2023年机器人产业专题分析:机器人的关节,高效电机
- 来源:国泰君安证券
- 发布时间:2023/11/29
- 浏览次数:1327
- 举报
机器人产业专题分析:机器人的关节,高效电机.pdf
机器人产业专题分析:机器人的关节,高效电机。人形机器人关节电机的三个关键需求:高效率、高动态和高功率密度。①高效率:低能耗和低摩擦损失很重要,因为机器人通常由电池供电,能经受得起苛刻的运行条件,可进行十分频繁的正反向和加减速运行,能在短时间内承受过载。②高动态:整个驱动器的惯性应尽可能低,电动机从获得指令信号到完成指令所要求的工作状态的时间应短。③高功率密度:机器人应用需要高速、高扭矩电机,电机需要小巧,紧凑,轻巧。由于应用需求场景不同,将人形机器人关节与工业机器人、协作机器人关节进行对比优劣没有可比性。工业机器人对精度、寿命要求高,更适合采用伺服电机;人形机器人对控本、提效、力矩和运转稳定的...
1. 机器人主要驱动方式:电力驱动
1.1 机器人的驱动方式:电动、液压、气动
工业机器人的驱动系统,按动力源可分为液压,气动和电动。
1)气动驱动:气力驱动系统通常由气缸、气阀、气罐和空压机(或由气压站直接供 给)| 等组成,以压缩空气来驱动执行机构进行工作。其优点是空气来源方便、动作 迅速、结构简单、造价低、维修方便、防火防爆、对环境无影响,缺点是操作力小、 体积大,又由于空气的压缩性大、速度不易控制、响应慢、动作不平稳、有冲击。 因起源压力一般只有 60MPa 左右,此类机器人适宜抓举力要求较小的场合。
2)液压驱动:液压驱动系统通常由液动机 (各种油缸、油马达)、伺服阀、油系、油 箱等组成,以压缩机油来驱动执行机构进行工作。其特点是操作力大、体积小、传 动平稳且动作灵敏、耐冲击、耐振动、防爆性好。相对于电力驱动,液压驱动的机 器人具有大得多的抓举能力,可高达上百千克。但液压驱动系统对密封的要求较高, 且不宜在高温或低温的场合工作,要求的制造精度较高,成本也较高。
3)电力驱动:电力驱动是利用电动机产生的力成力矩。直接或经过减速机构驱动机 器人,以获得所需的位置、速度和加速度。电力驱动具有电源易取得,无环境污染, 响应快,驱动力较大,信号检测、传输、处理方便,可采用多种灵活的控制方案, 运动精度高成本低,驱动效率高等优点,是目前机器人使用最多的一种驱动方式。 驱动电动机一般采用步进电动机、直流伺服电动机以及交流伺服电动机。由于电动 机转速高,通常还需采用减速机构,目前有些机构已开始采用无需减速机构的特制 电动机直接驱动,这样既可简化机构,又可提高控制精度。
1.2 电机机器人用减速电机重点参数:电压、转速、电流
电机是依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置,主要作用是产生驱 动转矩,作为用电器或各种机械的动力源,电机主要作用是利用电能转化为机械能。 电机分类主要三类:控制电动机、功率电动机、信号电机。控制电机进一步可以划 分为伺服电机、力矩电机、步进电机等。
机器人应用减速电机,应该重点考虑如下几个参数:电机运行电压、空载转速、一 定转矩下的转速、一定转矩下的电流。
1.3 力矩电机更适应人形机器人低速大扭矩的应用特性
机器人关节所采用的关节驱动电机主要有步进电机,无刷直流电机,伺服电机。由 于应用需求场景不同,将人形机器人关节与工业机器人、协作机器人关节进行对比 优劣没有可比性。工业机器人对精度、寿命要求高,更适合采用伺服电机;人形机 器人对控本、提效、力矩和运转稳定的诉求更强,更适合采用力矩无框电机,尤其 是直流无框力矩电机。 人形机器人电机有三个关键需求:高效率、高动态和高功率密度。①高效率:低能 耗和低摩擦损失很重要,因为机器人通常由电池供电,能经受得起苛刻的运行条件, 可进行十分频繁的正反向和加减速运行,能在短时间内承受过载。②高动态:整个 驱动器(电机、机构、接线、传感器和控制器)的惯性应尽可能低,电动机从获得 指令信号到完成指令所要求的工作状态的时间应短。③高功率密度:机器人应用需 要高速、高扭矩电机,这些电机还需要小巧,紧凑,轻巧。
1. 3.1 直流电机 VS 交流电机
直流电动机相较于交流电机拥有准确快速的控制能力,恒定扭矩以实现更高负载, 不需要额外的启动设备以减少成本等优势,从而更能够满足人形机器人对于高负载、 低成本的需求。直流电机与交流电机的区别:
