2025靈巧手行業市場規模、技術路線及產業鏈現狀分析報告（37頁）.pdf

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1、 2025 年深度行業分析研究報告目錄 1 靈巧手：人形機器人交互核心部件.3 1.1 靈巧手較普通執行器有更高自由度要求.3 1.2 靈巧手需具備多種功能執行能力.4 2 驅動系統：集成智能，靈活動作.6 2.1 驅動形式：欠驅動具備更高實用性，電機驅動為主流.6 2.2 驅動電機：精密度、成本、輕量化等為核心考量因素.10 3 傳動系統：精密高效，路線各異.13 3.1 絲杠傳動：滾珠絲杠綜合優勢突出.13 3.2 齒輪減速裝置：因地制宜，多方案優勢各異.16 3.3 腱繩傳動：輕量化首選方案，腱繩為關鍵部件.19 3.4 連桿傳動：高剛度、較低自由度.20 4 傳感裝置：高敏多能，進程加

2、速.22 5 產業鏈現狀：Optimus 升級路徑為例.26 6 投資建議.28 6.1 驅動系統核心公司.28 6.2 傳動系統核心公司.32 6.3 傳感系統核心公司.34 插圖目錄.37 表格目錄.38 1 靈巧手：人形機器人交互核心部件 1.1 靈巧手較普通執行器有更高自由度要求 人形機器人是機器人適應人類環境的最優解。相比專門為單一任務設計的機器人，人形機器人可以在不同場景之間快速切換，具有高度的通用性和靈活性，能夠執行多種不同類型的任務，具有更廣闊的商業應用前景。此外，相較于其他形態的機器人，人形機器人能夠更好地適應按照人類的身體特征和操作習慣來設計的各類基礎設施，無需對現有的環境

3、和設施進行大規模改造。因此，類人化設計的商業化前景、改造成本等因素影響下，人形機器人是目前最優解。靈巧手是人形機器人重要的末端執行器。末端執行器直接安裝在機器人手腕上，用于夾持工件、或讓工具按照規定的程序完成的工作的機構。相較于普通工業機械手（自由度少、結構簡單、易于控制），類人化設計的靈巧手對控制精度、靈活性要求極高。目前，仿人機器人末端執行器有兩種：柔性手和仿生多指靈巧手。其中，靈巧手是模擬人類手部功能的高自由度機械裝置，具備抓取、操作、感知等能力，是人形機器人實現精細交互的核心執行器。圖1：普通工業機器人夾取式執行器 圖2：Tesla 人形機器人靈巧手 資料來源：維科網，民生證券研究院

4、資料來源：Tesla，民生證券研究院 靈巧手功能設計類人化，具備較高自由度要求。若參照人類手部的靈活度，手指+腕部共 24 個自由度，抓握、拾取等動作需不同手部環節進行配合。手指環節中，各手指遠離手腕的兩個關節主要完成彎曲/伸展類動作，各手指靠近手腕的關節則兼備彎曲/伸展類、側擺類兩大動作執行功能。此外，腕掌環節為完成手部抓握等動作也具備獨立于手指的自由度。Tesla 于 24 年 11 月公布的 Optimus 最新動態中指出其靈巧手已具備 22 個自由度，較上一版本的 11 個自由度個數大幅提升，已逐步接近人類手部靈活度。圖3：人類手部共 24 個自由度 圖4：不同動作對手部各環節配合要求

5、不同 資料來源：IEEE，民生證券研究院 資料來源：ISSN，民生證券研究院 1.2 靈巧手需具備多種功能執行能力 靈巧手需兼具高靈活性、精準執行及反饋以及自適應等能力。為高效執行相應動作指令，人形機器人靈巧手的設計需要滿足高度仿生、靈活操作和復雜環境適應性等要求，具備負載能力、運動能力、控制能力、感知能力等：1）高自由度與靈活性：需盡可能匹配人類手部自由度，以實現抓、握、捏、推拉等精細動作，其活動范圍需接近人類活動范圍（如拇指對掌運動），可通過協同關節運動補償機械誤差等方式實現冗余控制。2）精準抓握與自適應抓?。壕邆湟欢ㄘ撦d能力的同時，可實現抓握力的連續調節（如抓握雞蛋等輕物過渡至抓握大型負

6、載等重物），穩定抓握住物體，同時靈巧手需兼具自適應能力，基于物體形狀、材質（軟/硬、光滑/粗糙）自動調整抓取策略（如指尖捏取、包裹式抓握）。3）環境感知及執行反饋：具備觸覺、溫度等外部感知能力，力覺等內部感知能力，同時保持毫秒級響應延遲，確保動態操作（如接拋球、擰瓶蓋）。圖5：靈巧手部分抓取場景 資料來源：EPIC，民生證券研究院 靈巧手的性能和成本受其三大核心組件驅動系統、傳動系統和傳感裝置的共同影響。驅動系統（各類電機）提供動力來源，驅動手指關節運動；傳動系統（齒輪、連桿、腱繩等）將驅動系統的動力高效傳遞到手指關節，并調節輸出的力、速度和行程；傳感系統（各類傳感器）實時監測手指狀態（位置、

7、力、觸覺等），反饋給控制系統以實現閉環調節。圖6：靈巧手手指環節結構示意圖 資料來源：因時機器人官網，民生證券研究院 參照中商產業研究院數據，2024 年全球機器人靈巧手市場規模約 76 萬只/17億美元，至 2030 年全球機器人靈巧手市場規模將突破 141 萬只/30 億美元。圖7：全球機器人靈巧手市場空間（單位：萬只）圖8：全球人形機器人市場空間（單位：億美元）資料來源：中商產業研究院，民生證券研究院 資料來源：中商產業研究院，民生證券研究院 2 驅動系統：集成智能，靈活動作 2.1 驅動形式：欠驅動具備更高實用性，電機驅動為主流 2.1.1 全驅動、欠驅動：精密性與簡化性的取舍 從自由

8、度與驅動源的匹配數量來看，靈巧手驅動方式可分為全驅動和欠驅動。全驅動指的是系統執行器的數目等于其自由度數目，即執行器主動控制自由度DoA=自由度 DoF，可實現系統完全可控穩定。欠驅動方案即 DoADoF，通過相應控制仍可實現對應功能。全驅動方案可滿足高精度控制，集成性、抗沖擊柔性等有待提升。全驅動方案為機器人靈巧手每個自由度均配置相應執行器進行控制，可做到每個手指關節獨立可控，可實現計劃人類手指全部功能。兆威機電 24 年 11 月發布的全驅高可靠靈巧手配備 17 個主動執行單元，其中單指節擁有 3 個及以上主動執行單元，準確模擬人手部的抓握等精細動作。但從機電系統硬件角度而言，全驅動方案的

9、系統整體集成性較差，容易造成靈巧手體積龐大，且所需控制關節與執行器眾多，容易造成運動控制系統繁瑣及冗雜，提升靈巧手相關成本。此外，由于每個關節都由一個電機控制，全驅動方案（尤其是手指關節）缺乏抗外界沖擊的柔性，易造成關節部分的電機損壞。圖9：兆威機電全驅動靈巧手 資料來源：兆威機電官網，民生證券研究院 欠驅動方案控制精度降低，但體積、成本等性能有所提升。欠驅動靈巧手的驅動源數量少于自由度，在犧牲控制精度的情況下實現更優的體積、重量、成本，應用更為廣泛。BRL/Pisa/IIT(BPI)SoftHand 采用欠驅動方案，借助單個執行器+肌腱驅動，低成本設計。該方案中，欠驅動的機械特性能夠使得手指

