灵巧手是机器人的核心执行末端。由于人们赋予了人形机器人拟人化灵活操作的预期，因此需要末端执行器具备高灵巧性、强适应性、高智能化的特征。灵巧手以人手的结构和功能为模仿对象，是机器人实现精细操作的基础，其需要完成抓、握、捏、拧、旋转等不同动作，以满足多元化的场景需求。灵巧手在机器人研发工程和整机成本中占据重要份额。国内外企业均在积极布局，灵巧手产品处于持续选代过程中。
受益于人形机器人放量预期，灵巧手作为人形机器人的关键执行部件，有望率先迎来产业化落地。参照中商产业研究院数据，2024年全球机器人灵巧手市场规模约76万只/17亿美元，至2030年全球机器人灵巧手市场规模或将突破141万只/30亿美元。
沿着以上产业产业发展态势，我们对灵巧手行业展开分析梳理。当前灵巧手行业的市场现状是怎样的？市场上整体的技术方案如何？国内外企业有何差距？以及灵巧手行业的产业链情况如何？不同企业间的市场格局怎样？市场发展中，释放出来哪些产业机遇？相关公司发展情况如何？同时，解决上述问题的同时，我们还将对灵巧手行业的未来发展进行合理展望，以期帮助大家从上述问题，加深对灵巧手行业的认知，更好地把握行业的发展态势。
01
行业概况
1、灵巧手是人形机器人重要的末端执行器，具有更高自由度要求
人形机器人是机器人适应人类环境的最优解。相比专门为单一任务设计的机器人，人形机器人可以在不同场景之间快速切换，具有高度的通用性和灵活性，能够执行多种不同类型的任务，具有更广阔的商业应用前景。此外，相较于其他形态的机器人，人形机器人能够更好地适应按照人类的身体特征和操作习惯来设计的各类基础设施，无需对现有的环境和设施进行大规模改造。因此，类人化设计的商业化前景、改造成本等因素影响下，人形机器人是目前最优解。灵巧手是人形机器人重要的末端执行器。末端执行器直接安装在机器人手腕上，用于夹持工件、或让工具按照规定的程序完成的工作的机构。相较于普通工业机械手（自由度少、结构简单、易于控制），类人化设计的灵巧手对控制精度、灵活性要求极高。目前，仿人机器人末端执行器有两种：柔性手和仿生多指灵巧手。其中，灵巧手是模拟人类手部功能的高自由度机械装置，具备抓取、操作、感知等能力，是人形机器人实现精细交互的核心执行器。灵巧手功能设计类人化，具备较高自由度要求。若参照人类手部的灵活度，手指 腕部共24个自由度，抓握、拾取等动作需不同手部环节进行配合。手指环节中，各手指远离手腕的两个关节主要完成弯曲/伸展类动作，各手指靠近手腕的关节则兼备弯曲/伸展类、侧摆类两大动作执行功能。此外，腕掌环节为完成手部抓握等动作也具备独立于手指的自由度。Tesla于24年11月公布的Optimus最新动态中指出其灵巧手已具备22个自由度，较上一版本的11个自由度个数大幅提升，已逐步接近人类手部灵活度。灵巧手需兼具高灵活性、精准执行及反馈以及自适应等能力。为高效执行相应动作指令，人形机器人灵巧手的设计需要满足高度仿生、灵活操作和复杂环境适应性等要求，具备负载能力、运动能力、控制能力、感知能力等：高自由度与灵活性：需尽可能匹配人类手部自由度，以实现抓、握、捏、推拉等精细动作，其活动范围需接近人类活动范围（如拇指对掌运动），可通过协同关节运动补偿机械误差等方式实现冗余控制。精准抓握与自适应抓取：具备一定负载能力的同时，可实现抓握力的连续调节（如抓握鸡蛋等轻物过渡至抓握大型负载等重物），稳定抓握住物体，同时灵巧手需兼具自适应能力，基于物体形状、材质（软/硬、光滑/粗糙）自动调整抓取策略（如指尖捏取、包裹式抓握）。环境感知及执行反馈：具备触觉、温度等外部感知能力，力觉等内部感知能力，同时保持毫秒级响应延迟，确保动态操作（如接抛球、拧瓶盖）。灵巧手的性能和成本受其三大核心组件—驱动系统、传动系统和传感装置的共同影响。驱动系统（各类电机）提供动力来源，驱动手指关节运动；传动系统（齿轮、连杆、腱绳等）将驱动系统的动力高效传递到手指关节，并调节输出的力、速度和行程；传感系统（各类传感器）实时监测手指状态（位置、力、触觉等），反馈给控制系统以实现闭环调节。根据自由度数量、驱动方式、传动方式以及传感方式的不同，灵巧手可以分为若干类型。人形机器人灵巧手可以根据结构形式（如驱动器内置式、外置式、混合制式）、驱动方式（如电机驱动、气动驱动、液压驱动、形状记忆合金驱动）、传动机构（如腱绳传动、齿轮传动、连杆传动）、自由度与驱动源数量（如全驱动、欠驱动）以及手指关节特性（如刚性关节、柔性关节、软体关节）等多种标准进行分类，每种分类方式反映了灵巧手在灵活性、精度、成本、复杂度、适应性等方面的不同特点，适用于不同的应用场景和任务需求。灵巧手主要参考人手构造，通常认定人手有21个自由度。机器人灵巧手从结构和功能上参考人手，能够灵活操作对象，实现对物体的灵活抓取，满足多种工作需求。从解剖学上看，拇指有IP（指间关节），MCP（掌指关节）和CMC（腕掌关节）三个关节，其余四指有DIP(远端指间关节)，PIP（近端指间关节）、MCP（掌指关节）和CMC（腕掌关节）四个关节。从类型上看，手指的DIP、PIP和拇指的IP关节都属于铰链关节，只有1个自由度；手指的MCP属于椭球关节，有2个自由度；手指的CMC属于鞍状关节，有2个自由度。在通常不考虑除拇指外四指的CMC关节下，拇指有5个自由度，其余四指有4个自由度，单手合计有21个自由度。根据自由度与驱动源数量，可将灵巧手分为全驱动和欠驱动两大类。全驱动灵巧手的驱动源数量与自由度相等，每个关节都有独立驱动器，能够实现高度灵活和精确的动作，适合复杂任务，如精密装配、医疗手术辅助等，但结构复杂、成本高、能耗大。其优势在于高精度和高适应性，能够满足多样化和高难度的操作需求。相比之下，欠驱动灵巧手的驱动源数量少于自由度，部分关节通过耦合随动。这种设计使得其结构简单、成本低、能耗低，适合简单抓取和搬运任务，如物流分拣、工业搬运等。然而，它的灵活性和控制精度相对较低，难以应对复杂精细的操作。按驱动源类型，可将灵巧手分为电机驱动、液压驱动、气压驱动等多种类型。驱动源是驱动系统的动力源，驱动源性能决定了驱动系统的驱动性能。目前，主流的驱动源有：电机驱动、液压驱动、气压驱动、形状记忆合金（SMA）驱动。电机驱动是目前多指灵巧手的主要驱动方式之一，具有驱动力大、控制精度高、响应快、模块化设计、易于更换维护等优点。但是电机本身固有的体积较大等缺陷，导致无论是外置还是内置，都会占用较大的物理空间，并且市场上很难匹配到通用电机。相比之下，液压驱动式机械手的驱动系统一般由液动机、伺服阀、油泵和油箱等组成，驱动机械手完成任务，常被用于工业机械手中，适合大型抓取作业。液压驱动能获得较大的工作力，能带动较大的负荷，但体积大，成本高，容易被污染。按传动方式划分，可将灵巧手分为齿轮传动、连杆传动、腱绳传动等多种类型。齿轮传动是通过齿轮之间的啮合来传递动力和运动的传动方式，具有高传动效率和精确的运动控制特性，但结构复杂且成本较高；连杆传动利用连杆组件将动力源的运动转化为手指的运动，其特点是刚度大、负载能力强且成本较低，不过结构相对复杂、体积较大且柔性不足；腱绳传动则通过腱绳连接动力源与手指关节，实现动力传递，具有结构紧凑、重量轻、灵活性高的优点，但精度相对较低且腱绳易磨损，寿命有限。在实际运用上，连杆传动方案较为成熟，在现有灵巧手传动方案中使用较为常见；长期看腱绳传动优势更加明显，有望成为未来的主流方案。