摘要：灵巧手是一种仿生物学的末端执行器，在机器人与环境的交互中起着关键作用。机 器人灵巧手从结构和功能上参考人手，能够灵活操作对象，实现对物体的灵活抓取， 满足多种工作需求。特别在人形机器人领域，对于人类仿真的需求更高，要求机器 人必须具备与真实人类相当的手部结构和

（一）灵巧手核心是驱动、传动、感知三大系统，技术路径仍有分歧

灵巧手是一种仿生物学的末端执行器，在机器人与环境的交互中起着关键作用。机 器人灵巧手从结构和功能上参考人手，能够灵活操作对象，实现对物体的灵活抓取， 满足多种工作需求。特别在人形机器人领域，对于人类仿真的需求更高，要求机器 人必须具备与真实人类相当的手部结构和运动能力，因此能够实现灵巧操作的灵巧 手是人形机器人的必备组成部分。有无灵巧手以及灵巧手的能力如何也是判断一款 人形机器人产品竞争力强弱的标准之一。

灵巧手的核心组成部分包含驱动、传动和感知三大系统。其中驱动系统负责为灵巧 手提供动力和扭矩；传动系统负责将驱动系统的动力传递到末端执行器（如手指关 节）；感知系统负责实时监测灵巧手的状态（位置、力、触觉等），并与环境交互， 实现闭环控制。三大系统各自均有种类繁多的硬件方案可供选择，本质上是条件约 束下性能与成本的取舍。

1. 驱动方案：电驱已成为主流，空心杯电机/无刷有齿槽电机是首选

电驱是驱动系统的主流发展趋势。从技术角度来看，灵巧手主要的驱动方式包括4种： 液压驱动、电机驱动、气压驱动、形状记忆合金驱动，四种方案各有优缺点，适用于 不同的应用场景。而从商业化落地的角度来看，电驱方案凭借体积小、响应快，调控 方便、成本较低、精度高、输出力矩稳定等优点，已经成为了人形机器人灵巧手的主 流方案。 空心杯电机/无刷有齿槽电机是电驱方案下的核心部件，两者在性能表现和成本上各 有优势： （1）空心杯电机：由于灵巧手需要“紧凑而精密”的驱动装置，因此相比传统的直流 电机，采用无铁芯转子的空心杯电机具备体积小、响应速度快、控制精度高、运行平 稳等特点，是满足灵巧手驱动装置需求的首选之一（应用于特斯拉Optimus、因时机 器人等灵巧手产品中）。但空心杯电机的劣势在于输出扭矩相对较小且成本较高， 耐用性较差。 （2）无刷有齿槽电机：相比空心杯电机最重要的优点在于成本较低，可以有效促进 灵巧手降本，而缺点在于体积和重量较大、响应速度慢。根据特斯拉2024年AI Day 展示的最新型22自由度灵巧手，特斯拉已经将驱动装置集成到了手腕位置，随着体 积限制问题得以解决，成本更低的无刷有齿槽电机在灵巧手中的应用有望逐渐增加。

2. 传动方案：路线分歧较大，各方案选择与组合种类繁多

机械传动结构的选择对于灵巧手的性能至关重要。一方面，它决定了机械设计的难 易复杂程度以及成本，另一方面则直接影响灵巧手传动的效率和可靠性。 灵巧手的传动方案包括连杆传动、腱绳传动、齿轮/蜗轮蜗杆传动等，目前商业化方 案以连杆、腱绳为主。灵巧手的驱动方案和传感器选择具有一致性，功能上的差异 主要由传动方式的不同体现。（1）腱绳传动结构简单且灵活度较高，已有特斯拉Optimus、Shadow Hand等商业化落地产品；（2）连杆传动刚度大，易实现强力抓 取，在假肢等领域应用较为成熟，同样也被应用于灵巧手领域（因时机器人方案）； （3）齿轮/蜗轮蜗杆传动扭矩输出强且结构紧凑，但在背隙、磨损、噪音、体积和重 量方面有所缺陷，这使其较难在机器人灵巧手形成规模化应用。