10、自動適應物體的形狀，具備很好的形狀自適應性，且絕大多數手指關節都具有自由運動的柔性，抗外界沖擊性較強。圖10：BRL/Pisa/IIT(BPI)SoftHand（單驅動器欠驅動方案）資料來源：ARXIV 官網，民生證券研究院 2.1.2 電機驅動為驅動方式的主流趨勢 從靈巧手驅動器類型來看，靈巧手驅動方式可分為電機驅動、氣壓驅動、液壓驅動和形狀記憶合金驅動（SMA）。其中電機驅動方案技術較為成熟，應用廣泛。電機驅動通過電動機產生力/力矩，是目前主流驅動方案。電機驅動方案通過電動機產生所需的力或力矩驅動相關部件運動，包括旋轉型驅動（電機旋轉運動，通過絲杠等傳動機構轉為直線運動）、直線型驅動（直接

11、輸出直線運動），通過減速器或直接驅動靈巧手。電機驅動方案具備較高控制精度和集成性，但仍具備提升空間。電機驅動以伺服電機（如空心杯電機）為核心，搭配精密減速器（如諧波/行星減速器）實現關節運動，該方案控制精度較高且可實現模塊化設計（如德國 Schunk SVH 系列），可通過編程實現多種運動模式和功能，靈活性較高。此外，電機驅動方案的能量效率較高，且相較于液壓驅動等不存在漏液風險。同時，電機驅動方案受到電機功率密度限制，持續高負載時需配備熱管理系統且具備自重問題等。圖11：STANFORD/JPL 手指旋轉驅動結構圖 圖12：因時機器人 RH56 直線驅動系列 資料來源：researchgate

12、，民生證券研究院 資料來源：因時機器人官網，民生證券研究院 液壓驅動方案功率密度高、可滿足高壓力場景，但系統復雜且維護成本高。液壓驅動方案通過微型柱塞泵（如壓電陶瓷驅動型）建立壓力，經微型液壓缸傳遞動力。相較于電機驅動等驅動方案，液壓系統具有較高的功率密度，適用于大功率和大負載的應用，且液壓系統可以承受較高的壓力，適用于高壓力要求的應用場景。同時，液壓系統相對復雜，需要較多的液壓元件和管路，維護和安裝相對復雜。由于有液壓油的存在，液壓系統中存在液體泄漏的風險，液壓油的更換和維護也需要額外的成本和工作量。圖13：The Fluidhand（液壓驅動方案）資料來源：MIT Technology R

13、eview，民生證券研究院 氣壓驅動方案響應速度快、精度高，但負載、功率密度及能效等偏低。相較于電機驅動等方案，氣壓系統具有快速響應和調節性能優勢，可以實現精確的動作控制，且氣體壓力相對較低，因此在泄漏情況下的危險性較低，也不存在電火花風險，適用于易燃易爆環境（如化工車間）。同時，由于氣壓系統功率密度較低，更適用于較小的負載和功率要求，并在氣體的壓縮和擴張過程中存在能量損失導致該驅動方案能效偏低。圖14：Festo BionicSoftHand（氣壓驅動方案）資料來源：瑞貝德科技官網，民生證券研究院 SMA 方案可滿足超小型場景需求，但存在滯后反應、壽命較短等問題。形狀記憶合金（SMA）可記住

14、自身形狀，當其被加熱到特定溫度時，可以恢復到原始形狀。SMA 絲/彈簧驅動單元可微型化至毫米級，在微創手術器械、軟體機器人等超小型場景中均適用。且五電機驅動方案中的機械傳動部件，適用于安靜環境（如實驗室精密操作）。同時，SMA 材料對溫度控制要求極高，加熱/冷卻循環響應慢（秒級）會使其動態性能受限，需配備精準的溫控系統，且其壽命較短，反復相變會導致材料晶格損傷。圖15：形狀記憶合金（SMA 驅動方案）資料來源：Nature communications，民生證券研究院 綜合對比上述四種驅動方案，電機驅動方案更具綜合優勢。未來，混合驅動（如電-液復合）與新型材料（如介電彈性體）可能突破單一驅動局

15、限，實現高力-精度-速度的平衡。2.2 驅動電機：精密度、成本、輕量化等為核心考量因素 電機驅動方案為靈巧手主流驅動方案，根據不同的性能要求，靈巧手常見的驅動電機類型包括空心杯電機、無刷有齒槽電機、無框力矩電機等，不同廠商、不同應用場景所采用的驅動電機類型也有所差異。2.2.1 空心杯電機：高速響應、高精度控制 空心杯電機核心變化在于轉子無鐵芯設計?？招谋姍C的轉子只有轉子電樞只有繞組（懸臂形式），采用無鐵芯設計（空心杯狀線圈），其工作原理為永磁體定子與空心杯轉子通過電磁感應產生力矩?？招谋姍C通過磁場（可通過外殼提供恒定磁場）直接驅動轉子，無傳統鐵芯疊片，可消除磁滯損耗和渦流損耗。圖16：傳

16、統直流電機結構（直流有刷電機）圖17：空心杯電機結構 資料來源：陳安空心杯電機定制化管理的應用研究，民生證券研究院 資料來源：鼎智科技官網，民生證券研究院 空心杯電機兼具轉速高、響應快、能效高等特點，適用于高速響應場景。1）能效高?？招谋姍C的鐵損很小，具備較高的能量轉化效率。大多數空心杯電機的最高效率都超過 80%（大多數有刷直流電機的最高效率一般約 50%）。2）轉速高。電機的渦流損耗損耗和電機轉速的平方成正比，普通有刷直流電機的連續力矩會隨著轉速的上升快速下降，因此無法運行在高轉速下，一般設計的最高轉速都低于 5000rpm?？招谋姍C由于沒有渦流損耗，其最高轉速一般受限于換向系統，最高

17、可達 16000rpm。3）響應快。由于空心杯電機的轉子無鐵芯，導致其慣性極低，適合高頻快速響應場景。其機械時間常數通常只有十幾毫秒，普通有刷直流電機的機械時間常數一般在 100 毫秒以上。4）運行平穩。由于空心杯電機采用無鐵芯的空心轉子設計，完全沒有齒槽效本報告來源于三個皮匠報告站（）,由用戶Id:93117下載,文檔Id:616821,下載日期:2025-03-11 應。同時，其換向片數量比普通有刷直流電機多很多，導致轉速非常平穩?？招谋姍C的缺點主要在于其輸出扭矩較小，適用于負載較輕的場合。由于內部結構較為復雜，制造成本較高，因此價格也相對較高。2.2.2 無刷有齒槽電機：高扭矩輸出，兼

18、具成本優勢 無刷有齒槽電機定子的齒槽結構可優化磁場、提高扭矩密度。無刷有齒槽電機定子由疊片硅鋼片構成，帶有齒槽結構，線圈嵌入槽內以集中磁場（齒部磁阻低，磁通更容易通過，而槽部磁阻高，限制了磁通的擴散。齒槽結構相當于在磁路中形成低磁阻的路徑，引導磁通流向轉子），轉子為永磁體，通過霍爾傳感器或編碼器實時檢測轉子位置，控制器切換電流相位實現無刷換向。圖18：無刷有齒槽電機結構圖 圖19：無刷電機 VS 有刷電機 資料來源：ican-motor 官網，民生證券研究院 資料來源：ican-motor 官網，民生證券研究院 無刷有齒槽電機兼具高轉矩密度、高抗沖擊性、低成本等優勢，適用于高扭矩場景。1）高轉