①控制能力不同:交流电机通过改变输入频率来控制交流电机。而直流电机则直接 通过改变电枢电流和电压来控制电机。这从而导致直流电机能够提供准确且快速的 控制,更适用于人形机器人。 ②力矩性能不同:力矩越大电机的加速性越好。而提高交流电机的速度会导致其力 矩降低,直流电机在速度范围内提供恒定的力矩。直流电机加速性好于交流电机, 从而能够负载更高的重量,使人形机器人得以从事高负载的劳动。 ③启动方式不同:所有直流电机都是自启动的,这意味着它们不需要任何额外的设 备即可启动。而交流电机则需要额外的电子设备来启动。因此直流电机可以减少人 形机器人部件的数量,从而降低其成本和体积。
1 . 3.2 有刷电机 VS 无刷电机
无刷电机避免了有刷电机故障率高、寿命短的缺点,更能够满足人形机器人的需求, 目前无刷电机成本更高,大规模应用之后成本有望下降。有刷电机由于存在碳刷, 有两个缺点: ①碳刷和换向片之间存在摩擦,导致有刷电机容易产生火花、发热、噪音、对外界 环境有电磁干扰。这会导致人形机器人的使用场景受限,无法在一些易燃易爆危险 的场景代替人类进行工作。 ②碳刷属于损耗品,从而使有刷电机使用寿命短,故障率高,每过一段时间都需要 更换和维护,过于频繁的维护需求不利于人形机器人的商业推广与长期使用。 无刷电机由于没有碳刷,从而避免了有刷电机的上述缺点,具有抗干扰能力强、运 行声音小、效能高且使用寿命长等优点。

1 . 3.3 力矩电机 VS 步进电机
不存在低速时低频振动现象,且能提供恒定的力矩,从而使得力矩电机能够负载更 高的重量,更能够满足人形机器人高负载劳动的需求,效率更高更节能。 ①步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关,一般认为振动频率为电机空负载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决 定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时,需要 采用阻尼技术来克服低频振动现象,比如在电机上加阻尼器。这会增加人形机器人 的成本及体积。而力矩电机则不存在这个缺陷。 ②步进电机的输出力矩随转速升高而下降,且在较高转速时会急剧下降。而力矩电 机在速度范围内能提供恒定的力矩,这使得力矩电机加速性好于步进电机,从而使 得力矩电机能够负载更高的重量,使形机器人得以从事高负载的劳动,提升其效率 并且更加节能。
1 . 3.4 力矩电机 VS 伺服电机
力矩电机相对于伺服电机能提供更加稳定的力矩和运转速度,且由于不需要使用齿 轮减速箱,能够有效降低其成本和体积,减少误差及提升效率,更能够满足人形机 器人的需求。 ①提供稳定的力矩和运转速度。力矩电机可以在电动机低速甚至堵转(即转子无法 转动)时仍能持续运转,不会造成电动机的损坏且可以提供稳定的力矩给负载。力 矩电机极高的稳定性利于人形机器人的大范围推广及长期使用。 ②不需要使用齿轮减速箱。从而可以减少人形机器人部件的数量,从而最大限度降 低其成本和体积。 ③维护更加简单,可靠性更高。转子是整个力矩电机系统中唯一的运动部件,其他 任何机械组件都可以直接固定在转子上。这使得力矩电机不仅能够减少部件的维护 次数,还能够消除其他组件引入的间隙、共振和定位误差。这从而导致力矩电机能 够提供准确的控制,更适用于人形机器人。 ④效率更高,更节能。机械系统中每增加一个传动部件都将会产生效率的损失。因 此减少系统中传动部件,会提高整个系统的效率,从而能够变相的节能,力矩电机 有利于提高人形机器人的续航时间及劳动负载。
1. 3.5 伺服电机 VS 力矩电机
伺服电机对精度、寿命、散热等各方面性能均有较高要求。 ①常规伺服电机转速通常额定为 3000 转,最大 6000 转,人形机器人关节电机输 出转速通常不超过 300 转。 ②不结合关节负载大小考虑,在人形机器人上采用无框力矩电机搭配谐波减速器或 者行星减速器、在机器狗上采用航模电机搭配一级行星减速器,是能够综合重量、 转速、扭矩与成本的较佳方案;工业机械臂中伺服电机搭配谐波减速器的方案不便 于小型化,而且成本较高。 ③伺服电机的形状通常为细长型,人形机器人关节要求驱动器形状轴向尺寸需要尽 可能降低,设计为扁平状,常规伺服电机在人形机器人/机器狗的空间结构上不方便进行排布。 ④伺服电机本体对寿命、散热等方面有较高要求,而人形机器人通常不会以工业设 备的标准连续长时间工作。 ⑤伺服电机常被用于精密设备的控制中,人形机器人关节的精度要求相比数控机床、 工业机械臂等应用实际上并不高。 ⑥制造成本角度,伺服电机的生产成本高,关节电机量产后降本空间大:过去人形 机器人关节电机的价格更多地是由于产量低无法均摊研发成本造成的,而不是量产 后的真实成本高。
