機器人行業(yè)靈巧手專題報告：人形機器人應用落地的關鍵.pdf

機器人行業(yè)靈巧手專題報告：人形機器人應用落地的關鍵。靈巧手結構精密復雜，真實人手的單手自由度是21個，機器人的靈巧手會根據(jù)特定場景簡化功能，平衡成本和自由度的關系，目 前特斯拉機器人單手自由度僅11個。靈巧手的性能和成本受其三大核心組件—驅(qū)動、傳動和傳感裝置的共同影響。

靈巧手有多種驅(qū)動路線，差異主要體現(xiàn)在驅(qū)動形式和傳動形式。驅(qū)動源是影響靈巧手體積和重量的重要因素，靈巧手模組的驅(qū)動 方式包括電機驅(qū)動、氣壓驅(qū)動、液壓驅(qū)動和形狀記憶合金驅(qū)動。靈巧手的操作穩(wěn)定性和靈活性指標主要取決于傳動系統(tǒng)，傳動模 式包括連桿傳動、腱繩傳動、齒輪傳動等。特斯拉目前驅(qū)動方案采用的空心杯+行星減速箱+編碼器+驅(qū)動器+傳感器的結構，傳 動方案采用的是金屬腱繩+蝸輪蝸桿傳動的結構。

靈巧手電驅(qū)動采用的電機方案路線眾多，不同電機方案的模組構成不同。最常用的是空心杯電機，其特點是輕量高效，因扭矩相 對較低常需要搭配行星齒輪減速器使用，主要供應廠商有Maxon、Faulhaber。無框力矩電機，無背隙可以直接驅(qū)動負載，不需 要皮帶、齒輪等傳動裝置；無刷有齒槽電機，相比空心杯電機模組轉(zhuǎn)速更低可以節(jié)省齒輪箱。除電機方案之外，靈巧手模組其他 結構件路線各異，減速器包括諧波減速器、行星減速器等，傳感器有力傳感器、觸覺傳感器等多種形式。

靈巧手領域主要的參與者有特斯拉、哈默納科、Maxon、兆威機電、鳴志電器等。Maxon是精密驅(qū)動頭部廠商，其定制化模組 優(yōu)勢突出。哈默納科是精密減速器頭部廠商，已成功落地靈巧手微型諧波方案。鳴志電器以步進電機起家，目前空心杯電機成本 優(yōu)勢凸顯。兆威機電是微型傳動領域標桿，機器人產(chǎn)品定制化經(jīng)驗豐富。