报告行业投资评级 - 推荐 维持评级 [6] 报告的核心观点 - 灵巧手或为人形机器人多代际更迭最受益环节,2025年进入人形机器人量产元年,行业需求有望高增,2024年全球机器人灵巧手市场规模约76万只/17亿美元,至2030年将突破141万只/30亿美元 [1] - 驱动系统集成智能,欠驱动实用性高,电机驱动为主流,空心杯电机和无刷有齿槽电机各有优势 [1][24][35] - 传动系统精密高效,传统刚性传动与柔性传动并存,各厂商技术路线选择不一,未来有望多种方案结合 [2][45] - 传感系统高敏多能,传感器朝着多区域、柔性化、多模态趋势发展,电子皮肤综合优势突出 [2] - 特斯拉Optimus代际更迭中灵巧手自由度不断提升,拉动对核心部件需求,建议关注驱动、传动、传感系统相关标的 [3] 根据相关目录分别进行总结 1 灵巧手:人形机器人交互核心部件 - 人形机器人是适应人类环境的最优解,灵巧手是人形机器人重要末端执行器,较普通执行器有更高自由度要求,功能设计类人化 [9][10] - 灵巧手需具备高灵活性、精准执行及反馈、自适应等多种功能执行能力,其性能和成本受驱动、传动、传感系统共同影响 [12][14] 2 驱动系统:集成智能,灵活动作 - 驱动形式分全驱动和欠驱动,全驱动可高精度控制但集成性等有待提升,欠驱动控制精度降低但体积、成本等性能提升,电机驱动是主流趋势,具备较高控制精度和集成性 [19][20][24] - 驱动电机常见类型有空心杯电机、无刷有齿槽电机等,空心杯电机适用于高速响应场景但输出扭矩小、成本高,无刷有齿槽电机适用于高扭矩场景,未来应用优势或逐步提升 [35][37][41] 3 传动系统:精密高效,路线各异 - 传动系统朝着高精度、轻量化、仿生化和智能化方向发展,传统刚性传动与柔性传动并存,各厂商技术路线选择不一,未来有望多种方案结合 [45] - 丝杠传动中滚珠丝杠综合优势突出,滑动丝杠结构简单、成本低但精度和速度偏低,滚动传动精度高,内循环滚珠丝杠更具优势,行星滚柱丝杠承载力强但工艺和设备壁垒高 [46][50][51] - 齿轮减速装置包括行星减速器、谐波减速器及蜗轮蜗杆传动方案等,谐波减速器高精度且体积小但初始成本高,行星减速器高扭矩且成本低但高减速比影响效率和精度,蜗轮蜗杆传动比大且具备自锁性但传动效率偏低 [60][62][65] - 腱绳传动是轻量化首选方案,具备高自由度等优势,但受腱绳特性影响较大,腱绳材料选择对功能执行影响大 [66][67][69] - 连杆传动高刚度、较低自由度,定位精度高、成本低,但不适用于高自由度场景,多传动方案配合可发挥多重优势 [71][72][75] 4 传感装置:高敏多能,进程加速 - 传感器在灵巧手中广泛使用,正朝着多区域、柔性化、多模态趋势发展,常见传感器包括力/力矩、触觉、位置/角度等传感器 [78] - 力/力矩传感器能感知力、力矩,六维力传感器是最完整的多维力传感器形式,通常基于应变效应工作 [78][79] - 触觉传感器可检测接触和压力分布,按工作原理分为压阻式、电容式、光学触觉传感器等 [82] - 位置/角度传感器用于关节处测量位置和速度,主要类型包括光电编码器和磁编码器 [85] - 视觉传感器借助摄像头等可实现复杂人机交互,柔性/电子皮肤传感器是机器人传感器的升级版本,技术仍处于偏早期阶段 [86][88] 5 产业链现状:Optimus升级路径为例 - 特斯拉Optimus从Gen1至Gen3,灵巧手自由度不断提升,采用多种传动配合方案,Gen3自由度提升至22个,人形机器人行业快速发展,灵巧手或为最受益环节 [92][93][100] 6 投资建议 - 人形机器人赛道发展进入快车道,产业链将逐步趋于成熟,灵巧手需求拉动对核心部件需求,建议关注驱动、传动、传感系统相关标的 [3][102] - 驱动系统相关标的包括鸣志电器、伟创电气、汇川技术、兆威机电、信捷电气、雷赛智能等 [3][102] - 传动系统相关标的包括绿的谐波、双环传动、北特科技、贝斯特等 [3][102] - 传感系统相关标的包括柯力传感、东华测试、汉威科技等 [3][103]
灵巧手行业深度报告:东风已至,星辰大海