靈巧手行業(yè)深度報告:基礎執(zhí)行向智能感知演進高性能與成本優(yōu)化并行_第1頁
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文檔簡介

22便于控制、適用于大范圍負荷運動作業(yè)等優(yōu)點,但是也存在通用性差、精度不足、可靠性欠缺等一系列缺點。知等多方面功能于一體的高精度末端執(zhí)行器,能夠在極限或者有害環(huán)境下替代人類進行復雜的操作這意味著人形機器人靈巧手至少要3個手優(yōu)缺點描述傳統(tǒng)末端執(zhí)行器的優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單、控制方便,適用于大范圍負荷運動作業(yè)傳統(tǒng)末端執(zhí)行器的缺點1.抓取精度低、穩(wěn)定性和可靠性差(依賴摩擦力,未考慮幾何封閉和力封閉);2.通用性差,執(zhí)行不同任務需重新設計手爪,增加成本、影響生產(chǎn)效率;3.制約機器人精細作業(yè)水平,機械臂尺寸大,難精確定位操作反應速度慢;4.力控制能力不精確,僅適用于夾持力要求不高的作業(yè)3請務必閱讀正文之后的免責條款部分資料來源:《機器人靈巧手研究綜述》(劉偉肖釗),高工機器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII),國元證券研究所3靈巧手研究大幅增加,以斯坦福大學研發(fā)的StanfordHand為代表,其具有3個手指9個自由度,單只手指采用4個電機結(jié)構(gòu)控制N個自由度,同時能夠保證腱具有正張力。2016年,華盛頓大學基于仿生設計原理研制出一款靈巧手,質(zhì)量小于1kg囊、韌帶、肌腱和彈性滑輪結(jié)構(gòu)設計,使得人手的韌帶和關節(jié)特征得以復現(xiàn),抓取也更加靈活可靠。2021年,韓國的科研團成連桿驅(qū)動的靈巧手ILDA,共有15個自由度(20個關節(jié))、34N的指尖力,結(jié)構(gòu)緊湊,無須外置驅(qū)動部件,質(zhì)量僅為1.1有觸覺傳感器,具備感知能力,可以輕松抓取雞蛋,并可完成剪紙、夾裝芯片和擠壓瓶罐等3斯坦福大學3995354545德國宇航中心4389慶應義塾大學55腱加泰羅尼亞理工大學454腱443994393694399555腱WashingtonHand5ScuolaSuperioreSant53555AnthropomorphicRobotHa55資料來源:《機器人靈巧手研究綜述》(劉偉肖釗國元證券研究所自由度數(shù)量相等。每個手指關節(jié)都有驅(qū)動器,使其能夠?qū)崿F(xiàn)主動控制,在某種程度上能夠像人手一樣完成全部的動作指作。但是,全驅(qū)動也意味著需要更多的驅(qū)動器,會使手掌體積變大、安裝困難、操作復雜。欠驅(qū)動靈巧手被控制的自由少驅(qū)動源的部分則進行耦合隨動。欠驅(qū)動手硬件集成度高,整體系統(tǒng)簡潔高效、體積小、質(zhì)量輕,便于進行動力學分析高集成性一定程度上也是犧牲高自由度性能的結(jié)果,存在功能性不足的問題,尤其是對于精MichelangeloHand、DLRHand、Utah/MITHand、SheffieldHand、SmartMotorHand、MLRHand、ShadZAR4Hand、AnthropomorphicRoVincentHand、Utah/MITDegreeshand、H?CompanyHand、Hand、FluidHand、FESTOExoHand、MetamorMarx&SarahHand、PISA-IIISoftHand、MANUSHand、Wa、DARTHand、BebionicHand、YokoiHand、RTR?Hand、SPRINGHand、MiyazakiLabHand、RII資料來源:《機器人靈巧手研究綜述》(劉偉資料來源:《機器人靈巧手研究綜述》(劉偉肖釗國元證券研究所請務必閱讀正文之后的免責條款部分資料來源:《機器人靈巧手研究綜述》(劉偉肖釗國元證券研究所64種:液壓驅(qū)動、電機驅(qū)動、氣壓驅(qū)動、形狀記憶合金驅(qū)動。其中液壓驅(qū)動、氣壓驅(qū)動、形狀記憶合金驅(qū)動適用場景存在精度不足、疲勞強度低等缺點,與靈巧手的高精度、使用壽命高要求需求難以匹配,電機驅(qū)動具備體積小、響應快,調(diào)控方便、穩(wěn)定性好、精度點,更加適合靈巧手的使用。