2025年机器人行业专题报告：灵巧手，高灵活度末端执行器，Optimus Gen~3将推动微型丝杠、腱绳与传感器需求扩张

1. 灵巧手是特殊的末端执行器，持续向智能化、高灵活度发展

1.1 灵巧手是一种高度灵活的末端执行器

灵巧手属于机器人抓手类末端执行器。末端执行器是一种安装于机器人腕部末端的执行输出工具，是执行 部件中机器人与环境相互作用的最后环节，高度体现了机器人的工作性能和使用柔性。一般而言，末端执行器 按照功能可以分为两大类：工具类和抓手类。①工具类末端执行器是一种基于工作的具体需求专门设计且具备 标准化接口的机器人执行工具，可以直接实现机器人的生产加工或日常动作，常见的工具类末端执行器有喷枪、 涂胶枪、点焊机、毛刺打磨机、吸盘等。②抓手类末端执行器类似人的双手，可以执行各类抓取和操作工作， 具体包括两指夹持器、多指抓持手和多指灵巧手，其中多指灵巧手即为本文定义的灵巧手，其是以人手的结构 和功能为模仿对象的特殊末端执行器。

灵巧手具有高度灵活性、复杂性特点，可灵活执行抓取、操作任务。抓取动作可分为三大类：中间抓取、 精准捏取和强力抓取，三种抓手类末端执行器的抓取动作执行能力对比如下： 两指夹持器结构简单，可以用于部分指面抓取运动，但手指灵活性差，无法抓持复杂目标和对目标物 体实施具体操作。 多指抓持手通常具有 3-4 个手指，且手指上设置多个关节（多为被动关节），较两指夹持器抓持性能增 强，但仅可执行部分依赖指面的指面抓取和强力抓取动作，精准性、稳定性、包络自适应性差。  多指灵巧手则可模拟人手的各种灵巧抓取和复杂操作，从而实现与环境的良好交互。为达到灵巧性要 求，多指灵巧手至少需要 3 个手指和 9 个自由度，手指关节的运动副通常采用转动副，以便有效模拟 人手，通过指关节运动抓取和操作目标物体。灵巧手凭借多自由度手指以及拇指额外的内/外旋运动可 以良好实现强力抓取、精准捏取、中间抓取（三类手势动作使用比例达 85%），满足大部分手部动作需求，能适应多种不同的对象和任务。

1.2 灵巧手发展历程

自 20 世纪 70 年代以来，多指灵巧手主要经历了三个发展阶段，逐步向智能化、灵巧化、抓取精准化方向 发展。

20 世纪 70 年代后以多自由度、多感知、可控制为标志的现代灵巧手产生。①1974 年日本电工实验室研发的灵巧手 Okada 是现代意义上的第一款灵巧手。该手为三指灵巧手，共有 11 个自由度，可以进 行连续平滑的抓取运动。②麻省理工研发的 Utah/MIT 和斯坦福大学研发的 Stanford/JPL 手采用多关节 多自由度的模块化结构设计（手指完全相同），灵活性较 Okada 有所提升，为后续灵巧手的研发做出 重要铺垫。

20 世纪 90 年代以后，灵巧手呈现集成化设计，使得灵巧手得以配备更复杂的驱动系统和更丰富的感 知系统。该阶段计算机技术迅速发展，使得灵巧手控制系统的信号处理能力和复杂控制算法的计算能 力得以增强，大规模集成电路和微电机又促进了多指灵巧手的集成化设计。该阶段灵巧手研发活跃， 如 DLR-I 手、NASA Robonaut 手等。①德国宇航中心研发的 DLR-I 手采用微型直线驱动器，得以将所 有的驱动器集成在手指或手掌内部；DLR-I 手感知功能丰富，每指配备 28 个传感器，包括触觉传感器、 关节力矩传感器、关节位置传感器、速度传感器和温度传感器等。②美国 NASA 研发的 NASA Robonaut 手具有 5 指，共 14 个自由度，控制性能较强。整手共有 43 个传感器，构型方面与人手相似，具有冗 余关节，抓取适应性提高。

21 世纪以来，灵巧手的集成化、智能化和灵巧操作水平实现新提升，向深度仿生发展。例如：①德国 宇航中心研发的 DLR-Ⅱ手在 DLR-Ⅰ基础上优化，基于全数字机电集成化概念设计，对直流无刷电机 驱动+谐波减速器+齿形皮带传动进行优化组合，使得每个手指指尖的输出力从 10N 增加到 30N，手与 主处理器之间的连线从第一代的 400 根大幅减少到 12 根。DLR-Ⅱ手具有高度集成、多传感器、抓取 精确等突出特征。②我国自 2000 年以来，在灵巧手研究方面有所发力。HIT/DLR II 手由哈尔滨工业 大学联合德国宇航中心研制，采用体积小、重量轻的盘式电机驱动和谐波减速器＋齿形皮带的传动方 案，重量仅 1.5Kg。③华盛顿大学研发的 Washington Hand 基于仿生设计原理，利用人造关节囊、韧带、 肌腱和弹性滑轮结构设计，复现了人手的韧带和关节特征，使得抓取更加灵活可靠。

2. 灵巧手具有多种类型解决方案

2.1 灵巧手解决方案分类

多指灵巧手的解决方案不同，其灵活性、可操作性、可靠性等各项性能指标也会有所差异。灵巧手的解决 方案主要涉及到驱动器、传动系统、是否欠驱动三个方面。驱动器是驱动系统的核心部件，主要作用是产生运 动和力；传动系统则负责将运动和力从驱动器传递到灵巧手手指的关节；是否欠驱动涉及到自由度与驱动源数 量之间的设计安排。灵巧手在驱动器类型、传动方式、自由度设计方面存在多种解决方案，可据此将灵巧手进 行分类。

2.1.1 从驱动方式来看，电机驱动是主流

1）电机驱动技术成熟，是灵巧手中应用最为广泛的驱动方式。①从工作原理看，电机驱动即通过电动机产 生力或力矩，然后直接或者经过减速器减速后驱动多指灵巧手，其中最常选用直流电机驱动。②从运行特点看， 电机驱动具有控制方便、响应速度快、输出力矩稳定等优点，虽然直流电机无法直接调控位置，但可以通过添 加位置反馈系统实现高精度的位置控制，另外电机通过与减速器配合，可进一步增大输出力矩，较容易满足灵 巧手对于驱动器输出力矩以及运动精度的要求，不过部分电机存在体积较大、成本较高问题。③从典型案例看， 电机驱动的灵巧手代表有 DLR/HIT II 灵巧手、特斯拉机器人灵巧手等。DLR/HIT II 采用了新型的、输出力矩大 的盘式直流无刷电动机，电机重量仅 15 克，输出力矩增大，手指指尖输出力能够达到 10N。