连杆传动具有优良的负载能力和传动刚度优势。连杆传动采用多个连杆结构串并联 混合使用，通过电机结合减速装置进行减速，再使用连杆结构将动力传递至手指。 其优点在于刚性驱动模式下刚度大，能够抓取大型的物体且结构设计紧凑。但是其 也存在一定缺点，例如传动结构极为复杂，拟人化程度较低。目前连杆传动方案是 商业化假肢最佳方案，在部分机器人产品中也有使用（ILAD、因时机器人灵巧手、 仿生手BeBionic等），但其自适应差、灵活度不足的缺点使其在目前人形机器人灵 巧手中的应用逐步减少。

腱绳传动是目前灵巧手研究中应用最为广泛的一种传动方式。腱绳在一定程度上模 拟了人手的肌腱结构，线绳传动使得大型的驱动器远离了执行机构，减轻末端的负 载和惯量，提升了抓取的速度。同时腱绳传动系统可以实现模拟人手的柔性控制， 适合空间狭小且需要驱动自由度数目较多的传动场合。但腱绳传动也有自身的局限 性，例如带负载能力较弱，不适合特定工业场景下的高负载抓握，以及腱绳本身存 在预紧力，需要较好的控制算法抵消输出误差等。

腱绳材料一般选用高性能纤维材料，主流的选择包括UHMWPE和PBO纤维。两者相 对比，PBO纤维拥有更高的拉伸强度、拉伸模量和优异的阻燃耐高温性能等优势， 目前已经成为航空航天、国防军工、警用消防装备、轨道交通、电子通讯以及民用防 护等领域的关键材料，材料性能表现更加优异，但成本极高，每吨价格可达约180万元。相比之下，UHMWPE纤维（超高分子量聚乙烯）作为继芳纶和碳纤维之后的第 三代高性能纤维，具有超高强度、重量轻、耐冲击性能好、电绝缘性好、导热性能 佳、耐化学腐蚀、抗紫外线性能佳等优势，且对比PBO纤维成本较低（约10万元/吨）， 短期内更适合作为灵巧手的腱绳材料，但在一些特殊的工作场景下（例如150℃以上 的工作环境），UHMWPE纤维会出现热分解，不适合作业。对比来看，腱绳材料的 选择也需综合应用场景、性能要求和成本考量。

微型丝杠+腱绳的复合传动方案有望带来灵巧手最新解。根据2024年特斯拉AI Day 所展示的最新灵巧手，其传动方案可能由“蜗杆+腱绳”转换为了“微型丝杠+腱绳”。根 据《多指灵巧手动力学与操作控制技术研究》，“微型丝杠+腱绳”方案是指将电机和 滚珠丝杠外置于手臂中，电机通过减速箱带动滚珠丝杠，从而拉动腱绳控制手指关 节运动的一种方法。

综合来看，传动方案的选择是目前人形机器人灵巧手的主要争议所在。不同方案之 间存在各自的优缺点（例如连杆适合高负载，腱绳适合柔性操作），同时各传动方案 也存在彼此融合搭配的可能（例如特斯拉微型丝杠+腱绳的方案），而不同的方案下硬件搭配又各不相同，因此现阶段我们对于灵巧手的迭代需要重点关注其传动方案 的确定情况，以及是否出现了通用性方案吸引行业厂商跟随。

3. 感知方案：多维感知需求将推动传感器种类、数量增加

灵巧手的传感器大致分为内部和外部两大类。内部传感器主要包括位置、弯曲和扭 矩传感器用于捕捉关节的位置信息、转动角度、关节扭矩等数据，以实现灵巧手对 抓取力度的精确掌控。外部传感器划分为接近觉和触觉传感器，提供探测物体表面 和物体与灵巧手之间的相对位置的能力以及感知物体信息和抓取力度等多方面信息。