目前人形機器人主流靈巧手均驅(qū)動系統(tǒng)由液動機、伺服閥、油泵和油箱等組成,適合大型抓取作業(yè),體積小、響應快、調(diào)控方便、穩(wěn)定性好、精度高、輸出力矩穩(wěn)定,在靈巧操作方便、質(zhì)量輕巧、動作迅速、價格適中、維護簡便;但可操作性適合小型、高精度機器人裝配作業(yè),可負載驅(qū)動、反應快速、請務必閱讀正文之后的免責條款部分資料來源:《機器人靈巧手研究綜述》(劉偉肖釗國元證券研究所7結(jié)構(gòu)設計緊湊,可以完成包絡抓取,但是在遠距離的控制上就比較困難,容易發(fā)生彈射,抓取的空間較小。腱繩傳動在一肌腱結(jié)構(gòu),腱繩傳動使得大型的驅(qū)動器遠離了執(zhí)行機構(gòu),減輕末端的負載和慣量,提升了抓取的速度,排布靈活,適合空FESTOHand、Michelang在工業(yè)機器人中應用比較廣泛,能獲得穩(wěn)定的傳動比,傳遞效率高,可靠性更強。但齒輪本結(jié)構(gòu)簡單且傳動平穩(wěn)、可以起到緩沖作用,能在大的軸間距和多軸間在一定程度上模擬了人手的肌腱結(jié)構(gòu),腱繩傳動使得大型的驅(qū)動器遠離了執(zhí)行機構(gòu),減輕末量,提升了抓取的速度,排布靈活,適合空間狹小且需要驅(qū)動自由度數(shù)目較多的傳Utah/MITHand、UtahMI請務必閱讀正文之后的免責條款部分資料來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院,高工機器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII),國元證券研究所8 米”的關鍵末端執(zhí)行器,占據(jù)整機價值量或達17.98%。根據(jù)高工機器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)數(shù)據(jù),2024年中國機器人靈0.57萬只,預計到2030年,中國機器人靈巧手市場銷量將有望突破34萬只,2024-2030年CAGR約段,隨著材料、電機、傳動、運控、傳感等技術(shù)的持續(xù)進步與提升,靈巧手實質(zhì)性產(chǎn)業(yè)化的拐點有望加快到來。99腱繩具備輕量化、柔性化等優(yōu)勢。當前國內(nèi)主流采用的連桿傳動方案雖具備雙向控制、耐用性強、制造維護便捷等優(yōu)勢,但其結(jié)構(gòu)笨重、柔性不足、抗沖擊性弱等固有缺陷正成為技術(shù)升級的瓶頸。常見傳動方案中,腱繩傳動是一種通過柔性肌腱實現(xiàn)動力傳遞的機器人靈巧手關節(jié)驅(qū)動方案。由于靈巧手對緊湊性的嚴苛要求,電機、減速器等大體積驅(qū)動組件難以集成到有限的手部空間內(nèi)。腱繩傳動可將驅(qū)動單元外置于前臂或機身,通過腱繩和滑輪結(jié)構(gòu)將動力傳遞至手指關節(jié)。雖然腱繩傳動具備輕量柔性等優(yōu)勢,但在實際應用中仍存在一定挑戰(zhàn):布線復雜、需配備張力感知機構(gòu),以及滑輪系統(tǒng)中的摩擦問題等,對性能表現(xiàn)帶來一定影響。在高自由度設計中,系統(tǒng)體積和集成難度較大,例如Utah/MIT手需大量滑輪與獨立驅(qū)動空間;而Pisa/IITSoftHand雖簡化驅(qū)動,卻在精度),與化學穩(wěn)定性。不過,長期處于輻射與機械載荷作用下會導致結(jié)晶度上升,從而影響韌性與摩擦學性能,限制其使用壽命與可靠性。因此,科研機構(gòu)和企業(yè)正通過表面改性與復合工藝手段進行優(yōu)化,推動其在高精度、高耐久場景下的可靠應用。此外,腱繩傳動可根據(jù)每個關節(jié)驅(qū)動器數(shù)量分為N型、N+1型和2N型三種配置,適配不同自由度與控制策略。相較其他方案,其輕量化優(yōu)勢顯著,同時支持欠驅(qū)動設計,能提升抓握靈活性與適應性。正因如此,腱繩傳動被認為是當前最有可能突由度、緊湊性和控制精度等關鍵指標之間提供了多樣化的選資料來源《AComprehensiveReviewofDexterousRoboticHands:Design,Implementation,andEvaluation》(Ying-YingLin等)、《DeterminationoftheInfluenceofSelectedExternalFactorsonthePhysicalandStructuralPropertiesofUHMWPE》(MarcinNabrdalik等)、《KinematicsRapidModelingMethodofTendon-DrivenRoboticMechanismsUsingtheTendon-RoutingMatrixandEquivalentRadiusMatrix》(HongqiangSang等)、《TendonArrangementandMuscleForceRequirementsforHuman-LikeForceCapabilitiesinaRoboticFinger》(NancyS.Pollard等)、星河、樂晴智庫精選、頭豹研究院、國元證券研究所典型應用案例包括采用2N型滑輪傳動系統(tǒng)的Utah/MIT靈巧手和Awiwi靈巧手,具備高強度、低摩擦的傳動特性,而Shadow馬達靈巧手采用N型配置則實現(xiàn)了更緊湊的結(jié)構(gòu)設計(ShadowDex-EE三指靈巧手采用N+1型配置)。