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1、 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 1/29 Table_Main 靈巧手硬件的靈巧手硬件的五五大大方向方向 機械設備機械設備 評級：評級：看好看好 日期：日期：2025.03.25 分析師分析師 祁巖祁巖 登記編碼：S0950523090001 ：010-56307033 ： 聯系人聯系人 周越周越 ：13167229763 ： 行業行業表現表現 2025/3/24 資料來源：Wind，聚源 相關研究相關研究 高端制造產業跟蹤（2月）：AI應用貫穿全年，傳統行業+AI的價值或被低估(2025/3/7)Figure Helix 模型如何影響投資邏輯？(2025/2/25)尋找人形機器人的確定

2、性：旋轉關節投資機遇拆解(2025/2/13)高端制造產業跟蹤（1 月）：DeepSeek爆火預示著投資方向的何種變化？(2025/2/7)高端制造產業跟蹤（12 月）：OpenAI重啟機器人，產業化再加速(2025/1/3)高端制造產業跟蹤（11 月）：Optimus 人形機器人手部有新突破，華為入局人形機器人加速其落地(2024/12/16)碳化硅陶瓷渣漿泵：開啟行業彎道超車新引擎(2024/11/22)高端制造產業跟蹤（10月）：三大機遇驅動高端制造板塊迎來利好(2024/11/11)邁向高質量發展競爭維度提升帶來工程機械競爭格局優化(2024/11/7)政 策 逐 步 加 碼，重 視

3、市 場 拐 點(2024/10/14)報告要點報告要點 為什么關注靈巧手？為什么關注靈巧手？1）人形機器人的核心能力是泛化性，而靈巧手是體現這種泛化性的核心。2）靈巧手是人形機器人成本占比最高的零部件。3）當前階段，靈巧手存在較大的升級優化空間，是產業鏈瓶頸環節。4）從 AI 數據閉環角度，靈巧手是人形機器人和外界交互的橋梁，是從物理世界采集數據的窗口。按傳動方式分類，靈巧手包括按傳動方式分類，靈巧手包括齒輪齒輪、連桿、連桿、繩驅繩驅三類三類。齒輪式一般將電機布置在手指位置，優點是傳動效率高、容易布置，缺點是性能高度依賴電機，當前技術下該方案的手指粗大，手指慣性高、控制復雜；連桿式的優勢是堅固

4、易維護，但由于連桿較厚且堅硬，難實現高靈巧性；繩驅式可以實現高靈巧度，但腱繩壽命有限，裝配復雜性高。從當前市面靈巧手方案來看，國內企業側重連桿，而海外企業更側重腱繩。我們看好我們看好微型電機微型電機、驅控芯片、驅控芯片、微型絲杠微型絲杠、腱繩腱繩、傳感器、傳感器五五大方向大方向。（1）隨著手部自由度的提升，電機需求大幅度提升。由于靈巧手要求驅動單元具備大扭矩、小空間的特點，一般采用空心杯電機。隨著靈巧手設計方案的改進，也出現了使用直流無刷電機的方案。微型電機價值量高，BOM 成本占比高，價值量顯著。（2）隨著自由度的提升，人形機器人對電機驅控芯片的需求大幅增長。人形機器人要求電機驅控芯片具備高

5、性能、高可靠、低功耗、高集成、小尺寸的特點。驅控芯片當前國產化率低，國產替代空間廣闊。同時頭部企業有望依托產業鏈卡位，向產業鏈上下游進行延伸。（3）隨著靈巧手自由度的提升，微型絲杠的需求彈性顯著。微型絲杠工作環境相對精密，對材料的要求特別高，技術壁壘進一步提升。（4）腱繩是目前繩驅方案的短板所在。金屬腱繩的摩擦小，但強度低、不能承受小回轉半徑、難以固定；超分子量聚乙烯纖維比強度大，但耐高溫、抗蠕變性能較差。目前金屬方案和超分子量聚乙烯纖維方案都在推進。（5）觸覺傳感器是機器人與外部互動實現靈巧操作不可或缺的關鍵零部件，從工藝上分為 MEMS 和柔性傳感器，從材料可以分為壓阻式、電容式、壓阻式、

6、光電式等。當前觸覺傳感器主要集中在指尖，未來有望覆蓋手掌、甚至整手，使用量將會大幅提升。當前 MEMS 工藝較為成熟，電子皮膚在靈敏度、分辨率等指標性能已有大幅提升，但大面積陣列化部署還面臨高成本、拼接問題、電路連通性等難題。投資建議：投資建議：建議關注：1）深耕精密傳動系統，具備靈巧手整體設計能力和一體化供應能力的兆威機電；2）具備熱處理、精密機加工能力，布局行星滾柱絲杠和微型絲杠的五洲新春；3）電機控制芯片環節的峰岹科技。風險提示：風險提示：1、產業量產進度不及預期；2、技術路線變化的風險；3、產品價格大幅下降的風險。-19%-9%1%11%21%31%2024/42024/62024/9

7、2024/12機械設備滬深300 證券研究報告|行業深度 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 2/29 Table_Page 機械設備機械設備 2025 年 3 月 25 日 內容目錄內容目錄 靈巧手是機器人夾爪的升級，是人形機器人的核心價值之一.4 為什么關注靈巧手.4 靈巧手三大傳動方案詳解.4 靈巧手方案對比：國內側重連桿，海外側重腱繩.9 特斯拉：腱繩傳動的代表.9 因時：基于微型伺服絲杠的 11 自由度方案.10 靈心巧手：連桿傳動的高自由度方案.11 兆威機電：連桿+直驅組合方案.12 靈巧手硬件五大方向.13 微型電機：BOM 占比高，價值量顯著.13 驅控芯片：國產替代空間廣闊

8、.16 微型絲杠：用量有望大幅提升.18 腱繩：繩驅方案的短板所在.20 觸覺傳感器：稀缺的價值增量環節.23 投資建議.26 風險提示.27 圖表目錄圖表目錄 圖表 1：夾爪 VS 靈巧手.4 圖表 2：靈巧手分類.5 圖表 3：靈巧手三大傳動方式對比.5 圖表 4：DLR-HIT-Hand 第一代（左）和第二代（右）.6 圖表 5：DLR-HIT-Hand II 的手指結構.6 圖表 6：KITECH-hand 使用的伺服電機.6 圖表 7：KITECH-hand 手部結構.6 圖表 8：ILDA靈巧手的連桿設計.7 圖表 9：ILDA靈巧手手指的零部件.7 圖表 10：Robonaut2

9、 靈巧手.7 圖表 11：R2 手指的驅動器結構.7 圖表 12：R2 手的電機布置.8 圖表 13：R2 安裝了傳感器測量腱繩在管道中的張力.8 圖表 14：DLR Hand Arm System 前臂集成了大量的電機.8 圖表 15：DLR Hand Arm System.8 圖表 16：拮抗驅動設計方案.9 圖表 17：DLR Hand Arm System 手的掌指關節.9 圖表 18：特斯拉第一代靈巧手手指零部件.10 圖表 19：特斯拉第一代靈巧手采用蝸輪蝸桿.10 圖表 20：特斯拉 WE ROBOT 活動展示的新一代靈巧手.10 圖表 21：因時靈巧手內部結構.11 圖表 22

10、：Linker Hand Ultra.12 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 3/29 Table_Page 機械設備機械設備 2025 年 3 月 25 日 圖表 23：Linker Hand O7.12 圖表 24：靈心巧手產品展示.12 圖表 25：兆威靈巧手伺服系統.13 圖表 26：兆威機電靈巧手.13 圖表 27：市場靈巧手方案對比.13 圖表 28：無刷空心杯電機 VS 有刷空心杯電機.14 圖表 29：無刷空心杯電機結構.14 圖表 30：有刷空心杯電機結構.14 圖表 31：空心杯電機繞線方式.15 圖表 32：直流無刷電機價格顯著低于空心杯電機.15 圖表 33：有刷直流

11、電機 VS 無刷直流電機.15 圖表 34：電機驅動控制示意圖.16 圖表 35：電機控制板.16 圖表 36：峰岹科技的方案可以降低成本、減少元器件面積.16 圖表 37：峰岹科技的芯片集成角度傳感器.17 圖表 38：峰岹科技的關節方案.17 圖表 39：2023 年中國市場前十大 BLDC 電機主控及驅動芯片公司.17 圖表 40：因時的微型伺服電缸.18 圖表 41：行星滾柱絲杠的指標優勢.18 圖表 42：全球代表性行星滾柱絲杠企業區域分布.19 圖表 43：中國行星滾柱絲杠市場競爭格局.19 圖表 44：靈巧手用的微型行星滾柱絲杠.20 圖表 45：靈巧手微分行星滾柱絲杠.20 圖

