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2025 年,全球人形機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)突破 20 億美元,中國(guó)市場(chǎng)占比超過(guò) 40%。人形機(jī)器人區(qū)別于傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的核心能力在于其泛化性,能夠適應(yīng)復(fù)雜多變的任務(wù)與環(huán)境,而靈巧手正是承載并體現(xiàn)這種泛化性的關(guān)鍵所在。工業(yè)場(chǎng)景中,常見(jiàn)的工業(yè)機(jī)器人多采用專(zhuān)用夾爪進(jìn)行操作。這類(lèi)夾爪為特定任務(wù)量身定制,在成本控制與執(zhí)行效率上表現(xiàn)出色,然而通用性極為有限,難以應(yīng)對(duì)多樣化操作需求。與之不同,人形機(jī)器人的作業(yè)范疇涵蓋各類(lèi)未知場(chǎng)景,操作對(duì)象千差萬(wàn)別,這就要求其執(zhí)行器必須具備高度靈活性,于是靈巧手成為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的不二之選??梢哉f(shuō),人形機(jī)器人所能創(chuàng)造的價(jià)值,很大程度將通過(guò)靈巧手的卓越表現(xiàn)得以彰顯。

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從成本結(jié)構(gòu)來(lái)看,靈巧手在人形機(jī)器人中占據(jù)著舉足輕重的地位,是成本占比最高的零部件。受不同人形機(jī)器人設(shè)計(jì)方案的影響,靈巧手成本占比存在一定波動(dòng)。目前,其價(jià)格約占人形機(jī)器人整機(jī)成本的 20%-30%,這一占比遠(yuǎn)超其他零部件,凸顯了靈巧手在成本構(gòu)成中的關(guān)鍵地位。

處于當(dāng)下發(fā)展階段,靈巧手仍是產(chǎn)業(yè)鏈中的瓶頸環(huán)節(jié),有著極大的升級(jí)優(yōu)化空間。現(xiàn)階段的靈巧手,僅能實(shí)現(xiàn)人手部分功能,無(wú)論是硬件的性能指標(biāo),還是軟件的算法邏輯,都存在較大提升空間,已然成為當(dāng)前人形機(jī)器人硬件發(fā)展進(jìn)程中的最大阻礙。馬斯克也曾公開(kāi)表示,在人形機(jī)器人整機(jī)開(kāi)發(fā)過(guò)程中,靈巧手的研發(fā)難度與工程量幾乎占據(jù)了一半之多。

在 AI 數(shù)據(jù)閉環(huán)體系里,靈巧手充當(dāng)著人形機(jī)器人與外界交互的重要橋梁,是從物理世界采集數(shù)據(jù)的關(guān)鍵窗口。正因如此,靈巧手成為人形機(jī)器人中傳感器最為豐富的零部件,對(duì)于構(gòu)建完整、高效的 AI 數(shù)據(jù)閉環(huán)意義非凡,在推動(dòng)人形機(jī)器人智能化發(fā)展進(jìn)程中發(fā)揮著獨(dú)特且不可或缺的作用。

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靈巧手作為核心交互終端,正以年均 45.5% 的增速成為產(chǎn)業(yè)升級(jí)的關(guān)鍵變量。特斯拉 Optimus Gen-3 的 22 自由度靈巧手采用 "微型絲杠 + 腱繩" 復(fù)合傳動(dòng)方案,抓取精度達(dá) 0.1 毫米,可完成 "雞蛋換手" 等高難度動(dòng)作,單只成本從 17 萬(wàn)元降至 3 萬(wàn)元,降幅超 80%。波士頓動(dòng)力 Atlas 雖已退役液壓版本,但電動(dòng)化迭代產(chǎn)品在工廠分揀場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn) 200 公斤負(fù)載能力,其空心杯電機(jī)驅(qū)動(dòng)的靈巧手通過(guò)強(qiáng)化學(xué)習(xí)完成翻跟頭、跑酷等動(dòng)態(tài)任務(wù)。中國(guó)市場(chǎng)則呈現(xiàn) "高自由度 + 輕量化" 雙路徑突破:靈心巧手 Linker Hand O7 以 42 個(gè)自由度實(shí)現(xiàn) 360 度全向旋轉(zhuǎn),單指 9 自由度設(shè)計(jì)可完成鋼琴演奏;中國(guó)科大 19 自由度輕質(zhì)靈巧手采用形狀記憶合金驅(qū)動(dòng),自重僅 370 克,支持 60 種語(yǔ)言語(yǔ)音交互,臨床測(cè)試中完成穿針引線、操作剪刀等精細(xì)動(dòng)作。

一、人形機(jī)器人靈巧手:開(kāi)啟具身智能新紀(jì)元的核心引擎

在當(dāng)前階段,靈巧手方案仍未定型,技術(shù)路線呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn)。對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)可從多個(gè)角度出發(fā),包括自由度數(shù)量、驅(qū)動(dòng)方式、驅(qū)動(dòng)力來(lái)源等。在眾多分類(lèi)依據(jù)中,傳動(dòng)方式最為關(guān)鍵。根據(jù)傳動(dòng)方式的差異,靈巧手方案主要可劃分為三大類(lèi):齒輪傳動(dòng)(其中涵蓋蝸輪蝸桿)、連桿傳動(dòng)以及腱繩傳動(dòng)。在這三種傳動(dòng)方式里,采用齒輪傳動(dòng)和連桿傳動(dòng)的靈巧手,其驅(qū)動(dòng)器位于靈巧手內(nèi)部;而采用腱繩傳動(dòng)的靈巧手,驅(qū)動(dòng)器通常位于手臂位置,也就是在靈巧手外部。

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齒輪傳動(dòng)(驅(qū)動(dòng)器內(nèi)置):此方案中,電機(jī)位于靈巧手手指部位,借助齒輪或定時(shí)皮帶驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)。其優(yōu)勢(shì)在于,關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)效率較高,手部結(jié)構(gòu)布局相對(duì)容易。不過(guò),該方案存在顯著缺點(diǎn):其一,手的尺寸與性能極大程度取決于電機(jī),特別是手指部分。鑒于當(dāng)前電機(jī)技術(shù)水平,將手的體積做到與正常人類(lèi)大小相近頗具難度;其二,因電機(jī)重量因素,手指部分慣性較大,故而需要復(fù)雜的控制機(jī)制;其三,受空間限制,力傳感器的布置存在困難。

