人形機(jī)器人行業(yè)系列報(bào)告（二）：動(dòng)力、傳動(dòng)、傳感，靈巧手分析框架與零部件選型（光大證券研報(bào)）

每經(jīng)AI快訊，2024年1月15日，光大證券發(fā)布研報(bào)點(diǎn)評(píng)人形機(jī)器人行業(yè)。

機(jī)器人多指靈巧手是一種高度靈活、復(fù)雜的末端執(zhí)行器，因其能夠模仿人手的各種靈巧抓持和復(fù)雜操作能力，得到持續(xù)的研發(fā)投入和廣泛關(guān)注。從應(yīng)用領(lǐng)域來看，目前靈巧手實(shí)現(xiàn)成熟應(yīng)用的領(lǐng)域主要有：航空航天、醫(yī)療假肢、工業(yè)及科研領(lǐng)域。

靈活度設(shè)計(jì)：靈活度設(shè)計(jì)是一個(gè)取舍與平衡的過程，原因在于更多的靈活度意味著更強(qiáng)的功能性，但背后需要更多的驅(qū)動(dòng)器與更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，必然帶來魯棒性的下降。對(duì)于功能性的衡量，通常采用Cutkosky抓取分類法。多數(shù)高靈活度靈巧手需要面臨的一個(gè)任務(wù)是單關(guān)節(jié)雙自由度的實(shí)現(xiàn)，目前具有代表性的傳動(dòng)形式有三種：（1）雙軸正交結(jié)構(gòu)；（2）球/孔結(jié)構(gòu)；（3）差動(dòng)齒輪組。

動(dòng)力源：包括選擇動(dòng)力源的種類、位置及數(shù)量，以及適配的減速器。目前電機(jī)驅(qū)動(dòng)已成為主流驅(qū)動(dòng)方式。電機(jī)類型包括直流無刷電機(jī)、無框力矩電機(jī)、空心杯有刷電機(jī)、空心杯無刷電機(jī)，減速器類型包括諧波減速器和行星減速器。

傳動(dòng)結(jié)構(gòu)：傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅決定了靈巧手的機(jī)械結(jié)構(gòu)，而且直接影響到靈巧手的抓取穩(wěn)定性和靈活性。腱傳動(dòng)對(duì)于空間狹小、傳動(dòng)精密的靈巧手空間設(shè)計(jì)較為友好，關(guān)鍵在于腱繩材料的選擇；連桿、齒輪等傳動(dòng)方式更為直接，但對(duì)空間、設(shè)計(jì)的要求較高。

傳感系統(tǒng)：根據(jù)傳感器在機(jī)器人手中的布局和功能，可將傳感器分為兩類：內(nèi)在傳感器和外在傳感器。內(nèi)在傳感器反饋機(jī)器人本體的運(yùn)動(dòng)或動(dòng)態(tài)信息，如手關(guān)節(jié)角度、關(guān)節(jié)扭矩和肌腱應(yīng)變，而外在傳感器感知外部環(huán)境，如壓力、力、溫度和平滑度。

行業(yè)判斷：1）作為人形機(jī)器人與外界交互的重要媒介，靈巧手是機(jī)器人功能性的直接體現(xiàn)。這一方面決定了其在人形機(jī)器人體系中的重要地位，另一方面預(yù)示著五指靈巧手與人形機(jī)器人功能對(duì)應(yīng)，在硬件層面可選的方案數(shù)量將大于其他部位；2）五指靈巧手可以不依附于人形機(jī)器人而單獨(dú)存在，如機(jī)械臂、遠(yuǎn)程操作手套、假肢等，這決定了五指靈巧手的遠(yuǎn)期市場容量的進(jìn)一步擴(kuò)大；3）五指靈巧手作為一個(gè)功能單元，相較人形機(jī)器人其他部位，其自身零部件數(shù)量更多，硬件結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，需要集合整手的運(yùn)動(dòng)控制、末端傳感、人機(jī)交互等，最終可能造成五指靈巧手環(huán)節(jié)的競爭更加多層次，也容易演化成為單獨(dú)環(huán)節(jié)。

投資建議：

1）動(dòng)力源。建議關(guān)注：空心杯電機(jī)領(lǐng)域的鳴志電器、鼎智科技、偉創(chuàng)電氣、拓邦股份；直流無刷電機(jī)領(lǐng)域的德昌股份；無框力矩電機(jī)領(lǐng)域的步科股份；減速器環(huán)節(jié)：行星減速器建議關(guān)注中大力德、雙環(huán)傳動(dòng)；諧波減速器建議關(guān)注綠的諧波；絲杠建議關(guān)注貝斯特；

2）傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。主要集中在腱繩材料，建議關(guān)注鋼絲方案的大業(yè)股份，潛在超高分子量聚乙烯纖維材料受益標(biāo)的同益中、恒輝安防；

3）傳感系統(tǒng)。建議關(guān)注：（一）六維力傳感器：柯力傳感、東華測試、八方股份；（二）觸覺傳感器：漢威科技、奧迪威；（三）身體平衡（IMU）：華依科技、芯動(dòng)聯(lián)科。

風(fēng)險(xiǎn)分析：（1）產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不及預(yù)期；（2）競爭加劇風(fēng)險(xiǎn)；（3）核心技術(shù)進(jìn)步不及預(yù)期。

(來源：慧博投研)

免責(zé)聲明：本文內(nèi)容與數(shù)據(jù)僅供參考，不構(gòu)成投資建議，使用前請(qǐng)核實(shí)。據(jù)此操作，風(fēng)險(xiǎn)自擔(dān)。

(編輯 曾健輝)