一天吃透一条产业链：灵巧手

原标题：一天吃透一条产业链：灵巧手

01  产业链全景图

02  灵巧手简介

灵巧手到底是啥 —— 它就是照着人手的样子和本事来设计的，相当于机器人的 “手”，能灵活摆弄东西、抓稳各种物件，不管是轻的重的、大的小的，都能应对，满足不同场景下的工作需求。再看特斯拉的灵巧手，现在都已经更新到第三代了，实力也跟着升级。

人形机器人灵巧手就是照着人手来设计的，它由多个指节和关节构成。咱们人手得靠指骨跟关节配合，才能完成捏、握这些精细动作；灵巧手就顺着这个仿生结构来，靠多关节、多自由度的设计，把人手的灵活性给模拟出来。

灵巧手是把驱动、传动、感知这三套关键系统整合到一起的，所以灵活性特别强。它跟夹爪最核心的区别，就在于自由度更高 —— 简单说就是能活动的 “关节方向” 更多，因此能完成更复杂的抓取操作。但对应的，它成本更高，可靠性和后续维护的便捷性也更低，而且对算法模型 “适应不同场景” 的泛化能力，要求也比夹爪高得多。

人形机器人灵巧手功能可以总结为三种：

灵巧手能做到跟人手相近的操作，是人形机器人 “手”（也就是末端执行器）的核心解决办法。短期内，它受成本高、算法还不够成熟的影响，没法快速批量生产投入使用，但它灵活度高、能适应多种场景的特点，决定了在医疗、家庭、太空这类场景里根本没法被替代，很大可能会成为人形机器人 “手” 的最终解决方案。

03  上游产业链

上游产业链主要是零部件，零部件主要可以分为如下几大系统：

03-1、驱动系统-空心杯电机：

电机驱动是目前人形机器人运动执行端的主流技术。靠伺服电机精准控制关节，还自带响应快、功率密度高的核心优势，能明显提升机器人的动态运动和灵巧操作能力，现在行业主流灵巧手都用这种方案。

现在灵巧手的主流电机是空心杯电机和无刷直流电机，它们集成减速装置、编码器、温度传感器、热管理模块等零件，构成灵巧手的驱动系统。除这两种外，无框力矩电机有一定应用潜力，但目前用它的灵巧手案例少，尚未成为主流。

03-2、驱动系统-无刷有齿槽电机

其技术成熟，已广泛用在家电、汽车、工业自动化和消费电子领域。它的原理是：定子是带齿槽的铁芯，槽里嵌着绕组，转子由永磁体组成；控制器靠霍尔传感器或反电动势检测转子位置，动态切换绕组电流方向，就能实现无机械电刷的连续运转。

这种电机有高扭矩密度（适合大抓握力）、散热好、成本低（200-500 元 / 个）、寿命长的优势，但低速转动会产生齿槽效应影响精度，还存在体积大、噪音大的问题。所以用在灵巧手上，要靠斜槽设计或补偿算法提高精度，用复合轻量化材料和模块化集成设计减小体积，同时还要提升响应速度。

北美某公司第二代灵巧手就用了这种电机，把电机集成在手臂里（空间更大）；国内的鸣志、兆威等企业，也都有送样对接相关需求。无刷有齿槽电机特点如下：

03-3、传动系统-减速模块-行星减速器

行星减速器是灵巧手用得最多的减速器类型，也叫行星齿轮箱，还具备高负载、能多级扩展的特点。它由太阳轮、行星轮、内齿圈、行星架等组成，工作时靠太阳轮带动行星轮旋转来实现减速，减速比则由太阳轮、行星轮和内齿圈的齿数决定。

跟谐波减速器比，行星减速器的结构更简单，还具备高负载、能多级扩展的特点。现在灵巧手里的行星减速器，一般会和电机集成在一起，组成驱动系统。

03-4、传动系统-线性传动-丝杠方案

丝杠是机械设备中转换旋转与直线运动的传动部件，分行星滚柱、滚珠、梯形丝杠，其中微型滚珠丝杠在灵巧手应用较多，未来行星滚柱丝杠应用或增多。

行星滚柱丝杠融合行星减速器与丝杠原理，主丝杠周围设 6-12 个螺纹滚柱，将传统滚珠丝杠的点接触变为精度和承载力更高的线 / 面接触。

滚珠丝杠由螺母、丝杠、滚珠构成，电机带动丝杠旋转，通过滚珠带动螺母直线运动，实现高效直线传动。

丝杠承载力强、精度保持好、刚性优，能满足人形机器人复杂任务需求。早期因成本高、量产供应商少、算法不成熟受限，当前国内上市公司正开发灵巧手丝杠，且行星滚柱丝杠比滚珠丝杠加工、缩小体积难度更高。

