1、灵巧手专题系列报告灵巧手专题系列报告1 1:从灵巧手专利拆解出发:看驱动及传动路径如何?从灵巧手专利拆解出发:看驱动及传动路径如何?评级:推荐(维持)证券研究报告2025年03月10日机械设备张钰莹(证券分析师)S相对沪深300表现表现1M3M12M机械设备11.0%9.4%29.6%沪深3000.7%-1.7%10.8%最近一年走势相关报告机械设备行业专题报告:从ASML、LAM、KLA三巨头2024Q4财报看到哪些变化?海外半导体设备专题(推荐)*机械设备*张钰莹2025-02-12机械设备事件点评:人形机器人:商业化、产业化在即,国内外大厂多元AI布局(推荐)*机械设备*张钰莹2025-
2、01-05机械设备事件点评:锂电设备:国内筑底企稳,出海乘风破浪(推荐)*机械设备*张钰莹2024-12-15-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%2024/032024/062024/092024/122025/03人形机器人指数沪深300请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明 2zXnZrRsNzRwPqNtNbR9R6MoMnNnPqNkPqQsRjMrQpN9PpPwPMYoMtOxNnNqO核心观点核心观点 灵巧手是机器人的手部末端执行器,可以按【外形】、【驱动】方式和【传动】方式进行基本分类,目前市面上主流的灵巧手类型可以大致定位为【仿真】+【电机】+【连杆
3、 或 腱绳 或 齿轮】。驱动方案:驱动方案:存在不同放置部位和数量的方案。大致可分为外置手腕电机、手指根部电机和手指关节内置电机。手指根部电机和手指关节电机通常以微型空心杯电机为主。电机数量和自由度之间的矛盾是:搭载电机的数量越多,自由度越高,但成本越高。传动方案:传动方案:有连杆、腱绳和齿轮等方案,其中,连杆具有刚度好、负载强、制造简单、成本低的优势,缺点是自重重、抗冲击能力弱;腱绳是柔性传动,容易实现更多自由度,重量轻,缺点是易磨损+更换的高成本、精确度较低且目前生产成本较高;齿轮可以配合直驱传动,实现主动关节均在本位且全部解耦,同时实现关节反驱,提高抗冲击力,缺点是自重较重。其中,腱绳通
4、常由常由高强度材料制成,如高分子聚乙烯、液晶聚合物LCP、芳纶Aramid、皮带或钢缆等。灵巧手专利盘点:灵巧手专利盘点:我们拆解市面上公布专利的灵巧手产品,包括特斯拉、优必选、因时、腾讯灵巧手等,目前的灵巧手研发正在试图解决的问题为:1)提高抓握能力;2)提高自由度,特别是单指的平摆自由度和内置关节电机带来的主动自由度的增加;3)分别控制单一手指的近指节和指尖的能力:双电机驱动+每个电机分别对应不同的传动方案等。行业评级及行业评级及相关标的:相关标的:我们维持灵巧手所在的人形机器人行业“推荐”评级。人形机器人目前处于技术突破、商业化落地初期,建议关注灵巧手相关硬件的核心标的:1)微型电机供应
5、商及灵巧手供应商:兆威机电、鸣志电器等;2)腱绳及材料供应商:南山智尚等;3)传感器供应商:柯力传感等;4)柔性皮肤:汉威科技、福莱新材等;5)运控:固高科技、雷赛智能等。风险提示:风险提示:人形机器人行业进展不及预期风险;中美贸易冲突超预期风险;灵巧手核心技术迭代不及预期的风险;重点关注公司业绩不及预期风险;报告中使用的公开资料滞后性风险。请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明 3一、灵巧手:外形、驱动方式和传动方式等拆解1.1 灵巧手分类:外形、驱动方式灵巧手分类:外形、驱动方式和传动方式和传动方式 灵巧手是机器人的手部末端执行器,通常有多种分类方式。从外形来看,可以直观地将其分为抓夹和
6、仿生人手。抓取式通常为2指或3指,可以进行简单的开合动作,完成简单任务如抓取等;仿生式灵巧手外形更贴近人类手部,目标则是实现类人手的复杂任务。从驱动方式来看,主要有电机驱动、液压/气压驱动和人工肌肉驱动。从传动方式来看,控制弯曲运动的方式来分类,可以分为齿轮、连杆传动和腱传动3种。一款灵巧手可以根据不同分类进行搭配和定义,适配不同的公司技术和应用场景。如Shadow Hand公司的主要产品采用【仿生】+【人工肌肉】+【腱传动】的方案,德国 SCHUNK 公司的气动平行爪夹持器采用【抓夹】+【气压驱动】+【连杆】的方案。资料来源:蔡世波等机器人多指灵巧手的研究现状、趋势与挑战,Hyeonjun