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靈巧手百家爭鳴,進(jìn)化不息:核心環(huán)節(jié)有無刷直流電機(jī)‌,微型絲杠‌,觸覺傳感器‌,腱繩‌

來源:廣發(fā)證券      編輯:創(chuàng)澤      時(shí)間:2025/4/26      主題:其他   [加盟]
一、核心觀點(diǎn)
靈巧手組成‌:驅(qū)動、傳動、感知三大系統(tǒng)。
驅(qū)動方案‌:電驅(qū)成為主流,空心杯電機(jī)/無刷有齒槽電機(jī)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(yīng)用廣泛。
感知方案‌:內(nèi)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(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確力控,觸覺重視電子皮膚的應(yīng)用。
Optimus三代靈巧手迭代‌:傳動結(jié)構(gòu)升J+增加觸覺傳感,自由度大幅提升。
核心環(huán)節(jié)與公司‌:無刷直流電機(jī)(鳴志電器、兆威機(jī)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(guān)注在靈巧手具備技術(shù)積累與客戶基礎(chǔ)的出色公司,如捷昌驅(qū)動、雷賽智能、兆威機(jī)電等。
二、靈巧手:性能與成本的博弈
核心組成部分‌:驅(qū)動、傳動、感知三大系統(tǒng),技術(shù)路徑存在分歧。
驅(qū)動方案‌:電驅(qū)是主流,空心杯電機(jī)/無刷有齒槽電機(jī)各有優(yōu)缺點(diǎn)。
傳動方案‌:連桿、腱繩、齒輪/蝸輪蝸桿三種,商業(yè)化方案以連桿、腱繩為主。
感知方案‌:內(nèi)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(guān)鍵。
三、Optimus三代靈巧手的迭代
迭代過程‌:代產(chǎn)品采用空心杯電機(jī)驅(qū)動、繩驅(qū)+蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu);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(gè)。
結(jié)構(gòu)升J‌:新增多個(gè)手指關(guān)節(jié)節(jié)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)更G仿生性和操控精度。
四、靈巧手關(guān)鍵零部件拆解分析

無刷直流電機(jī)‌:

特點(diǎn)‌:G效率、長壽命、低維護(hù)成本。
應(yīng)用‌:G端靈巧手如Tesla Optimus Gen3、Shadow Dexterous Hand等。
競爭格局‌:海外寡頭主導(dǎo),國內(nèi)龍頭加速追趕。

微型絲杠‌:

作用‌:將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為G精度線性運(yùn)動。
優(yōu)勢‌:G精度、低摩擦、小型化設(shè)計(jì)。
發(fā)展趨勢‌:更G精度、更輕量化、更智能化。
國內(nèi)企業(yè)‌:震裕科技、浙江榮泰、北特科技等。

觸覺傳感器‌:

分類‌:電容式、電阻式、壓電式。
技術(shù)壁壘‌:信號靈敏性、動態(tài)響應(yīng)速度、柔性貼合能力與系統(tǒng)集成度。
市場格局‌:歐美日企業(yè)為主導(dǎo),國內(nèi)廠商加速突破。

腱繩‌:

作用‌:實(shí)現(xiàn)靈巧手柔性驅(qū)動與仿生結(jié)構(gòu)。
技術(shù)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(shí)機(jī)器人‌:快速成長型玩家,產(chǎn)品落地節(jié)奏加速。
傲意科技‌:聚焦仿生義肢與機(jī)器人末端應(yīng)用,構(gòu)建雙線產(chǎn)品體系。
靈巧智能‌:打造多模態(tài)感知與AI融合的模塊化靈巧手。
捷昌驅(qū)動‌:聚焦線性驅(qū)動,研發(fā)機(jī)器人核心零部件。
雷賽智能‌:依托電機(jī)驅(qū)動優(yōu)勢,自研推出靈巧手整手產(chǎn)品。
兆威機(jī)電‌:發(fā)揮微型傳動技術(shù)優(yōu)勢,切入靈巧手等G精度執(zhí)行端市場。