此外，蜗轮 / 蜗杆 + 齿条也能转换运动，是丝杠外的线性传动方案，因搭配丝杠过笨重，故需配齿条。

蜗轮/蜗杆+齿条也可以实现线性传动

03-5、传动系统-末端传动-腱绳

腱绳像人体肌腱，靠柔性绳索传动力，驱动手指关节精细运动。常用类型为钢丝绳和高分子绳：钢丝绳强度刚性高、蠕变弱，但难折弯，柔韧耐磨性不如高分子绳；主流用 UHMWPE 等高分子材料，强度高密度低、耐磨抗蠕变，寿命比金属绳长。

灵巧手电机外置常配腱绳。电机内置集成度、控制精度高，但手指体积大、驱动力受电机限制；腱绳驱动将电机和传动装置后置手臂，减小手指体积重量，腾出空间装传感器。腱绳有蠕变磨损问题，需定期保养更换。

03-6、感知系统-视触觉传感器

视触觉传感器本质是视觉 + 深度学习大模型，能建立视觉到触觉的映射，理论性能上限高、材料成本低。其流程是：拍可变柔性材料（如 Gelsight 凝胶）形变，受力时网格变形，MEMS 微型双目相机记录，再靠训练好的模型输出物体深度信息与运动趋势。

该技术理论可测各方向力，适用性广、精度高，切向摩擦力等测量上限也高；且原材料成本可控，比如 Facebook 预测生产 1000 件 digit，每件成本 15 美元。

03-7、感知系统-触觉传感器

多维高精度触觉传感器大批量生产难度大，核心在材料选择和生产工艺把控。1）柔性材料需兼顾耐用性与高分辨率，才能让机器人精准感知物体形变，常用 PDMS、PET 等聚合物，还需结构优化；2）量产要高集成度与精度，单位面积列阵单元越多越好，但单元拼接和电路走线会干扰精度，需长期工艺积累。

触觉传感器是软硬件结合体，精准感知多维力需算法：它是集成式列阵，单元可测多维力但互扰，得靠复杂标定数据模型保证精度。

04  中游产业链

04-1、市场规模

据相关机构，2024 至 2030 年全球机器人多指灵巧手市场年复合增长率（CAGR）为 64.6%，到 2030 年市场规模将超 50 亿美元，市场规模即将进入加速扩张期。

中国市场方面2024 年机器人灵巧手销量为 0.57 万只，2024 至 2030 年该领域年复合增长率达 90%；预计到 2030 年，中国机器人灵巧手销量将超 34 万只，其中人形领域达到 32.5 万只。

04-2、竞争格局

数据显示，2024 年全球灵巧手市场区域占比：北美 32.56%、欧洲 25.25%、亚太 37.92%。当前美国优势明显，中国正加速追赶，依托技术积累、庞大市场及政府支持推进市场化，因时机器人、傲意科技等企业竞争力较强。

企业端，国外典型企业有 Shadow Robot、Festo、SCHUNK；国内 GGII 从多维度选出 2025 年*竞争力前十企业，因时机器人、傲意科技、帕西尼感知在列。

灵巧手研发投入高、周期长。以特斯拉为例，其灵巧手研发已 3-4 年：2021 年提人形机器人计划，2022 年 10 月推出*代；2023 年 12 月推第二代，较一代新增触觉传感器；2024 年 10 月展出第三代，自由度提至 22 个。

除特斯拉外，国内外主要灵巧手企业研发时长均达 3-5 年，且当前灵巧手技术路线未收敛，特斯拉及其他企业当前版本仍非商业化落地形态，未来需持续迭代升级。

04-3、厂商-特斯拉

马斯克表示灵巧手占整机开发的 60%，特斯拉每次展示都看重灵巧手的操作功能。

2022 年 10 月特斯拉展示*代灵巧手，2023 年 11 月推第二代，延续空心杯 + 蜗轮蜗杆路线，11 个自由度，新增触觉传感器，能拿鸡蛋；2024 年 11 月发布第三代，采用无刷有齿槽电机 + 腱绳方案，电机集成在手臂，自由度提至 22 个。

因腱绳方案有蠕变、维护成本高、寿命短的问题，预计特斯拉灵巧手还会继续迭代。

04-4、厂商-宇树科技

2025 年 4 月 1 日宇树科技发布灵巧手 Dex5-1，有 20 个自由度（16 个主动），传动用 12 个复合传动关节 + 4 个齿轮传动，整手重 1kg，掌心向上握力 3.5kg，还搭载 12 个部件（含 94 个压力传感器）。

另外宇树还有三指 Dex3-1 方案，7 个自由度，采用 6 个直驱 + 1 个齿轮传动，整手重 710g，握力 0.5kg，适合低端场景。

05  下游产业链-应用场景