導語：2024年以來，人形機器人早已炙手可熱。

2024年以來，人形機器人早已炙手可熱。

最近一個月時間，特斯拉三次發(fā)布人形機器人擎天柱(Optimus)性能更新迭代視頻；沉寂許久的波斯頓動力放出一段人形機器人Atlas拾起并搬運汽車零部件的視頻；Figure發(fā)布OpenAI大模型加持的機器人Figure 01演示視頻，能聽人話且可同時執(zhí)行兩種任務。

人形機器人主要伺服方案

人形機器人火熱的核心邏輯，其實是離不開AI軟件和硬件的發(fā)展，而大模型的進步更是讓這個市場的想象空間變大，成為推動行業(yè)長遠發(fā)展的重要因素。機器人技術是感知、決策、行動和交互技術的結合，可以分為控制部分、傳感部分和機械部分，又可細分為六個子系統，分別是人機交互系統、控制系統、驅動系統、機械結構系統、感知系統、機器人-環(huán)境交互系統。

驅動系統又稱伺服系統，是一種以機械位置或角度作為控制對象的自動控制系統；例如，通過結合計算機視覺和語音識別技術，伺服系統可以更準確地識別人類的動作和語言，從而更好地模擬人類的行為和交流。

伺服系統還可以與其他智能系統進行鏈接，形成更智能化的人形機器人。例如，將伺服系統與自主導航系統相結合，可以使機器人更好地自主導航和避障；將伺服系統與情感識別系統相結合，可以使機器人更好地理解和回應人類的情感。

人形機器人的性能和精確度需要不斷提高，以實現更真實、更靈活的動作和行為。與常見工業(yè)機器人2-6的自由度相比，人形機器人通常有30-40自由度，單臺伺服電機需求量大幅增加，人形機器人產業(yè)化有望推升伺服系統需求。當前各人機產品在關節(jié)驅動器零部件選用細節(jié)上略有差異，主要與驅動器方案的選擇有關，理論上每個關節(jié)對應一個伺服系統，各家人形的伺服方案出于應用場景與制造成本之間權衡的結果，又各自有較大的不同。特斯拉Optimus人形機器人擁有40個自由度，優(yōu)必選人形機器人walke X含有41個高性能伺服驅動關節(jié)，達闥機器人Cloud Ginger 2.0采用41個柔性智能關節(jié)，傅利葉通用人形機器人GR-1全身更是多達51個自由度。

國產伺服有望迎來加速發(fā)展

伺服系統是使系統終端執(zhí)行結構根據控制指令實現包括位移、轉速和力矩等多維度動作的設備總稱，主要包括伺服驅動器、伺服電機兩部分。伺服驅動器接受上位機發(fā)送的信號，轉換為功率信號(即能夠控制電機的電流)驅動電機工作，編碼器作為核心傳感器將電機實時位置傳送回驅動器，驅動器及時修正信號指令，確保電機位置、轉向、轉速滿足預定要求。

據睿工業(yè)數據顯示，2023-2026年，人形機器人軟硬件、集成等技術仍不成熟，該階段仍以小批量測試為主，眾多廠商進入，但實際出貨量不超過千臺；2027-2030，人形機器人技術初步成熟化，將率先在工業(yè)裝配、特種行業(yè)(消防等)、醫(yī)療、養(yǎng)老等行業(yè)得到應用，出貨量將快速提升，樂觀估計，到2030年全球人形機器人出貨量將接近20萬臺，市場規(guī)模超千億元。

從入局人形機器人賽道玩家來看，以波士頓動力、Engineered Arts、優(yōu)必選為代表的傳統玩家，Figure AI、Sanctuary AI、Apptronik、智元機器人、宇樹科技為代表的初創(chuàng)公司，特斯拉、寶馬、奔馳、小鵬等汽車公司，以及小米、科大訊飛、百度等互聯網大廠內外資、新舊力量、跨界巨頭等多方勢力競爭將重塑人形機器人市場格局。

