人形机器人灵巧手专题
灵巧手概述
- 定义与功能：灵巧手是人形机器人重要的末端执行器，旨在模拟人手的功能，拓展人类能力边界，实现感知、操作和情感交互。
- 技术特点：相比传统夹爪，灵巧手泛化能力强，可实现多任务迁移和使用工具；相比机器人下肢，灵巧手能实现交互感知、精细操作，价值量占比更高。
- 发展趋势：随着柔性电子皮肤和感知运控算法的发展，灵巧手将向“全感知”和“自适应”演化。
灵巧手构成
- 系统组成：灵巧手由驱动系统、传动系统和感知系统构成。
- 成本结构：驱动系统价值占比最高（约67%），其次是传动系统（约12%）和感知系统（约21%）。
- 驱动系统：以电机驱动为主流，空心杯电机应用广泛，有齿槽无刷电机或成低成本替代方案。
- 传动系统：存在腱绳和连杆两大方案，连杆可控性强，是国内主流，同时关注减速器和丝杠环节。
- 感知系统：重点关注位置传感器、力/力矩传感器、触觉传感器。
技术路线
- 仿人路线：目前的主流路线，追求结构、运动方式和感知能力与人手相似，包括自由度接近人手、腱绳传动模拟肌腱收缩、触觉传感器模拟人手触觉、柔性电子皮肤模拟人手皮肤等。
- 特化路线：聚焦“高适应性”，面向特定需求场景，以强化特定性能为导向，设计特化形态，例如中国科大团队的章鱼触手形方案、加州大学团队的卷尺形方案等。
应用场景
- 特殊场景：灵巧手在应急救援和巡检防爆场景中作用显著，机器代人需求迫切，有望率先落地。
- 工业场景：灵巧手将成为柔性制造生产线升级重要工具，降本增效加速灵巧手渗透，空间广阔。
- 消费场景：灵巧手对于提升服务、拟人交互至关重要，主要应用方向为养老康养和家庭家政。
不同场景对灵巧手设计提出针对性要求
- 特殊场景：需增强感知功能和特化防护性能。
- 工业场景：需长时间运行、低成本、高精度，无刷有齿槽电机有望替代空心杯电机，连杆传动方案有望成为最优选。
- 消费场景：需高灵活性、泛用性、交互性，空心杯电机+腱绳传动或是未来趋势，触觉传感器势在必行，或将向柔性电子皮肤演化。
相关标的梳理
- 灵巧手整机：速腾聚创、兆威机电等。
- 驱动电机：鸣志电器、伟创电气等。
- 减速器：中大力德、汇川技术等。
- 传感器：柯力传感、昊志机电、杭州柯林、汉威科技等。
风险提示
- 人形机器人产业推进进度不及预期。
- 相关标的业务进展不及预期。
- 相关标的业绩不及预期。
- 研报使用的信息存在更新不及时风险。
