行业与公司研究纪要总结 一、 涉及的行业/公司 * 行业：人形机器人行业，特别是其核心部件——灵巧手（仿生机械手）[1] * 核心提及公司：特斯拉（及其Optimus人形机器人）[1][3][7][10][14][16][19] * 其他提及公司： * 海外企业：Shadow（英国）[6]、波士顿动力[29]、Figger AI[28] * 国产企业/供应商：英石机器人[14][29]、正和工业[14]、中特科技[12]、勤联科技[12]、力星[15]、国瓷材料[15]、安培龙[18]、华培动力[18]、帕西尼[21][23]、他山[21]、汉威科技（子公司能斯达）[21][22]、迪瑞科技[22]、恒辉[22]、新南山[22]、志源[23]、蓝思科技[25]、灵星巧手[25]、雷赛智能[29]、林州制造[29]、科达利[29]、优必选[29]、强脑科技[29]、鸣志电器[29]、绿的谐波[29] 二、 核心观点与论据 1. 市场预期与催化因素 * 市场情绪积极：人形机器人板块近期表现突出，一季度存在反复向上的趋势和机会[3] * 核心催化因素： * 技术进步获认可：资深硅谷投资人认为Optimus 3技术进步显著，产品伟大程度将超越特斯拉汽车[3] * 重要发布会预期：市场预期2026年2-3月将举行G3发布会[1][3] * 供应链订单明确：多家供应商高管飞往北美敲定订单和定点，供应商指引和“缩圈”进一步清晰[1][3] 2. 灵巧手的战略地位与挑战 * 核心地位：灵巧手是人形机器人商业化的核心卡点之一，是衡量产业化进度的重要指标，其工程开发难度占整机系统很大比例，是企业差异化竞争的关键[1][4] * 主要挑战： * 技术路径未收敛：传动、驱动等技术路线仍在探索和演变中，存在新的投资机会[1][4][9] * 工程化落地难题：包括散热问题、高功率密度带来的重量和热管理压力、生产一致性、规模性和成本可靠性问题[5] 3. 市场规模与发展现状 * 历史规模：2023年全球灵巧手市场规模达到30亿美元（约200-300亿元人民币）[1][6] * 未来预测：按100万台人形机器人市场预期测算，每台灵巧手价值量约4万元人民币，总体市场规模可达400亿元人民币[1][6] * 成本趋势：国产企业介入使得灵巧手成本有所下降[1][6] 4. 特斯拉灵巧手技术演进 * 发展历程：经过三代更迭，从第一代（6个执行器，11个自由度）到第三代Optimus G3（22个自由度，其中17个主动执行器）[7] * 技术方案：采用齿轮加丝杠及腱绳复合传动方案[1][7] * 未来方向：据供应链信息，2025年可能将执行器数量提升至25个，向高自由度、多传动方式复合、高系统集成化趋势发展[1][7][8] 5. 灵巧手关键技术路径分析 5.1 驱动系统（电机） * 技术路线确定：电机驱动已基本确定胜过液压和气压驱动，因其快速响应与控制精度优势[9] * 电机选择分歧： * 特斯拉：经过迭代，逐渐采用无刷有齿槽电机替代空心杯电机，通过执行器外置缓解体积劣势，突出成本优势（直流无刷电机单价约400元）[10][12] * 国产厂商：仍以空心杯电机为主流（技术水平相当于特斯拉第一、二代），其单价超过1,000元[10][12] * 未来展望：中长期来看，两种电机将共存，最终渗透率取决于技术进步和成本下降速度[10][13] * 空心杯电机瓶颈与前景：主要瓶颈在于绕线工艺自动化，国内企业正攻关该难题，预计到2028年价格可能降至800元以内[12] * 市场规模预测：以2028年人形机器人销量50万台、每台需34个驱动电机测算，假设直流无刷占40%、空心杯占60%，总市场规模达百亿级（直流无刷约27亿元，空心杯约81亿元）[13] 5.2 传动方案 * 四条主流技术路线：齿轮传动、连杆传动、腱绳传动、链条传动[14] * 齿轮传动：可不使用减速器或使用精密行星减速器；谐波减速器因成本高应用较少[14] * 连杆传动：易于量产、成本低、装配简单，但惯量大、加速度性能有限（代表：英石机器人）[14] * 腱绳传动：特斯拉曾采用，优点为电机集成度高，缺点包括蠕变能力不足、易断裂（材料：钢丝、钨丝、高分子聚乙烯）[14] * 链条传动：新技术路线（正和工业开发），具有高承载能力（35-50公斤）和高传动效率，适用于重负载工业应用[14] * 直线运动方案：关注微型滚珠丝杠（特斯拉应用），其成本仅为行星滚柱丝杠的十分之一（每根约100-200元），传动效率可达90%以上[15][17] * 潜在方向：陶瓷球替代钢球在滚珠丝杠中的应用，可降噪、延缓性能衰减，但价格贵10倍[15] 5.3 感知系统（传感器） * 国产参与度提升：国产企业在特斯拉供应链的传感器领域参与度此前不高，但正逐渐接触并进入方案评估阶段，值得关注[16] * 主要传感器类型： * 力控传感器：手腕处普遍采用金属片应变式传感器；部分企业尝试用硅应变片替代以提高性能[18] * 六维力矩传感器：国产人形机器人企业倾向于加装以简化算法、提高响应速度；预计未来在复杂生活化场景中的配置比例将达到30%-40%[19] * 柔性电子皮肤：技术从单一指尖触觉扩展到整手电子皮肤，实现多模态（力量、温度）检测[20] * 主流技术：80%以上企业选择压阻式（成本最低，动静态精度高）；压电式（动态响应好，静态不灵敏）；电容式（灵敏度高，成本及可弯曲性差）[22] * 供应链机会：此变化为帕西尼、他山、能斯达等国产触觉传感公司提供了进入特斯拉供应链的机会[21] * 视触觉技术：作为补充方案，通过视觉信息推算受力，精度高、抗干扰，但价格是压阻式的10倍以上，目前仅为储备技术[23] 6. 灵巧手机械发展趋势 * 三大趋势：轻量化、高自由度、多重感觉融合[24] * 轻量化实现：通过采用新型材料（镁铝合金、钛合金、PEEK、液态金属等）和优化结构设计（拓扑优化）实现[25] * 自由度发展：单只灵巧手主动自由度普遍超过5个；完成日常生活70%操作需至少6个自由度，17个以上则接近类人能力；总体自由度呈上升趋势，但国内厂商对极限自由度追求较谨慎[27] * 感知能力升级：配置掌上摄像头、指尖触觉传感器、“智能”手套（解决暗环境视觉、提高触觉耐久性）等；可佩戴传感器集成式可更换手套以应对复杂环境、降低成本[28] 7. 应用领域与行业参与者 * 应用领域差异： * 工业领域：轻量化有助于降低能耗、提高效率[26] * 医疗领域（义肢）：轻量化直接影响患者使用体验和舒适度[26] * 行业参与者类型： 1. 基于机械控制优势转型的总成公司（如雷赛智能、科达利）[29] 2. 人形机器人本体公司自主研发（如特斯拉、优必选）[29] 3. 专注结构设计的独立第三方（如强脑科技、英石机器人）[29] 4. 基于硬件部件生产但未做模组集成的公司（如鸣志电器、绿的谐波）[29]