据悉，2023年7月6日至8日，上海将举办世界人工智能大会。在智能机器人方面，本次大会将有20多款机器人亮相，其中包括特斯拉的人形机器人'擎天柱'和有达闼的双足机器人等。这些机器人中的许多都是首发首秀。
特斯拉擎天柱躯干包含28个关节执行器，主要分为旋转与线性两大类，其中线性执行器14个，旋转执行器14个。
具体应用部位分别为肩部6个旋转执行器、肘部2个线性执行器和2个旋转执行器、腕部4个线性执行器、腰部2个旋转执行器、髋部4个旋转执行器、腿部8个线性执行器。
特斯拉旋转执行器由角接触轴承、谐波减速器、交叉滚子轴承、编码器、无框电机、力矩传感器构成，其中编码器、无框电机、减速器和力矩传感器价值量高于其他零部件。#机器人##人形机器人#
特斯拉旋转关节采用双编码器 力矩传感器：
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编码器是机器人运动参数反馈核心部件，占电机成本的30%左右。
编码器作为伺服系统的反馈装置，很大程度上决定伺服系统精度。
伺服驱动器驱动电机转动，编码器将反馈信号输入控制器，这样便能得到电机的转速、位置等状况。控制器根据编码器的反馈信号计算偏差，再次控制电机，纠正偏差。
伺服编码器安装在电极末端，用来测量伺服电机转角及转速。目前自动控制领域使用较多的编码器是光电编码器和磁电编码器，其中光电编码器使用较多。
编码器分辨率决定了伺服电机旋转的角位移分辨率，技术难点就在于码盘的加工生产。码盘的刻度线越多，控制精度就越高，码盘体积越大。
编码器在机器人中的应用：
高端的编码器以海德汉、西克、欧姆龙、日本厂商多摩川和尼康等欧美日企业为主，目前国内头部企业如汇川技术、禹衡光学分辨率等核心技术指标已达到国际水平，但稳定性和耐用性方面仍和国际领先水平仍有一定差距，国内编码器/光栅尺市场中禹衡光学占有较高市场份额。
结合伺服电机的市场规模，预计2022年全球编码器市场空间为115亿元，中国市场空间为54亿元。MIR预测，随着新一轮通用设备周期，编码器市场规模有望持续增长，且增速加快。
编码器市场竞争格局：
资料来源：料来源：MIR，中信证券
力矩传感器为机器人提供触觉，属于高性能产品，价格昂贵。
力矩传感器是一种电子装置，用于监测、检测、记录施加在其上的线性力和旋转力，常用于打磨、抛光碰撞检测等领域。
根据MarketInsight，2022年全球力矩传感器市场空间为84亿美元。
按照测量维度上分，力矩传感器可分为一维至六维传感器，其中六维传感器可测量X、Y、Z三轴力和力矩。
全球传感器市场的主要厂商有霍尼韦尔、意法半导体、飞思卡尔、博世、飞利浦等，中国市场上的高端传感器进口占比高达85%，国产化率低，未来国产化空间较大。
国内参与者主要是昊志机电、宇立仪器（安川电机、KUKA、ABB的力传感器合作商）、坤维科技（供货给节卡、遨博、睿尔曼、越疆、思灵、大族等国内协作机器人厂商）。
特斯拉机器人线性关节使用无框电机 滚珠丝杠（即，线性执行器）的方案，利用滚珠丝杠将旋转运动转化为直线运动。
无框电机因其效率高、体积小、单位体积扭矩高适合用在旋转关节中，单个价值量在千元左右。
无框电机多采用大尺寸中空设计：
无框电机多采用大尺寸中空直径和低重量高功率密度的设计，只有转子和定子两个部件，企业可以由此设计出自重轻，中空走线的关节。
转子通常是内部部件，由带永磁体的旋转钢圆环组件构成，直接安装在机器轴上。定子是外部部件，齿轮外部环绕钢片和铜绕组，以产生紧密攀附在机器壳体内的电磁力。
根据前瞻产业研究院测算，无框电机在1.5万元的单个协作机器人关节中成本占比约为7%，价值量约为千元。
特斯拉线性执行器中的无框电机、深沟球轴承和四点接触球轴承：
无框力矩电机相较于标准伺服电机技术难度更高，因为无框力矩电机属于低压电机，但其要求输出的功率较大，同时又要求体积较小，便于安装和节约空间。无框力矩电机主要应用在协作机器人领域，对整体安装、固定的工艺及设计具有较高的要求。
国外参与企业主要是科尔摩根、Moog、Maxon Motor等，国内生产企业主要是步科股份和昊志机电。目前步科股份的第三代无框力矩电机产品已可以对标国际领先产品并具备一定优势。
谐波减速器是精密减速器的一种，小型谐波减速器是工业机器人及其他自动化装置的关键零部件，可分为谐波减速器、RV减速器和精密行星减速器。
工业机器人主要使用的是谐波减速器和RV减速器，占工业机器人总成本的30%。
特斯拉人形机器人的柔性关节需要更轻量、小型化的减速器，因此选用谐波减速器。
谐波减速器可以通过降低转速而提高扭矩，因高传动比/轻重量/小体积更适合用在机器人关节中。
谐波减速器下游应用中，各类机器人占80%，大幅高于机器人在伺服系统下游应用中的占比。这意味着人形机器人对减速器市场规模的拉动作用将更明显。
当前，谐波减速器产品的技术迭代基本停滞，在海外龙头谨慎扩产的背景下，谐波减速器的产能缺口有望由中国厂商填补。#6月财经新势力#
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