减速器在人形机器人中的应用探讨纪要–20230614

1、从产业角度如何看人形机器人的发展及商业化进度：人形机器人还没有太明确、快速地看到落地应用场景的阶段，大家更多还是在尝试，状态像四足机器狗前面几年的状态。前期更多在科研领域、尝鲜角度有相关场景落地，比如研究、课程，或者表演性质地去展示。后面在商用领域如家政、养老护理、医院等才是爆发点。 1、从产业角度如何看人形机器人的发展及商业化进度：人形机器人还没有太明确、快速地看到落地应用场景的阶段，大家更多还是在尝试，状态像四足机器狗前面几年的状态。前期更多在科研领域、尝鲜角度有相关场景落地，比如研究、课程，或者表演性质地去展示。后面在商用领域如家政、养老护理、医院等才是爆发点。 2、人型机器人中用到的减速器，以及具体减速器的选型考虑：谐波减速器作为核心产品也是公司切入人形赛道的核心门槛。人型机器人使用的减速器一开始有液压版本，还不是谐波减速器，但是体积、噪音大，会显得很臃肿。谐波减速器作为最核心应用部件，就是因为它能在很小的体积下实现较好的功率密度，通过体积和重量的优化实现期望的输出扭矩，能把机器人做得纤细苗条。因此目前谐波减速器应用最多的。 3、减速器价格差别：行星减速器价格优于谐波减速器，谐波大概是行星的两倍，但是高性能机器人行星减速器要去实现有难度。 4、公司人形机器人用谐波减速器的方案，大概要用多少数量：目前的人形机器人可活动关节60-70个，大部分用谐波作为传动部件，大概五六十个。 5、未来人形机器人量产之后谐波减速器的合理价格：可以横向去看汽车工业，一年出货几十上百万，零部件价格就能做到非常低，这时候成本跟行星减速器比几乎相当。之前国产减速器没有出来的时候，谐波很贵，七八千一个，现在国产量产后价格落在1000以内，或者1000-2000，这是减速器全国产能在五六十万级别是以这一价格，等到五六百万的话价格会进一步下探，降到令人发指的程度。 6、国内人形机器人相比特斯拉落后还是领先：国内处于世界领先水平，至少在视频里的状态，小米机器人相比特斯拉状态还领先一点。像特斯拉、小米这种全尺寸人形机器人，国内外厂家相差不会太多。 7、国内企业有成熟产品的企业如优必选、达闼，要实现盈亏平衡要等到什么阶段：取决于它的成本投入，如果动辄百万大几十万，会比较难，如果售价能控制在30万以内甚至更低，会更快一点。 8、公司人形机器人关节比较多，降本这块如何考量：公司的技术路线跟其他厂家不太一样，公司谐波减速器在结构上也有一些特殊性。即使关节多一点，但是因为是自己垂直整合，所以在成本上更优于其他厂家。 关节特殊性：方案上的一些差异，我们公司跟其他品牌比，我们在关节的结构上做了一些特殊处理去提升它的功率密度，好处是同样的关节我们会选择更小的减速机，在重量、体积和成本上比选大号的更优。比如做同样关节，其他品牌可能花3000，我们2000能做下来。 9、公司的人形机器人什么时候出来：顺利的话三季度。下游应用场景：没有明确应用场景，更多是在科研领域做了一些交流，科研领域的用户更有兴趣。 10、特斯拉今年底或者明年有第一批投向超级工厂了，国内需要多少年能有好的进度：不好说，特斯拉的视频有一定展示性，如果按照他们说的进度，有点太乐观。国内可能在3-5年内形成有真正刚需的应用场景（切切实实带来生产力的场景，工厂、商用、家用等，比如扫 地机器人，能够解决具体问题） 11、给特斯拉供谐波减速器的企业格局：这部分信息比较有限，公开信息上是绿的谐波和三花有合资工厂，通过三花在特斯拉的供应体系，去给特斯拉做谐波减速器的供应。(小米也有自己投资的谐波减速器的厂家，以作为供应链保障自己的人形机器人。) 12、减速器国内外对比：价格来讲国产充分较优，是国外价格的一半不到，对应80%以上的性能，交期也优于国外，价格和交期是国内品牌占绝对优势。最大的差距是大规模的交付能力，这一块受限于国内的出货量。绿的谐波有20多万台，其他品牌可能几万，跟国外大厂上百万的差得不是一点半点。目前没办法实现大规模交付更多是市场因素，只要舍得投钱，产能也能拉起来，但是目前国内谐波的市场总量就那么大，市场的接受能力有限。性能方面，谐波减速器讲究精度，在保持一定精度的情况下能保持多长时间。精度会随着时间流失下降，进口品牌下降周期比较长，如两三年，国内则是一年两年，这是差异比较明显的地方，差异主要涉及到材料和工艺，涉及到基础工业能力。 13、材料的进口依赖度：行业内大部分企业对进口材料依赖度很低了，国内做特种钢的企业已经能够根据企业需求做一些灵活调整。只是在特殊应用场景，对于减速器有特殊要求，这时候就要一部分依赖进口，但是比例我个人觉得已经比较低了。 