（1）内部传感器：力/力矩传感器是灵巧手实现精确力控的关键

力/力矩传感器可将力或力矩的量值转换为相关电信号。根据测力的维数，力传感器 通常分为一维、三维和六维力传感器。简单来说，任何力在空间坐标系中都可被拆 分为三个坐标轴方向的力（力的大小）和力矩（围绕坐标轴的转矩），即六个维度。 多维力传感器相比于低维力矩传感器技术壁垒更高，因为多维力传感器不仅要解决 对所测力分量敏感的单调性和统一性难题，还要解决因结构加工和工艺偏差引起的 维间扰乱难题、动静态标定难题以及矢量运算中的解耦算法和电路实现等。 其中，六维力矩传感器是性能最优、力觉信息最全面的力矩传感器。在指定的直角 坐标系内，六维力矩传感器能够同时测量沿三个坐标轴方向的力(F、FY、FZ)和绕三 个坐标轴方向的力矩(MX、MY、MZ)，是目前最完整的多维力传感器形式。

作为人形机器人中的关键零部件，六维力传感器的关键性能参数直接影响灵巧手的 运作效果。其全面的感知能力能够帮助灵巧手实现精确力控和柔顺控制，根据海伯 森技术官网，目前人形机器人业内对提升人形机器人柔顺控制的共识是将六维力传 感器安装在人形机器人的手腕、脚踝和灵巧手等部位，让其持续检测人形机器人与 环境之间的多维交互力和力矩，并最终在运控规划、姿态调整、力度感知等功能中 起到重要作用。例如特斯拉展示的第二代人形机器人Optimus已经采用六维力传感器 用于手腕和脚踝的力控，通过六维力传感器，Optimus能够精确感知和调整与环境的 交互力，从而实现复杂任务的自主操作，如搬运物品、装配零件等。

（2）外部传感器：灵巧手有望带动触觉传感器的增量需求

阵列触觉传感器提供多信息触觉反馈，助力手脑协同。阵列触觉传感器通过建立多 个单模态传感器获得的触觉信息的联系，综合感知抓取物体的多物理量信息，反馈 并优化手指抓取动作的力度与位置。根据特斯拉发布的Optimus二代机器人展示视频， 其灵巧手指尖部位采用能阵列触觉传感器实现精准力控，已经可以完成抓取鸡蛋的 动作，具备抓取易碎物品的能力。

电子皮肤可感知更高维度信息且具备更高仿生特性，未来或将应用于灵巧手。随着 感知信息的要求和仿生学要求的不断提升，兼备柔性+触觉反馈+仿生的特性的电子 皮肤或成为灵巧手传感方案的高端选择。触觉传感器也将不再局限于采集力信息， 而是向着模拟生物皮肤复杂属性与功能的仿生化需求前进。

目前电子皮肤主流的触觉传感器技术路线各有优劣。根据原理不同，触觉传感器分 为压阻式、电容式、压电式和光学式等，最常见的是压阻式、电容式和压电式触觉传 感器。电阻式灵敏度高、设计简单却在宽量程压力下信号一致性欠佳；电容式分辨 率和灵敏度高，但面临电路复杂与需电磁屏蔽的问题；压电式信号线性度良好，却 低频响应弱且仅能测量动态信号；光学式分辨率极高，不过成本高昂且易出现信号 漂移;霍尔效应式支持三维力感知，然而存在结构复杂和易受磁场干扰的不足。

（二）主流厂商灵巧手百花齐放，通用方案尚未出现

市面上主流机器人厂商灵巧手路线各不相同。从目前公开的技术和专利信息来看， 大部分成熟的机器人厂商在灵巧手的选型上都沿用了不同的路线。传动系统上，以 特斯拉为例，Optimus最早采用“蜗杆+腱绳”的方案，而2024年底公布的第三代灵巧 手则采用了“丝杠+腱绳”的方案；与特斯拉的混合传动方案相似的是智元于2024年8 月发布的最新视触觉五指灵巧手，在不同的部位采用了丝杠+连杆+涡轮杆+腱绳等 多有混合传动方案。感知方案上，目前主流灵巧手产品均搭载了触觉传感器。

