【中泰证券-人形机器人行业灵巧手专题:从“做出来”到“卖出去”】
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。
