一天吃透一條產業鏈：靈巧手（機器人核心！）

01 產業鏈全景圖

02 靈巧手簡介

靈巧手到底是啥 —— 它就是照著人手的樣子和本事來設計的，相當于機器人的 “手”，能靈活擺弄東西、抓穩各種物件，不管是輕的重的、大的小的，都能應對，滿足不同場景下的工作需求。再看特斯拉的靈巧手，現在都已經更新到第三代了，實力也跟著升級。

人形機器人靈巧手就是照著人手來設計的，它由多個指節和關節構成。咱們人手得靠指骨跟關節配合，才能完成捏、握這些精細動作；靈巧手就順著這個仿生結構來，靠多關節、多自由度的設計，把人手的靈活性給模擬出來。

靈巧手是把驅動、傳動、感知這三套關鍵系統整合到一起的，所以靈活性特別強。它跟夾爪最核心的區別，就在于自由度更高 —— 簡單說就是能活動的 “關節方向” 更多，因此能完成更復雜的抓取操作。但對應的，它成本更高，可靠性和后續維護的便捷性也更低，而且對算法模型 “適應不同場景” 的泛化能力，要求也比夾爪高得多。

人形機器人靈巧手功能可以總結為三種：

靈巧手能做到跟人手相近的操作，是人形機器人 “手”（也就是末端執行器）的核心解決辦法。短期內，它受成本高、算法還不夠成熟的影響，沒法快速批量生產投入使用，但它靈活度高、能適應多種場景的特點，決定了在醫療、家庭、太空這類場景里根本沒法被替代，很大可能會成為人形機器人 “手” 的最終解決方案。

03 上游產業鏈

上游產業鏈主要是零部件，零部件主要可以分為如下幾大系統：

03-1、驅動系統-空心杯電機：

電機驅動是目前人形機器人運動執行端的主流技術。靠伺服電機精準控制關節，還自帶響應快、功率密度高的核心優勢，能明顯提升機器人的動態運動和靈巧操作能力，現在行業主流靈巧手都用這種方案。

現在靈巧手的主流電機是空心杯電機和無刷直流電機，它們集成減速裝置、編碼器、溫度傳感器、熱管理模塊等零件，構成靈巧手的驅動系統。除這兩種外，無框力矩電機有一定應用潛力，但目前用它的靈巧手案例少，尚未成為主流。

03-2、驅動系統-無刷有齒槽電機

其技術成熟，已廣泛用在家電、汽車、工業自動化和消費電子領域。它的原理是：定子是帶齒槽的鐵芯，槽里嵌著繞組，轉子由永磁體組成；控制器靠霍爾傳感器或反電動勢檢測轉子位置，動態切換繞組電流方向，就能實現無機械電刷的連續運轉。

這種電機有高扭矩密度（適合大抓握力）、散熱好、成本低（200-500 元 / 個）、壽命長的優勢，但低速轉動會產生齒槽效應影響精度，還存在體積大、噪音大的問題。所以用在靈巧手上，要靠斜槽設計或補償算法提高精度，用復合輕量化材料和模塊化集成設計減小體積，同時還要提升響應速度。

北美某公司第二代靈巧手就用了這種電機，把電機集成在手臂里（空間更大）；國內的鳴志、兆威等企業，也都有送樣對接相關需求。無刷有齒槽電機特點如下：

03-3、傳動系統-減速模塊-行星減速器

行星減速器是靈巧手用得最多的減速器類型，也叫行星齒輪箱，還具備高負載、能多級擴展的特點。它由太陽輪、行星輪、內齒圈、行星架等組成，工作時靠太陽輪帶動行星輪旋轉來實現減速，減速比則由太陽輪、行星輪和內齒圈的齒數決定。

跟諧波減速器比，行星減速器的結構更簡單，還具備高負載、能多級擴展的特點。現在靈巧手里的行星減速器，一般會和電機集成在一起，組成驅動系統。

03-4、傳動系統-線性傳動-絲杠方案

絲杠是機械設備中轉換旋轉與直線運動的傳動部件，分行星滾柱、滾珠、梯形絲杠，其中微型滾珠絲杠在靈巧手應用較多，未來行星滾柱絲杠應用或增多。

行星滾柱絲杠融合行星減速器與絲杠原理，主絲杠周圍設 6-12 個螺紋滾柱，將傳統滾珠絲杠的點接觸變為精度和承載力更高的線 / 面接觸。

滾珠絲杠由螺母、絲杠、滾珠構成，電機帶動絲杠旋轉，通過滾珠帶動螺母直線運動，實現高效直線傳動。

絲杠承載力強、精度保持好、剛性優，能滿足人形機器人復雜任務需求。早期因成本高、量產供應商少、算法不成熟受限，當前國內上市公司正開發靈巧手絲杠，且行星滾柱絲杠比滾珠絲杠加工、縮小體積難度更高。

