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告

｜從“做出來(lái)”到“賣出去”Ⅱ—人形機(jī)器人靈巧手專題2

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4核心觀點(diǎn)

靈巧手從仿生人手出發(fā)，是人形機(jī)器人重要末端執(zhí)行器。?

靈巧手從仿生人手出發(fā)，旨在拓展人類能力邊界。人手的演化伴隨著人類操作能力從簡(jiǎn)單抓握向精細(xì)操作的提升，靈巧手結(jié)構(gòu)基于人手，旨在模擬人手參與真實(shí)世界的感知、操作、情感交互功能。?

靈巧手是人形機(jī)器人重要末端執(zhí)行器。靈巧手相比傳統(tǒng)夾爪，泛化能力更強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)多任務(wù)遷移；相比機(jī)器人下肢，能實(shí)現(xiàn)交互感知、精細(xì)操作，價(jià)值量占比更高，是人形機(jī)器人重要末端執(zhí)行器。隨著柔性電子皮膚和感知運(yùn)控算法的發(fā)展，靈巧手將向“全感知”和“自適應(yīng)”演化。?

分為驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)、感知三大系統(tǒng)。靈巧手的構(gòu)成為①驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（價(jià)值占比最高）：以電機(jī)驅(qū)動(dòng)為主流，空心杯電機(jī)應(yīng)用廣泛，有齒槽無(wú)刷電機(jī)或成低成本替代方案；②傳動(dòng)系統(tǒng)：存在腱繩和連桿兩大方案，連桿可控性強(qiáng)，是國(guó)內(nèi)主流，同時(shí)關(guān)注減速器和絲杠環(huán)節(jié)；③感知系統(tǒng)：重點(diǎn)關(guān)注位置傳感器、力/力矩傳感器、觸覺(jué)傳感器。

靈巧手技術(shù)路線可劃分為仿人和特化兩大路線。?

仿人路線是目前的主流路線。仿人路線的靈巧手為具備人手運(yùn)動(dòng)效果與感知能力，自由度接近人手，廣泛采用腱繩傳動(dòng)以模擬人手肌腱收縮，配備豐富觸覺(jué)傳感器，并呈現(xiàn)出向柔性電子皮膚發(fā)展的趨勢(shì)，典型產(chǎn)品包括兆威機(jī)電ZWHAND、宇樹(shù)Unitree

Dex5等。?

特化路線聚焦

“高適應(yīng)性”，面向特定需求場(chǎng)景。特化路線以

“拓展靈巧手應(yīng)用邊界”

為目標(biāo)，可應(yīng)對(duì)多樣化操作場(chǎng)景。以創(chuàng)新結(jié)構(gòu)為設(shè)計(jì)核心，突破傳統(tǒng)靈巧手局限。典型案例包括中國(guó)科大團(tuán)隊(duì)研發(fā)的章魚(yú)觸手形方案、加州大學(xué)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的卷尺形方案等。

長(zhǎng)期看消費(fèi)場(chǎng)景需求廣闊，短期靈巧手在特殊場(chǎng)景及工業(yè)場(chǎng)景率先落地。不同場(chǎng)景對(duì)靈巧手設(shè)計(jì)有針對(duì)性要求。①消費(fèi)場(chǎng)景下：靈巧手是智能化的關(guān)鍵，要求高靈活性與強(qiáng)交互性，采用空心杯電機(jī)+腱繩傳動(dòng)+柔性電子皮膚方案。②特殊場(chǎng)景下：靈巧手需增強(qiáng)感知、特化防護(hù)。③工業(yè)場(chǎng)景下：靈巧手降本增效需求迫切，可能轉(zhuǎn)向有齒槽無(wú)刷電機(jī)+連桿傳動(dòng)方案。特殊場(chǎng)景機(jī)器代人需求迫切，有望率先落地。靈巧手可使人形機(jī)器人具備操作能力、能夠進(jìn)入危險(xiǎn)環(huán)境作業(yè)、真正實(shí)現(xiàn)替人，或?qū)⒑芸炻涞?。工業(yè)場(chǎng)景空間廣闊，降本增效加速靈巧手滲透。3C電子、汽車制造等行業(yè)需頻繁調(diào)整產(chǎn)線，靈巧手泛用性強(qiáng)，是柔性制造的重要一環(huán)；當(dāng)前國(guó)產(chǎn)靈巧手價(jià)格持續(xù)下探，助力靈巧手加速落地。

行業(yè)相關(guān)標(biāo)的梳理：關(guān)注靈巧手整機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)（空心杯電機(jī)）、絲杠（滾珠絲杠、行星滾柱絲杠）、減速器（諧波減速器、行星減速器）、傳感器（六維力/力矩傳感器、觸覺(jué)傳感器）、PEEK材料。

風(fēng)險(xiǎn)提示：人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)推進(jìn)進(jìn)度不及預(yù)期、相關(guān)標(biāo)的業(yè)務(wù)進(jìn)展不及預(yù)期、相關(guān)標(biāo)的業(yè)績(jī)不及預(yù)期、研報(bào)2使用的信息存在更新不及時(shí)風(fēng)險(xiǎn)。靈巧手：人形機(jī)器人重要末端執(zhí)行器1目錄技術(shù)路線：仿人主流與特化創(chuàng)新并行，共拓應(yīng)用邊界234應(yīng)用場(chǎng)景：特殊場(chǎng)景率先落地，工業(yè)場(chǎng)景賦能柔性制造C

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S相關(guān)標(biāo)的梳理靈巧手簡(jiǎn)介1.1、人手重要性：人手是人類生存、創(chuàng)造和發(fā)展的關(guān)鍵工具

手的演化伴隨著人類操作能力從簡(jiǎn)單抓握向精密操作的提升。在約3.6億年前四足動(dòng)物的起源過(guò)程中，帶有指趾結(jié)構(gòu)的強(qiáng)壯四肢逐漸形成；大約6500萬(wàn)年前的靈長(zhǎng)類動(dòng)物化石顯示其擁有可能與抓握樹(shù)枝相關(guān)的長(zhǎng)手指結(jié)構(gòu)；大約450~300萬(wàn)年前，古人類手的進(jìn)化反映出精密操作能力的增強(qiáng)，化石證據(jù)顯示當(dāng)時(shí)人類已會(huì)制作并使用工具（石器）。

現(xiàn)代文明中，人手的力量抓握、精捏等動(dòng)作至關(guān)重要。人手共有24個(gè)自由度（手指21個(gè)自由度+腕的外展、腕的彎曲和手掌的弧度3自由度），這種結(jié)構(gòu)使人手可完成力量抓握、精捏等核心動(dòng)作。這些動(dòng)作在現(xiàn)代人類日常生活中經(jīng)常被使用到，例如在清潔、烹飪等活動(dòng)中。圖表1：人手發(fā)展演化圖表2：人手常用動(dòng)作及比例時(shí)間演化節(jié)點(diǎn)手部變化解決的問(wèn)題帶有指趾結(jié)構(gòu)的約3.6億年前四足動(dòng)物起源