2. 人形机器人关节电机:无刷直流(无框)力矩电机
2.1 T 和几家主流人形机器人的关节电机方案
适用于高动态性能机器人的执行器方案分为三类:带有力矩传感器的高减速比电机、 串联弹性执行器(SEA)和半直驱电机(QDD)。(无框)力矩电机,全称为永磁无刷 直流(无框)力矩电机,其显著的特征是:较大的径长比、较多数目的磁极,这两点确 保了其良好的大扭矩输出性能,同时也呈现较低转速的特性。这类电机多以无框的 形式出现,方便使用者将其集成于相应的机器人关节模组(驱动器)之中。最为典 型的是 MIT Cheetah 团队提出的本体驱动器,特点是:一般会集成 10 以内小减速 比的减速箱,进一步去符合机器人低速大扭矩的应用特性,一般不使用额外的扭矩 传感器,通过电流闭环的形式实现力控,永磁体可作为内转子(Cheetah初代版本), 也可作为外转子(Cheetah Mini 版本)。任意一款集成高减速比谐波减速器的关节 驱动器,输出密度都能够轻易做到 150 Nm 以上。
Tesla Optimus 关节模组采用无框力矩电机,灵巧手采用空心杯电机。Tesla Optimus 有 40 个自由度,对应 40 个伺服关节,各关节在机器人端的使用位置不 一致,相应的输出特性(输出扭矩、输出速度、定位精度、旋转刚度、力感知、自 锁、体积)会有所区别,按照原理区分,Optimus 的 40 个关节可以分为 3 类: 旋转关节模组(x14):无框力矩电机+谐波减速器+力传感器+编码器(x2)+驱动器+ 关节 CNC 件 直线关节模组(x14):无框力矩电机+行星滚柱丝杠+力传感器+编码器+驱动器+关 节 CNC 件 灵巧手模组(x12):空心杯电机+微型多级行星减速箱+蜗轮蜗杆+编码器+驱动器。 哈默纳科在 23 年 Q3 财报会上提出了“专用伺服电机+微型谐波”驱动模组用于人 形机器人灵巧手的新方案,预计单根手指用 3 个微型谐波减速器,双手一共 30 个 微型谐波减速器。
四足机器人关节电机方案:尺寸和重量共同决定了驱动电机的参数,决定了减速机 构的结构、材料、热处理、PCB 上的 MOS 型号、采样电路参数等设计内容。电机 的尺寸决定了四足机器狗的尺寸。

2.2 QDD 关节驱动方案在双足人形应用的探讨
随着无框力矩电机的广泛使用,使得半直驱原理(QDD, Quasi-Direct-Drive)的关节 驱动器在四足机器人领域得到应用——MIT Cheetah 系列、宇树科技 的 AlienGo&Laikago、云深处的绝影系列、前沿驱动 INNFOS 的新四足、智元远征 A1,都采用了 QDD 原理或者类似的关节驱动方案。
QDD 在双足仿人(全尺寸,双臂无自由度缺失)领域的应用目前产业界尚无定论, 争议主要集中在:峰值输出扭矩及其相应的密度。QDD电机的输出力矩范围为 4~45 Nm,特斯拉 Optimus 手腕关节的输出扭矩为 20Nm 一个,500 Nm 两个,肩关节 110Nm,腰腹和髋关节 180Nm, 踝膝和手肘关节 3800Nm,远远超出了 QDD 电机的输出力矩范围。这是 QDD 原理一直被诟病的地方,如果这个问题能够得到良 好的解决,将可以替代目前的高减速比谐波原理的驱动器。
2.3 灵巧手方案:无刷空心杯电机+多级行星减速箱模组
在灵巧手使用的空心杯电机一般指的是空心杯电机+多级行星减速箱组成的模组。 因为空心杯电机高速低扭矩的特性,为了在较小空间内获得较大的手指抓握力,空 心杯电机都需要搭配行星减速箱进行使用,一般都会集成 2-3 级的行星减速箱。 空心杯关节是直流永磁伺服微特电机的一类,从原理上来说属于旋转关节的范畴, 具有新颖的转子结构、独特的线圈制造工艺和较小的尺寸。空心杯电机在结构上突 破了传统直流电机的结构形式,采用的是无铁芯转子,其电枢绕组为空心杯线圈, 形似水杯,因此被称为“空心杯电机“。
