深度报告-20231116-财通证券-灵巧手行业深度研究报告_机器人新型末端执行器_国内外研究进展加速_29页_1mb

证券研究报告总结

核心内容

本报告主要聚焦于机器人灵巧手的发展现状、技术分类、商业化应用及投资建议。灵巧手作为机器人末端执行器的一种，是实现机器人与环境交互的关键部件，其发展受到国内外研究进展的推动，并随着人形机器人产业化加速而迎来重要机遇。

主要观点

• 灵巧手的重要性：灵巧手是机器人实现复杂操作和高自由度交互的核心部件，具有高度的灵活性和功能性，能实现对物体的灵活抓取和操作。
• 技术演进：灵巧手从早期的简单机械手发展到如今的高科技人形仿生灵巧手，国内外研究均经历了多个阶段的迭代与优化。
• 驱动与传动方式：主要包括电机驱动、液压驱动、气压驱动和形状记忆合金驱动。腱传动、连杆传动和齿轮/蜗轮蜗杆传动是主要的传动方式。
• 感知技术：灵巧手的感知系统涵盖内部和外部传感器，如力/力矩传感器、位置传感器、触觉传感器等，以实现对环境的准确识别和操作。
• 商业化应用：灵巧手已应用于工业、服务、医疗、教育等多个领域，部分产品已实现批量生产并具备一定的市场竞争力。

关键信息

技术发展

• 灵巧手定义：模仿人手结构和功能，具有高自由度和灵活操作能力，能够适应多种复杂任务。
• 自由度分类：灵巧手通常具有5个手指，每根手指有3个关节，拇指可能具有额外的自由度。
• 驱动方式：
  • 电机驱动：主流方式，具有高驱动力和控制精度，但体积较大。
  • 液压驱动：适用于大型抓取，但成本高、体积大。
  • 气压驱动：操作简便、价格适中，但精度较低。
  • 形状记忆合金驱动：适合小型高精度操作，但存在疲劳强度低的问题。
• 传动方式：
  • 腱传动：具有高柔顺性，适合远距离控制。
  • 连杆传动：结构稳定，适用于工业应用。
  • 齿轮/蜗轮蜗杆传动：便于动力传递，结构紧凑。
• 感知技术：
  • 内部感知：包括位置、速度、力矩等信息，用于运动控制。
  • 外部感知：如接近觉和触觉传感器，用于环境识别和操作反馈。

商业化案例

• 国外代表产品：
  • SCHUNK SVH：五指伺服电动机械抓手，具有高自由度和集成化设计，适用于工业应用。
  • Shadow Hand：五指机械手，具备24个自由度和129个传感器，可实现精细操作和远程控制。
  • qb SoftHand：柔性机械手，采用单电机驱动，具备高适应性，适用于工业和研究场景。
  • Clone Hand：仿生机械手，由液压肌肉和阀门驱动，具有接近人手的结构和性能。
• 国内代表产品：
  • Dexterity Hand：思灵机器人开发的五指灵巧手，具备模块化和高集成度，适用于服务、医疗和科研领域。
  • RH56BFX/RH56DFX：因时机器人研发的灵巧手，采用直线驱动设计，具备力位混合控制，适用于多种应用场景。

市场前景

• 市场规模：人形机器人将为灵巧手带来千亿级市场，若人形机器人销量达百万台，灵巧手市场规模有望突破1000亿元。
• 成本与性能平衡：当前灵巧手成本较高，限制了其广泛应用，因此研发低成本、高性能的灵巧手成为行业关注的重点。

投资建议

• 关注核心技术：掌握空心杯电机、精密齿轮箱、编码器、驱动、传感器、弹簧等核心部件的公司更具竞争优势。
• 推荐公司：
  • 电机/驱动器：鸣志电器、鼎智科技、禾川科技、伟创电气、拓邦股份
  • 传感器：柯力传感、汉威科技
  • 弹簧：美力科技、华纬科技
• 重点投资标的：
  • 美力科技：被给予“增持”评级，因其在弹簧领域的技术积累和市场潜力。
  • 其他公司：未被覆盖，但具有一定的行业相关性，值得持续关注。

风险提示

• 技术风险：特斯拉人形机器人量产进展不及预期可能影响灵巧手市场需求。
• 成本风险：灵巧手降本速度低于预期，可能限制其商业化进程。
• 制造业风险：制造业景气度恢复低于预期，可能影响相关产业链公司的产能和交付能力。

总结

灵巧手作为人形机器人的重要组成部分，其发展受到国内外研究进展的推动，具备广阔的应用前景。随着人形机器人产业化加速，灵巧手市场有望快速扩张，但其高成本和复杂技术仍是主要挑战。建议关注具备核心技术、量产能力和成本控制能力的公司，如美力科技、鸣志电器等。同时，需警惕特斯拉人形机器人、技术降本和制造业景气度等潜在风险。