人形机器人旋转执行器技术全梳理

Q：执行器分为哪几种类型？刚性执行器和准直驱执行器的区别是什么？ A：按能量来源可分为液压、气动和电机执行器。按驱动方式可分为刚性执行器、弹性执行器和准直驱执行器。刚性执行器由电机、高传动比减速器和力矩传感器等零部件组成，准直驱执行器不依赖于力传感器和附加力，能感知机器人脚和外部事件的交互力。 Q：执行器分为哪几种类型？刚性执行器和准直驱执行器的区别是什么？ A：按能量来源可分为液压、气动和电机执行器。按驱动方式可分为刚性执行器、弹性执行器和准直驱执行器。刚性执行器由电机、高传动比减速器和力矩传感器等零部件组成，准直驱执行器不依赖于力传感器和附加力，能感知机器人脚和外部事件的交互力。 Q：国内外主要旋转执行器设计厂商有哪些？ A：包括特斯拉、小鹏必选、小米智能、富力、丽叶与树、绿地谐波等公司。这些公司的旋转执行器基本上都包括电机、减速器、离合器或制动器、编码器、力和力矩传感器、驱动器和轴承等零部件。 Q：特斯拉的执行器采用了什么设计方案？小鹏的执行器采用了什么设计方案？绿意谐波的旋转执行器采用了什么方案？ A：特斯拉采用了电机加斜坡减速器加位置和力矩传感器以及离合器的设计方案，介于刚性和柔性的执行器之间。小鹏采用的是谐波加上行星的双减速器方案。以谐波减速器为核心，融合了谐波减速器、力矩电机、电磁制动器、编码器、驱动器等。 Q：小米的执行器采用了什么方案？A：小米采用的是低成本的方案，包括高性能伺服电机加行星减速器、驱动器、单边绝对值的编码器进行组合。Q：智人发布的powerfloor执行器采用了什么方案？A：采用了一个准直躯干关节的方案，取消了减速机，使用行星减速器和单边绝对值的编码器。Q：富力智能自研的FSA高性能一体化执行器采用了什么方案？A：集成了电机驱动器、减速器和编码器，均为自产。 Q：工业机器人中最为核心的部件是什么？斜坡减速器的分类有哪些？斜坡减速器的优点是什么？LV减速器有哪些优点？ A：斜坡减速器，它是保证电机输出增大的一个核心部件。主要分成柔轮、钢轮、斜坡减速器、RV减速器、摆线针轮行星减速器和精密行星减速器等。相对精度比较高，体积比较小，但可能损耗功率大，不具有自锁功能。体积小、质量轻，传动比范围大，寿命长，负载能力高，相对来说疲劳强度刚度和寿命比斜坡减速器高。 Q：摆线针轮的行星减速机有哪些优点？A：传动效率大，传动比范围大，寿命长，质量轻，转臂轴承寿命和承载能力高，但机构复杂。Q：斜坡减速机的优缺点是什么？A：斜坡减速机的传动效率非常高，精度可以做到一度以内，具有高扭矩和体积比，终身免维护这些特点。Q：谐波减速机和精密行星减速机哪个更适用于人形机器人？电机在机器人设计中的作用是什么？ A：相比于其他几类减速机，斜坡减速机可能会更适用于人形机器人。在很多成本要求比较高的机器人方案里面，可能会用行星减速器去替代谐波减速器。 Q：机器人电机按照什么分类？A：电机按照电源电流和作用分类。Q：伺服电机的特点是什么？ A：是一种特殊的类型的电机，适用于推拉或提升特定角度旋转物体的一种电极。它是一种直驱电机。 Q：力矩电机的特点是什么？力矩电机的应用场景是什么？ A：是一种特殊多种类的无刷永磁同步电机，属于直驱电机。在特斯拉optimus的这种方案里面，力矩电机大量的采用了这种无框力矩电机。 Q：编码器是什么？ A：一种位置传感器，用于测量物体的旋转角度。 Q：编码器的三种类型分别是什么？绝对式编码器与增量式编码器有什么区别？光学编码器和磁式编码器有什么区别？ A：绝对式编码器，增量式编码器和混合式编码器。绝对式编码器是测量起始位置和终止位置的绝对结果。增量式编码器是将位移转换为周期性电信号，再转换为技术脉冲来表示位移大小。混合式编码器会输出两组信息，一组用于检测磁极的位置，带有绝对信息，另一组与增量式编码器相同，测量位移大小。区别在于绝对式编码器测量的是起始位置和终止位置的绝对值，而增量式编码器是将位移转换为周期性电信号，再转换为技 术脉冲来表示位移的大小。混合式编码器会输出两组信息，一组用于检测磁极的位置，带有绝对信息，另一组与增量式编码器相同，用于测量位移大小。在工业控制和机器人行业中，都有各自的优势和应用场景。光学编码器精度高，但对于物理环境的抗干扰能力弱。