自20世纪70年代以来，多指灵巧手主要经历了三个发展阶段，逐步向智能化、灵巧化、抓取精准化方向发展。20世纪70年代后以多自由度、多感知、可控制为标志的现代灵巧手产生。①1974年日本电工实验室研发的灵巧手Okada是现代意义上的第一款灵巧手。该手为三指灵巧手，共有11个自由度，可以进行连续平滑的抓取运动。②麻省理工研发的Utah/MIT和斯坦福大学研发的Stanford/JPL手采用多关节多自由度的模块化结构设计（手指完全相同），灵活性较Okada有所提升，为后续灵巧手的研发做出重要铺垫。20世纪90年代以后，灵巧手呈现集成化设计，使得灵巧手得以配备更复杂的驱动系统和更丰富的感知系统。该阶段计算机技术迅速发展，使得灵巧手控制系统的信号处理能力和复杂控制算法的计算能力得以增强，大规模集成电路和微电机又促进了多指灵巧手的集成化设计。该阶段灵巧手研发活跃，如DLR-I手、NASA Robonaut手等。①德国宇航中心研发的DLR-I手采用微型直线驱动器，得以将所有的驱动器集成在手指或手掌内部；DLR-I手感知功能丰富，每指配备28个传感器，包括触觉传感器、关节力矩传感器、关节位置传感器、速度传感器和温度传感器等。②美国NASA研发的NASA Robonaut手具有5指，共14个自由度，控制性能较强。整手共有43个传感器，构型方面与人手相似，具有冗余关节，抓取适应性提高。21世纪以来，灵巧手的集成化、智能化和灵巧操作水平实现新提升，向深度仿生发展。例如：①德国宇航中心研发的DLR-Ⅱ手在DLR-Ⅰ基础上优化，基于全数字机电集成化概念设计，对直流无刷电机驱动 谐波减速器 齿形皮带传动进行优化组合，使得每个手指指尖的输出力从10N增加到30N，手与主处理器之间的连线从第一代的400根大幅减少到12根。DLR-Ⅱ手具有高度集成、多传感器、抓取精确等突出特征。②我国自2000年以来，在灵巧手研究方面有所发力。HIT/DLRII手由哈尔滨工业大学联合德国宇航中心研制，采用体积小、重量轻的盘式电机驱动和谐波减速器＋齿形皮带的传动方案，重量仅1.5Kg。③华盛顿大学研发的Washington Hand基于仿生设计原理，利用人造关节囊、韧带、肌腱和弹性滑轮结构设计，复现了人手的韧带和关节特征，使得抓取更加灵活可靠。
02
行业现状
1、灵巧手行业应用广泛，市场需求稳步增长
灵巧手市场需求稳步增长，2030年市场规模有望突破30亿美元。据中商产业研究院相关数据，2023年全球机器人灵巧手市场容量为66.69万只，市场规模为15.07亿美元。随着研究不断深入和技术突破，其应用领域持续拓展，市场前景广阔。预计到到2030年，市场容量有望达到141.21万只，市场规模将实现30.35亿美元，CAGR为14.5%。2、灵巧手是机器人研究的重要课题，国外内灵巧手企业数量增多灵巧手应用行业广泛，国外内灵巧手企业数量增多。灵巧手作为一种前沿的机器人技术，因其高度的灵活性和多功能性，被广泛应用于教育、研究、医疗、服务等重要行业。在国际上，灵巧手技术的发展已经相对成熟，具有代表性的国外企业包括Qbrobotics、SCHUNK、Shadow Robot和Tesla。这些企业成立较早，具有明显的先发优势。例如，SCHUNK于1982年开始从事机器人抓取技术的研究，其产品以工业级的可靠性和模块化设计著称；Shadow Robot则成立于1997年，专注于高自由度灵巧手的研发，并且在AI融合方面有深厚的技术积累。灵巧手是机器人研究的重要课题，海外研究成果众多：①20世纪70年代，日本“电子技术实验室”研制出了Okada灵巧手，该灵巧手具有3个手指和一个手掌，拇指有3个自由度，另外两个手指各有4个自由度，采用电机驱动和肌腱传动方式。②上世纪80年代，Stanford Hand具有3个手指9个自由度，3个手指完全相同，单只手指采用4个电机驱动，并利用N 1腱结构传动。③20世纪90年代，意大利博洛尼亚大学研制出了第一代灵巧手UBHandI，其采用模块化设计，把机械结构简化并将传感设备集成，利用腱传动，驱动电机安装在手臂中。④2011年，英国伦敦国王学院和天津大学合作研制了一款灵巧手Metamorphic Hand，该灵巧手最显著特点是手掌的可重构设计，它的手掌是一个包含5个链接的球形五连杆机构。⑤2016年，华盛顿大学研制出一款基于仿生设计的灵巧手，该手的质量小于1kg，利用人造关节囊、韧带、肌腱和弹性滑轮结构设计。⑥PuhlmannS等研制的RBOHand3是一种基于气动驱动的多功能软体灵巧手，拥有5个手指、16个独立的驱动自由度。⑦2021年，韩国实验室研制了一款线绳驱动仿生灵巧手。其使用带有万向节的平行板转向关节，手指关节处可实现两个自由度。该手共有15个关节，20个自由度，⑧韩国的科研团队于2021年研发了一种集成连杆驱动的灵巧手ILDA。该手共有15个自由度（20个关节）、34N的指尖力，结构紧凑，无需外置驱动部件，质量仅为1.1kg；在手指关节处安装有触觉传感。近年来，我国的灵巧手企业也迅速崛起，发展势头迅猛。以因时机器人、兆威机电、傲意科技和帕西尼为代表的企业，在技术创新和产品应用方面取得了显著成就。例如，因时机器人是国内最早实现灵巧手商业化量产的企业之一，其产品在性价比方面具有突出优势；兆威机电则凭借其在微型传动系统领域的技术优势，自主研发了电动直驱多指仿生灵巧手。2001年，哈工大（HIT）联手德国宇航中心（DLR）共同研发了一种利用齿轮以及连杆传动的HIT/DLR灵巧手。DLR有4根手指，每根手指有3个自由度。指尖部分采用多连杆耦合机构，基础关节的2个自由度通过差动机构耦合来完成；北京航空航天大学机器人研究所仿照Stanford/JPL手研制出的BH-3为3指9自由度灵巧手。BH灵巧手主要用于多指手的操作理论研究；通过数据手套可实现远距离控制。最新一代灵巧手BH-985，其具有5个手指，外形尺寸约为人手的1.5倍，质量小于1.5kg，采用内置Maxon直流伺服电机驱动，用齿轮、连杆和钢丝传动；浙江工业大学研发了ZJUT hand灵巧手，有气动5指、20个自由度。该灵巧手手指关节由塑料管FPA、FPA的管接头、FPA端盖和连接件组成。该手还配置了力、位移传感器。④2020年，上海交通大学研制了一款气动、多材料3D打印、模块化高度集成软指驱动器组装的灵巧手。该灵巧手整体尺寸155×92×46mm，与女性的手掌大小相当。由于轻便化和模块化设计，手的质量仅为138g，这款手具有4个屈曲手指和1个拇指，共11个自由度。人形机器人是高端技术的集大成者。人形机器人是能够模仿人类的外观和行为，智能化水平较高的机器人，一般由“大脑”“小脑”和“肢体”构成。 “大脑” 负责基于大模型实现交互规划、环境感知、决策控制等能力；“小脑”负责在复杂环境下实现自然流畅的动作；“肢体”则是拟人功能的载体， 负责感知与执行，集成执行机构、传感器、芯片等多类技术。具身智能的发展掀起了新一轮人形机器人研究热潮，而生成式人工智能与物理形态的结合则有助于突破机器人运动能力泛化的瓶颈，优化其在大脑、小脑、肢体方面的功能。综合来看，人形机器人集成了结构、材料、运动、感知等多方面的高端技术，能够显著提高工作效率，既是机器人产业不断发展的产物，也是高精尖技术的重大推动力。市场需求助推人形机器人走进日常生活。