2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書-高工咨詢

G高工咨詢C高工機(jī)器人參編單位參編單位NBT.口高路口高路GG版權(quán)聲明本藍(lán)皮書版權(quán)為高工咨詢(GGII)所有，相關(guān)咨詢服務(wù)由高工咨詢(GGII)提供。高工咨詢(GGII)和所有參編企業(yè)對本報告擁有共同著作權(quán)。報告有償提供給限定企業(yè)，應(yīng)限于企業(yè)內(nèi)部使用，僅供企業(yè)在分析研究過程中參考。如企業(yè)引用報告內(nèi)容進(jìn)行對外使用，所產(chǎn)生的誤解和訴訟由企業(yè)自行負(fù)責(zé)，本公司不承擔(dān)責(zé)任。如將來用作商業(yè)或其他用途，未經(jīng)本公司同意，不得以任何異于本報告原樣之裝訂或包裝形式將本報告出借、轉(zhuǎn)售、出租或在網(wǎng)上發(fā)布。凡使用本報告者均受本條款及本報告一切有關(guān)版權(quán)之條款約束。創(chuàng)智匯德整理，僅供學(xué)習(xí)參考2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書時間來到2023年，“疫情”不再是熱門詞匯，消費(fèi)不振、內(nèi)需不足、出口下滑等外部因素被提起的頻率明顯上升，疫情后的疤痕效應(yīng)顯現(xiàn)，深刻影響著各行各業(yè)的復(fù)蘇節(jié)奏和預(yù)期情緒。于協(xié)作機(jī)器人行業(yè)而言，最大的命題已經(jīng)從過去的“求生存”轉(zhuǎn)為“謀發(fā)展”,部分廠商開啟上市進(jìn)程，部分廠商加大出海布局，部分廠商開啟價格白刃戰(zhàn)，價格屠夫再次上演……焦慮的情緒似乎在蔓延。從產(chǎn)品層面看，協(xié)作機(jī)器人不管是負(fù)載、臂展、定位精度還是示教方式、安全方案等，趨同性已逐漸顯現(xiàn)，硬件層面同質(zhì)化不可避免的帶來了“內(nèi)卷化”和“價格戰(zhàn)”。需要承認(rèn)的是，當(dāng)前協(xié)作機(jī)器人面臨的困境既有外部環(huán)境變化帶來的共性問題，也有協(xié)作機(jī)器人本身能力的問題。某種程度上，對于后者問題的正視和解決路徑更具現(xiàn)實意義，或許這也將是協(xié)作機(jī)器人未來的出路之一，這是難而正確的事。從產(chǎn)業(yè)鏈角度看，協(xié)作機(jī)器人生態(tài)從過往的三大核心零部件逐漸擴(kuò)大，智能化的趨勢下，力控傳感器、視覺傳感器等感知元器件關(guān)注度上升，同時布局一體化關(guān)節(jié)模組的廠商持續(xù)增加，國產(chǎn)廠商技術(shù)的持續(xù)提升促進(jìn)成本的加速降低。機(jī)器人大模型的持續(xù)進(jìn)步有望為協(xié)作機(jī)器人能力提升裝上加強(qiáng)版外掛，可以滿足更多復(fù)雜場景的應(yīng)用需求，尤其在商用服務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用，協(xié)作機(jī)器人的易用性和智能性有望獲得質(zhì)的提升。市場競爭方面，全球范圍內(nèi)UR依然引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，市場份額雖然受到一定的擠壓，但依然保持在30%以上，以遨博智能、艾利特機(jī)器人、大族機(jī)器人、中科新松等為代表的國產(chǎn)廠商全球份額提升明顯。國內(nèi)市場呈現(xiàn)一定的分化態(tài)勢，國產(chǎn)份額進(jìn)一步鞏固，并且市場份額進(jìn)一步擴(kuò)大，但真正依靠協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品業(yè)務(wù)盈利的廠商依然是稀有物種。此外，根據(jù)GGII的調(diào)研，部分傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人廠商未來或?qū)⒓哟髮f(xié)作機(jī)器人領(lǐng)域的布局和投入，這將為協(xié)作機(jī)器人領(lǐng)域的格局帶來更大的不確定性。本藍(lán)皮書以協(xié)作機(jī)器人為核心，重點闡述了重點核心零部件的發(fā)展態(tài)勢，其中包含減速器、無框力矩電機(jī)、關(guān)節(jié)模組、工控機(jī)、力傳感器、電動夾爪等，結(jié)合協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的技術(shù)特點，剖析協(xié)作機(jī)器人市場和技術(shù)脈絡(luò)，同時對協(xié)作機(jī)器人的應(yīng)用行業(yè)、應(yīng)用場景和應(yīng)用趨勢進(jìn)行分析，旨在厘清協(xié)作機(jī)器人的發(fā)展脈絡(luò)，幫助協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)及投資機(jī)構(gòu)了解當(dāng)前協(xié)作機(jī)器人行業(yè)的最新態(tài)勢，把握市場機(jī)會，做出正確經(jīng)營決策。特別說明：本報告中的大量市場及技術(shù)資料，僅供企業(yè)經(jīng)營參考用，望企業(yè)不要用于其他商業(yè)用途，由此產(chǎn)生的一切后果高工咨詢(GGII)將不予承擔(dān)!創(chuàng)智匯德整理，僅供學(xué)習(xí)參考宏觀外部環(huán)境的不確定性和復(fù)雜性加劇，高工咨詢(GGII)和所有參編企業(yè)真誠地祝福每一家志向遠(yuǎn)大的企業(yè)都能制定出高質(zhì)量經(jīng)營決策，不斷獲得新的成長和成功!感謝以下聯(lián)合參編單位(排名不分先后):中科新松有限公司創(chuàng)智匯德整理，僅供學(xué)習(xí)參考2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書目錄 1 3 9第一節(jié)定義及分類 9第二節(jié)新產(chǎn)品&新趨勢 第一節(jié)上游零部件 第二節(jié)中游本體 第三節(jié)下游集成應(yīng)用 20第四節(jié)周邊配套產(chǎn)品 23第五節(jié)協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品圖譜 第一節(jié)全球協(xié)作機(jī)器人市場概況分析 第二節(jié)中國協(xié)作機(jī)器人市場發(fā)展分析 30 第一節(jié)協(xié)作機(jī)器人技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析 第三節(jié)協(xié)作機(jī)器人技術(shù)趨勢與方向 43第一節(jié)近年來行業(yè)融資態(tài)勢 43第二節(jié)主要的機(jī)構(gòu)代表 第六章協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用分析 46第一節(jié)協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用場景分析 第二節(jié)協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用行業(yè)分析 51第一節(jié)人工智能技術(shù)與大模型的發(fā)展賦予協(xié)作機(jī)器人更多智能性 51 2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書第二節(jié)力控技術(shù)助力協(xié)作機(jī)器人綜合能力提升 第三節(jié)結(jié)構(gòu)的模塊化和仿生化 52第四節(jié)行業(yè)滲透率持續(xù)提升，工業(yè)與商業(yè)服務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用邊界日趨模糊 第一節(jié)中科新松—國內(nèi)協(xié)作機(jī)器人先行者 53第二節(jié)大族機(jī)器人一高精度，更穩(wěn)定，核心零部件自主可控 61第三節(jié)長廣溪智造一車規(guī)級高速協(xié)作機(jī)器人 67第四節(jié)遨博智能一協(xié)作機(jī)器人國家標(biāo)準(zhǔn)制定者 第五節(jié)艾利特機(jī)器人一專注面向未來的新一代協(xié)作機(jī)器人 78第六節(jié)天機(jī)智能—面向泛工業(yè)及商業(yè)領(lǐng)域的實用派協(xié)作機(jī)器人 87第七節(jié)鑫精誠傳感器—國產(chǎn)力傳感器黑馬 90第八節(jié)來福諧波—國產(chǎn)精密傳動解決方案優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商 92第九節(jié)康士達(dá)一致力于讓設(shè)備更智能 第十節(jié)神源生智能—致力于力測試技術(shù)的研究和產(chǎn)業(yè)化 第一節(jié)汽車及相關(guān)行業(yè) 第二節(jié)3C電子行業(yè) 第三節(jié)機(jī)械加工行業(yè) 第四節(jié)新能源行業(yè) 第五節(jié)注塑行業(yè) 第六節(jié)電氣行業(yè) 第七節(jié)醫(yī)療行業(yè) 第八節(jié)新零售行業(yè) 第九節(jié)機(jī)器人行業(yè) 第十節(jié)其他行業(yè) 附錄1中國協(xié)作機(jī)器人市場代表企業(yè) 附錄2協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈及周邊配套廠商 160 2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書圖表目錄圖表1協(xié)作機(jī)器人按軸數(shù)分類 圖表2主要協(xié)作機(jī)器人廠商及大負(fù)載產(chǎn)品 圖表4上游零部件主要代表企業(yè) 圖表5諧波減速器產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 圖表62016-2027年中國六軸及以上協(xié)作機(jī)器人減速器需求量及預(yù)測(單位：萬臺，%)16圖表7無框電機(jī)產(chǎn)品 圖表8工控機(jī)產(chǎn)品 圖表10協(xié)作機(jī)器人成本結(jié)構(gòu)(單位：萬元，%) 圖表112016-2024年中國協(xié)作機(jī)器人均價及預(yù)測(單位：萬元) 圖表122021-2023年中國工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用細(xì)分領(lǐng)域需求變化及預(yù)測 圖表132015-2022年工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域分布(單位：%) 圖表14協(xié)作機(jī)器人周邊配套產(chǎn)品列表 23圖表152017-2027年中國六維力/力矩傳感器市場規(guī)模及預(yù)測(單位：億元，%) 24圖表16不同類型六維力傳感器原理、特點及代表企業(yè) 26圖表182016-2027年中國電動夾爪市場銷量及預(yù)測(單位：萬臺，%) 26圖表19主要協(xié)作機(jī)器人廠商產(chǎn)品負(fù)載矩陣對比 27圖表20協(xié)作機(jī)器人行業(yè)產(chǎn)品數(shù)量分布圖(按負(fù)載&工作半徑劃分) 28圖表212016-2026年全球協(xié)作機(jī)器人銷量及預(yù)測(單位：萬臺，%) 29圖表222016-2026年全球協(xié)作機(jī)器人市場規(guī)模及預(yù)測(單位：億元，%) 圖表232016-2026年中國協(xié)作機(jī)器人銷量及預(yù)測(單位：萬臺，%) 圖表242016-2026年中國協(xié)作機(jī)器人市場規(guī)模及預(yù)測(單位：億元，%) 圖表252022年中國六軸及以上協(xié)作機(jī)器人品牌競爭格局(按銷量口徑，%) 圖表262016-2023年H1中國協(xié)作機(jī)器人相關(guān)專利申請情況(單位：件，%) 35圖表272015-2023H1中國協(xié)作機(jī)器人市場融資情況 43圖表28截至2023HI協(xié)作機(jī)器人企業(yè)融資階段分布情況 圖表292015-2023年H1協(xié)作機(jī)器人行業(yè)主要投資機(jī)構(gòu)代表(排名不分先后) 44圖表302022年協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用場景分布(以銷量計，單位：%) 46圖表312022年中國協(xié)作機(jī)器人下游行業(yè)分布(以銷量計，%) 47圖表32各細(xì)分行業(yè)需求特征概況 2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書G高工和器A第一章協(xié)作機(jī)器人發(fā)展概述第一節(jié)定義及分類協(xié)作機(jī)器人，指能與人在同一共享空間中協(xié)同作業(yè)、與人進(jìn)行直接交互的機(jī)器人，是一種新的工業(yè)機(jī)器人品類。