灵巧手的难点何在？我们认为是硬件和软件的双重挑战。 硬件上：目前电机、丝杠等零部件的性能已经可以满足灵巧手的需求，主要的难点 在于成本和性能的权衡。人手具有极高的自由度（约20-27个自由度），而灵巧手要 实现类似的灵活性，需要在有限的空间内集成大量驱动部件，同时还必须考虑灵巧 手的整体重量和体积，这就对灵巧手整体结构的设计提出了高要求；此外，高自由 度、高精度的灵巧手通常成本较高，限制了其大规模商业应用，因此在具体选型上 也必须综合考虑零部件和材料的成本问题。 软件上：灵巧手的自由度越高，动作规划的复杂度越高，对运动控制算法的要求也 就越高，目前基于规则的传统控制算法已经无法满足灵巧手，主流的解决方案是采 用基于神经网络的深度学习进行训练；其次，灵巧手的算法训练需要大量的高质量 数据，但目前灵巧手领域缺乏类似大语言模型的大型开源数据集，数据获取成本高 且难度大（目前采用人工示范、仿真模拟等），限制了算法的优化和提升。

从场景出发，极致的性能和成本不可兼得。以特斯拉Optimus为例，根据其演示视频 目前第三代灵巧手采用的“空心杯电机+微型丝杠+腱绳+触觉传感器”的方案可以实 现非常好的操作表现，甚至能够抓住飞来的网球等此类难度较高的任务，在性能上 已经能够满足人形机器人的要求。但该方案采用的零部件（空心杯电机、微型丝杠 等）均成本较高，难以在短期满足降本需求。 结合现有案例分析而言，我们认为短期内在尚未出现成熟的通用灵巧手方案时，人 形机器人需要在满足功能需要的同时尽可能降低成本，以场景驱动灵巧手方案的选 择可行性更高，未来灵巧手可能存在选配方案，高端产品与中低端并存。

特斯拉灵巧手第三代重构驱动与传动架构，迭代路径由验证迈向性能跃升。2024年 发布的第三代灵巧手产品在整体架构上实现关键突破，自由度由11个倍增至22个， 改用腱绳驱动+丝杠传动，驱动器从手掌内移至前臂，释放空间用于复杂传动布置， 标志着特斯拉灵巧手向高性能执行系统演进的关键跃迁。 回顾演进路径，首代产品以空心杯电机驱动、绳驱+蜗轮蜗杆为核心结构，配套基础 传感器，用于实现基础抓取与非反向驱动控制；第二代产品则在维持自由度不变的 同时，系统引入触觉传感器、提升柔顺性与力控精度，验证“抓蛋”等精细动作场 景。三代架构重构后，传动方案演进为“丝杠+腱绳”协同，驱动响应与输出功率双 向优化，同时感知系统有望形成闭环控制能力，支撑更高自由度下的稳定协调操作， 进一步强化灵巧手在多任务操控与交互应用中的可行性与鲁棒性。整体来看，特斯 拉灵巧手已步入“精密控制+系统协同”阶段。