19、矩密度：無刷有齒槽電機的定子齒槽結構集中磁場，扭矩密度較空心杯電機大幅提升，適合靈巧手抓取重物。如德國 SCHUNK 的 EGP40 靈巧手采用無刷有齒槽電機，單指抓取力達 30N，且借助于集成旋轉開關，可以調節夾持力。2）抗沖擊與耐用性：無刷有齒槽電機的鐵芯結構提供機械保護，防護等級可達 IP54（防塵防水），具備一定的抗沖擊及耐用性。3）成本優勢：相較于具備復雜內部結構的空心杯電機，無刷有齒槽電機設計更為簡單，成本上更具優勢。無刷有齒槽電機主要缺點在于齒槽結構所產生的齒槽效應，在不通電狀態時轉子上的永磁體與定子疊片齒槽之間產生吸引，旋轉時產生“抖動”運動。該問題 容易造成力控精度下降（柔性

20、物體抓取難度較高）及產生高頻振動噪音，可以通過定子斜槽或轉子斜極等結構優化設計、先進控制算法（利用編碼器對電機的電流驅動進行調制，以此補償齒槽轉矩波動，并借助電子驅動技術對其進行平滑處理，如 ODrive 開源的抗齒槽算法）及材料升級降低齒槽效應影響?？紤]到人形機器人產業化后的降本需求及無刷有齒槽電機結構設計、控制算法等方面不斷優化，無刷有齒槽電機在人形機器人靈巧手上的應用優勢或將逐步提升。圖20：有齒槽電機 VS 無齒槽電機 圖21：傾斜定子齒槽結構 資料來源：控制工程網，民生證券研究院 資料來源：控制工程網，民生證券研究院 3 傳動系統：精密高效，路線各異 傳動系統主要用于將驅動系統的運動

21、和動力傳遞給執行機構，使其完成特定動作。在此過程中實現運動速度、運動方向或運動形式的改變。靈巧手傳動系統正朝著高精度、輕量化、仿生化和智能化方向發展，以滿足工業協作、醫療手術、服務機器人等場景的多樣化需求。在結構設計上，傳統剛性傳動（齒輪、絲杠等）與柔性傳動（腱繩等）并存，但受限于體積、成本和性能的權衡，各廠商對于傳動系統技術路線選擇不一，未來有望采用多種傳動方案結合的形式。3.1 絲杠傳動：滾珠絲杠綜合優勢突出 絲杠傳動是目前剛性傳動主流方案，具備高精度、高負載等優勢。絲杠主要由螺母（直線運動部件）和螺桿（旋轉部件）組成。當螺桿旋轉時，螺母會按照設定的導程進行直線運動，從而驅動與之相連的工件

22、實現相應的直線動作，螺母的直線移動也可以驅動螺桿進行旋轉。3.1.1 滑動傳動：結構簡單，成本較低 滑動絲杠通過滑動摩擦實現直線傳動?；瑒咏z杠傳動采用滑動絲杠軸和螺母螺紋，兩者之間沒有滾珠軸承，螺母和絲杠軸在較大的接觸面積上直接相互移動。按照螺紋種類劃分，可分為梯形螺紋、鋸齒形螺紋、矩形螺紋等，梯形螺紋加工工藝更具優勢，加工效率較高，較三角形等其他種類更為主流。圖22：滑動絲杠螺紋種類 資料來源：鳳凰網，民生證券研究院 圖23：滑動絲杠結構圖 圖24：滑動絲杠工作原理 資料來源：thomsonlinear 官網，民生證券研究院 資料來源：thomsonlinear 官網，民生證券研究院 滑動絲

23、杠簡便且成本較低，但傳動精度、速度均偏低。相較于其它傳動方式，滑動絲杠結構簡單（絲杠+螺母+軸承+潤滑組件），在安裝及后期維護等環節更為簡便、制造成本較低，且可承受軸向、徑向和力矩載荷，自鎖性能較好，傳動高效且節省空間。同時，由于滑動絲杠傳動方式為滑動摩擦，摩擦大、效率低，易發熱磨損，且傳動精度和速度受限，不適合高頻次、高精度場景。3.1.2 滾動傳動：傳動精度高，滾珠絲杠為主流方案 滾動傳動方案核心為滾動接觸，傳動效率高、精度高。滾動傳動方案通過滾動接觸替代滑動摩擦，顯著提升靈巧手的精度、效率與壽命，目前已成為高端靈巧手的核心驅動技術。主流滾動傳動方案包括滾珠絲杠傳動、行星滾柱絲杠傳動等。滾

24、珠絲杠載荷傳遞元件為滾珠，借助眾多點接觸來支撐負載；滾柱絲杠借助螺紋滾柱作為滾動原件，借助眾多線接觸進行傳動，使得滾柱絲杠傳動具備強承載能力。滾珠傳動：借助滾珠點接觸進行直線傳動。當輸入旋轉運動或線性運動的力傳遞到螺紋軸時，滾珠滾動在螺紋軸與螺母之間的導槽上，可將旋轉運動轉為螺母的直線運動，滾珠在此工作過程中循環往復運動，滾珠循環方式按滾珠在循環反向過程中與絲杠表面脫離與否,可分為內循環式（返向器）和外循環式（回珠管）。圖25：滾珠傳動內循環 VS 外循環 資料來源：理工精密官網，民生證券研究院 內循環滾動傳動更具優勢，浮動式返向器滾珠絲杠副具備高靈敏度和高剛度。外循環滾動傳動導管增加徑向尺寸

25、，內循環滾動傳動則內置返向器，結構緊湊、運行平穩、噪音低，可滿足靈巧手高精度、小體積、輕量化需求。內循環滾珠返向器一般安裝在螺母的側孔內，借助于返向器上回珠槽的作用,迫使滾珠沿滾道滾動，翻越絲杠螺紋滾道牙頂后重新回到初始滾道,構成了一個循環的滾珠鏈。其中，浮動式返向器的優點在于高頻“浮動”中實現回珠槽進出口的自動對接,從而為滾珠返回提供流暢的通道口,具有較好的摩擦特性和結構工藝性，裝配簡便，在高速運轉中工作可靠，適用于各種高靈敏度、高剛度要求的精密進給系統，但不適用于重載、多線滾珠絲杠副，以及大導程、小導程的滾珠絲杠副。圖26：THK BNK0401 內循環滾珠絲杠（外徑降至 4MM）資料來源

26、：THK 官網，民生證券研究院 內循環滾珠絲杠的性能是設計、材料、工藝、使用條件等多因素耦合的結果。滾柱循環方式、反向器設計等均影響滾珠循環過程及絲杠壽命，螺紋加工精度等影響定位精度，實際場景中的動態特性如運動速度、加速度等均影響絲杠性能。在人形機器人靈巧手等高端應用中，需通過精密制造、智能潤滑、材料升級綜合優化。行星滾柱傳動：通過線接觸擴大接觸半徑，結構緊湊且承載力更強。行星滾柱絲杠用滾子（通常帶有螺紋）代替滾珠用作螺母和絲杠之間的載荷傳遞元件。行相較于滾珠絲杠傳動，行星滾柱絲杠傳動方式是在主螺紋絲杠的周圍，行星布置多個螺紋滾柱絲杠，將電機的旋轉運動轉換為絲杠或螺母的直線運動，其眾多的接觸點

