贝博体育艾弗森代言:物流机器人核心零部件技术发展与升级

　　在物流机器人发展过程中，核心零部件的技术创新在其中起着关键性作用，是助力机器人实现精准感知与高效移动的技术基础。本文将聚焦激光雷达、伺服电机、减速机等核心零部件及软件调度系统的技术升级趋势，探讨物流机器人零部件的最新发展变化。

　　在整个智能物流系统中，物流机器人发挥着关键性作用。通过物流机器人进行货物装卸、搬运、拣选、存储等操作，不仅能明显提高物流作业效率，还能大大降低人力成本，减少人工操作带来的风险。近年来，国家及地方政府在出台的一系列政策文件中，都明白准确地提出支持物流机器人行业发展的各类目标和措施，如《“十四五”现代物流发展规划》《“机器人+”应用行动实施方案》等等，不仅为物流机器人行业指明发展趋势，还通过实际措施引导和鼓励企业加大研发投入，有力推动了机器人技术创新和产品升级。

　　物流机器人类型多样，其中移动机器人集成机械、电子、计算机、自动控制、传感器、人工智能等多学科技术，通过先进的导航技术、传感器技术和智能算法等实现自主移动、路径规划、避障等功能。同时，物流机器人还具备高效数据处理与通信能力，可与物流系统内别的设备无缝交互数据并协同作业，有力推动物流管理向智能化发展。

　　物流机器人产品与技术的迭代发展，离不开上下游的协同发力，尤其是上游的各类核心零部件更是发挥着重要支撑作用，不仅是机器人实现精准感知与高效移动的技术基础，还直接影响着整体解决方案的经济性与竞争力。进入在21世纪，随着欧美日等国的机器人企业纷纷瞄准中国市场，为中国公司能够带来宝贵的新技术、新理念，也进一步激发了中国本土机器人零部件市场的发展活力，国产零部件自主研发的趋势也愈发明显。

　　聚焦国内机器人零部件市场和品牌矩阵，不仅有发那科、欧姆龙、巴鲁夫、倍加福、图尔克、ifm、科尔摩根、西门子、ABB等国际知名品牌，还有众多国内顶尖企业，如新松机器人、汇川技术、英威腾、绿的谐波、镭神智能等等，在物流机器人的驱动装置、激光雷达、减速器等方面已基本达到国际先进水平。

　　物流机器人的核心零部件最重要的包含减速机、伺服电机、控制器、导航模块、传感器模块（如激光雷达、摄像头等）、机械臂模块等。这些零部件共同协作，使物流机器人能够高效、准确地完成自主移动、定位、拣选、运输等物流作业任务。

　　据Interact Analysis研究显示，从市场规模来看，2022年工业机器人的核心“三大件”，即伺服电机、伺服驱动和减速器合计占工业机器人整体销售额的35%。控制器作为每台工业机器人必备的“大脑”，市场规模也达到工业机器人销售额的8%。能够准确的看出，减速机、伺服电机和控制器是机器人动力和控制管理系统的关键组成部分。而导航模块、传感器模块和机械臂模块则分别负责机器人的导航定位、环境感知和物品抓取等功能。这些核心零部件的性能和质量直接影响着物流机器人的整体性能和作业效率。

　　下面分别从激光雷达、伺服电机、减速机、上位调度系统等方面，对物流机器人零部件技术发展变化进行梳理解读。

　　激光雷达是激光探测及测距系统的简称，是通过发射激光束来精确测定目标位置、速度等参数的高端雷达技术，具备高分辨率、强隐蔽性、强抗有源干扰能力、出色的低空探测性能，以及紧凑体积和轻量化的设计。按线数分类，激光雷达可分为单线激光雷达与多线激光雷达。多线激光雷达主要使用在于无人驾驶领域。而单线激光雷达在移动机器人领域，如类Kiva机器人、AGV及无人叉车等场景中大范围的应用，承担着导航与避障的关键任务，可确保移动机器人能够安全、高效地执行物流作业。

　　在货物搬运中，使用激光雷达辅助导航，可使无人叉车沿规定路径行驶，同时兼备安全保护以及多种移载功能。在物流运输中，激光雷达可以辅助堆垛机实现货品的自动出入库。目前搭载激光雷达的堆垛机已在各类制造业场景中落地商用。

