报告行业投资评级 - 维持灵巧手所在的人形机器人行业“推荐”评级 [1][8][114] 报告的核心观点 - 梳理部分商用灵巧手和论文、专利中的灵巧手“驱动 - 传动”可选方案，主流驱动方式为电机驱动，电机搭配减速器组成电机模组，模组连接后续传动零件有多种方案，如丝杆、丝杠、连杆等 [8] - 介绍灵巧手用电机和减速器的连接方式，以及驱动模块连接传动件的方案，举例星动纪元、因时机器人及兆威机电的可选方案 [8] - 分析不同传动方式区别，如滚柱丝杠运动方式，拆解 shadow hand 和特斯拉专利腱绳方案 [8] - 认为人形机器人处于技术突破、商业化落地初期，后续有望量产，建议关注电机及减速装置、微型丝杠及腱绳、电子皮肤相关标的 [8] 根据相关目录分别进行总结 驱动 + 传动：灵巧手“动起来”所需核心零部件及对应方案 灵巧手如何“动起来”：驱动和传动零部件的选择 - 驱动方式主要有电机、液压、气压驱动，主流为电机驱动，电机搭配减速器组成模组，连接后续传动零件有多种方案 [12] - 传动方式上，电机和减速器模组可搭配丝杆、丝杠、连杆等多种传动件 [12] 概念 1 - 直驱/欠驱：如何定义“自由度” - 直驱对应主动自由度，欠驱对应被动自由度，以 HRI HAND 为例，其有 15 个自由度，6 个主动自由度 [17] - 单根手指由连杆和指关节构成，根部由线性电机驱动为主动驱动，指模块为被动驱动，整根手指共 3 个自由度 [17] 概念 2 - 手势：灵巧手如何实现“抓取”动作 - 手势分为力量型和精确型，力量型抓握大体积或重物体，精确型捏合小体积或轻物体 [21] - 拇指需力量和稳健性，实现弯曲伸展等动作；食指需力量和灵敏性，实现弯曲伸展和侧摆动作 [21] 驱动器选型：为什么选择无刷空心杯电机 - 空心杯电机优点为体积小、功率密度高、重量轻、响应速度快、无刷，可避免电火花产生 [25] 驱动器位置：电机/空心杯电机在灵巧手上的位置方案 - 国外主流灵巧手驱动器布局分内置式、外置式、混合布置式三类 [33] 驱动模块选配：电机/空心杯电机 + ？ - 驱动模块通常以电机为核心，配减速器，再搭配传动连接件，举例星动纪元和因时机器人方案，连接件分别为齿轮输出件和丝杠 [39] 驱动模块选配：电机/空心杯电机 + 行星减速器 - 行星减速器搭配电机可实现转速降低或扭矩减小，兆威机电提供相关产品 [42] - 行星减速器级数分单级和多级，减速比为输入转速比输出转速，主要结构有太阳轮等，工作原理与行星滚柱丝杠类似 [42] 行星减速器级数变化及影响结果 - 灵巧手应用需考虑减速比、尺寸、传输功率，对应实现电机减速、减少驱动结构占比、提高输出力或力矩功能 [47] - 减速箱减速比根据机器人用途确定，操作轻物体用低减速比，操作重物体用高减速比 [47] 应用案例 - 星动纪元：电机 + 减速箱 + 齿轮直驱 - 星动纪元灵巧手采用关节模组模块化方案，单手指核心结构为电机 + 减速器 + 齿轮输出组件 [51] - 模组通过单独驱动功能实现手指配合和灵巧手动作，单手指通过驱动模组垂直叠加实现偏摆自由度 [51] 应用案例 - 因时机器人：电机 + 减速器 + 丝杆/丝杠 + 连杆 - 因时机器人灵巧手用微型伺服电缸，介绍六自由度连杆方案，通过变胞机构增加手指动作灵活性 [54] - 手指伸直弯曲和抓握动作通过直线电机推动伸缩杆带动连杆和指节联动实现 [54] 因时机器人 - 一种自研微型伺服电缸 - 因时机器人自研微型伺服电缸包括推杆、旋转轴等部件，工作时电机输出轴旋转通过传动机构带动旋转轴，将旋转运动转化为推杆直线运动 [58] 应用案例 - 兆威机电：掌内电机模组 + 指内直线电机模组 - 兆威机电灵巧手采用手掌内置电机 + 指关节内置微型线性电机方案，增加自由度并实现食指侧摆 [64] - 拇指和四指通过线性电机带动指节结构实现曲张、摆动和抓握动作 [64] 兆威机电：一种直线电机专利（丝杠） - 兆威机电直线电机专利采用行星滚柱丝杠结构，灵巧手驱动指节由线性直线电机驱动，相邻驱动指节由两个线性直线电机连接 [68] 传动零部件选择：丝杠 - 标准式行星滚柱丝杠由丝杠、螺母等部分组成，丝杠为主动件，螺母为输出构件 [71] - 适用于环境恶劣、高负载、高速场合，应用于精密机床等领域 [71] 行星滚柱丝杠分类 - 反向式用于中小负载、小行程和高速场景，可实现电机和丝杠一体化设计 [75] - 循环式适用于高刚度、高承载、高精度场合，如医疗器械领域 [75] - 差动式适用于传动比大、承载能力高的场合 [75] - 轴承环式适用于高承载、高效率场合，但结构复杂、成本高 [75] 驱动模组 + 丝杠：如何将电机旋转转化为螺母的直线运动 - 电机带动丝杠转动，滚柱在丝杠螺母间作行星运动，带动螺母作直线运动，实现旋转到直线运动转化 [80] 行星滚柱丝杠：如何动得好 - 国内行星滚柱丝杠与国外存在差距，各零部件结构参数需满足正确啮合、运动学条件和正确装配要求 [86] 传动零部件选择：腱绳 - 灵巧手采用腱传动优点是驱动器位置灵活，有掌内电机 + 腱绳或手腕电机 + 腱绳方案，介绍三种腱传动方案特点 [87] 应用案例 - Shadow hand：手腕电机 + 减速器 + 腱绳，手腕 + 手掌 - Shadow hand 专利腱绳方案中，电机 - 齿轮 - 腱绳传导路径可实现手指模块向不同方向移动 [95] 应用案例 - Shadow hand：手腕电机 + 减速器 + 腱绳，手指 - Shadow hand 手指指节被动自由度传导方案通过腱绳和回位弹簧实现手指弯曲和伸展 [98] 应用案例 - 特斯拉：手掌电机 + 减速器 + 蜗轮蜗杆 + 腱绳 - 特斯拉腱绳手指专利引入手掌内蜗轮蜗杆，电机旋转带动齿轮和蜗杆，使电缆拉动或解开 [102] 另一种腱绳缠绕方式及传动示例 - 介绍另一种腱绳缠绕方式及传动原理，保证特定比例关系可使远、近指间关节有类人耦合运动特征 [105] 另一种腱绳缠绕方式及传动示例 - 侧摆实现方式 - 手指侧摆机构采用特殊绕绳方式，电动机转动使腱绳缠绕和解缠绕，实现手指左右摆动 [110] 相关标的 - 电机及减速装置关注兆威机电、信捷电气、雷赛智能、绿的谐波等 [114] - 微型丝杠及腱绳关注恒立液压、高测股份、南山智尚等 [114] - 电子皮肤关注汉威科技、福莱新材等 [114]