目前國內(nèi)采用腱繩傳動的靈巧手以靈心巧手的L30腱驅(qū)版為代表。這一趨勢在特斯拉Optimus靈巧手的迭代中得到了充分驗證:從早期“蝸輪蝸桿+腱繩”混合傳動(存在結(jié)構(gòu)笨重、動態(tài)響應不足等問題),到第三代采用“行星齒輪箱+行星滾柱絲杠+腱繩”復合傳動方案的協(xié)同設計,成功解決了傳統(tǒng)方案在重量與靈活性之間的矛盾,使靈巧手在提升單手承載力的同時,仍能保持接近人類手指的靈活運動能力。這一演進過程充分展現(xiàn)了腱繩傳動在實現(xiàn)遠距離柔性動力傳輸方面的不可替代性,是構(gòu)建高性能靈巧手的理想選擇。力圖:ShadowDex-EE腱繩傳動操作與控制系統(tǒng)圖:N、N+1、2N三種腱繩驅(qū)動結(jié)構(gòu)圖資料來源:靈心巧手官網(wǎng)、ShadowRobot官網(wǎng)、《AComprehensiveReviewofDexterousRoboticHands:Design,Implementation,andEvaluation》請務必閱讀正文之后的免責條款部分(Yu-YingLin等)、星河頻率、樂晴智庫精選、國元證券研究所UHMWPE腱繩潛在市場規(guī)模:百萬人形機器人或?qū)?.6-72億元市場空間。目前機器人腱繩材料主要采用鋼絲繩或超高分子量聚乙烯纖維(UHMWPE)。其中,UHMWPE具有超高強度(13倍于鋼)、極低密度、化學穩(wěn)定性和卓越耐磨性,可顯著提升機器人的動態(tài)響應與耐久性,是機器人腱繩的最優(yōu)材料。目前,靈巧手廠商在材料選擇上正呈現(xiàn)明顯趨勢,超高分子量聚乙烯纖維(UHMWPE)腱繩因其優(yōu)異性能,逐漸成為假設國內(nèi)市場上用于機器人靈巧手的單根腱繩價格為40~60元,不同自由度N+1型腱繩傳動結(jié)構(gòu)靈巧手(雙手)對應單臺機器人腱繩價值量為960~3720元;若出貨量達100萬臺則對應腱繩市場規(guī)??蛇_9.6~37.2億同理,假設國內(nèi)市場上用于機器人靈巧手的單根腱繩價格為40~60元,不同自由度2N型腱繩傳動結(jié)構(gòu)靈巧手(雙手)對應單臺機器人腱繩價值量為1760~7200元;假設出貨量為100萬臺則對應腱繩市場規(guī)??蛇_17.6~72億元。單根腱繩價格假設(元)單根腱繩價格假設(元)每只手11個自由度每只手16個自由度每只手20個自由度每只手20個自由度每只手30個自由度每只手30個自由度409601360248021003100601440204025203720單根腱繩價格假設(元)單根腱繩價格假設(元)每只手11個自由度每只手16個自由度每只手20個自由度每只手20個自由度每只手30個自由度每只手30個自由度401760256032004800502200320040006000602640384048007200資料來源:《CompatibilizationofUltra-HighMolecularWeightPolyethylene(UHMWPE)FibersandTheirCompositesforSuperiorMechanicalPerformance:AConciseReview》(DakshShelly)、頭豹研究院、中國信通院、國元證券研究所請務必閱讀正文之后的免責條款部分資料來源:頭豹研究院,同花順iFinD,各公司官網(wǎng),愛企查,國元證券研究所13中國作為全球腱繩生產(chǎn)大國,截至2024年產(chǎn)業(yè)規(guī)模占據(jù)全球六成以上,具備較強的制造與供給能力。隨著人形機器人進入規(guī)?;l(fā)展階段,對腱繩在強度、耐磨性、疲勞壽命和控制穩(wěn)定性等方面的要求不斷提升,特別是靈巧手等高精度部件對材料模量與斷裂伸長率等性能指標提出更嚴苛標準。國產(chǎn)UHMWPE腱繩在斷裂強度與初始模量方面部分已具備國際先進水平(海外UHMWPE領域龍頭企業(yè)Dyneema最新推出的“SK99纖維”斷裂強度為42.5cN/dtex,初始模量為1590cN/dtex),并正加速向高模量、低延展方向發(fā)展。未來國產(chǎn)產(chǎn)品將在保障供給安全的同時,實現(xiàn)從“產(chǎn)量領先”向“性能提升”的轉(zhuǎn)型,進一步夯實在全球產(chǎn)業(yè)鏈中的競爭優(yōu)勢。