　　据知名市场调查与研究机构Yole Development预测，未来全球物流领域激光雷达细分市场将保持每年30%的复合增长，到2027年将达到3.44亿美元规模。在国际市场上，西克、倍加福与劳易测等有名的公司凭借其多样化的激光雷达产品线，在物流机器人领域占了重要地位。在国内市场，物流移动机器人行业的加快速度进行发展同样吸引了众多激光雷达厂商加入，如万集科技、劢微机器人、欧镭激光、富锐光学等一批专注于激光雷达及终端设备研发的企业，纷纷将目光投向这一赛道，通过技术创新与产品优化，不断推动激光雷达行业的产业升级。

　　传统叉车通常配备二维激光雷达，依赖反光板作业，且受限于室内环境。相比之下，3D激光雷达无需反光板就能胜任室外作业，因此在无人叉车市场具备一定的存量替代潜力。如镭神智能将3D激光雷达技术结合SLAM方案在无人叉车领域的应用，其无人叉车集成多个高性能3D激光雷达，可实现全方位高精度环境探测感知与安全防护。为确保料笼堆叠环节精确性、稳定性和安全性，同时满足多种行业和企业对料笼规格、尺寸的多样化需求，镭神智能为叉车配置了一颗128线混合固态激光雷达进行各式料笼识别，通过特征提取与位姿计算对比，再配合高精度3D SLAM技术，无人叉车能够准确自主地走到目标位置，完成料笼精准堆放。

　　由于不一样的客户对激光雷达与机器人系统的多样化需求，领先的激光雷达公司不仅提供多种规格、性能卓越的产品，还提供高度定制化的解决方案。这种定制化不仅体现在激光雷达的扫描范围、精度、分辨率等硬件参数上，更深入到智能感知软件的优化，确保机器人能够高效、准确地感知周围环境，灵活适用多种应用场景，实现精准定位与自主决策。

　　衡量激光雷达核心性能最重要的包含线束、视场角、分辨率、帧率、点频和功率等，其中，线束可以直观衡量激光雷达的性能。一方面，整车厂对激光雷达应用的过程中对视场角、分辨率、帧率、点频和功率有标定参数，需要满足车端需求方可应用。另一方面，线束是垂直方向发出激光的数量，线束及等效线束越多，发出的激光束越密集，激光雷达的感知精准度越高，激光雷达数据有效性越强。在后续的性能升级中，可以聚焦如何提升激光雷达线束数量从而提升感知精准度。

　　近年来，激光雷达制造商竞相发布新品，测距能力与分辨率等关键指标屡创新高。据业内人士分析，国内激光雷达厂商的崛起加快了芯片自研、核心关键元器件技术、集成化技术的突破。科力、兴颂、镭神智能、欧镭激光等国产企业正打造高性能、低成本激光雷达，迎合市场高性价比需求。随机器人无人驾驶技术的升级，激光雷达作为关键传感器，其需求将持续增长。

　　电机俗称“马达”，是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，通过产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。按工作电源种类划分，电机可分为直流电机和交流电机。其中，直流电动机按结构及工作原理可划分为无刷直流电动机和有刷直流电动机；电机按用途可划分为驱动用电动机和控制用电动机，控制用电动机又可划分为步进电动机和伺服电动机等。在物流移动机器人中主要用到的电机包括直流有刷电机、直流无刷电机、直流伺服电机、步进电机。

　　直线电机通过直接驱动方式，可极大减少中间传动环节的能量损耗和机械磨损，系统稳定性和可靠性更强。同时，由于直线电机具有较高的加速度和速度，能轻松实现快速启动和停止，缩短输送时间，提高物流运作效率。加之其灵活布局与简易维护的优势，直线电机不仅便于现场调整与后期维护，还能降低企业的运营与维护成本。

　　在物流机器人中，电机大多数都用在驱动机器人的运动部件，如轮子、关节等，以实现机器人的移动、搬运、分拣等功能。因此，电机的性能直接影响到物流机器人的工作效率和稳定能力。电机在物流机器人运作过程中扮演着重要角色，电机的性能参数及减速装置规格型号的确定直接决定着机器人的动力性。

　　在国际市场上，发那科、ABB、安川电机、科尔摩根及三菱电机，作为全球电机行业的佼佼者，在物流机器人领域展现出广泛的应用价值。同时，国内电机行业崛起势头强劲，国产替代进程显著加速。在这一背景下，汇川技术、埃斯顿等国内电机领军企业凭借其技术创新实力与市场洞察能力，已在多个关键领域成功实现对进口产品的替代，不仅满足了国内市场对高质量电机的需求，也为中国工业自动化与机器人产业的自主可控发展贡献了重要力量。

