灵巧手正朝着更高自由度、高感知能力和低成本的方向发展,其中特斯拉灵巧手的发展趋势是关键参考。特斯拉灵巧手正从第二代11个自由度提升到第三代22个自由度,驱动装置将从手掌改为手腕,这将利好空心杯电机和无刷有齿槽电机供应商。传动方式上,随着丝杠技术的成熟和特斯拉提升单手承载力的需求,手部采用丝杠进行传动可能成为发展方向,这将利好丝杠产业链供应商。传感器方面,特斯拉第二代灵巧手新增触觉传感器,这将利好相关传感公司。
从技术方案来看,灵巧手主要由手指(驱动+传动+传感器)*自由度+外壳组成。自由度方面,人手共有24个自由度,目前灵巧手自由度最多的是Shadow Hand的24个,特斯拉灵巧手从第一代的6个自由度提升到第二代的11个,整体呈上升趋势。驱动方式方面,电机驱动因其体积小、响应快、调控方便、稳定性好、精度高等优势成为主流技术方向,其中空心杯电机方案能效高,适合电池供电且长时间运行的灵巧手,而无刷有齿槽电机方案是降本的可行方式。传动方式方面,腱绳传动目前广泛被灵巧手采用,但丝杠方案因其承载力更高,有可能被用于替代腱绳传动。传感器方面,触觉传感器是价值量最大的环节,特斯拉机器人上已确定搭载了触觉传感器,其他灵巧手传感器包含关节力矩传感器、关节绝对位置传感器、电机霍尔传感器和温度传感器。
从竞争格局来看,美国在机器人灵巧手技术上处于领先地位,而中国近年在该领域的技术积累迅速增长,市场规模庞大,政府支持力度强,市场化进程快。中高端领域中,空心杯电机市场基本被外资厂商垄断,但国内布局工业用空心杯电机的企业较多,有望快速切入机器人领域,实现国产化降本。减速器方面,谐波减速器尚有差距,但国内已有多家公司完成手部谐波减速器开发。丝杠方面,具备较高的承载力和精度,在精细化工作场景中具备必要性,国内已有多家公司研发出手部丝杠。触觉传感器方面,电阻式和电容式有望成为主流,国内外产品差异主要体现在国内成本低但精度略低。
从成本来看,当前单只高性能灵巧手成本约4.5~13万元,量产后单手价格有望做到1万元以下,具备较大降本和降价空间。空心杯电机和滚柱丝杠合计成本占比90%以上,是降本的核心。国产灵巧手有望占据更多市场份额。
投资建议方面,建议关注鸣志电器、兆威机电、伟创电气、拓邦股份、禾川科技等空心杯电机和无刷有齿槽电机供应商,五洲新春、北特科技、贝斯特、恒立液压、斯菱股份等丝杠产业链供应商,以及汉威科技、柯力传感等触觉传感器公司。
风险提示方面,需关注机器人落地进展不及预期风险、现有主业下游发展不及预期风险、竞争加剧的风险和价格超预期下降风险。