27、使行星滾柱絲杠的承載能力非常強。圖27：行星滾柱絲杠示意圖 資料來源：Rollvis（北京）官網，民生證券研究院 表1：行星滾柱絲杠較滾珠絲杠具備多重優勢 行星滾柱絲杠 高承載 線接觸導致接觸面的增加，使承載能力和剛性大大提高，比同規格滾珠絲杠副高出3 倍以上（最高超過 10 倍）耐沖擊 承受沖擊載荷的能力很強，工作可靠 體積小 相同載荷情況下，行星滾柱絲杠體積比滾珠絲杠小 1/3 高速度 最高線速度可達 2000mm/s，輸入旋轉轉速可達 5000rpm 以上，最大加速度可3g 噪音低 避開返向裝置對 DN 值制約，在導程很小的情況下實現高速驅動，振動小、噪音低 高精度 絲杠軸是小導程角的非

28、圓弧螺紋，有利于達到較高的導程精度，可實現精密微進給 長壽命 行星滾柱絲杠能承受的靜載為滾珠絲杠的 3 倍，壽命是滾珠絲杠的 15 倍 資料來源：方元明科技官網，民生證券研究院 行星滾柱絲杠優點較多，但需兼顧效率、成本之間的衡量。相較于滾珠絲杠傳動方案，行星滾柱絲杠方案承載力、體積、精度等綜合優勢凸顯，但行星滾柱絲杠優異性能的背后支撐是極高的工藝要求和設備壁壘。1）工藝壁壘：行星滾柱絲杠螺母的內螺紋加工是核心壁壘所在，制造工藝難度較大，人形機器人遠期需求較大，對于零部件公司的批量生產能力和一致性保持能力同樣提出較高要求。2）設備壁壘：行星滾柱絲杠的高精度特性對設備要求高，國產磨床加工精度不及進

29、口磨床，出品易不穩定，因此目前高端加工設備依賴進口，但海外高端磨床成本更高且采購周期偏長。3.2 齒輪減速裝置：因地制宜，多方案優勢各異 齒輪傳動目前廣泛應用于人形機器人靈巧手中，具備靈活性強、效率高等特點。按齒輪傳動結構進行分類，主要傳動方案包括行星減速器、諧波減速器及蝸輪蝸桿傳動方案等。3.2.1 諧波減速器：高精度且具備體積優勢 諧波減速器：借助內外柔性齒輪間的相對運動實現減速。諧波減速器由內外兩層柔性齒輪和一個柔性軸承組成，諧波齒輪傳動減速原理是利用柔輪、剛輪和波發生器的相對運動，主要是柔輪的可控彈性變形來實現運動和動力傳遞的，內層柔性齒輪轉動時產生彎曲變形，變形通過柔性軸承的外圈傳遞

30、到輸出軸，從而實現減速。圖28：柱狀圖（橫）資料來源：欣凌傳動官網，民生證券研究院 表2：諧波齒輪減速器綜合優勢突出 諧波齒輪減速器 結構簡單 體積小、重量輕，在傳動比和承載條件相當的情況下，諧波齒輪傳動可比一般齒輪減速器的體積和重量減小 1/3 到 1/2 左右 傳動比范圍大 單級諧波減速器傳動比可達 50-160，復式傳動的傳動比可以更高 傳動精度高 在相同的制造精度下，諧波齒輪的傳動精度比一般齒輪的傳動精度至少可高一級 運動平穩 無沖擊，噪聲小，嚙合過程中齒面接觸，滑移速度小，無突然變化 傳動效率高 諧波傳動由于運動部件數量少，而且嚙合齒面的速度很低，因此效率很高，約在 65-90%左右

31、（諧波復波傳動效率較低），齒面的磨損很小 資料來源：欣凌傳動官網，CUBEMARS 官網，民生證券研究院 諧波減速器兼具高功率密度、傳動效率高等優勢，但相較于行星減速器等，諧波減速器由于精密制造和專用零部件，其初始成本較高，因此更適用于需要高精度和緊湊設計的應用場景。3.2.2 行星減速器：高扭矩兼具成本優勢 行星減速器：通過齒輪外殼與齒輪之間的摩擦來實現傳動。行星減速器由太陽輪（A）、行星輪（B）、行星架和內齒圈（C）組成。驅動系統以直接或連接方式啟動太陽齒輪，太陽齒輪將組合于行星架上的行星齒輪帶動運轉。整組行星齒輪系統沿著外齒輪環自動繞行轉動，行星架連結出力軸輸出達到減速目的。圖29：行星

32、減速器結構圖 資料來源：合富源官網，民生證券研究院 行星減速器由于簡單的結構和廣泛可用的零部件，其初始成本較低，且具備高扭矩輸出。但若需高減速比則需借由多組階段齒輪與行星齒輪倍增累計而成，影響傳動效率和控制精度。因此行星減速器更適合大扭矩、重載等應用場景中。蝸輪蝸桿傳動裝置：常用來傳遞兩交錯軸之間的運動和動力。蝸輪蝸桿機構通常兩軸交錯角為 90，一般是以蝸桿為主動件，工作時蝸輪輪齒沿著蝸桿的螺旋面作滑動和滾動。圖30：蝸輪蝸桿傳動裝置結構圖 資料來源：尚為傳動官網，民生證券研究院 蝸輪蝸桿傳動比大且具備自鎖性，但傳動效率偏低。蝸輪蝸桿傳動裝置具備較大的傳動比，且工作平穩（蝸桿與蝸輪齒為連續嚙合

33、），傳動過程中沒有明顯的沖擊和振動。同時，蝸輪蝸桿傳動具備較好的自鎖性（當蝸桿的螺旋角小于輪齒間的當量摩擦角時蝸桿傳動可自鎖），適用于對安全性較高的場合。此外，為了改善輪齒的接觸情況，可將蝸輪沿齒寬方向做成圓弧形，使之將蝸桿部分包住，實現蝸桿蝸輪嚙合時通過線接觸傳動而非點接觸，滑動摩擦會影響傳動效率。3.3 腱繩傳動：輕量化首選方案，腱繩為關鍵部件 腱傳動模仿人類肌腱系統，通過柔性繩索（腱）傳遞動力，可實現多關節協同運動。驅動器（電機、氣動肌肉等）集中布置于靈巧手基座或外部，通過腱繩（如超高分子量聚乙烯纖維）繞過滑輪組，牽引遠端關節運動。其他輔助需求包括張力反饋：通過力傳感器（如應變片、光纖

34、Bragg 光柵）實時監測腱力，結合 PID 算法調節電機扭矩；位置補償：針對腱繩彈性變形（導致遲滯誤差），采用前饋補償或神經網絡預測。圖31：腱繩傳動靈巧手 圖32：手指環節腱繩傳動結構圖 資料來源：researchgate，民生證券研究院 資料來源：semanticscholar，民生證券研究院 腱傳動方案具備輕量化、高自由度等優勢，但受腱繩相關特性影響較大。相較于齒輪、絲杠等傳動方式，腱繩傳動主要借助輕量化腱繩實現傳動，在重量、體積等方面均占優，且同時可借助欠驅動方案實現多關節驅動（Shadow Hand 腱繩方案具備 20 個電機、24 個自由度）。由于腱繩本身剛度有限，會影響位置精度