電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)方案的典型代表有 DLR - HIT - Hand II 和 KITECH - hand。

DLR - HIT - Hand II 由哈爾濱工業(yè)大學(xué)與德國(guó)航空航天中心聯(lián)合設(shè)計(jì),這款靈巧手擁有 15 個(gè)自由度,五指結(jié)構(gòu)相同,每個(gè)手指具備 3 個(gè)自由度與 4 個(gè)關(guān)節(jié),后兩個(gè)關(guān)節(jié)為機(jī)械耦合。它采用超扁平 BLDC 電機(jī)與微型諧波驅(qū)動(dòng)器。受硬件條件制約,其尺寸與重量偏大,例如所使用的諧波減速器直徑達(dá) 20mm,單指長(zhǎng)度能到 169.1mm,整只手重量為 1.5kg。此外,DLR - HIT - Hand II 配備多個(gè)傳感器,像每個(gè)關(guān)節(jié)處的應(yīng)變片式關(guān)節(jié)扭矩傳感器、特定的關(guān)節(jié)角度傳感器以及指尖的六維傳感器等。

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KITECH - hand 則是采用商業(yè)緊湊型伺服電機(jī)的靈巧手,執(zhí)行器尺寸為 35.8 mm×19.5 mm×25 mm 。執(zhí)行器模組處于手指部位,經(jīng)齒輪減速后輸出扭矩,具備可逆驅(qū)動(dòng)性,位置傳感單元能夠高精度測(cè)量關(guān)節(jié)位置。

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連桿傳動(dòng)(驅(qū)動(dòng)器外置):在連桿傳動(dòng)方案里,電機(jī)一般設(shè)置于手掌部位,通過(guò)連桿把電機(jī)的運(yùn)動(dòng)傳導(dǎo)至手指。連桿傳動(dòng)具有雙向控制關(guān)節(jié)、堅(jiān)固耐用以及易于制造與維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。然而,連桿相對(duì)較厚且質(zhì)地堅(jiān)硬,很難達(dá)成像腱繩方案那般的高靈巧性。

不過(guò),近年來(lái)連桿方案的靈巧度已有顯著提升。高自由度的連桿方案靈巧手的典型案例是 ILDA 靈巧手。ILDA 手基于連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)制,擁有 15 自由度(20 個(gè)關(guān)節(jié)),指尖力可達(dá) 34N,尺寸緊湊(最大長(zhǎng)度為 218 mm),重量為 1.1 kg。ILDA 靈巧手在掌指關(guān)節(jié)(MCP)可實(shí)現(xiàn) 2 - DOF 運(yùn)動(dòng),在近端指間關(guān)節(jié)(PIP)可實(shí)現(xiàn) 1 - DOF 運(yùn)動(dòng) 。

ILDA 所有手指結(jié)構(gòu)一致,每根手指需要三個(gè)電機(jī)、三個(gè)聯(lián)軸器、三個(gè)滾珠絲杠以產(chǎn)生線性運(yùn)動(dòng)、三個(gè) LM 導(dǎo)軌以及一個(gè)手指框架。ILDA 采用直徑 8 毫米的直流電機(jī)(DCX 8 M,Maxon)搭配減速比為 16:1 的齒輪箱(GPX8,Maxon)。并且在每個(gè)指尖都配備了六軸力 / 扭矩(F/T)傳感器,以此保障手的力感知能力。

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腱繩傳動(dòng)(驅(qū)動(dòng)器外置):采用腱繩方案的靈巧手,其驅(qū)動(dòng)器通常布置在前臂,借助腱繩與關(guān)節(jié)相連來(lái)傳遞驅(qū)動(dòng)力。從結(jié)構(gòu)角度看,腱繩方案的手最接近人類(lèi)的驅(qū)動(dòng)機(jī)制。腱繩傳動(dòng)方案最大的優(yōu)勢(shì)在于靈活性,能夠輕松實(shí)現(xiàn) 20 個(gè)以上的自由度。但該方案缺點(diǎn)也較為突出:一是肌腱需要穿過(guò)關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)或者特殊的肌腱連接結(jié)構(gòu),這使得裝配與維護(hù)的復(fù)雜性增加;二是腱繩在長(zhǎng)時(shí)間工作過(guò)程中容易出現(xiàn)斷裂和蠕變現(xiàn)象;三是由于摩擦增大,不僅降低了驅(qū)動(dòng)效率,還增加了控制難度。NASA 開(kāi)發(fā)的 Robonaut 手、DLR 開(kāi)發(fā)的 DLR Hand Arm System 以及 Shadow Robot Company 開(kāi)發(fā)的 Shadow 機(jī)敏手,都是具有此類(lèi)機(jī)制的代表性產(chǎn)品。

Robonaut2(簡(jiǎn)稱(chēng) R2 手)由 NASA 和通用汽車(chē)在 2012 年研發(fā)。R2 手的前臂是一個(gè)完全獨(dú)立的單元,所有電機(jī)都安裝在前臂,通過(guò) 6 根導(dǎo)線進(jìn)行通電與通信。手和前臂的最大直徑為 127mm,從基部到手掌中心長(zhǎng)度為 304mm,有效載荷超過(guò) 9kg,整個(gè)手臂擁有 14 個(gè)自由度(手部 12 個(gè)自由度 + 腕部 2 個(gè)自由度)。R2 手大小與人類(lèi)手部相近,手指完全伸展時(shí)指尖力可達(dá) 2.25kg。R2 手的驅(qū)動(dòng)器運(yùn)用滾珠絲杠將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng),進(jìn)而拉伸腱繩。其腱繩材料由 TeflonTM 和 VectranTM 混合編織而成,腱繩直徑 1.2mm,斷裂強(qiáng)度為 181kg。為增強(qiáng)耐磨性,在編織層中添加了 PTFE。R2 手還安裝了腱繩的張力傳感器(tendon tension ensors),用于感知腱繩的張力。