12、表 46：機器人用鋼絲繩.20 圖表 47：聚乙烯的分類.21 圖表 48：高性能纖維對比.21 圖表 49：UHMWPE 纖維的應用領域.22 圖表 50：UHMWPE 產能（萬噸）.22 圖表 51：中國超高分子量聚乙烯十年發展對比.22 圖表 52：觸覺傳感器的分類.23 圖表 53：帕西尼的mems 傳感器.24 圖表 54：某壓阻式傳感器制作工藝流程圖.24 圖表 55：智元機器人的視觸覺傳感器.24 圖表 56：digit 360 視觸覺傳感器.24 圖表 57：不同原理柔性觸覺傳感器對比.24 圖表 58：四種典型柔性觸覺傳感器示意圖.25 圖表 59：部分觸覺傳感器企業.25

13、圖表 60：華威科的電子皮膚.26 圖表 61：墨現科技的靈巧手指尖傳感器.26 圖表 62：福萊新材的柔性傳感器.26 圖表 63：他山科技觸覺傳感器芯片.26 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 4/29 Table_Page 機械設備機械設備 2025 年 3 月 25 日 靈巧手是機器人夾爪的升級，是人形機器人的核心價值之一靈巧手是機器人夾爪的升級，是人形機器人的核心價值之一 為什么關注靈巧手為什么關注靈巧手 人形機器人的核心能力是泛化性，而靈巧手是體現這種泛化性的核心。人形機器人的核心能力是泛化性，而靈巧手是體現這種泛化性的核心。工業機器人一般使用專用的夾爪進行操作。夾爪是針對特定任

14、務設計的執行器，具有成本低、效率高的優勢，但通用性差。而人形機器人的操作對象具有不確定性，需要執行器具備高度的靈活性，也就是需要靈巧手。我們認為人形機器人所提供的價值，將主要通過靈巧手的方式展現。靈巧手是人形機器人成本占比最高的零部件。靈巧手是人形機器人成本占比最高的零部件。不同人形機器人的方案不同，靈巧手的成本占比也有波動。目前靈巧手價格占人形機器人整機成本約 20%-30%，是占比最高的零部件 當前階段，靈巧手存在較大的升級優化空間，是產業鏈當前階段，靈巧手存在較大的升級優化空間，是產業鏈瓶頸瓶頸環節。環節。當前靈巧手還只能完成人手的部分功能，軟硬件均有較大提升空間，是當前階段人形機器人硬

15、件上的最大瓶頸。馬斯克也曾坦言，靈巧手的研發難度和工程量可能占到整機開發的一半。從從 AI 數據閉環角度，靈巧手是人形機器人和外界交互的橋梁，是從物理世界采集數據的窗數據閉環角度，靈巧手是人形機器人和外界交互的橋梁，是從物理世界采集數據的窗口?？?。因此，靈巧手是人形機器人傳感器最豐富的零部件，在 AI的數據閉環中有獨特意義。圖表 1：夾爪 VS 靈巧手 資料來源：鈞舵機器人 Jodell Robotics,因時，五礦證券研究所 靈巧手靈巧手三三大傳動方案大傳動方案詳解詳解 當前階段，靈巧手方案尚未定型，技術路線多樣?？梢詮淖杂啥葦盗?、驅動方式、驅動力來源等多個角度進行分類。其中，傳動方式是最重

16、要的分類依據。依據傳動方式的不同，靈巧手的方案可以分為三大類：齒輪傳動（包括蝸輪蝸桿）、連桿傳統、腱繩傳動。其中齒輪傳動、連桿傳動的驅動器位于靈巧手內，而腱繩傳動的驅動器一般位于手臂，位于靈巧手外。請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 5/29 Table_Page 機械設備機械設備 2025 年 3 月 25 日 圖表 2：靈巧手分類 資料來源：五礦證券研究所 圖表 3：靈巧手三大傳動方式對比 優點 缺點 腱繩傳動 由腱繩加上滑輪、軟管實現傳動。腱繩一般具有很高的抗拉強度和很輕的重量，容易實現多自由度和遠距離動力傳輸，節省空間和成本，是一種柔順傳動方式 腱繩本身剛度有限，影響位置精度 控制時需

17、要一定預緊力，容易產生摩擦；腱繩布局容易產生力矩和運動的耦合，增加了控制難度和復雜性 連桿傳動 采用平面連桿機構傳動，剛度好、出力大、負載能力強、加工制造容易、易獲得高精度，結構指尖的接觸依靠幾何封閉實現，能夠較好實現多種運動規律和運動軌跡的要求 結構冗雜、笨重、柔性不足、抗沖擊性能較弱，對手內空間配置要求高 齒輪/蝸輪蝸桿 通過齒輪或蝸輪蝸桿將旋轉運動變為直線運動，拉動驅動器和手指指尖的彈簧驅動手指產生動作。驅動更加靈活的，但是手指閉合時間較長 結構冗雜、笨重、柔性不足、抗沖擊性能較弱，對手內空間配置要求高、手指結構復雜易出現故障 資料來源：靈心數據智能平臺,五礦證券研究所 齒輪傳動齒輪傳動

18、（驅動器內置驅動器內置）：）：該方案的電機位于靈巧手手指，通過齒輪或定時皮帶驅動關節的結構。這種結構可能具有較高的關節驅動效率，手部的結構也容易布置。這種方案的缺點主要在于：1）手的大小和性能高度依賴于電機，尤其是手指部分。在當前的電機技術下，很難將手的體積做到正常人類大??；2）由于電機的重量，手指部分的慣性較高，因此需要復雜的控制機制；3）受限于空間，力傳感器的布置困難。電機直接驅動方案的代表包括 DLR-HIT-Hand II 和 KITECH-hand。DLR-HIT-Hand II 是哈爾濱工業大學和德國航空航天中心聯合設計的一款靈巧手，該手具有 15 個自由度，五指相同，每個手指有

19、3 個自由度和 4 個關節，后兩個關節機械耦合。該手靈巧手自由度數量全驅動欠驅動傳動方式驅動器內置齒輪傳動（蝸輪蝸桿）連桿驅動器外置鍵繩驅動力來源電機液壓氣壓記憶合金 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 6/29 Table_Page 機械設備機械設備 2025 年 3 月 25 日 采用超扁平 BLDC 電機和微型諧波驅動器。受限于硬件，該手的尺寸、重量都偏大。比如該手使用的諧波減速器直徑為 20mm，單指長度可達 169.1mm，整手重量 1.5kg。DLR-HIT-Hand II手部還配備了多個傳感器，如每個關節的應變片式關節扭矩傳感器、特定的關節角度傳感器、指尖的六維傳感器等。圖表 4

20、：DLR-HIT-Hand 第一代（左）和第二代（右）圖表 5：DLR-HIT-Hand II 的手指結構 資料來源：Multisensory Five-Finger Dexterous Hand The DLRHIT Hand II,五礦證券研究所 資料來源：Multisensory Five-Finger Dexterous Hand The DLRHIT Hand II,五礦證券研究所 KITECH-hand 的是一款采用商業緊湊型伺服電機的靈巧手，執行器尺寸為 35.8 mm*19.5 mm*25 mm。執行器模組位于手指部位，經齒輪減速后輸出扭矩，具有可逆驅動性，位置傳感單元可高精度

21、測量關節位置。圖表 6：KITECH-hand 使用的伺服電機 圖表 7：KITECH-hand 手部結構 資料來源：KITECH-Hand A Highly Dexterous and Modularized Robotic,五礦證券研究所 資料來源：KITECH-Hand A Highly Dexterous and Modularized Robotic,五礦證券研究所 連桿傳動（驅動器外置）連桿傳動（驅動器外置）：連桿傳動方案的電機一般位于手掌部位，通過連桿將電機運動傳遞到手指。連桿傳動具有雙向控制關節、堅固性和易于制造和維護等優點。連桿相對較厚且堅硬，較難實現像腱繩方案一樣的高靈巧性

22、。但連桿方案的靈巧度近年來也有明顯提升但連桿方案的靈巧度近年來也有明顯提升。一個高自由度的連桿方案靈巧手案例是 ILDA 靈巧手。ILDA 手基于連桿驅動機制，具備 15 自由度（20 個關節）、指尖力 34N、緊湊尺寸（最大長度：218 mm）、重量 1.1 kg。ILDA 靈巧手可以在掌指關節（MCP）實現 2-DOF 運動，在近端指間關節（PIP）實現 1-DOF 運動。ILDA 所有手指都采用相同的結構每根手指需要有三個電機、三個聯軸器、三個滾珠絲杠以產生線性運動、三個 LM 導軌和一個手指框架。ILDA 使用直徑為 8 毫米的直流電機（DCX 8 M，Maxon）和一個減速比為 16

23、:1 的齒輪箱（GPX8，Maxon）。ILDA 在每個指尖都配置了六軸力/扭矩（F/T）傳感器，確保了手的力感知能力。請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 7/29 Table_Page 機械設備機械設備 2025 年 3 月 25 日 圖表 8：ILDA 靈巧手的連桿設計 圖表 9：ILDA 靈巧手手指的零部件 資料來源：Integrated linkage-driven dexterous anthropomorphic robotic hand,五礦證券研究所 資料來源：Integrated linkage-driven dexterous anthropomorphic robotic

