灵巧手行业深度报告：基础执行向智能感知演进，高性能与成本优化并行

基础执行向智能感知演进，高性能与成本优化并行——灵巧手行业深度报告分析师：龚斯闻执业证书编号：S0020522110002邮箱：gongsiwen@gyzq.com.cn分析师：冯健然执业证书编号：S0020524090002邮箱：fengjianran@gyzq.com.cn行业研究证券研究报告分析师：许元琨执业证书编号：S0020523020002邮箱：xuyuankun@gyzq.com.cn发布日期：2025/10/30请务必阅读正文之后的免责条款部分目录• 一、行业概况：具身智能核心执行终端，市场快速扩张2• 二、发展趋势：腱绳传动刚柔并济,电子皮肤赋能感知• 四、投资建议• 五、风险提示• 三、竞争格局：三类玩家共塑产业生态，产品迭代进化不止请务必阅读正文之后的免责条款部分31.1灵巧手：集驱动、传动、感知于一体的高精度末端执行器灵巧手是集多方面功能于一体的高精度末端执行器，能够在极限或者有害环境下替代人类进行复杂的操作任务，主要由驱动、传动、感知三大模块组成。人的双手经过长期劳动进化完美，可应用于不同场合完成不同工作任务，具备充分的泛化性。传统末端执行器具备结构简单、便于控制、适用于大范围负荷运动作业等优点，但是也存在通用性差、精度不足、可靠性欠缺等一系列缺点。灵巧手是集成驱动、传动、感知等多方面功能于一体的高精度末端执行器，能够在极限或者有害环境下替代人类进行复杂的操作任务，主要由驱动、传动、感知三大模块组成。从运动学的观点看，人形机器人灵巧手需满足两个条件：指关节运动时能使物体产生任意运动、指关节固定时能完全限制物体的运动，这意味着人形机器人灵巧手至少要3 个手指和 9 个自由度。表：传统末端执行器的优缺点资料来源： 《机器人灵巧手研究综述》（刘伟 肖钊），高工机器人产业研究所（GGII），国元证券研究所图：灵巧手结构主要分类优缺点描述简述传统末端执行器的优点结构简单、控制方便，适用于大范围负荷运动作业传统末端执行器的缺点1. 抓取精度低、稳定性和可靠性差（依赖摩擦力，未考虑几何封闭和力封闭）；2. 通用性差，执行不同任务需重新设计手爪，增加成本、影响生产效率；3. 制约机器人精细作业水平，机械臂尺寸大，难精确定位操作，反应速度慢；4. 力控制能力不精确，仅适用于夹持力要求不高的作业请务必阅读正文之后的免责条款部分41.2发展历程：产品演进五十余年，向更高仿生度、感知能力和轻量化方向迭代灵巧手是机器人操作和动作执行的末端工具，行业演进五十余年，2010年后相关研究加速，目前正向更高仿生度、更强感知能力和轻量化方向发展。1974年，日本电工实验室研发的Okada灵巧手n1是严格意义上的第一款灵巧手，由3个手指组成，共11个自由度；20世纪80年代，灵巧手研究大幅增加，以斯坦福大学研发的Stanford Hand为代表，其具有3个手指9个自由度，单只手指采用4个电机驱动，并利用N+1腱传动结构控制N个自由度，同时能够保证腱具有正张力。2016年，华盛顿大学基于仿生设计原理研制出一款灵巧手，质量小于1kg，利用人造关节囊、韧带、肌腱和弹性滑轮结构设计，使得人手的韧带和关节特征得以复现，抓取也更加灵活可靠。2021年，韩国的科研团队研发了一种集成连杆驱动的灵巧手ILDA，共有15个自由度(20个关节)、34N的指尖力，结构紧凑，无须外置驱动部件，质量仅为1.1kg，在手指关节处安装有触觉传感器，具备感知能力，可以轻松抓取鸡蛋，并可完成剪纸、夹装芯片和挤压瓶罐等操作。整体来看，灵巧手产品在向更高仿生度、更强感知能力、轻量化的方向迭代。表：灵巧手研究历史阶段资料来源： 《机器人灵巧手研究综述》（刘伟 肖钊），国元证券研究所表：灵巧手研究历史阶段灵巧手（参考文献）主要研究单位研究年份手指个数关节数目自由度传动方式Okada Hand日本电工实验室197431111腱 - 滑轮SALISBURY Hand斯坦福大学1983399腱 - 滑轮Belgrade/USC Hand贝尔格莱德大学198851515连杆UB Hand博洛尼亚大学199231311腱 - 滑轮NTU Hand台湾大学199651717齿轮DIST Hand热那亚大学199841616腱 - 滑轮Robonaut HandNASA199952214腱 - 滑轮LMS Hand普瓦提埃大学199841616腱 - 滑轮GIFU Hand日本岐阜大学200152016齿轮连杆DLR Hand德国宇航中心200141713腱 - 滑轮High Speed Hand东京大学2003389齿轮Keio Hand庆应义塾大学200352020腱 - 滑轮Yokoi Hand东京大学200451511腱Robotic Hand MA-1加泰罗尼亚理工大学200441616齿轮BH895 Hand北京航空航天大学200552011齿轮连杆MAC - HAND意大利热那亚大学200541212腱灵巧手（参考文献）主要研究单位研究年份手指个数关节数目自由度传动方式NAIST - HAND日本奈良先进科学技术大学200541612齿轮连杆SKKU Hand Ⅱ韩国成均馆大学200641310齿轮HEL Hand Ⅱ哈尔滨工程大学2006399齿轮SAHSchunk 公司200741613齿轮连杆LARM HandCassino 大学20103912连杆KNTHK.N. Toos 科技大学2011369全柔性Metamorphic Hand天津大学201341216连杆Barret Hand巴雷特技术公司2013399连杆齿轮Ritsumeikan Hand日本立命馆大学201351620连杆Pisa/IIT Soft Hand意大利201451921韧带ISR-Soft Hand美国201451521腱Washington Hand华盛顿大学201651521线绳SSSA-My HandScuolaSuperiore Sant’ Anna201651021齿轮连杆HERI Hand意大利201731215连杆Shadow HandShadow 公司201952420腱 - 滑轮欠驱动灵巧手河北工业大学202051515单腱软体仿人手上海交通大学202051511软体Anthropomorphic Robot Hand韩国202151520线绳ILDA Hand韩国202152015连杆请务必阅读正文之后的免责条款部分51.3设计结构：电驱为主流，传动方案及自由度尚未收敛根据自由度与驱动源数量，可将灵巧手分为全驱动和欠驱动两大类，其中全驱动灵巧手灵巧程度更高但对手掌体积、安装提出更高要求，欠驱动灵巧手硬件集成度以及轻量化程度高，但存在功能性不足以及精巧控制能力存在提升空间等特点。全驱动灵巧手驱动源的数量与被控制灵巧手的自由度数量相等。每个手指关节都有驱动器，使其能够实现主动控制，在某种程度上能够像人手一样完成全部的动作指令甚至要求更高的灵巧动作。但是，全驱动也意味着需要更多的驱动器，会使手掌体积变大、安装困难、操作复杂。欠驱动灵巧手被控制的自由度多于驱动源的数目，缺少驱动源的部分则进行耦合随动。欠驱动手硬件集成度高，整体系统简洁高效、体