強(qiáng)壯四肢逐漸形

支撐身體重量、行走成靈長(zhǎng)類動(dòng)物適應(yīng)6500萬(wàn)年前出現(xiàn)長(zhǎng)手指結(jié)構(gòu)拇指明顯增長(zhǎng)抓握樹(shù)枝樹(shù)棲環(huán)境古人類直立行走，解放前肢能夠?qū)崿F(xiàn)精細(xì)操作，比如制作石器450~300萬(wàn)年前更加發(fā)達(dá)的腦部使人類得以用手執(zhí)行更復(fù)雜的操作至今人類社會(huì)發(fā)展幾乎無(wú)變化：《A

Devonian

tetrapod-like

fish

and

theevolution

of

thetetrapod

body

plan》《PrimateOrigins

and

thePlesiadapiforms》《Ardipithecus

hand

providesevidence

that

humans

andchimpanzees

evolvedfrom

anancestor

withsuspensory

adaptations》，中泰證券研究所：《高仿生性能假肢設(shè)計(jì)研發(fā)與應(yīng)用研究》，中泰證券研究所4靈巧手簡(jiǎn)介1.2、靈巧手從仿生出發(fā)，旨在拓展人類能力邊界

靈巧手的結(jié)構(gòu)基于仿生人手。靈巧手在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上模仿人手，以達(dá)到人手的靈活性與穩(wěn)定性。人手的骨骼結(jié)構(gòu)是其功能的基礎(chǔ)：①第1掌骨的位置使拇指可以自由地越過(guò)掌心對(duì)向其余4指；②控制手弓的凹陷程度允許人手安全握住和操控各種形狀和大小的物體；③腕掌關(guān)節(jié)大大提高了手的靈活性；④掌指關(guān)節(jié)是支撐手部掌弓活動(dòng)的拱頂石，其附屬運(yùn)動(dòng)使得手指更好地適應(yīng)所持物體的形狀；⑤指骨間關(guān)節(jié)僅可做屈曲和伸展運(yùn)動(dòng)，拇指指骨間關(guān)節(jié)可以在用拇指指腹給物體施加壓力時(shí)過(guò)伸。

靈巧手設(shè)計(jì)目標(biāo)在于模擬人手的核心功能、突破人類生理限制，并在特定領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)性能增強(qiáng)。1）感知與信息處理：通過(guò)多模態(tài)感知技術(shù)感知物體的形狀、姿態(tài)、表面紋理等信息，使得靈巧手能夠像人手一樣對(duì)物體進(jìn)行精細(xì)的感知和判斷，為后續(xù)的操作和決策提供準(zhǔn)確的信息支持；2）工具操作與生產(chǎn)力創(chuàng)造：靈巧手的設(shè)計(jì)使其能夠像人手一樣靈活地操作各種工具，精確地抓取和操作零件，進(jìn)行裝配、加工等操作，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量；3）社會(huì)交互與情感溝通：靈巧手可以模擬人手的動(dòng)作，與人進(jìn)行自然的互動(dòng)，還能通過(guò)握手、拍肩等動(dòng)作表達(dá)關(guān)懷和鼓勵(lì)，增強(qiáng)情感體驗(yàn)。圖表3：人手關(guān)節(jié)分布圖表4：人手關(guān)節(jié)特征與功能：《基礎(chǔ)肌動(dòng)學(xué)》，中泰證券研究所：《基礎(chǔ)肌動(dòng)學(xué)》，中泰證券研究所5靈巧手簡(jiǎn)介1.2、靈巧手從夾持器演化而來(lái)，關(guān)鍵在于泛化能力

靈巧手屬于抓手類末端執(zhí)行器，可實(shí)現(xiàn)抓持和操作。末端執(zhí)行器是機(jī)器人動(dòng)作決策的執(zhí)行輸出工具，按功能分為兩大類：①工具類末端執(zhí)行器根據(jù)具體工作需求專門設(shè)計(jì)并預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)化接口；②抓手類末端執(zhí)行器擔(dān)負(fù)著執(zhí)行各種動(dòng)作、抓持和操作的任務(wù)，經(jīng)歷了從兩指夾持器（結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適配單一場(chǎng)景）、多指抓持手（僅能抓持、無(wú)法操作）到多指靈巧手（更高系統(tǒng)集成度、更強(qiáng)感知能力、可實(shí)現(xiàn)抓持和操作）的發(fā)展過(guò)程。

靈巧手泛化能力強(qiáng)于傳統(tǒng)夾爪，可實(shí)現(xiàn)多任務(wù)遷移和使用工具。傳統(tǒng)工業(yè)夾爪重復(fù)精度達(dá)±0.02毫米，對(duì)抓取成功率要求極高，特點(diǎn)是精密力控、大行程，需要每個(gè)任務(wù)單獨(dú)編程。靈巧手由于傳動(dòng)鏈路更長(zhǎng)，重復(fù)定位精度基本只能達(dá)到±0.2毫米，可實(shí)現(xiàn)多任務(wù)遷移和使用工具，泛化能力更強(qiáng)，優(yōu)勢(shì)在于柔性生產(chǎn)、快速部署和換型，比如抓治具、揀貨、包裝入盒等，比人從事同類工作良率更高、一致性更好，但相對(duì)來(lái)說(shuō)又有一定的容錯(cuò)率。圖表5：抓手類末端執(zhí)行器演變過(guò)程兩指夾持器多指抓持手多指靈巧手6：《機(jī)器人多指靈巧手的研究現(xiàn)狀、趨勢(shì)與挑戰(zhàn)》，中泰證券研究所靈巧手簡(jiǎn)介1.2、靈巧手是人形機(jī)器人重要末端執(zhí)行器

靈巧手相對(duì)下肢重要性更強(qiáng)。?

①靈巧手是人形機(jī)器人與外界交互感知的重要樞紐。靈巧手集成豐富傳感器，可助機(jī)器人對(duì)外界進(jìn)行感知交互；而下肢主要搭載壓力傳感器、慣性測(cè)量單元等，作用主要為滿足自身平衡與移動(dòng)需求。?

②靈巧手是人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)精細(xì)操作的執(zhí)行終端。對(duì)于人形機(jī)器人，主要提供操作功能的是上肢，下肢雖在部分任務(wù)中也可輔助操作，但主要提供本體支撐、全身協(xié)調(diào)與移動(dòng)功能。?

③靈巧手是人形機(jī)器人高價(jià)值量環(huán)節(jié)。靈巧手占人形機(jī)器人整機(jī)成本的

14-18%，其技術(shù)溢價(jià)能力高于下肢，性能直接決定人形機(jī)器人的商業(yè)化落地廣度與深度。

靈巧手向“全感知”和“自適應(yīng)”方向發(fā)展。靈巧手誕生于上世紀(jì)70年代，大致經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。①1970-1990，具備基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)（驅(qū)動(dòng)+傳動(dòng)+感知），可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單抓??；②1990-2020，隨著嵌入式硬件發(fā)展，系統(tǒng)集成度提高，感知能力提升；③2020至今，隨著電子皮膚的發(fā)展和感知與運(yùn)控算法的進(jìn)步，向“全感知”和“自適應(yīng)”方向發(fā)展。圖表6：靈巧手發(fā)展歷程：《機(jī)器人靈巧手的研究與發(fā)展》《機(jī)器人多指靈巧手的研究現(xiàn)狀、趨勢(shì)與挑戰(zhàn)》，中泰證券研究所7靈巧手簡(jiǎn)介1.3、靈巧手構(gòu)成：由驅(qū)動(dòng)+傳動(dòng)+感知構(gòu)成，驅(qū)動(dòng)價(jià)值量占比最高

