摘要：伴隨AGV/AMR移動機器人市場的迅猛發(fā)展，倉儲自動化、半導體制造、生物/醫(yī)療設備對于小型化、集成化的應用需求， 以及現(xiàn)今人形機器人商用化的開發(fā)大潮，低壓直流伺服和微型低壓伺服系統(tǒng)在其中扮演著越來越重要的角色，更高的功率密 度、更大的承壓能力、更加安全、更智能化的產(chǎn)品受到了用戶的青睞。

根據(jù)CMR產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的調查數(shù)據(jù)顯示，2024年中國移 動機器人（AGV/AMR）市場的銷售規(guī)模約為221億元人 民幣，同比增長4.25%；銷售數(shù)量為13.9萬臺，同比增長 11.2%；預計2025年該銷售規(guī)模的數(shù)值將達到243億元人民 幣，銷售數(shù)量將達到15.5萬臺（如圖1所示），銷售規(guī)模年 增長率約為9.95%。
AGV自動導向車和AMR自主移動機器人同屬于移動機器 人的范疇，為了滿足大范圍快速移動的需求，它們主要由蓄

電池直流供電，電壓一般以48 VDC居多。在驅動部分，這類 設備一般用到的多是低壓直流伺服系統(tǒng)，功率以200W、400W 和750W為主，并且當前的一個開發(fā)趨勢是朝著大功率的方向 邁進，1.5KW~3KW、甚至5KW的產(chǎn)品已開始陸續(xù)面市。
《低電壓指令》根據(jù)為電氣系統(tǒng)供電的電源電壓，以 及IEC國際電工委員會在電擊及電弧風險和安全方面的具體 規(guī)定，將介于50–1000 V交流電或75–1500 V直流電之間的 電壓定義為低電壓。而在伺服領域內界定的低壓直流伺服系

統(tǒng)，通常指的是以電池供電為主的低壓系統(tǒng)。標準工業(yè)無刷 電機多是在120-480 V交流電壓下運行；低壓直流伺服電機 則是在24-96 V直流電壓范圍內進行了優(yōu)化，根據(jù)定義，IEC 認為這一范圍內的電壓應屬于超低電壓（ELV）的范疇。

在這類應用市場上，科爾摩根、Elmo、步科自動化、 和利時電機、偉創(chuàng)電氣、固高科技、杰美康、智創(chuàng)電機等廠 商結合低壓伺服產(chǎn)品線，在體積、過載、效率、功能和易用 性等方面，面向特定場景深入產(chǎn)品優(yōu)化設計，以滿足各種移 動服務機器人、工業(yè)機器人對于低速平穩(wěn)、快速制動、出力 大、靜音、防水等全方位的嚴苛要求。

集成化、安全功能成焦點

在結構上，廠內物流AGV移動機器人由車體、蓄電池和 充電系統(tǒng)、驅動裝置、轉向裝置、精確停車裝置、運動控制 器、通信裝置、移載系統(tǒng)和導航系統(tǒng)等所組成。在驅動裝置 部分主要包括電機、減速器、驅動器、控制與驅動電路等， 驅動系統(tǒng)一般有閉環(huán)方式和開環(huán)方式兩種，AGV電機驅動閉 環(huán)方式主要以低壓直流伺服系統(tǒng)為主。針對廠內AGV對于電 機體積、載重、速度、噪音、平穩(wěn)、安全等性能的高要求， 一批工控廠商專門進行了定制化開發(fā)。

今年，北京和利時電機技術有限公司在低壓直流伺服 領域的產(chǎn)品開發(fā)重點在于：“集成化”和“安全性”。隨著 移動機器人的發(fā)展，其功能越來越多，體積越來越小巧，這 就要求零部件的體積隨之減小，讓伺服產(chǎn)品在更大程度上實
現(xiàn)集成，變得更加小巧、易安裝。其中的集成產(chǎn)品的表現(xiàn)形 式有：一是伺服電機與驅動器的集成，和利時電機將繼續(xù)擴 展和完善多個系列的低壓伺服一體機；二是伺服電機、驅動 器、減速機及行進輪的大集成，公司目前推出了四位一體的 輪驅模組；三是伺服輪轂電機和驅動器的集成，針對服務機 器人及輕載型搬運機器人，提供更為小巧的驅動輪解決方 案。此外，安全性也是和利時電機研發(fā)的一大方向，今年公 司預計會在編碼器冗余技術、伺服輪轂電機與電磁制動器的 集成技術等方面取得突破，形成更為安全可靠的產(chǎn)品體系， 助力這類用戶產(chǎn)品的安全性更上一個臺階。

