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有數據顯示，2022年我國機器人產業營業收入繼續保持兩位數增長；2023年上半年，工業機器人、服務機器人產量分別同比增長5.4%和9.6%。2023年初，工信部等17部門聯合印發的《“機器人+”應用行動實施方案》提出，到2025年，制造業機器人密度較2020年實現翻番，服務機器人、特種機器人行業應用深度和廣度顯著提升。另有報道顯示，在8月中旬閉幕的2023世界機器人大會召開同期，《北京市促進機器人產業創新發展的若干措施》政策出臺，提出設立100億元機器人產業基金、組建人形機器人創新中心等多項產業支持政策。報道同時認為，人形機器人是底層算法“大腦+小腦”+硬件“body(軀干)”的集合體，硬件部分已經擁有機床部件成熟度的支撐，軟件問題將被AI指數級迭代逐步解決，現階段樣機迭代處于最后沖刺階段及量產前夕。人形機器人三大應用場景主要是工業制造、商用服務和家庭陪伴。
在政策驅動和市場需求帶動下，國產人形機器人賽道正在發生微秒變化，入局者數量大增。有業內人士分析認為，目前人形機器人的技術進展和產業化速度明顯超預期，已進入快速迭代升級的加速發展期。近期有多家國產人形機器人廠商公布了未來銷售規劃或落地場景，并有不少上市公司公開對市場披露在人形機器人布局方面的進展。
8月29日晚間，天奇股份公告披露，將和優必選設立合資公司，專注于汽車領域應用的人形機器人，首臺樣機交付時間將不晚于12月底。8月28日下午，上海臨港經濟發展(集團)有限公司(簡稱臨港集團)與上海智元新創技術有限公司(簡稱智元機器人)舉行戰略合作簽約儀式，雙方將借助“生態共建”策略，促進機器人產業鏈各環節的合作。拓普集團也在其半年報中透露，已設立機器人事業部，研發人形機器人相關部件。宇數科技歷時6個月推出人形機器人“H1”，預計于2023年第4季度對外發售。達闥雙足人形機器人XR-4(單機60余個自由度)，將在2024年正式發布。傅利葉GR-1(單機40個自由度)預計2023年底量產發售。博實股份發布公告稱，他們與哈工大聯手開發人形機器人，目標將成本控制在20萬元以內，未來有望執行底盤裝配、外觀檢測、物料搬運等任務，落地于汽車制造廠、3C精密制造廠等工業領域。
人形機器人產業加速發展，也為新興零部件的發展和國產替代提供了機遇。源于機床工具行業的減速器、滾珠絲杠副等國產零部件供應商或將從中受益。
人形機器人產業鏈可以分為上中下游三個層次：上游主要是零部件和軟件系統供應商，包括電機、關節、傳感器、控制器、操作系統等；中游是人形機器人本體的制造商，負責將各個零部件組裝成完整的機器人產品；下游則是人形機器人的終端應用市場，包括醫療、教育、救災救援、公共安全、生產制造、家庭陪護等多個領域。其中，可謂機器人核心零部件的主要包括精密減速機、交流伺服電機和控制器。同時，與機器人行動密切相關的滾珠絲杠將在各類機器人中大量使用，市場空間有望大幅提升。據介紹，特斯拉人形機器人Optimus整體軀干共有28個關節執行器，其中線性執行器和旋轉執行器各14個，分布于肘部、腕部和腿部的3種線性執行器均配置滾柱絲杠。
人形機器人大多采用反向式行星滾柱絲杠。正常行星滾柱絲杠通過絲杠旋轉帶動螺母實現軸向運動，而反向式通過驅動螺母帶動絲杠軸向運動，其難度在于：(1)螺母加工難度高：通常加工普通螺母里的內螺紋滾道時，采用砂輪中間穿一根桿子的辦法，通過桿子的彎折，將砂輪送進內部，并磨削內部螺旋溝道。但反向式行星滾柱絲杠上的螺母比較長，螺母越長，桿子和螺母越容易出現碰撞干涉；(2)人形機器人所用行星滾柱絲杠比普通產品規格小很多，絲杠越小加工難度也就越高。相應的，對于加工設備也提出更高要求。
人形機器人所用的減速器以諧波減速器為主，行星減速器或為替補。精密減速器主要用于機器人各個關節，負責將伺服電機輸出的高速運轉動力轉化為低轉速、高轉矩的運動，決定機器人的精度和負載。一般傳動減速器控制精度低，可滿足機械設備基本的動力傳動需求。精密減速器精度較高、使用壽命長，更加可靠穩定。
有鑒于此，機床工具企業可密切關注人形機器人領域的發展動向及部件、設備需求，及時為其提供適用的核心零部件以及制造部件的機床裝備。
作者：張芳麗(協會傳媒部)
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