灵巧手,机器人黄金赛道

发布时间:2025-05-08 19:01  浏览量:48

灵巧手决定人形机器人的操作功能,是重中之重

◆ 人形机器人优势在于通用性,而灵巧手作为机器人的末端执行器,很大程度上决定了机器人的精细操作与执行复杂任务的能力,是人形机器人替代人类工作的关键部件。从远期角度看,灵巧手预计占人形全成本比重20%-30%,仅次于身体执行,是最重要的硬件。同时,灵巧手在精细操作和执行任务的同时,收集数据,训练大脑,手脑协同,加速具身智能。

◆ 不同场景对灵巧手方案要求不同:如工业搬运场景,自由度要求低,但负载和握力要求高,而家庭场景反之。

灵巧手打开人形机器人应用上限,多方参与,2025年开启快速迭代。

灵巧手要求具备运动能力、负载能力、控制能力、感知能力、耐用能力、轻量化等,由驱动、传动、控制、感知四大模块构成。灵巧手是人形机器人操作性能的核心,决定机器人功能的上限,是具身智能的核心。25年密集主机厂和零部件厂发布灵巧手方案,且在未来2年灵巧手方案将快速迭代,并投入使用场景中,加速训练人形机器人手脑协同。

多方布局,2025年是灵巧手突破大年

◆ 随着人形机器人下肢行走、跳跃等性能渐趋成熟,上肢灵巧手重要性开始体现。灵巧手是人形机器人操作性能的核心,决定机器人功能的上限,是具身智能的核心,未来2-3年人形机器人工业场景性能突破,依赖于灵巧手性能提升,而3-5年家庭场景突破依赖灵巧手+大脑。

◆ 25年密集主机厂和零部件厂发布灵巧手方案,且在未来2年灵巧手方案将快速迭代,投入使用场景中,收集数据,用于加速训练人形机器人手脑协同。

混合机械方案是趋势,兼具高自由度和承载力。

驱动方案:若电机内置,首选空心杯,部分用步进;腱绳方案,电机集成于手臂,空间大,可选无刷有齿槽电机。传动方案:齿轮负责旋转运动调速,丝杆/蜗轮蜗杆负责直线运动和方向变化。连杆和腱绳是用于连接驱动与关节,用于增加自由度。短期,空心杯电机+行星减速器+滚珠丝杆+连杆方案最先放量,实用性满足当前工业场景需求。中长期趋势是高自由度+负载力,因此机械设计可用融合方案,如近掌关节采用刚性更高的减速器+丝杆、手指末端关节采用腱绳等。

驱动方案基本定型,传动多样性,混合为趋势

◆ 驱动方案看,若电机需集成于手内部,基本选用空心杯,部分用步进电机;腱绳方案,电机可集成于手臂,空间大,可选无刷有齿槽电机。传动方案看,齿轮满足运动减速和扭矩放大,丝杆/蜗轮蜗杆负责运动方向变化,可形成直驱方案。连杆和腱绳是用于连接驱动与关节,用于增加自由度。

◆ 短期,空心杯电机+行星减速器+滚珠丝杆+连杆方案,自由度、承载力、成本等可满足当前工业场景需求,最先放量。中长期趋势是高自由度+负载力,因此机械设计可用融合方案,如近掌关节采用刚性更高的减速器+丝杆、手指末端关节采用腱绳等。

手部多维感知是方向,促进手脑协同。

灵巧手需通过触觉传感器、关节力控和编码器等将数据反馈至大脑,从而构建物体物性库和抓握数据库等,并通过仿真平台,扩大数据集,从而优化大脑的运规的泛化性。触觉传感器追求高灵敏度、高集成度、高延展性、成本低,目前多技术路线并行。压阻式力维度低(一维法向力)、灵敏性不足(阈值10g),在低端先放量;而电容式及电磁式性能更优,感知三维力,力分辨

头部本体厂全栈自研,零部件提供整体解决方案。

头部本体厂商选择全栈自研,方案各异,如特斯拉(腱绳)、FigureAI(连杆)、智元(混合)、星动纪元(纯直驱)等,是灵巧手的主力。独立第三方集成商,如因时机器人、强脑、傲意、灵心巧手、灵巧智能等进展较快;此外零部件厂商延伸至整手集成,如兆威、雷赛、帕西尼等,同时兼售模组零部件。目前灵巧手价格差异大,主流价格5-10万/只,中期价格预计降至0.5-3万/只,占本体成本比重20%左右。我们测算2030年人形机器人300万台+,市场空间约900亿,对应零部件市场空间较大的为触觉传感器、空心杯电机、齿轮、丝杆。

投资建议:

首推灵巧手兼具整体解决方案和零部件供应商雷赛智能、兆威机电,其次为绑定核心主机厂的零部件供应商,空心杯电机(鸣志电器、伟创电气,关注峰岹科技、信捷电气、捷昌驱动),微型丝杆(浙江荣泰、北特科技),减速器(科达利、斯凌股份,关注丰立智能),触觉传感器(关注汉威科技、福莱新材),腱绳(关注南山智尚、大业股份)

此为报告精编节选,报告原文:

《机械设备-人形机器人深度之七:灵巧之“手”,解锁人形机器人黄金赛道-东吴证券[曾朵红,阮巧燕]-20250426【61页】》

报告来源:【价值目录】网站