伺服系統(tǒng)和機(jī)器人的關(guān)系

2023年5月特斯拉展示了Tesla Bot人形機(jī)器人“擎天柱”（ Optimus ）的全新型號(hào)，不僅會(huì)模仿人類動(dòng)作，還可以完成物品分類、抓力控制等更復(fù)雜的任務(wù)。而此款人形機(jī)器人也結(jié)合了特斯拉（TSLA.US）的AI技術(shù)，即基于視覺神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)系統(tǒng)預(yù)測(cè)能力的自動(dòng)駕駛技術(shù)，具有極強(qiáng)算力的DOJO D1超級(jí)計(jì)算機(jī)芯片。

要知道Tesla Bot并非首款人形機(jī)器人，從21世紀(jì)初本田發(fā)布首款人形機(jī)器人AISMO原型機(jī)開始，全球多家科技公司及高校先后發(fā)布人形機(jī)器人。其中，較為知名的不乏有波士頓（BSX.US）的Atlas機(jī)器人、歐洲iCUB、軟銀的Pepper、Alderbran公司的Nao機(jī)器人，以及優(yōu)必選Walker系列。

人形機(jī)器人市場(chǎng)空間大，下游應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，增速迅猛。根據(jù)Stratistics Market Research Consulting的數(shù)據(jù)，2020年全球人形機(jī)器人市場(chǎng)估計(jì)為 5.6億美元，而到2027 年預(yù)計(jì)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 141 億美元，CAGR達(dá)58.5%。其中，2027年中國(guó)人形機(jī)器人市場(chǎng)有望達(dá)到23億美元，CAGR達(dá)56.4%。

·伺服電機(jī)是機(jī)器人關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)裝置

機(jī)器人的關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)離不開伺服系統(tǒng)，關(guān)節(jié)越多，機(jī)器人的柔性和精準(zhǔn)度越高，所需要使用的伺服電機(jī)數(shù)量就越多。伺服電機(jī)影響著機(jī)器人的手臂控制，如位置、角度和線性運(yùn)動(dòng)，它的性能差異將直接影響機(jī)器人的能力水平。

參考工業(yè)機(jī)器人，對(duì)于人形機(jī)器人的大多關(guān)節(jié)，可能采用伺服系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)主要包括：伺服電機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)器、指令裝置三大部分。

·伺服電機(jī)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。

·伺服驅(qū)動(dòng)器是用來控制伺服電機(jī)，其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達(dá)，一般通過位置、速度、力矩三種方式對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行控制，屬于傳動(dòng)技術(shù)的高端產(chǎn)品。

·指令裝置則是發(fā)脈沖或者給速度用于配合驅(qū)動(dòng)器正常工作的。

中國(guó)伺服系統(tǒng)市場(chǎng)主要分為日韓品牌、歐美品牌和中國(guó)品牌三大陣營(yíng)，由于需要的技術(shù)水平較高，伺服系統(tǒng)市場(chǎng)一直為外資品牌主導(dǎo)。

·第一梯隊(duì)：高端伺服電機(jī)主要運(yùn)用于精密工業(yè)儀器、機(jī)器人以及軍工等領(lǐng)域，對(duì)設(shè)備的精密度要求高，在這一層級(jí)，基本主要是被德國(guó)日本等海外龍頭企業(yè)所壟斷。

·第二梯隊(duì)：中國(guó)伺服電機(jī)行業(yè)龍頭則主要出于第二層級(jí)，盡管近年來隨著中國(guó)在該領(lǐng)域的不斷投入，行業(yè)技術(shù)水平不斷提升，但仍居海外龍頭企業(yè)有一定的差距，除開中國(guó)龍頭企業(yè)以外，一些海外知名企業(yè)也均處于第二層次；

·第三梯隊(duì)：而第三層次則主要是生產(chǎn)中低端產(chǎn)品的企業(yè)，這部分企業(yè)主要是中國(guó)國(guó)產(chǎn)中小品牌。

在2021年上半年時(shí)，中國(guó)品牌中，匯川技術(shù)首次市場(chǎng)份額占比排名第一，市占率達(dá)15.9%，其他市場(chǎng)份額排名靠前的企業(yè)有：日本三菱、日本安川、日本松下。此外，臺(tái)灣臺(tái)達(dá)和德國(guó)西門子（ADR.US）在光學(xué)儀器領(lǐng)域的占有率也較高。

從業(yè)務(wù)布局情況來看，伺服電機(jī)行業(yè)的上市公司中，匯川技術(shù)是中國(guó)伺服電機(jī)生產(chǎn)制造龍頭企業(yè)，其業(yè)務(wù)布局最廣，伺服電機(jī)技術(shù)及工業(yè)也都處于中國(guó)領(lǐng)先水平，主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手為外資全球知名品牌。

整體來說未來，隨著工業(yè)機(jī)器人行業(yè)的深化、工業(yè)自動(dòng)化程度的進(jìn)一步提升和智能制造的深入推進(jìn)，伺服系統(tǒng)市場(chǎng)將會(huì)出現(xiàn)新一輪快速增長(zhǎng)，尤其伴隨著國(guó)產(chǎn)伺服技術(shù)研發(fā)水平的不斷提升，中國(guó)的伺服系統(tǒng)進(jìn)口替代的步伐將會(huì)加快，內(nèi)資品牌在伺服系統(tǒng)的崛起之勢(shì)將愈發(fā)明顯。