超高分子量聚乙烯纖維具備超高強度、超高模量、耐磨損、低密度、耐疲勞等性能,能夠滿足人形靈巧手傳動的要求,南山智尚、恒輝安防、同益中等公司具備UHMWPE對應產(chǎn)能,可應用于人形機器人靈巧手腱繩,部分企業(yè)已經(jīng)開始送樣,有望伴隨人形機器人浪潮核心受益。成立于2022年6月20日,以合成纖維織物的制造與銷售為主營業(yè)務。致力打造超高分子量聚乙烯纖維全球?qū)I(yè)化生產(chǎn)工廠。目前,超高分子量聚乙烯纖維年產(chǎn)位居全球第一,被國家工信部認定為制成立于2010年,專注于超高分子量聚乙烯纖維及制品的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售。擁有多項國家專利和完成立于1999年,于2021年在上交所上市,主要從事特種纖維、工程塑料及復合材料的技術(shù)開發(fā)、轉(zhuǎn)讓、技術(shù)服務,以及相關防護產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)(如防彈衣等)。主要產(chǎn)品是UHMWPE纖維、復合材料公司銷售自研防護材料等產(chǎn)品,并經(jīng)營自產(chǎn)產(chǎn)品及技術(shù)的進出口3成立于2007年,于2020年在深交所上市,主營精紡呢絨面料、服裝及紡織纖維的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售核心產(chǎn)品包括精紡呢絨、服裝、超高分子量聚乙烯纖維和錦綸//成立于2004年,于2021年在深交所上市,專注于手部防護用品及超高分子量聚乙烯纖維的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,主營功能性/普通防護手套、防護用品及超高分>35>1000/成立于2001年,是公安部警用防彈衣和防彈防刺服定點生產(chǎn)企業(yè)。主要從事高強高模聚乙烯纖維及儀征化纖中國石化旗下重要的中高端聚酯及特種纖維生產(chǎn)基地,是國內(nèi)率先建成干法紡絲超高分子量聚乙烯纖維(UHMWPE)工業(yè)化生產(chǎn)線的企業(yè),現(xiàn)有產(chǎn)能達3,300噸/年,產(chǎn)品廣泛應用于防彈防護、海洋工請務必閱讀正文之后的免責條款部分資料來源:坤維科技官網(wǎng),中國電子報,國元證券研究所14目前傳感器方面的整體趨勢是向多維度、高精度、高集成度、高延展性方向發(fā)展,高維力矩傳感器和觸覺傳感器是傳感器方面的當前研究重點。傳感器是靈巧手的“皮膚”和“神經(jīng)系統(tǒng)”,它不僅賦予機器人感知外部環(huán)境的能力,還為其精細操作提供了關鍵信息支撐。靈巧手的傳感器主要分為位置傳感器、視覺傳感器、力/力矩傳感器、觸覺傳感器。力/力矩傳感器是一種能感知力、力矩并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器,核心原理是將力作用下的形變轉(zhuǎn)換成電信號,當有力/力矩作用時,力/力矩施加于傳感器本體單元上,并引起本體單元的應變或形變,檢測系統(tǒng)感知本體的應變或形變,通過電路將其轉(zhuǎn)化為相應電壓,通過測量電壓值來表征力/力矩大小,并轉(zhuǎn)換成可用輸觸覺傳感器的核心是“感知交互”,主要任務是為獲取對象與環(huán)境信息和為完成某種作業(yè)任務而對機器人與對象、環(huán)境相互作用時的一系列物理特征量進行檢測或感知。本質(zhì)上是將接觸面形狀、壓力、摩擦力、溫度等信息進行感知識別和轉(zhuǎn)換的傳感器,其組成部分包括電極、敏感材料和導電材料等。當下觸覺傳感器兩種主請務必閱讀正文之后的免責條款部分資料來源:坤維科技官網(wǎng),中國電子報,第二曲線創(chuàng)新研究院,國元證券研究所15電子皮膚具備產(chǎn)業(yè)化價值,國內(nèi)企業(yè)有望在全球競爭中占據(jù)重要地位。柔性觸覺傳感器又稱為“電子皮膚”,能夠?qū)崿F(xiàn)與環(huán)境接觸力、溫度、濕度、震動、材質(zhì)、軟硬等特性的檢測,是利用柔性材料的物理特性,將外部的力學量轉(zhuǎn)換為電信息,從而實現(xiàn)對觸覺感知的傳感器產(chǎn)品。其具備類似于人類皮膚的柔韌性,可以適應技術(shù)層面來看,按照轉(zhuǎn)換信號原理的不同,柔性觸覺傳感器可以分為壓阻式(電阻式)、電容式、電感式、壓電式、光電式等,其中電容式、壓阻式柔性傳感器應用較多。柔性壓阻式傳感器以器件結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高、響應快、制造成本低、穩(wěn)定性好等優(yōu)點被認為是下一代柔性壓力傳感器的理想選擇。