特斯拉第三代灵巧手结构全面升级，主动关节数量显著提升，仿生性与操控精度同 步进化。在前两代产品的基础上，特斯拉第三代灵巧手实现大幅升级，整体关节自 由度由上一代的11个提升至22个，其中主动控制的自由度由6个提升至17个。结构 上，第三代产品新增多个手指关节节点，使各手指具备更完整的仿生构型，显著增 强了手指的独立运动能力与整体协调性。同时，拇指与小指在环绕手掌方向的协同 能力进一步优化，抓取适应性与操控精度同步提升，赋予灵巧手更强的多任务操作 能力。 在手掌近端，五根手指的掌指关节均具备两个主动自由度，分别对应屈伸与横向摆动，总计实现10个主动关节控制。该设计允许每根手指在抓取过程中自主调整姿态， 从而更好适应不同形状与尺寸的目标物体，提高整体抓握的稳定性和顺应性。 中指节区域采用“主-从控制”策略，所有中间关节配备1个主动自由度，而远指关节 通过被动回弹机构实现跟随式驱动，具备一个被动自由度。此结构方案依托腱绳传 动及回弹复位系统，通过掌指关节的主动控制间接带动远端关节弯曲，形成自然的 手指弯曲路径，在降低控制系统复杂度与能耗的同时，实现更高的结构柔顺性与仿 生表现。 拇指与小指作为实现“对掌能力”的关键部位，比其他手指多一个自由度，二者分 别配置5个自由度。其中掌指、中指、远指关节结构与其他手指相同，并额外加入1 个独立的对掌旋转关节，使拇指可绕手掌旋转完成高精度捏取，小指则在大物体包 覆过程中提升侧向支撑与稳定性。 总体来看，特斯拉第三代灵巧手在结构布局与驱动机制上形成系统性跃升。17个主 动自由度与5个被动自由度协同设计，全面提升了灵巧手在仿生性、操控精度与多场 景适应性方面的综合能力，为后续在人形机器人、智能制造、医疗康复等高要求场 景中的工程化落地提供了坚实支撑。

灵巧手作为人形机器人末端执行的重要模块，其性能上限高度依赖于核心部件的协 同配置与集成能力。从动力传动到感知反馈，从微型结构件到材料选型，灵巧手逐 步走向小型化、高功率密度、闭环控制与仿生结构深度融合的发展趋势。

（一）无刷直流电机：灵巧手核心驱动源，兼顾紧凑结构与高功率密度

无刷直流电机（BLDC）是现代电机技术的重要分支，因其高效率、长寿命和低维护 成本，在机器人、工业自动化和精密设备领域得到了广泛应用。无刷直流电机与传统直流电机的主要区别在于其采用电子换向而非机械换向，消除了电刷和换向器所 带来的摩擦损耗和电磁干扰，从而提高了可靠性和运行效率。BLDC电机的基本结构 包括定子、转子和电子控制器，其中定子包含绕组线圈，转子则配备永磁体。电子控 制器根据传感器反馈信号，精确控制绕组的通电顺序，以确保电机稳定运行。根据 定子绕组和转子结构的不同，无刷直流电机可以进一步细分为外转子电机、内转子 电机和盘式电机等不同类型。

空心杯电机是一类特殊结构的直流电机，其定子绕组采用无铁芯设计，使得转子惯 量极低，极大地提高了电机的响应速度和控制精度。空心杯电机根据换向方式的不 同，可以分为有刷空心杯电机和无刷空心杯电机。有刷空心杯电机通过碳刷和换向 器实现电流换向，具有结构简单、成本较低的优势，但碳刷磨损会影响电机寿命和 运行稳定性。而无刷空心杯电机采用电子换向，消除了碳刷的摩擦损耗，具备更高 的效率和更长的使用寿命，适用于高速、高精度的运动控制场景。相较于传统有铁 芯电机，空心杯电机在高速运行时能够有效减少涡流损耗，显著提升效率。此外，空 心杯电机具备优异的启停性能和低噪音特性，广泛应用于医疗器械、精密仪器和机 器人关节等高精度运动控制场景。