根據(jù)美國專利局定義：協(xié)作機(jī)器人是一種用于人與計算機(jī)控制的機(jī)械手之間直接物理交互的設(shè)備與方法。與傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人不同，協(xié)作機(jī)器人設(shè)計的初衷就是為了提高機(jī)器人的安全性，降低機(jī)器人在生產(chǎn)過程中對人帶來傷害的風(fēng)險，使機(jī)器人可以在特定區(qū)域內(nèi)安全地與人進(jìn)行直接的交互和接觸。除安全性以外，協(xié)作機(jī)器人還具備易用性、靈活性、低成本等特點。在易用性方面，協(xié)作機(jī)器人能夠通過拖動示教路徑點的記錄并配合相對易用的引導(dǎo)編程，降低操作者的專業(yè)要求。同時，輕量化、高集成度的設(shè)計使協(xié)作機(jī)器人能夠以更靈活的部署方式安裝在產(chǎn)線或集成化設(shè)備中，易于編程的特點也使其能夠快速適應(yīng)新產(chǎn)線的工作需求，適用于各種非結(jié)構(gòu)化、柔性、高靈活度的場景。根據(jù)機(jī)器人結(jié)構(gòu)、負(fù)載以及軸數(shù)的不同，可以將協(xié)作機(jī)器人分為多種類型。(1)根據(jù)結(jié)構(gòu)劃分協(xié)作機(jī)器人可以分為單臂協(xié)作機(jī)器人和雙臂協(xié)作機(jī)器人。相較而言，單臂協(xié)作機(jī)器人擁有更高的性價比，同時，體積與緊湊性方面更具有優(yōu)勢，便于安置于生產(chǎn)線或集成于整線設(shè)雙臂協(xié)作機(jī)器人顧名思義即為擁有兩條協(xié)作機(jī)械臂的機(jī)器人，相比單臂協(xié)作機(jī)器人具有更高的靈活性和可操作性，通過雙臂配合作業(yè)，可以提升抓取和操作物體的能力，減少對于工裝夾具的依賴，并實現(xiàn)復(fù)雜任務(wù)的有序控制，適應(yīng)多變工作環(huán)境，可應(yīng)用范圍更加廣泛?？诟呗窛?023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書G高工和器A(2)按負(fù)載分類根據(jù)負(fù)載不同，通常能將協(xié)作機(jī)器人劃分為超輕負(fù)載(負(fù)載：<3kg)、輕負(fù)載(負(fù)載3-7kg)、中負(fù)載(7-12kg)、大負(fù)載(12-20kg)、超大負(fù)載(20kg以上)。負(fù)載能力的差異帶來成本、技術(shù)以及應(yīng)用的不同。從應(yīng)用來看，超輕負(fù)載協(xié)作機(jī)器人多用于分揀、點膠、涂膠、測試等場景；輕負(fù)載協(xié)作機(jī)器人多用于3C電子、醫(yī)療、新零售等行業(yè)；中大負(fù)載協(xié)作機(jī)器人以及超大負(fù)載協(xié)作機(jī)器人則多用于裝配、搬運(yùn)、碼垛、包裝等場景中。目前，輕負(fù)載協(xié)作機(jī)器人憑借較高的性價比以及在3C、醫(yī)療等行業(yè)中較高的適用性占據(jù)主要市場地位。而近年來，隨著鋰電、光伏、倉儲物流等行業(yè)的快速擴(kuò)張，中大負(fù)載協(xié)作機(jī)器人的需求開始逐漸提升，“大負(fù)載”成為行業(yè)重點發(fā)展方向之一。(3)按軸數(shù)分類根據(jù)軸數(shù)劃分，協(xié)作機(jī)器人可以分為四軸協(xié)作機(jī)器人、六軸協(xié)作機(jī)器人以及七軸協(xié)作機(jī)器人。四軸協(xié)作機(jī)器人在具備協(xié)作機(jī)器人高精度、輕便、安全可靠、操作簡便等優(yōu)點的同時，還具有一定成本優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用與輕量級工業(yè)制造的生產(chǎn)環(huán)節(jié)以及醫(yī)學(xué)檢測、化學(xué)分析、樣品處理等環(huán)節(jié)。六軸協(xié)作機(jī)器人最為常用，其運(yùn)動方式類似于人類手臂的運(yùn)動，被廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)中。機(jī)器人的自由度與其軸數(shù)相關(guān)，六軸協(xié)作機(jī)器人已經(jīng)具備完整的自由度，能夠到達(dá)空間中的任意點，具有較好的通用性。相對于六軸協(xié)作機(jī)器人而言，七軸協(xié)作機(jī)器人增加了“腕關(guān)節(jié)”,能夠允許機(jī)器人躲避某些特定的目標(biāo)，同時能夠改變末端執(zhí)行器的位置，使末端執(zhí)行器能夠更穩(wěn)定地到達(dá)特定位置，從而提高協(xié)作機(jī)器人的整體靈活性。此外，冗余自由度不僅能改善協(xié)作機(jī)器人運(yùn)動軌跡規(guī)劃問題，還能夠通過力矩分配使薄弱環(huán)節(jié)承受合理的力矩，提高協(xié)作機(jī)器人穩(wěn)定性。創(chuàng)智匯德整理，僅供學(xué)習(xí)參考2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書G高工和器圖示四軸協(xié)作SCARA機(jī)器人四軸桌面協(xié)作機(jī)器人資料來源：企業(yè)官網(wǎng)，GGII整理第二節(jié)新產(chǎn)品&新趨勢一、大負(fù)載協(xié)作機(jī)器人已成潮流性增強(qiáng)。協(xié)作機(jī)器人與傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人之間的關(guān)系，已從找“絕對差異”發(fā)展到“強(qiáng)化比較一般情況下，由于協(xié)作機(jī)器人剛度偏弱，故而必須在增大負(fù)載和擴(kuò)大臂展之間權(quán)衡。然而，隨著技術(shù)的迭代，協(xié)作機(jī)器人的負(fù)載范圍逐漸擴(kuò)大，由最早的5kg逐漸擴(kuò)大到30kg,更高的負(fù)載意味著客戶能夠有更多的選擇。另一方面，協(xié)作機(jī)器人負(fù)載變大的同時，協(xié)作機(jī)器人也在探尋更多的應(yīng)用場景。雖然目前低中負(fù)載場景中協(xié)作機(jī)器人的應(yīng)用相較于前幾年已經(jīng)獲得了高速增長，但是也遇到了SCARA機(jī)器人與工業(yè)小六軸機(jī)器人的激烈競爭，因此通過創(chuàng)智匯德整理，僅供學(xué)習(xí)參考口高亞督潮2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書G高工瓶器A大負(fù)載協(xié)作機(jī)器人擴(kuò)充新場景成為了部分協(xié)作廠商的新策略。2022年6月，時隔四年之后，全球協(xié)作機(jī)器人龍頭企業(yè)優(yōu)傲機(jī)器人再次發(fā)布新品UR20。在發(fā)布會上，優(yōu)傲機(jī)器人特別強(qiáng)調(diào)工業(yè)協(xié)作機(jī)器人(IndustrialCobot)的概念，蘊(yùn)含的判斷是未來協(xié)作機(jī)器人的增長點仍然在工業(yè)領(lǐng)域，隨著協(xié)作機(jī)器人性能工業(yè)化的進(jìn)一步增強(qiáng)，協(xié)作機(jī)器人對于部分傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的替代效應(yīng)將會進(jìn)一步增強(qiáng)。2022年以來，中國各家協(xié)作機(jī)器人廠商均開始推出大負(fù)載協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品，負(fù)載基本都在20kg以上，同時，協(xié)作機(jī)器人在焊接領(lǐng)域的應(yīng)用關(guān)注度明顯上升。圖表2主要協(xié)作機(jī)器人廠商及大負(fù)載產(chǎn)品企業(yè)名稱產(chǎn)品系列負(fù)載(kg)中科新松二、新能源行業(yè)有望成為協(xié)作機(jī)器人新的增長極過去很長時間，協(xié)作機(jī)器人在鋰電行業(yè)的應(yīng)用更多集中在數(shù)碼鋰電池領(lǐng)域，并且鮮有大批量導(dǎo)入案例，在動力及儲能鋰電池領(lǐng)域一直沒有找到較為確定的應(yīng)用場景。新能源領(lǐng)域?qū)τ趨f(xié)作機(jī)器人的需求有望迎來新契機(jī)。根據(jù)GGII調(diào)研，隨著鋰電池新技術(shù)新工藝的持續(xù)推進(jìn)，疊加降本增效的需求日益凸顯，2023年開始有部分頭部鋰電池廠商開始嘗試導(dǎo)入?yún)f(xié)作機(jī)器人，目前尚處于產(chǎn)品測試階段，如協(xié)作機(jī)器人能真正滿足鋰電池廠商的應(yīng)用需求，后續(xù)的大批量導(dǎo)入應(yīng)用將成為可能。屆時，新能源行業(yè)有望成為協(xié)作機(jī)器人新的增長極?？诟呗窛?023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書G高工加器A第二章協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈分析由力資料來源：高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)整理第一節(jié)上游零部件統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人有一定的差異。以電機(jī)為例，傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人使用交流伺服系統(tǒng)，而協(xié)作機(jī)器人一般采用無框電機(jī)，永磁定子、轉(zhuǎn)子分體設(shè)計；由于協(xié)作機(jī)器人的走線和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的穿氣管都在內(nèi)部，所以要求電機(jī)、減速器、驅(qū)動器等都要放在一個大中空的結(jié)構(gòu)內(nèi)，編碼器、驅(qū)動器、減速器、電機(jī)、制動器等都需采用集成式設(shè)計。經(jīng)過數(shù)年的發(fā)展，協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈日趨完善，尤其是中國市場，從減速器、電機(jī)到控制系統(tǒng)，國產(chǎn)廠商的參與度逐年提升。