高端装备制造行业产业研究深度：灵巧手，结构向高承载发展，四缸数量或倍增

产业研究中心1为企业客户提供全方位的“产业+金融”研究服务！产业研究深度 | 高端装备制造灵巧手： 结构向高承载发展，四缸数量或倍增2025 年 12 月 27 日产业研究中心1 / 49灵巧手是一种模拟人类手部功能的高自由度机器人末端执行器，其核心价值在于突破传统机械夹爪的局限性，赋予机器人接近人手般的灵活性与适应性。它通过多关节、多模态感知和智能控制技术，实现复杂物体的抓取、操作与交互。灵巧手是人形机器人拟人化的核心标志，也是其成本占比最高的零部件之一，约占整机成本的 20%-30%。未来人形机器人迭代提供的价值，将很大程度上通过灵巧手展现的柔性和协同能力来体现。企业成功切入灵巧手领域需深度融合高自由度仿生结构设计（自由度数量增加）、微型高功率密度驱动（空心杯电机和无刷有齿槽电机）、精密传动（行星滚柱丝杠）以及多模态感知（触觉传感器），形成系统性解决方案。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）手部自由度从 11 个提升到 22 个，对应的电机数量将可能提升到 22 个。（2）驱动器装载部位由手部改为手腕。驱动方面，电机驱动是当前主流方案。随着第三代灵巧手自由度增加，电机需求相应上升，这将为空心杯电机和无刷有齿槽电机供应商带来市场机会。（3）传动系统上，腱绳+蜗轮蜗杆是特斯拉第一代方案。随着丝杠技术在灵巧手中日渐成熟，加上特斯拉有提升手部承载力的需求，未来采用行星滚柱丝杠进行传动可能是一种发展方向。若每只手配置 22 根丝杠，则单个人形机器人需要 44 根丝杠，预计将带动丝杠产业链相关企业的发展。（4）感应部分，第一代采用了霍尔传感器，第二代新增触觉传感器，第三代进一步提升传感器部分。由于触觉传感器价值量较高，其应用扩展也将使相关传感器公司受益。分析师及联系人| 证券研究报告 |核心要点苏晨SAC:S1130522010001suchen@gjzq.com.cn陈传红SAC:S1130522030001chenchuanhong@gjzq.com.cn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。产业研究中心1 / 49内容目录一、灵巧手关键技术与具体方案对比 ............................... .6灵巧手技术路线分析：电驱+复合传动+带力和触觉传感为主导方向 .....6特斯拉 Gen1 专利拆解：驱动器、齿轮箱是核心零部件 .............. 20灵巧手空心杯电机和丝杠是未来降本核心 ......................... 28竞争格局：美国领先，国产灵巧手快速崛起 ....................... 30二、驱动装置：国产竞争力优势明显 ............................... 32价格：进口价格为国产品牌的两倍 ............................... 32竞争格局：玩家持续增多，有望快速实现国产替代 ................. 33三、传动方式：谐波减速器尚有差距，丝杠国产优势明显 ............. 34减速器：降速增扭，已有多家完成手部谐波减速器开发 ............. 34丝杠：具备较高的承载力和精度，在精细化工作场景中具备必要性 ....37四、传感器：精度存在差异，国产产品满足一般场景 ................. 40电阻式和电容式触觉传感器有望成为主流 ......................... 40灵巧手需要大面积低精度皮肤+高敏感指腹 ........................ 41竞争格局：外资占据大部分份额 ................................. 42五、灵巧手及其相关产业链 ....................................... 44灵巧手价值量和壁垒高 ......................................... 44风险提示 ....................................................... 46产业研究中心2 / 49图表目录图表 1： 人手共有 24 个自由度......................................................................... 6图表 2： 除手腕和手掌外，人手共 21 个自由度.............................................. 6图表 3： 若要完全实现人手功能，需要采用全驱动方案.................................7图表 4： 灵巧手自由度最高已达 24 个..............................................................7图表 5： 电机驱动综合性价比较高..................................................................10图表 6： 空心杯电机采用无齿槽结构..............................................................11图表 7： 线圈绕组方式包含斜绕、叠绕、直绕、马鞍绕和同心绕等........... 12图表 8： 空心杯电机属于无齿槽电机..............................................................12图表 9： 电机未来的趋势是缩小体积和提升功率密度...................................13图表 10： 手指可以采用腱绳传动....................................................................14图表 11： 手指可以采用连杆传动....................................................................14图表 12： 手指可采用齿轮传动和蜗轮蜗杆传动............................................ 15图表 13： 灵巧手采用滚珠丝杠作为传动件（整体视图）.............................16图表 14： 灵巧手采用滚珠丝杠作为传动件（单自由度视图）.....................16图表 15： 灵巧手传动方式各有千秋，常复合使用........................................ 17图表 16： 近年灵巧手方案采用多种传感器且采用电驱和腱绳传动为主..... 19图表 17： DLR/HIT Hand 使用的传感器数量和种类属于较多水平................. 19图表 18： 电机驱动+腱