2）气压驱动操作简单但不满足高精度要求。①从工作原理看，气压驱动是通过气缸压缩空气产生压差作为 动力源从而驱动执行部件。②从运行特点看，气压驱动具有成本低、操作简单、易于编程、响应速度快等优点， 但由于气压大小受温度、湿度等多因素影响，其精度以及稳定性不高，不利于满足灵巧手的可靠性要求。另外， 气压驱动设备总体体积较大，不利于灵巧手的集成化设计。③从典型案例看，英国的 Shadow 灵巧手采用“空 气肌肉”驱动装置，通过两组空气肌肉输出力，再以腱绳进行传动至手指关节，由于压缩气体柔性强，使得其 能够轻易抓取易碎和弹性物体，但由于温度、湿度的干扰，驱动气压不稳定，“空气肌肉”的控制精度较低。

3）液压驱动实现高能量密度输出驱动。①从工作原理看，液压驱动系统主要组件有液动机、伺服阀、油泵 和油箱等，借助泵将液体压入封闭系统，通过液体介质的静压力推动活塞移动，从而实现驱动。②从运行特点 看，液压驱动输出力矩较大，适用于大型抓取。但是液压系统庞大，小型化、便携性不足；与气压驱动相似， 液压运动不平稳，导致控制的精确度不足；且因为存在液体可能泄漏和被压缩等问题，传动比不够精确。③从 典型案例看，代表有 Stefan Schulz 等人研制出微液压驱动的多指灵巧手，该款灵巧手的手指关节处集成有微型 液压系统驱动的执行器。当充液时，执行器会产生压差从而驱动手指关节产生弯曲运动。当放液时，压强减小， 手指关节在关节处嵌入扭簧产生的扭力作用下恢复到初始状态。

4）形状记忆合金驱动为新型驱动方式，采用特殊合金材料 SMA。①从工作原理看，形状记忆合金（SMA） 是一种具有形状记忆特性的合金材料，可以通过调节温度来影响其形状和机械性能，其中应用最多的是镍钛记 忆合金材料，它具有三种晶体状态：孪晶马氏体、去孪晶马氏体和奥氏体，将其加热到某一合适温度时，去孪 晶马氏体就能恢复为变形之前的奥氏体。②从运行特点看，形状记忆合金驱动技术具有位移较大、功率重量比 高、变位迅速、方向灵活度高的特性，利于灵巧手进行高速度及高精度的低负载装配任务。但形状记忆合金成 本高，并且易疲劳，寿命较低。目前该驱动方式应用较少，代表有日本的 Hitachi 灵巧手。

2.1.2 从传动方案来看，腱绳传动应用范围最广

1）腱绳传动是目前应用最广泛的传动方案。①从工作原理看，腱绳传动是指通过腱绳和缠绕腱绳的辅助装 置把驱动源的力矩传送到手指各个关节上的传动方式，基本的工作原理是置于灵巧手前臂中的电机先驱动滚珠 丝杠，借助滚珠丝杠上的螺母将转动变为平动，螺母上缠绕着腱绳，通过拉动另一边连接在灵巧手手指上的腱 绳，实现手指绕关节轴的转动运动。腱绳传动因布置形式多变而结构不同，常见的结构形式有腱-腱鞘式、等径 滑轮式和带轮传动式。②从运行特点看，腱绳传动适用于远距离传动，使得驱动器与执行器能够保持一定距离， 减轻末端执行器的负载和惯量，从而提升抓取速度，提高灵活性；腱绳具有一定的弹性，为手指运动提供了一 定程度的柔顺性和抓持适应性；腱绳传动中多采用钢丝、滑动轴承，可以减轻传动系统的摩擦，传递效率较高； 腱绳可灵活布置，能够与丝杠、蜗轮蜗杆、链条等方案结合，在狭小空间中实现多自由度驱动。然而腱绳传动 也存在部分缺点，包括负载弱、预紧力不稳定且绳索有弹性，干扰控制的精确性。腱绳传动应用较广，代表有 特斯拉灵巧手、Utah/MIT 手、DLR 系列手、Shadow 手等。

2）连杆传动采用多个连杆串并联混合形式，刚性强、机械结构复杂。①从工作原理看，以手指为例，手指 指尖、二指节、三指节均为不同形状的三角形连杆，驱动连杆以及耦合连杆为直线形式，K1 以及 K2 为复位弹 簧，当 K1 处的驱动连杆顺/逆时针转动时，手指做屈曲/前伸运动。②从运行特点看，相比腱绳结构，连杆结构 刚性强，可以实现强力抓取大型物体，连杆传动还具有抓取速度快、传动精确性高的优点。但连杆驱动较为复 杂，要求零部件有较高的加工精度；相比腱绳传动，连杆传动柔性不足，使得灵巧手在抓握不规则形状物体时 的包络性和自适应性较差。另外，连杆传动受机械结构的限制，不利于手指小型化和拟人化。③从典型案例看， 韩国实验室研发的 ILDA 手采用集成连杆驱动，可以进行抓取鸡蛋、剪纸、夹装芯片和挤压瓶罐等操作。

3）齿轮传动结构复杂，限制其应用范围。①从工作原理看，齿轮传动将驱动器的旋转运动转变为直线运动， 通过拉动驱动器和手指间的弹簧来驱动手指。②从运行特点看，齿轮传动具有稳定性强、精确性高、传递效率 高的优点。但齿轮结构复杂，且若灵巧手手指较长、自由度要求较高，则传动所需的齿轮数目较多，使得灵巧 手重量大、惯性大，限制了齿轮传动的应用。③从典型案例看，代表有北航研制的 BH985 灵巧手，采用连杆+ 齿轮传动，体积和自重较大。

2.1.3 从自由度与驱动源数量来看，灵巧手可以分为全驱动和欠驱动两大类

自由度影响灵巧手的灵巧操作能力，自由度越高，灵巧手可以进行更多样的抓取工作。驱动源的数量则直 接影响灵巧手的自由度大小，按照自由度与驱动源数量的关系可分为全驱动和欠驱动灵巧手。

1）全驱动灵巧手驱动源与自由度数量相等。①从工作原理看，全驱动灵巧手的每个手指关节单独配置了驱 动器，使得每个手指都能实现独立控制，从而整手可以进行多种灵巧操作。②从运行特点看，全驱动灵巧手需 要配置更多的驱动器，使得灵巧手成本上升、体积变大、操作复杂。③从典型案例看，全驱动灵巧手代表有 MLR 手、Shadow 手、DLR 手等，具有操作灵巧性强、成本高、操作复杂等共同特点。

2）欠驱动灵巧手驱动源数量少于自由度，缺失驱动源的部分进行耦合随动。①从工作原理看，欠驱动灵巧 手的手指中的腱固定于手指末端，当驱动器拉动腱时，由于耦合作用使各关节转动，手指弯曲，先与物体接触 的指节停止转动，其他指节继续转动，直至对物体形成力封闭构形，从而抓住物体。释放腱时，弹簧提供恢复 力，使手指张开。②从运行特点看，欠驱动灵巧手驱动器少，结构较简单，硬件集成度高，重量轻，体积小， 制造成本较低，易于维护；另外，欠驱动灵巧手具有被动柔顺特性，即在抓取物体时，会自动适应不同形状物 体，抓取的包络性好。但是欠驱动灵巧手自由度较低，控制的精确度有所欠缺，影响灵巧手的功能操作。目前 欠驱动方案应用较多，代表有 DART 手、FESTO 手等。

