人形机器人行业灵巧手专题：从“做出来”到“卖出去”Ⅱ

中 泰 证 券 研 究 所专 业 ｜ 领 先 ｜ 深 度 ｜ 诚 信｜ 证 券 研 究 报 告 ｜2 0 2 5 . 9 . 2 4从“做出来”到“卖出去”Ⅱ分析师：王可执业证书编号：S0740519080001Email：wangke03@zts.com.cn—人形机器人灵巧手专题2 灵巧手从仿生人手出发，是人形机器人重要末端执行器。✓灵巧手从仿生人手出发，旨在拓展人类能力边界。人手的演化伴随着人类操作能力从简单抓握向精细操作的提升，灵巧手结构基于人手，旨在模拟人手参与真实世界的感知、操作、情感交互功能。✓灵巧手是人形机器人重要末端执行器。灵巧手相比传统夹爪，泛化能力更强，可实现多任务迁移；相比机器人下肢，能实现交互感知、精细操作，价值量占比更高，是人形机器人重要末端执行器。随着柔性电子皮肤和感知运控算法的发展，灵巧手将向“全感知”和“自适应”演化。✓分为驱动、传动、感知三大系统。灵巧手的构成为①驱动系统（价值占比最高）：以电机驱动为主流，空心杯电机应用广泛，有齿槽无刷电机或成低成本替代方案；②传动系统：存在腱绳和连杆两大方案，连杆可控性强，是国内主流，同时关注减速器和丝杠环节；③感知系统：重点关注位置传感器、力/力矩传感器、触觉传感器。 灵巧手技术路线可划分为仿人和特化两大路线。✓仿人路线是目前的主流路线。仿人路线的灵巧手为具备人手运动效果与感知能力，自由度接近人手，广泛采用腱绳传动以模拟人手肌腱收缩，配备丰富触觉传感器，并呈现出向柔性电子皮肤发展的趋势，典型产品包括兆威机电ZWHAND、宇树Unitree Dex5等。✓特化路线聚焦 “高适应性”，面向特定需求场景。特化路线以 “拓展灵巧手应用边界” 为目标，可应对多样化操作场景。以创新结构为设计核心，突破传统灵巧手局限。典型案例包括中国科大团队研发的章鱼触手形方案、加州大学团队研发的卷尺形方案等。 长期看消费场景需求广阔，短期灵巧手在特殊场景及工业场景率先落地。不同场景对灵巧手设计有针对性要求。①消费场景下：灵巧手是智能化的关键，要求高灵活性与强交互性，采用空心杯电机+腱绳传动+柔性电子皮肤方案。②特殊场景下：灵巧手需增强感知、特化防护。③工业场景下：灵巧手降本增效需求迫切，可能转向有齿槽无刷电机+连杆传动方案。特殊场景机器代人需求迫切，有望率先落地。灵巧手可使人形机器人具备操作能力、能够进入危险环境作业、真正实现替人，或将很快落地。工业场景空间广阔，降本增效加速灵巧手渗透。3C电子、汽车制造等行业需频繁调整产线，灵巧手泛用性强，是柔性制造的重要一环；当前国产灵巧手价格持续下探，助力灵巧手加速落地。 行业相关标的梳理：关注灵巧手整机、驱动电机（空心杯电机）、丝杠（滚珠丝杠、行星滚柱丝杠）、减速器（谐波减速器、行星减速器）、传感器（六维力/力矩传感器、触觉传感器）、PEEK材料。 风险提示：人形机器人产业推进进度不及预期、相关标的业务进展不及预期、相关标的业绩不及预期、研报使用的信息存在更新不及时风险。核心观点3目录C O N T E N T S应用场景：特殊场景率先落地，工业场景赋能柔性制造灵巧手：人形机器人重要末端执行器123技术路线：仿人主流与特化创新并行，共拓应用边界4相关标的梳理4图表1：人手发展演化图表2：人手常用动作及比例来源：《A Devonian tetrapod-like fish and the evolution of the tetrapod body plan》《Primate Origins and the Plesiadapiforms》《Ardipithecus hand provides evidence that humans and chimpanzees evolved from an ancestor with suspensory adaptations》，中泰证券研究所来源：《高仿生性能假肢设计研发与应用研究》，中泰证券研究所灵巧手简介 手的演化伴随着人类操作能力从简单抓握向精密操作的提升。