同時，受益于國產(chǎn)協(xié)作機(jī)器人的進(jìn)步，國產(chǎn)核心零部件的進(jìn)口替代進(jìn)程加快。機(jī)電一體化逐漸成為零部件企業(yè)未來發(fā)力方向，國內(nèi)外主要企業(yè)紛紛開發(fā)一體化模塊，如日本哈默納科提出了“整體運(yùn)動控制”,將諧波減速器與電機(jī)、傳感器等組合，提供高附加值模塊化產(chǎn)品；科爾摩根發(fā)布RGM機(jī)器人關(guān)節(jié)模組，探索提供機(jī)器人關(guān)節(jié)解決方案。目前，國產(chǎn)廠商如泰科伺服、大族機(jī)器人、來福諧波、同川精密、零差云控、精谷智能等已實現(xiàn)模塊化關(guān)節(jié)的供應(yīng)。模塊化關(guān)節(jié)模組，可以理解為一體化的解決方案，可以大大縮短供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)，降低本體企業(yè)研發(fā)成本，并可提升產(chǎn)品易用性及靈活性。創(chuàng)智匯德整理，僅供學(xué)習(xí)參考口督澗關(guān)節(jié)模組電機(jī)關(guān)節(jié)模組電機(jī)綠的諧波1串青密編碼器BecauseMotonMattersHAN*sROBOT①來福諧波大疾肅器人綠的諧波口督澗2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書完全嚙合狀態(tài)；而其短軸處兩輪輪齒完全不接觸，處于脫開狀態(tài)，當(dāng)波發(fā)生器連續(xù)轉(zhuǎn)動時，迫使柔輪不斷產(chǎn)生變形并產(chǎn)生了錯齒運(yùn)動，從而實現(xiàn)波發(fā)生器與柔輪的運(yùn)動傳遞。資料來源：公開資料，高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)整理目前諧波減速器技術(shù)突破了以傳統(tǒng)Willis定理為基礎(chǔ)的漸開線齒輪設(shè)計理論，以“P”型齒數(shù)學(xué)模型、3D仿真軟件、誤差修正方法、動態(tài)補(bǔ)償方法、壽命預(yù)測模型為基礎(chǔ)，建立全新齒形設(shè)計理論體系。在抗磨新材料、潤滑新技術(shù)、軸承優(yōu)化、齒廓修形、獨特材料處理等領(lǐng)域發(fā)展迅速。在振動噪聲抑制方面，通過嚙合剛度、嚙合阻尼、摩擦系數(shù)、側(cè)隙參數(shù)的敏感性分析，分析振動噪聲產(chǎn)生機(jī)制，從而優(yōu)化參數(shù)。此外，提升了減速器的額定壽命，同時在傳動誤差、背向間隙、空程誤差、傳動效率、噪聲、殼體最高溫度等關(guān)鍵性能指標(biāo)上達(dá)到國際一流水平。協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特殊性，減速器需中空設(shè)計。由于協(xié)作機(jī)器人的走線和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的穿氣管以及線束都在結(jié)構(gòu)內(nèi)部，所以要求減速器、電機(jī)、驅(qū)動器核心零部件等都要放在一個大中空的結(jié)構(gòu)里。由于協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品負(fù)載3-20kg左右，其使用的機(jī)器人用減速器一般為諧波減速器，根據(jù)其市場銷量來看，市面上以六軸協(xié)作機(jī)器人為主，少量是7軸協(xié)作機(jī)器人。GGII數(shù)據(jù)顯示，2022年中國六軸及以上協(xié)作機(jī)器人減速器需求量為11.7萬臺，預(yù)計到2027年需求量將超過45萬臺。創(chuàng)智匯德整理，僅供學(xué)習(xí)參考口督澗2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書G高工和器A圖表62016-2027年中國六軸及以上協(xié)作機(jī)器人減速器需求量及預(yù)測(單位：萬臺，%)20162017201820192020202120222023E2024F2025F2一六軸及以上協(xié)作機(jī)器人用減速器需求量(萬臺)——銷量同比增長(%)50數(shù)據(jù)來源：高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)二、無框電機(jī)無框電機(jī)是一種新型力矩電機(jī)，專為需求體積小、質(zhì)量輕、慣量低、結(jié)構(gòu)緊湊、功率高的應(yīng)用場合而設(shè)計，其適配性強(qiáng)，在機(jī)器人關(guān)節(jié)、醫(yī)療機(jī)器人、傳感器萬向節(jié)、無人機(jī)推進(jìn)和制導(dǎo)系統(tǒng)以及其他應(yīng)用領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。圖表7無框電機(jī)產(chǎn)品資料來源：公開資料，高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)整理目前無框電機(jī)的代表性產(chǎn)品有美國科爾摩根的TBM無框力矩電機(jī)、Parker公司的K系列無框伺服電機(jī)、Aerotech公司S-series高性能無框力矩電機(jī)、德國的TQRobodrive的無框電機(jī)以及Alliedmotion公司的無框力矩電機(jī)等。國內(nèi)無框電機(jī)代表公司主要有步科電氣、杭州三相、大族電機(jī)、偉創(chuàng)電氣、易爾泰、常州運(yùn)控、合泰電機(jī)、三瑞智能等。創(chuàng)智匯德整理，僅供學(xué)習(xí)參考口督澗2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書同時如來福諧波、綠的諧波、同川精密等減速器廠商亦開始自研無框電機(jī)，旨在打造一體化關(guān)節(jié)模組產(chǎn)品。人形機(jī)器人的興起，入局無框電機(jī)領(lǐng)域的廠商持續(xù)增加，其中不乏人形機(jī)器人主機(jī)廠商，如小米、宇樹、智元科技等。工控機(jī)(IPC)即工業(yè)控制計算機(jī)，是一種采用總線結(jié)構(gòu)，對生產(chǎn)過程及機(jī)電設(shè)備、工藝裝備進(jìn)行檢測與控制的工具總稱。工控機(jī)具有重要的計算機(jī)屬性和特征，如具有計算機(jī)CPU、硬盤、內(nèi)存、外設(shè)及接口，并有操作系統(tǒng)、控制網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議、計算能力、友好的人機(jī)在機(jī)器人控制方面，工控機(jī)可以通過控制算法、運(yùn)動控制卡、I/0模塊等實現(xiàn)機(jī)器人的精準(zhǔn)控制。工控機(jī)可以運(yùn)行各種控制軟件，如機(jī)器人操作系統(tǒng)、機(jī)器人控制軟件、機(jī)器視覺軟件等，可以實現(xiàn)機(jī)器人的自主控制、協(xié)同控制和遠(yuǎn)程控制等功能。工控機(jī)還可以通過網(wǎng)絡(luò)連接實現(xiàn)機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控。在工業(yè)應(yīng)用中，機(jī)器人需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)采集和傳輸，工控機(jī)可以通過高速的數(shù)據(jù)采集卡和通訊接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集和傳輸。同時，工控機(jī)還可以實現(xiàn)機(jī)器人的故障診斷和維護(hù)，提高機(jī)器人的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。圖表8工控機(jī)產(chǎn)品資料來源：公開資料，高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)整理目前國際工控機(jī)品牌主要有德國西門子、日本康泰克、德國倍福、奧地利貝加萊、日本歐姆龍等。近幾年來，國產(chǎn)工控機(jī)亦有明顯的進(jìn)步，代表廠商有臺系的研華和凌華，大陸系廠商有研祥、華北工控、康士達(dá)、穩(wěn)信智能、恒邦新創(chuàng)、源控電子等。創(chuàng)智匯德整理，僅供學(xué)習(xí)參考口督澗 2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書G高工加器A口督澗第二節(jié)中游本體作為協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)，協(xié)作機(jī)器人本體集各項軟硬件技術(shù)于一身，可謂產(chǎn)業(yè)鏈的中心，向上承接和倒逼各類核心零部件技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，向下不斷在細(xì)分領(lǐng)域拓展應(yīng)用場景，擴(kuò)大應(yīng)用的邊界。同時，還在易用性、安全性、高柔性層面持續(xù)迭代優(yōu)化，以滿足更多復(fù)雜場景的需求，協(xié)作機(jī)器人本體技術(shù)的提升已經(jīng)有目共睹。從協(xié)作機(jī)器人本體廠商屬性來看，國產(chǎn)廠商持續(xù)鞏固在中國市場的主導(dǎo)地位，2022年國產(chǎn)廠商在國內(nèi)協(xié)作機(jī)器人的市場份額接近85%,同時，新興協(xié)作機(jī)器人廠商已成為市場的中堅力量，這與傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域形成較大的反差。出口方面，越來越多的協(xié)作機(jī)器人廠商布局海外市場，尋求新的業(yè)務(wù)增長點。國內(nèi)協(xié)作機(jī)器人廠商在各細(xì)分行業(yè)全面開花，橫跨工業(yè)與商業(yè)服務(wù)領(lǐng)域，下游細(xì)分行業(yè)滲透率持續(xù)上升，以3C、汽車零部件為代表的工業(yè)領(lǐng)域競爭日趨激烈；同時，以智慧零售、理療按摩、醫(yī)療為代表的商業(yè)服務(wù)領(lǐng)域，入局者持續(xù)增加，已進(jìn)入快速起量的成長通道。圖表9協(xié)作機(jī)器人本體代表廠商本體廠商代表本體廠商代表外資廠商外資廠商S國產(chǎn)廠商艾利特機(jī)器人HAV'SROBOT大廢機(jī)腳A資料來源：公開資料，高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)整理口督澗2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書圖表10協(xié)作機(jī)器人成本結(jié)構(gòu)(單位：萬元，%)數(shù)據(jù)來源：高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)國內(nèi)協(xié)作機(jī)器人本體均價逐年下降。GGII數(shù)據(jù)顯示，2022年中國市場協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品均價為11.04萬元，基本與上一年持平。隨著資本的介入，協(xié)作機(jī)器人廠商競爭日趨激烈，同時，協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈日趨完善，在很大程度上推動了機(jī)器人成本的降低。