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DLR Hand Arm System 是德國(guó)宇航中心 DLR 于 2010 年設(shè)計(jì)的繩驅(qū)靈巧手。其手部設(shè)有 19 個(gè)自由度(此外還有 2 個(gè)被動(dòng)自由度),腕部設(shè)有 2 個(gè)自由度,總計(jì) 21 個(gè)自由度(若將被動(dòng)自由度考慮在內(nèi),則為 23 個(gè)自由度)。該系統(tǒng)采用 “拮抗驅(qū)動(dòng)”(antagonistic actuation)方案,即每個(gè)自由度均由 2 個(gè)電機(jī)和 2 個(gè)彈性元件以 “拮抗” 的方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。如此一來(lái),DLR Hand Arm System 的前臂共計(jì)擁有 42 個(gè)電機(jī)和彈性元件 。

對(duì)于 DLR Hand Arm System 而言,蠕變并非其面臨的最大限制因素。相比之下,腱繩的耐磨性、肌腱的固定方式、抗彎折性以及顏色(顏色便于組裝維護(hù))等方面更值得關(guān)注。起初,DLR Hand Arm System 采用了鋼絲繩,但鋼絲繩存在安裝困難以及在頻繁彎折情況下壽命較短的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)綜合考量杜邦公司旗下的芳綸纖維 Kevlar 和 Dyneema,由于 Kevlar 纖維在打結(jié)后強(qiáng)度會(huì)明顯降低,所以最終選用了 Dyneema。到 2015 年,DLR 在推出的 space hand 上,基于對(duì)蠕變性的考量,采用了由 zylon(PBO)纖維編織而成的繩子,以此替代 Dyneema 腱繩。

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靈巧手方案對(duì)比:國(guó)內(nèi)側(cè)重連桿,海外側(cè)重腱繩

人手擁有 27 個(gè)自由度,通常認(rèn)為,當(dāng)靈巧手具備 17 個(gè)及以上自由度時(shí),能夠?qū)崿F(xiàn)接近人手的靈活性,所以 17 個(gè)自由度成為判斷一款靈巧手性能的重要參考指標(biāo)。

國(guó)內(nèi)的靈巧手企業(yè)大多采用連桿傳動(dòng)方案,像兆威機(jī)電、因時(shí)、靈心巧手(L10\L20)等,均運(yùn)用了連桿傳動(dòng)。當(dāng)前,借助連桿傳動(dòng)方案,也能夠?qū)崿F(xiàn) 17 個(gè)以上的自由度,在耐用性與靈活性之間達(dá)成了較好的平衡。

與之不同的是,海外企業(yè)更傾向于腱繩方案,重點(diǎn)追求高靈活性。以特斯拉新一代靈巧手為例,采用腱繩方案可實(shí)現(xiàn) 22 個(gè)自由度,具備高度靈活且擬人的特性。

特斯拉:腱繩傳動(dòng)的代表

特斯拉的靈巧手歷經(jīng)多次迭代升級(jí),其 11 自由度版本的靈巧手公開(kāi)了專(zhuān)利。雖然這并非最新方案,但對(duì)于我們理解特斯拉的設(shè)計(jì)思路仍具有一定的幫助。特斯拉 11 自由度版本靈巧手呈現(xiàn)出以下特點(diǎn):

自由度與驅(qū)動(dòng)方式:擁有 11 個(gè)自由度,其中主動(dòng)自由度為 6 個(gè),這意味著它是一款欠驅(qū)動(dòng)的靈巧手。特斯拉認(rèn)為,將腱繩方案與欠驅(qū)動(dòng)相結(jié)合,隨著接觸位置的改變,結(jié)構(gòu)件的位置會(huì)相應(yīng)移動(dòng),接觸點(diǎn)也會(huì)隨之變動(dòng),如此一來(lái),手指便具備了更強(qiáng)的適應(yīng)性。

應(yīng)對(duì)腱繩摩擦問(wèn)題:在腱繩方案中,摩擦是一個(gè)顯著的缺點(diǎn)。特斯拉通過(guò)使腱繩保持浮動(dòng)(floating)狀態(tài),有效維持了一定的靈活性。

腱繩移動(dòng)與張緊設(shè)計(jì):腱繩在一根細(xì)管中移動(dòng),其末端能夠連接張緊器(tensioner)。自動(dòng)張緊器常見(jiàn)于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)或工業(yè)機(jī)械領(lǐng)域,主要作用是讓皮帶或鏈條始終保持恒定張力,并能自動(dòng)調(diào)節(jié)張力。

傳動(dòng)方式選擇:11 自由度版本采用了蝸輪蝸桿進(jìn)行傳動(dòng)。據(jù)推測(cè),主要原因在于蝸輪蝸桿能夠?qū)崿F(xiàn)大減速比,有助于提高手部的負(fù)載能力。

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在 2024 年 WE ROBOT 活動(dòng)中,特斯拉展示了新一代靈巧手。該款靈巧手繼續(xù)沿用繩驅(qū)方案,自由度提升至 22-Dof,在靈活性與擬人程度上表現(xiàn)卓越。從展示圖片中能夠清晰看到,手腕部位分布著大量腱繩,而電機(jī)則設(shè)置在前臂位置。

因時(shí):基于微型伺服絲杠的 11 自由度方案

因時(shí)機(jī)器人于 2016 年創(chuàng)立,是一家專(zhuān)注于微型精密運(yùn)動(dòng)部件研發(fā)制造的專(zhuān)精特新企業(yè)。其主營(yíng)產(chǎn)品包含微型伺服電缸以及仿人五指靈巧手,在微小型、高精度和力控技術(shù)等方面處于領(lǐng)先地位。因時(shí)機(jī)器人研制的仿人五指靈巧手于 2019 年上市,這是國(guó)內(nèi)首款實(shí)現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)的五指靈巧手。產(chǎn)品突破多項(xiàng)技術(shù)瓶頸,目前成本大幅降低,并獲得國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“智能機(jī)器 人”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)支持。 因時(shí)仿人五指靈巧手單手具有11 個(gè)自由度,其中6 個(gè)主動(dòng)自由度。采用直線推桿的方式進(jìn) 行驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì),電機(jī)位于手掌位置,內(nèi)置連桿和彈簧進(jìn)行傳動(dòng)。因時(shí)的微型伺服電缸的內(nèi) 部集成了空心杯電機(jī)、精密減速器、絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、力傳感器、位置傳感器,是最核心的零部件。