典型靈巧手由驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)、感知三個(gè)系統(tǒng)組成。1）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：提供動(dòng)力；

2）傳動(dòng)系統(tǒng)：將驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的動(dòng)力轉(zhuǎn)換為手指關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)；3）感知系統(tǒng)：感知自身變化和外界環(huán)境。

成本拆分中驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)占比最高。以Tesla

Bot靈巧手為例，成本結(jié)構(gòu)中，單只靈巧手約11650元，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（驅(qū)動(dòng)器、空心杯電機(jī)）占比約67%，傳動(dòng)系統(tǒng)（蝸輪蝸桿、行星齒輪箱）占比約12%，感知系統(tǒng)（編碼器）占比約21%。圖表7：靈巧手構(gòu)成圖表8：Tesla

Bot靈巧手成本拆分空心杯電機(jī)20.60%驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有齒槽無(wú)刷電機(jī)齒輪/蝸輪蝸桿傳動(dòng)連桿傳動(dòng)靈巧手傳動(dòng)系統(tǒng)感知系統(tǒng)12.45%腱繩傳動(dòng)66.95%位置傳感器力/力矩傳感器觸覺(jué)傳感器驅(qū)動(dòng)

傳動(dòng)

感知：中泰證券研究所繪制：智能制造IMS，中泰證券研究所8靈巧手簡(jiǎn)介1.3.1、驅(qū)動(dòng)：驅(qū)動(dòng)方式多樣，以電機(jī)驅(qū)動(dòng)為主流

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)為靈巧手提供動(dòng)力。主要驅(qū)動(dòng)方式包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)、形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)。

大多數(shù)靈巧手選取電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式。靈巧手可以從輸出力矩、反應(yīng)的快慢、靈巧手控制性能、可靠性、使用期限以及造價(jià)等綜合因素選取驅(qū)動(dòng)源。電驅(qū)方案有著響應(yīng)快、精度高、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，如今的大多數(shù)靈巧手選取的都是電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式。圖表9：不同類型驅(qū)動(dòng)優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比優(yōu)勢(shì)缺陷電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓驅(qū)動(dòng)響應(yīng)快、精度高、可靠性高質(zhì)量大、體積大、功耗高輸出力矩大、動(dòng)作速度快、穩(wěn)定性高、負(fù)載高系統(tǒng)龐大、維護(hù)和保養(yǎng)困難成本低、無(wú)污染、操作簡(jiǎn)單、

輸出力和穩(wěn)定性較低、無(wú)法氣壓驅(qū)動(dòng)易于維護(hù)實(shí)現(xiàn)高負(fù)載和復(fù)雜動(dòng)作形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕量化、功重比大成本高：《機(jī)器人多指靈巧手的研究現(xiàn)狀、趨勢(shì)與挑戰(zhàn)》《中國(guó)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書(shū)》（高工機(jī)器人研究院），中泰證券研究所9靈巧手簡(jiǎn)介1.3.1、驅(qū)動(dòng)：空心杯電機(jī)緊湊而高效，目前廣泛應(yīng)用

空心杯電機(jī)是一種直流永磁伺服電動(dòng)機(jī)，在結(jié)構(gòu)上突破了傳統(tǒng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式．采用無(wú)鐵芯轉(zhuǎn)子，定子為空心杯狀，外形尺寸緊湊，機(jī)體輕巧。?

①新穎轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)減少能量損耗。空心杯電機(jī)新穎的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)消除了由于鐵芯形成渦流而造成的電能損耗，同時(shí)其重量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大幅降低，從而減少了轉(zhuǎn)子自身的能量損耗。?

②相比普通電機(jī)效率高、輕量化。空心杯電機(jī)效率高、響應(yīng)速度快、靈敏度高、輕量化，完美契合靈巧手空間小但精度要求高的特點(diǎn)。?

③目前多款靈巧手采用空心杯電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)方案。目前兆威ZWHand、特斯拉Optimus第一代靈巧手、因時(shí)機(jī)器人靈巧手、雷賽智能DH2015、星動(dòng)紀(jì)元XHAND1等靈巧手產(chǎn)品都選擇使用空心杯電機(jī)作為其驅(qū)動(dòng)方案。圖表10：空心杯電機(jī)示意圖以及普通鐵芯電機(jī)對(duì)比表空心杯電機(jī)普通電機(jī)能量轉(zhuǎn)化效率響應(yīng)性能>70%，部分達(dá)90%15%-50%<28ms>100ms會(huì)產(chǎn)生電機(jī)低頻振動(dòng)現(xiàn)象穩(wěn)定性重量與體積無(wú)齒槽效應(yīng)使運(yùn)行更平穩(wěn)相比同等功率普通電機(jī)重量減輕

1/3-1/2，體積減小1/3-1/2鐵芯導(dǎo)致重量體積大：科固技術(shù)官網(wǎng)，《中國(guó)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書(shū)》（高工機(jī)器人研究院），中泰證券研究所10靈巧手簡(jiǎn)介1.3.1、驅(qū)動(dòng)：直流有齒槽無(wú)刷電機(jī)或成降本方案

直流有齒槽無(wú)刷電機(jī)是一種通過(guò)電子換向替代傳統(tǒng)機(jī)械換向的電機(jī)，相較傳統(tǒng)有刷電機(jī)，直流有齒槽無(wú)刷電機(jī)壽命長(zhǎng)、速度高、效率高、噪聲低。

直流有齒槽無(wú)刷電機(jī)相對(duì)無(wú)刷空心杯電機(jī)的優(yōu)勢(shì)是高負(fù)載、低成本。?

①其高負(fù)載特性適配低速高功率場(chǎng)景。直流有齒槽無(wú)刷電機(jī)的起動(dòng)扭矩較大，適合需要低速、高功率輸出的場(chǎng)合。無(wú)槽直流無(wú)刷電機(jī)（例如無(wú)刷空心杯電機(jī)）適用于高速、高轉(zhuǎn)矩密度、小空間的工作場(chǎng)合?

②可能憑借低成本特性替代空心杯電機(jī)。鳴志電器官網(wǎng)顯示，有刷空心杯電機(jī)售價(jià)在1000-2000元不等，無(wú)刷空心杯電機(jī)售價(jià)在1000-3000元不等，而直流有齒槽無(wú)刷電機(jī)售價(jià)普遍在1000元以下。在低速高功率場(chǎng)合使用直流有齒槽無(wú)刷電機(jī)替代空心杯電機(jī)能夠有效實(shí)現(xiàn)靈巧手電機(jī)部件的大幅降本。圖表11：直流無(wú)刷電機(jī)與直流有刷電機(jī)對(duì)比圖表12：直流有齒槽無(wú)刷電機(jī)與空心杯電機(jī)對(duì)比直流無(wú)刷電機(jī)直流有刷電機(jī)原理壽命無(wú)電刷，電子換向有電刷長(zhǎng)較高短較低能量效率額定轉(zhuǎn)速成本500-10000高1000-10000低尺寸小大可靠性優(yōu)秀一般：鳴志電器，中泰證券研究所：鳴志電器，中泰證券研究所11靈巧手簡(jiǎn)介1.3.2、傳動(dòng)：傳動(dòng)方案多樣并可組合使用，連桿方案是國(guó)內(nèi)主流

