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1、證券研究報告證券研究報告 2023年11月18日 作者:作者:光大環保光大環保電新電新 殷殷中樞中樞、黃帥斌、黃帥斌 經典五指靈巧手拆機:醫療假肢篇經典五指靈巧手拆機:醫療假肢篇 人形機器人專題(二)人形機器人專題(二)請務必參閱正文之后的重要聲明 目目 錄錄 五指靈巧手在醫療價值領域的應用概述五指靈巧手在醫療價值領域的應用概述 五指五指靈巧手在醫療價值領域的應用案例靈巧手在醫療價值領域的應用案例 1 投資建議投資建議 風險分析風險分析 5V8ZsU8ZqUAVlYoZ9P9R8OtRmMoMpMiNoPqRkPoMpO9PmNnOMYsQoPMYrQqR請務必參閱正文之后的重要聲明 2 五指
2、靈巧手在醫療假肢領域的應用概述 圖圖1 1:醫療假肢的控制原理:醫療假肢的控制原理 圖圖2 2:醫療假肢的控制與反饋:醫療假肢的控制與反饋 資料來源:Guoying GuA soft neuroprosthetic hand providing simultaneous myoelectric control and tactile feedback 資料來源:高兆龍仿生假肢手抓握運動中的控制及電觸覺反饋方法研究 可穿戴式肌電仿生假肢手的控制與反饋機制與人形機器人五指靈巧手高度相符。整體模塊可以分為下行控制通路和上行反饋通路兩部分。下行控制通路將殘肢肌肉的肌電信號進行采集后,輸入假肢控制器中的
3、運動控制算法內生成電極控制指令以驅動假肢手指運動。上行反饋通路將假肢手指尖的力、振動等傳感器信息通過特征提取算法輸入觸覺反饋映射算法中,算法輸出觸覺刺激裝置的驅動指令向使用者提供觸覺反饋信息。請務必參閱正文之后的重要聲明 3 五指靈巧手在醫療假肢領域的應用概述 圖圖3 3:假肢手的發展歷程(按照功能性)假肢手的發展歷程(按照功能性)裝飾型假肢手裝飾型假肢手 身體驅動型假肢手身體驅動型假肢手 主動型主動型假肢手假肢手 假肢手的發展歷程按照功能性可以分為幾個階段:裝飾型假肢手、身體驅動型假肢手和主動型假肢手。裝飾型假肢手起源最早,但缺乏功能性;身體驅動型假肢手固定在人體軀干部,通過線纜進行控制,能
4、顯著提高截肢患者的日常生活質量,但只能完成簡單的動作,且占用注意力和體力;主動型假肢手使用電機作為動力源以減少使用者的負擔,不僅更加美觀,還具有更高的自由度。一方面能更加智能地完成運動任務,另一方面還能根據傳感信息提供觸覺反饋。資料來源:高兆龍仿生假肢手抓握運動中的控制及電觸覺反饋方法研究 請務必參閱正文之后的重要聲明 4 五指靈巧手在醫療假肢領域的應用概述 圖圖5 5:常用的表面肌電信號采集傳感器:常用的表面肌電信號采集傳感器 主動型仿生假肢手通常使用佩戴者的生理信號作為控制信號的來源。根據采集傳感器侵入性的不同可以分為侵入式和非侵入式兩種。侵入式假肢手使用植入中樞神經系統或外周神經系統中的
5、電極作為信號采集裝置。事實上目前市售的絕大多數主動型假肢手多使用的是非侵入式控制信號。而其中使用最多的是表面肌電(Surface electromyograph,sEMG)信號。sEMG信號產生于被神經元所激活的骨骼肌,并從肌肉外的皮膚表面使用電極進行采集。信號包含了神經元發出的運動控制信息,能直接反映人的運動意圖。另一種檢測肌肉活動的方法是基于肌動信號(Mechanomyography,簡稱MMG)發生的,它可以測出肌肉收縮過程中的機械信號。機械信號是肌肉收縮時產生的低頻振動或聲音形式的機械振動,因此可通過機械振動來反映肌肉活動。通常檢測MMG的設備有加速度計、聲音傳感器以及電容傳感器等。資
6、料來源:段濤基于肌動信號與肌電連續信號的假肢手控制研究 資料來源:高兆龍仿生假肢手抓握運動中的控制及電觸覺反饋方法研究 圖圖6 6:常用的表面肌動信號采集傳感器:常用的表面肌動信號采集傳感器 資料來源:高兆龍仿生假肢手抓握運動中的控制及電觸覺反饋方法研究 圖圖4 4:肌肉:肌肉控制信息采集技術控制信息采集技術 侵入式 非侵入式 肌電信號(sEMG)肌動信號(MMG)控制信息采集 植入電極 請務必參閱正文之后的重要聲明 5 五指靈巧手在醫療假肢領域的應用概述 圖圖7 7:海外:海外商業化假肢手商業化假肢手 圖圖8 8:國產商業化假肢手:國產商業化假肢手 Ohand BrainRobotics M