35、，并且在控制時需要一定的預緊力，容易產生摩擦。圖33：Shadow Hand 腱繩方案 圖34：Shadow Hand 靈活度展示 資料來源：researchgate，民生證券研究院 資料來源：semanticscholar，民生證券研究院 腱繩材料的選擇對靈巧手的功能執行影響較大。在對靈巧手腱繩材料選擇時，需綜合考慮機械性能（抗拉強度、彈性模量等）、環境適應性（溫度&濕度耐受性、化學穩定性等）、耐久性（耐磨性、抗疲勞性、抗蠕變等）及成本等多方面因素。早期，腱繩材料主要是特氟龍、芳綸纖維、滌綸等，隨后逐漸出現了更高強度、低密度、耐磨損的新材料，當前腱繩驅動的主流選擇主要是兩種：高強度鋼絲、超高

36、分子量聚乙烯纖維（UHMWPE）。表3：鋼絲 VS 超高分子量聚乙烯纖維 抗拉強度 密度(g/cm3)抗壓強度(MPa)抗沖擊性(J/m)摩擦系數 化學穩定性 UHMWPE 3400 0.94 32 140 0.05 卓越 碳素鋼(A36)400 7.8 250 27 0.6 較差 不銹鋼(316L)580 8.0 220 40 0.4 較好 高強度鋼(A514)690 7.8 690 40 0.6 較差 資料來源：lijiuplastics 官網，民生證券研究院 3.4 連桿傳動：高剛度、較低自由度 連桿結構主要通過剛性連桿機構傳遞運動和力。連桿傳動通過剛性連桿機構將驅動器的旋轉或直線運動轉

37、化為靈巧手關節的精確運動，其核心原理基于運動學鏈與力學放大。驅動器位移通過比例杠桿放大為指尖位移，用于增強抓取力。圖35：靈巧手連桿結構原理圖（韓國 ILDA 靈巧手）資料來源：深智聯官網，Nature Communications，民生證券研究院 連桿機構定位精度更高、低成本，但不適用于高自由度場景。多連桿方案可通過并聯或串聯方式實現傳動，ILDA 靈巧手連桿方案通過并聯和串聯機構的融合構建，通過連桿組合實現掌指關節（MCP）的 2 自由度運動和近端指間關節（PIP）的 1 自由度運動。通過多桿并聯結構可提升整體剛性，且相較于腱繩方案，連桿 結構重復定位精度更高，無柔性件磨損故使用壽命更具優

38、勢。圖36：ILDA 靈巧手連桿組合 圖37：ILDA 靈巧手可實現多種功能 資料來源：深智聯官網，Nature Communications，民生證券研究院 資料來源：深智聯官網，Nature Communications，民生證券研究院 多傳動方案配合可發揮多重優勢。絲杠傳動、齒輪傳動、腱繩傳動、連桿傳動等都各自具備優勢和不足之處，主流人形機器人廠商已采用多方案配合形式，在最新的技術演進中，以特斯拉 Opimus 發布會展示的 22 自由度靈巧手為例，創新性采用了“行星齒輪箱+絲杠+腱繩”結構。下圖所示為多傳動形式配合方案，在靈巧手的結構設計中，柔性導管的一端固定在驅動器外殼上，另一端與固

39、定在靈巧手手掌前端的腱張力傳感器上。腱由驅動器內部活滾珠絲杠上的螺母拉動，穿過導管和腱張力傳感器，連接在手指關節部分。圖38：齒輪絲杠+腱繩傳動方案 資料來源：韓如雪腱驅動空間多指靈巧手感知與控制關鍵技術研究，民生證券研究院 4 傳感裝置：高敏多能，進程加速 傳感器在靈巧手中廣泛使用。靈巧手作為機器人執行精細操作的核心部件，其傳感器系統的設計直接決定了抓取、操控和感知能力。各大人形機器人廠商在靈巧手及機器人其他環節均大規模采用多種傳感器，以使得機器人“擬人化”，具備人類五感功能。常見的傳感器包括力/力矩傳感器、觸覺傳感器、位置/角度傳感器（如編碼器）、視覺傳感器（攝像頭）、慣性測量單元（IMU

40、）、接近傳感器、溫度傳感器等。傳感器正朝著多區域、柔性化、多模態趨勢發展。力/力矩（F/T）傳感器：能感知力、力矩并轉換成可用輸出信號。力/力矩傳感器可實現指尖力檢測（測量抓取物體時的接觸力，防止過壓或滑脫）及關節扭矩反饋（實時監測關節驅動扭矩，優化控制算法）。按測量維度，力矩傳感器可分為一維至六維力矩傳感器，六維力傳感器可同時測量 3 個力分量和 3 個力矩分量，是最完整的多維力傳感器形式，技術難度、行業壁壘均最高。圖39：力矩傳感器 資料來源：海伯森技術官網，民生證券研究院 六維力傳感器通?；趹冃ぷ?。六維力矩傳感器可感知三個力+三個力矩，是目前最完整的多維力傳感器形式，為機器人提供

41、了類似于人類觸覺的功能，是機器人柔順控制和操作的核心部件。六維力傳感器通?；趹冃ぷ?，即通過彈性體上的應變片來檢測力或力矩引起的微小形變。部分靈巧手廠商也采用壓電式力傳感器（借助極化效應，體積小、重量輕），工作頻帶寬，具備高頻響特性，適用于動態力檢測（如碰撞），但需定期校準，且成本較高（材料必須具有高質量、精確和均勻的表面）且更容易漂移。圖40：應變式力矩傳感器工作原理 資料來源：海伯森技術官網，民生證券研究院 圖41：壓電式力矩傳感器極化效應工作原理 圖42：壓電式力傳感器漂移效應 資料來源：HBM 官網，民生證券研究院 資料來源：HBM 官網，民生證券研究院 觸覺傳感器：分布于機器人

42、表面，可檢測接觸和壓力分布。具備表面壓力分布檢測（識別物體形狀、材質及接觸狀態）、滑移檢測（通過壓力變化判斷物體是否滑動）等功能。按工作原理可分為壓阻式觸覺陣列（柔性基底，覆蓋手指表面）、電容式觸覺傳感器（模擬人類皮膚，多模態感知壓力、振動、溫度等）、光學觸覺傳感器（通過圖像分析壓力分布，分辨率極高）。圖43：多種觸覺傳感器工作原理 資料來源：侯星宇等柔性壓力傳感器的原理及應用，民生證券研究院 位置/角度傳感器（編碼器）：用于在關節處測量位置和速度。靈巧手位置/角度傳感器一般用于關節處，用以完成關節角度反饋（精確控制手指彎曲角度）、速度測量（通過角度變化計算關節運動速度）等功能。主要類型包括光

43、電編碼器和磁編碼器，光編碼器結構相對簡單，成本、體積等均占優，不需要進行復雜的算術處理，適用于高速運動控制，但對灰塵等工作場景要求較高；磁編碼器精度更高、抗干擾能力更強。圖44：光編碼器工作原理 圖45：磁編碼器工作原理 資料來源：Orientalmotor 官網，民生證券研究院 資料來源：Orientalmotor 官網，民生證券研究院 視覺傳感器：借助攝像頭等可實現較為復雜的人機交互。人類學習利用視覺來對手的運動進行規劃、控制、狀態態預測是先于精確的手控制的，遙操作系統能夠利用人類的能力僅通過視覺來進行物理里操作的規劃、運動、預測。英偉達DexPilot 借助 4 個 Intel Real