人形机器人的空心杯电机以无刷空心杯电机为主。空心杯电机的技术发展趋势:从 有刷到无刷。有刷电机采用机械换向,随着电机旋转,电刷沿着换向器滑动,产生 动态的磁场,由于电刷和换向器存在相对滑动,容易损耗;无刷电机通过驱动器实 现电子换向,因不存在电刷,被称为“无刷电机”。其定子部分使用空心杯绕组, 采用无齿槽铁芯设计,具有高转速、长寿命、低噪音的特性,又具有高功率密度、 高效率的优势。
3. 需求弹性及供给格局
3.1 人形机器人产业化对直流无刷力矩电机的需求弹性分析
2022 年全球力矩电机市场规模为 6.1 亿美元,仅占全球电机市场总体规模的 0.4%。 根据 precedence research 数据,2022 年全球电机市场规模为 1451 亿美元,预 计到 2032 年将达到 2922 亿美元,复合增速 7.3%。根据 technavio 数据, 2017~2022 年全球力矩电机市场规模复合增速为 8.8%,2022 年全球力矩电机市 场规模为 6.1 亿美元,直流无刷力矩电机市场规模约 3.5 亿美元,占全球力矩电机 总市场规模的 57%。
我们测算了人形机器人量产对直流无刷力矩电机的需求弹性。当人形机器人年销量 分别为 100 万台时,直流无刷力矩电机年新增市场规模 140~280 亿元,相当于 2022 年市场规模的 5~11 倍。 核心假设如下: 1)以特斯拉人形机器人为例,每个关节都配备一台直流无刷力矩电机,单台人形机 器人需配置直流无刷力矩电机 28 个; 2)无框力矩电机价格随量产进程逐年下降,不同的产品定位决定了不同的参数性能, 宇树专门为 H1人形机器人设计了高扭矩密度的 M107 关节电机,峰值扭矩 360N·m, 应用在 H1 人形机器人的两个膝关节上,髋关节电机扭矩为 220N·m,手臂关节为 75N·m,踝关节为 45N·m。根据爱采购数据,宇树 A1 电机最大扭矩 33.5Nm,售 价为 2500 元,深圳小象电动科技的驱控一体化关节电机最大扭矩 160 Nm,售价 为 5900 元。随着量产之后规模增加,成本有望逐渐降低,我们假设销量达到 100 万台时,关节电机均价 500~1000 元。
3.2 人形机器人产业化对空心杯电机的需求弹性分析
空心杯电机属于微特电机的细分产品,据 QY Research 数据,2022 年全球空心杯 电机市场规模为 7.48 亿美元,同比增长 10.55%。分地区看,亚太、欧洲、北美地 区分别占比 49%、25%和 20%。分产品类别看,2022 年有刷空心杯电机市场规模 4.92 亿美元,占比 65.8%;无刷空心杯电机市场规模 2.56 亿美元,占比 34.2%。 我们测算了人形机器人不同量产规模下,对空心杯电机的需求弹性。当人形机器人 年销量分别为 10/50/100 万台时,空心杯电机市场规模分别为 12/48/72 亿元,相 对于 2022 年市场规模的弹性分别为 35%/139%/209%。核心假设如下: 1)单台人形机器人用空心杯电机 12 个; 2)空心杯电机价格随量产进程逐年下降,销量 10 万台时,单价 1,000 元;销量 50 万台时,单价 800 元;销量达到 100 万台时,单价 600 元。
3.3 直流无刷力矩电机的供给格局
3.3.1 无框力矩电机的技术壁垒:磁路和工艺设计
无框力矩电机的技术壁垒:磁路和工艺设计。磁路和工艺设计是电机的转矩密度、 功率密度是影响机器人性能的重要指标,而无框力矩电机要在低压供电的环境下输 出较大的功率,因此在磁路和工艺设计方面存在一定的技术能力要求。海外厂商起 步较早,工艺技术存在先发优势,如美国科尔摩根采用分布式的分数槽及碳纤维绑 扎技术,德国 TQ Robodrive 采用模块化定子和环氧塑封灌胶技术,韩国 TM TECH 转子采用整体充磁磁环技术。国内企业起步晚,转矩密度和国外高端无框力矩电机 相比存在差距。
3.3.2 无框力矩电机供给格局
我国力矩电机厂商处于全球第二梯队。力矩电机全球第一梯队厂商主要有科尔摩根、 Aerctech、Parher。我国的力矩电机厂商处于第二梯队,主要厂商有步科股份、雷 赛智能、昊志机电等。随市场应用场景的拓展,伺服厂商如汇川技术、禾川科技也 有基础切入无框电机市场。
3.3.3 无框力矩电机龙头——科尔摩根(Kollmorgen)