7、H系列 FSQ Ilimb Bebionic Vincent 目前國外已經成熟的多自由度商業化假肢手有英國Touch Bionics公司研發 的Ilimb假肢手,英國RSLSteeper公司研發的Bebionic假肢手以及德國 Vincent公司研發的假肢手。特點是自由度多、可以 完成例如力量抓握、側捏、精捏等不同動作,但其價格昂貴(國內購買價格在30 萬以上),且重量大于500g。國內產品化的假肢手也是日益增多,包括上海傲意信息科技有限公司研發的Ohand假肢手,深圳市心流科技有限公司研發的Brain Robotics假肢手,上??粕僦邢薰狙邪l的MH系列假肢手,丹陽假肢廠有限公司研發的
8、FSQ假肢手。這幾款都是多自由度的仿人手外觀的假肢手,價格與國外相比較低,但仍然存在外觀不夠仿生,以及重量大等問題。資料來源:鄭悅高仿生性能假肢設計研發及應用研究 資料來源:鄭悅高仿生性能假肢設計研發及應用研究 請務必參閱正文之后的重要聲明 目目 錄錄 五指靈巧手在醫療價值領域的應用概述五指靈巧手在醫療價值領域的應用概述 五指五指靈巧手在醫療價值領域的應用案例靈巧手在醫療價值領域的應用案例 6 投資建議投資建議 風險分析風險分析 請務必參閱正文之后的重要聲明 7 五指靈巧手在醫療價值領域的應用案例 圖圖9 9:ssurssur公司主要產品公司主要產品 ssur于1971年成立,1999年首次在
9、冰島證券交易所上市,通過一系列戰略性收購迅速擴張。2009年奧索在納斯達克哥本哈根股票交易所正式掛牌上市??偛吭O在冰島,擁有3000多名員工,跨越18個地區,業務遍布美國、歐洲和亞洲,在多個市場有眾多經銷商。2022年營收7.2億美金,其中近一半來自于美洲,營收中45%來自于假肢。在假肢手方面主打產品為I Limb 系列。下肢 上肢 接受腔 膝關節 腳板 全掌 半掌 45%19%36%假肢支撐/護套護理49%42%9%美洲亞太中東、歐洲、非洲圖圖1010:ssurssur公司營收結構(公司營收結構(20222022年)年)圖圖1111:ssurssur公司市場前景(公司市場前景(2022202
10、2年)年)圖圖1212:ssurssur公司股價表現(截至公司股價表現(截至20232023年年1111月月1010日)日)資料來源:ssur公司官網;單位:歐元 資料來源:ssur公司官網 資料來源:ssur公司官網 資料來源:ssur公司官網 請務必參閱正文之后的重要聲明 8 五指靈巧手在醫療價值領域的應用案例 下肢 上肢 接受腔 膝關節 腳板 全掌 Ottobock于1919年成立,產品聚焦于微處理器控制的膝關節,如C-腿(可通過應用程序控制)、計算機控制的C-支腿矯正器、多關節的雙仿生手、大功率輪椅和用于人體工程學工作場所的外骨骼。2022年營收13億歐元,在全球近60個國家擁有超過9
11、000名員工,并運營400多個護理中心。在假肢手領域,Ottobock公司主打產品為Michelangelo米開朗基羅智能仿生手,后收購英國RSL Steeper公司,獲得Bebionic 畢加索智能仿生手產品。圖圖1313:OttobockOttobock公司主要產品公司主要產品 資料來源:Ottobock公司官網 請務必參閱正文之后的重要聲明 9 Bebionic Hand 作者:RSL Steeper(英國);發明時間:2011年;設計層面:欠驅動結構,具有11個自由度和5個驅動器;高度仿生,是目前最接近人手的假肢之一;每個手指都有獨立的電機,可以實現精準抓握。連桿傳動以及每根手指2Do
12、F的低自由度設計,具備極佳的可靠性與實用性;動力源:直流電機驅動;結構形式:驅動器內置;傳動方案:連桿傳動;應用領域:商業化產品,用作醫療領域假肢產品。圖圖1414:BebionicBebionic HandHand 資料來源:Ottobock官網 請務必參閱正文之后的重要聲明 10 Bebionic Hand 圖圖1515:BebionicBebionic HandHand 資料來源:Youtube平臺Ottobock Professionals官方主頁 請務必參閱正文之后的重要聲明 11 Bebionic Hand 圖圖1616:BebionicBebionic HandHand的特點的特