人形机器人在耐受性和适应性方面比人类更强，在工业生产、农业生产、商业服务、医疗教育等多领域有着巨大的应用潜力。在当前全球人口增长放缓、老龄化比例日益增加的背景下，面对劳动力短缺的困境，人形机器人以其拟人特性与相对低成本的优势可以有效解决这一问题，而面对家庭养老、陪伴护理等的潜在市场，“机器人保姆”等可能成为未来的刚需。政策支持打造人形机器人产业生态。人形机器人已经成为全球科技竞争的新高地，对于提高国家综合实力与竞争力至关重要。国家也高度重视人形机器人等未来产业的发展。2023年10月，工信部发布《人形机器人创新发展指导意见》，明确提出我国人形机器人的发展目标，即到2025年，初步建立人形机器人创新体系、整机产品实现批量生产，到2027年构建具有国际竞争力的产业生态，产业加速实现规模化发展。2024年1月，工信部等七部门联合印发《关于推动未来产业创新发展的实施意见》，强调打造人形机器人创新标志性产品。各地也陆续出台相应举措支持人形机器人产业发展。中国具备发展人形机器人坚实的产业基础。根据IFR《2024 年全球机器人报告》，我国是世界上最大的工业机器人市场，2023年工业机器人安装量为27.6万台，占全球的51%，预计到2027年，年均增长率在5-10%。我国在工业机器人领域的全球领先地位为人形机器人的发展奠定了扎实的产业基础。目前，我国正逐步构建人形机器人产业链体系，推动上下游企业形成集群效应。比如，深圳市南山区的“机器人谷”共有200多家机器人企业和近10所高校与科研机构，其中14家上市企业，包括“人形机器人第一股”优必选；2024年南山区机器人全产业链产值超过400亿元，同比增长超过20%。
03
技术方案
1、主流厂商灵巧手百花齐放，通用方案尚未出现
市面上主流机器人厂商灵巧手路线各不相同。从目前公开的技术和专利信息来看，大部分成熟的机器人厂商在灵巧手的选型上都沿用了不同的路线。传动系统上，以特斯拉为例，Optimus最早采用“蜗杆 腱绳”的方案，而2024年底公布的第三代灵巧手则采用了“丝杠 腱绳”的方案；与特斯拉的混合传动方案相似的是智元于2024年8月发布的最新视触觉五指灵巧手，在不同的部位采用了丝杠 连杆 涡轮杆 腱绳等多有混合传动方案。感知方案上，目前主流灵巧手产品均搭载了触觉传感器。灵巧手的难点何在？相关人士认为是硬件和软件的双重挑战。硬件上：目前电机、丝杠等零部件的性能已经可以满足灵巧手的需求，主要的难点在于成本和性能的权衡。人手具有极高的自由度（约20-27个自由度），而灵巧手要实现类似的灵活性，需要在有限的空间内集成大量驱动部件，同时还必须考虑灵巧手的整体重量和体积，这就对灵巧手整体结构的设计提出了高要求；此外，高自由度、高精度的灵巧手通常成本较高，限制了其大规模商业应用，因此在具体选型上也必须综合考虑零部件和材料的成本问题。软件上：灵巧手的自由度越高，动作规划的复杂度越高，对运动控制算法的要求也就越高，目前基于规则的传统控制算法已经无法满足灵巧手，主流的解决方案是采用基于神经网络的深度学习进行训练；其次，灵巧手的算法训练需要大量的高质量数据，但目前灵巧手领域缺乏类似大语言模型的大型开源数据集，数据获取成本高且难度大（目前采用人工示范、仿真模拟等），限制了算法的优化和提升。从场景出发，极致的性能和成本不可兼得。以特斯拉Optimus为例，根据其演示视频目前第三代灵巧手采用的“空心杯电机 微型丝杠 腱绳 触觉传感器”的方案可以实现非常好的操作表现，甚至能够抓住飞来的网球等此类难度较高的任务，在性能上已经能够满足人形机器人的要求。但该方案采用的零部件（空心杯电机、微型丝杠等）均成本较高，难以在短期满足降本需求。结合现有案例分析而言，短期内在尚未出现成熟的通用灵巧手方案时，人形机器人需要在满足功能需要的同时尽可能降低成本，以场景驱动灵巧手方案的选择可行性更高，未来灵巧手可能存在选配方案，高端产品与中低端并存。人手具有27个自由度。一般认为当灵巧手具备17个自由度及以上可以实现接近人手的灵活性。17个自由度是判断一款灵巧手性能的重要参考。国内灵巧手企业以连杆传动方案为主，如兆威机电、因时、灵心巧手（L10\L20）均使用连杆传动方案。目前使用连杆传动方案也可以做到17个自由度以上，在耐用性、灵活性上取得一个较好的平衡。海外企业更青睐腱绳方案，追求高灵活性。比如特斯拉新一代灵巧手采用腱绳方案可以做到22个自由度，高度灵活拟人。特斯拉的灵巧手经过数次迭代升级，其中11自由度版本的灵巧手公开了专利，尽管不是最新方案，但对我们了解特斯拉的思路亦有帮助。特斯拉11自由度版本灵巧手有如下特点：11个自由度，其中主动自由度6个，也就是说这是一款欠驱动的灵巧手。特斯拉认为腱绳方案 欠驱动，随着接触位置的变化，结构件的位置也会移动，接触点也随之变化。这样的手指具备更多的适应性。腱绳方案中的摩擦是一大缺点。特斯拉使腱绳保持浮动（floating），保持了一定的灵活性。腱绳在一根细管中移动，末端可以连接张紧器（tensioner）。自动张紧器常用于汽车发动机或工业机械，作用是使皮带或链条始终保持恒定张力并自动调节张力。11自由度版本使用了蜗轮蜗杆进行传动。推测主要是蜗轮蜗杆可以做到大减速比，可以提高手部的负载能力。特斯拉在2024年WEROBOT活动中展示了新一代灵巧手，依然保留了绳驱方案，自由度提升至22-Dof，高度灵活拟人。从图片可以看出，手腕部有大量的腱绳，电机被放置于前臂部位。因时机器人创立于2016年，是一家专注于微型精密运动部件研发制造的专精特新企业，主营产品包括微型伺服电缸和仿人五指灵巧手，并在微小型、高精度和力控技术等方面具有领先优势。因时机器人研制的仿人五指灵巧手2019年上市，是国内首款商业化可量产的五指灵巧手，产品突破多项技术瓶颈，目前成本大幅降低，并获得国家重点研发计划“智能机器人”重点专项支持。因时仿人五指灵巧手单手具有11个自由度，其中6个主动自由度。采用直线推杆的方式进行驱动器的设计，电机位于手掌位置，内置连杆和弹簧进行传动。因时的微型伺服电缸的内部集成了空心杯电机、精密减速器、丝杠传动机构、力传感器、位置传感器，是最核心的零部件。灵心巧手成立于2023年7月6日，专注于开发以灵巧手和云端智脑为核心的具身智能平台。灵心巧手在2024年第五届中国机器人行业年会荣获LeadeRobot2024年度具身智能产业赋能奖、LeadeRobot2024年度机器人末端执行器最佳适配奖。在2024年中关村仿生机器人大赛荣获灵巧手领域第一名。灵心巧手月销量已突破100只。灵心巧手的Linker Hand采用单指模块化设计，可以减轻负载，提高速度和灵活性，降低维护成本；配备先进的多传感器系统，能够实现对环境的精确感知交互，在接触到物体时，精确捕捉到其接触物体的三维力，感知所接触物体表面的纹理和温度差异。2025年，灵心巧手发布Linker Hand灵巧手钛金版T10、T20，售价分别为19999元和49999元。2025年工博会，灵心巧手进一步发布了售价88.88万元终结者版本Linker Hand Ultra（25 自由度，绳驱传动）和0.88万的入门级产品Linker HandO7（7自由度，连杆传动）。2024年11月兆威机电正式发布手指集成驱动的高可靠灵巧手。兆威机电本次发布的仿生灵巧手具备以下特点：高灵巧性。该灵巧手配备17个主动执行单元，其中单指节拥有3个及以上主动执行单元，准确模拟人手部的抓握等精细动作，赋予机械手更好的灵活性与精确度。指节电机独立驱动，指尖集成传感器，手长238.5mm，手宽88mm，手厚40.7mm，负载3kg，重量<1kg。高精度：微驱控制器主频600M且采用一拖六结合磁编方案，电机控制精度高。每个指节采用电机搭配微型减速器和丝杆驱动，结合高密度、高集成与布局优化的PCB设计，实现精确的动力输出和快速响应。可以进一步从兆威机电的灵巧手专利中观察其技术方案：兆威机电的灵巧手专利技术中，掌指控制单元采用无刷直流电机，手指控制单元采用步进电机，结合直线执行器应用，通过电机旋转搭配微型减速器和丝杆实现精确的动力输出和快速响应。