為了應對市場對于高可靠性、高靈活性的需求，四輪四 驅AGV成為目前許多工業(yè)場景搬運的熱門選項之一，深圳市 智創(chuàng)電機有限公司推出的低壓伺服電機系統(tǒng)采用真多圈絕對 值編碼器（無電池），自帶位置記憶功能，能夠提供精確的 角度和位置測量，實現(xiàn)精確的導航和控制；減速機與電機集 于一體，機身小巧精致，基于先進的磁路設計方案和耐高溫 永磁體材料，運行平穩(wěn)，過載能力強；低壓伺服電機配備減 速機可使四輪四驅AGV輕松承載150KG貨物，同時AGV搭載 4個輪轂伺服電機，能夠實現(xiàn)原地自轉、蛇形行駛和阿克曼 轉彎等功能，此外，電機和驅動器采用懸架設計，賦予AGV 靈活的運動性、零轉彎半徑和平穩(wěn)的行駛體驗。低壓伺服驅 動器具備泄放功能，確保AGV的穩(wěn)定性和安全性，提高整體 運行效率，內置高精密的電機控制算法，可實現(xiàn)多電機的實 時協(xié)同控制，確保電機協(xié)調運動和精確同步，完成復雜動作 和任務。

新“藍?！笔袌?/span>——重栽AGV
業(yè)內普遍將負載能力在2噸至10噸的AGV稱為偏重載 型，而重載型AGV的裝載能力一般是在10噸以上。在當前 國內AGV市場“內卷”加劇的情況下，這一特殊品類的AGV 細分產(chǎn)品線，也成為了部分廠商重點開發(fā)的“藍?！笔袌?。 從相關機構的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，以室外重載AGV這一細分市場 為例，2021-2026年國內市場規(guī)模的年復合增長率預計接近 25%。重載AGV在風力發(fā)電行業(yè)，可以輕松搬運大型風力發(fā) 電機部件；在大型變壓器制造領域，能夠高效轉移巨型變壓 器；在智慧港口，被專門用于搬運重量達到20噸到120噸不 等的集裝箱......
載重以及使用環(huán)境的變化，帶來了重載AGV車體結構上的 完全不同，這類AGV的承載輕則數(shù)噸，重則幾百噸，隨著承載 力的增加，AGV的導航控制、機械設計、安全防護等在技術實 現(xiàn)難度上都大幅提升，市場準入“門檻”較高，產(chǎn)品利潤空間 也可觀。例如，在驅動方面，重載AGV要求AGV驅動輪要有足 夠的承壓能力與驅動能力；同時需要多個驅動輪協(xié)同工作，這 些驅動輪間的協(xié)調控制直接決定了AGV的整體效率，以及AGV 行走的平穩(wěn)度和可靠性；另外，還要考慮地面不平可能導致部 分驅動輪不能與地面很好的接觸而產(chǎn)生的懸空情況，需要根據(jù) 實際應用情況設計合適的“懸掛”結構，保證每個驅動輪都能 與地面良好接觸，從而提供足夠的驅動力。
針對重載AGV應用場景，步科自動化新推出了低壓 96V、180法蘭3KW、4KW、5KW大功率伺服電機及配套驅 動器，可滿足10 T以上重載AGV運動控制部件大功率伺服電 機低電流的應用需求。與常規(guī)的48V系統(tǒng)不同，步科自動化 開發(fā)的96V系統(tǒng)電流相對較小，在傳輸相同功率時，線路電 阻產(chǎn)生的熱量較少，效率更高，電機發(fā)熱問題減輕，有助于 延長電機和相關設備壽命，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性；另一方面， 96V伺服電機在相同電流下能傳輸更高功率，更適合重載 AGV的大功率需求，可提供更強動力，支持AGV搬運更重貨 物或在復雜工況下運行。
同時，步科自動化這款伺服電機采用高性能磁鋼+優(yōu) 化磁路設計，扭矩密度提升20%，低速運行更平穩(wěn)；電機 效率>90%，發(fā)熱量降低30%，搭配智能伺服算法，保障 AGV7x24小時連續(xù)作業(yè)；配備適應負載算法動態(tài)調整輸出功 率，復雜路況下仍能保持穩(wěn)定運行；電機共本體出線設計， 提升防護與可靠性，降低成本。