2.1.4 按照材料和结构分，灵巧手可分为机械灵巧手和人工肌肉灵巧手

1）机械灵巧手：主流灵巧手方案。工作原理上，机械灵巧手多采用金属材料制作，常配备复杂的电机与控 制系统，通过模仿人类手指的骨骼结构来达到模仿人类手指形态的效果。运行特点上，机械灵巧手具有刚性强、 抓握力强、抓握精准的优点，但抓取适应性较差、成本高、重量大、质地硬，人机交互的体验感较差。目前机 械灵巧手是最常见的灵巧手形态。

2）人工肌肉灵巧手：新型灵巧手方案，具有柔性仿生特点。工作原理上，肌肉具有高效性、灵巧性和可变 性特点，人工肌肉是一系列设计得如肌节一样单轴拉伸的驱动器，典型的人工肌肉有气动型人工肌肉（PneumaticArtificial Muscles，PAMs）。PAMs 由两部分组成：可拉伸的圆柱形柔性薄膜和刚性末端，这两个部分共同作用， 使驱动器体积增大时，其轴向发生收缩，而周向发生膨胀，从而模仿肌节的运动。运行特点上，人工肌肉灵巧 手具有柔性强、抓取适应性强、轻质化、低成本化、高灵活度特点，适用于柔性抓取、医疗康复和智能穿戴等 领域。不过其抓取控制精度和抓握力略弱于机械灵巧手。典型案例有 Festo 公司研发的 BionicSoft Hand，该款灵 巧手共有 12 个自由度，没有任何骨骼，通过手指中的气动波纹管结构控制运动。当气室充满空气时，手指弯曲。 如果气室是空的，则手指保持笔直。手指中的波纹管被包裹在特殊的 3D 织物护套中，该护套由弹性和高强度 线编织而成，可用于精确地确定结构在何处展开并产生力，以及在何处阻止其展开。

哈工大新型 4 指压电机械手，采用全新驱动方案。该驱动方案的核心在于以压电陶瓷的逆压电效应作为电 能至机械能的转换原理，从而利用压电陶瓷在电场激励下产生的微观变形运动实现各类物体的宏微跨尺度运动 操控。具体方案设计上，压电机械手采用了“阵列组构”思想，由四个压电手指和一个手掌通过螺钉固连而成。 其中，每个压电手指包含一个由数十片“分区极化”压电陶瓷正交叠加制成的核心驱动元件。在外部电场激励 作用下，该驱动元件凭借逆压电效应可实现沿横向 x、y 轴的二维弯曲变形和沿纵向 z 轴的一维伸缩变形，即单 个手指实现了 3 个运动自由度。工作原理和特性上，该压电机械手受缓慢变化的电场激励，借助其与被操控物 体之间的静摩擦实现被操控物体的微步运动，而后利用快速恢复的电场激励相反的操控手势实现快速回位，快 速回位过程中机械手与被操控物体产生相对滑动，被操控物体由于惯性保持已经产生的微小步距。通过连续的动静摩擦交替操控，实现被操控物体的微小步距的累积，从而实现宏观的连续运动操控，很好地解决了传统机 械手难以胜任的宏微跨尺度运动操控难题。

2.1.5 按照应用场景分，可分为航空航天类、医疗类、工业类、服务类

灵巧手应用场景多样，常见的应用场景有航空航天、医疗、工业生产、服务等领域。 1）应用于航空航天。太空环境具有超低温、高真空、辐射强等特点，可以通过远程操控系统遥控灵巧手执 行舱外活动。航空航天领域灵巧手具有高可靠性、高操作性要求，典型案例有 Robonaut2 手、DEXHAND 等。 Robonaut2 手：第一个实际执行航天任务的灵巧手。手部设计充分考虑航天任务需要，由 5 根手指、1 个 手掌、一个 2 自由度手腕和小臂组成，拇指、中指和食指为操作部分，分别有 4/3/3 个自由度；无名指和小指起 辅助作用，均只有 1 个自由度；该手采用电子元件内部集成设计，通过电磁干扰测试，成功在美国国际空间站 有效执行舱外操作任务。 DEXHAND 采用特殊设计，适用于太空环境作业：①电子元件集成于手掌内部，手部表面采用 2mm 厚的 特殊铝质外壳，能够有效抵抗外部温度、电磁干扰。②对电气接头进行隐蔽保护，不易脱落。③通过空间环境 测试，具有抗辐射性强的特点。

2）应用于医疗领域。灵巧手常见的医疗用途有化工医药、医疗康养、医疗假肢等，其中医疗假肢对灵巧手 的轻便性、灵巧操作能力、信号感应能力有较高要求，目前典型的商业化产品案例有 Bebionic 灵巧手。 Bebionic 灵巧手具有高度仿生特性。信号处理上，肌电信号技术成熟，有效实现肌肉、灵巧手、外部物体 间的交互。解决方案上，每个手指配备重量适当的独立电机，有效增强手部控制的协调性，保障舒适性；多传 感器以及柔性指尖设计增强灵巧手抓握体验；使用性能上，灵巧手具备 14 种抓握模式，可以负载 45kg，帮助 使用者有效应对生活需求。

3）应用于工业生产、服务领域。灵巧手产品可以有效进行安装、分拣等生产工作，推进工业自动化，减少 人工成本，提高生产稳定性。灵巧手也可以应用于商业服务和家庭服务领域，具有服务连续性、一致性、标准 化特点，有效增强客户服务体验。典型案例有 SVH 手、因时灵巧手、DexH5 等。

2.2 灵巧手未来将进一步向柔性感知、结构紧凑、深度仿生方向发展

2.2.1 柔性感知技术：深化灵巧手与非结构环境的交互作用

感知技术极大地影响灵巧手与环境的交互性。①多感知信息融合：灵巧手借助力传感器、位置传感器进行 抓取操作，借助触觉传感器实时传输与物体的接触信息，融合多感知信息可以增强灵巧手对非结构环境的适应 能力，是未来灵巧手技术发展的重要方向。②灵巧手逐渐向深度仿生发展，对柔性感知技术和传感器的需求增 加。与刚性传感器相比，柔性传感器更加适应手的不规则表面，更容易与手的表面集成，即柔性传感器可以放 置在整个手掌表面，而不局限于指尖，获得更加丰富的接触信息。③案例-TRX-Hand：具有多感知信息融合+ 柔性感知前沿技术。2023 年 4 月腾讯实验室推出灵巧手 TRX-Hand。该款灵巧手实现了高灵敏度柔性触觉传感 器阵列的大面积覆盖，覆盖领域包括指尖、指腹和掌面，其掌心处配置了微型激光雷达和接近传感器，每个关 节均集成了角度传感器，使得灵巧手在与环境交互过程中能准确感知自身与物体的状态信息。同时，该款灵巧 手采用了多传感器信息融合技术，使其能在抓取和操作任务中全面地获取感知信息，增强与环境的物理交互， 更准确地完成操作任务。