GGII認(rèn)為，內(nèi)卷化加劇將最先的反映在機(jī)器人產(chǎn)品價格上，一方面是供應(yīng)鏈成本的持續(xù)優(yōu)化，另一方面是市場競爭的加劇，未來幾年協(xié)作機(jī)器人均價或?qū)⒓铀傧滦?。圖表112016-2024年中國協(xié)作機(jī)器人均價及預(yù)測(單位：萬元)數(shù)據(jù)來源：高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)(注*上述數(shù)據(jù)不包含四軸協(xié)作機(jī)器人價格)第三節(jié)下游集成應(yīng)用量升降情況(E)點焊噴漆和搪瓷水射流切割拋光打磨/去毛刺裝配/拆卸固定/壓裝↓拆卸↑數(shù)據(jù)來源：高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)GGII數(shù)據(jù)顯示，2022年中國工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用市場中，用于搬運(yùn)碼垛、焊接、噴涂、裝配及拋光打磨等操作的機(jī)器人占比將近95%左右，其中搬運(yùn)碼垛機(jī)器人的占比最高，占據(jù)一半以上的份額。近兩年，新能源汽車行業(yè)的爆發(fā)，帶動了汽車整車及零部件、汽車電子等對搬運(yùn)/上下料的應(yīng)用，同時新能源行業(yè)(包括光伏、鋰電)的高速增長，同樣促進(jìn)了對搬運(yùn)和裝配機(jī)器人的需求。創(chuàng)智匯德整理，僅供學(xué)習(xí)參考口高路詢2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書G高工機(jī)器圖表132015-2022年工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域分布(單位：%)20152016201720182數(shù)據(jù)來源：高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)服務(wù)領(lǐng)域，因為其面向的客戶群體與工業(yè)領(lǐng)域差異較大，故而該領(lǐng)域的集成應(yīng)用與工業(yè)領(lǐng)域有較大的不同。相對來說，服務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用更加強(qiáng)調(diào)安全性的范疇，同時也會更多的應(yīng)用人工智能技術(shù)，如通過引導(dǎo)式編程，捕捉與模仿記錄下技師動作，可以完成泡茶、泡咖啡、制作奶茶、調(diào)制雞尾酒等任務(wù)，甚至可以通過語言、行為學(xué)習(xí)與模仿鋼琴家、指揮家動作完成樂曲演奏、樂隊指揮的工作，還能進(jìn)行醫(yī)療輔助、輔助按摩等操作。人工智能大模型的發(fā)展為機(jī)器人的智能化提供了強(qiáng)大助力，尤其在服務(wù)領(lǐng)域，機(jī)器人領(lǐng)域與大模型結(jié)合的機(jī)會點更多，比如一般的復(fù)合機(jī)器人，具備手+腳的能力，通過大模型能力的加持，可以很好地提升機(jī)器人的交互能力和感知能力。長遠(yuǎn)來看，服務(wù)領(lǐng)域或?qū)⑹菂f(xié)作機(jī)器人的大未來，尤其是家用場景，落地的時間點主要取決于大模型這種能力是否可以讓協(xié)作機(jī)器人更加智能，能夠與人進(jìn)行無縫交互。創(chuàng)智匯德整理，僅供學(xué)習(xí)參考口高路澗2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書G高工器A第四節(jié)周邊配套產(chǎn)品圖表14協(xié)作機(jī)器人周邊配套產(chǎn)品列表機(jī)器視覺機(jī)器視覺KUNW=I坤維科技6D鼠標(biāo)示教器鑫精誠傳感器藍(lán)點觸控NBTTHIKROBOTZacobria資料來源：公開資料，高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)整理口高路澗2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書G高工加器A維力傳感器等三種。而協(xié)作機(jī)器人則一般使用關(guān)節(jié)扭矩傳感器和六維力傳感器。一維力傳感器和單軸扭矩傳感器市場上已有相對成熟的產(chǎn)品，但缺少為機(jī)器人應(yīng)用做的特殊設(shè)計，在易用性、耐用性方面有待提高。三維力傳感器、六維力傳感器技術(shù)門檻較高，的廠商越來越多，目前國產(chǎn)相關(guān)廠商正逐年增加，如鑫精誠傳感器、藍(lán)點觸控、坤維科技、神源生智能、海伯森等，均已有相關(guān)的產(chǎn)品落地并進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。六維力傳感器常用于力的作用點隨機(jī)變化，且對測量精度要求較高的場景，是最適合協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用的力傳感器之一。六維力傳感器能夠同時測量三個坐標(biāo)軸方向的力和繞三個坐標(biāo)軸方向的力矩，并給出最為全面的力覺信息。在算法方面，六維力傳感器的內(nèi)部算法會解耦各方向力和力矩間的干擾，使力的測量更加精確，同時，在獲取力矩信息后，六維力傳感器還可以利用力矩信息來推算獲取受力部件的姿態(tài)，監(jiān)測力矩是否在安全范圍內(nèi)，以避免傳感器的過載損壞。GGII數(shù)據(jù)顯示，2022年中國力傳感器市場規(guī)模17.13億元，同比增長13.22%。預(yù)計2023年市場規(guī)模有望突破20億元。其中，2022年中國六維力/力矩傳感器市場規(guī)模2.39億元，同比增長52.04%。GGII預(yù)計，2023年中國六維力/力矩傳感器市場規(guī)模有望突破3億元，到2027年中國六維力/力矩傳感器市場規(guī)模將超過15億元，2023-2027年年復(fù)合增長率超過45%。圖表152017-2027年中國六維力/力矩傳感器市場規(guī)模及預(yù)測(單位：億元，%)20172018201920202021一機(jī)器人行業(yè)規(guī)模(億元)一非機(jī)器人行業(yè)規(guī)模(億元)——同比增長(%)64208數(shù)據(jù)來源：GGII《2023年中國六維力/力矩傳感器市場分析報告》創(chuàng)智匯德整理，僅供學(xué)習(xí)參考圖表16不同類型六維力傳感器原理、特點及代表企業(yè)原理及特點通常采用的是硅應(yīng)變片或金屬箔，本質(zhì)化AG、SCHUNK、埃力智能、ME-Me?systemeGmbH等通過光纖、光柵反映形變，再轉(zhuǎn)化成力Robotig、Robotous、WACOH-TECH、K資料來源：公開資料，高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)整理夾爪，又稱夾持器，是機(jī)器人末端執(zhí)行器的一種產(chǎn)品類型。常見的末端執(zhí)行器可以分為夾爪和作業(yè)工具兩類。其中，作業(yè)工具主要是針對特定工作場景下機(jī)械臂需要搭載的作業(yè)設(shè)備，例如：噴漆槍、焊接工具等；而夾爪則是根據(jù)模仿人手功能研制出的新式設(shè)備，主要應(yīng)用于夾持、運(yùn)輸、放置工件以及操縱物體等場景。工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)用主要基于模仿人類的運(yùn)動方式，機(jī)械臂模仿人類手臂運(yùn)動，而夾爪模仿的則是人類手指的運(yùn)動。從形態(tài)上看，夾爪是擁有類似于人手結(jié)構(gòu)的設(shè)備，例如：三指夾爪、四指夾爪等，也有平行二指這類偏機(jī)械性的結(jié)構(gòu)。在實際應(yīng)用中，夾爪一般通過末端的連接裝置與機(jī)械臂末端關(guān)節(jié)的連接面板相結(jié)合，前端夾片或鉗口在氣壓、液壓、電驅(qū)等動力的驅(qū)使下，會對物體施加一定夾持力，使物體能夠被機(jī)械臂控制，進(jìn)而實現(xiàn)抓取、放置、擰緊等操作。隨著夾爪的各類應(yīng)用不斷深入，各個行業(yè)的場景定制化開發(fā)，以及應(yīng)用缺陷上的持續(xù)迭代和優(yōu)化，夾爪種類逐漸向多樣化的方向發(fā)展。從產(chǎn)品形態(tài)上來看，根據(jù)夾爪指數(shù)以及夾爪機(jī)械結(jié)構(gòu)的不同，可以將夾爪分為平行二指夾爪、三指夾爪、四指夾爪、五指靈巧手、六指夾爪、軟體夾爪等不同類型。創(chuàng)智匯德整理，僅供學(xué)習(xí)參考口高器詢2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書G高工機(jī)器資料來源：公開資料，高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)GGII數(shù)據(jù)顯示，2022年中國電動夾爪市場銷量約為5.14萬臺，同比增長65.81%。對于電動夾爪銷量，GGII認(rèn)為，未來5年中國電動夾爪整體銷量年均復(fù)合增速將超過50%,預(yù)計到2027年，國內(nèi)電動夾爪銷量將突破40萬臺。圖表182016-2027年中國電動夾爪市場銷量及預(yù)測(單位：萬臺，%)45.045.0銷量(萬臺)——同比增長(%)數(shù)據(jù)來源：高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)口高路澗2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書G高工瓶器A第五節(jié)協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品圖譜按照產(chǎn)品負(fù)載的維度，GGII將協(xié)作機(jī)器人的負(fù)載范圍分為5個檔位，列舉了中國市場主要協(xié)作機(jī)器人代表廠商的產(chǎn)品負(fù)載矩陣，如下圖所示。大部分廠商產(chǎn)品負(fù)載范圍在3-20kg區(qū)間，其中輕負(fù)載(3kg≤L<7kg)產(chǎn)品占比最高，達(dá)到32.94%;其次是大負(fù)載(12kg≤L<20kg)產(chǎn)品，占比22.35%;中負(fù)載(7kg≤L<12kg)產(chǎn)品占比20.00%,排名第三；超大負(fù)載(L≥20kg)產(chǎn)品與超輕負(fù)載(L<3kg)產(chǎn)品分別占比16.47%和8.24%,分別排名第四和第五，其中占比提升最大的系超大負(fù)載(L≥20kg)產(chǎn)圖表19主要協(xié)作機(jī)器人廠商產(chǎn)品負(fù)載矩陣對比中負(fù)載/★////★////★/★/★★★/★★★★★///★///★/★//注：★的數(shù)量代表該區(qū)間內(nèi)的產(chǎn)品負(fù)載種類數(shù)量，同一負(fù)載的系列產(chǎn)品不重復(fù)計算資料來源：各公司官網(wǎng)，高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)整理創(chuàng)智匯德整理，僅供學(xué)習(xí)參考73工作半徑(mm)口高路澗2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書G高工和器A第三章協(xié)作機(jī)器人市場概況分析第一節(jié)全球協(xié)作機(jī)器人市場概況分析隨著工業(yè)自動化技術(shù)不斷走向成熟，對于生產(chǎn)自動化以及人機(jī)協(xié)同作業(yè)的需求逐漸提升，同時，對于機(jī)器人安全性、易部署、輕量化、穩(wěn)定性等方面的要求也逐漸提升，越來越多制造企業(yè)開始采用協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)來滿足生產(chǎn)過程中對于柔性化的高度需求。