机械设备：灵巧手硬件的五大方向

灵巧手硬件的五大方向 报告要点 为什么关注灵巧手？1）人形机器人的核心能力是泛化性，而灵巧手是 体现这种泛化性的核心。2）灵巧手是人形机器人成本占比最高的零部件。3）当前阶段，灵巧手存在较大的升级优化空间，是产业链瓶颈环节。4）从A I数据闭环角度，灵巧手是人形机器人和外界交互的桥梁，是从物理世界采集数 据的窗口。 联系人周越：13167229763：zhouyue@wkzq.com.cn 按传动方式分类，灵巧手包括齿轮、连杆、绳驱三类。齿轮式一般将电机布置在手指位置，优点是传动效率高、容易布置，缺点是性能高度依赖电 机，当前技术下该方案的手指粗大，手指惯性高、控制复杂；连杆式的优势是坚 固易维护，但由于连杆较厚且坚硬，难实现高灵巧性；绳驱式可以实现高灵 巧度，但腱绳寿命有限，装配复杂性高。从当前市面灵巧手方案来看，国内企业 侧重连杆，而海外企业更侧重腱绳。 我们看好微型电机、驱控芯片、微型丝杠、腱绳、传感器五大方向。 （1）随着手部自由度的提升，电机需求大幅度提升。由于灵巧手要求 驱动单元具备大扭矩、小空间的特点，一般采用空心杯电机。随着灵巧手设计 方案的改进，也出现了使用直流无刷电机的方案。微型电机价值量高，BOM成本占比高，价值量显著。 资料来源：Wind，聚源 《高端制造产业跟踪（2月）：AI应用贯穿全年，传统行业+AI的价值或被低估》(2025/3/7) 《Figure Helix模型如何影响投资逻辑？》(2025/2/25)《寻找人形机器人的确定性：旋转关节投资机遇拆解》(2025/2/13)《高端制造产业跟踪（1月）：DeepSeek爆火预示着投资方向的何种变化？》(2025/2/7)《高端制造产业跟踪（12月）：OpenAI重启机器人，产业化再加速》(2025/1/3)《高端制造产业跟踪（11月）：Optimus人形机器人手部有新突破，华为入局人形机器人加速其落地》(2024/12/16)《碳化硅陶瓷渣浆泵：开启行业弯道超车新引擎》(2024/11/22)《高端制造产业跟踪（10月）：三大机遇驱动高端制造板块迎来利好》(2024/11/11)《迈向高质量发展——竞争维度提升带来工程机械竞争格局优化》(2024/11/7)《 政 策 逐 步 加 码 ， 重 视 市 场 拐 点 》(2024/10/14) （2）随着自由度的提升，人形机器人对电机驱控芯片的需求大幅增长 。人形机器人要求电机驱控芯片具备高性能、高可靠、低功耗、高集成、小尺 寸的特点。驱控芯片当前国产化率低，国产替代空间广阔。同时头部企业有望 依托产业链卡位，向产业链上下游进行延伸。 （3）随着灵巧手自由度的提升，微型丝杠的需求弹性显著。微型丝杠工作环境相对精密，对材料的要求特别高，技术壁垒进一步提升。 （4）腱绳是目前绳驱方案的短板所在。金属腱绳的摩擦小，但强度低 、不能承受小回转半径、难以固定；超分子量聚乙烯纤维比强度大，但耐高 温、抗蠕变性能较差。目前金属方案和超分子量聚乙烯纤维方案都在推进。 （5）触觉传感器是机器人与外部互动实现灵巧操作不可或缺的关键 零部件，从工艺上分为MEMS和柔性传感器，从材料可以分为压阻式、电容式 、压阻式、光电式等。当前触觉传感器主要集中在指尖，未来有望覆盖手掌、甚至整手，使用量将会大幅提升。当前MEMS工艺较为成熟，电子皮肤在灵敏 度、分辨率等指标性能已有大幅提升，但大面积阵列化部署还面临高成本、 拼接问题、电路连通性等难题。 投资建议： 建议关注：1）深耕精密传动系统，具备灵巧手整体设计能力和一体化 供应能力的兆威机电；2）具备热处理、精密机加工能力，布局行星滚柱丝杠 和微型丝杠的五洲新春；3）电机控制芯片环节的峰岹科技。 风险提示：1、产业量产进度不及预期；2、技术路线变化的风险；3、产品价格大幅下降的风险。 内容目录 灵巧手是机器人夹爪的升级，是人形机器人的核心价值之一....................................................................4为什么关注灵巧手.........................................................................................................................................4灵巧手三大传动方案详解...............................................................................................................................4灵巧手方案对比：国内侧重连杆，海外侧重腱绳............................................................................................9特斯拉：腱绳传动的代表........................................................................................................................9因时：基于微型伺服丝杠的11自由度方案...........................................................................................10灵心巧手：连杆传动的高自由度方案.....................................................................................................11兆威机电：连杆+直驱组合方案.............................................................................................................12灵巧手硬件五大方向......................................................................................................................................13微型电机：BOM占比高，价值量显著.........................................................................................................13驱控芯片：国产替代空间广阔......................................................................................................................16微型丝杠：用量有望大幅提升......................................................................................................................18腱绳：绳驱方案的短板所在.........................................................................................................................20触觉传感器：稀缺的价值增量环节...............................................................................................................23投资建议..........................................................................................................................................................26风险提示..........................................................................................................................................................27 图表目录 图表1：夹爪VS灵巧手..........................................................................................................................................................................................4图表2：灵巧手分类....................................................................................................................................................................................................5图表3：灵巧手三大传动方式对比............................................................................................................................................................................5图表4：DLR-HIT-Hand第一代（左）和第二代（右）.......................................................................................................................................6图表5：DLR-HIT-HandII的手指结构.....................................................................................................................................................................6图表6：KITECH-hand使用的伺服电机..................................................................................................................................................................6图表7：KITECH-hand手部结构.....................................................................................................................