触觉传感器模拟皮肤功能，成为人形机器人感知外界环境的重要器官。人类通过各种感官感知复杂的环境， 而皮肤是人类感知外界环境的重要器官。为了使机器人代替人类在各种环境中高效、可靠、准确地完成工作， 有必要利用电子技术模拟人类的各种感知。高柔性、高灵敏度的电子皮肤触觉传感器使机器人更加灵活、纤细、 智能、人性化，具有重要意义。感知皮肤可以如同衣服一样附着在各种载体的表面，完成接触力的测量，不受 接触面积和形状的限制，感知皮肤不仅要保证精度和灵敏度，还要有很高的柔性和弹性。

按照工作原理，触觉传感器分为压阻式、压电式、电容式、摩擦电式等类型，压阻式使用更为普遍。触觉 传感器是根据传感器受到力的作用后，某一参数会相应地发生变化，以此来测量出外力的大小。触觉传感器包括压阻式、压电式、电容式、摩擦电式等类型。各种类型的触觉传感器因材料的不同导致工作原理有所不同， 相同的是都通过将力等外部信号转变成电信号，建立起外部信号与电信号之间的关联，通过检测电信号来检查 外部信号。从产业现状来看，压阻式传感器可同时检测动静态压力，并且其灵敏度高、检测限低、制备工艺简 单，使用更为普遍。

2.2.2 灵巧手核心零部件向紧凑化、精密化发展

①新型驱动方案：空心杯电机/直流无刷电机/无框力矩电机

常见的应用于灵巧手的电机类型有直流无刷电机、无框力矩电机以及空心杯电机。空心杯电机为特斯拉机 器人 Optimus Gen-1 和 Gen-2 的手部驱动电机，满足其灵巧手紧凑化、精密化发展需要。空心杯电机是一种微 型伺服直流电机，在结构上突破了传统直流电机的结构形式，其电机绕组取消了铁芯结构设计，转子仅由线圈 按照一定的排列绕制而成，具有体积小、效率高、灵敏度高、运行稳定、控制性强等特点。

空心杯电机响应快、效率高；直流无刷电机控制精度较高、寿命较长；无框力矩电机拥有精度和紧凑度优 势，但是小尺寸生产难度大。①空心杯电机其结构上采用无铁芯转子，重量和转动惯量大幅降低，这使得灵巧 手在执行动作时响应速度极快，起动、制动迅速，机械时间常数小于 28 毫秒，部分产品可达 10 毫秒以内， 能快速精准地完成抓取等动作。同时，它效率高，能量转换效率常超 70%，部分可达 90% 以上，可有效降低 能耗。此外，空心杯电机噪音低，能让灵巧手在操作时更安静，适用于对噪音敏感的环境。不过，其缺点在于 控制精度方面可能不如直流无刷电机。②直流无刷电机控制精度和稳定性较高，稳定规则的磁场分布配合电子 控制可实现对灵巧手精确的速度和位置控制，这对于需要精细操作的任务至关重要。它的稳定性好，在复杂的 操作过程中能保持可靠运行。此外，直流无刷电机的转子结构相对更坚固，能够承受更大的外力和高速旋转产 生的离心力，不易发生变形和损坏，因此寿命较长。但它的转动惯量相对较高，导致响应速度比空心杯电机稍 慢。③无框力矩电机能够实现极其精细的力矩输出控制，对于灵巧手在拿捏微小物品或进行高难度动作时，提 供了高度准确的力量把控。同时，无外框结构使得无框力矩电机能够中空布局，更加紧凑。不过，由于无框力 矩电机特殊的结构和高精度的设计要求，要实现适配灵巧手的尺寸就对加工设备、工艺都有很高的要求，成本 可能很高。

②新型传动方案：行星滚柱丝杠/微型谐波减速器

微型谐波传动方案有望增加灵巧手精密度，但是过去产业不成熟。相比行星减速器，谐波减速器具备体积 小、精度高等优点，若应用于灵巧手部件，则可以有效提高灵巧手精密化程度。不过，由于微型谐波减速器（外 径 10mm以下）应用场景较少，产业成熟度很低。 目前，微型谐波减速器技术正逐步成熟，并开始应用于灵巧手零部件。①随着灵巧手等精密运动控制的需 求涌现，哈默纳科、绿的谐波、瑞迪智驱等厂商正加快谐波减速器产品的研发，如绿的谐波推出可应用于智能 手指关节的 6mm 外径微型谐波。②2023 年日本东京国际机器人展览会期间，哈默纳科展示了搭载 RSF-3、RSF-5 微型谐波驱动的 RSF supermini 系列灵巧手，每根手指配置了 3 级传动装置，双手共装备 30 个谐波减速器，可 实现多种人手精密动作。未来微型谐波方案可能得到更多应用，推动灵巧手的紧凑化、精密化发展。

丝杠将旋转运动转化为直线运动，未来有望在灵巧手中应用。根据滑动方式的不同，丝杠可分为滑动丝杠 （滑动摩擦，精度差）、滚珠丝杠（间隙为滚珠）、行星滚柱丝杠（间隙为螺纹滚柱）等。行星滚柱丝杠由行 星架、内齿圈、螺母、滚柱（传动单元）、丝杠等组成，通过在主丝杠周围布置若干行星螺纹滚柱，大幅增加 丝杠传动过程的接触面和受力面，从而具备了“高承载、高效率、高精度、高可靠性”等优点。方案适用性上， 相比传统丝杠，行星滚柱丝杠有更大的接触面积、更大的直线速度、更小的振动和噪音，更小的所需活动空间， 更适合人形机器人的使用场景，目前在特斯拉机器人直线关节上有所应用。方案局限上，行星滚柱丝杠具有高 加工精度要求，制造成本高，未来零部件产业链降本有望推动行星滚柱丝杠在灵巧手领域的应用。

2.2.3 灵巧手向深度仿生方向发展

灵巧手在适应性和数据可得性角度上均具备明显优势。除了前文中提到的灵巧手本身具备的各种灵巧抓取 和复杂操作性能优势，深度仿生的发展方向还会使得灵巧手适应性提升和训练难度降低：①从灵巧手适应性角 度来看，深度仿生的灵巧手可以更好地适应人类生活和工作环境。人类的生活和工作环境是围绕人手的功能和 特点构建的，如各种工具的设计、操作方式等都是基于人手的操作能力。高度仿生的灵巧手可以更自然、便捷 地融入人类环境，使用人类设计的工具和设备，无需对环境进行大规模改造或特殊适配。②从灵巧手训练难度 来看，深度仿生的灵巧手具备丰富的训练数据，泛化能力更容易提升。人类手部动作丰富多样，通过动作捕捉 技术可以获取大量的人手运动数据，这些数据可以为灵巧手的训练提供丰富的参考。相比之下，两指夹持器、 多指抓持手和非仿人灵巧手由于可获取的动作数据有限，缺乏像人手那样丰富的操作经验和技巧可供借鉴，限 制了其在复杂任务中的表现和发展速度。此外，使用大规模的人手运动捕捉数据集进行训练，有助于提高灵巧 手对不同物体、不同场景的适应能力和泛化能力，并降低深度强化学习等训练方法的难度和所需的训练时间。