13、點 可屈伸指關節 柔性指尖 可選拇指位置 獨立電機 自動抓握 橫向抓握(N)手掌抓握(N)手指抓握速度 大小 iLimb Pulse 17.04 or 32.10 10.82 or17.11 1.2 s(power grasp)180182 mm長,8075 mm寬,3545 mm厚 Bebionic 17.61 29.47 1.9 s(power grasp),0.8 s(tripod grasp),1.51.7 s(key grasp)198 mm長,90 mm 寬,50 mm 厚 Bebionic v2 16.4 22.53 0.9 s(power grasp),0.4 s(tripod
14、 grasp),0.9 s(key grasp)190200 mm長,8492 mm寬,50 mm厚 Michelangelo 50.84 78.14 圖圖1717:BebionicBebionic HandHand的拇指旋轉軸(從底部看)的拇指旋轉軸(從底部看)資料來源:Ottobock官網 表表1 1:BebionicBebionic HandHand的參數對比的參數對比 資料來源:Joseph T.BelterMechanical design and performance specifications of anthropomorphic prosthetic hands 資料來源:
15、Joseph T.BelterMechanical design and performance specifications of anthropomorphic prosthetic hands 請務必參閱正文之后的重要聲明 12 Michelangelo Hand 作者:Ottobock;發明時間:2012年;設計層面:5指結構;具有6個關節和2個驅動器,為欠驅動結構,一個驅動器負責進行抓取,另外一個驅動器來驅動拇指;輕便;傳動方案:凸輪連桿;商業化與否:商業化產品。圖圖1818:Michelangelo HandMichelangelo Hand 資料來源:Ottobock官網、Jos
16、eph T.BelterMechanical design and performance specifications of anthropomorphic prosthetic hands 請務必參閱正文之后的重要聲明 13 Michelangelo Hand 圖圖1919:Michelangelo HandMichelangelo Hand產品特點產品特點 仿生手指結構仿生手指結構 仿生的手指由特殊的柔性硅膠及堅硬的硬質材料結合,接近自然的手指的觸感及外形。肌電信號控制的獨立的拇指肌電信號控制的獨立的拇指功能功能 拇指可以在不同的位置,通過肌電信號控制,不僅可以實現對掌的運動,還可以內收
17、及外展,實現側面的抓握動作。靈活實現多種動作,彌補大拇指的功能。同時,手掌可以打開到非常平的狀態,可以托舉物體。AxonMaster智能處理器智能處理器 強大的驅動性能,負責控制抓握動作及抓握力度。主動式驅動組件是拇指、食指和中指。無名指和小指將被動地跟隨這些動作。橢圓形的仿生手腕橢圓形的仿生手腕 橢圓形AxonWrist仿生手腕具有生理腕關節的外觀。當置于放松模式的時候,腕關節可以掌伸、掌屈,同時還可以被動的旋轉手腕。自然的放松狀態,腕關節非常美觀自然,用戶還可以與朋友友好的握手。主驅動裝置主驅動裝置 基于Axon-Bus智能總線系統的主驅動裝置,可以瞬間完成海量數據的精準傳輸。米開朗基羅智
18、能仿生肌電手的控制是以Axon-Bus系統為基礎。這是從航空領域和汽車工業的自動化系統中發展的技術,可以滿足假肢裝配的要求。帶給用戶新的體驗。資料來源:Ottobock官網 請務必參閱正文之后的重要聲明 14 Michelangelo Hand 圖圖2020:人手骨骼人手骨骼與關節與關節結構結構 資料來源:鄭悅高仿生性能假肢設計研發及應用研究 圖圖2121:不同假肢手關節耦合結構不同假肢手關節耦合結構 圖圖2222:Michelangelo HandMichelangelo Hand(左手)(左手)資料來源:Joseph T.BelterMechanical design and perfor
19、mance specifications of anthropomorphic prosthetic hands 資料來源:Ottobock官網 人手骨骼中,食指、中指、無名指和小指分別由3 塊指骨和一塊掌骨組成,三塊指骨分別為遠節指骨、中節指骨和近節指骨。指骨之間的關節依次是遠指關節(DIP關節)、中指關節(PIP關節)和掌骨關節(MCP關節)。常見的商用假肢手中,Vincent、ilimb、Bebionic各有一個近端關節(類似MCP)和一個遠端關節(類似PIP+DIP)。而Michelangelo Hand的手指僅由單端組成,單點驅動的模式,類似于人手的MCP關節。請務必參閱正文之后的重
