
产业链:手术机器人制造商主要负责机器人组装、系统集成和软件开发。手术机器人的产业链主要分为上游的原材料及核心零部件生产,中游的机器人组装、系统集成和软件开发,下游的用户使用反馈三部分。对于手术机器人提供商来说,上游的核心零部件大多依赖于采购,中游环节需自行完成。该过程考验厂家对交叉学科及对产品使用场景的综合理解。
中国上游核心零部件的进口依赖严重,仅控制器领域实现自足。手术机器人三大核心零部件为控制器、伺服系统和减速器,三者分别占到机器人成本的15%、20%和35%左右。其中,伺服系统和减速器主要被美国、德国和日本垄断。中国仅在控制器领域实现自足。控制器主要通过改变电路和电阻来实现对电机的控制,其作为整个系统的“大脑”,调度整个计算机系统。
伺服系统是机器人的动力组件,市场被发达国家垄断。伺服系统主要由伺服电机、伺服驱动器、编码器三部分组成。手术机器人一般使用功率强大的直流电机。电机安装于机器人的关节中,为机器人运动提供动力。
编码器与电机输出轴同步旋转,作为电机和驱动器的沟通单元,将电机的信号反馈给驱动器。驱动器根据编码器的信号对电机的转向、转速及位置进行修正。伺服电机市场主要被德国西门子、瑞士Maxon Motor、日本松下、美国科尔摩根等国外巨头垄断。
减速器决定机器人动作的平滑程度,市场主要被日本厂商占据。伺服电机转速较高,通常不能匹配应用场景需要。手术机器人通常使用两种精密减速器:RV(Rotate Vector)减速器和谐波减速器。RV减速器极耐疲劳,使用寿命和耐受高功率上具有优势,多被放置在基座、大臂和肩部等重负载位置,在机器人传动系统中发挥作用。谐波减速器的精度和减速比相对更高,体积和重量更小,多被用在不需长时工作或承重较轻的机器人末段关节处。在精密减速器市场中,日本的纳博特斯克(Nabtesco)基本垄断了RV减速器市场,哈默纳科(Harmonica Drive)基本垄断了谐波减速器市场,二者共占了精密减速器市场的75%。德国、意大利和美国厂商占据剩余的25%的市场。