人形机器人专题（三）：灵巧手：结构向高承载发展，丝杠数量或将倍增.pdfVIP

基于功能性和长期目标，灵巧手往人手方向发展是大势所趋。若以函数表示，机器人灵巧手替代人手的条件为

F(X,Y,Z)=(自由度、抓握能力、感知能力、承重能力，稳定性，经济性)≥F(人手)。

自由度是当前特斯拉灵巧手发生最大变动的地方。根据特斯拉GEN2官方视频，GEN2单手自由度为11个，而特斯拉

24Q2业绩会上，马斯克说明后续手部自由度将为22个，往人手方向靠近。这意味着与之配套的单自由度零部件，即

驱动装置、传动装置、传感装置等数量都将随之提升。

驱动装置上，预计空心杯电机和无刷有齿槽电机将成主流，假设单手用量约13~17个，当前双手价值量3.4~15.3万

元。驱动方式包含电机驱动、液压驱动、气压驱动和形状记忆合金驱动。由于电机驱动具备体积小、响应快等优势，

凭借较强的性价比成为主流方案。以特斯拉为例，其手部采用了空心杯电机，据Maxon官网，其单价达4675元，而

兆威机电旗舰店的空心杯电机约2000元/个，无刷有齿槽电机售价仅160元/个，基于成本考虑，后续无刷有齿槽电

机有望凭借较高的经济性部分替代空心杯电机的布局。中高端领域中，空心杯电机市场基本被外资厂商垄断，外资企

业市场份额达到85%以上。但国内布局工业用空心杯电机的企业较多，有望快速切入机器人领域，实现国产化降本。

传动装置上，当前处于腱绳向丝杠切换的关键时间点，假设单手用量13~17套，当前双手价值量为5.5~10.6万元。

传动方式主要包含腱绳、丝杠、齿轮、连杆等。早期灵巧手采用齿轮、连杆等传动机构，然而因为尺寸和质量大、运

动不灵活等问题逐渐被淘汰。模仿动物肌腱传动方式的腱绳传动目前广泛被灵巧手采用。但此方案的问题在于承载力

较低，因此有可能被承载力更高的丝杠方案替代。在2024年北京机器人展览上，KGG展出4mm直径的行星滚柱丝杠，

以及直径1.5mm的行星滚珠丝杠；此外KGG还展出了集成了行星滚柱丝杠方案的灵巧手。当前已布局手部微型丝杠的

公司较少，目前包含新剑传动、五洲新春和KGG等。

传感器装置上，触觉传感器是价值量最大环节，单手用量约5套，双手价值量约1351元。根据特斯拉GEN2发布会，

特斯拉机器人上确定搭载了触觉传感器，其他灵巧手传感器包含关节力矩传感器、关节绝对位置传感器、电机霍尔传

感器和温度传感器。全球触觉传感器前三大厂商为Tekscan、PressureProfileSystems、SensorProductsInc，市

占率共65%，国产传感器预计后续凭较好的成本优势提升国产替代率。

灵巧手正往更高自由度、高感知能力和低成本提升方向发展。据测算当前单只高性能灵巧手成本约4.5~13万元，量

产后单手价格有望做到1万元以下，高性能灵巧手DLR售价达80万元/只，具备较大降本和降价空间。空心杯电机和

滚柱丝杠合计成本占比90%以上，是降本的核心。当前美国灵巧手技术高于国内，多家外资已经将自由度做到20个以

上，国产灵巧手自由度最多的是青龙（19个）。国产投入积极且具有价格优势，国产灵巧手有望占据更多市场份额。

投资建议

灵巧手是机器人的核心部件，根据特斯拉公开资料，特斯拉第三代灵巧手相比于第二代的变化为：（1）手部增加了自

由度，从11个提升到22个，从而对应的电机数量将可能从原本的6个提升到13~17个；（2）驱动器装载部位由手部

改为手腕。驱动上，电机驱动是当前主流的灵巧手驱动方式，由于第三代灵巧手自由度增加，所需电机数量增加，利

好空心杯电机和无刷有齿槽电机供应商。传动上，腱绳+蜗轮蜗杆是特斯拉第一代方案，随着行业灵巧手丝杠的日渐

成熟，叠加特斯拉提升单手承载力的需求，手部采用丝杠进行传动可能是一种发展方向，若单手丝杠为13根，则单

个人形机器人需要26根丝杠，利好丝杠产业链供应商。感应上，第一代采用了霍尔传感器，第二代新增触觉传感器，

由于触觉传感器价值量较大，利好相关传感公司。

风险提示

机器人落地进展不及预期风险，现有主业下游发展不及预期风险，竞争加剧的风险，价格超预期下降风险。

敬请参阅最后一页特别声明1

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