GGII數(shù)據(jù)顯示，2022年全球協(xié)作機(jī)器人銷量7.85萬臺，同比增長17.22%,市場規(guī)模62.30億元，同比增長24.99%,從2016年到2022年，全球協(xié)作機(jī)器人銷量年均復(fù)合增速為其中，2022年全球六軸及以上協(xié)作機(jī)器人銷量4.65萬臺，同比增長27.34%,市場規(guī)模55.54億元，同比增長26.81%。GGII預(yù)計，隨著全球疫情進(jìn)入常態(tài)化管理，2023年開始，各大院校及科研場所將恢復(fù)線下教育及工作模式，科研教育領(lǐng)域四軸協(xié)作機(jī)器人銷量將出現(xiàn)恢復(fù)性增長，進(jìn)一步帶動協(xié)作機(jī)器人總銷量增長。工業(yè)領(lǐng)域增長依舊承壓，3C行業(yè)需求低迷情況或?qū)⒀永m(xù)，但從其他細(xì)分領(lǐng)域應(yīng)用增量來看，工業(yè)領(lǐng)域協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用仍會保持一定增長速度。預(yù)計到2026年，全球協(xié)作機(jī)器人銷量將超過29萬臺，市場規(guī)模超過220億元；到2026年，全球六軸及以上協(xié)作機(jī)器人銷量超過18萬臺，市場規(guī)模有望突破200億元。圖表212016-2026年全球協(xié)作機(jī)器人銷量及預(yù)測(單位：萬臺，%)2016201720182019202一四軸協(xié)作機(jī)器人(萬臺)一六軸及以上協(xié)作機(jī)器人(萬臺)——同比增長(%)(注*上述銷量數(shù)據(jù)包含四軸、六軸、七軸協(xié)作機(jī)器人)數(shù)據(jù)來源：高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)創(chuàng)智匯德整理，僅供學(xué)習(xí)參考口督澗2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書高工加器A圖表222016-2026年全球協(xié)作機(jī)器人市場規(guī)模及預(yù)測(單位：億元，%)——同比增長(%)一四軸協(xié)作機(jī)器人(億元)一六軸及以上協(xié)作機(jī)器人(億元)20162017201820(注*上述規(guī)模數(shù)據(jù)包含四軸、六軸、七軸協(xié)作機(jī)器人)數(shù)據(jù)來源：高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)第二節(jié)中國協(xié)作機(jī)器人市場發(fā)展分析從協(xié)作機(jī)器人市場發(fā)展來看，中國勞動力結(jié)構(gòu)的變化對協(xié)作機(jī)器人需求形成利好，協(xié)作機(jī)器人具備編程簡易、部署靈活的特點，且比傳統(tǒng)勞動力便宜，甚至比傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人綜合成本要低。因此，在我國社會人口結(jié)構(gòu)老齡化、企業(yè)柔性制造需求日益凸顯的背景下，采用協(xié)作機(jī)器人符合制造企業(yè)以低成本實現(xiàn)自動化轉(zhuǎn)型升級的需要。同時協(xié)作機(jī)器人具備較高的安全性和柔性，在應(yīng)用層面與應(yīng)用前景上具備較大的想象空間，可以滿足工業(yè)與服務(wù)領(lǐng)域的多種應(yīng)用需求。協(xié)作機(jī)器人輕量化、成本低的特點在一定程度上降低了行業(yè)門檻，不僅大型傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人企業(yè)在積極布局，創(chuàng)新型企業(yè)也在不斷涌現(xiàn)。在國內(nèi)外企業(yè)的不斷加碼下，協(xié)作機(jī)器人市場已經(jīng)開始進(jìn)入真正的高速市場化階段。中國市場經(jīng)過多年的培育，已逐漸成為全球協(xié)作機(jī)器人增長的引擎之一，越來越多的協(xié)作機(jī)器人廠商進(jìn)入中國。GGII統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2016至2021年，我國協(xié)作機(jī)器人銷量保持較高增速持續(xù)增長，其中，2021年銷量增速達(dá)到81.80%,行業(yè)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。2022年，中國協(xié)作機(jī)器人銷量為2.49萬臺，同比2021年下滑9.73%。主要原因為區(qū)域性疫情頻發(fā)導(dǎo)致科研教育、商用領(lǐng)域的需求放緩，以及以3C為主的下游需求疲軟的影響下，四軸協(xié)作機(jī)器人銷量出現(xiàn)一定幅度口督澗2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書的下滑，導(dǎo)致整體銷量出現(xiàn)波動。分產(chǎn)品軸數(shù)來看，目前行業(yè)內(nèi)涉及四軸協(xié)作機(jī)器人的企業(yè)數(shù)量較少，六軸協(xié)作機(jī)器人仍是協(xié)作機(jī)器人行業(yè)中的核心產(chǎn)品，GGII數(shù)據(jù)顯示，2022年，中國六軸及以上協(xié)作機(jī)器人銷量為1.95萬臺，同比2021年增長4.71%。從市場規(guī)模來看，2022年，中國協(xié)作機(jī)器人市場規(guī)模達(dá)到22.70億元，同比2021年增GGII預(yù)計，3C行業(yè)需求疲軟的影響將延續(xù)至2023年，未來協(xié)作機(jī)器人行業(yè)將進(jìn)入平穩(wěn)增長期。預(yù)計至2026年，中國協(xié)作機(jī)器人銷量將接近10萬臺，市場規(guī)模將超過60億元。未來六軸及以上協(xié)作機(jī)器人將進(jìn)入一段平穩(wěn)增長期。預(yù)計至2026年，中國六軸及以上協(xié)作機(jī)器人銷量將接近6萬臺，市場規(guī)模接近60億元。圖表232016-2026年中國協(xié)作機(jī)器人銷量及預(yù)測(單位：萬臺，%)2016201720182019四軸協(xié)作機(jī)器人(萬臺)六軸及以上協(xié)作機(jī)器人(萬臺)——同比增速(%)0(注*上述銷量數(shù)據(jù)包含四軸、六軸、七軸協(xié)作機(jī)器人)口督詢2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書G高工加器A圖表242016-2026年中國協(xié)作機(jī)器人市場規(guī)模及預(yù)測(單位：億元，%)20162017一四軸協(xié)作機(jī)器人(億元)一六軸及以上協(xié)作機(jī)器人(億元)——同比增速(%)(注*上述規(guī)模數(shù)據(jù)包含四軸、六軸、七軸協(xié)作機(jī)器人)數(shù)據(jù)來源：高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)第三節(jié)中國協(xié)作機(jī)器人競爭分析從整體競爭格局來看，內(nèi)資廠商市場占比逐年提升，外資廠商主要以優(yōu)傲為主要代表，其他廠商貢獻(xiàn)的份額較小，傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人巨頭雖然都有推出協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品，但并未將協(xié)作機(jī)器人作為主打的產(chǎn)品，只是作為戰(zhàn)略產(chǎn)品，未重點推廣；此外，外資新進(jìn)廠商在中國市場普遍水土不服，過度強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品本身，在市場渠道布局及應(yīng)用開發(fā)層面偏弱，國產(chǎn)廠商通過優(yōu)化供應(yīng)鏈，將產(chǎn)品的性價比提升，快速打開市場，并獲得主要市場份額。GGII認(rèn)為，從長期來看，協(xié)作機(jī)器人國產(chǎn)替代是主基調(diào)。2022年，國內(nèi)區(qū)域性疫情影響，外資廠商產(chǎn)品交付受到較大阻礙；同時，隨著下游客戶對本土品牌認(rèn)可度逐漸提高，國產(chǎn)廠商本土化優(yōu)勢逐漸放大，國產(chǎn)協(xié)作機(jī)器人在各個下游行業(yè)中的份額實現(xiàn)快速提升。GGII數(shù)據(jù)顯示，2022年，國產(chǎn)廠商六軸及以上協(xié)作機(jī)器人本體銷量市場份額由2021年的78.98%上升至84.52%,較上一年同比上升5.54個百分點。創(chuàng)智匯德整理，僅供學(xué)習(xí)參考口督澗2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書圖表242021-2022年中國協(xié)作機(jī)器人內(nèi)外資市場份額(以銷量計，%)國產(chǎn)廠商，國產(chǎn)廠商，(注*上述銷量數(shù)據(jù)不包含四軸協(xié)作機(jī)器人)數(shù)據(jù)來源：高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)從競爭格局看，除優(yōu)傲機(jī)器人以外，各廠商銷量均有所提升。2022年中國協(xié)作機(jī)器人市場TOP10廠商中國產(chǎn)廠商占據(jù)8席，從銷量層面看國產(chǎn)品牌已處于主導(dǎo)地位。其中以遨博智能為首的前三甲企業(yè)占據(jù)超過50%的份額；優(yōu)傲機(jī)器人在中國市場份額有所下滑；大族機(jī)器人、中科新松、艾利特機(jī)器人等廠商憑借較全的產(chǎn)品體系在多個細(xì)分行業(yè)取得較大突破。此外，以長廣溪智造、天機(jī)智能為代表的新興協(xié)作機(jī)器人廠商開始嶄露頭角，在3C、機(jī)械加工等泛工業(yè)領(lǐng)域中開始起量。圖表252022年中國六軸及以上協(xié)作機(jī)器人品牌競爭格局(按銷量口徑，%)■達(dá)明機(jī)器人●珞石機(jī)器人(注*上述數(shù)據(jù)不包含四軸協(xié)作機(jī)器人)數(shù)據(jù)來源：高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書2023年H1,受宏觀經(jīng)濟(jì)承壓的影響，大部分下游行業(yè)需求收緊，訂單增長放緩，工業(yè)機(jī)器人整體需求增速明顯放緩。相比之下，協(xié)作機(jī)器人市場增速明顯高于其他工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，以新能源、新能源汽車為代表的新興行業(yè)需求持續(xù)釋放，下游行業(yè)頭部廠商的引領(lǐng)示范作用日益凸顯，百臺級訂單持續(xù)涌現(xiàn)。其中以遨博智能、艾利特機(jī)器人為代表的廠商均在新能源及新能源汽車領(lǐng)域斬獲大額訂單，上半年銷量增速亮眼。同時，隨著協(xié)作機(jī)器人國產(chǎn)化的不斷深入，價格層面的內(nèi)卷化亦在同步上演，越來越多國產(chǎn)協(xié)作機(jī)器人廠商加大海外市場的布局力度。此外，商用服務(wù)應(yīng)用如教育科研、醫(yī)療、理療、餐飲、新零售、電力等市場陸續(xù)復(fù)蘇，對于協(xié)作機(jī)器人的拉動效應(yīng)明顯，以遨博智能、大族機(jī)器人、艾利特機(jī)器人、天機(jī)智能為代表的廠商均有不俗的增長表現(xiàn)。