傳動(dòng)系統(tǒng)將驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力傳遞到手指關(guān)節(jié)，使關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。以Tesla的靈巧手為例，其傳動(dòng)裝置分為三個(gè)環(huán)節(jié)：①減速模塊：位于電機(jī)側(cè)，負(fù)責(zé)降速和提高輸出扭矩；②線性傳動(dòng)：將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)；

③末端傳動(dòng)：連接驅(qū)動(dòng)器和關(guān)節(jié)末端。

連桿方案可控性強(qiáng)，是國(guó)內(nèi)主流。當(dāng)前靈巧手的傳動(dòng)方案主要包括腱繩傳動(dòng)、連桿傳動(dòng)、齒輪/蝸輪蝸桿傳動(dòng)等。部分廠商使用單一方案（如曦諾未來(lái)的全繩驅(qū)方案），也有部分廠商采用混合方案（如智元Skill

Hand的“絲杠+連桿+腱繩”混合傳動(dòng)方案），目前腱繩方案和連桿方案應(yīng)用最為廣泛：①腱繩方案節(jié)省空間、柔韌性好、成本較低，但其一致性和剛度略差，長(zhǎng)期使用后腱繩易拉伸變形，導(dǎo)致精度下降；②連桿方案存在結(jié)構(gòu)冗雜、笨重、柔性不足的問(wèn)題，但是剛度大、負(fù)載能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，成為國(guó)內(nèi)主流，落地產(chǎn)品包括因時(shí)機(jī)器人-RH56DFX等。

腱繩+連桿混合方案兼顧仿生、精度與握力，有望成為趨勢(shì)。腱繩使得靈巧手的運(yùn)動(dòng)更接近人手，而機(jī)械連桿能提供更高的負(fù)載和精度，混合方案兼顧仿生、精度與握力，有望成為未來(lái)趨勢(shì)。圖表13：傳動(dòng)方案對(duì)比優(yōu)勢(shì)缺陷使用產(chǎn)品剛度略差，長(zhǎng)期使用后腱繩易拉伸變形，導(dǎo)致精度下降節(jié)省空間、柔韌性好、成本低腱繩傳動(dòng)連桿傳動(dòng)Shadow

Hand、PISA/IIT

SoftHand等剛度大、負(fù)載能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)冗雜、笨重、柔性不足因時(shí)機(jī)器人RH56BFX、BeBionic

Hand等齒輪/蝸輪蝸桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)冗雜、笨重、柔性不足手指驅(qū)動(dòng)更靈活Vincent

Hand、i-limb

ultraHand等目前無(wú)法實(shí)現(xiàn)可靠、快速、

浙江工業(yè)大學(xué)全驅(qū)氣動(dòng)靈巧手、Festo精確抓取

章魚(yú)手等人工肌肉模擬人類肌肉、高度仿生：小米技術(shù)公眾號(hào)，中泰證券研究所12靈巧手簡(jiǎn)介1.3.2、傳動(dòng)：減速器、絲杠是關(guān)鍵環(huán)節(jié)

減速模塊主要使用行星減速器，未來(lái)有望向諧波減速器過(guò)渡。靈巧手的減速模塊將高轉(zhuǎn)速、低轉(zhuǎn)矩的輸入轉(zhuǎn)換為低轉(zhuǎn)速、高轉(zhuǎn)矩的輸出，同時(shí)起到增加傳動(dòng)精度和增加負(fù)載能力的作用。減速模塊主要關(guān)注行星減速器和諧波減速器。①行星減速器精度略遜，但承載能力高、成本較低，是當(dāng)前主流方案；②諧波減速器體積小、重量輕、精度高，適配靈巧手輕量化、高精度的需求，但成本較高，未來(lái)隨著技術(shù)進(jìn)步，有望實(shí)現(xiàn)降本、替代傳統(tǒng)方案。

線性傳動(dòng)的主流方案是絲杠，關(guān)注滾珠絲杠（中低負(fù)載）與行星滾柱絲杠（高負(fù)載）。線性傳動(dòng)環(huán)節(jié)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，主流方案是絲杠，主要包括滾珠絲杠和行星滾柱絲杠。行星滾柱絲杠相比滾珠絲杠具有承載高、速度高、體積小、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。在相同體積下，行星滾柱承載能力強(qiáng)于滾珠絲杠，但滾珠絲杠成本較低。若處于中低負(fù)載場(chǎng)景下，靈巧手可選用性價(jià)比更高的滾珠絲杠；若處于高負(fù)載場(chǎng)景下，靈巧手則更適用行星滾柱絲杠。圖表14：諧波減速器和行星減速器對(duì)比圖表15：滾珠絲杠和行星滾柱絲杠對(duì)比滾珠絲杠行星滾柱絲杠摩擦較小，效率較高傳動(dòng)效率導(dǎo)程摩擦較大，效率較低受滾珠限制大于0.5mm可小于0.5mm或更小比滾珠絲杠高出3-10承載能力速度較低較慢倍最高線速度可達(dá)2000mm/s體積壽命同載荷下較大較低同載荷下小1/3可達(dá)滾珠絲杠的15倍：《中國(guó)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書(shū)》（高工機(jī)器人研究院），中泰證券研究所：《中國(guó)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書(shū)》，山東理工精密機(jī)械公眾號(hào)，中泰證券研究所13靈巧手簡(jiǎn)介1.3.3、感知：關(guān)注位置傳感器、力/力矩傳感器與觸覺(jué)傳感器

靈巧手搭載的傳感器可分為內(nèi)部傳感器與外部傳感器。?

內(nèi)傳感器感知自身狀態(tài)信息，主要關(guān)注力/力矩、位置傳感器。位置傳感器用于檢測(cè)靈巧手的位置，主要路線有光電編碼器和磁電編碼器；力/力矩傳感器應(yīng)用于靈巧手內(nèi)部，為靈巧手提供動(dòng)態(tài)力反饋，目前主要有一維、三維等低維的力/力矩傳感器和更精密的六維力/力矩傳感器。?

外傳感器獲取外部環(huán)境信息，主要關(guān)注觸覺(jué)傳感器。觸覺(jué)傳感器用于實(shí)時(shí)感知與物體的接觸力、壓力分布等信息，為精確控制提供數(shù)據(jù)支持，按技術(shù)路線主要可分為壓電式、電阻式、電容式等傳統(tǒng)方案和磁電式、視觸覺(jué)等新興方案。圖表16：靈巧手傳感器分類光電編碼器位置傳感器磁電編碼器內(nèi)部傳感器一維、三維力/力矩傳感器力/力矩傳感器六維力/力矩傳感器靈巧手傳感器傳統(tǒng)方案：壓電式、電阻式、電容式新興方案：磁電式、視觸覺(jué)外部傳感器觸覺(jué)傳感器：中泰證券研究所繪制14靈巧手簡(jiǎn)介1.3.3、感知：力/力矩傳感器與位置傳感器實(shí)現(xiàn)內(nèi)部閉環(huán)反饋

力/力矩傳感器：關(guān)節(jié)采用一/二/三維傳感器；手腕、指尖采用信息更全面、精度更高的六維傳感器。在靈巧手上，力/力矩傳感器主要分布在手指關(guān)節(jié)、指尖等，主要包含一維、三維和六維傳感器。以HIT/DLR靈巧手為例，一維、二維傳感器布置在手指關(guān)節(jié),

