灵巧手行业深度报告：东风已至，星辰大海

东风已至，星辰大海 2025年03月09日 推荐 维持评级 ➢灵巧手或为人形机器人多代际更迭最受益环节。机器类人化发展契合现实世界需求，2025年进入人形机器人量产元年，且行业需求有望高增。参照中商产业研究院数据，2024年全球机器人灵巧手市场规模约76万只/17亿美元，至2030年全球机器人灵巧手市场规模将突破141万只/30亿美元。作为核心部件的灵巧手自由度不断提升，精密操作等能力不断优化，其设计需要满足高度仿生、灵活操作和复杂环境适应性等要求，具备负载能力、运动能力、控制能力、感知能力等。 ➢驱动系统：集成智能，灵活动作。从自由度与驱动源的匹配数量来看，灵巧手驱动方式可分为全驱动和欠驱动，其中欠驱动可借助耦合等提高自由度，具备更高实用性。与液压驱动、气压驱动、SMA等方案对比来看，电机驱动具备较高控制精度和集成性。电机驱动器方面，空心杯电机在控制精度、体积方面更占优势，是灵巧手现有驱动电机的主流选择，有槽无刷电机等更具转矩、成本优势。 分析师邓永康执业证书：S0100521100006邮箱：dengyongkang@mszq.com分析师李佳 执业证书：S0100523120002邮箱：lijia@mszq.com ➢传动系统：精密高效，路线各异。灵巧手传动系统正朝着高精度、轻量化、仿生化和智能化方向发展，以满足各种场景的多样化需求。传统刚性传动（齿轮、丝杠等）与柔性传动（腱绳等）优势各异，各厂商对于传动系统技术路线选择不一，以特斯拉Optimus为代表的人形机器人厂商已逐步采用多种传动方案结合的形式。 分析师赵丹执业证书：S0100524050002邮箱：zhaodan@mszq.com 分析师席子屹执业证书：S0100524070007邮箱：xiziyi@mszq.com ➢传感系统：高敏多能，进程加速。灵巧手传感器系统对抓取、操控和感知能力有较大影响，机器人众多环节均大规模采用多种传感器，以使得机器人“拟人化”。力/力矩传感器、触觉传感器、位置/角度传感器（如编码器）等可分别察觉力/力矩、触觉、位置等外部单一变量，传感器正朝着多区域、柔性化、多模态趋势发展，电子皮肤已可集成多种传感功能，综合优势突出，行业成熟后将使得人形机器人朝人类”五感“方向加速发展。 研究助理许浚哲执业证书：S0100123020010邮箱：xujunzhe@mszq.com ➢特斯拉Optimus代际更迭中灵巧手自由度不断提升。复盘特斯拉Optimus多代际产品的更新进程，灵巧手的灵活度、精密操作性不断提升。2024年10月，特斯拉已官宣相较于上一代Gen2，第三代Optimus灵巧手已具备22个自由度，较上一代翻倍，我们预计各环节尤其是驱动系统部件个数有望提升。 ➢投资建议：人形机器人赛道发展进入快车道，随特斯拉、宇树、Figure等重磅产品不断更新换代，人形机器人产业链将逐步趋于成熟。参照特斯拉Optimus从Gen1更迭至Gen3，灵巧手自由度不断提升，且精密操作、复杂环境操作能力不断加强，拉动对驱动系统、传动系统、传感系统等核心部件需求。建议关注：驱动系统相关标的【鸣志电器】【伟创电气】【汇川技术】【兆威机电】【信捷电气】【雷赛智能】等。传动系统相关标的【绿的谐波】【双环传动】【北特科技】【贝斯特】等。传感系统相关标的【柯力传感】【东华测试】【汉威科技】等。 ➢风险提示：人形机器人技术迭代不及预期风险、人形机器人降本不及预期风险、政策支持不及预期风险等。 目录 1灵巧手：人形机器人交互核心部件...........................................................................................................................31.1灵巧手较普通执行器有更高自由度要求........................................................................................................................................31.2灵巧手需具备多种功能执行能力....................................................................................................................................................42驱动系统：集成智能，灵活动作...............................................................................................................................62.1驱动形式：欠驱动具备更高实用性，电机驱动为主流...............................................................................................................62.2驱动电机：精密度、成本、轻量化等为核心考量因素.............................................................................................................103传动系统：精密高效，路线各异............................................................................................................................133.1丝杠传动：滚珠丝杠综合优势突出..............................................................................................................................................133.2齿轮减速装置：因地制宜，多方案优势各异..............................................................................................................................163.3腱绳传动：轻量化首选方案，腱绳为关键部件.........................................................................................................................193.4连杆传动：高刚度、较低自由度..................................................................................................................................................204传感装置：高敏多能，进程加速............................................................................................................................225产业链现状：Optimus升级路径为例...................................................................................................................266投资建议..............................................................................................................................................................286.1驱动系统核心公司...........................................................................................................................................................................286.2传动系统核心公司...........................................................................................................................................................................326.3传感系统核心公司...........................................................................................................................................................................347风险提示..............................................................................................................................................................36插图目录..................................................................................................................................................................37表格目录..................................................................................................................................................................38 1灵巧手：人形机器人交互核心部件 1.1灵巧手较普通执行器有更高自由度要求 人形机器人是机器人适应人类环境的最优解。相比专门为单一任务设计的机器人，人形机器人可以在不同场景之间快速切换，具有高度的通用性和灵活性，能够执行多种不同类型的任务，具有更广阔的商业应用前景。此外，相较于其他形态的机器人，人形机器人能够更好地适应按照人类的身体特征和操作习惯来设计的各类基础设施，无需对现有的环境和设施进行大规模改造。因此，类人化设计的商业化前景、改造成本等因素影响下，人形机器人是目前最优解。 灵巧手是人形机器人重要的末端执行器。末端执行器直接安装在机器人手腕上，用于夹持工件、或让工具按照规定的程序完成的工作的机构。相较于普通工业机械手（自由度少、结构简单、易于控制），类人化设计的灵巧手对控制精度、灵活性要求极高。目前，仿人机器人末端执行器有两种：柔性手和仿生多指灵巧手。