20、要聲明 15 Michelangelo Hand 圖圖2323:Michelangelo HandMichelangelo Hand內部結構內部結構 資料來源:Ottobock官網 Michelangelo Hand包含兩個驅動單元,其中拇指驅動器使用戶能夠使用反向或側向握持;主傳動單元負責抓取動作和握力,無名指和小指由手指移動單元被動移動。圖圖2424:Michelangelo HandMichelangelo Hand驅動部件結構驅動部件結構 資料來源:Ottobock官網 請務必參閱正文之后的重要聲明 16 Michelangelo Hand 圖圖2525:執行器結構(爆炸圖)執行器結構
21、(爆炸圖)為了更好地理解Michelangelo Hand的主驅動,我們選取Panipat Wattanasiri的單驅動器假肢手作為說明。執行和傳動部件包括轉矩0.239Nm的Maxon EC45-30W直流無刷電機,和齒輪比100:1的Harmonic drive gear CSD-14-100-2A-R。執行器放置在手內部,旋轉軸垂直于手手掌,該機構分別連接到四個手指和拇指。當機構沿一個方向致動時,會發生精準抓取,而當機構沿相反方向致動時,會發生力量抓握。資料來源:Panipat WattanasiriDesign of Multi-Grip Patterns Prosthetic Ha
22、nd With Single Actuator 資料來源:Panipat WattanasiriDesign of Multi-Grip Patterns Prosthetic Hand With Single Actuator 資料來源:Panipat WattanasiriDesign of Multi-Grip Patterns Prosthetic Hand With Single Actuator 資料來源:Panipat WattanasiriDesign of Multi-Grip Patterns Prosthetic Hand With Single Actuator 圖圖2
23、626:執行器結構執行器結構 圖圖2727:執行器的兩種運行模式執行器的兩種運行模式 圖圖2828:執行器的兩種運行模式示意圖執行器的兩種運行模式示意圖 請務必參閱正文之后的重要聲明 17 I Limb Ultra 作者:Touch Bionics(英國);發明歷程:Touch Bionics于2009年推出了I Limb;2010年推出了I Limb Pulse;而后在2013年推出了I Limb Ultra。目前公司在售的有I Limb Ultra、I Limb Quantum、I Limb Access、I Limb Access titanium;設計層面:欠驅動結構,具有11個關節和
24、6個驅動器;肌電控制;五個手指可以單獨活動??赏ㄟ^藍牙連接到iPhone,用戶可以通過點擊屏幕快速地選擇手勢;結構形式:驅動器內置;動力源:直流電機;傳動方案:蝸輪傳動;傳感器:沒有裝配觸覺傳感器;特點:第一款可以由手機應用控制的假肢;應用領域:商業化產品,用于醫療領域,可用作假肢。圖圖2929:I Limb UltraI Limb Ultra 資料來源:Touch Binoics官網;Ossur官網;Dannereder F,Pachschwll P H,Aburaia M,et al.Development of a 3D-Printed Bionic Hand with Muscle-a
25、nd Force ControlC.Belter J T,Segil J L,SM B S.Mechanical design and performance specifications of anthropomorphic prosthetic hands:a reviewJ.請務必參閱正文之后的重要聲明 18 I Limb Ultra 圖圖3030:I Limb Ultra hand 手指結構手指結構 I Limb Ultra hand的一大特點是,手指電機安裝在近指骨中,使蝸桿相對于固定蝸輪旋轉以彎曲手指,在電機和蝸桿傳動裝置之間使用一組錐齒輪以傳遞角度。在遠端關節則應用了腱繩傳動的方
