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灵巧手,机器人黄金赛道

灵巧手,机器人黄金赛道 价值目录
2025-09-18
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导读:灵巧手决定人形机器人的操作功能,是重中之重◆ 人形机器人优势在于通用性,而灵巧手作为机器人的末端执行器,很大程


灵巧手决定人形机器人的操作功能,是重中之重。

◆ 人形机器人核心优势在于通用性,而灵巧手作为末端执行器,直接影响其精细操作与复杂任务执行能力,是实现人类替代的关键部件。从长期看,灵巧手预计占整机成本的20%-30%,仅次于身体执行系统,为最重要硬件之一。同时,灵巧手在作业过程中持续采集数据,反向训练“大脑”,实现手脑协同,加速具身智能发展。

◆ 不同应用场景对灵巧手技术要求存在差异:工业搬运侧重负载与握力,自由度需求较低;家庭服务则更强调灵活性与感知能力。

灵巧手决定应用上限,多方布局加速迭代

灵巧手需具备运动、负载、控制、感知、耐用及轻量化等综合能力,由驱动、传动、控制和感知四大模块构成。作为人形机器人操作性能的核心,其技术水平直接决定功能上限,也是推动具身智能发展的关键环节。2025年,主机厂与零部件企业密集发布灵巧手方案,未来两年将迎来快速迭代,并逐步投入实际场景应用,形成数据闭环,强化手脑协同训练。

2025年成灵巧手突破关键年份

◆ 随着人形机器人下肢行走、跳跃等功能趋于成熟,上肢操作能力的重要性日益凸显。灵巧手成为制约工业场景性能突破的核心瓶颈,未来2-3年工业级应用进展将依赖于灵巧手性能提升;而3-5年内的家庭场景落地,则需灵巧手与AI大脑协同发展。

◆ 2025年起,主流本体厂商与供应链企业集中推出灵巧手解决方案,预计未来两年方案将持续优化并进入规模化测试阶段,加速真实场景数据积累与算法迭代。

混合机械设计成主流趋势

驱动方面:若电机内置手部,普遍采用空心杯电机,部分使用步进电机;腱绳驱动方案中,电机可置于手臂内,空间充裕,多选用无刷有齿槽电机。传动方面:齿轮用于旋转调速,丝杆或蜗轮蜗杆实现直线运动与方向转换,连杆与腱绳连接驱动与关节,提升自由度。

短期内,“空心杯电机+行星减速器+滚珠丝杆+连杆”方案因在自由度、承载力与成本间取得平衡,最易实现量产,满足当前工业需求。中长期看,高自由度与高负载并重,机械结构趋向融合设计——如近掌关节采用高刚性减速器+丝杆,手指末端采用腱绳传动,兼顾精度与柔顺性。

驱动趋稳,传动多元,混合架构主导发展

◆ 驱动方案已基本定型:手内集成优先选择空心杯电机,部分使用步进电机;腱绳方案可采用无刷有齿槽电机。传动方式多样化:齿轮实现减速增扭,丝杆/蜗轮蜗杆完成运动形式转换,连杆与腱绳用于自由度扩展。

◆ 当前主流方案为“空心杯电机+行星减速器+滚珠丝杆+连杆”,适用于多数工业场景,率先实现规模化应用。未来发展方向为高自由度与高负载兼备,混合式机械设计将成为主流路径。

多维感知推动手脑协同升级

灵巧手通过触觉传感器、关节力控与编码器等反馈数据至控制系统,构建物体物性库与抓取数据库,并结合仿真平台扩充训练集,提升AI决策泛化能力。触觉传感器发展方向为高灵敏度、高集成度、高延展性与低成本。

目前技术路线多元:压阻式传感器维度低(仅测法向力)、灵敏度有限(阈值约10g),适合低端市场先行放量;电容式与电磁式可感知三维力,分辨率低于1g,抗干扰能力强,小型化后具备更大潜力;视触觉传感器理论性能优越,但对算法与数据要求较高,尚处早期发展阶段。

头部厂商自研为主,产业链协同推进

头部本体厂商普遍采取全栈自研路线,技术路径各异:特斯拉采用腱绳驱动,FigureAI使用连杆结构,智元科技探索混合方案,星动纪元布局纯直驱。第三方集成商如因时机器人、强脑科技、傲意科技、灵心巧手、灵巧智能等进展迅速。部分零部件企业向整手集成延伸,如兆威机电、雷赛智能、帕西尼感知等,同时提供模组与整体方案。

当前灵巧手单价差异较大,主流价格区间为5-10万元/只,中期有望降至0.5-3万元/只,占整机成本约20%。据测算,2030年人形机器人销量有望突破300万台,对应灵巧手市场规模近900亿元。核心零部件中,触觉传感器、空心杯电机、齿轮、丝杆等市场空间广阔。

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