3. 特斯拉 Optimus Gen-3 灵巧手的结构展望与零部件市场空间测算

3.1 Optimus 灵巧手复盘与前瞻：预计 Gen-3 将有更多线性执行器和腱绳模块

Optimus Gen-1 灵巧手方案：空心杯电机驱动+腱绳蜗轮蜗杆传动，具备自适应能力和防反驱特性。根据特 斯拉在 2022 年人工智能日上展示的结构设计，Optimus Gen-1 灵巧手采取欠驱动设计，单手拥有 6 个执行器， 可以实现 11 个自由度。Optimus Gen-1 灵巧手的执行器主要包括空心杯电机、蜗轮蜗杆、绳驱，食指到小拇指 的四根手指分别被一个空心杯电机模组驱动，四个空心杯电机模组沿手指方向纵置在手掌内，拇指有两个空心 杯电机模组，驱动拇指的电机横置在手掌内；空心杯电机输出端连接蜗杆，带动蜗轮旋转，同时蜗轮上有绳驱 的绕线轴会随其转动，当电机转动时，绕线轴会转动通过卷线来实现手指运动。这样设计的手指具有防反驱特 性，可以避免电机在抓握物体时长时间堵转发热。

Optimus Gen-2 灵巧手采用全手指触觉传感器，性能优化明显。2023 年 12 月 13 日，特斯拉展示了最新迭 代的人形机器人 Optimus Gen-2，该版本性能提升明显。Optimus Gen -2 的单手自由度仍然是 11 个，但是响应速 度和执行速度更快，其中手指部分使用了全手指触觉传感器，帮助人形机器人实现精细化操作。根据特斯拉展 示视频，Optimus Gen-2 手部活动更加连贯拟人，能够精准抓握细小易碎物品。

Optimus Gen-3 灵巧手预计有 22 个自由度。2024 年 10 月 11 日，特斯拉在 We Robot 会议结束后展示第三 代灵巧手模型。根据展示视频，该灵巧手共有 22 个自由度，其中灵巧手的食指、中指、无名指分别具有 4 个自 由度，拇指以及小指分别具有 5 个自由度。具体来看，每根手指有三个关节，分别是远端关节（DIP），中间关 节（PIP），近端关节（MCP），其中 DIP&PIP 具有一个自由度，可以弯曲和伸展，MCP 具有两个自由度，可以 进行弯曲伸展，以及内收和外展。 Optimus Gen-3 灵巧手的灵活度较前一代提升明显。与第二代灵巧手相比，Optimus Gen-3 灵巧手在每个手 指环节增加了远端关节和中间关节自由度，近端关节增加了外展和内收自由度。此外，在小指处，新一代灵巧 手增加了一个转轴，使得该灵巧手具备 2 个对掌关节（Opposition）。目前，行业中大部分灵巧手都是使用一个 对掌关节（即拇指的对掌关节），双对掌关节的设计使得 Optimus 新一代灵巧手小指拥有更高的灵活度，有利于 自适应抓取和进一步手内操作潜力的发掘。

Optimus Gen-3 灵巧手运动系统预计主要包括线性执行器模块和腱绳模块。根据特斯拉展示视频和腱驱动 相关学术研究，我们判断，Optimus Gen-3 灵巧手中驱动系统包括线性执行器模块+腱绳模块，其中线性执行器 模块预计为“电机系统+丝杠”或者“电机系统+减速器+丝杠”的方案，腱绳模块预计包括腱绳导管、腱绳、 腱张力传感器、腱端连接器等部件。每根手指的 DIP 和 PIP 关节由同一根腱绳控制，关节的回弹依靠手指背后 的回弹腱绳。

Optimus Gen-3 灵巧手的线性执行器模块预计放置在手腕，分为上下两层。①Optimus Gen-3 灵巧手的线性 执行器模块预计共 17 个，其中上层有 5 个，下层有 12 个：②下层的 12 个线性执行器控制拇指、食指、无名指 和小指各自的 DIP&PIP 关节和 MCP 关节，每根手指对应 3 个线性执行器，这些线性执行器连接的腱绳模块也 三个一组通过手腕通道交叉进入手掌内，即，左边电机引出的腱绳模块控制右边的手指，右边的腱绳模块控制 左边的手指，中间的腱绳控制中指，这样设计是为了避免腱绳有较大的弯曲角度，减小摩擦力。③上层的 5 个 线性执行器中，3 个对应中指的 DIP&PIP 关节和 MCP 关节，2 个对应拇指和小指的对掌关节。

Optimus Gen-3 灵巧手预计会使用更多传感器。从外观来看，2024 年 10 月特斯拉 We Robot 会议现场展示 的 22 自由度灵巧手模型是金属材质。不过，在 2024 年 11 月 28 日晚，特斯拉机器人团队发布的视频中，Optimus Gen-3 灵巧手已经实现了表面柔性材料全覆盖，并且在 DIP&PIP 关节预留了避让空间。结合 Optimus Gen-2 手 指触觉传感器方案和 Gen-3 手掌内更高容量的布线空间，我们判断 Gen-3 灵巧手的触觉传感器用量将会进一步 增加，甚至与小臂实现一体化覆盖。

3.2 Optimus 小臂复盘与前瞻：Gen-3 将更纤细，不再裸露线性执行器

Optimus Gen-1 和 Gen-2 小臂都具备 3 个自由度，但是丝杠类型不同。①Optimus Gen-1 和 Gen-2 在小臂处 都有三个执行器，其中 a、b 为线性执行器，c 为旋转执行器。a、b 两个线性执行器相互配合，使得 Optimus 小 臂具备俯仰角(pitch)和偏航角(yaw)自由度；旋转执行器 c 使得 Optimus 小臂具备滚动角（roll）自由度。②在线 性执行器 a、b 中均有丝杠，不过 Optimus Gen-1 使用滑动丝杠，Gen-2 使用行星滚柱丝杠，后者的设计使得小 臂线性执行器机械间隙更小、功率密度更大。

Optimus Gen-3 小臂线性执行器与前两代架构略有不同。在 Optimus Gen-1 和 Gen-2 小臂结构中，线性执行 器 a、b 首末端分别有一个球关节，在小臂运动时 a、b 也会移动。根据特斯拉 We Robot 会议，Optimus Gen-3 小臂的线性执行器预计会被固定在小臂上，增加一个连杆在线性执行器和手腕通道中间，末端的球关节被移动 到连杆处。这样的设计使得手腕更加纤细，可以预留出更多的空间给手掌线性执行器，并且不再需要裸露小臂 线性执行器。