測(cè)量手指對(duì)物體施加的作用力。與一維、三維傳感器相比，六維傳感器是維度最高的力覺(jué)傳感器，能提供最為全面的力覺(jué)信息，實(shí)現(xiàn)更高精度的力覺(jué)測(cè)量，布置在HIT/DLR的指尖。微型六維指尖力/力矩傳感器能夠直接檢測(cè)手指尖與被抓握物體的接觸力與力矩,

為手指柔順控制提供更為直接力感信息。部分靈巧手在手腕處也會(huì)采用六維力/力矩傳感器，如Tesla的Optimus。

位置傳感器：主流路線包括光電編碼器和磁電編碼器，后者更泛用。位置傳感器用于將機(jī)械運(yùn)動(dòng)（如旋轉(zhuǎn)）轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，精確檢測(cè)靈巧手的位置、位移或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，普遍采用編碼器。編碼器主要分為光電編碼器和磁電編碼器兩種路線，分別通過(guò)光信號(hào)、磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。由于磁場(chǎng)信號(hào)抗干擾能力更強(qiáng)，所以磁電編碼器對(duì)灰塵、濕氣、一般振動(dòng)及溫度變化的適應(yīng)性優(yōu)于光電編碼器，更適用于一般環(huán)境。圖表17：一維、三維、六維力傳感器示意圖圖表18：光電編碼器與磁電編碼器對(duì)比光電編碼器較高磁電編碼器較高精度對(duì)環(huán)境要求較高，

能在有油污、灰塵、環(huán)境適應(yīng)

不宜在惡劣環(huán)境

潮濕等惡劣環(huán)境中中使用穩(wěn)定工作成本較高較低應(yīng)用場(chǎng)合高精度場(chǎng)合惡劣環(huán)境：坤維科技，中泰證券研究所：旺材伺服與運(yùn)動(dòng)控制，中泰證券研究所15靈巧手簡(jiǎn)介1.3.3、感知：觸覺(jué)傳感器提供外部感知

觸覺(jué)傳感器按照感知原理可分為壓阻式、壓電式、電容式、磁電式、視觸覺(jué)：①壓阻式靈敏度高、檢測(cè)限低、制備工藝簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟、成本低，但存在信號(hào)采集難度較高、部分材料可能受溫度影響等問(wèn)題；②壓電式動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能好、耐用性高，但易受溫度影響、難以檢測(cè)靜態(tài)力；③電容式靈敏度高、響應(yīng)速度快、功耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、受溫度影響小、可測(cè)量接近覺(jué)，但穩(wěn)定性不好、易受寄生電容影響；④磁電式精度高、靈敏度高，能測(cè)量六維力、位置、材質(zhì)、溫度、硬度等多種觸覺(jué)信息，數(shù)據(jù)輸出頻率高達(dá)

1000Hz，但成本高、無(wú)法抗強(qiáng)磁干擾。⑤視觸覺(jué)可感知多維信息且無(wú)電氣干擾，但實(shí)時(shí)反饋和柔性響應(yīng)有局限，易受溫度影響且體積較大。

柔性電子皮膚是發(fā)展趨勢(shì)。柔性電子皮膚兼?zhèn)淙嵝?觸覺(jué)反饋+仿生的特性，可實(shí)現(xiàn)溫度、濕度、壓力等多功能感知能力，是當(dāng)前重要的發(fā)展趨勢(shì)。

觸覺(jué)模態(tài)將在進(jìn)入消費(fèi)場(chǎng)景后成熟。雖然大多數(shù)靈巧手均加裝觸覺(jué)傳感器，但目前觸覺(jué)數(shù)據(jù)缺乏，觸覺(jué)模態(tài)的發(fā)展仍處于起步階段。從成本角度出發(fā)，短期內(nèi)觸覺(jué)模態(tài)意義不大；長(zhǎng)期內(nèi)，隨著具身智能在工業(yè)、商業(yè)應(yīng)用徹底成熟并進(jìn)入交互要求更精細(xì)的家庭場(chǎng)景，觸覺(jué)模態(tài)將成為機(jī)器人真正理解物理世界的關(guān)鍵。圖表19：觸覺(jué)傳感器技術(shù)路線對(duì)比技術(shù)路線壓阻式壓電式電容式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)靈敏度高、檢測(cè)限低、制備工藝簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟、成本低信號(hào)采集難度較高、部分材料可能受溫度影響易受溫度影響、難以檢測(cè)靜態(tài)力穩(wěn)定性不好、易受寄生電容影響動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能好、耐用性高靈敏度高、響應(yīng)速度快、功耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、受溫度影響小精度高、靈敏度高，能測(cè)量六維力、位置、材質(zhì)、溫度、硬度等多種觸覺(jué)信息，數(shù)據(jù)輸出頻率高達(dá)1000Hz磁電式視觸覺(jué)成本高、無(wú)法抗強(qiáng)磁干擾能夠同時(shí)感知法向力、切向力、相對(duì)滑動(dòng)和

在實(shí)時(shí)反饋和柔性響應(yīng)上有所局限，容易受到溫物體的位姿等多維信息；無(wú)電氣干擾的問(wèn)題

度影響，體積較大：《基于壓阻型觸覺(jué)傳感器的多功能觸覺(jué)感知方法研究》，佐思汽研，電子發(fā)燒友網(wǎng)，中泰證券研究所16靈巧手：人形機(jī)器人重要末端執(zhí)行器1目錄技術(shù)路線：仿人主流與特化創(chuàng)新并行，共拓應(yīng)用邊界234應(yīng)用場(chǎng)景：特殊場(chǎng)景率先落地，工業(yè)場(chǎng)景賦能柔性制造C

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S相關(guān)標(biāo)的梳理路線梳理2.1、仿人路線為主流技術(shù)路線

仿人路線以人手的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式和感知能力為模仿對(duì)象；特化路線則以強(qiáng)化特定性能為導(dǎo)向，設(shè)計(jì)特化形態(tài)。目前大多數(shù)靈巧手走仿人路線，部分科研團(tuán)隊(duì)積極探索特化路線，或?qū)⑼貙掛`巧手發(fā)展邊界。圖表20：靈巧手設(shè)計(jì)路線劃分設(shè)計(jì)路線技術(shù)出發(fā)點(diǎn)特征最大限度模擬人類手的骨骼

-肌肉-神經(jīng)系統(tǒng)，追求人類等效操作能力?

實(shí)現(xiàn)物體靈活抓取與操作?

結(jié)構(gòu)與關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)符合人體工程學(xué)仿人路線靈巧手?

實(shí)現(xiàn)物體靈活抓取與操作?

與人手差異大，強(qiáng)化特定性能以強(qiáng)化特定性能為導(dǎo)向，設(shè)計(jì)特化形態(tài)特化路線：《機(jī)器人多指靈巧手的研究現(xiàn)狀、趨勢(shì)與挑戰(zhàn)》，中泰證券研究所繪制18仿人路線2.2、仿人路線：追求結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式和感知能力與人手相似

為具備人手運(yùn)動(dòng)效果，在自由度、傳動(dòng)方式上結(jié)構(gòu)仿生。?

自由度接近人手：部分靈巧手自由度接近人手，為復(fù)現(xiàn)人手精細(xì)動(dòng)作提供結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)支撐。例如帕西尼DexH13有16個(gè)自由度，兆威機(jī)電靈巧手有17-20自由度。?