科尔摩根(Kollmorgen)是 Danaher Motion(丹纳赫传动)旗下品牌,全球领先的 运动控制系统龙头。科尔摩根纳赫传动隶属于 Danaher Corperate(丹纳赫集团) (股票代码:DHR),是集团七大业务板块之一。纳赫传动专注于运动控制制造与服 务,整合了 30 个以上的自动控制行业企业,如:Kollmorgen(科尔摩根)、Thomson、 Dover、Pacific Scientific、Portescap、Neff、Seidel 和 Bautz 等。科尔摩根有超 过七十年的运动控制设计和研发领域的经验,产品覆盖:运动控制器、电机(伺服、 步进、直驱等)及驱动器、线性定位器/执行器(电缸为主)、减速器(行星为主)、 AGV 控制系统解决方案等。
科尔摩根电机产品系列丰富,包括伺服电机、有刷直流电机、直驱电机、防爆电机、 步进电机和食品级防水伺服电机。
科尔摩根的无框转矩电机在全球驱动着近一百万个机器人关节和机械臂,包括手术 机器人、协作机械臂、工业机器人、SCARA 机器人等。科尔摩根针对手术机器人、 协作机械臂开发了 TBM 低压无刷力矩电机系列;工业机器人、SCARA 机器人,可 根据需求选择 AKM 伺服系列电机、KBM 无框伺服/力矩电机、TBM 低压无刷力矩 电机系列。

TBM2G 系列电机专门为匹配常用的谐波减速机型号优化了设计。特点在于总高度 极短、中空孔尺寸大,并对它们进行优化,以在尺寸、重量、速度、转矩和温度方 面满足高性能、高精度应用的通用要求,例如 15 公斤级及以下级别的协做机器人。
科尔摩根在全球拥有超过 1800 人的团队,长达 60 余年的应用经验,帮助客户在研 发机器阶段降低风险,优化运动控制。在全球主要市场,均有客户服务中心。通过 全球供应链系统,以及各地的制造中心,提供最具竞争力的产品、服务和交货期。
3.4 空心杯电机的供给格局
3.4.1 空心杯电机的技术壁垒:绕线方式及设备
线圈制造是空心杯电机的核心流程。空心杯电机生产近 30 道工序:前段线圈绕制、 中段轴承、芯轴、支撑环等核心零部件安装,后段后盖安装和线路板焊线等。线圈 的生产包括:漆包线——绕线——加热整形——出线脱漆、接公共线——线圈安装 等环节。无铁芯的自支撑绕组由所谓的漆包线制成,这是一根绝缘铜线,外面有一 层漆。制造过程中,通过施加压力和温度将相邻电线的漆熔化在一起,适当的粘合 (胶带或玻璃纤维)可进一步提高缠绕的强度和形状稳定性,这一点在高电流负载 下尤为重要。
线圈的壁垒体现在: 1)绕线方式:空心杯电机按绕线方式有直绕形、马鞍形、斜绕形。直绕形绕制方法 工艺较为复杂,多用于较长绕组结构,常为多次绕制而成;马鞍形可减小线圈厚度, 在高功率密度电机上有效减小磁路气隙,增加切割磁场的长度,更好地利用定子磁 性;斜绕形相对来说绕制简单、排线紧密、适用于大批量生产。德国、瑞士、日本 等国在绕线工艺方面积累了丰富经验,全球空心杯电机三大龙头技术起源于 1960 年代,瑞士 Maxon 多采用直绕形和马鞍形,德国 Faulhaber、瑞士 Portescap 多 采用斜绕形。国内空心杯电机起步较晚,缺少结合材料细分牌号、转子杯类型对电 机的优化,欠缺体系化的正向设计,缺乏定制化要求的系统驱动方案配置与产品设 计能力。 2)生产工艺及绕线设备:海外绕线工艺发展早,自动化程度高,国内厂商需要在生 产加工环节提高精度、良品率、自动化程度。空心杯电机本身体积较小,对误差的 容忍度和普通永磁电机、步进电机相比更低,加工精度直接影响磁场的稳定性。导 线粗细、 绕组匝数的不同,使得绕组电阻值、启动电流以及速度常数等电机参数存 在较大的差异。国内主要采用绕卷式生产,工艺繁琐,工人劳动强度大,无法完成 线径较粗的线圈,废品率高。国外主要采用一次性绕制成型的生产技术,自动化程 度较高,生产效率高,线圈线径范围大、线圈质量好、排列紧密,电机种类多、性 能好。全球领先的绕线设备制造商有:瑞士 Meteor、日本田中精机株式会社、日特 机械工程株式会社。国内相对领先的绕线设备制造商包括:中特科技、东莞市台立 电子机械有限公司、勤联科技、昆山库克等。
3.4.2 空心杯电机的供给格局