无刷空心杯电机因其轻量化、高响应速度和低能耗的特性，在灵巧手领域具有广泛 应用。其核心优势在于能够提供精准的扭矩控制，并结合高精度传感器，实现灵巧 手的精细化操控。目前，市场上的高端灵巧手，如Tesla Optimus Gen3、Shadow Dexterous Hand等，均采用无刷空心杯电机，以提升抓取精度和运动稳定性。此外， 结合腱驱动技术和微型丝杠推进器，无刷空心杯电机能够有效降低系统惯量，提高 灵巧手的控制精度和运动平稳性。随着机器人技术的发展，未来无刷空心杯电机在 灵巧手领域的应用有望进一步拓展，推动仿生机械手在工业制造、医疗康复等高端 应用场景中的广泛落地。 空心杯电机竞争格局：海外寡头主导，国内龙头加速追赶。当前全球空心杯电机市 场格局高度集中，Maxon、Faulhaber和Portescap三家国际巨头凭借早期技术积累 和稳定下游绑定关系，构筑坚实技术与品牌壁垒，根据电机通统计，三家合计市占率 高达70%–80%，稳居第一梯队。以Maxon为例，根据其公司官网显示，产品年产超 500万件，广泛用于NASA火星探测、医疗等高端领域。 国内厂商积极突破中高端市场瓶颈，技术与产能同步推进。其中，鸣志电器实现空 心杯电机批量化生产，在慢速移动机器人、高端医疗等领域取得突破，订单超产能， 产线持续扩张；鼎智科技为国内首家实现空心杯电机自动化批产企业，自研制造设 备保障产品一致性和寿命，已向军工及医疗领域渗透；兆威机电和伟创电气则分别 聚焦齿轮箱一体化驱动方案与机器人测试样机，具备逐步切入中高端市场的潜力。

从竞争壁垒看，国外厂商在电机材料、本体结构和电磁方案设计等方面具备领先优 势，兼具成熟的工艺与批产能力。国内厂商虽与之存在差距，但近年来在驱动控制、 绕线设备及本土化适配方面不断突破，随着人形机器人、医疗器械等下游放量应用 的催化，国产空心杯电机有望加速进入高端替代窗口期。

（二）微型丝杠：精密直线传动核心部件，驱动性能与结构紧凑性兼具

微型滚珠丝杠是灵巧手内部关键的线性传动装置，其核心作用在于将电机的旋转运 动转换为高精度线性运动，实现手指的精准屈伸。相较于传统的螺纹传动方案，滚 珠丝杠通过滚珠在丝杠槽内滚动来降低摩擦，具备更高的传动效率和定位精度，使 灵巧手在有限的空间内提供更稳定的推力输出。目前，微型滚珠丝杠已广泛应用于 人形机器人、医疗康复设备、精密执行机构等领域，为灵巧手的高自由度操控提供 了核心支撑。 相较于其他传动方式，微型滚珠丝杠在高精度、低摩擦、小型化设计方面具备显著 优势，适用于灵巧手对精细控制和紧凑结构的需求。首先，滚珠丝杠的滚珠传动方 式大幅减少了机械摩擦损耗，使手指关节在执行高精度抓取动作时更加稳定。其次， 其高推力紧凑型设计能够在有限空间内提供较大的输出力矩，满足灵巧手对小型化 和高功率密度的要求。此外，滚珠丝杠的耐用性较高，使灵巧手在高强度使用场景 下具备更长的使用寿命。

滚珠丝杠和行星滚柱丝杠是两种常见的高精度线性传动装置，但由于结构和性能特 性的不同，在机器人不同部件中的应用场景有所区别。滚珠丝杠由于结构紧凑、摩 擦小、响应快，适用于低载荷、高精度、小型化应用，如灵巧手及微型执行机构， 在需要高灵活性和精细运动控制的场景表现优异。相比之下，行星滚柱丝杠则更适 用于高负载、高刚性应用，如机械臂和大扭矩执行机构。其承载能力和刚性远超滚 珠丝杠，适用于工业机器人及人形机器人大关节驱动，以提升整体系统的稳定性和 耐久性。