創(chuàng)智匯德整理，僅供學(xué)習(xí)參考口督澗2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書高工瓶器A第四章協(xié)作機(jī)器人技術(shù)發(fā)展分析第一節(jié)協(xié)作機(jī)器人技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析截至2023H1,協(xié)作機(jī)器人相關(guān)的專利申請量為1758件。從2016年至2022年，我國協(xié)作機(jī)器人專利申請趨勢與工業(yè)機(jī)器人相近，其中2022年申請量為364件，同比2021年增長圖表262016-2023年H1中國協(xié)作機(jī)器人相關(guān)專利申請情況(單位：件，%)■專利申請數(shù)量(件)——同比增長(%)201720(注*最新數(shù)據(jù)同步有一定滯后性)數(shù)據(jù)來源：RainPat,高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)整理根據(jù)國際機(jī)器人聯(lián)合會(IFR)對人機(jī)協(xié)作的四種定義：√共存：人與機(jī)器人能夠共同工作，但是不享有共同的工作空間；√順序協(xié)作：人和機(jī)器人共享同一工作空間中的全部或部分，但是不能同時在零件或機(jī)器上工作；√共同作業(yè)：協(xié)作機(jī)器人與人能夠在同一個零件或機(jī)器上操作；√響應(yīng)式協(xié)作：協(xié)作機(jī)器人實時響應(yīng)人的動作；目前協(xié)作機(jī)器人主要停留在共存與順序協(xié)作階段，共同作業(yè)以及響應(yīng)式協(xié)作方式較為少見。協(xié)作機(jī)器人的技術(shù)特點主要為安全性、易用性、靈活性、共融性等。安全問題是人機(jī)協(xié)作系統(tǒng)的基礎(chǔ)，協(xié)同工作必須以保證操作人員的安全為前提；易用性和靈活性是人機(jī)協(xié)作系統(tǒng)的重點，能夠快速適應(yīng)柔性的、復(fù)雜的生產(chǎn)方式是協(xié)作機(jī)器人的優(yōu)勢；共融性則是協(xié)作機(jī)創(chuàng)智匯德整理，僅供學(xué)習(xí)參考口高亞督測2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書G高工和器A器人全面深入市場、多方位超越工人的核心。為了滿足協(xié)作機(jī)器人的安全性需求，行業(yè)內(nèi)企業(yè)通常采用低電壓、輕量化設(shè)計，同時具備碰撞檢測功能。低電壓與輕量化設(shè)計主要保障協(xié)作機(jī)器人的安全性。協(xié)作機(jī)器人一般采用小于等于48V的低電壓設(shè)計，能夠有效防止因為線纜內(nèi)部故障導(dǎo)致漏電造成人員傷亡，同時可以有效保證電氣線路的穩(wěn)定。此外，由于需要與人工進(jìn)行協(xié)同作業(yè)，協(xié)作機(jī)器人在設(shè)計過程中會涵蓋碰撞力學(xué)方面的知識，通過輕量化、降低機(jī)械臂運(yùn)動速度，來降低機(jī)械臂在運(yùn)行時所產(chǎn)生的動能，從而實現(xiàn)將碰撞造成的危害微小化、可控化。碰撞檢測作為協(xié)作機(jī)器人安全功能的核心，兩種代表技術(shù)方案分別為UR的無傳感器電流檢測方案和Kukaiiwa的關(guān)節(jié)力矩傳感器檢測方案，二者均通過發(fā)生碰撞時碰撞力的檢測來觸發(fā)機(jī)器人的保護(hù)性停止。其中關(guān)節(jié)力矩傳感器大幅提升了碰撞檢測的靈敏度，但同時帶來了剛度和精度的下降問題。協(xié)作機(jī)器人多用于柔性需求較高的場景，這類場景對于協(xié)作機(jī)器人的易用性和靈活性帶來了較高要求。傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人示教器編程采用機(jī)器人點位的逐點示教以及高級機(jī)器人語言編程完成，專業(yè)性強(qiáng)，上手門檻高；協(xié)作機(jī)器人通過拖動示教路徑點的記錄并降低了操作者的專業(yè)要求。隨著協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，提升協(xié)作機(jī)器人編程的易用性，覆蓋(ows/Linux/Mac/移動端客戶端、網(wǎng)頁端、手持示教器等)的拖拽式圖形化編程成為協(xié)作機(jī)器人編程發(fā)展的方向。此外，行業(yè)內(nèi)企業(yè)對機(jī)器人編程方式不斷進(jìn)行優(yōu)化升級，以實現(xiàn)機(jī)器人的快速部署，近年來，協(xié)作機(jī)器人示教方案已經(jīng)逐步發(fā)展出無線示教和圖形示教等方式。在靈活性方面，協(xié)作機(jī)器人在外置接口的設(shè)計上采用了兼容式設(shè)計，能夠在較大程度上通過靈活替換外接裝置，可以使協(xié)作機(jī)器人快速滿足工藝場景下的功能要求，實現(xiàn)靈活性的提升。為了進(jìn)一步提升協(xié)作機(jī)器人的應(yīng)用靈活性，各家協(xié)作機(jī)器人企業(yè)結(jié)合其在上下游的優(yōu)勢，與市面上領(lǐng)先的機(jī)器人周邊配件廠家展開了深度的合作，推出了圍繞協(xié)作機(jī)器人的產(chǎn)品生態(tài)創(chuàng)智匯德整理，僅供學(xué)習(xí)參考口高亞督測2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書G高工和器A四、共融性方面協(xié)作機(jī)器人的共融性主要指協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)易于嵌入或接納其它系統(tǒng)、易于轉(zhuǎn)化先進(jìn)的理論與算法，使得自身功能不局限于機(jī)器人制造商的定義，而具有極大的擴(kuò)展性?，F(xiàn)階段協(xié)作機(jī)器人在共融性方面已經(jīng)有了較大提升，并仍在不斷進(jìn)步中，能夠與機(jī)器視覺系統(tǒng)、移動操作技術(shù)、AI技術(shù)平臺、各類工藝包等進(jìn)行共融互通，實現(xiàn)各類延展性應(yīng)用。第二節(jié)協(xié)作機(jī)器人核心技術(shù)分析一、一體化關(guān)節(jié)一體化關(guān)節(jié)指在機(jī)器人每個關(guān)節(jié)內(nèi)完成伺服驅(qū)動器的裝置以及底層電氣設(shè)備的連接，使每個關(guān)節(jié)成為一個控制單元，以簡化整機(jī)走線，降低配套設(shè)備重量。為了滿足對于安全性和靈活性的需求，協(xié)作機(jī)器人的走線和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的穿氣管都在內(nèi)部，因此要求電機(jī)、減速器、驅(qū)動器等都要放在一個大中空的結(jié)構(gòu)里，編碼器、驅(qū)動器、減速器、電機(jī)、制動器等都需采用集成式設(shè)計。一體化關(guān)節(jié)設(shè)計與協(xié)作機(jī)器人有較高的契合度。協(xié)作機(jī)器人在設(shè)計之初往往會考慮輕量化、安全性等需求，采用一體化關(guān)節(jié)設(shè)計能夠有效地降低協(xié)作機(jī)器人本體重量；同時，中空走線的設(shè)計也在一定程度上避免了因線路故障引起漏電導(dǎo)致人員傷亡的情況。盡管一體化關(guān)節(jié)設(shè)計十分契合協(xié)作機(jī)器人的設(shè)計需求，但是目前在實際研發(fā)設(shè)計過程中仍有一定困難。協(xié)作機(jī)器人一體化關(guān)節(jié)內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，除電機(jī)、減速器、驅(qū)動器、編碼器等零部件外，通常還內(nèi)置力矩傳感器及機(jī)械制動器等。同時，由于這些零部件往往來自于不同上游廠商，結(jié)構(gòu)設(shè)計多樣化，不利于機(jī)器人或關(guān)節(jié)模組廠商集成設(shè)計，使本體集成設(shè)計成為協(xié)作機(jī)器人前期研發(fā)的難點之一。此外，零部件選型成本高、適配性不明確、市場非標(biāo)定制化程度較高，也為一體化關(guān)節(jié)應(yīng)用的發(fā)展道路埋下一道道坎坷。二、軌跡規(guī)劃技術(shù)路徑規(guī)劃是指在某一作業(yè)場景下，根據(jù)作業(yè)內(nèi)容的需要，結(jié)合路徑約束與障礙物約束找到一系列要經(jīng)過的路徑點(空間中的位置或關(guān)節(jié)角度),并得到一系列末端的運(yùn)動路徑點數(shù)據(jù)。機(jī)器人路徑規(guī)劃主要是為了使機(jī)器人在作業(yè)過程中的運(yùn)動路徑與障礙物保持一定距離，同時整體路徑能夠保持最短，以實現(xiàn)安全、高效的自動化作業(yè)。軌跡規(guī)劃是在路徑規(guī)劃的基礎(chǔ)上加入了時間序列信息，對機(jī)械臂在運(yùn)動過程中的速度和加速度進(jìn)行規(guī)劃，可以在機(jī)器人關(guān)節(jié)空間運(yùn)動中使機(jī)器人運(yùn)行時間盡量短或能量消耗盡量創(chuàng)智匯德整理，僅供學(xué)習(xí)參考口高亞督測2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書G高工和器A碰撞檢測是保障協(xié)作機(jī)器人安全性的關(guān)鍵性技術(shù)之一，能夠?qū)崟r監(jiān)測機(jī)器人與工作人員或其他設(shè)備之間是否存在碰撞，并對碰撞進(jìn)行及時的反饋，通過策略控制保證碰撞發(fā)生時不會對工作人員造成傷害。協(xié)作機(jī)器人碰撞檢測技術(shù)主要有兩類：碰撞后檢測安全技術(shù)與碰撞前檢測安全技術(shù)。碰撞后檢測安全技術(shù)主要是靠優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計、碰撞力抑制算法和搭載關(guān)節(jié)力矩傳感器、電流環(huán)、觸覺力覺傳感器等方法檢測碰撞是否發(fā)生，及時反饋碰撞信息并快速作出應(yīng)對方案，從而降低碰撞發(fā)生后造成的傷害；碰撞前檢測安全技術(shù)是在機(jī)器人上使用非接觸式的傳感器 (視覺系統(tǒng)、安全皮膚、激光傳感器等),對周圍環(huán)境及人的行為進(jìn)行預(yù)測，并采取相應(yīng)的安全避障措施，因此可以從根本上避免碰撞的發(fā)生，極大地提高了人機(jī)交互的安全性。常用碰撞檢測方法如下：最常用的碰撞檢測方式之一，通過添加關(guān)節(jié)力矩傳感器或底座力矩傳感器來檢測外力，可以有效避免摩擦力誤差，碰撞檢測精度較高。采用電機(jī)的電流或反饋的力矩來檢測碰撞是否發(fā)生，無需額外添加傳感器，并且能夠完整覆蓋機(jī)器人整個表面，是成本最低的碰撞檢測法。從另一方面來看，電流環(huán)碰撞檢測法容易受摩擦力影響，對建模和辨識帶來一定困難，且減速器越大，摩擦力誤差也會隨之增大。因此，電流環(huán)式碰撞檢測法的檢測精度有一定局限性，多用于小型協(xié)作機(jī)器人上。一種碰撞后檢測方法，通過在機(jī)器人表面安置壓力傳感器來檢測外力，檢測靈敏度高，檢測精度較高，但是由于單個機(jī)器人對于壓力傳感器的需求量較多，導(dǎo)致裝配較復(fù)雜，布線難度較大，成本過高?？梢员患庸楦鞣N形狀，能夠檢測機(jī)器人周圍15cm范圍內(nèi)的工作區(qū)域，且檢測靈敏度較高，在機(jī)器人高速運(yùn)行狀態(tài)下，可以有效檢測出障礙物的存在并及時停止機(jī)器人作業(yè)。