附件:靈巧手百家爭鳴,進(jìn)化不息:核心環(huán)節(jié)有無刷直流電機(jī)‌,微型絲杠‌,觸覺傳感器‌,腱繩‌






機(jī)器人量產(chǎn)時(shí)刻,互動感知能力有望成為迭代重點(diǎn),靈巧手是機(jī)器人核心硬件,機(jī)器人下一個(gè)迭代方向

靈巧手是人 形機(jī)器人核心配件之一,是機(jī)器人觸達(dá)真實(shí)物理世界的部件,巧手有望成為機(jī)器人下一個(gè)迭代方向,傳感器使用數(shù)量和種類有望進(jìn)一步提升

3D打印賦能人形機(jī)器人升級迭代2025-2025年將達(dá)到277億美元,2021- 2025年 GAGR 為16.1%

3D打印技術(shù)還可應(yīng)用于人形機(jī)器人重要零部件的升級迭代;3D打印在人形機(jī)器人的設(shè)計(jì)端還可實(shí)現(xiàn)快速原型設(shè)計(jì);3D打印還能夠匹配人形機(jī)器人的個(gè)性化定制需求

質(zhì)量管理類機(jī)器人應(yīng)用:機(jī)器視覺檢測大量取代人工檢測

“機(jī)器人+人工智能”應(yīng)用模式主要為“機(jī)械臂+識別類 模型” ,AI 應(yīng)用的主要目標(biāo)是識別外觀缺陷情況,機(jī)器人可以適應(yīng)各類大小、形狀、質(zhì)地的檢驗(yàn)對象, 并同時(shí)開展多個(gè)檢測流程

物流配送類機(jī)器人應(yīng)用:識別+導(dǎo)航

移動機(jī)器人+識別類模型+自主導(dǎo)航模型模式,AI應(yīng)用的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)環(huán)境識別和路徑規(guī)劃;移動機(jī)器人+協(xié)同優(yōu)化模型模式,AI應(yīng)用的目標(biāo)是開展多種物流機(jī)器人的協(xié)調(diào)配合

生產(chǎn)操作類機(jī)器人應(yīng)用:機(jī)械臂+操作

機(jī)械臂+操作優(yōu)化模型模式,AI應(yīng)用的主要目標(biāo)是提高操作精度;機(jī)械臂+操作學(xué)習(xí)模型模式,AI應(yīng)用的目標(biāo)是提升機(jī)器人的靈活性和適應(yīng)性

大模型的算法黑箱特性, 會給機(jī)器人的行為可解釋性帶來哪些挑戰(zhàn)

決策過程不可追溯,推理過程缺乏顯式的規(guī)則表達(dá);倫理與責(zé)任歸屬困境,行為邏輯模糊性可能引發(fā)倫理爭議;動態(tài)環(huán)境適應(yīng)性不足,難以預(yù)測其在未知場景中的反應(yīng)模式

大模型與機(jī)器人本體結(jié)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(jī)器人大腦的形成,助力人形機(jī)器人具有人的感知、交互與決策能力;對 于控制系統(tǒng)仍在切入中

星動紀(jì)元打造人形機(jī)器人+靈巧手特色產(chǎn)品

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

普渡機(jī)器人R2X架構(gòu),專用、類人形、人形三類機(jī) 器人的完整產(chǎn)品布局

普渡機(jī)器人提出了 Robot-to-Everything 架構(gòu),實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián),全場景的智能生態(tài);率先完成了專用、類人形、人形三類機(jī) 器人的完整產(chǎn)品布局

人形機(jī)器人“好用”的關(guān)鍵 特斯拉Optimus22自由度靈巧手方案解析

機(jī)器人像人一樣使用工具的靈巧手,是提升機(jī)器人柔性操作能力的關(guān)鍵部件,是柔性制造避不開的一環(huán);靈巧手工程量占據(jù)Optimus工程量的50%,靈巧手是機(jī)器人走向“好用”的關(guān)鍵

欠驅(qū)動機(jī)械手的優(yōu)缺點(diǎn):節(jié)省空間和重量,不具備完全重復(fù)的運(yùn)動軌跡

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(jìn)行動力學(xué)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(qū)動機(jī)械手的優(yōu)缺點(diǎn):適合功能性和精細(xì)操作較高的場合

具有完全可重復(fù)的運(yùn)動軌跡,適合某些功能性和精細(xì)操作較高的場合,在工業(yè)場合, 例如組裝、測量等情況下有更好的表現(xiàn),沒有合理的運(yùn)動學(xué)分析控制時(shí),整體的靈活性差
 
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