3.3 Optimus Gen-3 规格高灵活度灵巧手将带动微型丝杠、腱绳&传感器需求扩 张

随着人形机器人逐步实现批量化生产，灵巧手各零部件成本较目前预计会有所降低。灵巧手是人形机器人 与外界交互的重要媒介，特斯拉的人形机器人量产计划预计可以助推灵巧手市场扩容和降低成本。我们判断需 要从两方面推进：①使用已能规模化生产类零部件，这类零部件目前已经实现规模化生产，未来新增人形机器 人批量化生产以后，生产规模的进一步扩大有望推动其价格继续降低，但是降幅有限，如结构件等。②推进待 规模化生产零部件降本，这类零部件目前产品规模化生产水平较低，如果人形机器人实现量产，未来单一品类 用量将大幅提升，规模化生产水平将推动价格大幅降低，如空心杯电机、精密减速器、阵列触觉传感器等。 随着人形机器人逐步实现批量化生产，各零部件成本较目前预计会有所降低。我们按照人形机器人批量化 生产水平，将人形机器人生产分为三个阶段，其中阶段一是量产前，产业链还不完善，各零部件成本主要参考 目前市场价格；阶段二是实现批量化生产过程中，产业链还没有完全成熟，但是各零部件成本较目前已经有所 降低；阶段三是已经完全实现批量化生产，产业链已经成熟，各零部件成本较目前大幅降低。

不同类别零部件降价幅度会有所不同，待规模化生产零部件预计未来降幅最大。①已经实现规模化生产的 零部件，未来新增人形机器人批量化生产以后，生产规模的进一步扩大有望推动其价格继续降低，但是降幅有 限，我们假设阶段二、阶段三分别较前一阶段下降 10%；②待规模化生产零部件目前产品规模化生产水平较低， 如果人形机器人实现量产，未来单一品类用量将大幅提升，规模化生产水平将推动价格大幅降低，假设其阶段 二、阶段三分别较前一阶段下降 40%。 灵巧手远期市场规模有望达到千亿级别，带动微型丝杠、腱绳&传感器需求扩张。以 Optimus Gen-3 预期结 构为例，结合各个零部件目前市场价格，我们预计三个阶段灵巧手单只成本分别为 3.34 万元（阶段一）、2.00 万元（阶段二）、1.20 万元（阶段三）。以人形机器人整机产量分别达到 10 万台（阶段一）、50 万台（阶段 二）、100 万台（阶段二）和 500 万台（阶段三）的几种情形进行测算，其中，当人形机器人整机产量达到 500 万台时，灵巧手市场规模将达到 1087.3 亿元，线性执行器模块、腱绳模块、感知模块市场规模预计分别达到 795.6、 214.2、72 亿元。（注：计算市场规模时，按照单个人形机器人整机配两只灵巧手计算）

4. 灵巧手典型案例及零部件厂商梳理

4.1 灵巧手整机厂商梳理

4.1.1 DLR HandⅡ：具备强抓取+精细操作能力，应用于家庭生活和航空航天领域

DLR 是德国航空航天研究中心，研发集中于航空航天领域。DLR 具有超过 115 年的研究历史，研发内容主 要涉及航空、太空旅行、能源和运输、安全和数字化等领域，研发项目强调高创新和可持续发展理念，如 Ariane 欧洲太空运输计划、电动飞机项目、环保航空运输计划等。DLR 研发的机器人及灵巧手主要应用于航天航空领 域，可适应太空极端环境，在航空探索、高效太空旅行方面应用前景广阔。 DLR HandⅡ模块化、高集成设计，目前应用于 Rollin' Justin 人形机器人。DLR Hand II 由 DLR 研发，手 重 1.8kg，采用模块化设计，具有 4 个相同的手指，每个手指有 4 个关节和 3 个自由度，手掌额外 1 个自由度使 得手部可以灵活调整，以实现稳定抓握和精细操作。DLR Hand II 手部组件具有小型化、高集成度、布线少的特 点，可装配在不同类型机器人上使用。目前 DLR Hand II 手应用在 DLR 自研的 Rollin' Justin 人形机器人上，应 用场景主要涉及家庭生活和航空航天领域。

DLR Hand II采用直流电机+谐波驱动、齿轮+带传动方案，单指集成多感知系统。DLR Hand II 手的驱动系 统主要由微型无刷直流电机、齿带、小型谐波驱动器和底座接头中的锥齿轮组成，每个手指具有三个配置 驱动器的独立关节和一个额外的耦合关节，手指中直流电机与谐波减速器通过齿轮+带传动控制手指，中间 指节和远端指节直接 1:1 耦合，实现手指的协调运动，指尖力可达到 30N，具有灵巧操作与强抓取能力。传 感方面，每个手指集成多感知系统，即单指配备 3 个基于 DMS 的扭矩传感器、3 个关节位置传感器、3 个 电机位置传感器、1 个微型六维力扭矩传感器和若干个温度传感器，实现对自身和物体信息的灵敏反馈和精 确控制。（DMS：应变计技术，根据机械变形的大小来测量扭矩。）

4.1.2 Shadow 灵巧手：高比例复刻人手，性能突出，配置多样

Shadow Robot：技术成熟的机器人灵巧手公司。Shadow Robot 是一家英国的机器人公司，成立于 1987 年， 业务主要集中于灵巧手及其相关配套系统和硬件，主要产品为Shadow 灵巧手。公司技术成熟，多次获得 AIconics 人工智能硬件最佳创新奖、E&T 创新奖、全球年度人工智能奖等重要科技奖项。 Shadow灵巧手设计尽可能还原人手运动功能。Shadow 五指灵巧手由英国 Shadow Robot 公司推出，在形状 和尺寸设计上模仿典型人类男性手部，拥有和人手相同数量的 24 个关节，其中拥有 20 个可单独控制的自由度， 各指关节运动范围与人手相近，操作灵巧性媲美人手，可进行抽木块、叠杯子等复杂操作。

Shadow灵巧手多样化配置，扩大产品使用价值。Shadow 灵巧手具有多种型号，标准版、LITE 版和 EXTRA LITE 版。LITE 版本手指可拆卸，适用于移动操作项目或减轻机器人手臂的负载，还便于节省成本和电能，满 足客户多样需求。Shadow 灵巧手还配套了 Shadow Glove 手套和基于 ROS 开发的遥操作系统，可以实现远距离 操控，精确、灵巧地执行作业任务。目前 Shadow 灵巧手主要应用于遥控操作、危险环境作业、科学研究、化 工医药等多领域。（ROS：Robot Operating System，是专为机器人软件开发所设计出来的一套电脑操作系统架构。）

Shadow灵巧手采用气动驱动+腱绳传动方案，配备大量内置传感器。Shadow 灵巧手采用 Mckibben 型 PMA 气动系统，Mckibben 型 PMA 为编织网纤维缠绕结构，具有一个封闭的弹性容腔，充气后膨胀，迫使外层编织 网产生位移和力的输出。Shadow 灵巧手采用腱绳传动方案，腱的一端固定在连杆上，另一端固定于驱动器—— PMA 末端，每个腱仅连接一个连杆，并且由一个 PMA 控制，一个自由度需要两组腱和 PMA 完成控制，手指 末端的两个远端关节则利用腱构成耦合结构，除手指远端关节外，所有关节在整个运动范围内都可控制在 +/- 1°。该驱动方案柔性强，能够有效拓展灵巧手可应用领域，但其驱动系统全部集成在灵巧手底部，使得灵巧手 前臂“臃肿”，不便与其他机器人系统搭配应用。Shadow 灵巧手还配备了 129 个内置传感器，包括分辨率 0.2° 关节位置传感器、位于指尖的压力触觉传感器、触觉传感器、温度传感器等，能够有效精确控制。另外，Shadow 灵巧手还可额外选配 BioTac 传感器，该传感器是创新性的触觉传感器，能够检测人类手指可以识别的所有感官 信息，包括力、微振动和温度。