24、 hand,五礦證券研究所 腱繩腱繩傳動（驅動器外置）傳動（驅動器外置）采用腱繩方案的靈巧手驅動器一般布置于前臂，并通過腱繩連接到關節以傳遞驅動力。腱繩方案的手從結構上來說是最接近人類驅動機制的。腱繩傳動方案最大的優勢就是靈活腱繩方案可以輕松實現 20 個以上的自由度。但腱繩方案的缺點也明顯：1）肌腱需要穿過關節旋轉軸的結構或特殊的肌腱連接結構，裝配維護的復雜性較高。2）腱繩在長時間工作中容易產生斷裂和蠕變。3）由于摩擦增加而降低驅動效率，也增加了控制的難度。NASA 開發的 Robonaut 手、DLR 開發的 DLR Hand Arm System 以及 Shadow Robot Comp

25、any 開發的 Shadow 機敏手可以被視為具有此類機制的代表性手。Robonaut2（簡稱 R2 手）是 NASA 和通用汽車于 2012 年研發的靈巧手。R2 手的前臂是一個完全獨立的單元，所有電機都被安裝在前臂，通過 6 根導線進行通電和通信。手和前臂最大直徑 127mm，從基部到手掌中心長 304mm，有效載荷超 9kg，整個手臂有 14 個自由度（手部 12 個自由度+腕部 2 個自由度）。R2 手的大小和人類手部大小相當，手指完全伸展時指尖力可達 2.25kg。R2 手的驅動器采用了滾珠絲杠將旋轉運動變為直線運動，進而對腱繩進行拉伸。R2 手的腱繩材料由 TeflonTM和 Ve

26、ctranTM混合編織，腱繩直徑 1.2mm，斷裂強度 181kg。為了提升耐磨性，在編織層中增加了 PTFE。R2 手還安裝了腱繩的張力傳感器（tendon tension sensors），用來感知腱繩的張力。圖表 10：Robonaut2 靈巧手 圖表 11：R2 手指的驅動器結構 資料來源：The Robonant 2 Hand-Designed To Do Work With Tools,五礦證券研究所 資料來源：The Robonant 2 Hand-Designed To Do Work With Tools,五礦證券研究所 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 8/29 Tabl

27、e_Page 機械設備機械設備 2025 年 3 月 25 日 圖表 12：R2 手的電機布置 圖表 13：R2 安裝了傳感器測量腱繩在管道中的張力 資料來源：The Robonant 2 Hand-Designed To Do Work With Tools,五礦證券研究所 資料來源：The Robonant 2 Hand-Designed To Do Work With Tools,五礦證券研究所 DLR Hand Arm System 是德國宇航中心 DLR 于 2010 年設計的繩驅靈巧手。DLR Hand Arm System 在手部設計 19 個自由度（另外還有 2 個被動自由度）

28、，在腕部設計 2 個自由度，共設計 21 個自由度（考慮被動自由度共計 23-Dof）。DLR Hand Arm System 采用“拮抗驅動”（antagonistic actuation）方案，每個自由度都通過 2 個電機和 2 個彈性元件來“拮抗”的驅動。所以 DLR Hand Arm System 的前臂一共有 42 個電機和彈性元件。對 DLR Hand Arm System，蠕變不是最大的限制因素，鍵繩的耐磨性、如何固定肌腱、抗彎折性、顏色（便于組裝維護）更值得關注。DLR Hand Arm System 一開始使用了鋼絲繩，但鋼絲繩存在安裝不便、頻繁彎折壽命不長的問題。作者綜合考

29、慮了 Kevlar（杜邦公司旗下的芳綸纖維）和Dyneema。由于Kevlar 纖維打結后強度會顯著下降，因此最終選擇了 Dyneema。DLR 在 2015 年推出的 space hand 上，出于對蠕變性的考慮，使用了 zylon(PBO)纖維編織成的繩子替代 Dyneema 腱繩。圖表 14：DLR Hand Arm System前臂集成了大量的電機 圖表 15：DLR Hand Arm System 資料來源：The hand of the DLR Hand Arm System:Designed for interaction,五礦證券研究所 資料來源：Antagonisticall

30、y Driven Finger Design for the Anthropomorphic DLR Hand Arm System,五礦證券研究所 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 9/29 Table_Page 機械設備機械設備 2025 年 3 月 25 日 圖表 16：拮抗驅動設計方案 圖表 17：DLR Hand Arm System手的掌指關節 資料來源：Antagonistically Driven Finger Design for the Anthropomorphic DLR Hand Arm System,五礦證券研究所 資料來源：Antagonistically Dr

31、iven Finger Design for the Anthropomorphic DLR Hand Arm System 靈巧手方案對比：國內側重連桿，海外側重靈巧手方案對比：國內側重連桿，海外側重腱繩腱繩 人手具有 27 個自由度。一般認為當靈巧手具備 17 個自由度及以上可以實現接近人手的靈活性。17 個自由度是我們判斷一款靈巧手性能的重要參考。國內靈巧手企業以連桿傳動方案為主，如兆威機電、因時、靈心巧手（L10L20）均使用連桿傳動方案。目前使用連桿傳動方案也可以做到 17 個自由度以上，在耐用性、靈活性上取得一個較好的平衡。海外企業更青睞腱繩方案，追求高靈活性。比如特斯拉新一代靈巧

32、手采用腱繩方案可以做到22 個自由度，高度靈活擬人。特斯拉特斯拉：腱繩傳動的代表：腱繩傳動的代表 特斯拉的靈巧手經過數次迭代升級，其中 11 自由度版本的靈巧手公開了專利，盡管不是最新方案，但對我們了解特斯拉的思路亦有幫助。特斯拉 11 自由度版本靈巧手有如下特點：11 個自由度，其中主動自由度 6 個，也就是說這是一款欠驅動的靈巧手。特斯拉認為腱繩方案+欠驅動，隨著接觸位置的變化，結構件的位置也會移動，接觸點也隨之變化。這樣的手指具備更多的適應性。腱繩方案中的摩擦是一大缺點。特斯拉使腱繩保持浮動（floating），保持了一定的靈活性。腱繩在一根細管中移動，末端可以連接張緊器（tension

33、er）。自動張緊器常用于汽車發動機或工業機械，作用是使皮帶或鏈條始終保持恒定張力并自動調節張力。11 自由度版本使用了蝸輪蝸桿進行傳動。我們推測主要是蝸輪蝸桿可以做到大減速比，可以提高手部的負載能力。請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 10/29 Table_Page 機械設備機械設備 2025 年 3 月 25 日 圖表 18：特斯拉第一代靈巧手手指零部件 資料來源：特斯拉 五礦證券研究所 圖表 19：特斯拉第一代靈巧手采用蝸輪蝸桿 圖表 20：特斯拉 WE ROBOT 活動展示的新一代靈巧手 資料來源：特斯拉,五礦證券研究所 資料來源：機器人大講堂,五礦證券研究所 特斯拉在 2024 年

34、WE ROBOT 活動中展示了新一代靈巧手，依然保留了繩驅方案，自由度提升至 22-Dof，高度靈活擬人。從圖片可以看出，手腕部有大量的腱繩，電機被放置于前臂部位。因時因時：基于微型伺服絲杠的：基于微型伺服絲杠的 11 自由度方案自由度方案 因時機器人創立于 2016 年，是一家專注于微型精密運動部件研發制造的專精特新企業，主營產品包括微型伺服電缸和仿人五指靈巧手，并在微小型、高精度和力控技術等方面具有領先優勢。因時機器人研制的仿人五指靈巧手 2019 年上市，是國內首款商業化可量產的五指 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 11/29 Table_Page 機械設備機械設備 2025 年 3

35、 月 25 日 靈巧手，產品突破多項技術瓶頸，目前成本大幅降低，并獲得國家重點研發計劃“智能機器人”重點專項支持。因時仿人五指靈巧手單手具有 11 個自由度，其中 6 個主動自由度。采用直線推桿的方式進行驅動器的設計，電機位于手掌位置，內置連桿和彈簧進行傳動。因時的微型伺服電缸的內部集成了空心杯電機、精密減速器、絲杠傳動機構、力傳感器、位置傳感器，是最核心的零部件。圖表 21：因時靈巧手內部結構 資料來源：CSDN,五礦證券研究所 靈心巧手靈心巧手：連桿傳動的高自由度方案：連桿傳動的高自由度方案 靈心巧手成立于 2023 年 7 月 6 日，專注于開發以靈巧手和云端智腦為核心的具身智能平臺。靈

36、心巧手在 2024 年第五屆中國機器人行業年會榮獲 LeadeRobot2024 年度具身智能產業賦能獎、LeadeRobot2024 年度機器人末端執行器最佳適配獎。在 2024 年中關村仿生機器人大賽榮獲靈巧手領域第一名。靈心巧手月銷量已突破 100 只。靈心巧手的 Linker Hand 采用單指模塊化設計，可以減輕負載，提高速度和靈活性，降低維護成本；配備先進的多傳感器系統，能夠實現對環境的精確感知交互，在接觸到物體時，精確捕捉到其接觸物體的三維力，感知所接觸物體表面的紋理和溫度差異。2025 年，靈心巧手發布 Linker Hand 靈巧手鈦金版 T10、T20，售價分別為 1999

