中泰汽车行业深度：特斯拉引领灵巧手技术升级，驱动、传动和感知方案迭代催生新投资机遇_37页_1mb

中泰汽车行业深度报告：特斯拉引领灵巧手技术升级，推动新投资机遇

核心内容

灵巧手作为人形机器人的末端执行器，在机器人与环境交互和任务执行中起着关键作用。人手拥有21个自由度，灵巧手设计需高度仿生，以实现更复杂的操作。其核心技术包括驱动、传动和感知方案，当前正向更高自由度、更接近人手、更轻量化方向发展。

特斯拉Optimus灵巧手经历了从Gen1到Gen3的迭代升级，Gen3灵巧手在自由度、驱动方式、传动方案和感知能力方面均有显著提升，具体包括：自由度从11个提升至22个，电机数量增加至13/17个，采用无刷有齿槽电机替代部分空心杯电机，传动方案升级为行星齿轮箱+行星滚柱丝杠+腱绳三级传动，集成六维力传感器以提升感知能力。这些变化推动灵巧手从工厂环境向C端应用扩展，同时也为技术降本和国产化带来机会。

关键要素分析

驱动方案

• 电机：电机数量与自由度对应，空心杯电机因小型化、高效率、高响应速度等优势被广泛用于灵巧手，但无刷有齿槽电机在降本和国产化方面具有潜力。
• 电机类型：空心杯电机属于无槽电机，具备高动态响应、低噪音、高精度等优点；无刷有齿槽电机可替代部分空心杯电机，尤其适用于空间需求较低的部位。
• 市场格局：2022年海外五大空心杯电机企业占据67%市场份额，国内企业如兆威机电、鸣志电器、拓邦股份等已具备一定竞争力。

传动方案

• 减速器：行星减速器因价格优势显著，适用于手部；谐波减速器因高精度和轻量化，适用于指关节。国产化空间广阔，建议关注中大力德、绿的谐波。
• 腱绳：腱绳传动灵活，是当前应用最多的传动方式，材料可选高强度钢丝或超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE），特斯拉Optimus Gen3采用UHMWPE，相关企业包括同益中、南山智尚。
• 丝杠：丝杠具有高精度和高效率，与腱绳复合传动将成为主流方案。行星滚柱丝杠性能更优，但成本较高，未来有望替代滚珠丝杠。建议关注五洲新春、恒立液压、北特科技、长盛轴承、双林股份。

感知方案

• 六维力传感器：用于手腕和脚腕关节，提供最全面的力觉信息，价值量高，建议关注东华测试、柯力传感、安培龙。
• 柔性触觉传感器：覆盖面积和感知维度增加，未来有望拓展至机器人全身。相关公司包括汉威科技、福莱新材、申昊科技。

投资建议

• 兆威机电：具备微型驱动和传动技术，布局灵巧手整机方案，关注其4mm直径无刷空心杯电机的研发进展。
• 中大力德：国产精密行星减速器代表企业，具备一体化产品架构，已应用于宇树机器人。
• 北特科技：汽车底盘领军企业，拓展丝杠产品，产能布局领先。
• 柯力传感：六维力传感器研发领先，同时布局触觉传感器生态，具备技术与市场双重优势。

风险提示

• 人形机器人商业化进度不及预期；
• 人形机器人降本进度不及预期；
• 市场竞争加剧；
• 灵巧手及相关配件国产化不及预期；
• 政策支持不及预期；
• 市场空间测算偏差的风险；
• 研究报告中使用的公开资料可能存在信息滞后或更新不及时的风险。

技术演进与市场前景

• 灵巧手技术正向更高自由度、更接近人手、更轻量化方向演进；
• 驱动方案从空心杯电机向无刷有齿槽电机演进，以实现降本和国产化；
• 传动方案从齿轮+腱绳向丝杠+腱绳复合传动演进，以提高精度和负载能力；
• 感知方案从霍尔效应传感器向六维力传感器和柔性触觉传感器演进，以增强机器人操作的灵活性和适应性。

市场空间测算

注：市场空间测算基于100万台出货量及60%降本假设。