腱繩傳動(dòng)模擬肌腱收縮：為模擬肌腱收縮，減少機(jī)械式轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)帶來(lái)的限制，提高靈活性，部分靈巧手采用腱繩傳動(dòng)模擬人手的腱與肌肉，如Shadow

DexterousHand。

為具備人手級(jí)感知能力，在傳感技術(shù)上功能仿生。?

觸覺(jué)傳感器模擬人手觸覺(jué)：部分靈巧手單手配備近千個(gè)多維觸覺(jué)傳感單元，通過(guò)幾千個(gè)觸覺(jué)信號(hào)精確感知物體的紋理、硬度、溫度等物理特性，如帕西尼DexH13。?

柔性電子皮膚模擬人手皮膚，實(shí)現(xiàn)全覆蓋感知：柔性電子皮膚可模擬人類皮膚觸感，進(jìn)行曲面貼合，布置大量感應(yīng)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)全覆蓋感知。例如華威科的柔性電子皮膚，每個(gè)感應(yīng)點(diǎn)面積僅1平方毫米，一只機(jī)器人靈巧手可布置超1000個(gè)感應(yīng)點(diǎn)，靈敏度達(dá)1克級(jí)別，目前已裝備1000臺(tái)人形機(jī)器人靈巧手。圖表21：典型仿人路線技術(shù)方案：電子發(fā)燒友網(wǎng)，靈心巧手官網(wǎng)，寶安日?qǐng)?bào)，中泰證券研究所19特化路線2.3、特化路線：以強(qiáng)化特定性能為導(dǎo)向

核心性能聚焦

“高適應(yīng)性”，面向特定需求場(chǎng)景。特化路線以

“拓展靈巧手應(yīng)用邊界”

為目標(biāo)，可應(yīng)對(duì)多樣化操作場(chǎng)景。以創(chuàng)新結(jié)構(gòu)為設(shè)計(jì)核心，突破傳統(tǒng)靈巧手局限，舉例如下：?

觸手形方案模仿章魚(yú)，實(shí)現(xiàn)高適應(yīng)性、高負(fù)載和抓取穩(wěn)定性。中國(guó)科大團(tuán)隊(duì)研發(fā)的觸手型執(zhí)行器SpiRobs在結(jié)構(gòu)上受生物對(duì)數(shù)螺旋結(jié)構(gòu)啟發(fā)，運(yùn)動(dòng)方式上模仿章魚(yú)觸手。使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)電纜，通過(guò)控制觸手的卷曲/舒展運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)到達(dá)、包裹、抓取和運(yùn)輸不同物體；它可以對(duì)多尺度物體、不規(guī)則物體進(jìn)行抓取，負(fù)載最高可達(dá)260倍自重，實(shí)現(xiàn)了高適應(yīng)性和抓取穩(wěn)定性。?

卷尺形方案具備輕量化、柔性、可擴(kuò)展性特點(diǎn)，有望應(yīng)用于極端環(huán)境。加州大學(xué)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的卷尺形執(zhí)行器GRIP-tape使用類似卷尺的雙向帶簧附肢，實(shí)現(xiàn)一定柔性和擴(kuò)展性。未來(lái)GRIP-tape可能憑借其輕量化、柔性、高可擴(kuò)展性、多模式操作能力在農(nóng)業(yè)與太空、深海等極端環(huán)境落地。圖表22：中國(guó)科大團(tuán)隊(duì)觸手形執(zhí)行器SpiRobs圖表23：加州大學(xué)團(tuán)隊(duì)卷尺形執(zhí)行器GRIP-tape：《SpiRobs:

Logarithmic

spiral-shaped

robots

forversatile

graspingacross

scales》，中泰證券研究所：《Grasping

and

rolling

in-plane

manipulation

using

deployable

tapespring

appendages》，中泰證券研究所20靈巧手：人形機(jī)器人重要末端執(zhí)行器1目錄技術(shù)路線：仿人主流與特化創(chuàng)新并行，共拓應(yīng)用邊界234應(yīng)用場(chǎng)景：特殊場(chǎng)景率先落地，工業(yè)場(chǎng)景賦能柔性制造C

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S相關(guān)標(biāo)的梳理場(chǎng)景應(yīng)用3.1、場(chǎng)景需求：作為末端執(zhí)行器賦能特殊、工業(yè)和消費(fèi)場(chǎng)景

特殊場(chǎng)景中靈巧手作為末端執(zhí)行器將參與應(yīng)對(duì)多元化作業(yè)需求。作為機(jī)器人的末端執(zhí)行器，靈巧手能在應(yīng)急救援與巡檢防爆場(chǎng)景中發(fā)揮作用、參與應(yīng)對(duì)多元化作業(yè)需求。應(yīng)急救援場(chǎng)景（如地震、火災(zāi)、水下）：傳統(tǒng)救援方式在極端環(huán)境、復(fù)雜地形與黃金救援時(shí)間窗的夾擊下，往往力有不逮。機(jī)器人在救援場(chǎng)景中可以到達(dá)人類無(wú)法到達(dá)的危險(xiǎn)區(qū)域、提供實(shí)時(shí)影像和數(shù)據(jù)、保護(hù)救援人員安全，靈巧手作為機(jī)器人末端執(zhí)行器之一，將在其中發(fā)揮重要作用。巡檢防爆場(chǎng)景（如礦山、石油化工、核電站）：礦山、化工企業(yè)、電力企業(yè)的巡檢環(huán)境復(fù)雜且危險(xiǎn)，人工巡檢面臨諸多風(fēng)險(xiǎn)。巡檢防爆機(jī)器人能進(jìn)入高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域代替人工操作，有效降低風(fēng)險(xiǎn)，保障人員安全，提高效率和準(zhǔn)確性，靈巧手作為機(jī)器人末端執(zhí)行器可在其中參與應(yīng)對(duì)多樣化作業(yè)需求。

工業(yè)場(chǎng)景中靈巧手將成為柔性制造生產(chǎn)線升級(jí)重要工具。在3C電子、汽車零部件等高精密裝配行業(yè)，傳統(tǒng)剛性?shī)A爪或二指抓手難以適應(yīng)多變工件的形態(tài)、材質(zhì)及操作策略。靈巧手憑借其多自由度、多模態(tài)傳感與自適應(yīng)控制能力，能完成螺絲擰緊、柔性組件組裝、纜線插拔等復(fù)雜任務(wù)，成為柔性制造生產(chǎn)線升級(jí)的重要工具。

消費(fèi)場(chǎng)景靈巧手對(duì)于提升服務(wù)、擬人交互至關(guān)重要。養(yǎng)老康養(yǎng)、家庭家政為消費(fèi)場(chǎng)景主要應(yīng)用方向。養(yǎng)老康養(yǎng)：靈巧手可協(xié)助完成如握持水杯、整理物品、開(kāi)關(guān)門等典型動(dòng)作，對(duì)于提升服務(wù)智能化和擬人交互體驗(yàn)至關(guān)重要。家庭家政：靈巧手推動(dòng)技術(shù)升級(jí)，未來(lái)可拓展至烹飪等復(fù)雜家務(wù)。圖表24：靈巧手應(yīng)用場(chǎng)景示例場(chǎng)景領(lǐng)域應(yīng)急救援特點(diǎn)具體示例地震、火災(zāi)、水下、深海礦山、石油化工、核電站3C電子、汽車極端環(huán)境、復(fù)雜地形、時(shí)間緊迫復(fù)雜、危險(xiǎn)的環(huán)境特殊場(chǎng)景巡檢防爆工業(yè)場(chǎng)景消費(fèi)場(chǎng)景柔性制造復(fù)雜任務(wù)、精密操作養(yǎng)老康養(yǎng)、家庭家政復(fù)雜環(huán)境、擬人交互、復(fù)雜任務(wù)/22：城市應(yīng)急機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，超維機(jī)器人，經(jīng)燕化工平臺(tái)，具身智能大講堂，人形機(jī)器人場(chǎng)景應(yīng)用聯(lián)盟，Tesla中國(guó)，中泰證券研究所解決方案3.2、不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)靈巧手設(shè)計(jì)提出針對(duì)性要求