37、9 元和 49999元。2025 年工博會，靈心巧手進一步發布了售價 88.88 萬元終結者版本 Linker Hand Ultra（25+自由度，繩驅傳動）和 0.88 萬的入門級產品 Linker Hand O7（7 自由度，連桿傳動）。請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 12/29 Table_Page 機械設備機械設備 2025 年 3 月 25 日 圖表 22：Linker Hand Ultra 圖表 23：Linker Hand O7 資料來源：靈心巧手,五礦證券研究所 資料來源：靈心巧手,五礦證券研究所 圖表 24：靈心巧手產品展示 linker hand L10 Linker

38、hand L20 Linker hand L30 Linker hand J42 自由度 10 主動+10 被動 20 主動+5 被動 26 主動 最大 42 主動 驅動方式 連桿驅動 連桿驅動 腱繩驅動 腱繩驅動 最大抓握力握力 12N 拇指 15N 四指 10N 拇指 920N 四指 1020N 5N 產品展示 資料來源：靈心巧手,五礦證券研究所 兆威機電兆威機電：連桿：連桿+直驅組合方案直驅組合方案 2024 年 11 月兆威機電正式發布手指集成驅動的高可靠靈巧手。兆威機電本次發布的仿生靈巧手具備以下特點：高靈巧性。高靈巧性。該靈巧手配備 17 個主動執行單元，其中單指節擁有 3 個及以

39、上主動執行單元，準確模擬人手部的抓握等精細動作，賦予機械手更好的靈活性與精確度。指節電機獨立驅動，指尖集成傳感器，手長 238.5mm，手寬 88mm，手厚 40.7mm，負載 3kg，重量1kg。高可靠性：高可靠性：單手 10 年設計壽命，關鍵組件全部自研。高精度：高精度：微驅控制器主頻 600M 且采用一拖六結合磁編方案，電機控制精度高。每個指節采用電機搭配微型減速器和絲桿驅動，結合高密度、高集成與布局優化的 PCB 設計，實現精確的動力輸出和快速響應 我們可以進一步從兆威機電的靈巧手專利中觀察其技術方案：兆威機電的靈巧手專利技術中，掌指控制單元采用無刷直流電機，手指控制單元采用步進電機，

40、結合直線執行器應用，通過電機旋轉搭配微型減速器和絲桿實現精確的動力輸出和快速響應。請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 13/29 Table_Page 機械設備機械設備 2025 年 3 月 25 日 圖表 25：兆威靈巧手伺服系統 圖表 26：兆威機電靈巧手 資料來源：兆威機電,五礦證券研究所 資料來源：兆威機電,五礦證券研究所 圖表 27：市場靈巧手方案對比 資料來源：兆威機電、靈心巧手、因時、機器人大講堂,五礦證券研究所 靈巧手靈巧手硬件硬件五五大大方向方向 從需求彈性和產業鏈稀缺性角度，我們推薦投資者關注五大方向：微型電機、驅控芯片、微型絲杠、腱繩、傳感器。微型電機微型電機：BOM 占

41、比高，價值量顯著占比高，價值量顯著 靈巧手對空間要求苛刻，一般使用微型電機。目前主流方案包括空心杯電機和無刷直流電機?？招谋姍C屬于直流永磁電機，與普通有刷、無刷直流電機的主要區別是采用無鐵芯轉子，也叫空心杯型轉子。由于轉子結構變化，空心杯電機體積小巧，重量和轉動慣量大幅降低，具備了鐵芯電機所無法達到的控制和拖動特性。此外轉子結構徹底消除了因為鐵芯形成渦流而造成的電能損耗，具有突出的節能特點?？招谋姍C也可以細分為無刷空心杯電機和有刷空心杯電機。兩者在轉向方式、轉子構成、壽命、轉速、抗干擾等方面性能存在差異。請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 14/29 Table_Page 機械設備機械設備

42、 2025 年 3 月 25 日 圖表 28：無刷空心杯電機VS 有刷空心杯電機 無刷空心杯電機 有刷空心杯電機 轉向方式 線圈導線直接連接到控制器，通過處理連接板上的霍爾反饋的位置信號完成換向 利用碳刷（或者金屬電刷）和換向器的配合來完成換向 轉子 線圈是固定的，永磁鐵作為轉子在中間旋轉 線圈、換向器和連接板在外殼和永磁體中間旋轉，他們共同組成轉子 壽命 長壽命（20000h）壽命首先（2000h）轉速 高轉速 轉速受限 干擾性 電磁干擾可忽略 有火花 控制算法 需要驅動控制 控制簡單 資料來源：機械電氣電機雜談,五礦證券研究所 圖表 29：無刷空心杯電機結構 資料來源：鳴志電器,五礦證券研

43、究所 圖表 30：有刷空心杯電機結構 資料來源：鳴志電器,五礦證券研究所 空心杯電機的核心技術壁壘在于自支撐繞組技術上?？招谋姍C的核心技術壁壘在于自支撐繞組技術上。首先，由于空心杯電機所有漆包線都是 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 15/29 Table_Page 機械設備機械設備 2025 年 3 月 25 日 懸空繞線，內部沒有任何支撐，對加工精度的要求非常高。其次，目前我國生產空心杯電機多采用卷繞式生產技術，生產效率較低，廢品率高?？招谋姍C線圈的卷繞方式包括直繞組、斜繞組、同心式繞組、疊繞組等。圖表 31：空心杯電機繞線方式 資料來源：drylin,五礦證券研究所 如果采用如果采

44、用腱繩腱繩方案方案，可以將電機安置在前臂，可以將電機安置在前臂，使用直流無刷使用直流無刷電機。電機。將電機安置在前臂后，獲得了較大的空間，可以使用直流無刷電機降低成本。相比有刷直流電機，無刷直流電機省去了碳刷，采用電氣控制系統對線圈進行控制，增加了成本及電機的復雜性，但效率更高、壽命更長、轉速更大。圖表 32：直流無刷電機價格顯著低于空心杯電機 電機類型 產品型號 重量/g 機座尺寸/mm 長度/mm 額定轉矩/Nm 價格/元 空心杯電機 DCU08017P06-S002&PG08C-0016 7.7 8 28.1 6.5 1433 直流無刷電機 BLR16024H10-S002 19 16

45、26.8 0.002 418 資料來源：鳴志電器,五礦證券研究所 圖表 33：有刷直流電機VS 無刷直流電機 有刷直流電機 BDC 無刷直流電機 BLDC 購買成本 較低 較高 使用壽命 短，一般 2-3 年 長，一般 7-10 年 維護及運行成本 需要定期維護更換碳刷及附件 無需更換損耗件 機械與控制特性 效能低，轉速及控制弱于無刷電機 效能高、速度高、控制精準 能耗與散熱 能耗高、散熱差 能耗低、散熱好 震動和噪聲 震動和噪聲大 震動和噪聲小 潛在風險 有碳粉掉落及電火花風險 無 資料來源：倍捷科技，五礦證券研究所 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 16/29 Table_Page 機械

46、設備機械設備 2025 年 3 月 25 日 微型電機微型電機 BOM 成本占比高，價值量顯著。成本占比高，價值量顯著。假設單手 17 個主動自由度，對應 17 個電機。如果采用空心杯電機，按單價 1433 元/個計算，單手價值量高達 2.43 萬元。即使采用直流無刷電機，按單價 418 元/個估算，單手價值量也高達 7106 元。驅驅控芯片控芯片：國產替代空間廣闊國產替代空間廣闊 電機的驅控芯片包括主控芯片電機的驅控芯片包括主控芯片 MCU、驅動芯片、功率器件、傳感器等。、驅動芯片、功率器件、傳感器等。驅控芯片通過集成控制算法、功率驅動和保護功能，實現電機的高效、安全與智能化運行。其性能直接

47、影響設備的精度、可靠性和能效。人形機器人要做到動作協調，對電機的驅控芯片也提出了新的要求。高性能、高穩定。人形機器人要求靈巧操作，對完成轉矩的控制的時間提出了較高要求。低功耗。人形機器人非常重視電機效率，這不光涉及到電機本身，也涉及到電機的控制架構。高集成、小尺寸。靈巧手對尺寸要求高，需要嚴格控制驅控芯片的尺寸。在單一晶圓上集成了電源、驅動或功率器件，可有效降低整體方案成本，減少元器件面積。圖表 36：峰岹科技的方案可以降低成本、減少元器件面積 資料來源：峰岹科技,五礦證券研究所 電機驅控芯片行業電機驅控芯片行業逐步走向逐步走向單芯高集成單芯高集成，價值量有提升可能。價值量有提升可能。傳統的方