助力設備廠商布局“出?！?/strong>
當前，AGV市場的另一個較為明顯的發(fā)展動向是，部分 頭部AGV本體廠商正積極布局“出?！睉?zhàn)略，從有關統(tǒng)計數(shù) 據(jù)顯示，2024年中國AGV/AMR海外銷售規(guī)模已達到68億人 民幣左右，同比增長率約為 51.11%（如圖2所示）。在這一 趨勢下，對于工控自動化廠商也提出了新的要求，那就是產(chǎn) 品要能夠滿足“出?！闭J證的需要，協(xié)助客戶發(fā)展“出?！辈?局；與此同時，一些工控企業(yè)也正在通過各種國際展會等渠 道，面向海外的AGV本體廠商尋求更多的合作機會。
例如，上海安浦鳴志自動化設備有限公司的MBDV系 列低壓直流伺服驅動器經(jīng)過嚴格且全面的多輪測試后，在 架構設計、電路設計以及測試驗證等關鍵方面完全符合 UL61800-5-2、IEC61508、ISO13849-1等功能安全標準， 并達到了STO SIL3/PLe[Cat 4] 安全等級，這也為鳴志全球市 場的拓展奠定了基礎。
此外，步科自動化的FD1X5系列低壓伺服系統(tǒng)憑借技術 創(chuàng)新和可靠品質，全系列通過UL與CE認證，標志著產(chǎn)品在 電氣安全、穩(wěn)定性和環(huán)境適應性均達到了國際一流水準，助 力客戶無縫對接海外嚴苛的法規(guī)要求，縮短認證周期，降低 市場準入成本。
實際上，除了AGV、AMR、RGV（穿梭車）、復合移 動機器人等特定的應用場景之外，低壓伺服系統(tǒng)在并聯(lián)機器 人、協(xié)作機器人、泛服務機器人（如：建筑機器人、養(yǎng)殖機 器人、物流機器人、生活護理機器人以及特殊醫(yī)療手術機器 人），甚至于未來的人形機器人等開發(fā)領域的應用前景也是 十分可觀的。
針對并聯(lián)機器人應用，智創(chuàng)電機開發(fā)的低壓伺服電機系 統(tǒng)憑借5000rpm高轉速，可滿足“蜘蛛手”并聯(lián)機器人高速 抓取、精準放置的應用需求；并可選配多種編碼器，支持高 精度控制，且提升產(chǎn)品的整體性價比；采用緊湊型設計，伺 服電機集成小巧，可優(yōu)化“蜘蛛手”的機械結構，減少空間 占用；支持脈沖、Modbus、RS485、CAN、CANopen等多 種主流通訊協(xié)議，在“蜘蛛手”并聯(lián)機器人應用中展現(xiàn)出優(yōu) 秀的產(chǎn)品性能。
在工業(yè)機器人、半導體設備、醫(yī)療醫(yī)用設備等行業(yè)，鳴 志MBDV mini型低壓直流伺服采用先進的控制算法，實現(xiàn)了 對機械設備的高精度控制，同時具備快速響應的特點，能在 瞬間調整位置和速度，以更高的靈敏度應對各種工作條件，

使其在特定工作環(huán)境下均能保持穩(wěn)定的運行狀態(tài)。
無論是移動機器人，還是半導體設備、醫(yī)療醫(yī)用設備 等小型化應用場景，對于低壓直流伺服的需求還在持續(xù)攀升 中。尤其是在智能工廠（場內物流等）的建設中，具備“思 考力”的移動機器人在工業(yè)界的推廣普及越來越受到關注。
例如，在某些倉儲物流系統(tǒng)中，通過引入高精度傳感 器、先進的視覺識別技術以及自主研發(fā)的智能算法，能夠實 時感知周圍環(huán)境和料箱信息，自動規(guī)劃最優(yōu)取箱路徑，并實 現(xiàn)對料箱的精準抓取與放置，大大降低了貨物損壞和丟失的 風險。在這一龐大而復雜的系統(tǒng)中，對于伺服系統(tǒng)的運動控 制精度、動態(tài)性能、多軸協(xié)同及自動化集成能力都提出了更 高的要求。