此外，蝸輪 / 蝸桿 + 齒條也能轉換運動，是絲杠外的線性傳動方案，因搭配絲杠過笨重，故需配齒條。

蝸輪/蝸桿+齒條也可以實現線性傳動

03-5、傳動系統-末端傳動-腱繩

腱繩像人體肌腱，靠柔性繩索傳動力，驅動手指關節精細運動。常用類型為鋼絲繩和高分子繩：鋼絲繩強度剛性高、蠕變弱，但難折彎，柔韌耐磨性不如高分子繩；主流用 UHMWPE 等高分子材料，強度高密度低、耐磨抗蠕變，壽命比金屬繩長。

靈巧手電機外置常配腱繩。電機內置集成度、控制精度高，但手指體積大、驅動力受電機限制；腱繩驅動將電機和傳動裝置后置手臂，減小手指體積重量，騰出空間裝傳感器。腱繩有蠕變磨損問題，需定期保養更換。

03-6、感知系統-視觸覺傳感器

視觸覺傳感器本質是視覺 + 深度學習大模型，能建立視覺到觸覺的映射，理論性能上限高、材料成本低。其流程是：拍可變柔性材料（如 Gelsight 凝膠）形變，受力時網格變形，MEMS 微型雙目相機記錄，再靠訓練好的模型輸出物體深度信息與運動趨勢。

該技術理論可測各方向力，適用性廣、精度高，切向摩擦力等測量上限也高；且原材料成本可控，比如 Facebook 預測生產 1000 件 digit，每件成本 15 美元。

03-7、感知系統-觸覺傳感器

多維高精度觸覺傳感器大批量生產難度大，核心在材料選擇和生產工藝把控。1）柔性材料需兼顧耐用性與高分辨率，才能讓機器人精準感知物體形變，常用 PDMS、PET 等聚合物，還需結構優化；2）量產要高集成度與精度，單位面積列陣單元越多越好，但單元拼接和電路走線會干擾精度，需長期工藝積累。

觸覺傳感器是軟硬件結合體，精準感知多維力需算法：它是集成式列陣，單元可測多維力但互擾，得靠復雜標定數據模型保證精度。

04 中游產業鏈

04-1、市場規模

據相關機構，2024 至 2030 年全球機器人多指靈巧手市場年復合增長率（CAGR）為 64.6%，到 2030 年市場規模將超 50 億美元，市場規模即將進入加速擴張期。

中國市場方面2024 年機器人靈巧手銷量為 0.57 萬只，2024 至 2030 年該領域年復合增長率達 90%；預計到 2030 年，中國機器人靈巧手銷量將超 34 萬只，其中人形領域達到 32.5 萬只。

04-2、競爭格局

數據顯示，2024 年全球靈巧手市場區域占比：北美 32.56%、歐洲 25.25%、亞太 37.92%。當前美國優勢明顯，中國正加速追趕，依托技術積累、龐大市場及政府支持推進市場化，因時機器人、傲意科技等企業競爭力較強。

企業端，國外典型企業有 Shadow Robot、Festo、SCHUNK；國內 GGII 從多維度選出 2025 年最具競爭力前十企業，因時機器人、傲意科技、帕西尼感知在列。

靈巧手研發投入高、周期長。以特斯拉為例，其靈巧手研發已 3-4 年：2021 年提人形機器人計劃，2022 年 10 月推出第一代；2023 年 12 月推第二代，較一代新增觸覺傳感器；2024 年 10 月展出第三代，自由度提至 22 個。

除特斯拉外，國內外主要靈巧手企業研發時長均達 3-5 年，且當前靈巧手技術路線未收斂，特斯拉及其他企業當前版本仍非商業化落地形態，未來需持續迭代升級。

04-3、廠商-特斯拉

馬斯克表示靈巧手占整機開發的 60%，特斯拉每次展示都看重靈巧手的操作功能。

2022 年 10 月特斯拉展示第一代靈巧手，2023 年 11 月推第二代，延續空心杯 + 蝸輪蝸桿路線，11 個自由度，新增觸覺傳感器，能拿雞蛋；2024 年 11 月發布第三代，采用無刷有齒槽電機 + 腱繩方案，電機集成在手臂，自由度提至 22 個。

因腱繩方案有蠕變、維護成本高、壽命短的問題，預計特斯拉靈巧手還會繼續迭代。

04-4、廠商-宇樹科技

2025 年 4 月 1 日宇樹科技發布靈巧手 Dex5-1，有 20 個自由度（16 個主動），傳動用 12 個復合傳動關節 + 4 個齒輪傳動，整手重 1kg，掌心向上握力 3.5kg，還搭載 12 個部件（含 94 個壓力傳感器）。

另外宇樹還有三指 Dex3-1 方案，7 個自由度，采用 6 個直驅 + 1 個齒輪傳動，整手重 710g，握力 0.5kg，適合低端場景。

05 下游產業鏈-應用場景

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