价值占人形机器人的30%以上,国内十大灵巧手方案汇总

05-31 07:17

电子爱好者网报道(文章 / 近日,华西证券研究报告指出,灵巧手是人形机器人着陆的关键因素,但随后的更新迭代仍然面临着较高的技术难度。具有灵巧手本身设计和生产能力的厂商,有望在产业链中占据更大的话语权,盈利能力或处于领先水平。另外,为了提高灵巧的手部功能,应用丝杠、减速器、电机、腱绳、触觉传感器等关键部件的需求也会增加。


随着人工智能与智能制造的深度融合,人形机器人正从实验室概念向大规模应用阶段加速。灵巧的手被称为机器人进入日常生活。 “最后一厘米”,其重要性来自于人类手部结构的复杂性和精确性。伴随着技术的不断突破,灵巧手的商业化进程也在不断加快。2025 每年都被业界视为 “人形机器人量产第一年”,国金证券表示,目前人形机器人正处于生产状态 0 - 1 变动的 " iPhone “时代”有望继续带来新的市场催化,具有很强的发展可持续性,而机器人智能手的价值比例有望超过 30%。


灵巧手:从仿生设计到智能感知


灵巧手是人形机器人实现精细操作和复杂交互的关键部件。它具有高自由度、高灵活性和多种感知能力,可以执行抓取、操作和感知任务。如果按驱动形式划分,灵巧手主要分为电机驱动、液压驱动、气压驱动和形状记忆合金驱动。其中,电机驱动是目前灵巧手的主要驱动形式,由于其体积小、控制力强、导出扭矩稳定等特点。


灵巧的手通常由几个关键部分组成,如驱动系统、传动装置、传感器系统、控制系统等。空心杯电机是驱动系统中的关键部件,它具有四个显著的优点:一是极高的动态响应,空心杯电机可实现。 10000rpm 到 60000rpm 高转速,而且惯量仅限于传统电机。 1/10 - 1/5,可实现毫秒起停和反向运动;其次,精确的力控和柔顺,空心杯电机无铁芯结构消除了磁阻转距的周期性波动,配合高精度编码器(如磁编码器),可以实现 0.1 N・m 下列细小扭矩控制;三是小型化设计,可实现空心杯电机直径。 10mm 下面,可以直接嵌入手指关节,节省空间;四是能效高,无刷空心杯电机铜损和铁损极低。当前,欧洲制造商处于领先水平,市场占比超过 80%,瑞士 Mason 和德国 Faulhaber 可以实现无刷空心杯电机的直径 3 - 4mm 标准,国内厂商代表鸣志电器、拓邦股份、江苏雷利、兆威机电等。


灵巧手的传动装置主要包括螺杆、齿轮、连杆、绳索、腱绳等。,其中螺杆具有很大的边际价值。研究数据显示,单个灵巧手所需的螺杆数量有望从 0 提升至 22 个,在数百万台机器人时代,相应的 4400 一万个丝杠需求。另外,腱绳具有适应长距离传动、布局灵活、传动灵活等特点,在实际应用中比较广泛。


在感知系统方面,灵巧手使用的传感器主要包括触感、力觉、相位传感器等。,从而感知外部目标对象和环境。在这些传感器中,触觉传感器是灵巧手感知的关键,目前海外厂商 Tekscan、Novasentis 主导市场,但国内企业正在迅速崛起。例如,汉威科技的软触感传感器已经实现了工程应用;帕西尼感知的多维触感传感器已经通过 300 一万次寿命测试。


面对未来,清华大学交叉信息研究所助理教授、星海图创始人许华哲认为,智能手商业化仍面临设计复杂性高、稳定性低、自由度高、控制措施复杂等挑战。未来,智能手将从海量数据中学习,充分利用机器人和人力的所有数据,并通过加强学习进一步优化,实现智能操作。


国产灵巧手代表性商品


当前,国内在灵巧手领域已经形成了多元化的技术路线和应用领域,并且涌现出了许多具有代表性的灵巧手商品,具体如下:


宇树科技 Unitree Dex5:这只灵巧的手有一只手 20 自由度(16 主动 4 被动),还有单手 94 一个敏感的触点;可以实现 ± 22 ° 四指侧摆可以更好地适应被捕材料的表面曲线,提高抓取可靠性;采用微间隙设计,关节转轴更符合表面,超小关节间隙可以更流畅、更丝滑地抓取,防止关节拐角卡入物体。


因时机器人 FTP 系列:在原有内置力传感器方案的基础上,该系列仿人五指灵巧手也在表面集成。 12 一个触觉传感器模块,分别布置在指尖、指肚和手掌上。FTP 该系列在结构和控制方面进行了优化设计,提高了整只手的耐久性,将其使用寿命提高到100万次左右,声称其使用寿命比同类产品提高。 10 倍以上。FTP 该系列以其高度仿生的设计和卓越的性能,成为机器人末端执行器中的佼佼者。


兆威机电灵巧手:灵巧手全手通过仿生学原理设计。 17 单个手指自由度大于或等于自由度 3 个。全手关键部件全自主研制,包括电机驱动控制器、微电机、传动模块等。与此同时,兆威机电自主研发了一种流畅的控制算法,使灵巧的手能够执行复杂的抓握任务,为服务机器人在复杂场景中的应用提供了全新的概率,能够适应工业生产、特殊工种、生活服务等复杂的操作环境,为各种应用领域提供高效、智能的解决方案。


帕西尼感知 DexH13 GEN2:这是市场上第一款结合多维触感和多维触感的产品。 AI 四指仿生灵巧手的视觉双模态能力,双手搭载 1956 颗 ITPU 触觉传感器和 800 万像素 AI 手眼相机,可以分析 7824 路面触感信号。其 13 自由设计支持焊接、夹紧等工业操作,微创手术中的组织通过力控算法无损抓取,已在万思医疗脑血管介入机器人中进行临床治疗。


优必选 Walker S1 灵巧的手:人形机器人 Walker S1 配置优必选自主研发第三代仿人灵巧手。这种灵巧的手巧妙地使用了它。 6 一个阵列触感液位传感器,通过视觉传感器 - 实现微米级软物的力觉结合抓取。


骄傲的科技灵巧手 ROHand:现在,傲意科技已经上市销售了多种手型机器人产品,包括面向具身机器人和工业自动化场景的产品。 ROhand 面向截肢患者的灵巧手系列 OHand ™智能化仿生手,以及由于自主神经损伤而引起的手部运动障碍手指关节外骨骼产品。其 ROhand 一代手指的静态负荷最高可达 10KG,全手掌负荷高达几十公斤,这个数据是采用柔性材料传动方案产品的。 3 - 5 倍。


哈工大五指灵巧手:这灵巧手的自重只是 1.2 KG,不但能灵活地做出人手的动作,而且具有自己的感知能力,能够对接触的物体产生触感反应。


搜维尔 DEX - EE 灵巧手:企业和谷歌 DeepMind 合作打造这款尖端硬件,集高速传感、精确控制、完美耐用于一体, AI 研究提供了前所未有的研究 3D 机器人操作界限的交互细节和抗极端环境能力的重新定义。


越疆科技人形机器人灵巧手:该企业人形机器人携带的灵巧手已经学会了使用不同的工具来完成。 100 各种复杂灵巧的操作任务,可以完成早餐、倒牛奶、水果盘、烤面包、烤培根、早餐盘、公司客户接待、倒咖啡、送文件、取快递等任务。可以跨场景、协同多台,并承担复杂的操作泛化任务。


灵巧智能 Hand021Dex:它是一个拥有的 18 智能通用工业级自由度五指灵巧手,提供 5 多模态感知能力和高度集成的智能系统重新定义了智能灵巧手的行业水平。这只灵巧手的体验价格只是 68000 元。


目前,灵巧手正从 “技术验证” 迈向 “大规模应用”,这类产品不仅代表了中国机器人技术的突破,也代表了人机互融时代的到来。伴随着 2025 随着2000年人形机器人量产第一年的临近,灵巧手将成为煽动万亿市场的核心支点,重塑全球智能制造格局。


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