44、Sense 相機實現低成本的遙操作系統，可完成多種物理任務。圖46：DexPilot 結構圖 圖47：DexPilot 工作原理 資料來源：IEEE，英偉達官網，民生證券研究院 資料來源：IEEE，英偉達官網，民生證券研究院 柔性/電子皮膚傳感器是機器人傳感器的升級版本。電子皮膚為具備仿生性、柔彈性的傳感器，借助觸覺單元的陣列與集成模仿人類皮膚完成力/力矩、觸覺等感知。柔性觸覺傳感器主要由基底材料、電極材料、功能層材料構成?；撞牧蠜Q定傳感器彈性形變性，電極材料主要用于傳輸電信號，功能層材料將外部的力、溫 度、濕度等物理量轉化為電信號。機器人電子皮膚前沿企業技術大多來源于全球知名高校，技術仍處

45、于偏早期階段。圖48：機器人柔性/電子皮膚應用 圖49：人形機器人對電子皮膚性能要求 資料來源：Jun Chang Yang 等Electronic Skin:Recent Progress and Future Prospects for Skin-Attachable Devices for Health Monitoring,Robotics,and Prosthetics，民生證券研究院 資料來源：Jun Chang Yang 等Electronic Skin:Recent Progress and Future Prospects for Skin-Attachable Device

46、s for Health Monitoring,Robotics,and Prosthetics，民生證券研究院 5 產業鏈現狀：Optimus 升級路徑為例 特斯拉 Optimus Gen1 至 Gen3，靈巧手自由度不斷提升。2024 年 10 月，Tesla 官方宣布下一代 Optimus（Gen3）將具備 22 個自由度，較 Gen2 的 11 個自由度大幅提升，特斯拉 Optimus 更迭過程中，靈巧手自由度、量產成本、重量優勢、傳動優化等均不斷提升。原型機：2021 年 8 月 Tesla AI Day 活動中，馬斯克首次正式宣布 Tesla 人形機器人Optimus 的概念，宣布

47、這款人形機器人的長期目標是實現全面的自動化服務，包括家庭協助、復雜任務的執行等。Gen1：2022 年 10 月 Tesla AI Day 2022 中，馬斯克首次展示 Optimus（Bumble C），具備行走能力和基礎的物體處理能力（搬運、澆水等），成功從概念過渡至初步原型。馬斯克表明 Optimus 的最終設計目標是大規模生產，單臺制造成本可能在 2 萬美元左右。特斯拉希望通過模塊化和高效的生產流程，將這款機器人打造成廣泛可用的勞動力替代品。Gen2：2023年12月，Tesla 發布人形機器人Optimus第二代產品（Gen2），外觀更加符合人形結構，關節和運動部位經過優化，進一步提

48、高手部的靈活度和抓握精度。Gen2 配備更先進的電機和傳感器系統，使其在精確運動和環境感知方面表現更優。機械結構更為緊湊，有助于提高耐用性和動作靈活性。Gen3：細節待披露，已官宣相較于上一代 Gen2，第三代 Optimus 靈巧手已具備 22 個自由度，較上一代翻倍，靈巧手靈活度及精密操作性進一步提升。表4：Tesla Optimus 歷史重要進展 產品代際 具體進展 2021 年 8 月 原型機 設計簡單，運動速度及負載能力較差，指出 Optimus 設計目的是為了幫助人類執行一些危險、重復和枯燥的任務 2022 年 9 月 Gen1 首次展示 具備行走能力和基礎的物體處理能力，如搬運箱

49、子和澆水，配備傳感部件，指出 Optimus 的最終設計目標是大規模生產，單臺制造成本可能 2 萬美元左右 2023 年 3 月 升級 整體性能：機器人能夠更平穩地行走，轉身，甚至進行一些復雜的平衡動作；手部靈活性和抓握能力有所改進，使其能夠處理較小的物體和執行更精細的操作，如拾取杯子、使用工具等 2023 年 9 月 升級 關節靈活性和運動協調性有所提升，自主識別物體和完成任務的能力進一步增強，使機器人能夠在復雜的環境中更高效地運作 2023 年 12 月 Gen2 首次展示 更為靈活的關節和四肢運動能力；進一步提高手部的靈活度和抓握精度，可完成雙手協作任務，如搬運和組裝較精密的部件，其在復

50、雜任務中的適用性提升 2024 年 1 月 升級 執行精細任務，協調性升級，完成折疊衣服（手部精細操作和感知能力）、識別不同類型的衣物并進行抓取、拉伸和折疊等（復雜手部動作、視覺&觸覺結合）2024 年 10 月 升級 可自主任務執行拾取物體、協作搬運和輕型組裝任務，自主移動能力、避障能力提升；手部能夠根據物體的不同形狀和重量調整抓握力度和角度，完成如抓取小工具、整理零件等細致任務 2024 年 10 月 Gen3 首次展示（線上）宣布 Gen3 具備 22 個手部自由度 資料來源：億歐網，民生證券研究院 Optimus 采用多種傳動配合方案，Gen3 自由度提升至 22 個。Gen2 具備1

51、1 個自由度（單手 6 個=大拇指 2 個+其余四個手指各 1 個），采用欠驅動方案進行手部動作驅動，且手指部分（左右手食指、大拇指指尖處）配備有傳感器以進行精密動作。若驅動方案無較大變化，我們認為 Optimus Gen3 驅動電機數量有望同步有較大幅度提升。同時，馬斯克透露 Optimus Gen3 有望將驅動器外置于手臂環節，驅動器外置將降低對驅動電機體積的要求，成本或為更重要的考量要素。圖50：Optimus Gen2 靈巧手 11 個自由度 圖51：Optimus Gen3 靈巧手 22 個自由度 資料來源：Tesla 官媒，民生證券研究院 資料來源：Tesla 官媒，民生證券研究院

52、 圖52：特斯拉機器人手指環節專利（腱繩傳動方案，2024 年 4 月）資料來源：WIPOUNDERACTUATED HAND WITH CABLE-DRIVEN FINGERS，民生證券研究院 人形機器人行業快速發展，靈巧手或為 Optimus 多代際更迭最受益環節。馬斯克表明，2025 年生產數千臺 Optimus 人形機器人，若測試順利，2026 年預計生產 5 萬-10 萬臺銷量，2027 年將達到 50 萬臺。我們認為，2025 年進入人形機器人量產元年，且未來三年行業需求有望高增。參照 Optimus 多代際更新情況，靈巧手自由度不斷提升，且精密操作等能力不斷優化。6 投資建議 人

53、形機器人賽道發展進入快車道，隨特斯拉、宇樹、Figure等重磅產品不斷更新換代，我們預計人形機器人產業鏈將逐步趨于成熟。參照特斯拉Optimus從Gen1更迭至Gen3，靈巧手自由度不斷提升，且精密操作、復雜環境操作能力不斷加強，拉動對驅動系統、傳動系統、傳感系統等核心部件需求。1）驅動系統：電機傳動綜合優勢突出。相較于其他傳動方式，電機傳動具備較高控制精度和集成性，技術成熟且適用范圍更廣。驅動電機的選擇中，需同步考量控制精度、體積、成本等多重因素，空心杯電機優勢更為突出，隨靈巧手結構不斷優化，無刷有齒槽電機優勢也在逐步凸顯。建議關注【鳴志電器】【偉創電氣】【匯川技術】【兆威機電】【信捷電氣】