口高亞督測2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書G高工和器A一種碰撞前檢測方法，通過搭載3D視覺相機(jī)或廣角攝像頭來監(jiān)測機(jī)器人工作范圍內(nèi)是否存在障礙物，已實現(xiàn)機(jī)器人與障礙物接觸前可以及時作出應(yīng)對措施。此外，搭載視覺相機(jī)還有利于定位分揀、上下料、產(chǎn)品檢測等場景中協(xié)作機(jī)器人的自動化、智能化應(yīng)用。包括在機(jī)器人周邊設(shè)置電子圍欄、壓力墊、激光傳感器等裝置，通過對機(jī)器人周邊一定范圍內(nèi)的障礙物進(jìn)行監(jiān)測反饋，從而降低工人或其他設(shè)備突然出現(xiàn)導(dǎo)致碰撞的可能性。傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人往往被設(shè)計在結(jié)構(gòu)化的工作場景中進(jìn)行重復(fù)性的位置作業(yè)，然而到了非結(jié)構(gòu)化且需要進(jìn)行接觸作業(yè)的工作場景中，這種重復(fù)性的、單純依靠位置控制的作業(yè)模式就會遇到困難。為了解決接觸作業(yè)中對作用力柔性的高要求和位置控制準(zhǔn)確性及系統(tǒng)高剛性之間存在著矛盾，協(xié)作機(jī)器人柔順控制這一概念被引入。機(jī)器人的柔順性可以分為被動柔順與主動柔順。被動柔順主要是通過彈簧機(jī)構(gòu)、阻尼器、氣動柔順裝置來實現(xiàn)機(jī)器人的末端柔性操作。被動柔順機(jī)構(gòu)的柔順中心一旦被固定，就很難調(diào)整，主要適應(yīng)剛度固定的作業(yè)要求。主動柔順，是指機(jī)器人利用力的反饋信息采用一定的控制策略去主動控制作用力。這里采用的力反饋信息通過機(jī)器人末端六維力傳感器或關(guān)節(jié)扭矩傳感器獲取，隨著國內(nèi)力傳感器技術(shù)上的突破，傳感器設(shè)備的性能也將逐漸標(biāo)準(zhǔn)化，成本也會逐步降低，未來協(xié)作機(jī)器人的力控性能差異還是會落在機(jī)器人控制器的力控算法和策略上。根據(jù)控制策略，主動柔順可以分為：直接力控制策略、阻抗/導(dǎo)納控制策略、力/位混合控制策略和自適應(yīng)/智能控制策略。目前，多數(shù)協(xié)作機(jī)器人企業(yè)都是從力/位混合控制往自適應(yīng)/智能控制策略躍進(jìn)。五、振動抑制技術(shù)協(xié)作機(jī)器人關(guān)節(jié)傳動系統(tǒng)中含有諧波減速器、力矩傳感器等柔性元件，使其具有關(guān)節(jié)柔性；同時，輕量化以及內(nèi)部中空的結(jié)構(gòu)設(shè)計使協(xié)作機(jī)器人具有連桿柔性，導(dǎo)致在運(yùn)動、定位以及末端負(fù)載較大時會造成協(xié)作機(jī)器人的振動。協(xié)作機(jī)器人振動形式主要為過程振動和殘余振動，其中，過程振動是指協(xié)作機(jī)器人在作業(yè)中受到外部干擾或內(nèi)部建模參數(shù)不確定而產(chǎn)生的震顫；殘余振動是指協(xié)作機(jī)器人在完成周期作業(yè)后由于位置與速度的誤差導(dǎo)致在終止點發(fā)生的自由振蕩。協(xié)作機(jī)器人在運(yùn)行中產(chǎn)生的創(chuàng)智匯德整理，僅供學(xué)習(xí)參考振動對于其在準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性、工作效率都有一定程度影響，甚至可能導(dǎo)致協(xié)作機(jī)器人結(jié)構(gòu)疲勞和損傷，縮短機(jī)器人使用壽命。因此，為保證協(xié)作機(jī)器人的高效、穩(wěn)定作業(yè)，須采取振動抑制技術(shù)。第三節(jié)協(xié)作機(jī)器人技術(shù)趨勢與方向近年來，協(xié)作機(jī)器人的性能在不斷向工業(yè)方向靠攏，穩(wěn)定性不斷提高；從最早的3kg、5kg、10kg的負(fù)載，到現(xiàn)在20kg、30kg,負(fù)載不斷增大；從開始的1m/s的速度，到現(xiàn)在可達(dá)3m/s,速度不斷變快；精度也達(dá)到了工業(yè)級別的0.02mm。從性能上而言，協(xié)作機(jī)器人不斷沖擊原來由于技術(shù)限制所形成的協(xié)作機(jī)器人與工業(yè)機(jī)器人之間涇渭分明的界限；從應(yīng)用上來看，協(xié)作機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域有了越來越多的應(yīng)用，甚至在部分領(lǐng)域已經(jīng)替代了傳統(tǒng)意義的工業(yè)機(jī)器人。然而，對于這些大負(fù)載、高速度的協(xié)作機(jī)器人，安全性則是對性能的一種桎梏，為了保協(xié)作機(jī)器人，是一款跨界探索產(chǎn)品，本體與工業(yè)機(jī)器人無異，但增加了安全激光掃描儀，配合ABB的SafeMove2功能，通過感知人體與機(jī)器人的距離來調(diào)整工作狀態(tài)，相當(dāng)于增加了一個隱形的圍欄來保障了安全性，相對協(xié)作機(jī)器人人機(jī)協(xié)同的共享工作空間，存在安全區(qū)域的人機(jī)隔離。心零部件重量輕，功率密度高將成為主要特點，使得協(xié)作機(jī)器人關(guān)節(jié)更加輕量化，負(fù)載力更伺服驅(qū)動：機(jī)器人伺服驅(qū)動偏向集成化，小體積化，要求具備高動態(tài)響應(yīng)，高精度，力控制及抖動抑制，整體向智能化發(fā)展。編碼器：機(jī)器人編碼器是伺服控制的核心部件，目前在成本上，可制造性，精度等還有一定的局限。后續(xù)發(fā)展方向主要是圍繞高精度、高集成度、高可靠性發(fā)展。伺服控制性能提高，必然要求編碼器技術(shù)的提高，高精度編碼器尤為重要。由于需要關(guān)節(jié)輸入輸出兩側(cè)位置、速度等，編碼器需要采集兩端信息，高集成度的編碼器同時采集兩端信息，減少體積和走線尤為重要。另外編碼器必然需要更高的可靠性，抗干擾，在強(qiáng)輻射、高低溫等特殊場合依然保持可靠性。創(chuàng)智匯德整理，僅供學(xué)習(xí)參考首先機(jī)器人必須要有力感知，具備力感知的機(jī)器人能夠更好地實現(xiàn)智能柔順抓取，也可以更好的與人進(jìn)行安全交互。其次機(jī)器人要圍繞視覺感知發(fā)展，讓機(jī)器人可以看見周圍環(huán)境，其包智能相機(jī)技術(shù)、3D視覺傳感技術(shù)、3D激光雷達(dá)技術(shù)等?！把劬Α睂τ跈C(jī)器人執(zhí)行新任務(wù)(例如在倉庫中挑選和移動產(chǎn)品)不可或缺。傳統(tǒng)機(jī)器人(或沒有視覺系統(tǒng)的機(jī)器人)只能完成簡單的重復(fù)性任務(wù)，而具有機(jī)器視覺的機(jī)器人可以解決更多問題，例如來料位置不一致，來料具有公差等。除此之外，視覺系統(tǒng)可以賦予機(jī)器人讀取顏色或紋理的能力，使機(jī)器人能夠完成檢測類應(yīng)用，例如：條形碼檢測。而配備3D視覺系統(tǒng)的機(jī)器人功能更加強(qiáng)大，可以抓取或檢測立體的物體，實現(xiàn)無序抓取等應(yīng)用。除了對光信號的感知外，具備對外界力的感知能力也將極大拓寬機(jī)器人的應(yīng)用場景，例如打磨、裝配、按摩、康復(fù)以及手術(shù)等。未來機(jī)器人將不可避免的與人共同工作或為人直接提供服務(wù)。具備力的感知能力可以保證機(jī)器人與人接觸過程中的安全，避免異常情況對人的傷害。同時，具備力的感知能力將便于機(jī)器人的使用，人可以通過直接拖動的方式給機(jī)器人安排工作，無需學(xué)習(xí)復(fù)雜的編程語言，協(xié)作效率也得以提升。在按摩等場景中，機(jī)器人與人直接接觸，靈敏的力感知可以讓機(jī)器人模擬人的按摩動作，達(dá)到與人相同的治療效果。機(jī)器人作為一直以來作為機(jī)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)，只能替代簡單體力勞動。對于復(fù)雜非結(jié)構(gòu)化的場景，則無法發(fā)揮太大作用。近年來，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，越來越多的新式應(yīng)用涌現(xiàn)出來，例如無序抓取，智能檢測等。隨著工業(yè)數(shù)據(jù)的積累和計算機(jī)算力的提升，機(jī)器人可以通過學(xué)習(xí)的方式處理復(fù)雜問題，優(yōu)化動作流程。AI應(yīng)用是未來協(xié)作機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展趨勢，未來只有具備人工智能，自制學(xué)習(xí)判斷的協(xié)作機(jī)器人才可以成為真正的協(xié)作機(jī)器人。機(jī)器人除了安全和人機(jī)交互外，必然需要深度學(xué)習(xí)，可以通過自主學(xué)習(xí)訓(xùn)練使得機(jī)器人更加具備智能化，也是人機(jī)交互的重點。未來機(jī)器人控制器或?qū)l(fā)展為零編程使用，通過使用多傳感器融合后的智能學(xué)習(xí)判斷，與人智能交互后即可實現(xiàn)目標(biāo)任務(wù)的執(zhí)行。底層部件的模塊化為機(jī)器人整機(jī)的開發(fā)夯實了基礎(chǔ)，提升了新產(chǎn)品的開發(fā)速度，增強(qiáng)了新產(chǎn)品的可靠性。不同規(guī)格的關(guān)節(jié)經(jīng)過組合，配上相應(yīng)的連桿，即可組成一款新的機(jī)器人，無需從底層模塊開發(fā)。同時，不同機(jī)器人共用相同的關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)的使用數(shù)量會有大幅提升，創(chuàng)智匯德整理，僅供學(xué)習(xí)參考更有利于關(guān)節(jié)的成熟。此外，關(guān)節(jié)的批量使用也使企業(yè)的采購成本降低，進(jìn)而降低了機(jī)器人整機(jī)的成本，從而大幅提升機(jī)器人的性價比和競爭力。創(chuàng)智匯德整理，僅供學(xué)習(xí)參考口高路澗2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書高工瓶器A第五章協(xié)作機(jī)器人行業(yè)投融資概況分析第一節(jié)近年來行業(yè)融資態(tài)勢從融資數(shù)量上看，據(jù)GGII不完全統(tǒng)計，2015-2022年，國內(nèi)協(xié)作機(jī)器人市場共計70例融資案例，其中2018融資案例共14例，2019年與2020年均為7例；2021年全年，行業(yè)內(nèi)共有13例融資事件，融資總額約50.28億元，創(chuàng)歷史新高；2022年共有10例融資事件，融資總額約29.21億元，同比2021年下滑41.91%。2023年上半年共有3例融資事件，融資總額約2.75億元，較上一年同期大幅下滑。圖表272015-2023H1中國協(xié)作機(jī)器人市場融資情況數(shù)據(jù)來源：公開資料，高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)整理協(xié)作機(jī)器人整體融資規(guī)模呈現(xiàn)波動態(tài)勢。在經(jīng)歷了2019年的市場短暫低迷后，行業(yè)整體融資情況逐漸向好。2021年，中國協(xié)作機(jī)器人融資規(guī)模突破50億元，平均單筆融資金額突破3.87億元，遠(yuǎn)超歷史年份數(shù)據(jù)。2022年，資本逐漸收緊口袋，不論是融資總額還是融資數(shù)量都出現(xiàn)一定下滑。從融資去向看，2022年協(xié)作機(jī)器人領(lǐng)域融資分化態(tài)勢愈加明顯，頭部廠商的“吸金”能力進(jìn)一步提升。