48、案采用分立器件實現，新一代方案已經可以把傳感器、通用內核和專用內核以及 pre-driver 都放在了一起，進一步提升集成度，降低成本。圖表 34：電機驅動控制示意圖 圖表 35：電機控制板 資料來源：峰岹科技,五礦證券研究所 資料來源：峰岹科技，五礦證券研究所 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 17/29 Table_Page 機械設備機械設備 2025 年 3 月 25 日 圖表 37：峰岹科技的芯片集成角度傳感器 資料來源：峰岹科技,電子工程專輯，五礦證券研究所 圖表 38：峰岹科技的關節方案 資料來源：峰岹科技,嗶哩嗶哩，五礦證券研究所 電機驅控行業國產化率偏低，國產替代空間廣闊。電

49、機驅控行業國產化率偏低，國產替代空間廣闊。以 BLDC 電機驅控芯片為例，全球前十大廠商僅峰岹科技一家中國企業，市占率僅 4.8%，國產替代空間廣闊。圖表 39：2023 年中國市場前十大BLDC電機主控及驅動芯片公司 排名排名 公司公司 國家國家 市占率市占率 1 A 德國 18.50%2 B 美國 11.80%3 C 瑞士 10.80%4 D 荷蘭 7.10%5 E 日本 5.90%6 峰岹科技 中國 4.80%7 F 比利時 4.50%8 G 美國 4.30%9 H 德國 3.70%10 I 日本 3.20%資料來源：峰岹科技,五礦證券研究所 依托依托產業鏈環節產業鏈環節的關鍵的關鍵卡位

50、卡位，優勢企業，優勢企業向產業鏈上下游延伸向產業鏈上下游延伸。2025 年 1 月，峰岹科技與三花控股期簽署了合作框架協議，雙方同意出資設立合資公司（三花控股持股 50%，峰岹科 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 18/29 Table_Page 機械設備機械設備 2025 年 3 月 25 日 技持股 36%）。合資公司專注于空心杯電機（無槽永磁交流電機）本體及相關產品的研發、設計、制造和銷售。微型絲杠微型絲杠：用量有望大幅提升：用量有望大幅提升 我們看好微型絲杠在靈巧手的用量大幅提升。我們看好微型絲杠在靈巧手的用量大幅提升。微型絲杠常與高精密減速器、高性能空心杯電機、傳感器以及伺服控制系

51、統集成為微型伺服電動缸。這種集成設計可以在保證更小體積的基礎上實現驅控一體化，具有體積小、精度高、負載大等技術特點。圖表 40：因時的微型伺服電缸 資料來源：因時,五礦證券研究所 部分方案部分方案微型絲杠微型絲杠的單手的單手用量可達用量可達 15 個以上。個以上。參考 ILDA 手的連桿結構，每個手指對應 3 個微型絲杠，單手需要 15 個微型絲杠。參考 R2 手的繩驅結構，每個自由度需要一個微型絲杠。假設某款手具備 17 個主動自由度，意味著至少需要 17 個微型絲杠。高精度高精度微型微型絲杠是微型伺服電缸的核心。絲杠是微型伺服電缸的核心。絲杠的作用是把旋轉運動變為直線運動。蝸輪蝸桿也可以將

52、旋轉運動變為直線運動，比如特斯拉第一代靈巧手就使用了蝸輪蝸桿。但絲杠的精度高、傳動效率高、穩定性好、噪音低，適用于高精度傳動設備。而蝸輪蝸桿承載能力強、通用性強，更適用于大負載場合，比如減速機、升降機、工業機械等。微型絲杠或主要以滾珠絲杠為主。微型絲杠或主要以滾珠絲杠為主。參考 ILDA、R2 手的結構，均采用了滾珠絲杠。我們認為滾珠絲杠的傳動效率高（一般為 85%95%），同時加工成本較低，將會成為微型絲杠的主流選擇。微型微型行星行星滾柱滾柱絲杠性能更好絲杠性能更好，部分方案也會采用，部分方案也會采用。行星滾柱絲杠的傳力接觸面積大大增加，具有更大的承載力和更高的機械剛性。在相同絲杠直徑下，行

53、星滾柱絲杠比滾珠絲杠承載能力提高 615 倍；相同負載下比滾珠絲杠節省 1/3 空間。由于滾珠絲杠的滾珠在運行是會發生碰撞，而行星滾柱絲杠避免了這個問題，因此行星滾柱絲杠還可以輸出更高的直線速度。行星滾柱絲杠轉速可達 6000r/min，直線速度可 2m/s 以上，加速度可達 1000rad/s2 以上。傳動效率方面，雖然行星滾柱絲杠是滾動摩擦，但由于加工誤差及表面粗糙度等原因，傳動效率低于滾珠絲杠，一般低于 90%，在潤滑良好的情況下可以達到 90%。圖表 41：行星滾柱絲杠的指標優勢 指標 優勢 承載力強 相同絲杠直徑下，比滾珠絲杠承載力提高 6-15 倍 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Pag

54、e 19/29 Table_Page 機械設備機械設備 2025 年 3 月 25 日 節省空間 相同負載下，比滾珠絲杠節省1/3 空間 傳動效率好 潤滑良好情況可達到 90%，噪聲小 速度和加速度好 轉速可達 6000r/min，直線速度 2m/s，加速度1000rad/s2 定位精度 定位精度優于 1um 壽命 比同類滾珠絲杠提高 10倍以上 工作環境溫度范圍 比同類滾珠絲杠提高 2倍以上 資料來源：精密行星滾柱絲杠的傳動特性（李凱等），前瞻產業研究院,五礦證券研究所 行星滾柱絲杠行星滾柱絲杠對對加工精度加工精度要求要求高、制造難度大高、制造難度大。絲杠加工工藝有冷軋、旋風銑、硬車、砂輪磨

55、削等。其中冷軋精度最低，一般不能滿足精度要求。砂輪磨削精度最高，但生產效率低。硬車、旋風銑工藝雖然犧牲了一定精度，但相比磨削方式的生產效率顯著提升。絲杠在加工過程中，需多次加工、時效處理、修磨中心孔等以提高精度。行星滾柱絲杠因空間形狀復雜加工難度更高。行星滾柱絲杠此前多進口，價格高昂且定制化。行星滾柱絲杠此前多進口，價格高昂且定制化。由于行星滾柱絲杠的制造工藝和技術要求相對較高，涉及高低溫時效處理、淬火等多個復雜環節，造價成本也相對較高，過去以 Rollvis、GSA、Ewellix（均為舍弗勒旗下公司）等公司在國內占據主要市場，國產替代空間廣闊。靈巧手使用的靈巧手使用的微型絲杠要求更高。微型

56、絲杠要求更高。微型絲杠的螺紋非常細密，能夠提供非常平穩的運動和精準的控制。微型絲杠由于尺寸小，工作環境相對精密，對材料的要求特別高。微型絲杠通常采用高硬度的合金鋼或者不銹鋼，能夠在長期使用中保持高精度和耐磨性。其精密結構導致安裝和維護需更高精度對準和細致保養，稍有偏差即影響性能。國內微型絲杠的生產廠商包括諾仕機器人、因時機器人、新劍傳動、KGG 等。諾仕機器人已研發出全球最微型的行星滾柱絲杠，其絲杠直徑僅為 2mm，螺母直徑 6mm，可以極大增加線性執行器空間利用率，為靈巧手等狹小空間精確控制提供線性執行器方案。因時機器人已經能夠實現螺母直徑 10mm 以內的微型行星滾柱絲杠量產，并將這項技術

57、應用到了靈巧手的驅動設計中，既保證了微型伺服電缸更小的體積，同時實現了更大的推拉力。KGG 可以生產軸徑 4mm 的行星滾柱絲杠，負載可達 1000N；滾珠絲杠軸徑僅 1.8mm，C3/C5/C7 精度均可定制。圖表 42：全球代表性行星滾柱絲杠企業區域分布 圖表 43：中國行星滾柱絲杠市場競爭格局 資料來源：前瞻產業研究院,五礦證券研究所 資料來源：前瞻產業研究院，五礦證券研究所 美國 CMC Moog Nook Industries Creative Motion Control英國 Kugel Motion Power Jacks Limited德國 Schaeffler Ewellix

58、 Bosch Rexroth Steinmeyer瑞典 SKF瑞士 GSA Rollvis中國 HIWIN 南京工藝 博特精工 優士特 新劍傳動日本 NSK THK 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 20/29 Table_Page 機械設備機械設備 2025 年 3 月 25 日 腱繩腱繩：繩驅繩驅方案的短板所在方案的短板所在 腱繩是目前繩驅方案的瓶頸之一。靈巧手腱繩需要高強度與耐久性、抗蠕變、較小的折彎半徑、抗腐蝕、良好的柔韌性等。目前腱繩的主流方案包括鋼絲繩和超高分子量聚乙烯纖維（UHMWPE）兩類。兩種方案各有優劣，最終選擇尚無定論。目前來看，鋼絲繩在大負載領域表現出較好的適應性；U

