?恒立佳創:靈巧手技術路線逐步收斂,關注邊際增量環節
一、人形機器人末端執行器,產業鏈邊際變化空間大
靈巧手是人形機器人的末端執行器,由驅動、傳動和感知三大系統構成。當前時點關注靈巧手主要在于三點,一是技術路線尚未完全收斂,仍處于持續迭代階段,方案邊際變化或帶來關鍵零部件的邊際增量;二是靈巧手是人形機器人功能實現的關鍵;三是市場空間大,靈巧手價值量占本體比重達 30%,2030 年市場規模有望達 450 億元。
二、主流方案總結:輕量化、高自由度、多模態感知和復合傳動
我們收集了 20 家國內外廠商 28 款靈巧手相關信息,對當前主流的靈巧手方案進行了總結,從迭代方向來看,主要的趨勢可總結為三點:更靈活,高自由度 + 輕量化。主流方案自由度逐步由 6 個提升至 12-20 個,電機向小臂轉移以降低自重并留出空間;更智能,多模態感知能力進化。靈心巧手的 L2、智元機器人的 SkillHand 等靈巧手通過多模態感知能夠更好地處理柔軟、不規則物體的識別與操作;更柔性,復合傳動方案上手。國內靈巧手已逐步從連桿等純剛性傳動方案轉向腱繩傳動以及腱繩 + 絲杠的復合傳動方案。
三、性能 & 成本雙邊約束下關注產業鏈增量機會
從當前主流方案迭代方向出發,建議重點關注以下靈巧手關鍵環節:
3.1 驅動電機:高價值量環節,自由度提升帶動單手數量增加
隨著自由度提升,靈巧手單手所需驅動電機數量增加。空心杯電機體積小、功率密度高、響應速度快,是靈巧手的理想驅動電機,但當前成本較高,有望在國產設備突破和下游需求拉動下實現降本以及國產替代;直流無刷電機技術指標遜于空心杯電機,但成本較低,Optimus Gen3 將驅動電機位置從手掌轉移至小臂,空間要求降低,直流無刷電機應用率有望提升。
3.2 傳動系統:絲杠 + 腱繩復合傳動方案有望成為主流
在 Optimus Gen3 帶領下,腱繩 + 絲杠的復合方案有望成為靈巧手傳動系統迭代方向。其中腱繩傳動能夠為靈巧手提供更高的自由度和靈活性并減少空間占用和重量,UHMWPE 是腱繩的理想材料,2030 年靈巧手用 UHMWPE 市場規模有望達 52.8 億元,國產廠商南山智尚等已有可用于靈巧手的產品;行星滾柱絲杠是理想的靈巧手傳動元件,但仍受制于成本過高,國產廠商仍處于小批量試制階段,滾珠絲杠作為低成本替代方案,國產廠商已形成批量供貨能力。
3.3 觸覺傳感器:高技術壁壘的靈巧手必備環節
觸覺傳感器逐步成為靈巧手的必備部件,且逐步從指尖搭載向全手陣列式搭載的電子皮膚迭代。國產廠商有望在靈巧手下游需求拉動下逐步實現國產替代,國內優先的廠商包括非上市公司的帕西尼科技以及漢威科技和申昊科技等。
四、人形機器人進入大規模量產前夕,靈巧手技術路線逐步收斂,驅動電機、絲杠、腱繩和傳感器等多個產業鏈關鍵環節迎來邊際增量。(1) 有望打入主機廠供應鏈的靈巧手總成方案商;(2) 自由度提升背景下用量增加,設計和設備國產化降本潛力巨大的驅動電機;(3) 國內方案滲透率逐步提升,國產廠商機器人領域應用逐步落地;(4) 替代空間巨大的絲杠環節;(5) 應用量逐步增加的靈巧手標配觸覺傳感器。
(恒立佳創是恒立集團在上海成立的一站式客戶解決方案中心,旨在為客戶提供恒立全球12個生產制造基地生產的液壓元件、氣動元件、導軌絲桿、密封件、電驅電控、精密鑄件、無縫鋼管、傳動控制與系統集成等全系列產品的技術支持與銷售服務。)