一、微型傳動系統(tǒng)終端市場包括汽車、通信等,新能源汽車發(fā)展為行業(yè)帶來新機遇
微型傳動系統(tǒng)是一種用于將動力裝置提供的動力進行轉(zhuǎn)換并傳遞給執(zhí)行機構(gòu)的精密裝置,其核心功能包括動力傳遞、速度調(diào)節(jié)、方向變換和精準(zhǔn)控制。微型傳動系統(tǒng)主要由電機和齒輪箱兩個模塊組成,其中微型電機提供動力源,齒輪箱則通過齒輪傳動實現(xiàn)動力的精確輸出。其關(guān)鍵部件包括微型電機、外殼、齒輪、支架、軸承和傳動軸等。
微型傳動系統(tǒng)以其微小的體積、高效的動力傳遞和靈活的適配性,被廣泛應(yīng)用于智能化、微型化設(shè)備中,主要終端市場包括汽車、通信、人形機器人等。
1.汽車
根據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國??微型傳動系統(tǒng)??行業(yè)發(fā)展深度研究與投資前景預(yù)測報告(2025-2032年)》顯示,微型傳動系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于智能汽車系統(tǒng)。智能汽車是一個集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、多等級輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng),其可提高汽車的安全性、舒適性,以及提供優(yōu)良的人車交互界面。
新能源汽車蓬勃發(fā)展為微型傳動系統(tǒng)帶來機遇。近年來,隨著技術(shù)進步,產(chǎn)品品質(zhì)提升以及政策推動,市場對新能源汽車的接受度日益提高。2020-2024年我國新能源汽車滲透率由5.40%提升至40.9%,銷量由137萬輛增長至1286.50萬輛。
數(shù)據(jù)來源:觀研天下數(shù)據(jù)中心整理
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新能源汽車市場競爭已進入白熱化階段,智能座艙等智能汽車配套設(shè)備將成為新能源車企的核心競爭力之一,電動車門、電動屏幕等微型傳動設(shè)備的應(yīng)用將會相應(yīng)增加。根據(jù)預(yù)測,2023-2027 年我國新能源汽車用微型傳動系統(tǒng)市場規(guī)模將由189.9億元增長至425.69億元,CAGR達(dá)22.4%。
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2.通信
5G 基站天線采用 RCU 微型傳動模組進行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)調(diào)整。RCU 微型傳動模組主要應(yīng)用于 5G 通信基站電調(diào)系統(tǒng),其主要功能是實時調(diào)節(jié)通信基站天線下傾角,快速進行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)調(diào) 整,提升網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的效率和質(zhì)量。RCU 微型傳動模組一般安裝在天線外面,由控制電路、 驅(qū)動馬達(dá)和傳動機構(gòu)組成。驅(qū)動馬達(dá)一般采用數(shù)控的步進馬達(dá);驅(qū)動結(jié)構(gòu)主要包括一個齒 輪,該齒輪與傳動桿咬合,齒輪在馬達(dá)驅(qū)動下拉動傳動桿,從而改變天線的下傾角,快速 進行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)調(diào)整,提升網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的效率和質(zhì)量。
截至 2024年, 我國 5G 基站建設(shè)數(shù)量達(dá)到425.1萬個。目前宏基站建設(shè)已基本接近峰值,后續(xù)要進一步提升 5G 網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍,實現(xiàn)深度覆蓋, 建設(shè)重點將以小基站為主,起到“補盲補熱”的作用。
考慮小基站市場空間后,預(yù)計我國 5G基站微型傳動系統(tǒng)和精密注塑件市場空間有望維持穩(wěn)定。預(yù)計2024-2027年我國基站領(lǐng)域微型傳動系統(tǒng)及精密注塑件市場規(guī)模由4.98億元增長至5.16 億元,CAGR為1.2%, 其中小基站市場規(guī)模由2.10億元增長至3.60億元,CAGR為2.4%。
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3.VR
在 VR 設(shè)備中,IPD(瞳距調(diào)節(jié))系統(tǒng)是一項核心技術(shù),它通過調(diào)整鏡片間距來匹配用戶的瞳距,從而優(yōu)化視覺體驗和佩戴舒適度。由于每位用戶的瞳距不同,精準(zhǔn)的調(diào)節(jié)功能能夠顯著提升成像質(zhì)量并減少長時間佩戴可能引起的眼部疲勞。
隨著市場對高性能 VR 設(shè)備的需求不斷增加,IPD 系統(tǒng)的市場需求也將持續(xù)擴大。未來伴隨 VR 技術(shù)的不斷演進成熟,產(chǎn)品市場需求有望快速擴容,其對微型傳動系統(tǒng)的需求也將進一步增多。根據(jù)數(shù)據(jù),2021年全球VR 年度銷量超1000萬臺,達(dá)近年來頂峰,預(yù)計2027年全球VR 年度銷量達(dá)3000萬臺。
數(shù)據(jù)來源:觀研天下數(shù)據(jù)中心整理
4.人形機器人
人形機器人區(qū)別于普通工業(yè)機器人的關(guān)鍵在于具備靈巧手,從而能完成多任務(wù)工作。此外目前來看,靈巧手方案眾多,特點各異。例如若需要靈巧手完成更加復(fù)雜的精密操作,需要增加靈巧手自由度和傳感器用量,整體價值量有望再上臺階。