海外龙头在空心杯电机领域布局较早,技术经验积累深厚。据 QY Research 数据, 2022 年全球空心杯电机 CR5=67%,前五名企业有:Faulhaber、Portescap、Allied Motion Technologies、Maxon Motor 及 Nidec Copal Corporation。2022 年, Maxon 营收 7.08 亿瑞士法郎(约合 52.83 亿人民币)。下游主要行业以医疗和手工 具为主。 产品系列:海外企业发展时间较长,产品系列完善。例如:Maxon 提供直径为 4~90 mm 的无刷/有刷空心杯电机,Maxon 和 Faulhaber 有刷空心杯电机最小直径均为 6mm, Maxon 和 Faulhaber 无刷空心杯电机直径分别为 4 mm 和 3mm。国内 空心杯电机企业的产品覆盖度相对海外龙头需要进一步提升,鸣志电器产品覆盖直 径为 8~24的有刷空心杯电机,直径为 13、16、22mm的无刷空心杯电机.Portescap 和鸣志电器较为接近,有刷空心杯最小直径为 8mm,无刷空心杯直径分别为 12mm、 13mm。
与海外龙头企业产品性能相比,我国空心杯电机部分品类的产品性能接近或达到海 外龙头,高端产品在功率、效率等方面存在差距。 1)比较直径为 8mm、额定电压 6V 的有刷空心杯电机产品参数,鸣志电器的产品 在功率密度和效率上与 Maxon、Faulhaber、Portescap 的产品存在差距。鼎智科 技、拓邦股份、伟创电气 8mm 的产品处于验证或则开发阶段。2)比较直径为 16mm、电压 12V 的无刷空心杯电机产品参数,鸣志电器的产品在 功率密度和效率上与 Maxon 的产品参数性能相当,比较直径为 16mm、电压 18V 的无刷空心杯电机产品参数,鼎智科技的产品在功率密度和效率上与 Maxon 的同 类型产品参数性能相当。
3.4.3 空心杯电机龙头——Maxon
Maxon 前身是 Interelectric AG 公司,从 1961 年以来,maxon 一直致力于为客 户提供定制的驱动系统。1980~2010 年公司快速成长。2022 年 Maxon 总产量约 500 万台,营收 7.08 亿瑞士法郎(按 2022 年 12 月 30 日收盘汇率 7.46,约合 52.83 亿人民币),2019~2022 年 CAGR =7.62%。受到工业自动化和医疗需求增 长的拉动,2021 年、2022 年公司营收增速有所提速,分别为 13.2%和 12.96%。 Maxon 的代表性产品 DC 迷你型电机于 1968-1970 年问世,获得钻石型绕组无铁 转子的制造工艺专利,1997 年 Maxon 电机随美国航天航空局的“探路者”号探测 器成功登陆火星,2004 年分别随“勇气号”和“机遇号”火星探测器再次登陆火星。 2014 年 Maxon 电机随 Philae 登陆器于登陆彗星,并在真空环境下工作 10 年。成 功登陆火星和彗星证明了 Maxon 电机在极端苛刻条件下的良好使用性能,美国航 天航空局为公司产品提供了背书,为 Maxon电机品牌力的建立提供了强有力支持。
Maxon 全球领先的优势:技术、产品、渠道
1) 持续投入研发:2022 年底,Maxon 在全球拥有 10 个开发中心、340 名研发 人员,研发开支占比在 8%左右。Maxon 的电机被成功应用于太空、极端恶劣 的地表和地下环境,产品参数在效率、稳定性等方面领先,核心技术包括:① 精密 DC 电机的五种绕组技术;②标准和特殊齿轮箱;③编码器技术;④电气 和系统技术;⑤用于塑料、陶瓷和金属粉末的注塑成型工艺(CIM/MIM);⑥ 装配和自动化技术。
2) 丰富的产品组合,模块化组合的解决方案。maxon 产品涵盖 DC 和 BLDC 电 机、齿轮箱、传感器和控制器,Maxon 拥有超 5000 种产品,100 万种组合方 式,提供模组解决方案。定制化、模块化是精密运控的发展趋势,有助于公司 产品之间的技术、加工协同以及对下游应用领域的积累和把控,形成“零部件 ——模组——下游应用——零部件改进”的正向循环。客户采购同一家公司工 控产品,可实现更好的兼容性,使模组发挥最大性能,批量采购可享受较为低 廉的价格。