特殊場(chǎng)景對(duì)靈巧手的感知功能、防護(hù)技術(shù)提出要求。①應(yīng)急救援場(chǎng)景要求數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)精準(zhǔn)，需強(qiáng)化感知功能。救援場(chǎng)景需要搜索幸存者及探測(cè)周圍環(huán)境，靈巧手作為與外界接觸的末端執(zhí)行器，應(yīng)具備較強(qiáng)的感知功能。②巡檢防爆場(chǎng)景或存在極端環(huán)境、易燃易爆風(fēng)險(xiǎn)，需特化防護(hù)性能。電力企業(yè)巡檢場(chǎng)景存在高壓、高溫環(huán)境，礦山、石油化工等場(chǎng)景存在易燃易爆風(fēng)險(xiǎn)，靈巧手需要應(yīng)用特定材料與相應(yīng)防護(hù)技術(shù)。

工業(yè)場(chǎng)景對(duì)靈巧手有長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行、低成本、高精度等需求。①降本邏輯下無(wú)刷有齒槽電機(jī)有望替代空心杯電機(jī)。空心杯電機(jī)方案能效高，是滿足靈巧手長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的理想方案，但成本更低的無(wú)刷有齒槽電機(jī)隨著技術(shù)升級(jí)有望在工業(yè)場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)替代。②連桿傳動(dòng)方案可控性強(qiáng)，有望成為最優(yōu)選。腱繩傳動(dòng)方案一致性和剛度略差，長(zhǎng)期使用后腱繩易拉伸變形，導(dǎo)致精度下降；連桿傳動(dòng)方案剛度大、負(fù)載能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，有望成為工業(yè)場(chǎng)景靈巧手傳動(dòng)方案的最優(yōu)選。

消費(fèi)場(chǎng)景對(duì)靈巧手的靈活性、泛用性、交互性要求更高。①空心杯電機(jī)+腱繩傳動(dòng)或是未來(lái)趨勢(shì)?？招谋姍C(jī)相比普通電機(jī)具有靈敏度高、響應(yīng)速度快、重量小、體積小、噪音小的優(yōu)勢(shì)；腱繩傳動(dòng)具有柔性、輕量化、低成本的優(yōu)點(diǎn)；空心杯電機(jī)+腱繩傳動(dòng)或是消費(fèi)場(chǎng)景下的未來(lái)趨勢(shì)。②觸覺(jué)傳感器勢(shì)在必行，或?qū)⑾蛉嵝噪娮悠つw演化。觸覺(jué)模態(tài)將成為機(jī)器人真正理解物理世界的關(guān)鍵，觸覺(jué)傳感器勢(shì)在必行，或?qū)⑾蛉嵝噪娮悠つw演化。柔性電子皮膚可貼覆在靈巧手的指尖、手心與手背，完美貼合各種復(fù)雜曲面，模擬人手觸覺(jué)，精準(zhǔn)感知壓力、溫度等環(huán)境信息，有望成為未來(lái)趨勢(shì)。圖表25：不同場(chǎng)景特點(diǎn)及其解決方案應(yīng)用場(chǎng)景定制方案①應(yīng)急救援場(chǎng)景要求數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)精準(zhǔn)，需強(qiáng)化感知功能；②巡檢防爆場(chǎng)景或存在極端環(huán)境、易燃易爆風(fēng)險(xiǎn)，需特化防護(hù)性能。①降本邏輯下有齒槽無(wú)刷電機(jī)有望替代空心杯電機(jī)；②連桿傳動(dòng)方案可控性強(qiáng)，有望成為最優(yōu)選。特殊場(chǎng)景工業(yè)場(chǎng)景消費(fèi)場(chǎng)景①空心杯電機(jī)+腱繩傳動(dòng)或是未來(lái)趨勢(shì)；②觸覺(jué)傳感器勢(shì)在必行，或?qū)⑾蛉嵝噪娮悠つw演化。：城市應(yīng)急機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，超維機(jī)器人，經(jīng)燕化工平臺(tái)，具身智能大講堂，人形機(jī)器人場(chǎng)景應(yīng)用聯(lián)盟，Tesla中國(guó)，中泰證券研究所23落地空間3.3、特殊場(chǎng)景機(jī)器代人需求迫切，有望率先落地

特殊場(chǎng)景機(jī)器代人需求迫切，政策持續(xù)助推。應(yīng)急救援、巡檢防爆等特殊場(chǎng)景中存在大量威脅人類安全的因素，機(jī)器代人需求迫切。政策持續(xù)發(fā)力，2023年11月發(fā)布的《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》提出面向惡劣條件、危險(xiǎn)場(chǎng)景作業(yè)等需求打造特種應(yīng)用場(chǎng)景下的高可靠人形機(jī)器人解決方案；同年12月發(fā)布的《關(guān)于加快應(yīng)急機(jī)器人發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》提出到2025年要研發(fā)一批先進(jìn)應(yīng)急機(jī)器人。

作為機(jī)器人重要末端執(zhí)行器，靈巧手有望率先打開(kāi)特種作業(yè)新空間。?

在應(yīng)急救援場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)機(jī)器替人。目前已有應(yīng)急救援場(chǎng)景試用四足機(jī)器人，但四足機(jī)器人不具有抓取、操作能力，一般承擔(dān)運(yùn)輸物品、搭載設(shè)備等簡(jiǎn)單任務(wù)，無(wú)法替代人類進(jìn)入危險(xiǎn)場(chǎng)景作業(yè)。而靈巧手可進(jìn)行智能化精細(xì)操作，有望助力人形機(jī)器人在危險(xiǎn)場(chǎng)景替代人類。?