未来，微型滚珠丝杠的发展趋势将围绕更高精度、更轻量化、更智能化方向展开， 以适应灵巧手对高性能传动组件的需求。首先，随着人形机器人对手部执行机构小 型化的要求提升，微型滚珠丝杠的结构设计将进一步优化，以减小直径并提升推力 密度。其次，高性能材料的应用将提升微型丝杠的耐磨性，降低摩擦损耗，并实现更 轻的质量优化。最后，智能传感融合方案的发展将进一步提升微型滚珠丝杠的闭环 控制能力，如结合力传感器、位置编码器，提升灵巧手在不同抓取任务中的精准适 应能力，使机器人具备更强的感知交互能力。 国内微型丝杠产业链加速构建，企业布局呈现“扩产投入+产品突破+并购整合”三 类模式。微型丝杠作为灵巧手等小型执行机构中的关键直线传动部件，对精度、体 积、装配和材料性能要求极高，属于滚珠丝杠体系中的高难度细分方向。当前，多家 企业已在丝杠领域形成一定制造能力，部分厂商具备向微型规格延伸的技术与工艺 基础，正加快向微型丝杠赛道探索与切入。 扩产投入型企业如震裕科技、浙江荣泰、北特科技、恒立液压和五洲新春，正通过 新建产线和产能扩张完善滚珠丝杠产品体系，为后续小型化延伸提供支撑。震裕科 技已顺利建成一条行星滚柱丝杠半自动产线并投入批量生产，五洲新春拟投资15亿 元建设微型与行星滚柱丝杠产线，恒立液压与浙江荣泰在海外布局线性驱动工厂， 提升结构件一体化制造能力。北特科技在苏州、泰国两地同步扩建滚珠丝杠副产线， 提升系统配套能力。

产品突破型企业如贝斯特、双林股份、新坐标等，依托原有精密结构件或电驱动核 心零部件基础，逐步启动滚珠丝杠副开发，部分样品进入车规级与机器人领域的客 户验证阶段。尽管是否具备微型规格能力仍待进一步验证，但其制造能力和平台具 备一定的延伸潜力，部分厂商已同步推进工艺平台建设与小批量交付测试。 并购路径成为部分厂商切入微型丝杠市场的重要方式。南京化纤通过重大资产重组 控股南京工艺装备，掌握精密丝杠副制造技术；雷迪克在首次收购狄兹精密未果后， 转而收购誊展精密股权，持续寻找切入路径；浙江荣泰最终完成对狄兹精密的并购， 推动其在小型化丝杠方向布局落地；捷昌驱动则联合浙江灵巧智能科技设立合资公 司，布局微型丝杠在智能执行器方向的产业化方案。 整体来看，丝杠具备较高制造门槛与市场壁垒，微型丝杠作为其中技术与工艺要求 更高的细分方向，正逐步成为国内高端零部件厂商的重要延伸目标。随着企业平台 建设、客户验证与产能释放同步推进，国产微型丝杠有望在灵巧手、手术机器人等 高精密场景率先实现替代突破。

（三）触觉传感器：提升灵巧手感知能力的关键单元，兼具精度与柔性控 制要求

触觉传感器是灵巧手中关键的感知元件，主要作用在于模拟人手的触觉能力，感知 接触压力、摩擦力、剪切力等外界物理信息，并将其转换为可处理的电信号，供系统 进行实时反馈控制。其广泛部署于指腹、掌面等位置，帮助灵巧手实现对物体的力 控调节、自主适应与稳健抓取，是实现高精度抓取、避免夹碎或滑落的核心硬件支 撑。尤其在人形机器人、康复辅助、精密制造等场景中，触觉反馈已成为评估灵巧手 智能化水平的重要指标。

触觉传感器根据感应原理的不同，主要可分为电容式、电阻式和压电式三类，各类 型方案在性能表现上具有明显差异。电容式传感器在灵敏度、重复性、温度稳定性 及设计灵活性方面表现优异，适用于对精度与可靠性要求较高的仿生手或人形机器 人场景，缺点则在于最大量程与最小元件尺寸方面表现一般。电阻式传感器的优势 在于可实现较小元件尺寸，灵活嵌入柔性结构中，同时具备较大量程，但其灵敏度、 重复性及温度稳定性相对较差，限制了在高精度任务中的应用空间。压电式传感器 灵敏度一般，在微小压力识别方面性能有限，除量程较差外，在重复性、温度稳定性 及设计灵活性方面表现同样不佳。总体来看，电容式传感器在整体性能维度上具备 最优平衡，未来在高端灵巧手中的应用占比有望持续提升。

