水泥厂 1C31219G01 全新原装 质保时间长

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1人形机器人开启新纪元

2021 年 8 月，特斯拉 CEO 马斯克于首届“人工智能日”公开展示特斯拉人形 机器人概念机 Tesla Bot。2022 年 2月，特斯拉在提出概念后短短 6 个月内成功 推出人形机器人原型机，并作为开发平台进行深度研发。2022 年 9 月 30 日，特斯拉举行第二届“人工智能日”，并发布新版本的Optimus人形机器人，其可实现直立行走、搬运、洒水等复杂动作。据马斯克预计，Optimus 将于 3-5 年内 实现量产上市，终数量将会达到百万级，而成本将降至2 万美元左右。2023 年 5 月 16 日，特斯拉在 2023 股东大会上发布了 Optimus 人形机器人新演示视频。视频中，Optimus 走路更加自然和灵活，完成了一系列复杂任务如电机扭矩控制，更jingque的力度控制、环境探测与记忆等。Optimus 也展示了其基于端到端 AI学习人类行为的过程对物体进行分类摆放等。特斯拉机器人取得全方位进展， 运动控制与 AI能力持续提升。马斯克称特斯拉的长期价值将主要来自人形机器 人，并预测人形机器人需求将达 100 亿台。

1.1 Optimus 细节详解

目前特斯拉的人形机器人实现了 28 个自由度，相当于人体功能的约 1/10。这 28 个自由度主要分布在上半身和xiabanshen。上半身包括肩部（6 个自由度），肘部（2 个自由度），腕部（6 个自由度）和腰 部（2 个自由度）。xiabanshen包括髋关节（6 个自由度），膝关节（2 入自由度），和踝关节（4 个自由 度）。 灵巧手单手 6 个执行器，11个自由度。灵巧手采用金属肌腱带动机器人jingque抓 住小而薄的物体。电气与智能系统方面，基于成熟的电动汽车产业链，实现电池系统集成、FSD 等技术和产品的复用，基于经验积淀，将有助于人形机器人加 速产业化。特斯拉设计了人形机器人结构和关节分布，优化过程通过仿真模型和实际验证，在低功耗，低成本和有质量的目标下，大效能的发挥各个执行器。经过分 析优化将共 28 个大的执行器(不含手指执行器)，其中包含 14个旋转执行器和 14 个线性执行器减少到 6 种实际的执行器，包含 3 个系列的直线/线性执行器， 和 3 个系列旋转执行器。

旋转执行器主要分布于肩髋等需要大角度旋转的关节，线性执行器分布于膝肘等摆动角度不大的单自由度关节和腕踝两个双自由度体积紧凑的关节。

减速器、伺服电机、线性执行器、滚柱丝杠是人形机器人的运动控制产业链中 价值量较大的硬件设备。 1）电机：数量更多、品类更丰富，需满足全身各关节的驱动需求，手部需采用 微型电机。 2） 减速器、传动装置：数量更多，旋转执行器延续了对RV、谐波减速器的需 求，线性执行器中需要用到行星滚柱丝杠作为线性传动装置。 3）环境感知：区别工业机器人在固定场景外接机器视觉设备实现识别的方案， 人形机器人场景复杂，需采用激光雷达、摄像头等方案实现环境感知、三维重建并实现路径规划，对设备品类、算法、实时算力要求更高。 4） 运动控制：类似于工业机器人，运控算法均是厂商自研，开发难度大，是核心竞争力之一；特斯拉 Optimus 复用特斯拉汽车的感知和计算能力，在全 自动驾驶 FSD芯片基础上开发适合人形机器人的控制器系统。人形机器人传 感器数量、品类、执行机构复杂程度远高于工业机器人，对控制器实时算力、集成度要求高。 考虑到当前零部件的国产售价，将特斯拉 Optimus 做成本拆分，旋转关节（电机+谐波减速器+抱闸+双编码器+力矩传感器+轴承组成）占到 40%，直线/线性关节（电机+行星滚柱丝杠+位置编码器+力传感器+轴承组成）占到 30%，手部占到 14%，其他部分占比 16%。

1.1.1 旋转执行器

旋转执行器由电机+谐波减速器+抱闸+双编码器+力矩传感器+轴承组成。

旋转执行器整体采用电池组供电，搭配电驱伺服关节的形式，基于电机+谐波减速器的旋转关节。旋转关节整体的输出扭矩密度和当前各大人形机器人厂家的 关节性能类似，突出了力输出能力。 在人形机器人中，用 RV减速器的可能性比较低，因为 RV 减速器的精度低于谐波 减速器且体积重量大于谐波减速器。RV 减速器更适合高强度高扭矩大负载产品。谐波减速器更适合小负载小体积小重量的场景。

1.1.2 直线/线性执行器

直线执行器由电机+行星滚柱丝杠+位置编码器+力传感器+轴承组成。

特斯拉使用了行星滚柱丝杠，它属于丝杠类中性能优异、但也昂贵的一个 子类。行星滚柱丝杠以其高承载、高刚度、长寿命的特点或成为人形机器人线性执行器的关键传动装置，通过适配人形机器人需求实现降本是大规模放量的 前提。根据 Tesla AI Day 2022会上展示的信息来看，Optimus 线性执行器采 用的方案即为行星滚柱丝杠一体式伺服电动缸。我们认为下肢髋、膝、踝关节及上肢的肘关节的伺服电缸采用高承载、高刚度的行星滚柱丝杠作为传动装置可能性比较大。行星滚柱丝杠结构复杂、加工难度大成本很高，通过调整设计、工艺方案适配人形机器人的需要来实现降本是其大规模应用的前提。

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