人形机器人深度之七：灵巧之“手”，解锁人形机器人黄金赛道

灵巧之“手”，解锁人形机器人黄金赛道——人形机器人深度之七证券研究报告电新首席证券分析师 ：曾朵红执业证书编号：S0600516080001联系邮箱：zengdh@dwzq.com.cn电动车首席证券分析师 ：阮巧燕执业证书编号：S0600517120002联系邮箱：ruanqy@dwzq.com.cn联系电话：021-601997932025年4月26日2目录Part2 混合机械方案是趋势，兼具高自由度和承载力Part1 灵巧手打开人形机器人应用上限，快速迭代2Part4 头部本体厂全栈自研，零部件提供整体解决方案Part3 手部多维感知是方向，促进手脑协同PART5 投资建议和风险提示3摘要3◆ 灵巧手打开人形机器人应用上限，多方参与，2025年开启快速迭代。灵巧手要求具备运动能力、负载能力、控制能力、感知能力、耐用能力、轻量化等，由驱动、传动、控制、感知四大模块构成。灵巧手是人形机器人操作性能的核心，决定机器人功能的上限，是具身智能的核心。25年密集主机厂和零部件厂发布灵巧手方案，且在未来2年灵巧手方案将快速迭代，并投入使用场景中，加速训练人形机器人手脑协同。◆ 混合机械方案是趋势，兼具高自由度和承载力。驱动方案：若电机内置，首选空心杯，部分用步进；腱绳方案，电机集成于手臂，空间大，可选无刷有齿槽电机。传动方案：齿轮负责旋转运动调速，丝杆/蜗轮蜗杆负责直线运动和方向变化。连杆和腱绳是用于连接驱动与关节，用于增加自由度。短期，空心杯电机+行星减速器+滚珠丝杆+连杆方案最先放量，实用性满足当前工业场景需求。中长期趋势是高自由度+负载力，因此机械设计可用融合方案，如近掌关节采用刚性更高的减速器+丝杆、手指末端关节采用腱绳等。◆ 手部多维感知是方向，促进手脑协同。灵巧手需通过触觉传感器、关节力控和编码器等将数据反馈至大脑，从而构建物体物性库和抓握数据库等，并通过仿真平台，扩大数据集，从而优化大脑的运规的泛化性。触觉传感器追求高灵敏度、高集成度、高延展性、成本低，目前多技术路线并行。压阻式力维度低（一维法向力）、灵敏性不足（阈值10g），在低端先放量；而电容式及电磁式性能更优，感知三维力，力分辨<1g，抗干扰能力提升和体积缩小后，放量潜力大；视触觉传感器理论上限高，但对数据和算法要求高。◆ 头部本体厂全栈自研，零部件提供整体解决方案。头部本体厂商选择全栈自研，方案各异，如特斯拉（腱绳）、FigureAI（连杆）、智元（混合）、星动纪元（纯直驱）等，是灵巧手的主力。独立第三方集成商，如因时机器人、强脑、傲意、灵心巧手、灵巧智能等进展较快；此外零部件厂商延伸至整手集成，如兆威、雷赛、帕西尼等，同时兼售模组零部件。目前灵巧手价格差异大，主流价格5-10万/只，中期价格预计降至0.5-3万/只，占本体成本比重20%左右。我们测算2030年人形机器人300万台+，市场空间约900亿，对应零部件市场空间较大的为触觉传感器、空心杯电机、齿轮、丝杆。◆ 投资建议：首推灵巧手兼具整体解决方案和零部件供应商雷赛智能、兆威机电，其次为绑定核心主机厂的零部件供应商，空心杯电机（鸣志电器、伟创电气，关注峰岹科技、信捷电气、捷昌驱动），微型丝杆（浙江荣泰、北特科技），减速器（科达利、斯凌股份，关注丰立智能），触觉传感器（关注汉威科技、福莱新材），腱绳（关注南山智尚、大业股份）◆ 风险提示：需求不及预期，技术迭代低于预期，竞争加剧备注：全文的“预计”如果没有特别说明，均为东吴证券研究所电新组预测4Part1 灵巧手打开人形机器人应用上限，快速迭代4灵巧手决定人形机器人的操作功能，是重中之重1灵巧手打开人形机器人应用上限图表：特斯拉人形机器人构成◆ 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，很大程度上决定了机器人的精细操作与执行复杂任务的能力，是人形机器人替代人类工作的关键部件。