26、式。除了五根手指中分布的五個電機外,手掌中的第六個電機可以實現拇指的外翻/內轉,從而實現更多的抓握功能。資料來源:Andrea G.CuttiA Motion Analysis Protocol for Kinematic Assessment of Poly-Articulated Prosthetic Hands With Cosmetic Gloves:MOTION ANALYSIS PROTOCOL For PROSTHETIC HANDS 圖圖3131:I Limb Ultra hand 手指結構手指結構 資料來源:Joseph T.BelterMechanical design a
27、nd performance specifications of anthropomorphic prosthetic hands 請務必參閱正文之后的重要聲明 19 Vincent Hand 作者:Vincent Systems(德國);發明歷程:公司于2010年推出Vincent Hand。目前公司在售的有Vincent young3+、Vincent evolution4、Vincent partial4三個版本。設計層面:高度仿生;高度集成,手掌部分集成了6個電機和驅動電路、機械傳動結構;欠驅動結構,具有11個DOF和6個DOA;結構形式:驅動器內置;動力源:流電機;傳動方案:蝸輪傳動
28、;應用領域:商業化產品。圖圖3232:Vincent HandVincent Hand完整版完整版 資料來源:vincentsystem官網 圖圖3333:Vincent SystemsVincent Systems在售版本在售版本 資料來源:vincentsystem官網 請務必參閱正文之后的重要聲明 20 Vincent Hand 圖圖3434:Vincent HandVincent Hand內部結構內部結構 圖圖3636:Vincent HandVincent Hand手指結構手指結構 圖圖3535:Vincent HandVincent Hand指尖結構指尖結構 與I Limb Ult
29、ra Hand類似,通過在手指中引入直徑僅10mm的電機,Vincent Hand實現了對單個手指的獨立驅動。四根手指中各自配備獨立的驅動器,并通過四連桿驅動遠端關節。拇指的掌指關節由兩個獨立的電機驅動。整體采用航空級鋁合金制成,以確保足夠的拉伸強度和最小的總重量。資料來源:Joseph T.BelterMechanical design and performance specifications of anthropomorphic prosthetic hands 資料來源:Youtube平臺Endolite官方主頁 資料來源:Youtube平臺Endolite官方主頁 請務必參閱正文之
30、后的重要聲明 21 靈巧手的傳動結構 表表2 2:主流醫療假肢手參數對比:主流醫療假肢手參數對比 靈巧手 電機類型 傳動比(電機到掌指關節)開發者 重量(g)關節數量 自由度 驅動器數量 驅動方式 關節耦合方式 自適應抓取 Vincent Maxon 1017 Vincent Systems 11 6 6 直流電機-蝸輪蝸桿 連桿 iLimb Maxon RE 10 4.5 V 1.5W Part#118394 1600:01:00 Touch Bionics 450615 11 6 5 直流電機-蝸輪蝸桿 腱 iLimb Pulse Maxon RE 10 4.5 V 1.5W Part#1
31、18394 1600:01:00 Touch Bionics 460465 11 6 5 直流電機-蝸輪蝸桿 腱 Bebionic Custom Linear Drive from Reliance Precision Mechatronics RSL Steeper(被ottobock收購)495539 11 6 5 直流電機-絲杠 連桿 Bebionic v2 Custom Linear Drive from Reliance Precision Mechatronics RSL Steeper(被ottobock收購)495539 11 6 5 直流電機-絲杠 連桿 Michelange