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靈心巧手:連桿傳動(dòng)的高自由度方案

靈心巧手成立于 2023 年 7 月 6 日,致力于開(kāi)發(fā)以靈巧手和云端智腦為核心的具身智能平臺(tái)。在 2024 年,靈心巧手成績(jī)斐然:在第五屆中國(guó)機(jī)器人行業(yè)年會(huì)上,榮獲 LeadeRobot2024 年度具身智能產(chǎn)業(yè)賦能獎(jiǎng)以及 LeadeRobot2024 年度機(jī)器人末端執(zhí)行器最佳適配獎(jiǎng);在 2024 年中關(guān)村仿生機(jī)器人大賽中,斬獲靈巧手領(lǐng)域第一名。目前,靈心巧手的產(chǎn)品月銷(xiāo)量已突破 100 只。

靈心巧手的 Linker Hand 采用單指模塊化設(shè)計(jì),這一設(shè)計(jì)不僅能減輕負(fù)載,提升速度與靈活性,還可降低維護(hù)成本。該靈巧手配備了先進(jìn)的多傳感器系統(tǒng),能夠精準(zhǔn)感知環(huán)境并實(shí)現(xiàn)交互。當(dāng)接觸物體時(shí),它能夠精確捕捉物體的三維力,同時(shí)敏銳感知物體表面的紋理和溫度差異。

2025 年,靈心巧手推出 Linker Hand 靈巧手鈦金版 T10、T20,售價(jià)分別為 19999 元和 49999 元。在 2025 年工博會(huì)上,靈心巧手進(jìn)一步發(fā)布了兩款新產(chǎn)品:售價(jià) 88.88 萬(wàn)元的終結(jié)者版本 Linker Hand Ultra(具備 25 + 自由度,采用繩驅(qū)傳動(dòng))以及售價(jià) 0.88 萬(wàn)元的入門(mén)級(jí)產(chǎn)品 Linker Hand O7(7 自由度,采用連桿傳動(dòng))。

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兆威機(jī)電:連桿 + 直驅(qū)組合方案

2024 年 11 月,兆威機(jī)電正式發(fā)布了手指集成驅(qū)動(dòng)的高可靠靈巧手。這款仿生靈巧手具有以下顯著特點(diǎn):

高靈巧性:配備 17 個(gè)主動(dòng)執(zhí)行單元,單指節(jié)擁有 3 個(gè)及以上主動(dòng)執(zhí)行單元,能夠精準(zhǔn)模擬人手的抓握等精細(xì)動(dòng)作,極大地提升了機(jī)械手的靈活性與精確度。指節(jié)電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng),指尖集成傳感器。其手長(zhǎng) 238.5mm,手寬 88mm,手厚 40.7mm,負(fù)載能力為 3kg,重量小于 1kg。

高可靠性:該靈巧手設(shè)計(jì)壽命達(dá) 10 年(單手),關(guān)鍵組件全部由企業(yè)自主研發(fā)。

高精度:微驅(qū)控制器主頻 600M,采用一拖六結(jié)合磁編方案,電機(jī)控制精度極高。每個(gè)指節(jié)通過(guò)電機(jī)搭配微型減速器和絲桿驅(qū)動(dòng),結(jié)合高密度、高集成且經(jīng)過(guò)布局優(yōu)化的 PCB 設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了精確的動(dòng)力輸出與快速響應(yīng)。

從兆威機(jī)電的靈巧手專(zhuān)利技術(shù)來(lái)看,掌指控制單元采用無(wú)刷直流電機(jī),手指控制單元采用步進(jìn)電機(jī),并結(jié)合直線執(zhí)行器應(yīng)用,通過(guò)電機(jī)旋轉(zhuǎn)搭配微型減速器和絲桿,達(dá)成精確的動(dòng)力輸出和快速響應(yīng)。

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二、靈巧手硬件五大方向

從需求彈性與產(chǎn)業(yè)鏈稀缺性的視角出發(fā),建議投資者重點(diǎn)關(guān)注五大方向:微型電機(jī)、驅(qū)控芯片、微型絲杠、腱繩、傳感器。

微型電機(jī):BOM 占比高,價(jià)值量顯著

靈巧手對(duì)空間的要求極為嚴(yán)苛,通常采用微型電機(jī)。當(dāng)下主流方案涵蓋空心杯電機(jī)和無(wú)刷直流電機(jī)。

空心杯電機(jī)屬于直流永磁電機(jī),與普通有刷、無(wú)刷直流電機(jī)的主要區(qū)別在于其采用無(wú)鐵芯轉(zhuǎn)子,也被稱(chēng)作空心杯型轉(zhuǎn)子。由于轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的改變,空心杯電機(jī)體積小巧,重量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大幅降低,具備鐵芯電機(jī)難以企及的控制與拖動(dòng)特性。此外,這種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)徹底消除了因鐵芯產(chǎn)生渦流導(dǎo)致的電能損耗,節(jié)能特點(diǎn)突出。

空心杯電機(jī)又可細(xì)分為無(wú)刷空心杯電機(jī)和有刷空心杯電機(jī),二者在轉(zhuǎn)向方式、轉(zhuǎn)子構(gòu)成、壽命、轉(zhuǎn)速、抗干擾等方面存在性能差異。

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空心杯電機(jī)的核心技術(shù)壁壘在于自支撐繞組技術(shù)。一方面,空心杯電機(jī)所有漆包線均為懸空繞線,內(nèi)部無(wú)任何支撐,對(duì)加工精度要求極高;另一方面,目前我國(guó)生產(chǎn)空心杯電機(jī)多采用卷繞式生產(chǎn)技術(shù),該技術(shù)生產(chǎn)效率較低,廢品率高??招谋姍C(jī)線圈的卷繞方式包括直繞組、斜繞組、同心式繞組、疊繞組等。