劣勢是體積大,不易實現(xiàn)微型化;功耗高,接觸表面易碎;易受噪聲影響。電子皮膚作為仿生智能界面,其研發(fā)面臨材料、制造和算法三端協(xié)同挑戰(zhàn)。產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋材料研發(fā)、傳感器制造、系統(tǒng)集成、終端應用等多個環(huán)節(jié),全球范圍內(nèi)已形成以歐美為主導、亞太快速追趕的競爭格局。目前國內(nèi)福萊新材、日盈電子、漢威科技等企業(yè)憑借技術(shù)儲備靈巧手獨立集成商相較其他廠商整體更早推出成熟產(chǎn)品并且對外發(fā)售,其中,國外廠商發(fā)展較早,但產(chǎn)品售價較高,國內(nèi)廠商產(chǎn)品在自由度、核心部件設計、感知等層面各有特點,單價普遍介于5-10萬元之間。國外以ShadowRobot為代表,其系列產(chǎn)品廣受NASA等全球頂尖機構(gòu)認可,但售價較為昂貴。國內(nèi)則以靈心巧手、因時機器人、帕西尼感知為代表,其中靈心巧手2024年產(chǎn)品一經(jīng)推出就占據(jù)了國內(nèi)高自由度靈巧手超80%市場份額,產(chǎn)品最高可達42自由度;因時機器人自主研發(fā)設計微型伺服電缸具備體積小、精度高、負載大、成本低等優(yōu)勢,2024年完成近2000臺仿人五指靈巧手的交付。帕西尼感知于靈巧手電子皮膚領域發(fā)力,2024年WRC推出的DexH13GEN2搭載了上千顆專業(yè)級ITPU多維觸覺傳感器以及800萬高清AI手眼相機,在靈巧手多維觸感方面處于業(yè)界領先水平。公司名稱創(chuàng)立年份代表性產(chǎn)品參考價(萬)ShadowRobot1997年英國老牌機器人企業(yè),專注于高性能靈巧手研發(fā)。其Shadow系列產(chǎn)品廣受NASA等全球頂尖機構(gòu)認可。Shadow五指靈巧手(ShadowDexterousHand)24(20主動)100-220北京思靈機器人2018年依托德國宇航中心技術(shù),致力于人工智能與機器人技術(shù)融合創(chuàng)新。在機器人感知、力控、視覺、操作系統(tǒng)及深度學習領域具備領先優(yōu)勢,推動機器人多領域應用。AgileHand-因時機器人2016年專注于微型精密運動部件與伺服控制技術(shù)的研發(fā)制造。旗下伺服電機、驅(qū)動器、減速器、編碼器等核心元件均實現(xiàn)自主研發(fā),廣泛應用于機器人、精密制造、生物醫(yī)療和科研教育等領域。RH56E2系列64.8靈巧智能2024年依托上海交通大學科研實力,由中科院院士領銜創(chuàng)辦,專注于通用智能多模態(tài)觸視感知的靈巧操作系統(tǒng)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。核心產(chǎn)品DexHand系列靈巧手具備高自由度與多模態(tài)感知能力。Dexhand021量產(chǎn)版19(12主動)6.8(首批體靈心巧手2019年專注于“靈巧手+云端智腦”技術(shù)路線,打造具身智能專用平臺。核心產(chǎn)品包括自主研發(fā)的LinkerHand系列靈巧手、動捕遙操作系統(tǒng)及數(shù)字孿生平臺,實現(xiàn)軟硬件協(xié)同,賦能企業(yè)、科研機構(gòu)與開發(fā)者落地真實場景應用。LinkerHand系列L30直驅(qū)版21(全主動)9.9LinkerHand系列L2020(16主動)4.9帕西尼感知科技2021年專注多維觸覺傳感技術(shù),研發(fā)高可靠性觸覺傳感器與人形機器人。旗下產(chǎn)品已實現(xiàn)規(guī)?;慨a(chǎn),全球出貨量領先。DexH13-E116(13主動)9.8戴盟機器人2021年專注高分辨率多模態(tài)觸覺感知與靈巧手軟硬件研發(fā)。結(jié)合視覺、觸覺和語言的操作模型(VTLA),為具身智能、智慧物流、智能制造及實驗室自動化等領域提供創(chuàng)新抓取解決方案。DM-Hand112(6主動)-蘇州鈞舵機器人2018年孵化于哈工大機器人研究所,專注工業(yè)級智能末端執(zhí)行器研發(fā)與生產(chǎn)。產(chǎn)品涵蓋15大系列、300余款型號,包括靈巧手、電動夾爪及旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器等,廣泛應用于3C、半導體、新能源、生命科學和汽車電子等行業(yè)。Mozart系列(1.0)型號;CDH-MO-5-16-E016(6主動)3-55(滿配,帶觸覺傳感器)深圳憶海原識2017年致力于研發(fā)類腦智能與靈巧操作機器人,以基礎技術(shù)輻射工業(yè)生產(chǎn)自動化、實驗室自動化、消費服務自動化等廣闊市場。