　　无框力矩电机（Frameless Torque Motor）是一种特殊类型的直线驱动电机，通常由转子和定子组成，但没固定的外部结构或框架，因此也被称为“无背板电机”或“扁平电机”。它通过将扭矩直接产生在负载上，而无需传统的机械变速装置。相比传统电机，无框力矩电机具有更高的效率、精度和动态性能。

　　随着协作机器人对电子元件与运动部件提出高要求，尤其是电机需兼备紧凑设计与高功率密度，小直径无框力矩电机成为优选，吸引众多OEM积极寻求此类创新电机解决方案。禾川科技Hu-MDB系列无框电机以高转矩密度、小体积、轻量化为核心设计目标，为公司可以提供更加适配于机器人载荷特性的选型方案。步科股份第三代无框力矩电机 FMC 系列，优化了电磁方案，转矩密度逐步提升，目前有 52mm～132mm 10 种框架尺寸，覆盖 3～25kg负载需求，在相同转矩下，尺寸更小，温升更低。

　　推动电机产品的模块化设计，可使电机在物流机器人中的应用变得更加简便，无论是安装、日常维护，还是未来升级，都能轻松应对。同时，为提升电机的通用性与集成效率，制定统一的电机接口标准和通信协议，能大大的提升电机与其他机器人部件的兼容性和互换性。

　　针对物流机器人，特别是在狭窄空间或复杂环境中作业的需求，电机企业致力于研发更轻、更小的电机产品，以减轻物流机器人的整体重量和体积，提高机器人的灵活性和机动性。

　　一些规模比较大的物流移动机器人厂家，倾向直接到厂家定制相关的电机产品，产品性能与物流移动机器人的功能也更加匹配。不同电机类型各具特色，如牧星智能采取电机定制化方案，依据实际的需求精准匹配电机特性，优选组合保障物流机器人高效稳定运行。

　　减速机是一种动力传动机构，由输入轴、输出轴和齿轮组成。其中，输入轴与电机连接，输出轴与驱动设备连接。当电机带动输入轴旋转时，齿轮组会将转速减小并传递给输出轴，使设备在非常快速地旋转的同时提供更大的输出力矩，使机器人能够轻松应对各种工作负荷。此外，由于物流机器人在作业时，常常要进行精细的动作控制，非常快速地旋转的电机输出往往难以满足这一需求。通过减速机的使用，能够更好的降低机器人的运动速度，以此来实现更精准的动作控制。此外，减速机还能大大的提升机器人系统的可靠性和寿命。非常快速地旋转的电机在长时间工作下容易受到磨损和热量积累，而减速机的使用可以将负荷分散到齿轮系统中，减少电机的负荷。这样做才能够降低电机的工作温度和磨损程度，延长电机的常规使用的寿命，提高整个机器人系统的可靠性。减速机的种类非常之多。物流机器人市场比较关注的是RV减速器、谐波减速器、行星减速器等。

　　在减速机的众多应用行业中，移动机器人市场的表现持续升高。Interact Analysis预计，全球用于移动机器人的精密减速机市场规模将从2023年的1.29亿美元增长到2028年的8.5亿美元以上，移动机器人市场在未来五年内为精密减速机市场提供最大增量。从竞争格局来看，全球谐波减速器市场呈现高度集中状态。精密减速器市场主要被日本两大巨头纳博特斯克和哈默纳科，以及德国纽卡特、德国威腾斯坦、德国赛威传动、日本住友、日本电产等企业垄断。

　　近年来，随着国产替代的需求增加和人形机器人等新的增量需求的到来，加速了减速器的市场推广与应用。同时，政策的推动也使减速器行业得到长足发展。过去中国工业机器人减速器依赖进口，国产品牌难以突破。为摆脱海外的技术限制，中央及地方密集出台政策，如2023年出台的《制造业可靠性提升实施意见》，就对工业机器人所需的精密减速器、智能控制器等关键专用基础零部件的可靠性提升提出明确要求，不仅将提高相关零部件的可靠性水平，也会促进推动我国减速器行业的发展。

　　国内的减速器已经工业化生产和规模化应用，如绿的谐波、昊志机电、秦川机床、上海机电等企业的产品在减速器关键性能指标上已基本达到国际领先水平，打破了国际大品牌在物流机器人减速器领域的垄断。其中，秦川机床的RV 减速器已突破关键零件的瓶颈工序及核心工艺装备，目前其减速器系列新产品已实现批量生产和销售，可满足国内外用户 5～800kg 不同机器人及自动化应用的减速器选型需求。