59、HMWPE 方案則適用于高自由度、低負載的靈巧手。鋼絲繩常見的材料有碳素鋼絲繩、不銹鋼絲繩、鍍鋅鋼絲繩、合金鋼絲繩等，鋼絲繩通常用多股絞合形成線纜，以達到更優的性能。在手術機器人領域通常采用鎢鋼絲繩，具有優異的斷裂強度和超長的循環壽命。鋼絲繩的優點在于摩擦小，不僅沒有內摩擦，而且滑動表面的摩擦系數較小。但鋼絲繩的缺點也很明顯：1）鋼絲繩末端難以固定；2）鋼絲繩不能承受較小的回轉半徑；3）鋼絲繩強度較低，相同直徑的情況下所能承受的最大載荷遠低于高分子纖維繩；4）鋼絲繩壽命較短。圖表 46：機器人用鋼絲繩 資料來源：江蘇貝澤精密,五礦證券研究所 超高分子量聚乙烯纖維（UHMWPE）是由超高分子量聚

60、乙烯（分子量 100 萬以上）通過凝膠紡絲法制得的纖維。20 世紀 30 年代 Staudinger 教授指出高強高模纖維的理想結構應該是大分子鏈無限長且以伸直鏈結晶存在。從分子結構看，UHMWPE 纖維是接近理論極限強度的最理想的高聚物。圖表 44：靈巧手用的微型行星滾柱絲杠 圖表 45：靈巧手微分行星滾柱絲杠 資料來源：諾仕機器人,五礦證券研究所 資料來源：新劍傳動，五礦證券研究所 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 21/29 Table_Page 機械設備機械設備 2025 年 3 月 25 日 圖表 47：聚乙烯的分類 資料來源：mitsui chemicals,五礦證券研究所 超高

61、分子量聚乙烯纖維（UHMWPE）是人類目前能合成的高強度的物質，與碳纖維、芳綸纖維一起被譽為世界三大特種纖維。UHMWPE 具備優異的性能。以荷蘭帝斯曼集團集團的UHMWPE 產品 Dyneema 為例：在相同重量的基礎上，Dyneema 的強度是鋼絲的 15 倍。用 Dyneema 制成的繩索比鋼絲繩輕 8 倍，可以漂浮在水中 Dyneema 是疏水性的，不吸水。Dyneema 是化學惰性的，在干燥、潮濕、含鹽和潮濕的條件下性質穩定。Dyneema 暴露在紫外線下時仍能保持性能。UHMWPE 具備高強高模特點。具備高強高模特點。纖維的強度可以用自由斷裂長度表示。自由斷裂長度是指纖維、繩索自由

62、吊掛時，因自身質量而斷裂的理論長度。自由斷裂長度對應材料的強度，與粗細無關。WHMWPE 的自由斷裂長度理論值達到 400km，是芳綸纖維的 1.4 倍。UHMWPE纖維還具備良好的彎曲性能，能在不開裂或斷裂的情況下進行任何形式的織造，而玻璃纖維、碳纖維和芳綸纖維的彎曲性能較差。圖表 48：高性能纖維對比 資料來源：高性纖維（朱美芳、周哲）,五礦證券研究所 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 22/29 Table_Page 機械設備機械設備 2025 年 3 月 25 日 UHMWPE 優勢在于強度高，但優勢在于強度高，但在在耐高溫、抗耐高溫、抗蠕變性能上還有所欠缺蠕變性能上還有所欠缺。由于

63、 UHMWPE 分子結構簡單、分子間無氫鍵作用，并且分子間的范德華力只有色散力，導致分子間作用力小，容易滑移造成蠕變。長時間使用后靈巧手精度會有所下降。UHMWPE 被廣泛運用于繩索、網、魚線、防護裝備、加固材料等領域。2023 年中國 UHMWPE 纖維需求量達 3.38 萬噸，占全球需求的 61%以上，20182023 年 CAGR 約 14.6%。國內UHMWPE 主要應用領域中，軍警裝備、海洋產業和勞動安全防護三者占比分別為 38%、30%和 25%。此外，UHMWPE 纖維在家紡、體育裝備和建筑工程等行業也有少量應用。圖表 49：UHMWPE纖維的應用領域 圖表 50：UHMWPE產

64、能（萬噸）資料來源：超高分子量聚乙烯纖維產業現狀及未來趨勢（閆海燕），五礦證券研 究所 資料來源：超高分子量聚乙烯纖維產業現狀及未來趨勢（閆海燕）,五礦證券研究所 UHMWPE已經基本實現國產化，已經基本實現國產化，性能達到國際領先水平。性能達到國際領先水平。截至 2023 年，中國 UHMWPE 產能占全球比例超過 60%。目前國內 UHMWPE 纖維已實現產業化的產品主要集中在強度為35cN/dtex 左右的產品，強度大于 40cN/dtex 以上的超高強、耐熱抗蠕變、高耐切割等功能性纖維產品仍缺乏。海外龍頭憑借深厚的技術積淀，仍具有較強的實力。中國企業將在高端領域內繼續突破。南山智尚自主

65、研發的“抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維用紡絲液及其制備方法”專利，有效解決了傳統 UHMWPE 纖維長期使用中的松弛問題，顯著提升了產品穩定性和耐用性。其纖維拉伸強度達 42cN/dtex，處于國內第一梯隊，接近國際龍頭水平。圖表 51：中國超高分子量聚乙烯十年發展對比 型號 2010 2020 產業規模 7800 噸/年 34700 噸/年 產能利用率 51%62%市場份額 86%98%技術水平 裝備國產化率 95%與國際領先水平差距 10-15 年 3 年 資料來源：我國超高分子量聚乙烯纖維的發展現狀與建議（呂佳濱等）,五礦證券研究所 人形機器人靈巧手鍵繩用量顯著。人形機器人靈巧手鍵繩用量顯著

66、。靈巧手鍵繩用量和自由度、傳動方案有關。如果采用類似Robonaut2 方案，1 個主動自由度只需要 1 根腱繩。如果采用 DLR Hand Arm System 的方案，每個主動自由度需要 2 根腱繩來控制。我們認為，DLR Hand Arm System 的方案成本偏高。對于量產方案，1 個主動自由度搭配 1 根腱繩的方案更具經濟性。以單手 17 個主動自由度計算，1 個人形機器人需要 34 根腱繩。單臺機器人的腱繩價值量在 2000 元-4000 元的區間。假設人形機器人年產量 100 萬臺/年，其中 60%采用繩驅方案，對應市場規模 1224億元/年。軍警裝備38%海洋產業30%勞動安

67、全保護25%家紡3%體育裝備2%建筑工程1%其他1%0123456782018年2019年2020年2021年2022年2023年全球中國 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 23/29 Table_Page 機械設備機械設備 2025 年 3 月 25 日 觸覺觸覺傳感器傳感器：稀缺的價值增量環節稀缺的價值增量環節 嚴格來說，靈巧手的傳感器包括內部傳感器和外部傳感器。內部傳感器主要是感應靈巧手內部的信號，監測靈巧手的工作狀態，比如位置傳感器、力/力矩傳感器、溫度傳感器。外部傳感器主要采集外部的信號，監測和目標物體的交互狀態，當前主要為觸覺傳感器、接近覺傳感器。本章節說的傳感器主要是觸覺傳感器

68、。人類手部有 17000 多個感官單元，可以提供力度、紋理、溫度、被抓物體的硬度等信息。通過這些外部信息，人手可以建立信息閉環，甚至可以實現“盲操作”。人手的靈巧操作非常依賴于這一套感知系統，因此豐富的傳感器是實現靈巧操作不可或缺的要素。從廣義的方面來說，觸覺技術主要包括了接觸感知、壓力感知、滑感感知、剛度感知、冷熱感知。當前階段，機器人的觸覺傳感器主要為壓力感知和接近覺感知。圖表 52：觸覺傳感器的分類 資料來源：機械手觸覺技術研究發展綜述（王宏民等）,五礦證券研究所 當前主流傳感器以當前主流傳感器以 MEMS 工藝為主。工藝為主。MEMS（Micro-Electro-Mechanical

69、System）是一種微型而精密的機械系統，它將微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路等集成于一塊或多塊芯片上。MEMS 傳感器具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適于批量化生產、易于集成和實現智能化的特點。MEMS 傳感器包括壓阻式、電容式、壓電式、光電式（視觸覺）等。傳感器包括壓阻式、電容式、壓電式、光電式（視觸覺）等。當前壓阻式傳感器為行業主流，其優點包括靈敏度高、分辨率高、技術成熟、成本較低。視觸覺傳感器（Vision-Based Tactile Sensor，VBTS）也逐步受到關注。傳感接觸點單點式傳感觸覺高分辨率傳感觸覺大面積傳感觸覺測量維度一維二維三維使

70、用材料壓阻式光感式電容式磁導式壓電式電流變式生產工藝MEMS柔性傳感器 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 24/29 Table_Page 機械設備機械設備 2025 年 3 月 25 日 圖表 53：帕西尼的 mems 傳感器 圖表 54：某壓阻式傳感器制作工藝流程圖 資料來源：帕西尼，五礦證券研究所 資料來源：基于陣列式壓力傳感器的觸覺感知方法研究（李穎鴻）,五礦證券研究所 視觸覺傳感器視觸覺傳感器原理主要是利用相機接收表面的形變信息來實現對外界環境的感知原理主要是利用相機接收表面的形變信息來實現對外界環境的感知，能夠實時，能夠實時反饋與接觸物體的壓力、形狀、紋理等信息。反饋與接觸物體的