54、【雷賽智能】等。2）傳動系統：不同傳動方案優勢各異。靈巧手傳動系統正朝著高精度、輕量化、仿生化和智能化方向發展，以滿足不同場景的多樣化需求。傳統剛性傳動（齒輪、絲杠等）與柔性傳動（腱繩等）并存，多種傳動方案結合方式正不斷發展。建議關注【綠的諧波】【雙環傳動】【北特科技】【貝斯特】等。3）傳感系統：傳感器在靈巧手多環節均有使用。傳感器系統的設計直接決定靈巧手抓取、操控和感知能力。各大人形機器人廠商在靈巧手及機器人其他環節均大規模采用多種傳感器，傳感系統正朝著多區域、柔性化、多模態趨勢發展。建議關注【柯力傳感】【東華測試】【漢威科技】等。6.1 驅動系統核心公司 鳴志電器：空心杯電機龍頭企業，布局

55、靈巧手整體解決方案 深耕控制電機及其驅動系統，國內空心杯電機龍頭企業。公司深耕控制電機及驅動系統多年，步進電機等優勢產品已躋身全球第一梯隊。關于靈巧手驅動電機，公司可提供空心杯電機、無刷電機、直線電機模組等產品，并借助北美 AMP、美國 Lin、T Motion 等子公司布局海外高端高精度控制電機和電機驅動控制系統領域。此外，公司已具備電機、高精密傳動機構（減速器、絲杠）、高精度傳感器以及定制化零件等核心部件組成的自動化運動控制一體化解決方案，在機器人、智能駕駛等領域備受客戶的青睞。圖53：鳴志電器控制電機及驅動系統產品（24H1 財報）資料來源：公司公告，民生證券研究院 偉創電氣：傳統賽道穩

56、步發展，深入持續布局機器人賽道 已完善工控全層級產品線，享人形機器人賽道成長紅利。公司由變頻器產品不斷完善，目前已具備變頻產品、伺服系統產品（導入自研編碼器）、控制系統產品（中小型 PLC）工控全層級產品，傳統賽道穩步發展并深入拓展海外市場。公司近年來持續深入機器人賽道布局，空心杯電機、伺服一體輪、伺服一體機等產品適用于人形機器人靈巧手、各類移動式機器人以及機器人關節部位。2024 年 9 月，公司與科達利、盟立成立合資公司持股 30%并派駐高管，機器人賽道布局再進一程。圖54：偉創電氣主要產品 資料來源：公司公告，民生證券研究院 匯川技術：內資工控龍頭，機器人領域實力領先 自動化控制產品線完

57、備，機器人賽道加速布局。公司產品涵蓋通用變頻器、伺服系統、PLC&HMI、工業機器人、高性能電機、精密機械（絲杠、直線導軌）、氣動等產品及解決方案。公司多項產品如通用伺服、低壓變配、小型 PLC 等產品份額均位居行業前二；工業機器人、SCARA 機器人份額分別位居第三、第一。圖55：匯川技術工業自動化&數字化解決方案平臺 資料來源：公司公告，民生證券研究院 兆威機電：深耕微型驅動領域，靈巧手新貴 公司專業從事微型傳動系統，已公開發布靈巧手產品。公司專業從事微型傳動系統、微型驅動系統，主要產品具備高精度、小體積、低噪音等特性。2024 年 11月，公司發布仿生機器人靈巧手，集結構、軟硬件系統研發

58、于一體。主要應用于機器人領域，可與各種柔性機器人配合使用，具有多自由度和高功率密度的特點，可完成復雜靈巧的抓握動作。圖56：兆威機電靈巧手發布會 資料來源：公司官網，民生證券研究院 信捷電氣：PLC 內資龍頭，下延布局全產品線 產品線已逐步完善，機器人賽道成長性可期。公司小型 PLC 產品已居內資龍 頭地位，通過不斷下延布局，公司目前產品線已貫穿人機交互（HMI）、控制系統（PLC）、驅動系統（伺服驅動系統，變頻器）、執行反饋機構（伺服電動機，交流電機）、以及輸出（工業機器人）的全過程。公司目前已具備機器視覺、SCARA 機器人、六軸機器人、以及相應的機器人控制系統并形成收入。圖57：信捷電氣

59、機器人相關產品 資料來源：公司官網，民生證券研究院 雷賽智能：運控領域領軍企業，戰略布局人形機器人賽道 公司可提供運控系統級解決方案，定位人形機器人解決方案供應商。公司目前已具備完備的伺服系統、步進系統、控制技術類產品，以適用面廣泛的通用型系列產品為主，并深耕細分行業工藝及終端大客戶。公司已積極布局人形機器人領域，定位于伺服控制產品與解決方案提供商、為眾多整機廠家提供系列化伺服控制核心部件和模組級解決方案。2023 年成功研發出高密度無框力矩電機、CD 伺服驅動器、中空編碼器、空心杯電機及配套的微型伺服系統等核心產品，經過數十家客戶測試、驗證和試用，已獲得數家機器人客戶的大批量訂單；公司與德國

60、知名自動化公司聯合開發的機器人關節模組的產品獲得成功，并獲得多家客戶試用、驗證。圖58：雷賽智能機器人相關產品 資料來源：公司公告，民生證券研究院 6.2 傳動系統核心公司 綠的諧波：國產諧波減速器領軍企業，產品系列齊全 諧波減速器行業龍頭，機電一體化產品解決方案供應商。公司在國內率先實現諧波減速器的工業化生產和規?；瘧?，打破國際品牌在國內機器人諧波減速器領域的壟斷，機電一體化產品（機電傳動及電液傳動集成模塊）可為客戶提供更為標準化的解決方案。圖59：綠的諧波超小型諧波產品 圖60：綠的諧波機電一體化諧波產品 資料來源：公司公告，民生證券研究院 資料來源：公司公告，民生證券研究院 雙環傳動：

61、國產齒輪專業供應商，全方位布局機器人減速領域 全球高精密齒輪制造第一梯隊，人形機器人減速器布局全面。公司專注于齒輪傳動產品制造，憑借其高精密齒輪批量化制造的能力與國內外著名的新能源車企與電驅動廠商形成深度合作，已進入高精密齒輪制造領域國際市場的第一梯隊。子公司環動科技作為公司機器人減速器業務的主要實施主體，專注于高精密減速器，提供涵蓋 31000KG 負載范圍的機器人解決方案，包括 RV 減速器、諧波減速器及機電控一體化關節模組、驅動執行器等，全方位滿足客戶需求。圖61：雙環傳動部分產品 資料來源：公司公告，民生證券研究院 北特科技：汽零部件優質企業，人形機器人絲杠賦能成長 公司深耕汽零領域，