32、lo Custom Modified Maxon EC45 Otto Bock 420 6 2 2 連桿 凸輪設計 資料來源:Joseph T.BelterMechanical design and performance specifications of anthropomorphic prosthetic hands 請務必參閱正文之后的重要聲明 22 RIC Arm 作者:the Rehabilitation Institute of Chicago(美國);發明初衷:之前的設備大多專注于提高性能,而犧牲了臨床使用的其他關鍵因素,如重量和體積,這些因素會顯著影響美容和舒適度,因此設計一
33、款輕便、更適合女性的機械手;動力源:無刷直流電機;傳動方案:齒輪/滾珠絲杠;傳感器:具有霍爾效應傳感器和電流傳感器;應用領域:用作假肢,更適合女性。圖圖3737:RIC ArmRIC Arm 資料來源:Tommaso LenziThe RIC ArmA Small Anthropomorphic Transhumeral Prosthesis 請務必參閱正文之后的重要聲明 23 RIC Arm 圖圖3838:RIC Arm手指結構手指結構 手指基于四連桿設計,提供掌指(MCP)和近端指間(PIP)關節的耦合彎曲。所有手指均由商用無刷電機(EC10,Maxon Motors)驅動,集成行星齒輪(
34、4:1)后通過正齒輪連接到行星滾柱絲杠(Rollvis,瑞士),行星滾柱絲杠又連接到四連桿連桿機構。正齒輪和行星滾柱絲杠之間的不可反向驅動的離合器可保持抓握力,而不會持續消耗電池電量。絕對編碼器 滾珠絲桿 手指電機+行星減速器 十字軸螺旋排列 拇指電機+行星減速器 正齒輪 非反驅動裝置 資料來源:Tommaso LenziThe RIC ArmA Small Anthropomorphic Transhumeral Prosthesis 圖圖3939:RIC Arm手結構手結構 資料來源:Tommaso LenziThe RIC ArmA Small Anthropomorphic Trans
35、humeral Prosthesis 請務必參閱正文之后的重要聲明 24 RIC Arm 圖圖4040:RIC Arm手肘內部結構手肘內部結構 外轉子電機 行星減速器 非反驅動裝置 擺線驅動 輸出軸 定制外轉子電機 行星減速器 非反驅動裝置 肘部關節軸 滾柱螺母 諧波傳動和擺線傳動具有相同的類型學,并且與行星齒輪等替代傳動裝置相比,可在緊湊的單級中實現高傳動比且效率較高。諧波驅動器已在 BostonDigital Arm(Liberating Technologies,Inc.)以及其他研究部門使用了數十年。然而,它們噪音很大,而且由于需要橢圓球軸承,很難在保持高效率的同時縮小尺寸。擺線傳動裝
36、置最近已用于Michelangelo hand(美國ottobock),并提供了一種安靜的替代方案,即使在低扭矩下也能實現高效率。資料來源:Tommaso LenziThe RIC ArmA Small Anthropomorphic Transhumeral Prosthesis 請務必參閱正文之后的重要聲明 25 SSSA MyHand 作者:比薩圣安娜高等學校(意大利);發明初衷:先進的假肢受功能、過重的限制,旨在設計一款克服這些限制的靈巧手 發明歷程:該靈巧手于2016年被發明;設計層面:欠驅動結構,有3個驅動器和10個關節;高度集成,驅動器分別置于大拇指和掌心,M1驅動大拇指,M2驅
37、動大拇指的內收/外展,M3驅動中指、無名指、小指;靈巧輕便,重量為478克(M1、M2、M3為驅動器編號);結構形式:驅動器內置;動力源:無刷直流電機(Maxon EC10,8 W*3)+行星齒輪箱(64:1);傳動方案:蝸輪蝸桿/連桿;傳感器:傳感器系統包括位置傳感器(電機中的霍爾效應傳感器)、觸摸傳感器(指尖)和電機電流傳感器(電流分阻器);應用領域:目前還未商業化,從最初設計的目的來看,未來有可能應用于醫療領域,作為假肢輔助生活。圖圖4141:SSSA SSSA MyHandMyHand 資料來源:Marco ControzziThe SSSA-MyHand:a dexterous li