04
产业链分析
1、产业链概况
机器人灵巧手产业链上游为零部件供应，包括空心杯电机、减速器、传感器、控制器、光学编码器、丝杠、腱绳、假肢手；中游为机器人灵巧手生产制造，产品包括电机驱动式机器人多指灵巧手、气压驱动式机器人多指灵巧手、液压驱动式机器人多指灵巧手、形状记忆合金驱动式机器人多指灵巧手等；下游应用为机器人，进一步应用于航空航天、医疗、智能制造等领域。上游零部件制造：虽然其附加值相对较低，但却是整个产业链的基础，占据了约20%的价值。高精度电机和减速器等零部件的生产需要大量的研发投入和精密的制造工艺，其成本较高。例如，一台高精度的伺服电机成本可达数千元，而其利润空间相对有限，主要通过大规模生产来降低成本和提高利润。中游系统集成：是产业链中价值创造的关键环节，占据了约40%的价值。系统集成企业需要具备强大的技术研发能力和工程实践能力，将上游的零部件进行优化组合，并开发出适应不同应用场景的软件系统。例如，一些高端的灵巧手系统集成方案，其售价可达数十万元，其中软件系统的价值占比可达30%以上。下游应用：是产业链价值实现的最终环节，占据了约40%的价值。下游应用企业通过使用灵巧手提高了生产效率、产品质量和经济效益，从而为整个产业链带来了巨大的价值回报。例如，在工业制造领域，使用灵巧手可以将生产效率提高30%以上，产品质量提升20%以上，从而为企业带来显著的经济效益。同时，下游应用企业的需求也推动了上游和中游的发展，促进了整个产业链的升级和创新。上游零部件供应商是机器人灵巧手产业链的基石，其供应的高精度电机、减速器、传感器等零部件的性能直接影响灵巧手的整体功能和质量。电机供应商：高精度电机是灵巧手的动力核心，其扭矩、转速和精度等参数决定了手部的运动能力和灵活性。例如，瑞士的maxon电机公司生产的无刷直流电机，具有高扭矩密度、低噪音和高精度等特点，广泛应用于高端灵巧手产品。其电机精度可达±0.01度，能够满足灵巧手在复杂操作中的精准控制需求。在国内，汇川技术等企业也在不断提升电机性能，其产品精度已达到±0.1度，逐渐在中低端市场占据一定份额。减速器供应商：减速器在灵巧手中起到降低转速、增加扭矩的作用，其精度和可靠性至关重要。日本哈默纳科公司是全球谐波减速器的龙头企业，其产品精度可达±30弧秒，占据了高端市场的大部分份额。国内企业绿的谐波通过技术改进，其产品精度已提升至±50弧秒，逐渐在中低端市场占据一席之地。此外，德国的KUKA公司生产的RV减速器也具有高精度和高可靠性的特点，其产品在工业机器人和灵巧手领域应用广泛。传感器供应商：传感器为灵巧手提供感知能力，如力觉传感器、触觉传感器等。美国的FUTEK公司生产的力觉传感器精度可达±0.1%，能够实时反馈灵巧手与物体之间的力交互信息，为精确控制提供数据支持。在国内，汉威科技等企业也在传感器领域不断进步，其触觉传感器能够模拟人类皮肤的触觉感知，为灵巧手在抓取和操作物体时提供更丰富的感知信息。上游零部件的研发投入和技术突破对整个机器人灵巧手产业链的发展起着关键推动作用。研发投入：上游零部件企业为了提升产品性能和竞争力，不断加大研发投入。例如，哈默纳科每年将销售收入的10%以上投入到研发中，用于改进谐波减速器的材料、工艺和精度。通过持续的研发投入，哈默纳科能够不断推出更高精度、更小体积、更轻重量的减速器产品，满足灵巧手对零部件的高性能需求。技术突破：近年来，上游零部件企业在技术上取得了显著突破。在电机领域，新型的永磁同步电机技术不断涌现，其效率更高、功率密度更大，能够为灵巧手提供更强的动力支持。在传感器领域，基于微机电系统（MEMS）技术的传感器逐渐普及，其体积更小、精度更高、成本更低，为灵巧手的多传感器融合提供了可能。例如，一些新型的MEMS力觉传感器能够实现多维力的精确测量，为灵巧手在复杂环境下的操作提供了更准确的力反馈信息。产学研合作：上游零部件企业与高校和科研机构的产学研合作日益紧密。通过合作，企业能够借助高校和科研机构的科研力量，加速技术研发和成果转化。例如，绿的谐波与国内多所高校合作，开展谐波减速器的材料研究和工艺改进，取得了多项技术专利。这种产学研合作模式不仅提升了企业的技术创新能力，也为整个产业链的技术升级提供了有力支持。中游的灵巧手制造企业是产业链中价值创造的核心环节，它们将上游的零部件进行组装，并进行系统的集成与调试，最终形成完整的灵巧手产品。企业规模与分布：全球灵巧手制造企业数量众多，主要集中在欧美和亚洲地区。欧美企业在高端灵巧手制造领域占据优势，如美国的Shadow Robot公司，其产品在精度和灵活性方面处于世界领先水平，能够完成复杂的操作任务，其产品价格高达数十万美元。亚洲地区，日本的Kawada公司和中国的节卡机器人等企业也在灵巧手制造领域取得了显著进展，逐渐在中高端市场占据一席之地。技术实力与创新能力：灵巧手制造企业需要具备强大的技术研发能力，以实现灵巧手的高性能和高可靠性。例如，一些企业通过自主研发的控制算法，使灵巧手能够完成复杂的抓取和操作任务，抓取成功率可达95%以上。同时，企业还需要不断进行技术创新，以满足不同应用场景的需求。例如，一些企业开发了具有自适应抓取功能的灵巧手，能够根据物体的形状和材质自动调整抓取力度和姿态，大大提高了灵巧手的通用性和灵活性。人形机器人是机器人灵巧手的重要应用领域之一，其发展对灵巧手的需求不断增长。应用场景：人形机器人广泛应用于家庭服务、教育娱乐、公共服务等多个场景。例如，在家庭服务中，人形机器人可以利用灵巧手完成打扫卫生、整理物品等任务；在教育娱乐领域，人形机器人可以通过灵巧手进行教学演示、乐器演奏等活动，其灵巧手的灵活性和精度能够模拟人类的各种动作，为用户带来更加丰富的体验。技术要求：人形机器人对灵巧手的技术要求较高，需要灵巧手具有高度的灵活性、感知能力和自适应性。例如，人形机器人在与人类进行交互时，灵巧手需要能够感知物体的形状、材质和力反馈信息，以实现安全、稳定的抓取和操作。同时，灵巧手还需要具备一定的自适应能力，能够根据不同的任务和环境自动调整抓取力度和姿态。市场规模与增长趋势：随着人工智能和机器人技术的不断发展，人形机器人市场呈现出快速增长的趋势。据市场调研机构预测，未来五年人形机器人市场规模将以每年30%的速度增长。这一增长趋势将为灵巧手产业带来巨大的市场机遇，推动灵巧手技术的不断创新和发展。工业机器人是灵巧手应用的另一个重要领域，灵巧手在工业制造中的应用能够显著提高生产效率和产品质量。应用场景：在工业制造领域，灵巧手被广泛应用于电子产品的组装、汽车零部件的生产、机械加工等环节。例如，在电子产品的组装线上，灵巧手可以完成芯片的精准放置，其定位精度可达±0.1毫米，大大提高了生产效率和产品质量。