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灵巧手行业:机器人商业化落地的“功能触角”

国泰海通证券股份有限公司 03-27 00:00

捷昌驱动 -10.00%

本报告导读:

灵巧手是人形机器人的灵魂和核心,人形机器人产业化加速将带动灵巧手行业技术的快速进步。

投资要点:

投资建议:目前,灵巧手行业主要产品仍以国外品牌为主导,受益于人形机器人的发展,国内企业纷纷跟进,推出自己的相关灵巧手产品,技术加速收敛海外,我们推荐具备灵巧手生产能力并具备产品的公司,以及灵巧手核心零部件厂商,重点推荐兆威机电、鸣志电器、捷昌驱动,受益标的为鼎智科技。

灵巧手是人形机器人的灵魂,降本是核心。灵巧手作为一种仿人手生理结构机器人,是一种拟人化并能实现智能控制的高级末端执行机构。灵巧手种类多样,按照传动方式与驱动结构划分,可以分为腱绳传动、连杆传动、齿轮传动、液压传动和混合传动,其中腱绳传动方案一直是行业的主流方案。特斯拉发布原型机后,其展示的灵巧手方案多次迭代,其在降本为核心的路径中,驱动系统整体重构,2024 年10 月展示的灵巧手看,整体细节更加简洁,动作更加灵活,目前的灵巧手方案是电机通过行星滚柱丝杠驱动腱绳,同时自由度提升到22 个,驱动装置前移至小臂。

空心杯电机是灵巧手驱动方案的优选,传动方案选择具备多样性。

驱动结构主要是指灵巧手模组的驱动源,目前大部分人形机器人均采用电驱模式,因此灵巧手的驱动源主要依靠电机。对于人形机器人而言,空心杯电机优势明显,各种特点都符合人形机器人需要。

传动方式看,腱绳方案依然较为主流,各家厂商传动方案整体看不尽相同,均存在一定创新性,在一级二级三级传动的各环节中,特斯拉选用电机+微型丝杠+腱绳的创新方案。

灵巧手触觉方案:感知技术是机器人商业化落地的“功能触角”。灵巧手的传感器主要包括内部传感器和外部传感器两类。内部传感器主要反馈灵巧手的姿态信息,决定灵巧手稳定能力。外部传感器包括接近觉传感器和触觉传感器,主要感知目标物体的位置、受力等信息,其中触觉传感器是灵巧手完成各项功能的关键。触觉传感器的核心任务是模拟人类皮肤的感知能力,其技术路线围绕“灵敏度”与“多功能”展开,因此在材料的选择上,触觉传感器偏好于具有柔软、低模量、易变形等属性的柔性材料。其中压阻式传感器结构简单、成本低,是较为常见的触觉传感器。远期看,电子皮肤是触觉传感的终极形态,其被视为未来电子技术的新兴发展方向。

风险提示:人形机器人产业化进程不确定性风险、技术研发不及预期的风险

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