灵巧手是人形机器人的关键组成部分,其发展趋势备受关注。当前,灵巧手行业处于快速发展阶段,关键部件如电机、传动系统和感知系统的进步为其性能提升奠定了基础。灵巧手在人形机器人中的战略地位显著,其技术进步和市场接受度受制于技术创新能力、产品轻量化、高自由度以及多感知能力融合等因素。
市场发展趋势
零巧手行业正处于快速发展阶段,市场规模预计快速增长。灵巧手技术从低自由度抓握到高精度多模态操作,自由度不断提升。特斯拉的灵巧手设计正向高自由度和系统集成化发展,国产企业也加入竞争,成本有所下降。
技术路线分析
灵巧手主要技术路线分为驱动、传动和感知三个部分:
- 驱动系统:电机驱动占据主导地位,特斯拉倾向于使用无刷有齿槽电机,而国产厂商仍以空心杯电机为主流。预计到2028年,直流无刷电机市场规模将达到27亿,空心杯电机市场规模约为81亿。
- 传动系统:存在齿轮、连杆、箭绳和链条四种技术路线。齿轮路线偏好行星减速器,连杆路线成本低易量产,箭绳路线高密度布置电机但存在风险,链条传动方案具备高承载能力和传动效率,正合工业作为国内唯一开发此技术的企业,其微型链条可提升机器人负载至35KG-50KG。
- 感知系统:电子皮肤覆盖成为行业共识,压阻式传感器因成本低、精度高而成为主流选择。汉威能思达等公司在传感领域表现突出,日莹电子进展较快。六维力传感器在复杂生活化场景下的渗透率预计将提升30%-40%。
关键数据
- 2023年零巧手市场规模预计达到30亿美元,若按照每台人形机器人配备零巧手组件的成本占总成本10%计算,单台零巧手的价值量约为4万人民币,市场规模有望达到400亿人民币。
- 2028年人形机器人量将达到50万台,单个人形机器人需要约34个电机,其中直流无刷电机渗透率假设为40%,空心杯电机渗透率假设为60%。
研究结论
未来,灵巧手的发展将聚焦于增强感知能力、实现更轻量化设计、提高自由度以及整合多感知能力,这些领域的突破将为灵巧手在工业自动化、医疗健康、家庭服务等多个领域带来更广阔的应用前景。轻量化、高自由度和多感知能力的融合是人形机器人未来发展的关键词,国内企业在轻量化技术突破上处于领先地位,感知能力升级是灵巧手演进的重要方向。