在汽车零部件生产中，灵巧手可以完成复杂的零部件加工和装配任务，其抓取成功率可达95%以上，减少了人工操作的误差和疲劳。技术要求：工业机器人对灵巧手的技术要求主要包括高精度、高可靠性和高效性。例如，灵巧手需要具备高精度的定位和抓取能力，以满足工业生产中对零部件加工和装配的精度要求。同时，灵巧手还需要具有高可靠性和长寿命，能够在恶劣的工业环境中长时间稳定运行。此外，灵巧手的高效性也是工业机器人应用的关键，需要能够快速完成各种操作任务，提高生产效率。市场规模与增长趋势：工业机器人市场近年来一直保持着较高的增长率。据国际机器人联合会统计，全球工业机器人市场在过去五年中年均增长率达到20%以上。随着工业自动化和智能制造的推进，灵巧手在工业机器人中的应用将更加广泛，市场规模将进一步扩大。预计未来几年，工业机器人灵巧手市场将继续保持快速增长，为灵巧手产业的发展提供强大的动力。医疗康复领域是灵巧手应用的新兴领域，其应用为医疗康复带来了新的解决方案。应用场景：在医疗康复领域，灵巧手可以辅助医生进行手术操作或帮助患者进行康复训练。例如，灵巧手可以用于微创手术中，通过其高精度的力反馈和操作能力，帮助医生完成复杂的手术操作，提高手术的成功率和安全性。在康复训练中，灵巧手可以为患者提供个性化的康复方案，通过模拟各种动作和任务，帮助患者恢复手部功能。技术要求：医疗康复对灵巧手的技术要求主要包括高精度的力反馈、安全性和可靠性。例如，灵巧手需要能够精确感知和反馈与物体之间的力交互信息，为医生和患者提供准确的操作反馈。同时，灵巧手在医疗康复中的应用需要确保安全性和可靠性，避免对患者造成伤害。市场规模与增长趋势：随着人口老龄化和医疗康复需求的增加，医疗康复机器人市场呈现出快速增长的趋势。据市场调研机构预测，未来五年医疗康复机器人市场规模将以每年25%的速度增长。灵巧手作为医疗康复机器人的重要组成部分，其市场规模也将随着医疗康复机器人市场的发展而不断扩大，为灵巧手产业带来新的增长机遇。
05
竞争格局
1、各类玩家陆续入局机器人灵巧手
各类玩家纷纷入局机器人灵巧手：目前主要分为机器人本体自研派（自研灵巧手的机器人本体厂）、灵巧手新势力（以机器人灵巧手为主业的初创企业）、零部件延伸派（从汽车零部件、新能源等其他技术同源领域横向布局机器人灵巧手的零部件公司）三类玩家。本体自研派以星动纪元、宇树、魔法原子等玩家为代表，这类玩家优势在于在机器人本体研发和制造领域积累了大量的技术经验，能够和灵巧手研发发挥较强协同效应。灵巧手新势力以灵巧智能、因时、帕西尼等玩家为代表，这类玩家优势在于大部分属于初创企业，由于处于发展初期，业务集中于机器人灵巧手，未来可以更好地将资金和人员投入到于灵巧手的研发和量产中。零部件延伸派以雷赛智能等玩家为代表，这类玩家优势在于原本主业从事电机、齿轮等灵巧手相关零部件的生产，已具备相应核心零部件的量产能力以及部分同源技术，未来有望横向布局灵巧手领域。星动纪元：星动XHAND1是一款具备高自由度、高性能、高智能性的五指机器人灵巧手。拥有12个全主动、全直驱的自由度，其中大拇指和食指各3个，其余手指各2个，食指多一个侧摆自由度，可以做旋拧的动作；拇指实现和小拇指对指，增强抓握的稳定性。赋予灵巧手更多执行复杂任务和精细操作的可能。应用场景：制造工业及协作、物流仓储搬运、商业服务、家政康养。魔法原子：自研灵巧手MagicHandS01单手具备11个自由度，手部负载高达5公斤，作业场景下最高负载超20公斤，满足工业、商业、家庭等多种场景的落地应用需求。力分辨率最高可达0.1N，自主抓握、精细操作更从容。宇树科技：UnitreeDex5灵巧手具备20自由度（16主动 4被动），每个手指所有关节自由度均支持丝滑的反向驱动，摆脱“僵硬手”，让操作更丝滑，更方便RL直接训练。智元机器人：智元灵犀X1 OmniPicker是一款自适应的通用夹爪。融合了不同模态的夹爪设计的优点，仅需一个主动自由度就可以实现各种不同形状物体的抓取，且较为轻便，用途多样，适合用于机器人和各种机械臂的抓取。优必选：Walker S1灵巧手采用仿人灵巧手，6个阵列式触觉压力传感器，全栈式操作策略库。灵巧智能：主打DexHand021五指灵巧手，拥有19个自由度（12主动 7被动），使用寿命超过150000次，支持超过15种类人手功能操作如柱状抓握、球形抓握、多指捏夹等，集成多种通信接口支持灵巧手触觉算法的二次开发。应用场景：医疗健康、家庭服务、工业自动化、仓储物流。因时机器人：仿人五指灵巧手四指弯曲速度570°/秒，重复定位精度±0.2mm，力分辨率0.5N，重量仅540g。强脑科技：BrainCo智能仿生灵巧手是一款高度仿生设计的智能仿生灵巧手，既可以与脑机接口技术相结合，让截肢用户实现五指独立直觉控制，像控制真手一样；也可以采用通用协议和通用接口，让机器人像人手一样实现通用灵巧操作。应用场景：残障辅助、远程精密操作（如拧开关）、情感交互机器人。傲意科技：傲意科技ROH-LiteS是凭借紧凑尺寸与强大性能，成为小型服务机器人、科研及工业自动化领域的理想选择。其精巧结构适配空间受限场景，同时集成多自由度仿生驱动，可精准执行抓取、捏合、旋转等复杂动作，轻松应对精密仪器或日常物品操作。应用场景：医疗康复（假肢仿生操作）、人形机器人末端执行器。帕西尼感知：DexH13是业内首款多维触觉 AI视觉双模态灵巧手，搭载1140颗专业级机器人ITPU触觉传感单元，拥有16个自由度，支持多端部署与灵活拓展，便捷开发，简易维护。兆威机电：兆威仿生灵巧手，集结构、软硬件系统研发于一体。主要应用于机器人领域，可与各种柔性机器人配合使用，具有多自由度和高功率密度的特点，可完成复杂灵巧的抓握动作。应用场景：物流行业、工业自动化生产线、智能仿生义肢。雷赛智能：DH系列灵巧手拥有20个自由度，其中15个为主动自由度，在灵巧性、感知能力、可靠性及负载能力等关键指标上达到世界领先水平，全面满足工业自动化、商业与家庭等各类场景的高端应用需求。
06
市场机遇
1、驱动电机：高价值量环节，自由度提升带动单手数量增加
主动自由度提升带动驱动电机用量增加。Optimus Bot以及国内主流灵巧手设计方案均为提升灵活性而增加自由度，主动自由度的提升需要增加对应的驱动电机以提供动力。在自由度提升的趋势下，灵巧手驱动电机用量增加。性能角度出发，高精度 高功率密度 快速响应成为优选指标。考虑到实际应用场景需求，灵巧手驱动电机需要做到高功率密度、快速响应以及高控制精度，其他需要考虑的指标还包括自重水平、耐用性和噪音水平等；目前灵巧手方案多应用空心杯电机、直流无刷电机两类，其中空心杯电机无转子设计大幅提升了功率密度，但缺点是力矩输出不足以及成本较高；直流无刷电机（BLDC）虽然在功率密度、自重等方面不及空心杯电机，但功率更高，符合高负载设计需求，电机效率高，耐用性更强且成本较低。空心杯电机：降本&国产替代关键在于绕线环节突破。绕线环节是空心杯电机生产的关键技术壁垒，也是降本以及国产化替代的核心。工艺方面，目前国产厂商普遍使用半自动化的卷绕生产，工艺繁琐，耗时较长，良品率低且线圈直径较小，限制其成本及性能，Maxon等海外领先厂商多使用高度自动化的一次成型生产，随着国产厂商技术突破与改进，有望大幅提升生产效率，实现降本；设备方面，我国自主生产的空心杯电机绕线设备相对空缺，多为外采海外设备，固定成本较高。