　　国际谐波减速器厂商提出“整体运动控制”，将谐波减速器与电机、传感器等组合，提供高的附加价值模块化产品。绿的谐波研发机电一体化产品，融合集成谐波减速器、超扁平力矩电机、EtherCAT总线型驱动器、编码器、制动器、智能传感器等于一体，适应精密传动机器人装置的未来市场需求。

　　精密减速器行业属于技术密集型行业，谐波、RV 减速器均对材料、加工精度和工艺有极高要求，具有较高的进入门槛。随着国内减速器厂商迎来发展机遇，减速器国产替代进口进程加速。目前，我国机器人用减速器国产化趋势正在形成，根据来自GGII的数据，2014～2021年工业机器人精密减速器国产品牌的市场占有率由11%提升至 41%。

　　物流移动机器人调度系统作为“神经中枢”，调度集群化机器人设备，实现仓储制造环节的自动化高效作业。调度系统负责整个机器人系统的资源配置、动态分配、任务指派、调度协同与交通管制，促进多台机器人协同运作，提升物流作业效率。物流移动机器人调度系统评估的关键技术指标涵盖系统的高度可靠性和安全性、卓越的调度能力与运行效率、良好的易用性和易维护性以及系统的开放性与可扩展性。

　　在全球范围内，物流机器人调度系统领域汇聚了众多杰出厂商，其中科尔摩根、库卡及OTTO Motors凭借其卓越的技术实力和深厚的行业经验，致力于为各行各业打造高效、稳定且高度智能化的AGV调度解决方案，引领着自动化物流与人机一体化智能系统的新潮流。快仓、仙工智能、国自机器人等作为国内物流机器人领先企业，研发调度系统以AI算法为核心，通过硬件产品和软件系统的协同工作，高效实现订单的智能处理与履行。

　　Interact Analysis报告预测，AMR多种机器人混合调度市场预计2021年至2027年间的复合年均增长率为138%。寻迹智行RMS基于深度强化学习的人工智能调度算法，可实现任务的最优分配、多路径规划以及机器人交通控制管理，让集群机器人互相协调、互相合作、互不影响的高效运行。RMS负责监控机器人的运作时的状态，实时显示当前状态和记录状态情况，并结合充电桩的运作时的状态和任务执行情况，合理规划机器人进行自动充电任务。此外，MiR Fleet集中车队控制系统软件能够控制多达100台MiR机器人运行，并通过开放API实现与ERP或WMS系统的无缝集成。

　　随着市场专业化和细分度的提高，物流机器人调度系统的开放度与接口标准化问题日渐凸显。调度系统难以与另外的品牌设备无缝兼容，这限制了仓储物流领域的整体效能提升。牧星智能以其高通用性的调度系统著称，灵活应对大、中、小件及异形商品的存储挑战，支持货架与托盘拣选的多元化需求。

　　仙工智能SRC 系列控制器是专为移动机器人设计的通用控制器，可为移动机器人提供地图构建、定位导航、模型编辑等核心功能。将移动机器人的核心组件集成于一体，配合功能强大的客户端软件 Roboshop，可帮助用户快速实现机器人搭建。此外，SRC 逐渐演化成智能工厂基础设施的控制器，在统一的调度接口框架下，能控制自动充电桩，自动门，电梯，交通灯等，完成整个工厂的智能化改造与自动化扩展。

　　中国物流机器人企业聚焦技术创新，通过产品性能优化与定制化服务水平升级，致力于增强客户粘性，在仓储自动化、高效货物搬运、智能分拣系统及无人配送等多个关键物流环节，均推出了高性能的产品和服务方案，不仅极大地提高了物流作业的效率与精确度，还大幅度降低了人力成本，为物流行业的绿色化、智能化转型注入了强劲动力。

　　特别是随着人工智能、大数据、云计算等先进的技术的不断融合与深化应用，本土企业正不断探索物流机器人应用场景的新边界，推动物流机器人领域向更高层次的技术升级迈进。物流机器人的技术发展深刻影响着核心零部件的升级进程。未来，为满足物流机器人更高效、精准的作业需求，传感器精度、驱动系统及调度系统智能化水平将持续创新与提升，以适应更复杂多变的工作环境。物流机器人核心零部件技术的持续升级与创新，将最终转化为公司运营效率的提升和成本结构的优化，为企业构建起更为坚实的竞争优势和更可观的利润空间，加快实现行业的智能化转型和高水平质量的发展。物流机器人技术的整体进步与核心零部件的升级相辅相成，一同推动着物流行业的智能化转型，提升整体运营效率与竞争力。

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