3) 定制化的生产,全球化的生产和销售网络。maxon 在 8 个国家设立了生产基 地:瑞士、德国、匈牙利、韩国、美国、法国、荷兰、中国、英国(Parvalux)。 采用独立研发的机器和生产线自行生产精密驱动系统的所有重要部件。不论产 品批量大小,均能快速完成,同时可以灵活调整,以满足客户的特殊需 要。 Maxon 的销售网络分布于全球 40 个国家,全球约有 3300 名员工。公司的全 球化进程始于 1980 年代,1981 年收购位于美国旧金山南部的分销商,开始进 军美国市场;1989 年在德国 Sexau 成立生产基地。2010 年开始加快全球化布局:2013 年 Maxon 韩国工厂投入使用,2017 年收购瑞士 Zub Machine Control,2018 年收购英国 Parvalux Electric Motors,打开欧洲市场的同时, 拓展了产品线,为客户提供更多元的解决方案。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)
-
标签
- 机器人
- 相关文档
- 相关文章
- 全部热门
- 本年热门
- 本季热门
- 1 人形机器人金属材料行业深度报告:人形机器人加速发展,钕铁硼、镁合金显著受益.pdf
- 2 机器人行业深度研究报告:机器人产业体系综合分析.pdf
- 3 工业机器人产业链全景图.pdf
- 4 MIM(金属粉末注射成型)行业专题报告:MIM在机器人、AI、消费电子领域应用前景广阔:破界生长,智领未来.pdf
- 5 人形机器人专题报告:经典五指灵巧手拆机,腱绳材料的选择.pdf
- 6 稀土永磁行业研究报告:供需向好看涨稀土,机器人催生新机遇.pdf
- 7 服务机器人产业研究.pdf
- 8 2019年中国机器人产业发展报告.pdf
- 9 移动机器人产业链分析-进入发展黄金期.pdf
- 10 2020中国服务机器人产业发展研究报告.pdf
- 1 MIM(金属粉末注射成型)行业专题报告:MIM在机器人、AI、消费电子领域应用前景广阔:破界生长,智领未来.pdf
- 2 稀土永磁行业研究报告:供需向好看涨稀土,机器人催生新机遇.pdf
- 3 人形机器人行业专题报告:汽车与机器人,两个产业的再次碰撞.pdf
- 4 爱康医疗骨科关节领军者:借手术机器人东风,加速国际化布局.pdf
- 5 具身智能产业深度研究:人形机器人和智能汽车互促发展.pdf
- 6 脉脉高聘人才智库2025年AI人才流动报告.pdf
- 7 军工AI+机器人行业专题报告:军工智能化+无人化加速演进,深度融合引领军事变革奇点.pdf
- 8 三花智控研究报告:冷配龙头+汽零基本盘稳健,机器人贡献第三成长曲线.pdf
- 9 人形机器人行业报告:机器人量产时刻,互动感知能力有望成为迭代重点.pdf
- 10 具身机器人行业分析:走向具身智能——从具身智能大脑展望人形机器人发展.pdf
- 1 爱康医疗骨科关节领军者:借手术机器人东风,加速国际化布局.pdf
- 2 产业观察:【CES 2026】AI巨头、人形机器人、智能汽车展出最新变化.pdf
- 3 高端装备制造行业:人形机器人产业趋势展望.pdf
- 4 2025人形机器人行业白皮书:躯体觉醒,叩响具身智能纪元奇点.pdf
- 5 人工智能行业《2026年具身智能产业发展研究报告》:软硬件迭代加速,人形机器人蓄力规模突破.pdf
- 6 汽车行业周报:TPU有望成为人形机器人安全保护材料,蓝箭航天提交招股说明书.pdf
- 7 人形机器人行业专题报告6:人形本体&灵巧手的电机进化“势”.pdf
- 8 精锋医疗_B首次覆盖报告:国产手术机器人引领者,规模化出海启程.pdf
- 9 汽车行业:反内卷及出海预期改善,自动驾驶及机器人催化连连.pdf
- 10 人形机器人行业深度报告(三):人形机器人大时代来临,海内外厂商共同催化.pdf
- 全部热门
- 本年热门
- 本季热门
- 1 2026年人形机器人行业投资策略报告:聚焦量产新阶段,把握供应链机遇
- 2 2026年人形机器人行业系列报告五:灵巧手,核心终端,机器人融入物理世界的接口
- 3 2026年英诺赛科公司研究报告:全球GaN龙头,引领AI数据中心+机器人架构革新
- 4 2026年人形机器人行业专题研究:人形机器人量产元年,关注本体和零部件投资机会
- 5 2026年人形机器人行业专题报告7:“腕”与“踵”——商业化落地前夕,机器人的散热瓶颈
- 6 2026年长盈精密公司研究报告:消费电子业务涌现新机遇,前瞻布局机器人打造第三增长极
- 7 2026年家用电器行业一文读懂卧安机器人:10W2026周报