71、壓力、形狀、紋理等信息。視觸覺傳感器的代表是 GelSight 與 Meta AI推出的 Digit 360。Digit 360 是一款指尖形狀的全向視觸覺傳感器，配備了超過 18 種傳感功能，是真正的多模態觸覺傳感器（可以檢測空間細節的微小變化，感應力小至 1 mN，幾何形狀低至 7m，振動高達 9Khz，熱量，甚至氣味）。圖表 55：智元機器人的視觸覺傳感器 圖表 56：digit 360 視觸覺傳感器 資料來源：智元機器人,五礦證券研究所 資料來源：欣百特科技,五礦證券研究所 除除 MEMS 傳感器外，傳感器外，柔性觸覺傳感器柔性觸覺傳感器是近年興起的另一方向是近年興起的另一方向。柔性觸

72、覺傳感器又稱電子皮膚，是利用柔性材料的物理特性，將外部的力學量轉換為電信息，從而實現對觸覺感知的傳感器產品。柔性電子皮膚以聚二甲基硅氧烷 PDMS、聚乙烯醇 PVA 等柔性材料為基底，以碳納米管、石墨烯、導電聚合物等為敏感材料，采用微納加工技術制備而成，能貼合人體皮膚或機器人復雜曲面。而傳統 MEMS 傳感器采用半導體工藝生產和封裝，是剛性結構。與與 MEMS 傳感器類似，傳感器類似，柔性觸覺傳感器可以分為壓阻式、電容式、壓電式、柔性觸覺傳感器可以分為壓阻式、電容式、壓電式、摩擦摩擦電電式式等等。其其中電阻式和電容式技術成熟、成本低，成為當前主流方案。中電阻式和電容式技術成熟、成本低，成為當前

73、主流方案。圖表 57：不同原理柔性觸覺傳感器對比 原理 優點 缺點 壓阻式 使用壓敏電阻作為壓阻材料，在受到應力作用時，應力改變載流子數量，載流子數量變化改變電阻率，電阻率隨外界壓力刺激發生變化 較高的靈敏度、過載承受力強、噪音干擾小、結構簡單、成本低 體積大、可重復性大、溫度敏感、滯后 壓容式 外力作用時，電容觸覺傳感器極板間相對位置發生變化，從而導致其電容量發生變化 線性度好、成本低、實時性高、靈敏度高、功耗低 穩定性差、測量電路復雜 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 25/29 Table_Page 機械設備機械設備 2025 年 3 月 25 日 壓電式 施加外力時，壓電材料結構會變

74、形，負離子和陽離子的電荷中心被分離，形成電偶極子，導致壓電勢的形成 靈敏度高、動態特性好、響應時間看、結構簡單 空間分辨率差、僅適用動態力檢測 摩擦電 指兩種不同電負性材料在接觸帶電的過程中會在兩種材料上形成相反的靜電荷，因此物理表面接觸和兩種材料通過接觸帶電作用產生電荷轉移。制作成本低、結構簡單、輸出電壓高、高靈敏度、監測范圍寬、響應速度快 只能監測動態；對放大電路性能有較高要求 資料來源：柔性觸覺傳感器智能感知技術與應用研究進展（尹寶凡等）,五礦證券研究所 圖表 58：四種典型柔性觸覺傳感器示意圖 資料來源：柔性觸覺傳感器智能感知技術與應用研究進展（尹寶凡等）,五礦證券研究所 我們看好觸覺

75、傳感器我們看好觸覺傳感器/電子皮膚方向的機會。電子皮膚方向的機會。首先，觸覺是實現靈巧操作不可或缺的要素，觸覺傳感器重要性凸顯。其次，當前觸覺傳感器主要在指尖，未來有望覆蓋手掌、整手，使用量將大幅提升。預計未來電子皮膚單機價值量有望達到 30004000 元/臺。按人形機器人出貨量 100 萬臺/年估算，對應市場規模 3040 億元/年。再次，觸覺傳感器/電子皮膚技術壁壘高，廠商跨界切入難度較大。當前靈巧手行業主要廠商包括他山科技、帕西尼、能斯達、墨現科技等。各廠商具備自己的技術特點，在細分領域形成優勢，進行差異化競爭。比如他山科技采用多對的電容傳感器，再加以力的識別結構，可以很好地做三維力的

76、學習，2024 年出貨觸覺傳感器 1 萬顆以上。帕西尼 PX-6AX gen2 觸覺傳感器，采用電磁式技術路線，可捕捉 15 種多維觸覺感知信息，可以測量法相及切向力，空間分辨率 1mm，精度 1%FS，實現 0.01N 的精密識別。墨現科技的柔性傳感器結構簡單，厚度最小可以做到 0.2mm，一個指尖可以覆蓋 100 個感應點甚至更多。圖表 59：部分觸覺傳感器企業 公司名稱 成立時間 公司簡介 技術方案 他山科技 2017 擁有全球領先的 AI觸感知專用芯片及觸覺感知算法。采用多對的電容傳感器，2024 年出貨觸覺傳感器 1萬顆以上。電容式 帕西尼 2021 PX-6AX gen2 觸覺傳感

77、器，采用電磁式技術路線，可捕捉 15種多維觸覺感知信息，可以測量法相及切向力，空間分辨率1mm 磁電式 能斯達 2013 專注于柔性電子技術的研發與創新，確立了柔性壓力傳感器、柔性壓阻、壓電、溫 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 26/29 Table_Page 機械設備機械設備 2025 年 3 月 25 日 柔性壓電傳感器、柔性織物、柔性應變傳感器、柔性溫濕度傳感器、柔性熱敏傳感器、柔性電容傳感器七大產品系列 濕度、電容 墨現科技 2021 傳感器厚度最小可以做到0.2mm，一個指尖可以覆蓋100 個感應點甚至更多，最小觸發力度僅 5g。解耦的滲透式柔性傳感器 華威科 2011 湖北省專

78、精特新中小企業。公司由中國科學院能有倫院士發起成立 柔性傳感器 福萊新材 2009 福萊新材發布了柔性傳感器新技術和產品。從海外引進了國家級、省級人才共 3 名，主要圍繞柔性傳感器設計、工藝、硬件、軟件進行研究開發。壓阻式柔性傳感器 資料來源：他山科技、帕西尼、能斯達、新華社、墨現科技、華威科、福萊新材,五礦證券研究所 圖表 60：華威科的電子皮膚 圖表 61：墨現科技的靈巧手指尖傳感器 資料來源：中國光谷公眾號，五礦證券研究所 資料來源：墨現科技,五礦證券研究所 圖表 62：福萊新材的柔性傳感器 圖表 63：他山科技觸覺傳感器芯片 資料來源：福萊新材，上海證券報,五礦證券研究所 資料來源：他

79、山科技,五礦證券研究所 電子皮膚電子皮膚目前正處于從實驗室走向產業化的初期階段。目前正處于從實驗室走向產業化的初期階段。從性能角度，電子皮膚的靈敏度、分辨率等性能已有較大提升，但大面積陣列化部署時，面臨著高成本、拼接問題、電路連通性差等難題。投資建議投資建議 1、靈巧手是人形機器人區別于工業機器人的核心價值所在，重要性凸顯。同時高度靈活擬人的靈巧手也是產業鏈當前瓶頸。優質靈巧手公司具備高壁壘和稀缺性，可以給予適當的估值溢價。2、建議關注：1）深耕精密傳動系統，具備靈巧手整體設計能力和一體化供應能力的兆威機 請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 27/29 Table_Page 機械設備機械設備

80、2025 年 3 月 25 日 電；2）具備熱處理、精密機加工能力，布局行星滾柱絲杠和微型絲杠的五洲新春；3）電機控制芯片環節的峰岹科技。風險提示風險提示 1、產業量產進度不及預期；2、技術路線變化的風險；3、產品價格大幅下降的風險。請仔細閱讀本報告末頁聲明 Page 28/29 Table_Page1 2025 年 3 月 25 日 分析師聲明分析師聲明 作者在中國證券業協會登記為證券投資咨詢(分析師)，以勤勉的職業態度，獨立、客觀地出具本報告。作者保證：（i）本報告所采用的數據均來自合規渠道；（ii）本報告分析邏輯基于作者的職業理解，并清晰準確地反映了作者的研究觀點；（iii）本報告結論不

81、受任何第三方的授意或影響；（iv）不存在任何利益沖突；（v）英文版翻譯若與中文版有所歧義，以中文版報告為準；特此聲明。投資評級說明投資評級說明 投資建議的評級標準投資建議的評級標準 報告中投資建議所涉及的評級分為股票評級和行業評級（另有說明的除外）。評級標準為報告發布日后 6 到 12 個月內的相對市場表現，也即：以報告發布日后的6到12個月內的公司股價（或行業指數）相對同期相關證券市場代表性指數的漲跌幅作為基準。其中：A 股市場以滬深300指數為基準；香港市場以恒生指數為基準；美國市場以納斯達克綜合指數或標普 500 指數為基準。評級評級 說明說明 股票評級 買入 預期個股相對同期相關證券市

