朱晔团队 天风研究 2023-07-02 17:03 发表于北京

1）多地机器人产业政策有望陆续落地，政策端支持力度不断加码。2）未来两个月内人形机器人有望迎来密集催化时间节点。建议关注标的：1）基石标的：三花智控（与家电组联合覆盖）、绿的谐波、鸣志电器、江苏雷利（与电新组联合覆盖）、鼎智科技。2）传感器标的：柯力传感（与中小市值组联合覆盖）、汉威科技。新增标的：1）连杆：三联锻造。2）行星减速机：双环传动（与汽车和中小市值组联合覆盖）、中大力德。3）IMU：华依科技。

近期重要论文：
UCLA Zhu.Taoyuanmin的博士论文Design of a Highly Dynamic Humanoid Robot，提出的是腿部未涉及行星滚柱丝杠的方案，其核心在于大气隙半径电机+普通行星减速机+四连杆方案。

论文核心看点：

1）液体冷却的需求有望提升。

主流的冷却方式有以下几种：①nTIM+SA：无热传递材料，自然对流。② TIM+SA：灌封导热胶，自然对流。③TIM+F：灌封导热胶，强制风冷。④ TIM+LC：灌封导热胶，液体冷却。⑤ IC：浸没式冷却。

由于过度焦耳加热，执行机构不能长时间维持峰值负载。为了解决这个问题，机器人需要广泛的冷却系统来不间断地运行。在执行器外壳上的内置冷却剂通道允许它们使用集中冷却系统进行液体冷却。

2）IMU在头部及足部的普遍应用。

IMU是能够平衡和稳定行走的关键传感器。典型的IMU传感器包括三轴加速度计和三轴陀螺仪。

6轴IMU作为一个额外的传感器也集成在脚传感器PCB上。陀螺仪和加速度计的数据可以用来进一步提高状态估计器的性能，或者为未来的研究提供帮助。

3）髋部设计不同于常规机器人，呈现髋偏航轴（yaw）与髋滚轴（roll）的45°倾斜角。

本篇论文中，在下肢的创新上，主要包括：

①去除一个脚踝关节，下肢自由度从6自由度变为5自由度。下肢6自由度分布在：髋关节偏航（yaw）、髋关节滚转（roll，图示转盘位置）、髋关节俯仰（pitch）、膝关节俯仰、踝关节俯仰和踝关节滚转（见下图）。

②另一种是简单地将髋部偏航轴（yaw）和髋部滚轴（roll）呈现yaw向前倾斜45度。通过这样做，行走时两个执行器之间的扭矩分配更加均匀。因此，两个执行器可以使用相同的执行器模块，而无需特别定制。这种设计的另一个好处是，偏航和滚动驱动器现在隐藏在骨盆结构的后面。这给股骨提供了更好的髋关节俯仰运动范围的间隙，这有利于在膝盖靠近胸部的运动，如下蹲运动。

论文将其设计机器人ARTEMIS与直线设计机器人THOR RD进行对比，当足部离地位移逐步减少时，腿部承受力的百分比都会减少，但ARTEMIS减少更快，说明其腿部力承受更少，更有益于提升性能、延长寿命。

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4）T型槽在躯干中的应用，结构件及T型槽普遍使用五轴机床加工。

T型槽为一种固定方式（下图中的T-slotted aluminum framing所指小方块，尺寸为20mm*20mm），不是用焊接完全焊牢，使用t型槽框架代替焊管结构的好处是，如果要在以后的时间点添加新的仪器，安装功能可以很容易地添加或修改。

现成的支架，紧固件和硬件也使其易于设计，加工要求最低。手柄安装在躯干的顶部背部，便于运输及安装。控制主机、热管理（液冷及风扇）、电池、电子模块等均安装在躯干内，且具备可调整性。

催化时点：

1）多地机器人产业政策有望陆续落地，政策端支持力度不断加码。

继上海、深圳分别在5月31日、6月15日发布机器人产业引导政策后，北京市于6月28日公布了机器人的产业支持政策，未来各地产业支持政策有望陆续落地，政策端支持力度不断加码。

2）未来两个月内人形机器人有望迎来密集催化时间节点。

人形机器人主要的近期催化事件主要为7月Dojo芯片的生产以及7月国产康复机器人巨头傅利叶智能的人形机器人GR-1的发布。此外，参考往年特斯拉AI Day的发布时间，我们预计2023特斯拉AI Day有望在8-9月举办，届时特斯拉Optimus有望展现出更完善的开发形态。

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建议关注标的：

1）基石标的：三花智控（与家电组联合覆盖）、绿的谐波、鸣志电器、江苏雷利（与电新组联合覆盖）、鼎智科技；

2）传感器标的：柯力传感（与中小市值组联合覆盖）、汉威科技。

新增标的：

1）连杆：三联锻造；

2）行星减速机：双环传动（与汽车和中小市值组联合覆盖）、中大力德；

3）IMU：华依科技。

风险提示： 人形机器人商业化进展不及预期的风险；上游零部件技术路径变更的风险；零部件国产化进展不及预期的风险。