4.1.3 因时机器人灵巧手：亚毫米级定位精度，应用于假肢、服务机器人领域

因时机器人公司：专精特新企业，深耕微型伺服运动控制业务。因时机器人成立于 2016 年，业务主要布局 微型伺服运动控制领域，产品矩阵包括微型伺服电缸、电动夹爪和仿人五指灵巧手，下游涉及机器人行业、生 产制造业及医美器械行业，下游景气行情带动公司产品销量增长。 因时机器人灵巧手采用创新型直线驱动，可以模拟人手实现精准抓取。因时机器人灵巧手集成 6 个自研的 小体积大扭矩微型伺服电缸，电缸采用空心杯直流无刷电机驱动，RH56BFX 系列抓握力稍小，适用于弹钢琴及手势交互等场景；RH56DFX 系列输出力矩更大，拇指抓握力可达到 15N，四指抓握力可达到 10N，能够抓取 2-3 公斤物品，适用于机器人或假肢的抓取操作。另外，灵巧手内置六个压力传感器，分别位于每个微型伺服电 缸的尾端，实时反馈灵巧手抓力信息，结合力位混合控制算法，可实现±0.20mm 亚毫米级重复定位精度，达到 精准的操作控制。目前因时灵巧手应用于服务机器人、教学教具、假肢等领域。

4.1.4 帕西尼 DexH5： 应用多维触觉核心技术，实现高精度操作

帕西尼公司：拥有多维触觉核心技术，布局智能机器人系统领域。帕西尼（PaXini Tech）公司成立于 2021 年，业务主要布局于智能机器人系统领域，公司拥有前沿触觉核心及自动化技术，在感知智能、人机交互体验 方面具有独特优势，公司产品方案包含多维度触觉传感器PX-6AX、消费级触觉传感器 PX-3A、触觉灵巧手 DexH5 以及人形机器人 Tora，下游涵盖智能制造、康养医疗、工业生产、消费电子等多应用领域。 DexH5 高还原仿人手设计，采用高精度自研传感器，应用领域广阔。帕西尼触觉灵巧手 DexH5 形态设计 上采用高还原度仿人手结构——三段手指结构搭配近似人手的弯曲角度，能够灵活实现多种常规动作；硬件设 计上采用全金属骨架结构，搭载强驱动系统，手指可以输出 30N 夹持力，最大负载 5kg 物品，能够有效应对大 部分工作环境要求。DexH5 应用公司核心传感技术，集成 180 个自研多维度触觉传感器，具备 0.01N 高精准握 持力控制以及±0.2mm 的重复定位精度，可以实现精准操作和精密组装，能够在制造、医疗、教育和科研领域 广泛应用。

4.1.5 思灵 Dexterity Hand 灵巧手：高度集成化和模块化的多指力控机器人灵巧手

思灵机器人：全球领先的智能机器人明星企业。公司于 2018 年成立，布局全球化发展，在德国慕尼黑、中 国北京设立双总部，以德国宇航中心为技术依托，产品矩阵包括 FIP（智能柔性机器人操作平台）、Diana 系列 智能力控机器人、Thor 系列高精度智能机器人以及 Dexterity Hand 灵巧手，广泛应用于消费电子、汽车领域、 智能医疗等多领域。 Dexterity Hand采用高度集成化、模块化设计。Dexterity Hand 于 2020 年推出，由 4 个模块化的多关节手 指和 1 个具有主动对掌功能的拇指组成，具有 6 个主动自由度和 15 个关节，每指均具有仿人型的运动轨迹，可 以灵活复现多种抓取动作。Dexterity Hand 将驱动、传动、传感及电气模块均集成于手部，具有集成化、模块化、 数字化以及实时控制等特点，每个手指均可独立控制，完成灵活、精细的抓取操作。Dexterity Hand 主要面向服 务、康复理疗、危险环境作业、空间探索等应用场景。

Dexterity Hand：电机驱动方案，手指多传感器融合抓取。Dexterity Hand 采用“直流伺服电机+二级减速 器”的方式驱动手指完成运动，具备输出力矩大、响应速度快、机械可自锁等优点，指尖输出力最大可达 15N。 同时，每个手指均集成有力传感器和位置传感器，可实现多传感器融合的抓取算法，以保证灵巧手与环境交互 的柔顺性。

4.1.6 SCHUNK SVH 灵巧手：产品成熟度高，已实现量产

SCHUNK 公司产品矩阵成熟，下游应用领域广泛。SCHUNK 公司成立于 1945 年，业务涵盖刀具和工件夹 持、抓取技术和自动化技术领域，产品线丰富，产品系列种类齐全，可满足不同行业的个性化需求，下游涵盖 线性系统、电动汽车、生命科学、磁力抓取、工业和协作机器人、机电一体化等众多应用领域。

SVH仿人手设计，产品适应性强，已实现量产。SCHUNK SVH 五指灵巧手采用高度仿人手设计，尺寸上 与人手比例 1：1 还原，灵活性上 SVH 集成 9 个驱动器，共有 20 个自由度，其中拇指、食指、中指均具有 2 个 主动自由度，无名指、小指各具有 1 个主动自由度，其余自由度为欠驱动，可以实现精准操作。同时，SVH 灵 巧手的手掌、指腹、指节处均装有柔性防滑材料，可增强抓取的可靠性，并减少抓取操作过程中对物品造成的 损伤。SVH 灵巧手具有以下特点：第一，低能耗，适用于移动应用领域；第二，集成度高，控制、调节器和电 力电子元件均集成在腕关节处；第三，接口已定义，易于连接市场标准的工业和轻型机器人。SVH 灵巧手于 2014年发布，目前已实现量产。

4.1.7 腾讯 TRX-Hand： 刚柔混合驱动+多传感融合，实现“花式”灵巧操作

腾讯成立 Robotics X 实验室研发机器人前沿技术应用。腾讯成立于 1998 年，业务涵盖广泛，具有六大事 业群：CDG（企业发展事业群）、CSIG（云与智慧产业事业群）、IEG（互动娱乐事业群）、PCG（平台与内 容事业群）、TEG（技术工程事业群）和 WXG（微信事业群）。腾讯 Robotics X 实验室于 2018 年成立，致力 于机器人前沿技术的研究与应用，目前推出了多模态四足机器人 Max 、轮腿式机器人 Ollie、自研灵巧手 TRX-Hand 和机械臂 TRX-Arm 等多款机器人。 腾讯 TRX-Hand：刚柔混合驱动技术，具备高灵巧+高负载速度特性。腾讯灵巧手 TRX-Hand 拥有 8 个可 独立控制的关节，结合实验室的刚柔混合驱动专利技术和自研高功率密度驱动器，自重仅 1.16kg，最大持续指 尖力可达 15N，最大关节速度不低于 600°/s，具备高灵巧+高负载速度的特性，抓取自适应性强，可抓取不同 尺寸形状的物体。另外，指尖采取柔性驱动设计，能够有效提升手指的抗冲击能力。