82、場代表性指數的回報在 20%及以上；增持 預期個股相對同期相關證券市場代表性指數的回報介于 5%20%之間；持有 預期個股相對同期相關證券市場代表性指數的回報介于-10%5%之間；賣出 預期個股相對同期相關證券市場代表性指數的回報在-10%及以下；無評級 預期對于個股未來 6 個月市場表現與基準指數相比無明確觀點。行業評級 看好 預期行業整體回報高于基準指數整體水平 10%以上；中性 預期行業整體回報介于基準指數整體水平-10%10%之間；看淡 預期行業整體回報低于基準指數整體水平-10%以下。一般聲明一般聲明 五礦證券有限公司（以下簡稱“本公司”）具有中國證監會批復的證券投資咨詢業務資格。本

83、公司不會因接收人收到本報告即視其為客戶，本報告僅在相關法律許可的情況下發放，并僅為提供信息而發放，概不構成任何廣告。本報告的版權僅為本公司所有，未經本公司書面許可，任何機構和個人不得以任何形式對本研究報告的任何部分以任何方式制作任何形式的翻版、復制或再次分發給任何其他人。如引用須聯絡五礦證券研究所獲得許可后，再注明出處為五礦證券研究所，且不得對本報告進行有悖原意的刪節和修改。在刊載或者轉發本證券研究報告或者摘要的同時，也應注明本報告的發布人和發布日期及提示使用證券研究報告的風險。若未經授權刊載或者轉發本報告的，本公司將保留向其追究法律責任的權利。若本公司以外的其他機構（以下簡稱“該機構”）發送

84、本報告，則由該機構獨自為此發送行為負責。本報告所載的資料、意見及推測僅反映本公司于發布本報告當日的判斷，本報告所指的證券或投資標的的價格、價值及投資收入或將產生波動；在不同時期，本公司可發出與本報告所載資料、意見及推測不一致的報告；本公司不保證本報告所含信息保持在最新狀態。同時，本公司對本報告所含信息可在不發出通知的情形下做出修改，投資者應當自行關注相應的更新或修改。本報告的作者是基于獨立、客觀、公正和審慎的原則制作本研究報告。本報告的信息均來源于公開資料，本公司對這些信息的準確性和完整性不作任何保證，也不保證所包含信息和建議不發生任何變更。本公司已力求報告內容的客觀、公正，但文中的觀點、結論

85、和建議僅供參考，不包含作者對證券價格漲跌或市場走勢的確定性判斷。在任何情況下，報告中的信息或意見不構成對任何人的投資建議，投資者據此做出的任何投資決策與本公司和作者無關。在任何情況下，本公司、本公司員工或者關聯機構不承諾投資者一定獲利，不與投資者分享投資收益，也不對任何人因使用本報告中的任何內容所引致的任何損失負任何責任。本公司及作者在自身所知情范圍內，與本報告中所評價或推薦的證券不存在法律法規要求披露或采取限制、靜默措施的利益沖突。五礦證券版權所有。保留一切權利。特別聲明特別聲明 在法律許可的情況下，五礦證券可能會持有本報告中提及公司所發行的證券并進行交易，也可能為這些公司提供或爭取提供投資

86、銀行、財務顧問和金融產品等各種金融服務。因此，投資者應當考慮到五礦證券及/或其相關人員可能存在影響本報告觀點客觀性的潛在利益沖突，投資者請勿將本報告視為投資或其他決定的唯一參考依據。聯系我們聯系我們 上海上海 深圳深圳 北京北京 地址：上海市浦東新區陸家嘴街道富城路 99號震旦國際大廈 30 樓 地址：深圳市南山區濱海大道3165號五礦金融大廈 23 層 地址：北京市東城區朝陽門北大街3號五礦廣場C座 3F 郵編：200120 郵編：518035 郵編：100010 Page 29/29 Analyst Certification The research analyst is primari

87、ly responsible for the content of this report,in whole or in part.The analyst has the Securities Investment Advisory Certification granted by the Securities Association of China.Besides,the analyst independently and objectively issues this report holding a diligent attitude.We hereby declare that(1)

88、all the data used herein is gathered from legitimate sources;(2)the research is based on analysts professional understanding,and accurately reflects his/her views;(3)the analyst has not been placed under any undue influence or intervention from a third party in compiling this report;(4)there is no c

89、onflict of interest;(5)in case of ambiguity due to the translation of the report,the original version in Chinese shall prevail.Investment Rating Definitions The rating criteria of investment recommendations The ratings contained herein are classified into company ratings and sector ratings(unless ot

90、herwise stated).The rating criteria is the relative market performance between 6 and 12 months after the reports date of issue,i.e.based on the range of rise and fall of the companys stock price(or industry index)compared to the benchmark index.Specifically,the CSI 300 Index is the benchmark index o

91、f the A-share market.The Hang Seng Index is the benchmark index of the HK market.The NASDAQ Composite Index or the S&P 500 Index is the benchmark index of the U.S.market.Ratings Definitions Company Ratings BUY Stock return is expected to outperform the benchmark index by more than 20%;ACCUMULATE Sto

92、ck relative performance is expected to range between 5%and 20%;HOLD Stock relative performance is expected to range between-10%and 5%;SELL Stock return is expected to underperform the benchmark index by more than 10%;NOT RATED No clear view of the stock relative performance over the next 6 months.Se

93、ctor Ratings POSITIVE Overall sector return is expected to outperform the benchmark index by more than 10%;NEUTRAL Overall sector expected relative performance ranges between-10%and 10%;CAUTIOUS Overall sector return is expected to underperform the benchmark index by more than 10%.General Disclaimer

94、 Minmetals Securities Co.,Ltd.(or“the company”)is licensed to carry on securities investment advisory business by the China Securities Regulatory Commission.The Company will not deem any person as its client notwithstanding his/her receipt of this report.The report is issued only under permit of rel

95、evant laws and regulations,solely for the purpose of providing information.The report should not be used or considered as an offer or the solicitation of an offer to sell,buy or subscribe for securities or other financial instruments.The information presented in the report is under the copyright of

96、the company.Without the written permission of the company,none of the institutions or individuals shall duplicate,copy,or redistribute any part of this report,in any form,to any other institutions or individuals.The party who quotes the report should contact the company directly to request permissio

97、n,specify the source as Equity Research Department of Minmetals Securities,and should not make any change to the information in a manner contrary to the original intention.The party who re-publishes or forwards the research report or part of the report shall indicate the issuer,the date of issue,and

98、 the risk of using the report.Otherwise,the company will reserve its right to taking legal action.If any other institution(or“this institution”)redistributes this report,this institution will be solely responsible for its redistribution.The information,opinions,and inferences herein only reflect the

99、 judgment of the company on the date of issue.Prices,values as well as the returns of securities or the underlying assets herein may fluctuate.At different periods,the company may issue reports with inconsistent information,opinions,and inferences,and does not guarantee the information contained her

100、ein is kept up to date.Meanwhile,the information contained herein is subject to change without any prior notice.Investors should pay attention to the updates or modifications.The analyst wrote the report based on principles of independence,objectivity,fairness,and prudence.Information contained here

101、in was obtained from publicly available sources.However,the company makes no warranty of accuracy or completeness of information,and does not guarantee the information and recommendations contained do not change.The company strives to be objective and fair in the reports content.However,opinions,con

102、clusions,and recommendations herein are only for reference,and do not contain any certain judgments about the changes in the stock price or the market.Under no circumstance shall the information contained or opinions expressed herein form investment recommendations to anyone.The company or analysts

103、have no responsibility for any investment decision based on this report.Neither the company,nor its employees,or affiliates shall guarantee any certain return,share any profits with investors,and be liable to any investors for any losses caused by use of the content herein.The company and its analys

104、ts,to the extent of their awareness,have no conflict of interest which is required to be disclosed,or taken restrictive or silent measures by the law s with the stock evaluated or recommended in this report.Minmetals Securities Co.Ltd.2019.All rights reserved.Special Disclaimer Permitted by laws,Min

105、metals Securities Co.,Ltd.may hold and trade the securities of companies mentioned herein,and may provide or seek to provide investment banking,financial consulting,financial products,and other financial services for these companies.Therefore,investors should be aware that Minmetals Securities Co.,L

106、td.or other related parties may have potential conflicts of interest which may affect the objectivity of the report.Investors should not make investment decisions solely based on this report.Contact us Shanghai Shenzhen Beijing Address:30/F,Zhendan International Building,No.99 Fucheng Road,Lujiazui Street,Pudong New District,Shanghai Address:23F,Minmetals Financial Center,3165 Binhai Avenue,Nanshan District,Shenzhen Address:3/F,Tower C,Minmetals Plaza,No.3 ChaoyangmenNorth Street,Dongcheng District,Beijing Postcode:200120 Postcode:518035 Postcode:100010