62、積極布局人形機器人絲杠產品。公司深耕汽車底盤領域二十余載，在國內轉向器齒條以及減振器活塞桿細分行業內，連續多年保持細分市場 主導地位。公司持續配合客戶開發各型號絲杠零部件，包括螺母、行星滾柱、絲桿、齒圈等，應用于人形機器人執行器及汽車后輪轉向系統（RWS），重點建設了人形機器人用絲杠產線，相應工序的設備較為完備，實現全工序均由公司獨立完成生產，且能實現單工序自動化方案。圖62：北特科技產品 資料來源：公司公告，民生證券研究院 貝斯特：精密零部件龍頭，延申布局人形機器人 公司專注于精密零部件，全面布局直線運動部件。公司專注于精密零部件和智能裝備及工裝產品，并圍繞公司三梯次產業的戰略布局延展新能源

63、汽車零部件業務（新能源汽車輕量化結構件、高附加值精密零部件等產品）及直線運動部件（高精度滾珠/滾柱絲杠副、高精度滾動導軌副等產品），自主研發的行星滾柱絲杠已于 2023 年順利出樣。公司以全資子公司宇華精機為獨立平臺，自主研發應用于人形機器人的線性執行器核心部件標準式、反轉式行星滾柱絲杠等。圖63：貝斯特部分產品 資料來源：公司公告，民生證券研究院 6.3 傳感系統核心公司 柯力傳感：專注智能傳感器，積極布局人形機器人領域 公司是力矩傳感龍頭，重點突破機器人傳感器。公司主要提供應變式傳感器、儀表等元器件，并圍繞主業積極開展投并購，沿著機器人力學、觸覺、視覺、慣導傳感器的主投方向，布局氣體、溫濕

64、度、MEMS、壓力、扭矩等多種物理量傳感器相關產品。公司著力重點突破機器人傳感器，六維力/力矩傳感器已完成人形機器人手腕、腳腕，工業臂、協作臂末端的產品系列開發，并已給多家國內協作機器人、人形機器人客戶送樣，并將繼續向微型、高頻響應、MEMS 硅基、力控算法集成等方向進行突破。觸覺傳感器已啟動與多家企業、院校的合作，同時以自研模式進行研發。圖64：柯力傳感部分產品 資料來源：公司公告，民生證券研究院 東華測試：智能化測控布局全面，傳感器產品實力雄厚 公司專注智能化測控系統，傳感器產品種類齊全。公司始終專注于智能化測控系統，公司傳感器產品可靠性高、穩定性高、指標優異。公司目前傳感器產品包括加速度

65、傳感器、速度傳感器、位移傳感器、應變傳感器、多維力傳感器、聲發射傳感器、轉速傳感器、壓力傳感器及各類緩變量傳感器等多種類型，產品種類齊全。圖65：東華測試傳感器產品 資料來源：公司公告，民生證券研究院 漢威科技：氣體傳感器領軍企業，積極布局新型傳感器 傳感器解決方案供應商，積極拓展柔性微納傳感器。公司堅持“成為以傳感器為核心的物聯網解決方案引領者”的發展愿景，已形成“傳感器+監測終端+數據采集+空間信息技術+云應用+AI”的系統解決方案。公司柔性微納傳感器業務主要由控股子公司蘇州能斯達開展，已自研多品種、多量程的柔性微納傳感器（壓力、壓電、應變、織物），開始給多家機器人整機廠商提供電子皮膚及指

66、腹類傳感器，供其研發使用，目前也正在持續推進后續合作。圖66：漢威科技傳感器產品 資料來源：公司公告，民生證券研究院 插圖目錄 圖 1：普通工業機器人夾取式執行器.3 圖 2：Tesla 人形機器人靈巧手.3 圖 3：人類手部共 24 個自由度.4 圖 4：不同動作對手部各環節配合要求不同.4 圖 5：靈巧手部分抓取場景.4 圖 6：靈巧手手指環節結構示意圖.5 圖 7：全球機器人靈巧手市場空間（單位：萬只）.5 圖 8：全球人形機器人市場空間（單位：億美元）.5 圖 9：兆威機電全驅動靈巧手.6 圖 10：BRL/Pisa/IIT(BPI)SoftHand（單驅動器欠驅動方案）.7 圖 11

67、：STANFORD/JPL 手指旋轉驅動結構圖.8 圖 12：因時機器人 RH56 直線驅動系列.8 圖 13：The Fluidhand（液壓驅動方案）.8 圖 14：Festo BionicSoftHand（氣壓驅動方案）.9 圖 15：形狀記憶合金（SMA 驅動方案）.9 圖 16：傳統直流電機結構（直流有刷電機）.10 圖 17：空心杯電機結構.10 圖 18：無刷有齒槽電機結構圖.11 圖 19：無刷電機 VS 有刷電機.11 圖 20：有齒槽電機 VS 無齒槽電機.12 圖 21：傾斜定子齒槽結構.12 圖 22：滑動絲杠螺紋種類.13 圖 23：滑動絲杠結構圖.14 圖 24：滑

68、動絲杠工作原理.14 圖 25：滾珠傳動內循環 VS 外循環.14 圖 26：THK BNK0401 內循環滾珠絲杠（外徑降至 4MM）.15 圖 27：行星滾柱絲杠示意圖.16 圖 28：柱狀圖（橫）.17 圖 29：行星減速器結構圖.18 圖 30：蝸輪蝸桿傳動裝置結構圖.18 圖 31：腱繩傳動靈巧手.19 圖 32：手指環節腱繩傳動結構圖.19 圖 33：Shadow Hand 腱繩方案.19 圖 34：Shadow Hand 靈活度展示.19 圖 35：靈巧手連桿結構原理圖（韓國 ILDA 靈巧手）.20 圖 36：ILDA 靈巧手連桿組合.21 圖 37：ILDA 靈巧手可實現多種

69、功能.21 圖 38：齒輪絲杠+腱繩傳動方案.21 圖 39：力矩傳感器.22 圖 40：應變式力矩傳感器工作原理.23 圖 41：壓電式力矩傳感器極化效應工作原理.23 圖 42：壓電式力傳感器漂移效應.23 圖 43：多種觸覺傳感器工作原理.23 圖 44：光編碼器工作原理.24 圖 45：磁編碼器工作原理.24 圖 46：DexPilot 結構圖.24 圖 47：DexPilot 工作原理.24 圖 48：機器人柔性/電子皮膚應用.25 圖 49：人形機器人對電子皮膚性能要求.25 圖 50：Optimus Gen2 靈巧手 11 個自由度.27 圖 51：Optimus Gen3 靈巧

70、手 22 個自由度.27 圖 52：特斯拉機器人手指環節專利（腱繩傳動方案，2024 年 4 月）.27 圖 53：鳴志電器控制電機及驅動系統產品（24H1 財報）.29 圖 54：偉創電氣主要產品.29 圖 55：匯川技術工業自動化&數字化解決方案平臺.30 圖 56：兆威機電靈巧手發布會.30 圖 57：信捷電氣機器人相關產品.31 圖 58：雷賽智能機器人相關產品.31 圖 59：綠的諧波超小型諧波產品.32 圖 60：綠的諧波機電一體化諧波產品.32 圖 61：雙環傳動部分產品.32 圖 62：北特科技產品.33 圖 63：貝斯特部分產品.33 圖 64：柯力傳感部分產品.34 圖 65：東華測試傳感器產品.35 圖 66：漢威科技傳感器產品.35 表格目錄 表 1：行星滾柱絲杠較滾珠絲杠具備多重優勢.16 表 2：諧波齒輪減速器綜合優勢突出.17 表 3：鋼絲 VS 超高分子量聚乙烯纖維.20 表 4：Tesla Optimus 歷史重要進展.26