报告行业投资评级 未提及 报告的核心观点 - 场景应用决定硬件需求，夹爪泛化能力有限但稳定性高，适合工业应用场景；灵巧手终局泛化能力强，适配更复杂的应用场景，二者短期内各有适用场景，长期亦会共存 [2][19] - 驱动模块、减速模块、传动模块是灵巧手的三大组成部分，目前主流方案分别为空心杯电机、行星减速器、微型滚珠丝杠 + 腱绳 [2][20] - 目前灵巧手赛道玩家众多，技术路径百花齐放，驱动、传动技术路线尚未完全收敛，电机驱动搭配腱绳传动的方案应用较多 [2] - 推荐【兆威机电】【雷赛智能】【伟创电气】【鸣志电器】，建议关注【捷昌驱动】【南山智尚】【大业股份】【云中马】 [2] 根据相关目录分别进行总结 一、灵巧手 vs 夹爪：场景落地不同，稳定性与泛化性的博弈 - 灵巧手是人形机器人末端执行的最优选择，能使机器人以人的形态感知世界，更好地融入应用场景；夹爪是工业夹治具的通用版本，主要形式为两指或三指（多指）夹持器，已在工业端实现批量出货与应用 [5][11] - 夹爪泛化能力有限但稳定性高，适合工业应用场景；灵巧手终局泛化能力强，适配更复杂的应用场景；自由度是二者的核心差异，更高的自由度代表更复杂的抓取和操作，但对算法模型泛化能力要求更高 [19] - 夹爪和灵巧手内部结构均可分为驱动模块、减速模块、传动模块，目前主流方案分别为空心杯电机、行星减速器、微型滚珠丝杠 + 腱绳 [20] 二、驱动模块&减速模块：高功率密度电机为优选方案 电机选择 - 空心杯电机、直流无刷电机、无框力矩电机各有优势，空心杯电机适用于高精度控制，直流无刷电机具有高转速和高效能特点，无框力矩电机能实现高精度力矩输出 [26] - 灵巧手需要高功率密度的电机，空心杯电机无铁芯结构大幅提高转速，进而提高功率密度，是比较合适的方案 [30] - 空心杯电机是目前性能最优的电机方案之一，可分为有刷和无刷，生产的关键是线圈的生产，核心壁垒在于线圈设计、绕线工艺以及绕线设备；绕线机是生产的核心设备，自动化有望助力量产降本，但目前价格仍然较高 [33][36] - 直流无刷电机成本较低，可实现灵巧手降本需求，但在精度控制和响应速度上可能略逊于空心杯电机 [41] - 无框力矩电机具有快速响应、高功率密度、高效率、高灵活度等优点，但价格高、调速范围小；全球市场由国际厂商主导，国内市场正在快速发展 [44][45] - 三种电机价格对比为无框力矩电机价格＞空心杯电机价格＞直流无刷电机价格，预计大规模量产后空心杯电机单价能降至 1000 元以下，直流无刷电机单价能降至 200 元以下 [48] - 三种电机方案各有优劣，空心杯电机性能最优但价格较高，直流无刷电机价格便宜但综合性能略差，无框力矩电机主要应用于直驱方案但应用较少 [51][53] 减速装置选择 - 行星齿轮箱即行星减速机，结构简单，易于设计和制造，具有较高的传动效率和可靠性，但难点在于微型化和长寿命，目前低寿命是限制灵巧手寿命的核心因素 [61] - 谐波减速器主要由波发生器、柔轮和刚轮三个基本构件组成，核心难点在于柔轮材料配方与热处理工艺，以及对噪音、震动、精度和漏油等性能指标的严格把控；目前精密减速器头部厂商哈默纳科已经成功落地灵巧手微型谐波方案 [67] - 行星减速器与谐波减速器方案各有优劣，行星减速器是目前灵巧手减速器的主流方案，结构简单价格成本低，但短寿命是最大缺陷；谐波减速器方案现阶段应用较少，优点在于控制能力精准，减速比更高，结构紧凑，但成本过高 [68] 三、传动模块：腱绳、连杆等多种方案各有优劣 - 灵巧手传动方式分为直接驱动和间接驱动、全驱动和欠驱动，间接驱动和欠驱动成本较低，适用于通用抓取场景 [73] - 旋转 - 直线传动方案中，微型滚珠丝杠是现阶段主流方案，能高效转化直线运动；齿轮/蜗轮蜗杆传动驱动灵活但体积较大，结构冗杂，容易出现故障 [77][80] - 腱绳传动是一种柔性传动方式，易实现多自由度和远距离动力传输，节省空间和成本，但腱本身刚度有限，增加了手爪抓取控制的难度和复杂性；目前特斯拉等厂商有使用过腱绳方案 [82][84] - 连杆传动刚度好、负载能力强，能够较好实现运动轨迹，但结构冗杂，柔性不足，抗冲击性能较弱，不适合高速运动；目前 BeBionic Hand 等使用连杆传动灵巧手方案 [89] - 传动方案各有优劣，微型丝杠传动精密但成本较高，蜗轮蜗杆可靠性高、承载力较大但结构复杂，腱绳传动自由度高、成本相对较低但寿命较低，连杆传动兼具承载力和可靠性但效率低 [91][92] 四、商业落地：传感器、抓取模型打通商业落地最后一环 - 触觉传感器对灵巧手实现商业化落地至关重要，可实时检测接触力、压力分布和剪切力，帮助灵巧手调整抓握力度，提高抓取的成功率和稳定性；传感器技术路线多样，可分为电容式、电磁式、压力式、压电式、光电式、摄像头视触觉等 [97] - 夹爪自由度更低，是训练抓取大模型的入门选择；银河通用以二指夹爪训练出抓握大模型 GraspVLA，可实现七大泛化；依靠夹爪末端执行器可提高模型的训练效率，在模型识别能力泛化的基础上再引入五指灵巧手是更好的选择 [103] - 灵巧手是人形机器人面向应用场景执行任务的最核心部件，本体厂商自制灵巧手正成为行业大趋势，可自主掌握核心技术，实现与本体更好的匹配，带动模型端能力演进 [109] 五、各企业灵巧手设计方案拆解 - 目前灵巧手赛道玩家众多，技术路线尚未完全收敛，判断高自由度&低成本为未来灵巧手进步方向，腱绳 or 连杆 + 微型丝杠的方案会具有更高的综合性价比 [113] - 特斯拉第一代灵巧手采用空心杯电机 + 行星减速箱 + 蜗轮蜗杆 + 腱绳驱动方案，优点是具备自锁能力，抓取力大，缺点是缺少侧摆自由度，无法实现精密抓取；第二代灵巧手采用直流无刷电机 + 微型滚珠丝杠 + 腱绳驱动方案，优点是自由度高，缺点是负载和传动精度有限，未贴载传感器 [116][122] - 灵巧智能的灵巧手采用电机驱动方案，第一指节与第二指节分别由一套电机 + 涡轮涡杆 + 驱动绞盘 + 钢丝绳驱动，手指根部由一个单独电机 + 涡轮涡杆驱动，单根手指具有三个自由度 [135] - 新剑机电的灵巧手采用无框力矩电机驱动方案，动力经行星滚柱丝杠转换为直线运动后驱动连杆传递动作，具有 15 个自由度和 9 个自由度两种方案 [140] - 兆威机电的灵巧手采用线性电机与步进线性电机相结合的驱动方案，直线电机伸缩直接控制指关节弯曲，三类手指自由度状态不同 [144] - 星动纪元的灵巧手采用空心杯有刷电机的驱动方案，采用直驱技术路线，三类手指自由度状态不同 [149] 六、投资建议 - 推荐【兆威机电】【雷赛智能】【伟创电气】【鸣志电器】，建议关注【捷昌驱动】【南山智尚】【大业股份】【云中马】 [2] - 兆威机电业绩稳步增长，毛利率较高，微型电机研发突破，人形机器人灵巧手产品加速落地 [160] - 雷赛智能营收稳健增长，盈利质量总体稳定，加强伺服系统服务，积极布局人形机器人领域，2023 年机器人业务营收占比超 25% [166] - 伟创电气经营业绩稳步增长，盈利能力不断增强，持续深耕机器人领域，开发 8 - 16mm 直流无刷空心杯电机系统，布局机器人关节、控制器等核心部件 [175] - 捷昌驱动战略合作推动核心技术研发，技术储备具备潜力 [176]