腾讯 TRX-Hand采用视觉、接近觉、触觉、力觉等多传感融合方案。TRX-Hand 指尖、指腹和掌面处覆盖 了高灵敏度柔性触觉传感器阵列，掌心处配置了微型激光雷达和接近传感器，关节处集成了角度传感器，多传 感融合方案助力灵巧手的高精度控制。TRX-Hand 通过视触觉融合的手内物体姿态估计，可以完成酒瓶与摇酒 器高速旋转倒酒、大小摇酒器相扣摇酒、抛接酒瓶等复杂的双手协同动作。另外，凭借指尖的高分辨率触觉传 感器可实现机器人精巧的手内操作，体现出手部极强的感知能力和控制精度。

4.1.8 兆威机电：微型传动领域领军企业，推出空心杯电机+步进电机驱动灵巧手

兆威机电：微型传动领域的领军企业，为客户提供一体化解决方案。①公司成立于 2001 年，主要从事微型 传动系统、微型驱动系统的研发、生产和销售业务。公司产品可应用于汽车电子、医疗和个人护理、工业自动 化、智能消费、通信行业等多个领域。②公司掌握了微型传动系统方案设计-精密模具设计开发-精密模具制造精密齿轮零件制造-集成装配-性能检测的全流程一站式研发生产制造能力，并在技术上垂直延伸突破，重点布局 驱动控制技术，进一步纵向延伸至电机驱动控制模块，致力于为客户提供“精密部件+传动系统+控制系统”一 体化的系统化解决方案。主要产品微型传动系统具备高精度、小体积、低噪音等特性。 公司业绩稳步增长，产能布局持续优化。①2023 年公司营业收入 12.06 亿元，同比增长 4.64%，归母净利 润 1.80 亿元，同比增长 19.55%。2024 年上半年实现营收 6.45 亿元，同比增长 28.10%，归母净利润 0.94 亿元， 同比增长 29.05%。②分业务来看，2024 年上半年，微型传动系统、精密注塑件、精密模具及其他业务营收分别 占公司整体的 63.99%、31.92%、4.08%，其中公司核心业务微型传动系统实现营收 4.13 亿元，同比增长 24.17%。 公司深耕于汽车电子、智能消费、医疗个护、工业自动化等领域，持续推动产品技术创新，同时结合业务发展情况，持续推进东莞兆威机电产业园和苏州兆威驱动工业园的建设。

公司发布 17 自由度灵巧手 ZWHand。2024 年 11 月 14 日，兆威机电在第二十六届高交会上发布灵巧手产 品 ZWHand：①从灵活度来看，该灵巧手单手具备 15 个活动关节、17 个自由度（可以扩展到 20 个自由度）， 单手指自由度大于等于 3，其中拇指采用仿生拇指结构，能够模拟拇指做弯曲伸展、内收外展动作，内部转盘 使得拇指还能相对手掌结构转动；食指为多功能仿生手指，可以实现弯曲伸展、内收外展动作；中指、无名指 和小指为灵巧仿生手指可以实现弯曲伸展动作。②从驱动方式来看，ZW Hand 使用电机驱动，其中手掌位置使 用空心杯电机，手指位置使用步进电机；③从传动方式来看，ZW Hand 每个指节的控制均采用电机搭配微型减 速器和微型丝杆驱动。

4.1.9 灵巧智能：依托上海交通大学和产业支持高效发展，积极推进灵巧手产业合作

灵巧智能由院士领衔，依托上海交通大学和产业支持高效发展。浙江灵巧智能科技有限公司成立于 2024 年 1 月 8 日，是上海人工智能研究院孵化的创新企业，依托上海交通大学的科研实力与人才优势发展，获得了 上海交通大学四川研究院交研资本一期基金投资。公司的 CEO 为上海交通大学机械电子工程博士周晨，团队成 员则主要来自具身智能和消费电子研发前沿产业，核心成员彼此间拥有十年以上的合作经历，形成了“科学家+ 工程师”的高效模式。 公司成立一年内即推出量产版灵巧手产品。①2024 年 5 月 31 日，在新昌科技日活动中，灵巧智能展示了 具有 18 自由度的智能通用工业级五指灵巧手 DexHand021，该灵巧手具备 5 种多模态感知能力、高度集成的智 能系统，兼具易维护、强兼容和低功耗的特性，主要面向工业自动化、医疗辅助、科研探索等领域。②2024 年 10 月 29 日，公司举办“灵心启智能巧手创未来”2024 秋季发布会，宣布量产版本灵巧手 DexHand021 开启全 球发售。量产版本 DexHand021 有 15 个关节，自重 1 千克，负载 5 千克，具备 19 个自由度和 23 传感器，使用 腱绳传动，发售时市场指导价 9.6 万元，其中首批 50 只体验价 6.8 万元。

灵巧智能积极推动产业合作。①2024 年 9 月 18 日，灵巧智能与捷昌驱动共同出资设立浙江灵捷机器人零 部件有限公司，其中灵巧智能出资 570 万元，持股 57%，捷昌驱动出资 430 万元，持股 43%。该公司主要从事 机器人灵巧手关节模组、空心杯电机、微传动部件及电机驱动器等关键零部件的研发生产制造销售。②2024 年 10 月 29 日，公司在 2024 秋季发布会上宣布新昌县英俊人形机器人创新研发中心正式揭牌，该中心专注于人形 机器人技术创新与产业孵化，旨在与全国各高校共建共享，聚焦人形机器人前沿技术和核心问题，致力于通用 机器人的关键技术和部件的技术攻关，通过形成一系列具有自主知识产权的创新成果，来打造创新研发中心具 有核心竞争力的产品谱系。

4.2 灵巧手产业链图谱

人形机器人灵巧手整机和零部件参与厂商越来越多。随着特斯拉 Optimus 的持续迭代和灵巧手的不断更新， 国内外灵巧手整机和零部件厂商也逐步跟进：①从灵巧手整机来看，众多企业纷纷涉足，重点推荐兆威机电。 ②在零部件方面，各个模块也都有众多厂商参与。例如，在执行器模块的电机系统中，重点推荐禾川科技、雷 赛智能、汇川技术、拓邦股份（通信组覆盖）、伟创电气(中小盘组覆盖)，建议关注鸣志电器；传动模块中重点 推荐恒立液压、鼎智科技、绿的谐波、国茂股份、双环传动(汽车组覆盖)，建议关注五洲新春、丰立智能、瑞迪 智驱、大业股份、震裕科技、中大力德、捷昌驱动；感知模块中建议关注柯力传感。

编辑：火腿肠