推動(dòng)巡檢防爆場(chǎng)景智能化。目前部分國(guó)內(nèi)變電站已引進(jìn)四足機(jī)器人進(jìn)行巡檢試水，但四足機(jī)器人的任務(wù)主要以監(jiān)測(cè)為主。靈巧手具備交互感知與精細(xì)操作能力，有望助力人形機(jī)器人完成設(shè)備交互和作業(yè)執(zhí)行等任務(wù)，推動(dòng)巡檢智能化程度提高。圖表26：特殊場(chǎng)景機(jī)器人相關(guān)政策圖表27：防爆人形機(jī)器人示例時(shí)間相關(guān)部門政策內(nèi)容在拓展場(chǎng)景應(yīng)用部分中將“服務(wù)特種領(lǐng)域需求”放在第一位，提《人形機(jī)器人創(chuàng)

出加快人形機(jī)器人在特種環(huán)境新發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)

應(yīng)用，面向惡劣條件、危險(xiǎn)場(chǎng)2023年11

工業(yè)和信息月

化部》景作業(yè)等需求打造特種應(yīng)用場(chǎng)景下的高可靠人形機(jī)器人解決方案。到2025年，要研發(fā)一批先進(jìn)應(yīng)急機(jī)器人，大幅提升科學(xué)化、專業(yè)化、精細(xì)化和智能化水平；建設(shè)一批重點(diǎn)場(chǎng)景應(yīng)急機(jī)器人實(shí)戰(zhàn)測(cè)試和示范應(yīng)用基地，逐步完善發(fā)展生態(tài)體系應(yīng)急管理部

《關(guān)于加快應(yīng)急、工業(yè)和信

機(jī)器人發(fā)展的指2023年12月息化部導(dǎo)意見(jiàn)》：工業(yè)和信息化部網(wǎng)站，中國(guó)政府網(wǎng)，中泰證券研究所：具身智能大講堂，中泰證券研究所24落地空間3.4、工業(yè)場(chǎng)景空間廣闊，降本增效加速靈巧手滲透

靈巧手泛用性強(qiáng)，助力工業(yè)制造。當(dāng)前柔性制造已成趨勢(shì)，2024年1月，工信部等七部門發(fā)布《關(guān)于推動(dòng)未來(lái)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn)》，提出“推廣柔性制造、共享制造等模式。以3C、汽車行業(yè)為例，行業(yè)新品迭代速度快、定制化程度高，需要頻繁調(diào)整產(chǎn)線、更換末端執(zhí)行器，產(chǎn)線具有高柔性特點(diǎn)。在這樣的背景下，靈巧手依靠觸覺(jué)、溫度、視覺(jué)等多模態(tài)感知能力能夠精準(zhǔn)補(bǔ)償環(huán)境擾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)多種工具的操作并完成多種任務(wù)，或?qū)⒊蔀槲磥?lái)工業(yè)柔性生產(chǎn)的基礎(chǔ)設(shè)施。

國(guó)產(chǎn)靈巧手價(jià)格或?qū)⒊掷m(xù)下探，加速人形機(jī)器人落地工業(yè)場(chǎng)景進(jìn)程。目前國(guó)產(chǎn)靈巧手價(jià)格僅為國(guó)外價(jià)格的1/10，且價(jià)格在持續(xù)下探。靈巧智能靈巧手目前售價(jià)在7~9萬(wàn)元，計(jì)劃未來(lái)3年將終端售價(jià)做到1萬(wàn)元左右；2024年因時(shí)機(jī)器人靈巧手價(jià)格已從5萬(wàn)元下探至3.5萬(wàn)元；靈心巧手新品靈巧手也下探至萬(wàn)元內(nèi)，售價(jià)僅8000元。目前人形機(jī)器人的高成本是其商業(yè)化的最大障礙，靈巧手作為人形機(jī)器人重要的末端執(zhí)行器，目前成本約占人形機(jī)器人的14%~18%，其價(jià)格下探將加速人形機(jī)器人落地工業(yè)場(chǎng)景的進(jìn)程。圖表28：靈巧手工業(yè)場(chǎng)景演示：無(wú)錫市產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究院，靈心巧手官網(wǎng)，中泰證券研究所25靈巧手：人形機(jī)器人重要末端執(zhí)行器1目錄技術(shù)路線：仿人主流與特化創(chuàng)新并行，共拓應(yīng)用邊界234應(yīng)用場(chǎng)景：特殊場(chǎng)景率先落地，工業(yè)場(chǎng)景賦能柔性制造C

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S相關(guān)標(biāo)的梳理相關(guān)標(biāo)的梳理4.1、靈巧手新品發(fā)布頻出

梳理近期靈巧手新品發(fā)布情況如下：圖表29：新品發(fā)布梳理企業(yè)產(chǎn)品自由度亮點(diǎn)靈心巧手億海原識(shí)兆威機(jī)電Linker

HandO6ArtiHand-350DM17系列Xynova

Flex

1Cyborg-H016主動(dòng)+10被動(dòng)小型化、輕量化模塊化設(shè)計(jì)連桿+直驅(qū)，指尖覆蓋電子皮膚輕量化、腱繩傳動(dòng)多模態(tài)251720主動(dòng)+5被動(dòng)16曦諾未來(lái)賽博格機(jī)器人結(jié)構(gòu)緊湊輕巧、兼顧精細(xì)操作與強(qiáng)勁抓取能力，集成高靈敏度觸覺(jué)傳感器無(wú)刷電機(jī)+絲杠，配備專用視覺(jué)標(biāo)記Mark點(diǎn)因時(shí)機(jī)器人偉景機(jī)器人RH5EG1系列14主動(dòng)+4被動(dòng)第三代16傲意科技睿研智控ROH-LiteS系列6主動(dòng)+11被動(dòng)16主動(dòng)+5被動(dòng)為小型機(jī)器人設(shè)計(jì)超仿生、工業(yè)級(jí)精度RY-H1大寰機(jī)器人(聯(lián)合南方科技大學(xué))DH-5-66主動(dòng)+5被動(dòng)高靈敏觸覺(jué)復(fù)刻人手運(yùn)動(dòng)機(jī)理，單手530個(gè)觸覺(jué)傳感達(dá)奇月泉仿生科技X-HandM111單元握力強(qiáng)大、五指閉合極速響應(yīng)、高指尖定位精度達(dá)奇月泉仿生科技中科硅紀(jì)Y-HandM13825Casia

Hand-H應(yīng)用深度學(xué)習(xí)算法：艾邦智造資訊，偉景智能VizumLab，傲意科技官網(wǎng)，大寰機(jī)器人公眾號(hào)，智能涌現(xiàn)，中泰證券研究所27相關(guān)標(biāo)的梳理4.1、相關(guān)標(biāo)的梳理

我們梳理各環(huán)節(jié)標(biāo)的如下：圖表30：相關(guān)標(biāo)的梳理模塊零部件整機(jī)相關(guān)標(biāo)的靈巧手整機(jī)兆威機(jī)電、雷賽智能、速騰聚創(chuàng)鳴志電器、德昌電機(jī)、偉創(chuàng)電氣、捷昌驅(qū)動(dòng)、拓邦股份驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)空心杯電機(jī)、無(wú)刷有齒槽電機(jī)滾珠絲杠、行星滾柱絲杠北特科技、恒立液壓、浙江榮泰、震?？萍肌⑽逯扌麓弘炖K南山智尚、大業(yè)股份、恒輝安防減速器兆威機(jī)電、鳴志電器、中大力德、匯川技術(shù)安培龍、柯力傳感、東華測(cè)試、昊志機(jī)電、杭州

柯林六維力傳感器觸覺(jué)傳感器、電子皮膚視覺(jué)傳感器感知系統(tǒng)日盈電子、漢威科技、福萊新材奧比中光核心材料PEEK材料恒勃股份：中泰證券研究所繪制28相關(guān)標(biāo)的梳理4.2、靈巧手整機(jī)：速騰聚創(chuàng)、兆威機(jī)電接連發(fā)布，性能已達(dá)到較高水平

速騰聚創(chuàng)在2025年1月發(fā)布第二代靈巧手Papert

2.0，具有20個(gè)自由度，最大負(fù)載五千克，在指尖指腹和手掌上共有14個(gè)力傳感器，可以與