磁编码器抗干扰能力强，但精度可能不如光学编码器。 Q：编码器在哪些领域中应用比较广泛？A：在工业控制中应用相对广泛，特别是在机床领域。在机器人行业中，主要关注光学编码器和磁式编码器。Q：机器人中的双编码器方案有什么优势？ A：可以同时监控电机和齿轮相测的速度和位置，具备更高的精度，控制关节的运动轨迹，可以对运动状态更加全面的掌握。双编码器方案可以降低编码器的成本占比， 对机器人的运动状态有更高的掌控能力。Q：编码器的成本占比在电机和编码器市场中的比例是多少？A：在整个电机市场中，编码器的成本占比相对较高，大约占据电机总成本的11%左右。Q：机器人关节的主要零部件是什么？A：包括编码器和轴承，轴承在关节中是非常重要的零部件，主要分为滑动轴承和滚动轴承两种。Q：滑动轴承和滚动轴承有什么区别？ A：在于摩擦系数、消耗功率和传动效率等方面的不同。滑动轴承需要摩擦，而滚动轴承可以依靠滚子或圆形物体进行滚动摩擦。 Q：轴承的分类和应用有哪些？ A：大致分为滑动轴承和滚动轴承两种。滚动轴承应用广泛，主要在机器人的关节中使用，同时也可以用于减速器和电机。滑动轴承通常用于像减速器和电机外面的其他应用中。 Q：RV减速器中会使用到哪些轴承？ A：4种轴承，分别是深沟球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承以及冲压滚针轴承。Q：全球轴承行业的市场规模和增长趋势如何？全球八大轴承企业占据了哪些份额？ A：在22年的市场规模大概是1300亿美元左右，预计到23年的话会增长到2798亿美元，十年的K格大概是7.9%。全球轴承行业的75%左右的一个份额。 Q：人本集团在中国的市场份额如何？A：已经递交了上市材料，应该会在近期会在A股进行一个上市。Q：轴承在机器人中的用量如何？ A：下游主要还是集中在汽车、家电和电机这些行业，分别占比是32%、28%跟18%。Q：绿地谐波的发展前景如何？ A：是主要从事谐波减速器的生产设计、制造和销售，自研一些机电一体化的执行器，成本优势明显，特别是在旋转执行关节中用量远高于其他类型的减速器，确定性足够高，单机价值也相对比较高，受益特斯拉内部市场份额提升，绿地谐波可能会在全球龙头HD之后，凭借成本优势在特斯拉内部获得比较好的市场份额。 Q：顾科股份的产品有哪些？A：核心产品是无框力矩电机等公共自动化品类，未来在机器人上的应用空间非常大。Q：五洲新春的产品主要是什么？ A：公司的轴承配套像南高齿纽斯达特大足谐波、中大力德来福谐波这样的一类机器人减速机的企业，未来在这个人形机器人当中，一旦减速器、电机、轴承的需求增加，对公司的整体影响还是相当大的。 Q：奥普光电的产品应用在哪些领域？奥普光电的光栅编码器在国内市场中的地位如何？A：奥普光电的产品已经用于工业机器人，包括在人形机器人的关节里面，是国产厂商的一个龙头。在国内市场中属于精度最高的编码器。 Q：浩时机电在机器人领域布局了哪些产品？ A：很多机器人相关产品，包括谐波减速器、RV减速器、无光立体电机，气动手指关节电阻编码器，然后包括六维力矩传感器，然后4伏驱动器、伺服电机等等。 Q：汇川公司在哪些领域拥有规模优势？ A：公用四部系统在国内的整个市场份额是排在第一的，而且它的低压变频、小pPLC或者scorea目前也是内资品牌的一›Is•第一名。Q：伟创电器在机器人领域的布局情况如何？ A：在机器人的关键模组，特别是空心杯电机，还有一些无框力矩电机这些核心部 件已经做了一个非常多的一个布局。他目前的一些像DR支付系统已经广泛用于这种amr和AGB这样的移动机器人里面。然后还有一些服务机器人里面也会有一些应用。 Q：人形机器人产业化可能不及预期的风险有哪些？A：产业化可能不及预期的风险包括执行器的整个接入前其实还没有完全确定，在不断迭代当中，部分零部件它是有一定被替代的风险的。Q：技术路线和技术迭代的风险有哪些？ A：技术路线和技术迭代的风险包括执行器的整个接入前其实还没有完全确定，在不断迭代当中，部分零部件它是有一定被替代的风险的。 Q：行业竞争加剧的风险有哪些？ A：行业竞争加剧的风险包括很多原本做工控的公司，甚至是行业以外的公司，看到行业的机会会进入行业，不断的去扩产。那势必会吸引比较大的一个竞争者的一个进入。