2023年協(xié)作機(jī)器人頭部廠商陸續(xù)開啟上市進(jìn)程，某種程度上給二梯隊廠商的融資造成了一定的壓力，疊加資本市場投資謹(jǐn)慎度的增強(qiáng)，協(xié)作機(jī)器人本體領(lǐng)域的融資遭遇前所未有從融資輪次分布來看，截至2023H1,C輪及以上的企業(yè)占比62%,處于A輪的企業(yè)占比15%,處于Pre-A輪及以前的企業(yè)占比為8%。超過半數(shù)的協(xié)作機(jī)器人企業(yè)融資進(jìn)行到B輪及創(chuàng)智匯德整理，僅供學(xué)習(xí)參考口督澗2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書G高工加器以后，反映出協(xié)作機(jī)器人企業(yè)已經(jīng)度過了早期的技術(shù)積累階段，應(yīng)用逐步落地，開始更進(jìn)一步進(jìn)入謀發(fā)展的階段。需要注意的是，協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品“同質(zhì)化”問題開始顯現(xiàn)，加上外部環(huán)境的遇冷，市場內(nèi)卷化加劇，企業(yè)盈利水平經(jīng)受較大考驗。圖表28截至2023HI協(xié)作機(jī)器人企業(yè)融資階段分布情況數(shù)據(jù)來源：高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)第二節(jié)主要的機(jī)構(gòu)代表圖表292015-2023年H1協(xié)作機(jī)器人行業(yè)主要投資機(jī)構(gòu)代表(排名不分先后)代表項目創(chuàng)智匯德整理，僅供學(xué)習(xí)參考口工路锏2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書G高L瓶器A經(jīng)緯中國珞石機(jī)器人、墨影科技、啟玄科技、勵微機(jī)器人、宇能、昂視智能、思謀科技、中科微至智昌集團(tuán)、梅卡曼德元禾原點艾利特機(jī)器人、漢升達(dá)、長木谷醫(yī)療、江蘇北人、寒武法奧意威、星猿哲、梅卡曼德、鼎納自動化、斯坦尚城投資口督澗2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書G高工機(jī)器A第六章協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用分析第一節(jié)協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用場景分析近年來，協(xié)作機(jī)器人企業(yè)不斷開拓下游應(yīng)用場景，協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品在性能上也屢有突破。在工業(yè)場景中，對比傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人對結(jié)構(gòu)化環(huán)境的要求及人機(jī)分離、只能進(jìn)行單一產(chǎn)品大批量生產(chǎn)的特點，協(xié)作機(jī)器人可以在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中進(jìn)行應(yīng)用、支持人機(jī)協(xié)作、進(jìn)行小批量或定制化的生產(chǎn)。協(xié)作機(jī)器人的增長既來自于制造業(yè)的傳統(tǒng)需求，即提高生產(chǎn)效率、降低單位人工成本等，也來自于現(xiàn)代工業(yè)對柔性生產(chǎn)的需求：應(yīng)對多品種小批量生產(chǎn)、實現(xiàn)從批量生產(chǎn)到大規(guī)模定制的轉(zhuǎn)變。而近年來隨著協(xié)作機(jī)器人工藝包的持續(xù)開發(fā)，協(xié)作機(jī)器人能實現(xiàn)的應(yīng)用逐漸多元化。從應(yīng)用場景來看，目前協(xié)作機(jī)器人的應(yīng)用主要集中于工業(yè)場景的裝配、螺絲鎖付、搬運(yùn)/上下料、拋光打磨、焊接、噴涂等領(lǐng)域，而在非工業(yè)領(lǐng)域，則被廣泛應(yīng)用于自動咖啡機(jī)、物料抓取以及其他新興應(yīng)用中。GGII數(shù)據(jù)顯示，2022年，協(xié)作機(jī)器人在搬運(yùn)/上下料、裝配以及螺絲鎖付等場景的應(yīng)用占比超過50%,分別為22.7%、17.34和13.2%。拋光打磨、點膠/涂膠、焊接、噴涂等應(yīng)用場景占比分別為7.56%、4.3%、3.2%以及2.2%。圖表302022年協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用場景分布(以銷量計，單位：%)■搬運(yùn)/上下料■點膠/涂膠·焊接(注*上述數(shù)據(jù)包含四軸、六軸、七軸協(xié)作機(jī)器人)數(shù)據(jù)來源：高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)創(chuàng)智匯德整理，僅供學(xué)習(xí)參考口高路澗2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書G高工瓶器A第二節(jié)協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用行業(yè)分析在工業(yè)領(lǐng)域，國內(nèi)協(xié)作機(jī)器產(chǎn)品主要應(yīng)用于3C電子、汽車及零部件、機(jī)械加工等行業(yè)。2022年，3C電子行業(yè)景氣度不及預(yù)期，訂單需求下滑明顯，汽車及零部件行業(yè)依然是協(xié)作機(jī)器人的主要流向，其他行業(yè)領(lǐng)域滲透率持續(xù)提升，如機(jī)械加工、新能源、醫(yī)療保健等細(xì)分市場均同比增長。協(xié)作機(jī)器人可對人類進(jìn)行感知，安全性高，還被廣泛用于非工業(yè)領(lǐng)域，在非工業(yè)領(lǐng)域，科研教育和醫(yī)療保健是目前主要的應(yīng)用市場。2022年上半年，按摩理療行業(yè)對協(xié)作機(jī)器人的大批量采購成為全年亮點之一，國內(nèi)協(xié)作機(jī)器人企業(yè)也在持續(xù)針對商業(yè)場景進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)。從另一方面來看，當(dāng)前協(xié)作機(jī)器人雖然已經(jīng)可以實現(xiàn)許多商業(yè)場景的應(yīng)用，如：無人水吧、無人零售等，但是仍缺少成熟的場景運(yùn)營商來搭建可盈利的商業(yè)模式，行業(yè)內(nèi)企業(yè)在非工業(yè)領(lǐng)域處于落地案例積累階段，預(yù)計2023年商用服務(wù)領(lǐng)域會有更多落地項目。GGII數(shù)據(jù)顯示，2022中國協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品主要應(yīng)用于汽車及零部件、3C電子、科研教育以及醫(yī)療保健等行業(yè)，從整體占比來看，工業(yè)領(lǐng)域仍舊是協(xié)作機(jī)器人的主戰(zhàn)場。協(xié)作機(jī)器人行業(yè)仍處于發(fā)展初期階段，市場基數(shù)相對較小，單一下游行業(yè)的波動也會導(dǎo)致整體下游分布出現(xiàn)較大變化。過去3C電子行業(yè)一直是協(xié)作機(jī)器人的主戰(zhàn)場之一，但是由于2022年3C電子行業(yè)較低年醫(yī)療與保健行業(yè)對協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)品出現(xiàn)大批量需求，并已逐漸形成場景化和標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用。圖表312022年中國協(xié)作機(jī)器人下游行業(yè)分布(以銷量計，%)■科研教育·半導(dǎo)體(注*上述銷量數(shù)據(jù)包含四軸、六軸、七軸協(xié)作機(jī)器人)數(shù)據(jù)來源：高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)創(chuàng)智匯德整理，僅供學(xué)習(xí)參考市場競爭人力需求大，重復(fù)性勞動占比高，行業(yè)內(nèi)企業(yè)對自動化認(rèn)知較深，自動化需求迫切高高中科新松天機(jī)智能需求高，產(chǎn)線布局復(fù)雜高高中科新松長廣溪智造天機(jī)智能空間小，要求全天候工作，對穩(wěn)定性、精度要求高中中中科新松遨博智能法奧意威行業(yè)入市壁壘高，可應(yīng)用范圍中中中科新松中中中科新松中小廠商占大多數(shù)，受消費(fèi)個性中中大族機(jī)器人G高工盜詢2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書自動化需求高，頭部廠商資金實力強(qiáng)，對成本敏感度低高中中科新松多工藝無法通過自動化替代人工中中遨博智能需求高，頭部廠商資金實力強(qiáng)，高中科新松行業(yè)應(yīng)用分散，客戶重視回本周中中天機(jī)智能中科新松慧靈科技數(shù)據(jù)來源：高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)第三節(jié)協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用趨勢分析一、下游行業(yè)認(rèn)知提升，協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用滲透率持續(xù)上升從應(yīng)用分布來看，協(xié)作機(jī)器人在工業(yè)場景的滲透率持續(xù)提升，從3C電子、汽車及其零配件、家電等行業(yè)向更多細(xì)分子行業(yè)滲透，如新能源行業(yè)，有望迎來批量性導(dǎo)入?yún)f(xié)作機(jī)器人的契機(jī)。此外，近年來，協(xié)作機(jī)器人在商用服務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用滲透持續(xù)深入，如智能零售、按摩理療、醫(yī)療等領(lǐng)域，布局廠商逐年增加，在部分場景已出現(xiàn)千臺級的訂單。GGII判斷，隨著下游行業(yè)認(rèn)知的逐年提升，疊加協(xié)作機(jī)器人的性價比優(yōu)勢持續(xù)凸顯，協(xié)作機(jī)器人未來幾年銷量的增長有賴于下游行業(yè)滲透率的上升與部分核心行業(yè)的深耕。二、協(xié)作機(jī)器人生態(tài)日益豐富，傳感器加持助力協(xié)作機(jī)器人感知能力提升當(dāng)前的協(xié)作機(jī)器人生態(tài)圈已經(jīng)涵蓋上游零部件、本體、集成商、視覺、傳感器、軟件、末端執(zhí)行器等，越來越多創(chuàng)新型產(chǎn)品的誕生將大大促進(jìn)協(xié)作機(jī)器人生態(tài)的豐富，相比較傳統(tǒng)的機(jī)器人，協(xié)作機(jī)器人最大的特點就是靈活性、安全性和易用性，為了進(jìn)一步提高協(xié)作機(jī)器創(chuàng)智匯德整理，僅供學(xué)習(xí)參考口督澗2023年協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書人的安全性，視覺、傳感器以及軟件的應(yīng)用將日益廣泛；為了進(jìn)一步提高協(xié)作機(jī)器人的靈活性和易用性，在應(yīng)用中將會使用越來越多的柔性夾具，并且這些末端執(zhí)行器將越來越成為機(jī)器人應(yīng)用的核心部件，協(xié)作機(jī)器人配備了末端執(zhí)行器之后可以更好的實現(xiàn)一些