2025电新行业灵巧手：人形机器人核心执行末端-华西证券

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人形机器人“手”望未来：灵巧手如何重塑智能时代？

在人工智能与机器人技术飞速发展的今天，人形机器人正从科幻想象逐步走向现实。而在这一进程中，一个看似不起眼却至关重要的部件——灵巧手，正成为推动行业变革的核心力量。作为人形机器人的“手部”，灵巧手不仅是执行精细操作的关键末端，更承载着人类对机器人实现拟人化交互的终极期待。

一、灵巧手：人形机器人的“灵魂之手”

灵巧手的核心价值在于模仿人类手部的结构与功能，实现抓、握、捏、拧等多样化操作。例如，特斯拉Optimus灵巧手通过增加自由度（从11个提升至22个）、前置驱动装置、强化触觉感知等迭代，已能完成接住网球、捏起鸡蛋等精细动作，展现出接近人类的操作灵活性。

从成本看，灵巧手在人形机器人整机中占比达14%-18%，研发工程量甚至可能占整机的一半。这不仅因其硬件复杂度高，更因需融合驱动、传动、感知、控制等多维度技术，堪称机器人技术的“集大成者”。

除了服务人形机器人，灵巧手还在医疗、工业自动化、危险作业等领域展现出广阔前景。在医疗领域，中国科学技术大学研发的19自由度仿生灵巧手，有望为上肢截肢患者提供功能重建；在工业场景，其精细化操作能力可提升电子制造、汽车组装的效率与良品率；而在核电站检修、消防救援等高危环境中，灵巧手更能替代人类执行危险任务，保障生命安全。

二、技术迭代：从“机械模仿”到“智能感知”

当前，灵巧手的技术升级正围绕三大核心方向展开：

1. 驱动系统：向高自由度与低成本并行

早期灵巧手多采用空心杯电机驱动，其无铁芯设计可减少能量损耗，提升控制精度，但成本较高（单台电机价格在1000-2000元）。为适应量产需求，无刷有槽电机因性价比优势（单价低于500元）逐渐进入视野，尽管存在齿槽扭矩效应影响转速平稳性，但在降本压力下，其应用潜力正在释放。国内企业如鸣志电器、江苏雷利等已布局空心杯电机，部分产品进入小批量生产阶段。

2. 传动系统：精密化与轻量化并重

传动方式直接影响操作精度与结构复杂度。腱绳传动因模仿人类肌腱结构、适合远距离传动，成为主流方案，例如特斯拉Optimus与国内灵巧智能DexHand均采用这一技术。此外，微型丝杠（如兆威机电ZW hand）通过将旋转运动转化为直线运动，可提升负载与精度，浙江荣泰、五洲新春等企业正通过收购或自研切入这一领域。而齿轮传动则因结构紧凑、传动比稳定，在宇树科技Dex 5等产品中与腱绳形成复合传动方案，进一步优化性能。

3. 感知系统：从“单一触觉”到“电子皮肤”

触觉传感器是灵巧手实现环境交互的核心。早期产品仅配备少量压力传感器（如因时机器人RH56系列），而新一代产品已向多模态感知升级：帕西尼DexH13搭载1140个ITPU触觉传感单元与800万像素AI手眼相机，宇树Dex 5-1P的触觉传感器数量更是高达94个，覆盖指尖、指根、掌心等多个区域。终极目标则是研发电子皮肤——一种集成高密度传感器与柔性材料的仿生感知层，兆威机电等企业正与传感器厂商合作，探索力反馈数据融合技术。

三、国内厂商：多元技术路线突围

中国企业在灵巧手领域呈现“百花齐放”的竞争格局，不同技术路线各有侧重：

- 雷赛智能：推出DH系列灵巧手解决方案，涵盖11-24自由度型号，采用无刷空心杯电机驱动，标配触觉传感器与力位混合控制算法，目标覆盖工业、家庭等多场景，首款产品已于2025年Q2试产。

- 兆威机电：发布17自由度ZW hand，采用“电机+微型减速器+丝杆”驱动模式，单指节配备3个主动执行单元，结合高集成度PCB设计实现快速响应，并计划开发电子皮肤提升感知能力。

- 浙江荣泰：通过收购上海狄兹精密机械（KGG）切入微型丝杠领域，后者掌握3mm以下轴径滚珠丝杠的C1级精密加工工艺，曾服务于苹果供应链，技术积累深厚。

- 南山智尚：聚焦腱绳材料研发，其超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）强度达40cN/dtex，对标国际品牌Dyneema，已实现3600吨产能满产，正推进在机器人领域的应用。

- 汉威科技：旗下能斯达深耕柔性触觉传感器十余年，解决了可靠性与批量生产难题，电子皮肤产品已进入试样阶段，未来有望赋能灵巧手实现更真实的触觉反馈。

四、产业链机遇：从核心部件到整机生态

灵巧手的产业化升级，正带动整个产业链的协同发展：

- 驱动层：空心杯电机、无刷有槽电机需求增长，鸣志电器、伟创电气等企业通过模组化方案（电机+编码器+驱动器）提升产品附加值。

- 传动层：微型丝杠、减速器（如绿的谐波超小型谐波减速器）、腱绳等精密零部件市场扩容，震裕科技、大业股份等企业加速技术突破。

- 感知层：触觉传感器向高密度、多模态演进，汉威科技、日盈电子等企业在压阻式、电容式等技术路径上持续创新。

- 整机与应用：因时机器人、宇树科技等厂商通过提升自由度与集成度，推动灵巧手从实验室走向工业产线与服务场景，例如宇树Dex 5-1P已能抓取3.5kg重物，满足物流搬运等需求。

五、未来展望：当“机械手”成为“智能手”

随着AI算法与硬件技术的融合，灵巧手正从“执行工具”向“智能终端”进化。例如，腾讯TRX-Hand通过激光雷达与触觉传感器阵列，实现对物体状态的精准感知；星动纪元XHAND1的指尖触觉传感器可解析物体纹理与温度，为机器人赋予类似人类的“触感认知”。

可以预见，在人形机器人商业化加速的背景下，灵巧手将成为衡量机器人智能化水平的核心指标。而中国企业通过技术创新与生态协同，正逐步在这一关键领域建立话语权。从模仿到超越，从机械到智能，灵巧手的每一次进化，都在拉近人与机器人共融的未来。或许不久的将来，这些“金属之手”将不仅能完成精密操作，更能通过感知与学习，成为人类探索世界的可靠伙伴。

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