25-DOF工業(yè)級基礎款:25主動定制版:12-32主被動-知行機器人2018年專注靈巧手及具身智能機器人研發(fā)生產(chǎn)。旗下知行手系列涵蓋工業(yè)平動手、協(xié)作手、仿生手和重型手,為航空航天、工業(yè)制造、倉儲物流、教育科研及生命科學等多個領域。CTHG-3F-1108主動-資料來源:各公司官網(wǎng),信倍通,機器人大講堂,高工機器人,極新,智東西,各公司淘寶旗艦店,各公司京東旗艦店,愛企查,天眼查,國元證券研究所17的迭代。海外代表企業(yè)為特斯拉推出的Optimus,靈巧手已迭代至第三代,手部自由度由原來的11個增加至22個,采用腱繩驅(qū)動的三級傳動結(jié)構(gòu)將執(zhí)行模組與手指末端連接,有效兼顧了重量與靈活性。國內(nèi)代表性廠商為智元、宇樹、星動紀元、魔法原子,其中智元機器人2024年8月推出的19自由度視觸覺靈巧手集成了高精度的MEMS觸覺感知和視觸覺感知技術(shù),提升抓取、操作等任務中的精度和效率的同時為其在復雜環(huán)境中的自主決策和適應性提供了有力支持,此外,其靈巧手抓握力有明顯提升(整手抓握5kg,自鎖提拉30kg),能夠輕松應對工業(yè)級的高負載工況。宇樹科技推出的Dex5-1靈巧手通過全關節(jié)反驅(qū)子主打高控制精度與高負載能力,通過自研關節(jié)模組如擰螺絲等工業(yè)高精度作業(yè)需求。星動紀元推出的XHAND1具備高可靠性(空載壽命可達百萬次)的同時每指指尖120-300點的三維觸覺信息 特斯拉的機器人項目Optimus于2021年首屆AIDay首次亮Optimus定位為通用型機器人助手,旨在替代人類執(zhí)行“危險、重復、無聊”北京星動紀元科技有限公司是由清華大學交杭州宇樹科技股份有限公司是全球領先的民用機器人企業(yè),專注于高性能足式、人靈巧機械臂的自主研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。公司是首家公開零售四足機器人的企魔法原子魔法原子具備從自主技術(shù)研發(fā)到生產(chǎn)制造、銷售服務的全鏈條能力,旗下產(chǎn)品涵蓋通用人優(yōu)必選科技是人形機器人的領導者和智能服務機器人的領航企業(yè),具備資料來源:各公司官網(wǎng),華夏時報網(wǎng),談思人形機器人,IT之家,中新網(wǎng)上海,華爾街見聞,證券時報網(wǎng),Investopedia,人形機器人發(fā)布,芯智訊,愛企查,國元證券研究所隨著腦機接口與靈巧操作技術(shù)的融合發(fā)展,國內(nèi)企業(yè)如BrainCo、傲意科技等,探索多種技術(shù)路徑向康復、工業(yè)和具身交互等場景應用布局,兆威機電、雷賽智能憑借強大工業(yè)儲備切入靈巧手賽道。BrainCo強腦科技依托非侵入式腦機接口技術(shù),現(xiàn)已開發(fā)出具備高精度與實時控制能力的智能仿生手,支持截肢用戶的直覺控制。其2025年5月推出的仿生靈巧手Revo2僅重383g,整手握力大于等于50N的同時可單手承載20kg,公司具備一定的跨領域適配能力。此前公司已于2020年向市場推出全球首款實現(xiàn)量產(chǎn)的腦控智能義肢。傲意科技以輕量化設計與高負載性能為特色,ROH-LiteS小手重量僅約457克,單指負載最高可達8kg。且依托醫(yī)療級仿生手的成熟供應鏈體系,公司成功將工業(yè)靈巧手的單臺BOM降至萬元以內(nèi)。兆威機電與雷賽智能在微型驅(qū)動系統(tǒng)與運動控制方面具備深厚積累,兆威機電主打緊湊設計與高耐久性,雷賽智能主打高負載,其DH116靈BrainCo強腦科技是首個入選哈佛大學創(chuàng)新實驗室侵入式腦機接口技術(shù),致力于在康復、大健康與人機交互等先解決方案。核心產(chǎn)品包括腦機接口智能仿生手、智能仿生腿-6-上海傲意信息科技有限公司專注于無創(chuàng)腦機接口-驅(qū)動系統(tǒng)方案解決商。兆威機電在人型機器人品牌和行業(yè)領軍企業(yè)。公司專注于伺服電機驅(qū)動、步進電控制卡和運動控制PLC等產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售,致力于為客--請務必閱讀正文之后的免責條款部分資料來源:各公司官網(wǎng),各公司微信公眾號,Bilibili賬號:BrainCo仿生靈巧手,中國機器人網(wǎng),傲意科技淘寶企業(yè)店鋪,人民日報,界面新聞,看點請務必閱讀正文之后的免責條款部分請務必閱讀正文之后的免責條款部分資料來源:ShadowRobot官網(wǎng),信倍通,ClearPathRobotics,Mybotshop,國元證券研究所20自由度靈巧手商品化的企業(yè)之一。