随着中特科技、勤联科技等国产设备厂商产品应用，有望降低空心杯电机厂商的生产成本。海外巨头占据超8成市场份额，人形机器人领域需求有望重塑市场格局。Maxon、FAULHABER等海外巨头占据约85%的市场份额，国内主要厂商包括鸣志电器、鼎智科技、兆威机电、伟创电气、江苏雷利和雷赛智能等，国内厂商具备价格优势，有望随着工艺及设备突破，在人形机器人需求走强中抢占市场份额。直流无刷电机：考虑成本约束的替代方案。相较于有刷电机，直流无刷电机有高输出功率、低电噪声、高可靠性、高动态响应、电磁干扰少、更好的转速-转矩等优点，虽然体积较空心杯电机仍大，但内转子结构的直流无刷电机能够较好地满足对空间结构要求较高的灵巧手，而且其结构相对简单，在制造和维护方面也具备成本优势。电机后置对空间要求降低，直流无刷电机有望得到更广泛应用。在OptimusGen3方案中，灵巧手驱动电机由Gen2的手掌转移至Gen3的小臂中，对驱动电机所占空间和自重要求有一定程度降低，在该方案中，Tesla也采用了空心杯电机 直流无刷电机混用的路线。若该方案得到推广，直流无刷电机有望更多地应用于灵巧手驱动当中，帮助降低整机BOM成本。Optimus Gen3有望提升丝杠 腱绳复合传动方案渗透率。Optimus采用微型丝杠 腱绳的传动方案，自由度由Gen2的11个增加至22个，且从工厂整理、分拣以及小球抛接等实际表现来看，灵活度及承载力均表现不错，有望带动丝杠 腱绳的复合传动方案渗透率提升。腱绳方案逐步成为国内外共识，UHMWPE材料受青睐。腱绳传动是Tesla、Shadow Robot等海外厂商普遍采用的传动方案，国内厂商今年也逐步从齿轮/连杆等方案向腱绳传动过渡，灵心巧手Linkerbot的L30以及灵巧智能的DexHand021均采用腱绳传动方案，分别拥有25/19个自由度。腱绳材料的选择直接影响灵巧手的操控精度、抗冲击能力和使用寿命等，当前主流的腱绳材料是高强度钢丝和超高分子量聚乙烯纤维（Ultra High Molecular Weight Polyethylene Fiber，即UHMWPE纤维），其中UHMWPE纤维强度高、自重低，模量较大，契合灵巧手对腱绳材料的需求。但缺点是抗蠕变性能以及抗高温能力不及高强度钢丝，有望通过材料技术升级或UHMWPE&高强度钢丝共用解决。 （1）腱绳：高自由度＆灵活性之选，关注UHMWPE纤维产业化应用中国UHMWPE纤维产能占比近5成，关注复合灵巧手要求的高端产能。中国是UHMWPE的主要生产基地之一，2023年产量达1.33万吨，占全球总产量2.68万吨的49.7%。UHMWPE纤维全球市场集中度较高，2023年CR3达75.16%，头部企业包括美国埃万特、美国霍尼韦尔、日本Toyobo以及中国的九州星际、同益中、南山智尚等，其中南山智尚拥有自研抗蠕变型UHMWPE专利，拉伸强度达42cN/dtex，处于国内第一梯队。2030年人形机器人灵巧手用UHMWPE市场规模或超52.8亿元。参考《腱驱动灵巧手指结构设计及其运动分析与试验》，假设驱动单个自由度所需腱绳为2根，按单手22个自由度、2030年150万台人形机器人出货量计算，2030年人形机器人灵巧手用UHMWPE市场规模有望达39.6-66亿元，取中值52.8亿元。除灵巧手外，UHMWPE还可用于机器人关节、外壳增强、骨架材料等领域，人形机器人大规模应用后带动的需求量有望进一步提升。作为理想的刚性传动元件，行星滚柱丝杠应用仍受制于成本。滑动丝杠由于连续工作发热严重且传动效率较低，不符合灵巧手的使用需求。行星滚柱丝杠转速高、载荷高且体积小，是灵巧手的理想刚性传动元件，但其生产对原材料、加工工艺以及精度要求极高，叠加市场需求有限，无法形成规模效应，其成本维持高位，瑞士Rollvis旗下行星滚柱丝杠单价约为2000元。同为滚动丝杠的滚珠丝杠性能次之，但价格远低于行星滚柱丝杠。据B端采购网站数据，博特精工滚珠丝杠单价低至112元。国产滚珠丝杠已形成批量供货能力，行星滚柱丝杠仍处于小批量试制阶段。国产厂商已形成滚珠丝杠批量供货能力，贝斯特高精度滚动丝杠副已于2024年达成小批量订单的滚动交付；浙江荣泰通过收购狄兹公司获得滚珠丝杠量产能力，后者已成熟应用机器人灵巧手所需的3-5mm滚珠丝杠工艺。随着下游需求提升以及国产厂商产能布局，行星滚柱丝杠有望通过降本提高渗透率及国产化率。灵巧手必备零部件，从高分辨率向电子皮肤迭代。触觉传感器是灵巧手必备部件，帮助人形机器人感受重量、刚度、粗糙平滑程度和滑脱力度等。根据传感点的数量可分为简单检测接触点力的大小的单点式传感触觉技术、类似于人类指尖，在小区域内集合多传感单元的高分辨率传感触觉技术以及阵列式排布，类似电子皮肤的大面积传感触觉技术。当前灵巧手主流搭载高分辨率传感触觉技术并逐步迭代至电子皮肤，其中宇树科技、优必选和傅利叶3家主机厂的自研方案均采用阵列式触觉传感器排布。触觉传感器主要包括压阻式、压容式、压电式和摩擦电式等。根据传感机制不同，触觉传感器可分为压阻式、压容式、压电式和摩擦电式等，前3项为灵巧手常用的技术路线。柔性触觉传感器仍由海外厂商主导。受限于起步时间、材料供应、芯片设计和需求不足等，国产触觉传感器技术相对滞后。柔性触觉传感器市场由海外厂商领导且市场集中度较高，2022年CR5约57.1%，头部厂商包括Tekscan、Pressure Profile Systems和Sensor Products Inc.等。国产替代进行中，自主厂商机器人领域应用将加速落地。部分国产厂商布局柔性触觉传感器，申昊科技旗下用于人形机器人的电子皮肤产品已处于小批量适用阶段，汉威科技开发的柔性压力温度一体化传感器可应用于消费电子、泛医疗和人形机器人领域；非上市公司帕西尼感知研发的多维触觉传感器已小批量应用于机器人和车机等场景。
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相关公司
1、兆威机电
公司披露2024年报和2025年一季报。2024年实现营业收入15.25亿元，同比 26.42%；归母净利润2.25亿元，同比 25.11%；扣非后归母净利润1.84亿元，同比 37.57%。24Q4营业收入4.67亿元，同比 19.02%；归母净利润0.66亿元，同比 27.31%。25Q1营业收入3.68亿元，同比 17.66%；归母净利润0.55亿元，同比-1.19%。智能汽车等下游有效拓展，带动公司收入同比增长。分产品来看，微型传动系统收入9.66亿元/yoy 28.20%，收入贡献63.34%，毛利率28.87%/yoy 3.11pct；精密零件收入4.67亿元/yoy 24.52%，收入贡献30.66%，毛利率40.92%/yoy 3.27pct；精密模具及其他产品收入0.92亿元/yoy 18.36%，收入贡献5.99%。分下游来看，新能源汽车相关业务收入6.83亿元/yoy 48.71%，收入贡献44.77%/yoy 6.71 pct；其中，微型传动系统和精密零件收入分别为3.30/3.53亿元，同比 28.84%/73.74%。布局智能机器人灵巧手，技术性能领先行业。灵巧手中的微机电驱动系统需具备小体积、大负载、长寿命、低能耗等要求。2024年11月，公司发布了全球首创的指关节内置全驱动力单元的灵巧手产品，集成了微型减速器、电机、控制单元及电子皮肤传感器等。