伺服系统和机器人的关系

2023年5月特斯拉展示了Tesla Bot人形机器人“擎天柱”（ Optimus ）的全新型号，不仅会模仿人类动作，还可以完成物品分类、抓力控制等更复杂的任务。而此款人形机器人也结合了特斯拉（TSLA.US）的AI技术，即基于视觉神经网络神经系统预测能力的自动驾驶技术，具有极强算力的DOJO D1超级计算机芯片。

图片来源于：特斯拉

要知道Tesla Bot并非首款人形机器人，从21世纪初本田发布首款人形机器人AISMO原型机开始，全球多家科技公司及高校先后发布人形机器人。其中，较为知名的不乏有波士顿（BSX.US）的Atlas机器人、欧洲iCUB、软银的Pepper、Alderbran公司的Nao机器人，以及优必选Walker系列。

图片来源于：民生证券

人形机器人市场空间大，下游应用领域广阔，增速迅猛。根据Stratistics Market Research Consulting的数据，2020 年全球人形机器人市场估计为 5.6亿美元，而到2027 年预计市场规模将达到 141 亿美元，CAGR达58.5%。其中，2027年中国人形机器人市场有望达到23亿美元，CAGR达56.4%。

图片来源于：Stratistics Market Research Consulting

· 伺服电机是机器人关节的驱动装置

机器人的关节驱动离不开伺服系统，关节越多，机器人的柔性和精准度越高，所需要使用的伺服电机数量就越多。伺服电机影响着机器人的手臂控制，如位置、角度和线性运动，它的性能差异将直接影响机器人的能力水平。

参考工业机器人，对于人形机器人的大多关节，可能采用伺服系统。伺服系统主要包括：伺服电机、伺服驱动器、指令装置三大部分。

· 伺服电机是执行机构，可将电压信号转化为电机的转矩和转速。

· 伺服驱动器是用来控制伺服电机，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，一般通过位置、速度、力矩三种方式对伺服电机进行控制，属于传动技术的高端产品。

· 指令装置则是发脉冲或者给速度用于配合驱动器正常工作的。

中国伺服系统市场主要分为日韩品牌、欧美品牌和中国品牌三大阵营，由于需要的技术水平较高，伺服系统市场一直为外资品牌主导。

·第一梯队：高端伺服电机主要运用于精密工业仪器、机器人以及军工等领域，对设备的精密度要求高，在这一层级，基本主要是被德国日本等海外龙头企业所垄断。

· 第二梯队：中国伺服电机行业龙头则主要出于第二层级，尽管近年来随着中国在该领域的不断投入，行业技术水平不断提升，但仍居海外龙头企业有一定的差距，除开中国龙头企业以外，一些海外知名企业也均处于第二层次；

· 第三梯队：而第三层次则主要是生产中低端产品的企业，这部分企业主要是中国国产中小品牌。

图片来源于：前瞻

在2021年上半年时，中国品牌中，汇川技术首次市场份额占比排名第一，市占率达15.9%，其他市场份额排名靠前的企业有：日本三菱、日本安川、日本松下。此外，台湾台达和德国西门子（ADR.US）在光学仪器领域的占有率也较高。

图片来源于：民生证券

从业务布局情况来看，伺服电机行业的上市公司中，汇川技术是中国伺服电机生产制造龙头企业，其业务布局最广，伺服电机技术及工业也都处于中国领先水平，主要竞争对手为外资全球知名品牌。

图片来源于：网络

整体来说未来，随着工业机器人行业的深化、工业自动化程度的进一步提升和智能制造的深入推进，伺服系统市场将会出现新一轮快速增长，尤其伴随着国产伺服技术研发水平的不断提升，中国的伺服系统进口替代的步伐将会加快，内资品牌在伺服系统的崛起之势将愈发明显。

编辑：黄飞