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靈巧手百家爭鳴,進化不息:核心環節有無刷直流電機‌,微型絲杠‌,觸覺傳感器‌,腱繩‌

來源:廣發證券      編輯:創澤      時間:2025/4/26      主題:其他   [加盟]
一、核心觀點
靈巧手組成‌:驅動、傳動、感知三大系統。
驅動方案‌:電驅成為主流,空心杯電機/無刷有齒槽電機是選。
傳動方案‌:分為連桿、腱繩、蝸輪蝸桿/齒輪三種,腱繩傳動應用廣泛。
感知方案‌:內部核心是力傳感器,外部核心是觸覺傳感器,六維力傳感器實現準確力控,觸覺重視電子皮膚的應用。
Optimus三代靈巧手迭代‌:傳動結構升J+增加觸覺傳感,自由度大幅提升。
核心環節與公司‌:無刷直流電機(鳴志電器、兆威機電等)、微型絲杠(恒立液壓、浙江榮泰等)、觸覺傳感器(帕西尼、漢威科技等)、腱繩(恒輝安防、南山智尚等)。
投資建議‌:關注在靈巧手具備技術積累與客戶基礎的出色公司,如捷昌驅動、雷賽智能、兆威機電等。
二、靈巧手:性能與成本的博弈
核心組成部分‌:驅動、傳動、感知三大系統,技術路徑存在分歧。
驅動方案‌:電驅是主流,空心杯電機/無刷有齒槽電機各有優缺點。
傳動方案‌:連桿、腱繩、齒輪/蝸輪蝸桿三種,商業化方案以連桿、腱繩為主。
感知方案‌:內部傳感器(力/力矩傳感器)和外部傳感器(接近覺和觸覺傳感器),六維力傳感器和觸覺傳感器是關鍵。
三、Optimus三代靈巧手的迭代
迭代過程‌:代產品采用空心杯電機驅動、繩驅+蝸輪蝸桿結構;第二代引入觸覺傳感器;第三代采用“絲杠+腱繩”傳動方案,自由度大幅提升至22個。
結構升J‌:新增多個手指關節節點,實現更G仿生性和操控精度。
四、靈巧手關鍵零部件拆解分析

無刷直流電機‌:

特點‌:G效率、長壽命、低維護成本。
應用‌:G端靈巧手如Tesla Optimus Gen3、Shadow Dexterous Hand等。
競爭格局‌:海外寡頭主導,國內龍頭加速追趕。

微型絲杠‌:

作用‌:將電機的旋轉運動轉換為G精度線性運動。
優勢‌:G精度、低摩擦、小型化設計。
發展趨勢‌:更G精度、更輕量化、更智能化。
國內企業‌:震?萍肌⒄憬瓨s泰、北特科技等。

觸覺傳感器‌:

分類‌:電容式、電阻式、壓電式。
技術壁壘‌:信號靈敏性、動態響應速度、柔性貼合能力與系統集成度。
市場格局‌:歐美日企業為主導,國內廠商加速突破。

腱繩‌:

作用‌:實現靈巧手柔性驅動與仿生結構。
技術壁壘‌:布線路徑、張力控制與腱繩材料選型。
材料‌:金屬絲繩與G分子材料腱繩(如UHMWPE)。
五、靈巧手玩家演化與多元成長路徑
因時機器人‌:快速成長型玩家,產品落地節奏加速。
傲意科技‌:聚焦仿生義肢與機器人末端應用,構建雙線產品體系。
靈巧智能‌:打造多模態感知與AI融合的模塊化靈巧手。
捷昌驅動‌:聚焦線性驅動,研發機器人核心零部件。
雷賽智能‌:依托電機驅動優勢,自研推出靈巧手整手產品。
兆威機電‌:發揮微型傳動技術優勢,切入靈巧手等G精度執行端市場。

附件:靈巧手百家爭鳴,進化不息:核心環節有無刷直流電機‌,微型絲杠‌,觸覺傳感器‌,腱繩‌






機器人量產時刻,互動感知能力有望成為迭代重點,靈巧手是機器人核心硬件,機器人下一個迭代方向

靈巧手是人 形機器人核心配件之一,是機器人觸達真實物理世界的部件,巧手有望成為機器人下一個迭代方向,傳感器使用數量和種類有望進一步提升

3D打印賦能人形機器人升級迭代2025-2025年將達到277億美元,2021- 2025年 GAGR 為16.1%

3D打印技術還可應用于人形機器人重要零部件的升級迭代;3D打印在人形機器人的設計端還可實現快速原型設計;3D打印還能夠匹配人形機器人的個性化定制需求

質量管理類機器人應用:機器視覺檢測大量取代人工檢測

“機器人+人工智能”應用模式主要為“機械臂+識別類 模型” ,AI 應用的主要目標是識別外觀缺陷情況,機器人可以適應各類大小、形狀、質地的檢驗對象, 并同時開展多個檢測流程

物流配送類機器人應用:識別+導航

移動機器人+識別類模型+自主導航模型模式,AI應用的主要目標是實現環境識別和路徑規劃;移動機器人+協同優化模型模式,AI應用的目標是開展多種物流機器人的協調配合

生產操作類機器人應用:機械臂+操作

機械臂+操作優化模型模式,AI應用的主要目標是提高操作精度;機械臂+操作學習模型模式,AI應用的目標是提升機器人的靈活性和適應性

大模型的算法黑箱特性, 會給機器人的行為可解釋性帶來哪些挑戰

決策過程不可追溯,推理過程缺乏顯式的規則表達;倫理與責任歸屬困境,行為邏輯模糊性可能引發倫理爭議;動態環境適應性不足,難以預測其在未知場景中的反應模式

大模型與機器人本體結合提供感知交互新能力,助力形成決策

大模型作為最爆火的人工智能概念,推動了人形機器人大腦的形成,助力人形機器人具有人的感知、交互與決策能力;對 于控制系統仍在切入中

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原生機器人大模型ERA-42, 展示了與自研五指靈巧手星動XHAND1 結合后的靈巧操作能力,能夠完成超過100種復雜靈巧的 操作任務,是真正的具身大模型

普渡機器人R2X架構,專用、類人形、人形三類機 器人的完整產品布局

普渡機器人提出了 Robot-to-Everything 架構,實現萬物互聯,全場景的智能生態;率先完成了專用、類人形、人形三類機 器人的完整產品布局

人形機器人“好用”的關鍵 特斯拉Optimus22自由度靈巧手方案解析

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欠驅動機械手的優缺點:節省空間和重量,不具備完全重復的運動軌跡

欠驅動手硬件集成度高,整體系統簡潔高效、體積小、質量輕,便于進行動力學分析;存在功能性不足,對于精度要求比較高的手指精巧控制無法勝任

全驅動機械手的優缺點:適合功能性和精細操作較高的場合

具有完全可重復的運動軌跡,適合某些功能性和精細操作較高的場合,在工業場合, 例如組裝、測量等情況下有更好的表現,沒有合理的運動學分析控制時,整體的靈活性差
 
資料獲取
新聞資訊
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