和成本。

　　Q：执行方案是否已确定？请详细介绍一下。

　　A：执行方案已基本确定，主要分为旋转和线性执行两类。在传动模式方面，无框电机主要与谐波减速器相结合，输出采用行星滚动杆与无框电机相结合的传动形式。

　　Q：有没有开发出新的减速器？这些减速器主要用在哪里？

　　A：目前，新型减速器主要包括磁性传动减速器。该减速器通过磁耦合实现传动，无摩擦，处于创新阶段。然而，由于体积大，控制难度大，在主流市场尚未得到广泛应用。

　　Q：线性执行器有没有替代滚珠丝杠的方案？将来有可能降低成本吗？

　　A：目前，线性执行器主要采用滚珠丝杠，效率高，轴向推力承载能力大。然而，由于制造工艺复杂，技术门槛高，成本高。在未来，通过新的工艺和材料，如梯形螺母，可以降低成本，但效率较低。此外，旋转关节和连杆机构已经取代了一些人形机器人上的线性关节，如波士顿动力和首选产品。

　　Q：特斯拉的线性关节可以它们都被旋转关节取代了吗？

　　A：从传动原理和执行功能的角度来看，特斯拉的所有线性关节都可以被旋转关节取代。

　　Q：特斯拉计划明年在工厂里使用1000个人形机器人，这个目标是否符合预期？

　　A：目前，特斯拉人形机器人的发展进展顺利，通过各种环境培训不断实现控制执行功能和优化。预计明年将达到1000台的目标是保守估计，实际需求可能会更高。一些国内企业也在迅速促进人形机器人的开发和应用，总体进展符合预期。

　　Q：为什么旋转关节可以取代线性关节？

　　A：事实上，许多传动形式都是基于旋转的，因为旋转是最有效的。汽车等早期机械通过齿轮齿条等部件实现旋转传动。马斯克最早使用线性关节是因为它更符合人与机器人之间的交互需求。线性关节可以理解为直接输出部分，旋转关节是间接输出。特斯拉的四轴机器人、六个关节和七个关节都使用旋转传动，特别是在手臂和手腕上，使用新的传感器和伺服器来实现灵活的运动。这种灵活的传动方式使旋转传动更适用于某些场景。

　　Q：旋转关节可以代替直线关节吗？

　　A：是的，直线关节可以用旋转关节代替。该观点仅供网络参考