Shadow系列靈巧手完全集成ROS、可通過EtherCAT接口以100Hz至1kHz的頻率提供實時反饋、可輕松集成在機械臂、且支持其他組件升級;與GoogleDeepmind合作后最新推出的ShadowDex產(chǎn)品均為客戶提供集成了用于抓取和操作開發(fā)的完整物理模型代碼庫,且所有微控軟件接口完全一致,無需修改代碼,只需更換對應的啟動文件即可在開發(fā)流程中無縫切換模擬和真實硬件,方便調(diào)試和-請務必閱讀正文之后的免責條款部分資料來源:靈心巧手官網(wǎng),愛企查,機器人大講堂,國元證券研究所21經(jīng)歷五年研發(fā),2024年,產(chǎn)品一經(jīng)推出就占據(jù)了國內(nèi)高自由度靈巧手超80%市場份額,其產(chǎn)品最高可達42自由度,媒體稱為目前全球商用技術(shù),可直接通過云端技能庫快速加載所需功能,用戶無需編寫代碼,簡化使用流程,實現(xiàn)高效的個性化操作。另有具備18主動自由度的 -產(chǎn)品如伺服電機、驅(qū)動器、減速器和編碼器等均由自主研發(fā),廣泛應用于機器人、精密制造、生物醫(yī)療及科研教育等多個領域。公司自主研發(fā)設計的微型伺服電缸缸內(nèi)部集成了高精密減速器、空心杯電機、絲杠機構(gòu)、傳感器和伺服控制系統(tǒng),具備體積小、精度高、負載大、成本低等優(yōu)勢,現(xiàn)已應用于RH56系列靈巧手。對比市場上現(xiàn)有的五指靈巧手,因時機器人的靈巧手憑借產(chǎn)品重量輕以及高性價比等優(yōu)勢并于2024年完成近2000臺仿人五指靈巧手的交付。2025年7月最新發(fā)布的RH56F1系列仿人五指靈巧手采用獨創(chuàng)的隱秘式走線設計,提高線纜穩(wěn)定性和可靠性的同時支持1KHz高速實時表:因時機器人靈巧手產(chǎn)品概況產(chǎn)品名稱產(chǎn)品名稱重量(g)重量(g)傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)RH56BFX系列RH56DFX系列RH56E2系列(配有17個觸覺傳感器)均為6自由度540g540g790±10g微型伺服電缸請務必閱讀正文之后的免責條款部分資料來源:因時機器人官網(wǎng),Bilibili賬號:因時機器人,愛企查,高工人形機器人,國元證券研究所請務必閱讀正文之后的免責條款部分資料來源:帕西尼官網(wǎng),愛企查,國元證券研究所23??帕西尼感知:獨創(chuàng)ITPU多維度觸覺傳感技術(shù),在多維觸覺融合與精細操帕西尼感知科技(深圳)有限公司成立于2021年,專注于多維觸覺感知技術(shù),致力于自主研發(fā)高可靠性的觸覺傳感器與人形機器人。公司公司產(chǎn)品線覆蓋從“傳感器核心零部件”到“人形機器人整機制造”的全鏈路環(huán)節(jié),并已實現(xiàn)批量商業(yè)級交付,客戶群體涵蓋智能制造、康養(yǎng)醫(yī)療、工業(yè)生產(chǎn)、消費電子等重點領域。隨著機器人觸覺感知能力的提升,公司將引領下一代人形機器人行業(yè)的變革。目前公司產(chǎn)品已實現(xiàn)批量化落地,廣泛應用于工業(yè)、服務與科研等場景,在觸覺智能領域發(fā)展迅速。公司于2024年WRC世界機器人大會上發(fā)布的DexH13GEN2靈巧手,搭載了上千顆專業(yè)級ITPU多維觸覺傳感器及800萬像素高清AI手眼相機,在多維觸覺融合與精細操作性能方面達到業(yè)界先進水平。--請務必閱讀正文之后的免責條款部分資料來源:X賬號:Tesla_Optimus內(nèi)容,ASSEMBLYMagazine,天下車智,機器覺醒時代,樂晴智庫精選,人形機器人研究院,國元證券研究所24??特斯拉:機器人靈巧手圍繞感知和輕量化推進迭代,Optimus人形機器特斯拉于2003年成立,其機器人項目Optimus于2021年首屆AIDay首次亮相,標志公司進軍人形機器人領域。Optimus定位為通加到22個,電機等驅(qū)動裝置移至前臂,傳動方案從蝸輪蝸桿傳動升級為腱繩與高精度絲杠傳動。感知能力方面,新一代的傳感器覆蓋范圍更大,集成了包括六維力矩傳感器等更高精度的傳感器。據(jù)特斯拉Optimus副總裁MilanKovic透露,目前人形機器人項目正圍繞視覺感知、運動控制、動態(tài)響應和防摔倒機制四大方向進行迭代,力求讓機器人行動更智能、步態(tài)更自然、反應更迅速,并具備自我保護與再站立能力。接下來,Optimus團隊將重點優(yōu)化手部系統(tǒng),包括擴大觸覺感知范圍、提升肌腱控制精度、減輕前臂重量,并在確保觸覺靈敏度的前提下,為手掌和手指增加柔軟且順應性的保護層,以增強其安全性與適應性。