在约3.6亿年前四足动物的起源过程中，带有指趾结构的强壮四肢逐渐形成；大约6500万年前的灵长类动物化石显示其拥有可能与抓握树枝相关的长手指结构；大约450~300万年前，古人类手的进化反映出精密操作能力的增强，化石证据显示当时人类已会制作并使用工具（石器）。 现代文明中，人手的力量抓握、精捏等动作至关重要。人手共有24个自由度（手指21个自由度+腕的外展、腕的弯曲和手掌的弧度3自由度），这种结构使人手可完成力量抓握、精捏等核心动作。这些动作在现代人类日常生活中经常被使用到，例如在清洁、烹饪等活动中。1.1、人手重要性：人手是人类生存、创造和发展的关键工具时间演化节点手部变化解决的问题约3.6亿年前四足动物起源带有指趾结构的强壮四肢逐渐形成支撑身体重量、行走6500万年前灵长类动物适应树栖环境出现长手指结构抓握树枝450~300万年前古人类直立行走，解放前肢拇指明显增长能够实现精细操作，比如制作石器至今人类社会发展几乎无变化更加发达的脑部使人类得以用手执行更复杂的操作5灵巧手简介1.2、灵巧手从仿生出发，旨在拓展人类能力边界图表3：人手关节分布图表4：人手关节特征与功能来源：《基础肌动学》，中泰证券研究所来源：《基础肌动学》，中泰证券研究所 灵巧手的结构基于仿生人手。灵巧手在结构设计上模仿人手，以达到人手的灵活性与稳定性。人手的骨骼结构是其功能的基础：①第1掌骨的位置使拇指可以自由地越过掌心对向其余4指；②控制手弓的凹陷程度允许人手安全握住和操控各种形状和大小的物体；③腕掌关节大大提高了手的灵活性；④掌指关节是支撑手部掌弓活动的拱顶石，其附属运动使得手指更好地适应所持物体的形状；⑤指骨间关节仅可做屈曲和伸展运动，拇指指骨间关节可以在用拇指指腹给物体施加压力时过伸。 灵巧手设计目标在于模拟人手的核心功能、突破人类生理限制，并在特定领域实现性能增强。1）感知与信息处理：通过多模态感知技术感知物体的形状、姿态、表面纹理等信息，使得灵巧手能够像人手一样对物体进行精细的感知和判断，为后续的操作和决策提供准确的信息支持；2）工具操作与生产力创造：灵巧手的设计使其能够像人手一样灵活地操作各种工具，精确地抓取和操作零件，进行装配、加工等操作，提高生产效率和质量；3）社会交互与情感沟通：灵巧手可以模拟人手的动作，与人进行自然的互动，还能通过握手、拍肩等动作表达关怀和鼓励，增强情感体验。6 灵巧手属于抓手类末端执行器，可实现抓持和操作。末端执行器是机器人动作决策的执行输出工具，按功能分为两大类：①工具类末端执行器根据具体工作需求专门设计并预留标准化接口；②抓手类末端执行器担负着执行各种动作、抓持和操作的任务，经历了从两指夹持器（结构简单、适配单一场景）、多指抓持手（仅能抓持、无法操作）到多指灵巧手（更高系统集成度、更强感知能力、可实现抓持和操作）的发展过程。 灵巧手泛化能力强于传统夹爪，可实现多任务迁移和使用工具。传统工业夹爪重复精度达±0.02毫米，对抓取成功率要求极高，特点是精密力控、大行程，需要每个任务单独编程。灵巧手由于传动链路更长，重复定位精度基本只能达到±0.2毫米，可实现多任务迁移和