2023年人形機器人入局玩家較少，但預測2024年廠商將破百家;到2030年，全行業(yè)玩廠商破千家，預計未來將看到更多來自國內的廠商。在人形機器人商業(yè)化加速的背景下，憑借技術上的突破、性價比等優(yōu)勢，國產伺服系統等驅動廠商有望深度參與人形機器人市場。

清能德創(chuàng)伺服方案

作為中國機器人伺服驅動領先者，清能德創(chuàng)積極參與人形機器人創(chuàng)新中心(首家聚焦于人形機器人核心技術和產品研發(fā)以及應用生態(tài)建設的創(chuàng)新中心)的組建，并已推出應用于四足機器人和雙足機器人的高功率密度高性能伺服產品。

清能德創(chuàng)表示，后期將進一步針對人形機器人所需的高爆發(fā)、高性能和高功率密度伺服驅動進行系列技術研發(fā)和功能優(yōu)化，推出一系列滿足人形機器人不同關節(jié)要求的高性能伺服驅動解決方案，并積極參與建立國內外相關標準，為人形機器人共性技術突破提供有力基礎支撐。

據了解，清能德創(chuàng)驅動器所采用GaN驅動技術，初步規(guī)劃了三個型號，可基本滿足人形機器人腰、髖、膝、肩等關節(jié)的性能要求。

此外，清能德創(chuàng)RJM機器人關節(jié)具有精準(雙絕對值編碼器、高精度全閉環(huán)控制)、靈活(靈活開放、支持組裝多種形式)、易用(快速安裝、方便接線、輕松調試)、有力(中空無框力矩電機、動力更強勁)等四方面優(yōu)勢。

雷賽智能三大新品

近年人形機器人快速發(fā)展中，遇到共性技術應用問題包括以下三方面，一是如何平穩(wěn)行走以及快速行走是非常重要的指標，如何做到快速行走又平穩(wěn)，無框電機在此環(huán)節(jié)起到核心作用，普通電機難以實現高平穩(wěn)高能效運行。

二是手眼協調操作，機器人如何做到輕松拿起雞蛋并且雙手傳遞雞蛋，靈巧手里面的空心杯電機作為重要的環(huán)節(jié)，其一致性和高響應性將決定精確執(zhí)行伸縮動作;三是人形機器人的執(zhí)行機構多達40余個，其中每個行走動作都需要10余個執(zhí)行器協同完成，如何實現多機聯動是對控制器和驅動器重大挑戰(zhàn);

雷賽智能FM1系列無框電機主打短小輕薄，動力強勁，在產品設計上具有高密度、穩(wěn)運行、低溫升、高可靠性、七種尺寸、高適配性、易集成、定制可選等8方面的優(yōu)勢與特色。

據了解，今年3月雷賽智能FM無框電機已實現成功量產，采用全自動產線，產線具備高產能、高精度、高質量，高智能化的四高特色，實現無人生產，每分鐘可產電機1臺，年產能達30萬臺。

此外，雷賽智能推出標準型EC系列、高轉速ECH系列、大轉矩ECT系列空心杯電機，具備高效率、高響應、高轉矩、高可靠、低溫升、低振動、低噪聲、小體積等特點。

在人形伺服驅動器方面，具備名片大小(50-750W的規(guī)格，76*50*33.5)、接口豐富(支持抱閘、雙模擬量、雙編碼器)、方便易用(內徑通孔設計、做好功能封裝)、更柔順(支持2路力矩傳感器、用于力控)、更精準(支持2路絕對值編碼器，實現全閉環(huán)控制，消除機械誤差)、更安全(支持2路STO輸入)、強匹配(圓形驅動器、與無框電機強匹配)、可定制等核心產品特性。

結 語

國內企業(yè)目前伺服系統應用主要集中在工業(yè)自動化領域，未來隨著人形出貨量增長，更多的系統將用于人形機器人領域，為產業(yè)鏈帶來更多的市場增量。