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若采用腱繩方案,可將電機(jī)安置在前臂,此時(shí)可選用直流無(wú)刷電機(jī)。電機(jī)安置在前臂后,空間得以增大,選用直流無(wú)刷電機(jī)能夠降低成本。相較于有刷直流電機(jī),無(wú)刷直流電機(jī)省去了碳刷,通過(guò)電氣控制系統(tǒng)對(duì)線圈進(jìn)行控制,雖然增加了成本和電機(jī)的復(fù)雜性,但效率更高、壽命更長(zhǎng)、轉(zhuǎn)速更快。

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微型電機(jī)在 BOM 成本中占比較高,價(jià)值量顯著。假設(shè)單手有 17 個(gè)主動(dòng)自由度,對(duì)應(yīng) 17 個(gè)電機(jī)。若采用空心杯電機(jī),按單價(jià) 1433 元 / 個(gè)計(jì)算,單手價(jià)值量高達(dá) 2.43 萬(wàn)元;即便采用直流無(wú)刷電機(jī),按單價(jià) 418 元 / 個(gè)估算,單手價(jià)值量也達(dá) 7106 元。

驅(qū)控芯片:國(guó)產(chǎn)替代空間廣闊

電機(jī)的驅(qū)控芯片包含主控芯片 MCU、驅(qū)動(dòng)芯片、功率器件、傳感器等。驅(qū)控芯片通過(guò)集成控制算法、功率驅(qū)動(dòng)和保護(hù)功能,實(shí)現(xiàn)電機(jī)的高效、安全與智能化運(yùn)行,其性能直接關(guān)系到設(shè)備的精度、可靠性和能效。

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人形機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)動(dòng)作協(xié)調(diào),對(duì)電機(jī)的驅(qū)控芯片提出了新要求:

高性能、高穩(wěn)定:人形機(jī)器人要求靈巧操作,對(duì)完成轉(zhuǎn)矩控制的時(shí)間要求較高。

低功耗:人形機(jī)器人十分注重電機(jī)效率,這不僅涉及電機(jī)本身,也與電機(jī)的控制架構(gòu)相關(guān)。

高集成、小尺寸:靈巧手對(duì)尺寸要求高,需嚴(yán)格控制驅(qū)控芯片的尺寸。在單一晶圓上集成電源、驅(qū)動(dòng)或功率器件,可有效降低整體方案成本,減少元器件面積。

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電機(jī)驅(qū)控芯片行業(yè)正逐步朝著單芯高集成方向發(fā)展,價(jià)值量有提升的可能性。傳統(tǒng)方案采用分立器件實(shí)現(xiàn),而新一代方案已能將傳感器、通用內(nèi)核和專(zhuān)用內(nèi)核以及 pre - driver 集成在一起,進(jìn)一步提高了集成度,降低了成本。

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目前電機(jī)驅(qū)控行業(yè)國(guó)產(chǎn)化率較低,國(guó)產(chǎn)替代空間廣闊。以 BLDC 電機(jī)驅(qū)控芯片為例,全球前十大廠商中僅有峰岹科技一家中國(guó)企業(yè),市占率僅 4.8%。

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憑借在產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的關(guān)鍵卡位,優(yōu)勢(shì)企業(yè)正朝著產(chǎn)業(yè)鏈上下游延伸。2025 年 1 月,峰岹科技與三花控股簽署了《合作框架協(xié)議》,雙方同意出資設(shè)立合資公司(三花控股持股 50%,峰岹科技持股 36%)。合資公司專(zhuān)注于空心杯電機(jī)(無(wú)槽永磁交流電機(jī))本體及相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造和銷(xiāo)售。

微型絲杠:用量有望大幅提升

我們預(yù)期微型絲杠在靈巧手中的用量將大幅增加。微型絲杠常與高精密減速器、高性能空心杯電機(jī)、傳感器以及伺服控制系統(tǒng)集成為微型伺服電動(dòng)缸。這種集成設(shè)計(jì)能在保證更小體積的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)驅(qū)控一體化,具備體積小、精度高、負(fù)載大等技術(shù)特性。

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在部分方案中,微型絲杠的單手用量可達(dá) 15 個(gè)以上。以 ILDA 手的連桿結(jié)構(gòu)為例,每個(gè)手指對(duì)應(yīng) 3 個(gè)微型絲杠,單手就需要 15 個(gè)微型絲杠;參考 R2 手的繩驅(qū)結(jié)構(gòu),每個(gè)自由度需要一個(gè)微型絲杠,若某款手有 17 個(gè)主動(dòng)自由度,則至少需要 17 個(gè)微型絲杠。

高精度微型絲杠是微型伺服電缸的核心。絲杠的作用是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng),蝸輪蝸桿也能實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變,例如特斯拉第一代靈巧手就采用了蝸輪蝸桿。但絲杠精度高、傳動(dòng)效率高、穩(wěn)定性好、噪音低,適用于高精度傳動(dòng)設(shè)備;而蝸輪蝸桿承載能力強(qiáng)、通用性強(qiáng),更適用于大負(fù)載場(chǎng)合,如減速機(jī)、升降機(jī)、工業(yè)機(jī)械等。

微型絲杠可能主要以滾珠絲杠為主。參考 ILDA、R2 手的結(jié)構(gòu),二者均采用了滾珠絲杠。我們認(rèn)為,滾珠絲杠傳動(dòng)效率高(一般為 85% - 95%),且加工成本較低,將成為微型絲杠的主流選擇。

部分方案也會(huì)采用性能更優(yōu)的微型行星滾柱絲杠。行星滾柱絲杠的傳力接觸面積大幅增加,具有更大的承載力和更高的機(jī)械剛性。在相同絲杠直徑下,行星滾柱絲杠比滾珠絲杠承載能力提高 6 - 15 倍;相同負(fù)載下比滾珠絲杠節(jié)省 1/3 空間。由于滾珠絲杠的滾珠在運(yùn)行時(shí)會(huì)發(fā)生碰撞,而行星滾柱絲杠避免了這一問(wèn)題,因此行星滾柱絲杠還能輸出更高的直線速度,其轉(zhuǎn)速可達(dá) 6000r/min,直線速度可 2m/s 以上,加速度可達(dá) 1000rad/s2 以上。在傳動(dòng)效率方面,雖然行星滾柱絲杠是滾動(dòng)摩擦,但因加工誤差及表面粗糙度等因素,其傳動(dòng)效率低于滾珠絲杠,一般低于 90%,在潤(rùn)滑良好的情況下可達(dá) 90%。