38、ghtweight myoelectric hand prosthesis M1容納在拇指的主體中并且驅動其屈曲延伸;M2容納在手掌內部,并且可替代地驅動食指的彎曲/伸展和拇指的外展/內收;M3也位于手掌內,驅動中指、無名指和小指。請務必參閱正文之后的重要聲明 26 SSSA MyHand 圖圖4242:SSSA SSSA MyHandMyHand內部結構內部結構 SSSA MyHand的一大創新之處在于拇指外展/內收、食指屈曲/伸展半獨立傳動(TISIT)?;谌諆韧唑寗悠骱退臈U機構,這兩個機構均由安裝在執行器軸上的蝸輪并行驅動。日內瓦驅動器是一種齒輪機構,可將驅動輪(輸入)的連續旋轉運動轉
39、換為從動輪(輸出)的間歇旋轉運動。資料來源:Marco ControzziThe SSSA-MyHand:a dexterous lightweight myoelectric hand prosthesis 請務必參閱正文之后的重要聲明 27 SSSA MyHand 圖圖4343:日內瓦驅動器示意日內瓦驅動器示意 資料來源:J.L.PONSThe MANUS-HAND Dextrous Robotics Upper Limb Prosthesis:Mechanical and Manipulation Aspects 圖圖4444:日內瓦驅動器與拇指運動示意日內瓦驅動器與拇指運動示意 MAN
40、US-HAND中同樣用到了日內瓦驅動器。在一個運動周期中形成了兩個運動階段。第一個階段,對應于圓柱形和尖端抓握,即拇指以相反的方式彎曲。第二個階段,實現鉤握和側握,即拇指以非對抗模式彎曲。資料來源:J.L.PONSThe MANUS-HAND Dextrous Robotics Upper Limb Prosthesis:Mechanical and Manipulation Aspects 請務必參閱正文之后的重要聲明 目目 錄錄 五指靈巧手在醫療價值領域的應用概述五指靈巧手在醫療價值領域的應用概述 五指五指靈巧手在醫療價值領域的應用案例靈巧手在醫療價值領域的應用案例 28 投資建議投資建議
41、 風險分析風險分析 請務必參閱正文之后的重要聲明 29 投資建議 人形機器人與人工智能技術不斷突破,產業鏈正處于放量前夕,相關產業鏈面臨巨大投資機遇。五指靈巧手作為人形機器人與外界交互的重要媒介,是機器人功能性的直接體現。這決定了在不同的應用場景下,五指靈巧手的設計要求必然有所差別。五指靈巧手的關鍵部件包括:驅動源、傳動裝置、傳感器。相比其他應用領域,醫療假肢領域五指靈巧手需要在盡可能輕便的前提下,滿足日?;顒铀璧墓δ?。因此,優秀的案例往往使用最少的電機與減速機,通過精巧的傳動機構帶動更多的可控自由度。如Michelangelo Hand(2個電機)、RIC Arm(2個電機)、SSSA M
42、yHand(2個電機),實現的途徑包括凸輪傳動、日內瓦結構等。由于醫療假肢領域五指靈巧手的自身定位,人體的各項傳感系統可對靈巧手的位置、動作起到實時控制,因此醫療假肢領域五指靈巧手在傳感體系較為弱化。國產零部件廠商投資機會:1)空心杯電機:建議關注鳴志電器、鼎智科技、偉創電氣、拓邦股份;2)行星減速器、絲杠:建議關注中大力德、雙環傳動、貝斯特;3)傳感器:建議關注柯力傳感。請務必參閱正文之后的重要聲明 目目 錄錄 五指靈巧手在醫療價值領域的應用概述五指靈巧手在醫療價值領域的應用概述 五指五指靈巧手在醫療價值領域的應用案例靈巧手在醫療價值領域的應用案例 30 投資建議投資建議 風險分析風險分析
43、請務必參閱正文之后的重要聲明 31 風險分析風險分析(1)產業化進程不及預期:目前人形機器人產業鏈成本仍較高,尚未具備確定的應用場景,若產業化進程不及預期,可能對供應鏈企業造成不利影響;(2)競爭加劇風險:產業界對人形機器人高度關注,若后續絲杠、空心杯電機、減速器等領域競爭加劇,可能對供應鏈企業造成不利影響;(3)核心技術進步不及預期:人形機器人的產業化推進有賴于AI、自動駕駛、以及相關零部件的核心技術持續進步,若后續核心技術進步不及預期,可能對產業鏈落地造成負面影響。電新環保研究團隊 殷中樞(首席分析師)執業證書編號:S0930518040004 電話:010-58452071 郵件: 郝騫(分析師)執業證書編號:S0930520050001 電話:021-52523827 郵件: 黃帥斌(分析師)執業證書編號:S0930520080005 電話:0755-23915357 郵件: 和霖(分析師)執業證書編號:S0930523070006 電話:021-52523853 郵件: 陳無忌(分析師)執業證書編號:S0930522070001 電話:021-52523693 郵件: 鵬華基金請務必參閱正文之后的重要聲明 33