人形机器人编码器是人形机器人关节的重要部件之一,是确保旋转关节、直线关节运动精度的关键组成部分。
人形机器人关节主要包括旋转关节、直线关节两大类,被广泛应用在人形机器人的上肢、躯干、腰部、下肢、手部的等众多部位,产品通常主要由电机、减速机/滚柱丝杠、传感器、控制器、编码器等组成。为实现高精度旋转运动、直线运动,编码器不可或缺。
编码器是人形机器人关节伺服系统的反馈装置,关节工作时,伺服电机在控制器控制下产生动力,通过减速机、滚柱丝杠减速并放大扭矩或者将旋转运动转换为直线运动以传递动力,编码器编码各项运动参数,转换为电信号,将此反馈信号传输给控制器,基于反馈信号控制器实现电机控制,实时纠正偏差。因此,编码器可以影响人形机器人关节伺服系统的精度。
根据新思界产业研究中心发布的
《2025-2030年中国人形机器人编码器行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,人形机器人编码器可以采用单编码器形式,也可以采用双编码器形式,双编码器更为常见。双编码器即输入编码器+输出编码器,输入编码器靠近电机端,为高速端,对电机进行监测,输出编码器为低速端,记录关节输出位置。编码器在精度、分辨率、稳定性、成本等方面均有较高要求,随着人形机器人技术不断进步,编码器的精度、响应速度等要求还在不断提高。
编码器在人形机器人中需求数量多。以特斯拉人形机器人“擎天柱(Optimus)”为例,其拥有14个旋转关节,一个关节采用2个编码器,拥有14个直线关节,一个关节采用1个编码器,此外还有12个空心杯关节,全身共需要54-66个编码器。随着技术发展,人形机器人自由度不断提升。2024年12月,矩阵超智推出全身拥有77个自由度的人形机器人“MATRIX-1”,关节使用数量大幅提高,拉动编码器需求快速增长。
新思界
行业分析人士表示,在我国市场中,国外编码器生产商主要有多摩川、海德汉等,国内编码器生产商主要有禹衡光学、宜科等。编码器可以应用在机器人、数控机床、电梯、汽车、电子等众多领域。近年来我国人形机器人市场高速增长,预计2025年市场规模将超50亿元,为人形机器人编码器带来广阔市场空间,其需求比例有望持续攀升。但国内人形机器人编码器研制能力不足,龙头企业禹衡光学开发的编码器尚未批量应用于人形机器人领域,行业未来进步空间大。