靈巧手傳動方式分類
類別 | 腱繩傳動 | 連桿傳動 | 齒輪傳動 |
傳動方式 | 體積靈巧手前臂的電機驅(qū)動滾珠絲杠,螺母連接腱繩,實現(xiàn)手指繞關(guān)節(jié)軸的轉(zhuǎn)動運動 | 通過鉸鏈將各結(jié)構(gòu)件互相連接 | 通過齒輪將電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動,從而拉動驅(qū)動器和手指間的彈簧來驅(qū)動手指 |
應(yīng)用場景&優(yōu)點 | 節(jié)省空間,質(zhì)量輕遠(yuǎn)距離柔順運動 | 快速反應(yīng)、精度高承載能力大、成本低 | 高可靠性、精度高壽命長、效率高 |
缺點 | 剛度差,負(fù)載小 | 運動抓取穩(wěn)定性差傳動位置精度低 | 體積偏大 |
資料來源:觀研天下整理
伴隨人形機器人量產(chǎn),人形機器人用微型傳動系統(tǒng)市場需求有望不斷增長。根據(jù)數(shù)據(jù),2025年全球機器人新增需求將達(dá)3萬臺,市場規(guī)模將達(dá)35億元,預(yù)計2030年全球機器人新增需求達(dá)116萬臺,市場規(guī)模達(dá)2903億元,2035年全球機器人新增需求達(dá)1165萬臺,市場規(guī)模16310億元。
數(shù)據(jù)來源:觀研天下數(shù)據(jù)中心整理
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二、微型傳動系統(tǒng)技術(shù)壁壘高筑,兆威機電為行業(yè)龍頭
微型傳動系統(tǒng)技術(shù)壁壘高,主要體現(xiàn)在材料與加工工藝上。首先在設(shè)計上需要將尺寸控制到毫米級甚至更小,同時還要保證齒輪的強度和傳動效率,6 毫米以下微型傳動系統(tǒng)需采用 0.1 毫米以下的微模數(shù)齒輪。這種極限微小化設(shè)計對制造精度、材料選擇和裝配工藝提出了極高要求。其次,制造工藝上要求極高的精度,通常需要依賴高端設(shè)備完成注塑、研磨等精密加工。此外不同行業(yè)的多樣化需求讓每個微型傳動系統(tǒng)都需要定制化,從而進一步提升了研發(fā)和生產(chǎn)的難度。
總體來說,微型傳動系統(tǒng)的研發(fā)需要跨越設(shè)計、制造、材料等多個領(lǐng)域的技術(shù)壁壘,因此,國內(nèi)參與到微型傳動行業(yè)競爭的企業(yè)相對較少。
微型傳動系統(tǒng)和傳統(tǒng)傳動系統(tǒng)對比
分類標(biāo)準(zhǔn) | 微型傳動系統(tǒng) | 傳統(tǒng)傳動系統(tǒng) |
產(chǎn)品規(guī)格 | 小型、微型 | 中大型 |
主要材料 | 工程塑料、金屬粉末為主 | 齒輪鋼為主 |
生產(chǎn)工藝 | 模具成型為主,包括塑料注射成型、金屬粉末注射成型、粉末冶金成型 | 金屬機械加工為主,包括滾齒、銑齒、插齒、磨齒等 |
主要功能 | 控制調(diào)節(jié)、傳遞運動為主 | 傳遞動力為主 |
應(yīng)用領(lǐng)域 | 通信設(shè)備、智能手機、智能家居、服務(wù)機器人等新興產(chǎn)業(yè)和汽車電子、醫(yī)療器械等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè) | 汽車變速箱、工程機械、船舶、電力設(shè)備、電動工具等傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域 |
資料來源:觀研天下整理
兆威機電技術(shù)優(yōu)勢突出,處于行業(yè)龍頭地位。兆威機電在微型傳動系統(tǒng)領(lǐng)域深耕 20 余年,擁有完整的研發(fā)、制造與測試能力,已從零部件供應(yīng)商逐步轉(zhuǎn)型為整體解決方案提供商。
截至 2023 年底,兆威機電累計取得 450項知識產(chǎn)權(quán),研發(fā)團隊規(guī)模達(dá) 453 人,具備從產(chǎn)品設(shè)計到規(guī)模化量產(chǎn)的全鏈條能力。產(chǎn)品方面,兆威機電產(chǎn)品已在汽車電子、通信、智能家居等多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,且性能優(yōu)異,如中控屏偏擺執(zhí)行器、車載雷達(dá)升降驅(qū)動系統(tǒng)等產(chǎn)品,憑借其高精度、小體積、低噪音等特性,滿足了汽車電子復(fù)雜的應(yīng)用需求,產(chǎn)品質(zhì)量已具備與全球頭部企業(yè)一較高下的實力。
行星減速機領(lǐng)域,兆威機電成功研發(fā)出直徑可小至 3.4mm 的微型行星減速箱。與德國IMS Gear 相比,在同等直徑下,兆威機電的高性能行星減速箱在轉(zhuǎn)矩、最大效率等關(guān)鍵性能指標(biāo)上表現(xiàn)相當(dāng)。
兆威機電與 IMS直徑 32mm 的行星減速機對比
生產(chǎn)公司 | 兆威機電 | IMS Gear |
產(chǎn)品型號 | ZWBMD032032 | IMS.32Pro |
直徑 mm | 32 | 32 |
溫度°C | -20℃至+75℃ | -30℃至+120℃ |
轉(zhuǎn)矩 Nm | 6.5 | 6.5 |
最大效率 | 65% | 70% |
資料來源:觀研天下整理
國產(chǎn)產(chǎn)品將愈發(fā)受到市場青睞。根據(jù)數(shù)據(jù),2021-2023年兆威機電微型傳動系統(tǒng)業(yè)務(wù)收入由73930萬元增長至75331萬元,預(yù)計2024/2025/2026年兆威機電微型傳動系統(tǒng)業(yè)務(wù)收入達(dá)95671萬元、124372萬元、164171萬元,增速為27.0%、30.0%、32.0%。
數(shù)據(jù)來源:觀研天下數(shù)據(jù)中心整理(zlj)
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