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行星滾柱絲杠對(duì)加工精度要求高、制造難度大。絲杠加工工藝有冷軋、旋風(fēng)銑、硬車(chē)、砂輪磨削等。其中冷軋精度最低,通常無(wú)法滿(mǎn)足精度要求;砂輪磨削精度最高,但生產(chǎn)效率低;硬車(chē)、旋風(fēng)銑工藝雖犧牲了一定精度,但相較于磨削方式,生產(chǎn)效率顯著提升。絲杠在加工過(guò)程中,需多次加工、時(shí)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(fù)雜,加工難度更高。

此前,行星滾柱絲杠多依賴(lài)進(jìn)口,價(jià)格高昂且定制化程度高。由于行星滾柱絲杠的制造工藝和技術(shù)要求相對(duì)較高,涉及高低溫時(shí)效處理、淬火等多個(gè)復(fù)雜環(huán)節(jié),造價(jià)成本也相對(duì)較高,過(guò)去 Rollvis、GSA、Ewellix(均為舍弗勒旗下公司)等公司在國(guó)內(nèi)占據(jù)主要市場(chǎng),國(guó)產(chǎn)替代空間廣闊。

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靈巧手使用的微型絲杠要求更為嚴(yán)格。微型絲杠的螺紋極為細(xì)密,能夠提供非常平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)和精準(zhǔn)的控制。由于尺寸小且工作環(huán)境相對(duì)精密,微型絲杠對(duì)材料要求極高,通常采用高硬度的合金鋼或者不銹鋼,以保證在長(zhǎng)期使用中維持高精度和耐磨性。其精密結(jié)構(gòu)使得安裝和維護(hù)需要更高精度的對(duì)準(zhǔn)和細(xì)致的保養(yǎng),稍有偏差就會(huì)影響性能。國(guó)內(nèi)微型絲杠的生產(chǎn)廠商包括諾仕機(jī)器人、因時(shí)機(jī)器人、新劍傳動(dòng)、KGG 等:

諾仕機(jī)器人已研發(fā)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,可極大提高線性執(zhí)行器空間利用率,為靈巧手等狹小空間的精確控制提供線性執(zhí)行器方案。

因時(shí)機(jī)器人已能夠?qū)崿F(xiàn)螺母直徑 10mm 以?xún)?nèi)的微型行星滾柱絲杠量產(chǎn),并將該技術(shù)應(yīng)用于靈巧手的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)中,在保證微型伺服電缸更小體積的同時(shí),實(shí)現(xiàn)了更大的推拉力。

KGG 可以生產(chǎn)軸徑 4mm 的行星滾柱絲杠,負(fù)載可達(dá) 1000N;滾珠絲杠軸徑僅 1.8mm,C3/C5/C7 精度均可定制。

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腱繩:繩驅(qū)方案的短板所在

腱繩是當(dāng)前繩驅(qū)方案面臨的瓶頸之一。用于靈巧手的腱繩,需要具備高強(qiáng)度與耐久性、抗蠕變、較小的折彎半徑、抗腐蝕以及良好的柔韌性等特性。目前,腱繩的主流方案主要包括鋼絲繩和超高分子量聚乙烯纖維(UHMWPE)這兩類(lèi)。這兩種方案各有千秋,關(guān)于最終選用哪種方案,目前尚無(wú)定論。就目前情況而言,鋼絲繩在大負(fù)載領(lǐng)域展現(xiàn)出較好的適應(yīng)性;而 UHMWPE 方案則更適用于高自由度、低負(fù)載的靈巧手。

鋼絲繩常見(jiàn)的材質(zhì)有碳素鋼絲繩、不銹鋼絲繩、鍍鋅鋼絲繩、合金鋼絲繩等。通常,鋼絲繩會(huì)采用多股絞合的方式形成線纜,以此獲得更優(yōu)良的性能。在手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域,常常使用鎢鋼絲繩,因其具備優(yōu)異的斷裂強(qiáng)度和超長(zhǎng)的循環(huán)壽命。

鋼絲繩的優(yōu)勢(shì)在于摩擦較小,它不僅不存在內(nèi)摩擦,而且滑動(dòng)表面的摩擦系數(shù)也相對(duì)較低。然而,鋼絲繩的缺點(diǎn)同樣突出:其一,鋼絲繩的末端難以進(jìn)行固定;其二,鋼絲繩無(wú)法承受較小的回轉(zhuǎn)半徑;其三,鋼絲繩的強(qiáng)度較低,在相同直徑的條件下,其所能承受的最大載荷遠(yuǎn)低于高分子纖維繩;其四,鋼絲繩的使用壽命較短。

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超高分子量聚乙烯纖維(UHMWPE)是由分子量在 100 萬(wàn)以上的超高分子量聚乙烯,通過(guò)凝膠紡絲法制得的纖維。早在 20 世紀(jì) 30 年代,Staudinger 教授就指出,高強(qiáng)高模纖維的理想結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)是大分子鏈無(wú)限長(zhǎng),并且以伸直鏈結(jié)晶的狀態(tài)存在。從分子結(jié)構(gòu)層面來(lái)看,UHMWPE 纖維是接近理論極限強(qiáng)度的最為理想的高聚物。

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超高分子量聚乙烯纖維(UHMWPE)是人類(lèi)目前能夠合成的高強(qiáng)度物質(zhì),與碳纖維、芳綸纖維一同被譽(yù)為世界三大特種纖維。UHMWPE 具備極為優(yōu)異的性能。以荷蘭帝斯曼集團(tuán)的 UHMWPE 產(chǎn)品 Dyneema 為例:

在相同重量的前提下,Dyneema 的強(qiáng)度是鋼絲的 15 倍。

由 Dyneema 制成的繩索,其重量比鋼絲繩輕 8 倍,并且能夠漂浮在水面上。

Dyneema 具有疏水性,不會(huì)吸收水分。

Dyneema 具有化學(xué)惰性,在干燥、潮濕、含鹽以及潮濕等不同條件下,性質(zhì)都能保持穩(wěn)定。

Dyneema 在暴露于紫外線環(huán)境中時(shí),依然能夠維持自身性能。

UHMWPE 具有高強(qiáng)高模的特點(diǎn)。纖維的強(qiáng)度可以通過(guò)自由斷裂長(zhǎng)度來(lái)體現(xiàn)。自由斷裂長(zhǎng)度指的是纖維、繩索在自由吊掛的狀態(tài)下,因自身質(zhì)量而發(fā)生斷裂的理論長(zhǎng)度。自由斷裂長(zhǎng)度與材料的強(qiáng)度相對(duì)應(yīng),并且與粗細(xì)無(wú)關(guān)。WHMWPE 的自由斷裂長(zhǎng)度理論值高達(dá) 400km,是芳綸纖維的 1.4 倍。此外,UHMWPE 纖維還具備良好的彎曲性能,能夠在不開(kāi)裂或不斷裂的情況下,進(jìn)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則相對(duì)較差。

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UHMWPE 的優(yōu)勢(shì)在于其強(qiáng)度較高,不過(guò)在耐高溫、抗蠕變性能方面仍存在不足。由于 UHMWPE 的分子結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,分子間不存在氫鍵作用,而且分子間的范德華力僅為色散力,這就導(dǎo)致分子間的作用力較小,分子容易發(fā)生滑移,從而造成蠕變現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用,靈巧手的精度會(huì)因此出現(xiàn)一定程度的下降。

UHMWPE 被廣泛應(yīng)用于繩索、網(wǎng)、魚(yú)線、防護(hù)裝備、加固材料等諸多領(lǐng)域。在 2023 年,中國(guó)對(duì) UHMWPE 纖維的需求量達(dá)到了 3.38 萬(wàn)噸,占全球需求的 61% 以上,在 2018 - 2023 年期間,年復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)約為 14.6%。在中國(guó),UHMWPE 的主要應(yīng)用領(lǐng)域中,軍警裝備、海洋產(chǎn)業(yè)和勞動(dòng)安全防護(hù)這三個(gè)領(lǐng)域的占比分別為 38%、30% 和 25%。除此之外,UHMWPE 纖維在家紡、體育裝備和建筑工程等行業(yè)也有少量應(yīng)用。

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目前,UHMWPE 基本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,其性能達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。截至 2023 年,中國(guó) UHMWPE 產(chǎn)能在全球所占比例超過(guò) 60%。當(dāng)下,中國(guó)國(guó)內(nèi)已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的 UHMWPE 纖維產(chǎn)品,主要集中在強(qiáng)度約為 35cN/dtex 的產(chǎn)品。而強(qiáng)度大于 40cN/dtex 以上的超高強(qiáng)、耐熱抗蠕變、高耐切割等功能性纖維產(chǎn)品,仍然較為匱乏。海外的行業(yè)龍頭企業(yè)憑借深厚的技術(shù)積累,依舊具備較強(qiáng)的實(shí)力。中國(guó)企業(yè)未來(lái)將在高端領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力,實(shí)現(xiàn)突破。例如,南山智尚自主研發(fā)了 “抗蠕變超高分子量聚乙烯纖維用紡絲液及其制備方法” 專(zhuān)利,有效地解決了傳統(tǒng) UHMWPE 纖維在長(zhǎng)期使用過(guò)程中的松弛問(wèn)題,顯著提升了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和耐用性。其生產(chǎn)的纖維拉伸強(qiáng)度達(dá)到 42cN/dtex,處于國(guó)內(nèi)第一梯隊(duì)水平,接近國(guó)際龍頭企業(yè)的產(chǎn)品性能。

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人形機(jī)器人靈巧手的腱繩用量較為顯著。腱繩的用量與靈巧手的自由度以及傳動(dòng)方案相關(guān)。若采用類(lèi)似于 Robonaut2 的方案,1 個(gè)主動(dòng)自由度僅需 1 根腱繩;要是采用 DLR Hand Arm System 的方案,每個(gè)主動(dòng)自由度則需要 2 根腱繩來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。我們認(rèn)為,DLR Hand Arm System 的方案成本相對(duì)偏高。對(duì)于量產(chǎn)方案而言,1 個(gè)主動(dòng)自由度搭配 1 根腱繩的方案更具經(jīng)濟(jì)性。以單手擁有 17 個(gè)主動(dòng)自由度來(lái)計(jì)算,1 個(gè)人形機(jī)器人需要 34 根腱繩。單臺(tái)機(jī)器人的腱繩價(jià)值量大約在 2000 元 - 4000 元這個(gè)區(qū)間。假設(shè)人形機(jī)器人的年產(chǎn)量為 100 萬(wàn)臺(tái) / 年,其中 60% 采用繩驅(qū)方案,那么對(duì)應(yīng)的市場(chǎng)規(guī)??蛇_(dá) 12 - 24 億元 / 年。

觸覺(jué)傳感器:稀缺的價(jià)值增量環(huán)節(jié)

嚴(yán)格來(lái)講,靈巧手的傳感器涵蓋內(nèi)部傳感器與外部傳感器。內(nèi)部傳感器主要用于感應(yīng)靈巧手內(nèi)部信號(hào),以此監(jiān)測(cè)其工作狀態(tài),常見(jiàn)的有位置傳感器、力 / 力矩傳感器、溫度傳感器。外部傳感器則主要負(fù)責(zé)采集外部信號(hào),監(jiān)測(cè)與目標(biāo)物體的交互狀態(tài),目前主要包括觸覺(jué)傳感器、接近覺(jué)傳感器。本章節(jié)所提及的傳感器主要指觸覺(jué)傳感器。

人類(lèi)手部擁有 17000 多個(gè)感官單元,能夠提供力度、紋理、溫度以及被抓物體硬度等多方面信息。借助這些外部信息,人手得以構(gòu)建信息閉環(huán),甚至實(shí)現(xiàn) “盲操作”。人手的靈巧操作高度依賴(lài)這套感知系統(tǒng),故而豐富的傳感器是實(shí)現(xiàn)靈巧操作的必要元素。