该产品具有17-20个自由度，单指节独立驱动、负载1000g，具备小脑自学功能，可实现类似人类的灵活性和适应性，同时传动模组具备10年以上超长寿命，适配高频工业场景。2025年，公司将巩固先发优势、加速灵巧手商业化进程，在硬件方面，不断优化材料选择、电机微型化以及机械结构设计；在算法方面，重点提升运动控制、手势学习和基于AI算法的自适应等核心功能。重视技术研发投入，先进设备赋能精密制造。公司主导新能源汽车、智慧医疗、智能机器人等多项技术攻关项目，2021年以来，研发费用率保持在10%以上，研发人员占比保持在20%以上。从研发进展来看，2024年，公司开展并完成高性能工程塑料的疲劳寿命试验研究；完成了0.5mm以下小模数齿轮精密插齿、磨齿等技术的研究；4mm无刷空心杯电机已完成技术攻关，突破了国外技术壁垒，实现小批量产。此外，公司大规模引进了全球顶级设备品牌，拥有4700 台先进设备，包括瑞士AGIE线切割机、AGIE火花机、MAKINO等众多顶尖设备，以保障产品高精度、优质量。公司是国内步进电机龙头，通过外延、并购等方式提高运控技术水平的同时，成功开拓美洲、欧洲、东南亚等海外市场。而公司在空心杯电机领域的前瞻布局，将使公司在人形机器人浪潮中抢占先机。聚焦灵巧手电机，高附加值产品创造新增长空间。公司重点布局灵巧手核心部件，包括无齿槽空心杯关节电机模组、伺服电机加减速机模组等。空心杯电机模组采用无齿槽设计，具备高功率密度和紧凑结构，适配人形机器人灵巧手的多自由度操作需求，伺服驱动与控制系统集成高精度传感器和AI算法，支持自适应环境变化，提升任务执行效率满足人形机器人对高精度、高响应速度的要求。公司深耕控制电机业务，下游应用向高附加值领域开拓。控制电机及其驱动系统是公司主要的收入来源，营收占比超85%，其中，控制电机包括步进电机、无刷电机、伺服电机、空心杯电机等具体商品。从市场地位看，公司打破了日本企业对步进电机行业的垄断，混合式步进电机产品全球市场份额稳居前三；其他产品如直流无刷电机和空心杯无齿槽电机也在国际市场上享有良好声誉。从下游应用看，公司产品用于工控自动化、纺织、安防等传统行业，并且向医疗、半导体、锂电、机器人等新兴高附加值领域开拓，特别是在半导体元件和锂电生产的制程以及自动跟踪装置等领域，公司拥有完整、高效的解决方案。2024年上半年公司控制电机及其驱动系统业务实现收入10.4亿元，同比下降3.0%，主要是因为国内自动化行业需求疲弱，叠加海外供应链去库存，使得公司运动控制解决方案实现收入3.5亿元，同比下降15.2%；但是公司控制电机业务合计实现收入6.8亿元，同比增长3.2%，其中，高端产品如无刷电机业务实现收入1.3亿，同比增长82.2%，主要受益于相关产品在新能源汽车、机器人、半导体和锂电储能应用领域的业务增长。公司前瞻布局海外市场，越南工厂一期已经投产。2014年，公司收购美国AMP，解决合资企业安浦鸣志的专利问题，并获得了AMP的步进电机驱动器及控制技术，以及北美市场的客户资源；2015年，公司收购美国Lin Engineering，旨在突破0.9°步进电机技术，进一步提高公司产品的核心竞争力；2018年，公司收购TMotion，取得其全球领先的无刷、无齿槽电机、控制驱动系统技术，以及欧洲高端客户资源，公司进入海外医疗、仪器等高端市场。此外，2018年，公司横向并购国内常州运控电子（国内仅次于公司的混合式步进电机制造商），巩固龙头地位的同时向东南亚市场拓展。2024年上半年公司外销收入占比达46.2%，毛利率为49.9%，高于国内毛利率23.0pcts，主要是因为海外销售结构以高端领域产品为主。而产能方面，公司越南一期项目厂房改造和设备调试于2023年7月完工，估计2024年末将建成产能接近400万台。公司正对越南子公司增资，计划未来2-3年内进一步扩大越南公司的生产规模，为公司在亚太、一带一路沿线和欧洲市场的业务拓展提供支持，并减轻国际贸易摩擦对公司的影响，保障公司营收增长。公司联合机器人产业链公司，加速灵巧手量产。公司与科达利、银轮股份、开普勒机器人及伟立成长合资设立依智灵巧，主要是基于具身智能机器人未来的发展前景，各方预期具身智能机器人的核心零部件灵巧手将具有广阔的市场前景。其中，公司专精运动控制领域，是空心杯电机的核心供应商；科达利、银轮股份分别在减速器&关节模组、热管理&关节模组上有所布局，三者强强联合将突破灵巧手等关键技术的研发与产业化，加速打造中国领先的机器人灵巧手供应商。而开普勒是国内领先的人形机器人厂商，其于2023发布首款自研人形机器人K1，目前已经迭代至K2版本，正积极入驻工厂场景，和开普勒的联合，或将帮助依智灵巧快速进入人形机器人应用场景，占据灵巧手市场的份额，为公司带来新的增长空间。2025Q1变频、伺服收入稳健增长，公司入局机器人赛道。2025Q1公司实现收入3.9亿元，YOY 18.2%，其中变频器、伺服系统分别实现收入2.3、1.3亿元，YOY 18.0%、 9.8%，主营业务增长稳健。而从新兴赛道来看，公司积极布局机器人领域，凭借领先的运动控制技术推出全场景机器人动力解决方案，覆盖搬运、分拣、仓储等机器人场景。在更为尖端的人形机器人领域，公司可提供全套执行器解决方案，并重点突破灵巧手等关键技术的研发与产业化。目前公司8-16mm的空心杯电机模组正在推向市场并取得小批量订单，旗下合资公司伟达立也推出旋转关节模组、空心杯电机系统模组等核心部件，补足产品矩阵。公司是国内智能装备运动控制领域的领军企业之一，为国内外上万家智能装备制造企业提供稳定可靠、高附加值的运动控制核心部件及系统级解决方案。公司坚持成就客户、共创共赢的经营理念，持续对标全球最优秀同行，以先进的运动控制产品技术和贴身的顾问式服务开展进口替代；同时“渠道为主 互补共赢”的三线协同营销体系初步成型，战略行业开拓团队和产品线团队以及各区域销售服务网络，三者构建出公司营销协作大平台，通过引进优秀合作伙伴互补共赢，深耕细分行业工艺及终端大客户、打造TOP客户样板，提供整体解决方案营销，发挥渠道客户粘性及服务经验，逐步成长为“中国龙头、世界一流”的专业化运动控制集团。公司专业从事智能装备运动控制核心部件的研发、生产、销售与服务，主要产品为伺服系统、步进系统、控制技术类产品三大类，为下游设备客户提供完整的运动控制系列产品及组合型解决方案，帮助客户构建出快速、精准、稳定、智能的运动控制设备。公司产品以适用面广泛的通用型系列产品为主，极少数情况下也为大行业和大客户提供针对性定制产品。公司产品已经广泛应用于智能制造和智能服务领域的各种精密设备，例如光伏设备、锂电设备、3C制造设备、半导体设备、物流设备、特种机床、机器人、5G制造设备、PCB/PCBA制造设备、包装设备、医疗设备等。公司是一家专业从事智能线性驱动控制系统研发、生产、销售的国家级高新技术企业。目前公司已形成医疗康护，智慧办公，智能家居三大产品体系，作为国内行业龙头企业，是直流电动推杆国家行业标准起草单位，为全球医疗康复、养老护理、智能家居等相关行业提供专业的智能控制及传动解决方案。公司建有两个生产基地，分别位于新昌和慈溪，分别拥有自动化激光切割机，焊接机器人以及电子加工设备等，先进的智能化设备，和精益化生产管理使公司成为国内外顶尖医疗器械和家具企业的供应商。同时，公司建有省级企业研究院，并与上海交大等科研所建立联合实验室，研究行业前沿技术，开发具有核心竞争力的新产品。
