[东吴证券]人形机器人深度之七:灵巧之“手”,解锁人形机器人黄金赛道

:memo: 作者: | :date: 发布时间:Sun, 27 Apr 2025 00:00:00 GMT

东吴证券:人形机器人深度之七 - 灵巧之“手”,解锁人形机器人黄金赛道 :robot:

摘要

灵巧手是人形机器人应用的关键,预计 2025年 将开启快速迭代。灵巧手由驱动、传动、控制、感知四大模块构成,其性能直接决定了机器人功能的上限,是具身智能的核心。各方参与者正积极推进灵巧手方案的发布和应用,预计未来两年将加速人形机器人手脑协同的训练。

正文

1. 灵巧手:打开人形机器人应用上限的关键 :rocket:

灵巧手要求具备运动能力、负载能力、控制能力、感知能力、耐用能力和轻量化等特性。

  • 重要时间节点:2025年,预计主机厂和零部件厂将密集发布灵巧手方案。
  • 未来两年,灵巧手方案将快速迭代,并在实际场景中投入使用,加速训练人形机器人的手脑协同能力。:brain::handshake:

2. 混合机械方案:兼顾高自由度和承载力的趋势 :gear:

  • 驱动方案:
    • 电机内置时,首选空心杯电机,部分使用步进电机。
    • 腱绳方案中,电机集成于手臂,空间较大,可选择无刷有齿槽电机。
  • 传动方案:
    • 齿轮负责旋转运动调速。
    • 丝杆/蜗轮蜗杆负责直线运动和方向变化。
    • 连杆和腱绳用于连接驱动与关节,增加自由度。
  • 短期来看,空心杯电机+行星减速器+滚珠丝杆+连杆方案 将率先放量,以满足当前工业场景的实用性需求。
  • 中长期趋势是高自由度+负载力,因此可采用融合机械设计方案,例如:近掌关节采用刚性更高的减速器+丝杆,手指末端关节采用腱绳。

3. 手部多维感知:促进手脑协同的方向 :hand_with_fingers_splayed::brain:

灵巧手需要通过触觉传感器、关节力控和编码器等将数据反馈至“大脑”,从而构建物体物性库和抓握数据库。通过仿真平台扩大数据集,优化AI大脑的运动规划泛化性。

  • 触觉传感器:
    • 追求高灵敏度、高集成度、高延展性和低成本。
    • 多技术路线并行发展。
    • 压阻式: 力维度低(一维法向力)、灵敏性不足(阈值10g),但在低端市场率先放量。
    • 电容式及电磁式: 性能更优,可感知三维力,力分辨<1g,抗干扰能力提升和体积缩小后,放量潜力巨大。
    • 视触觉传感器: 理论上限高,但对数据和算法的要求也很高。

4. 市场参与者:头部本体厂全栈自研,零部件提供整体解决方案 :office_building:

  • 头部本体厂商选择全栈自研,方案各异,如特斯拉(腱绳)、FigureAI(连杆)、智元(混合)、星动纪元(纯直驱)等,是当前灵巧手的主力。
  • 独立第三方集成商,如因时机器人、强脑、傲意、灵心巧手、灵巧智能等进展较快。
  • 零部件厂商延伸至整手集成,如兆威、雷赛、帕西尼等,同时兼售模组零部件。
  • 价格:
    • 目前灵巧手价格差异大,主流价格 5-10万/只
    • 中期价格预计降至 0.5-3万/只,占本体成本比重约20%。
  • 市场空间:
    • 预计2030年人形机器人 300万台+,市场空间约 900亿
    • 对应零部件市场空间较大的为触觉传感器、空心杯电机、齿轮、丝杆。

结论

人形机器人灵巧手市场潜力巨大。

投资建议: :money_bag:

  • 首推: 灵巧手兼具整体解决方案和零部件供应商 雷赛智能、兆威机电
  • 其次: 绑定核心主机厂的零部件供应商。
    • 空心杯电机(鸣志电器、伟创电气,关注峰岹科技、信捷电气、捷昌驱动)
    • 微型丝杆(浙江荣泰、北特科技)
    • 减速器(科达利、斯凌股份,关注丰立智能)
    • 触觉传感器(关注汉威科技、福莱新材)
    • 腱绳(关注南山智尚、大业股份)

风险提示::police_car_light:

  • 需求不及预期
  • 技术迭代低于预期
  • 竞争加剧

备注:

全文的“预计”如果没有特别说明,均为东吴证券研究所电新组预测

:light_bulb: 延伸阅读
研报PDF原文链接