- 8 2026年科技制造行业产业月报(26年2月):灵巧之手,如何成形?——解析人形机器人灵巧手产业链
- 9 2026年机器人灵巧手行业深度:市场空间、竞争格局、产业链及相关企业深度梳理
- 10 2026年机械设备行业3月投资策略展望:《人形机器人与具身智能标准体系(2026版)》正式发布
- 1 2026年人形机器人行业投资策略报告:聚焦量产新阶段,把握供应链机遇
- 2 2026年人形机器人行业系列报告五:灵巧手,核心终端,机器人融入物理世界的接口
- 3 2026年英诺赛科公司研究报告:全球GaN龙头,引领AI数据中心+机器人架构革新
- 4 2026年人形机器人行业专题研究:人形机器人量产元年,关注本体和零部件投资机会
- 5 2026年人形机器人行业专题报告7:“腕”与“踵”——商业化落地前夕,机器人的散热瓶颈
- 6 2026年长盈精密公司研究报告:消费电子业务涌现新机遇,前瞻布局机器人打造第三增长极
- 7 2026年家用电器行业一文读懂卧安机器人:10W2026周报
- 8 2026年科技制造行业产业月报(26年2月):灵巧之手,如何成形?——解析人形机器人灵巧手产业链
- 9 2026年机器人灵巧手行业深度:市场空间、竞争格局、产业链及相关企业深度梳理
- 10 2026年机械设备行业3月投资策略展望:《人形机器人与具身智能标准体系(2026版)》正式发布
- 1 2026年人形机器人行业投资策略报告:聚焦量产新阶段,把握供应链机遇
- 2 2026年人形机器人行业系列报告五:灵巧手,核心终端,机器人融入物理世界的接口
- 3 2026年英诺赛科公司研究报告:全球GaN龙头,引领AI数据中心+机器人架构革新
- 4 2026年人形机器人行业专题研究:人形机器人量产元年,关注本体和零部件投资机会
- 5 2026年人形机器人行业专题报告7:“腕”与“踵”——商业化落地前夕,机器人的散热瓶颈
- 6 2026年长盈精密公司研究报告:消费电子业务涌现新机遇,前瞻布局机器人打造第三增长极
- 7 2026年家用电器行业一文读懂卧安机器人:10W2026周报
- 8 2026年科技制造行业产业月报(26年2月):灵巧之手,如何成形?——解析人形机器人灵巧手产业链
- 9 2026年机器人灵巧手行业深度:市场空间、竞争格局、产业链及相关企业深度梳理
- 10 2026年机械设备行业3月投资策略展望:《人形机器人与具身智能标准体系(2026版)》正式发布
- 最新文档
- 最新精读
- 1 中国重汽公司深度研究:从周期到周期成长,中国重汽H的盈利中枢与全球视野下的价值重估.pdf
- 2 新城控股公司研究报告:双轮驱动战略笃行,商业竞争力与财务稳健性巩固.pdf
- 3 石油加工行业大炼化周报:炼厂保护性降负,推动能化产品价格价差上行.pdf
- 4 汽车和汽车零部件行业周报:“十五五”规划发布,战略发展智能汽车+具身智能.pdf
- 5 耐用消费产业行业周报:新型烟草多政策利好渗透率提升,拓竹发布首份消费级3D趋势报告.pdf
- 6 正泰电器公司研究报告:如何看正泰电器出口能力和空间?.pdf
- 7 策略周报:聚焦中东局势和原油走势,A股震荡分化.pdf
- 8 基础材料能源行业月报:供给持续优化下26年景气有望上行.pdf
- 9 信用债周策略:同业存款自律管理升级对短债有何影响?.pdf
- 10 机械行业周机汇0314:从特斯拉看北美光伏产业链发展.pdf
- 1 2026年商业航天行业深度:行业现状、市场规模、产业链及相关公司深度梳理
- 2 2026年国产算力行业深度:驱动因素、政策支持、产业进程、突破方向及相关公司深度梳理
- 3 2025年商品半年度报告_原油:供给逐渐过剩,油价下探仍未结束
- 4 2026年汽车行业:空间、格局及竞争优势探究—两轮车、全地形车及低速四轮车赛道对比
- 5 2026年汽车行业:关注整车预期筑底后结构性α行情,特斯拉Optimus明确今夏量产
- 6 2026年日本资本市场展望:如何看待高市时代下的日本?
- 7 2026年公募REITs春季策略展望:存量重构开新局,REITs蓝海向未来
- 8 2026年从风险识别到价值挖掘:中小银行二永债投资策略分析
- 9 2026年ROE稳定与ROE提升下的两类策略构建
- 10 2026年春季黄金投资策略展望:已凌千峰凭栏望,犹有青云万里程