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发展展望
灵巧手未来将进一步向柔性感知、结构紧凑、深度仿生方向发展。
1、柔性感知技术：深化灵巧手与非结构环境的交互作用感知技术极大地影响灵巧手与环境的交互性。多感知信息融合：灵巧手借助力传感器、位置传感器进行抓取操作，借助触觉传感器实时传输与物体的接触信息，融合多感知信息可以增强灵巧手对非结构环境的适应能力，是未来灵巧手技术发展的重要方向。灵巧手逐渐向深度仿生发展，对柔性感知技术和传感器的需求增加。与刚性传感器相比，柔性传感器更加适应手的不规则表面，更容易与手的表面集成，即柔性传感器可以放置在整个手掌表面，而不局限于指尖，获得更加丰富的接触信息。案例-TRX-Hand：具有多感知信息融合 柔性感知前沿技术。2023年4月腾讯实验室推出灵巧手TRX-Hand。该款灵巧手实现了高灵敏度柔性触觉传感器阵列的大面积覆盖，覆盖领域包括指尖、指腹和掌面，其掌心处配置了微型激光雷达和接近传感器，每个关节均集成了角度传感器，使得灵巧手在与环境交互过程中能准确感知自身与物体的状态信息。同时，该款灵巧手采用了多传感器信息融合技术，使其能在抓取和操作任务中全面地获取感知信息，增强与环境的物理交互，更准确地完成操作任务。触觉传感器模拟皮肤功能，成为人形机器人感知外界环境的重要器官。人类通过各种感官感知复杂的环境，而皮肤是人类感知外界环境的重要器官。为了使机器人代替人类在各种环境中高效、可靠、准确地完成工作，有必要利用电子技术模拟人类的各种感知。高柔性、高灵敏度的电子皮肤触觉传感器使机器人更加灵活、纤细、智能、人性化，具有重要意义。感知皮肤可以如同衣服一样附着在各种载体的表面，完成接触力的测量，不受接触面积和形状的限制，感知皮肤不仅要保证精度和灵敏度，还要有很高的柔性和弹性。按照工作原理，触觉传感器分为压阻式、压电式、电容式、摩擦电式等类型，压阻式使用更为普遍。触觉传感器是根据传感器受到力的作用后，某一参数会相应地发生变化，以此来测量出外力的大小。触觉传感器包括压阻式、压电式、电容式、摩擦电式等类型。各种类型的触觉传感器因材料的不同导致工作原理有所不同，相同的是都通过将力等外部信号转变成电信号，建立起外部信号与电信号之间的关联，通过检测电信号来检查外部信号。从产业现状来看，压阻式传感器可同时检测动静态压力，并且其灵敏度高、检测限低、制备工艺简单，使用更为普遍。（1）新型驱动方案：空心杯电机/直流无刷电机/无框力矩电机常见的应用于灵巧手的电机类型有直流无刷电机、无框力矩电机以及空心杯电机。空心杯电机为特斯拉机器人OptimusGen-1和Gen-2的手部驱动电机，满足其灵巧手紧凑化、精密化发展需要。空心杯电机是一种微型伺服直流电机，在结构上突破了传统直流电机的结构形式，其电机绕组取消了铁芯结构设计，转子仅由线圈按照一定的排列绕制而成，具有体积小、效率高、灵敏度高、运行稳定、控制性强等特点。空心杯电机响应快、效率高；直流无刷电机控制精度较高、寿命较长；无框力矩电机拥有精度和紧凑度优势，但是小尺寸生产难度大。空心杯电机其结构上采用无铁芯转子，重量和转动惯量大幅降低，这使得灵巧手在执行动作时响应速度极快，起动、制动迅速，机械时间常数小于28毫秒，部分产品可达10毫秒以内，能快速精准地完成抓取等动作。同时，它效率高，能量转换效率常超70%，部分可达90%以上，可有效降低能耗。此外，空心杯电机噪音低，能让灵巧手在操作时更安静，适用于对噪音敏感的环境。不过，其缺点在于控制精度方面可能不如直流无刷电机。直流无刷电机控制精度和稳定性较高，稳定规则的磁场分布配合电子控制可实现对灵巧手精确的速度和位置控制，这对于需要精细操作的任务至关重要。它的稳定性好，在复杂的操作过程中能保持可靠运行。此外，直流无刷电机的转子结构相对更坚固，能够承受更大的外力和高速旋转产生的离心力，不易发生变形和损坏，因此寿命较长。但它的转动惯量相对较高，导致响应速度比空心杯电机稍慢。无框力矩电机能够实现极其精细的力矩输出控制，对于灵巧手在拿捏微小物品或进行高难度动作时，提供了高度准确的力量把控。同时，无外框结构使得无框力矩电机能够中空布局，更加紧凑。不过，由于无框力矩电机特殊的结构和高精度的设计要求，要实现适配灵巧手的尺寸就对加工设备、工艺都有很高的要求，成本可能很高。微型谐波传动方案有望增加灵巧手精密度，但是过去产业不成熟。相比行星减速器，谐波减速器具备体积小、精度高等优点，若应用于灵巧手部件，则可以有效提高灵巧手精密化程度。不过，由于微型谐波减速器（外径10mm以下）应用场景较少，产业成熟度很低。目前，微型谐波减速器技术正逐步成熟，并开始应用于灵巧手零部件。随着灵巧手等精密运动控制的需求涌现，哈默纳科、绿的谐波、瑞迪智驱等厂商正加快谐波减速器产品的研发，如绿的谐波推出可应用于智能手指关节的6mm外径微型谐波。2023年日本东京国际机器人展览会期间，哈默纳科展示了搭载RSF-3、RSF-5微型谐波驱动的RSF supermini系列灵巧手，每根手指配置了3级传动装置，双手共装备30个谐波减速器，可实现多种人手精密动作。未来微型谐波方案可能得到更多应用，推动灵巧手的紧凑化、精密化发展。丝杠将旋转运动转化为直线运动，未来有望在灵巧手中应用。根据滑动方式的不同，丝杠可分为滑动丝杠（滑动摩擦，精度差）、滚珠丝杠（间隙为滚珠）、行星滚柱丝杠（间隙为螺纹滚柱）等。行星滚柱丝杠由行星架、内齿圈、螺母、滚柱（传动单元）、丝杠等组成，通过在主丝杠周围布置若干行星螺纹滚柱，大幅增加丝杠传动过程的接触面和受力面，从而具备了“高承载、高效率、高精度、高可靠性”等优点。方案适用性上，相比传统丝杠，行星滚柱丝杠有更大的接触面积、更大的直线速度、更小的振动和噪音，更小的所需活动空间，更适合人形机器人的使用场景，目前在特斯拉机器人直线关节上有所应用。方案局限上，行星滚柱丝杠具有高加工精度要求，制造成本高，未来零部件产业链降本有望推动行星滚柱丝杠在灵巧手领域的应用。灵巧手在适应性和数据可得性角度上均具备明显优势。除了灵巧手本身具备的各种灵巧抓取和复杂操作性能优势，深度仿生的发展方向还会使得灵巧手适应性提升和训练难度降低：从灵巧手适应性角度来看，深度仿生的灵巧手可以更好地适应人类生活和工作环境。人类的生活和工作环境是围绕人手的功能和特点构建的，如各种工具的设计、操作方式等都是基于人手的操作能力。高度仿生的灵巧手可以更自然、便捷地融入人类环境，使用人类设计的工具和设备，无需对环境进行大规模改造或特殊适配。从灵巧手训练难度来看，深度仿生的灵巧手具备丰富的训练数据，泛化能力更容易提升。人类手部动作丰富多样，通过动作捕捉技术可以获取大量的人手运动数据，这些数据可以为灵巧手的训练提供丰富的参考。相比之下，两指夹持器、多指抓持手和非仿人灵巧手由于可获取的动作数据有限，缺乏像人手那样丰富的操作经验和技巧可供借鉴，限制了其在复杂任务中的表现和发展速度。此外，使用大规模的人手运动捕捉数据集进行训练，有助于提高灵巧手对不同物体、不同场景的适应能力和泛化能力，并降低深度强化学习等训练方法的难度和所需的训练时间。
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