从远期角度看，灵巧手预计占人形全成本比重20%-30%，仅次于身体执行，是最重要的硬件。同时，灵巧手在精细操作和执行任务的同时，收集数据，训练大脑，手脑协同，加速具身智能。◆ 不同场景对灵巧手方案要求不同：如工业搬运场景，自由度要求低，但负载和握力要求高，而家庭场景反之。数据来源：公司官网，东吴证券研究所5旋转执行器无框力矩电机谐波减速器驱动器扭矩传感器编码器14个 ×直线执行器无框力矩电机行星滚柱丝杠梯形丝杆驱动器力传感器编码器14个 ×远期价格5万/台手部关节总成空心杯电机/无刷有齿槽电机行星减速器/键绳触觉传感器编码器远期价格3万/台智能硬件摄像头扬声器惯性导航芯片MCU芯片远期价格2万/台结构件及配件金属、碳纤维结构件线束、面罩剥离远期价格0.5万/台电池远期价格0.1-0.2万/台小脑：运动控制大脑：大模型和运动规划软件费用摊销本体：远期成本12-15万台类比人类的手，灵活、精确、小巧、敏感2灵巧手打开人形机器人应用上限图表：人类的手解剖自由度示意图◆ 手的十三种基本的功能：悬垂、托举、触摸、推压、击打、动态操作、球形掌握、球形指尖握、柱状抓握、勾拉、二指尖捏、多指尖捏、侧捏等。手的功能建立在手与上肢的皮肤、筋膜、关节、肌肉等“执行器官”完整的基础上，并实现于神经系统多层级的精密调控与信息整合处理。◆ 人手自由度共有21个（不考虑手腕关节）：前端四指每个手指有4个自由度，其中掌指关节(MCP)具有2个轴线垂直相交的转动自由度，合计16个；大拇指5个，合计21个。若加上手腕额外的3个自由度的平移和3个自由度的旋转，共计27个自由度。拇指、食指和中指占手部功能80%，拇指占手部功能60%。图表：人类手指功能数据来源：Visual Dictionary Online，东吴证券研究所6功能占比特点大拇指40%负责对握和精细操作食指20%高度灵活，用于指向和精细操作中值20%力量较强，用于支撑和稳定无名指10%辅助握持和协同操作小拇指10%功能最少，主要用于辅助和平衡灵巧手需高自由度、精确性、耐用性、感知能力3灵巧手打开人形机器人应用上限图表：灵巧手的性能要求◆ 从性能角度看，灵巧手需要满足几方面的性能：运动能力、负载能力、控制能力、感知能力、耐用能力、轻量化等。运动能力主要指标为自由度和运动速度，自由度越高越灵活，目前灵巧手自由度从6-24自由度均有。◆ 控制能力看中操作的精度和稳定性，感知能力看中其触觉分辨率、力觉感知等，耐用性看中抓握寿命，另外灵巧手还看中体积和质量，需要做到轻巧，同时材料选择上同样关键。数据来源：Shadow Robot官网，东吴证券研究所7性能运动能力负载能力控制能力感知能力其他衡量指标1）自由度2）活动范围3）运动速度1）单手最大负载1）精度2）稳定性3）响应速度1）触觉分辨率2）力觉精度3）测量精度4）泛化性1）耐用能力2）轻量化特点1）自由度：15自由度以上为高自由度，自由度越高越灵活2）运动速度：决定效率1）可抓取和操作物体的最大重量及抵抗外部干扰的能力。2）目前普遍为15kg1）精确地控制到目标位置、姿态和力度等的能力2）操作过程保持稳定性，且根据环境等进行调整1）可精确感知物体的特征、材质等2）精确控制施加在物体上的力3）精确控制灵巧手的运动和姿态4）对不同物体的适应性1）抓握寿命，目前水平为1