從廣義范疇看,觸覺(jué)技術(shù)主要包含接觸感知、壓力感知、滑感感知、剛度感知以及冷熱感知?,F(xiàn)階段,機(jī)器人的觸覺(jué)傳感器主要聚焦于壓力感知和接近覺(jué)感知。

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當(dāng)前主流的傳感器多采用 MEMS 工藝。MEMS(Micro - Electro - Mechanical System)即微機(jī)電系統(tǒng),是一種微小且精密的機(jī)械系統(tǒng),它將微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路等集成在一塊或多塊芯片上。MEMS 傳感器具備體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適合批量化生產(chǎn)、易于集成以及實(shí)現(xiàn)智能化等特性。

MEMS 傳感器包含壓阻式、電容式、壓電式、光電式(視觸覺(jué))等類(lèi)型。目前,壓阻式傳感器是行業(yè)主流,其優(yōu)勢(shì)在于靈敏度高、分辨率高、技術(shù)成熟且成本相對(duì)較低。視觸覺(jué)傳感器(Vision - Based Tactile Sensor,VBTS)也逐漸受到關(guān)注。

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視觸覺(jué)傳感器的原理主要是通過(guò)相機(jī)接收表面形變信息,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)外界環(huán)境的感知,能夠?qū)崟r(shí)反饋與接觸物體的壓力、形狀、紋理等信息。視觸覺(jué)傳感器的典型代表有 GelSight 以及 Meta AI 推出的 Digit 360。Digit 360 是一款指尖形狀的全向視觸覺(jué)傳感器,配備了超過(guò) 18 種傳感功能,屬于真正的多模態(tài)觸覺(jué)傳感器(能夠檢測(cè)空間細(xì)節(jié)的微小變化,感應(yīng)力小至 1 mN,幾何形狀低至 7μm,振動(dòng)高達(dá) 9Khz,還能感知熱量甚至氣味)。

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除 MEMS 傳感器外,柔性觸覺(jué)傳感器是近年來(lái)興起的另一發(fā)展方向。柔性觸覺(jué)傳感器也被稱(chēng)作電子皮膚,它利用柔性材料的物理特性,將外部力學(xué)量轉(zhuǎn)化為電信息,從而實(shí)現(xiàn)觸覺(jué)感知。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(dǎo)電聚合物等作為敏感材料,通過(guò)微納加工技術(shù)制備而成,能夠貼合人體皮膚或機(jī)器人的復(fù)雜曲面。而傳統(tǒng) MEMS 傳感器采用半導(dǎo)體工藝生產(chǎn)和封裝,屬于剛性結(jié)構(gòu)。

與 MEMS 傳感器類(lèi)似,柔性觸覺(jué)傳感器可分為壓阻式、電容式、壓電式、摩擦電式等。其中電阻式和電容式技術(shù)成熟、成本較低,成為當(dāng)下主流方案。

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我們十分看好觸覺(jué)傳感器 / 電子皮膚領(lǐng)域的發(fā)展機(jī)遇。

其一,觸覺(jué)是實(shí)現(xiàn)靈巧操作的關(guān)鍵要素,這使得觸覺(jué)傳感器的重要性日益凸顯。

其二,目前觸覺(jué)傳感器主要應(yīng)用于指尖部位,未來(lái)有望擴(kuò)展至手掌乃至整只手,使用量將大幅增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)未來(lái)電子皮膚單機(jī)價(jià)值量有望達(dá)到 3000 - 4000 元 / 臺(tái)。若按人形機(jī)器人出貨量 100 萬(wàn)臺(tái) / 年進(jìn)行估算,對(duì)應(yīng)的市場(chǎng)規(guī)??蛇_(dá) 30 - 40 億元 / 年。

其三,觸覺(jué)傳感器 / 電子皮膚技術(shù)壁壘頗高,其他廠商跨界切入難度較大。當(dāng)前靈巧手行業(yè)的主要廠商包括他山科技、帕西尼、能斯達(dá)、墨現(xiàn)科技等。各廠商擁有獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn),在細(xì)分領(lǐng)域形成優(yōu)勢(shì),展開(kāi)差異化競(jìng)爭(zhēng)。例如,他山科技采用多對(duì)電容傳感器,并搭配力的識(shí)別結(jié)構(gòu),能夠出色地進(jìn)行三維力的學(xué)習(xí),2024 年觸覺(jué)傳感器出貨量超過(guò) 1 萬(wàn)顆。帕西尼的 PX - 6AX gen2 觸覺(jué)傳感器,采用電磁式技術(shù)路線,可捕捉 15 種多維觸覺(jué)感知信息,能夠測(cè)量法向及切向力,空間分辨率達(dá) 1mm,精度為 1% FS,實(shí)現(xiàn)了 0.01N 的精密識(shí)別。墨現(xiàn)科技的柔性傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,厚度最小可做到 0.2mm,一個(gè)指尖能夠覆蓋 100 個(gè)感應(yīng)點(diǎn)甚至更多。

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目前,電子皮膚正處于從實(shí)驗(yàn)室邁向產(chǎn)業(yè)化的初期階段。從性能方面來(lái)看,電子皮膚的靈敏度、分辨率等性能已有顯著提升,但在大面積陣列化部署時(shí),仍面臨高成本、拼接難題、電路連通性差等問(wèn)題。

靈巧手是人形機(jī)器人區(qū)別于工業(yè)機(jī)器人的核心價(jià)值體現(xiàn),其重要性不言而喻。同時(shí),高度靈活且擬人的靈巧手也是當(dāng)前產(chǎn)業(yè)鏈的瓶頸所在。優(yōu)質(zhì)的靈巧手公司具有較高的技術(shù)壁壘和稀缺性,可給予適當(dāng)?shù)墓乐狄鐑r(jià)。

建議重點(diǎn)關(guān)注以下企業(yè):

兆威機(jī)電:深耕精密傳動(dòng)系統(tǒng),具備靈巧手整體設(shè)計(jì)能力與一體化供應(yīng)能力。

五洲新春:具備熱處理、精密機(jī)加工能力,布局行星滾柱絲杠和微型絲杠領(lǐng)域。

峰岹科技:專(zhuān)注于電機(jī)控制芯片環(huán)節(jié)。

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