14、下游情况：机器人领域包括工业机器人、协作机器人、人形机器人、服务机器人等。现在机器人板块更多还是在工业机器人领域。但是对于国产工业机器人的量，一年可能也就10万台，增速考虑30%的话已经很高了，也就13万台，平均一台用三个谐波减速器就很多了，那也就 39万的量，所以工业领域很难有大的爆发。真正爆发要看民用场景，一下子出现几千台、上万台的单一客户也有可能。在更广泛的自动化领域，甚至在家电领域，减速器成本足够下探的时候，以前用不起的场景也能用上，这个时候才是谐波减速器真正爆发的时候。现在谐波减速器跟行星减速器规模不是一个量级，行星可能在百万千万量级，谐波几十万的量级，原因就在于谐波价格偏高。在中国的市场，必须把价格打下来，这是谐波上量的关键因素，产能其实可能已经过剩了。 15、一般客户采购谐波减速器的量级：一家机器人主机厂，年产1万台机器人，对于谐波需求2-3万台区间。 16、未来谐波减速器的市场空间，大概到什么样的价格能把空间打开：如果家电能用上，减速机价格能做到500以内，那么大家就愿意尝试用了。多少量能使价格达到这个水平——六七十万的市场容量。 17、力炬电机+行星减速器的方案成本低，能替代谐波减速器吗：工业机器人不行，精度不够，但是要用高精度行星的话价格比谐波更高，没有必要。工业机器人发展几十年不用行星去做是因为行星解决不了精度的问题，行星天然存在运动精度差的特点，没有办法做到像谐波这样体积小精度高，所以自然被市场淘汰。对精度有要求，就需要考虑用谐波或者精度更高的解决方案，取决于应用场景对精度有没有要求。体积差距更大了，两级的行星可能才跟谐波的减速比和扭矩相当，但是体积远远大于谐波。对于机器人关节，不论工业、协作、人形机器人，想要做到比较协调的尺寸、体积、重量，谐波是不二的选择。一个50速比、100速比的减速器，对星星来说可能是2-3级的层级，对于谐波来说一级就可以了，体积、重量 没法比，精度还比行星好很多。除非对体积、重量、精度无所谓。 18、RV和谐波减速器的用量：在人形机器人中，用RV可能性比较低，因为精度低于谐波，体积重量大于谐波。RV适合高强度高扭矩大负载产品。谐波适合小负载小体积小重量的场景。所以RV在人形上没有多少机会，除非是巨星人形机器人像变形金刚。常规还是靠谐波。 19、公司人形机器人国产零部件的比例：有一些进口的传感器，以及控制器里有些芯片（个别主控芯片）需要进口，其他基本国产化了。 20、软件系统：先定义几个层级，一是底层的类似电脑的bios系统，在往上是应用程序级别。我们现在做的工作可能是解决bios和操作系统级别的软件，应用程序则是希望跟第三方合作，把底层东西开放出来，让它自我去衍生出来很多应用场景的APP或者说工艺包。底层的东西跟这个跟机器人设计理念、底层的应用框架有很大关系，所以这部分更多靠自己做。 21、机器人带电量多少，维持多久持续作业时间：目前还没有具体指标，带电量大概在1000wh-2000的级别，持续作业5-8个小时，看工作强度。 22、人形机器人国内版本跟特斯拉的差异：以后可能会像大规模产品一样出现同质化，每家会有自己独到的地方，但同质化避免不了，技术路线大体上也会相差不大，因为市场总会选择有利于自己发展的路径往下走，所以大方向可能就是趋同。 23、公司人形机器人自由度、直线旋转的个数：活动关节70个自由度，旋转关节五六十个。 24、降本路径：更多是用谐波减速机和一体化关节的技术路线的方案本身去做降本。 25、各环节是否有卡脖子的地方：机械没有，材料除非有特殊限定，否则没有太大顾虑。硬件这部分看芯片，高端芯片可能受到影响。我们目前的方案尽可能采用通用的部件去做，去避免卡脖子。软件的话，就是工业软件这块类似EDA，存在潜在风险。 26、行星减速器和谐波减速器在具体参数上的对比：举个例子，市面上的机器狗，腿部关节，目前市面上能看到的更多是行星减速器在关节里发挥作用，因为这一块对减速比要求没有那么高，一级行星就可以，对精度没有那么高的要求，只需要关注响应，减速比大了响应就跟不上，所以用一级行星就能解决问题。而工业机器人要用谐波，是因为它对精度有要求，同时对体积、重量也有约束。比如100速比，一级的谐波就能解决问题，行星则至少要两级，但是体积会很大很厚，机器人自身重量已经很重了，能够实际作用到末端的负载就小很多了。 27、行星减速器的格局：国产化已经做得非常好了，性价比高，足够便宜，跟国外竞争完全没问题。但是高精度的行星，或者体积重量有要求的话，国外更好，但是这一部分的应用面更窄，所以国产更多面向80甚至90以上的一般的通用工业市场，通过性价比赢得市场认可。 28、出海能跟外资企业做竞争吗：完全有可能。多久实现：5-10年