根據(jù)特斯拉2025年Q3財報電話會議:OptimusGen3預計2026年Q1推出原型機,計劃于2026年底量產(chǎn),最高年產(chǎn)能100萬年6月已交付超200臺本體機器人(上百個訂單量產(chǎn)交付中)。公司從底層硬件(驅(qū)動電機與減速模塊等,實現(xiàn)全自研一體化關節(jié)模組)到高層智能(端原生機器人大模型ERA-42)均實現(xiàn)自主研發(fā),構(gòu)建了“本體+模型”協(xié)同演進體系 資料來源:星動紀元官網(wǎng),星動紀元微信公眾號,中國證券網(wǎng),國元證券研究所杭州宇樹科技股份有限公司是全球領先的民用機器人企業(yè),專注于高性能足式、人形機器人及靈巧機械臂的自主研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。公司是首家公開零售四足機器人的企業(yè),并率先實現(xiàn)行業(yè)落地,全球銷量持續(xù)領先。Dex5-1靈巧手通過全關節(jié)反驅(qū)+豐富觸覺傳感器設計,指尖重復定位精度達±1mm,適合復雜曲面抓握任務(手指均可獨立更換,降低維修成本)。單手94個觸覺傳感器,提升機器人精度以及感知功能。2024年完成超1500臺人形機器人交付,據(jù)公司首席執(zhí)行官王興興披露2025年機器人出貨量持續(xù)增長。表:宇樹科技靈巧手產(chǎn)品性能概況產(chǎn)品名稱產(chǎn)品名稱傳動方式傳動方式驅(qū)動方式驅(qū)動方式整手最大負載整手最大負載Dex5-1(五指靈巧手)20(16主動)低阻尼小間隙減速器,自研微型力控復合傳動關節(jié),微型力控關節(jié)齒輪傳動高功率密度空心杯電機4500gDex3-1(三指靈巧手)7全主動微型無刷力控關節(jié)直驅(qū),微型無刷力控關節(jié)齒輪傳動-710g500g請務必閱讀正文之后的免責條款部分資料來源:宇樹科技官網(wǎng),Bilibili賬號:Unitree宇樹科技,華爾街見聞,證券時報網(wǎng),國元證券研究所拋起并接住橙子請務必閱讀正文之后的免責條款部分資料來源:魔法原子官網(wǎng),艾邦機器人,國元證券研究所27務的全鏈條能力,致力于打造具備強大感知、認知與動作能力的通用機器人。旗下產(chǎn)品包括通用人形機器人、仿生四足機器人等,覆蓋工業(yè)、商業(yè)、家庭等多樣化應用場景,以滿足不同領域?qū)νㄓ弥悄荏w的需求。公司核心團隊深耕機器人與人工智能多年,秉持長期主義理念,推動具身智能技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化與普及化。公司推出的MagicHandS01靈巧手核心零部件如微型高靈敏多點觸覺傳感器以及靈巧手控制器均由公司自主研發(fā),并在設計中預留了性能余量,不僅顯著提升了負載能力,也有效延長了零部5請務必閱讀正文之后的免責條款部分資料來源:智元機器人官網(wǎng),Bilibili賬號:智元機器人,國元證券研究所28??智元機器人:從靈巧手到整機,產(chǎn)品體系完備,2025年1月成功量產(chǎn)下智能機器人矩陣。公司自主研發(fā)了覆蓋機器人本體、智能系統(tǒng)及軟硬件平臺的核心能力,形成了遠征、靈犀、精靈三大產(chǎn)品系列,廣泛應用于交互服務、柔性制造、數(shù)據(jù)采集等商用場景。2025年1月,隨著第1000臺通用具身機器人成功量產(chǎn)下線,智元成為國內(nèi)首家實現(xiàn)人形機知技術(shù),標志著其已構(gòu)建起完整的靈巧手產(chǎn)品體系,進一步鞏固了其在具身智能領域的研發(fā)深度與整機集成能力的領先地請務必閱讀正文之后的免責條款部分資料來源:強腦科技官網(wǎng),人民日報一撇一捺,證券時報,機器人大講堂,國元證券研究所29BrainCo強腦科技創(chuàng)立于2015年,是首個入選哈佛大學創(chuàng)新實驗室的中國團隊,專注于非侵入式腦機接口技術(shù),其突破性BrainCoH仿生關節(jié)優(yōu)化、精密傳動機構(gòu)與整機輕量化方案,實現(xiàn)了極致輕量、小巧輕便但功能強大,可精準感知物體硬度、紋理及受力方用化的協(xié)議與接口設計,可無縫應用于機器人平臺,達成通用的靈巧操作能力。同時Pro版集成了EtherCAT通訊接口支持最高1kHz實時控制。目前,強腦科技智能仿生義肢手產(chǎn)品已實現(xiàn)量產(chǎn),相關技術(shù)平臺也為其在服務機器人與靈巧操作領

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