报告行业投资评级 未提及 报告的核心观点 - 下游场景推动灵巧手向仿人手迭代,2024年灵巧手市场规模达17.06亿美元,预计2025/2030年将增至19.21/30.36亿美元,工业机器人常用二指灵巧手,人形机器人需求促使其向4指/5指及高自由度发展 [2] - 驱动方案上,欠驱动、外置/混合置+电驱为主流,电机或由空心杯向无刷有齿槽切换 [2] - 传动方案涵盖齿轮/蜗轮蜗杆、连杆、丝杠、腱传动杆四类,腱绳+丝杠复合传动契合未来趋势 [2] - 感知方案多模态是趋势,力/力矩传感器趋于应变片式并向六维发展,柔性传感器技术路线多元,MEMS压力传感器中压阻式更成熟 [2] - 特斯拉灵巧手迭代明确绳驱主流,国内外产品追求高自由度与多模态感知 [2] - 投资建议推荐减速器+丝杠链企业【福达股份】,关注微型丝杠链【浙江荣泰】等,关注腱绳链【大业股份】等,推荐T链头部企业【拓普集团】 [2] 根据相关目录分别进行总结 灵巧手:人形机器人与外界交互的媒介 - 灵巧手是末端执行器,人形机器人应用场景复杂,促使其从双指/多指向五指仿人手迭代,以实现更精细化功能 [11] - 手有十三种基本功能,人手自由度21个(不考虑手腕关节),特斯拉Optimus Gen3灵巧手预计有22个自由度 [16] - 灵巧手类别多样,按自由度分全驱动和欠驱动,按驱动结构分外置、内置或混合制等,适用于不同场景 [17] - 灵巧手价值量高,预计占整机10 - 20%,2024年市场容量76.01万只,预计2025/2030年达86.18/141.21万只,对应市场规模19.21/30.36亿美元,5年复合增长率分别为10.38%、9.59% [20] 灵巧手方案百花齐放,路线仍未收敛 驱动方案 - 按自由度分全驱动和欠驱动,全驱动精度高但成本高、结构复杂,欠驱动精度低但成本低、结构简单,当前欠驱动为主流,部分厂商结合两者 [26] - 按驱动器位置分外置、内置和混合置,内置是主流,短期外置和混合置负载能力强、ToB简单场景落地快,后续内置需求将上升 [29] - 按驱动方式分电驱动、气压驱动等,当前电机驱动为主流,具备控制精度高、响应速度快等优点,与机器人更契合 [30] - 电驱动电机分空心杯、无刷直流、无框力矩电机,空心杯是主流,无刷有齿槽电机是高集成化和成本的折中选择,或替代空心杯电机 [35] 传动方案 - 齿轮/蜗轮蜗杆传动由微型减速器带动齿轮组或由蜗杆和蜗轮组成,传动效率高但结构冗杂、柔性不足 [39] - 连杆传动通过连杆组件传递动力,承载力高但效率低、结构复杂 [45] - 丝杠传动分梯形、滚珠、行星滚柱丝杠,滚珠和行星滚柱丝杠精度和寿命高,但成本高、柔性差 [49] - 腱传动采用腱绳作为传动介质,灵活性高但精度低、腱绳易磨损 [53] - 微型丝杠+腱传动复合方案实现互补,符合发展趋势,特斯拉Optimus Gen3采用此方案,国内相关企业有望受益 [58] 感知方案 - 传感器在灵巧手上应用分为力觉和触觉传感器,力/力矩传感器用于精准抓取,柔性传感器感受物体形状,MEMS压力传感器用于指尖 [59] - 力觉、触觉传感器原理多样,力/力矩传感器技术路线基本收敛至应变片式,柔性和MEMS压力传感器技术路线多轨并行 [65] - 应变式六维力矩传感器是主流力觉传感器方案,六维力传感器适用于力的作用点和方向随机变化的场景 [68] - 柔性传感器是人机交互与环境感知核心,结构使其具备高灵敏度和稳定输出,安装在手指关节,核心是提高灵敏度、稳定性和集成化 [72] - MEMS压力传感器基于微机电技术,成本高、缺乏柔性,压阻式应用广泛,多用于指尖 [73] - 一元感知无法满足需求,多模态势在必行,多维触觉+视觉结合可升级感知能力,复合传感器研发兴起 [78] 从特斯拉灵巧手迭代展望未来趋势 - 第三代灵巧手驱动、传动方案改变,自由度从11个增至22个,电机从手掌移至小臂,部分空心杯电机换为无刷有槽电机,采用丝杠+腱绳传动方案,复杂任务完成度提高 [84] - 从特斯拉三代灵巧手演变看,向高自由度、多模态趋势演变,降本步入初期,国内外主机厂方案基本收敛至电驱动+高自由度,传感器方案向多模态发展 [87][88] 投资建议 - 推荐减速器+丝杠链企业【福达股份】,关注微型丝杠链【浙江荣泰】、【五洲新春】、【震裕科技】,关注腱绳链【大业股份】、【南山智尚】,推荐T链头部企业【拓普集团】 [91]
人形机器人行业深度报告:灵巧手持续迭代,关注技术路线收敛中的边际增量
东吴证券·2025-06-27 15:32