触觉传感器的技术壁垒主要体现在信号灵敏性、动态响应速度、柔性贴合能力与系 统集成度。一方面，传感器需要具备高灵敏度和高分辨率，能准确感知微小接触力 变化；另一方面，器件必须具备柔性材料和薄型结构，能够贴合复杂曲面并不影响 手部运动自由度。此外，传感器的集成能力和抗干扰性能也是量产应用的关键：既 要与电机、控制器无缝协同，又需避免复杂电磁环境下信号漂移。 产业端方面，当前市场已初步形成以欧美日企业为主导、国内厂商加速突破的格局。 国际方面，SynTouch、Novasentis、Tekscan Inc.、JDI等厂商在高精度触觉传感器 方面具有领先布局，已广泛用于工业抓取与仿生手产品中。国内方面，触觉传感器 尚处于早期产业化阶段，代表企业逐步突破核心感知结构设计与封装集成等关键环 节。帕西尼推出的PX-6AX GEN2系列具备多维指尖与腹部触觉测量能力，支持三轴 力（MPa）与力矩（N/Nm）输出；汉威科技依托苏州能斯达专注于柔性微纳传感器 产业化，推出多款柔性压力感知模块；福莱新材发布的FOS系列电子皮肤集成压力、 温度、剪切等多模态感知，可满足机器人高精度仿生反馈需求。随着人形机器人渗 透率提升，触觉传感器有望在中长期成为自主可控受益环节。

（四）腱绳：传动核心结构，兼顾仿生结构与多关节协调控制

腱绳为灵巧手关键柔性驱动结构，具备仿生性与高集成优势。腱绳是实现灵巧手柔 性驱动与仿生结构的核心环节之一，其通过模拟人体肌腱构型，在空间受限条件下 实现远程牵引控制，具备轻量化、高柔顺性与结构紧凑等优势，广泛应用于高自由 度灵巧手设计中。在结构上，腱绳一般由高强度柔性材料制成，配合驱动源、导向结 构和回弹装置形成完整闭环，适用于需要高精度控制与低摩擦传动的复杂手部运动 系统。特斯拉第三代Optimus灵巧手即采用腱绳作为主要传动介质，17个驱动器通过 腱绳布置于掌背及手指部位，构建出手指各关节上的自由度配置。 腱绳驱动结构的技术壁垒主要体现在布线路径、张力控制与腱绳材料选型三个层面。 首先，在腱绳布线方面，为保证每个关节获得合适的张力与运动幅度，需进行精准 的路径规划与张力分配设计，同时要避免过多的摩擦损耗和控制耦合。其次，腱绳 系统对控制精度要求极高，尤其在回弹控制、张力保持与冗余协调方面，对传感器 和算法的响应速度与鲁棒性提出更高要求。

腱绳结构配置日益复杂，材料性能决定控制边界与寿命极限。腱绳在使用中不仅承 担传动任务，还需长期承受高频疲劳、弯曲与摩擦，材料性能直接影响系统稳定性 与控制上限。以Tesla第三代灵巧手为例，其通过17个腱绳驱动器实现22个自由度控 制，全部依赖高性能腱绳完成不同关节动作的力传导，要求腱绳材料兼具高张力、 高柔性与抗疲劳性能。此外，腱绳端部连接、张力传感器集成与滑动导管设计也对 材料耐磨与尺寸稳定性提出更高要求。根据《腱传动灵巧手指的传动分析与结构设 计》（李柏毅，2019）介绍，目前腱绳主要分为两类：金属丝绳与高分子材料腱绳。 金属丝绳（如钨钢丝绳）具备一定强度和耐磨性，但存在弯曲半径大、刚性高、传动 效率低等明显缺陷，更适合工业机械。相较之下，高分子纤维编织而成的腱绳具备柔性高、质量轻、强度高与耐磨性好的特点，如UHMVPE，根据国家新材料产业资 源共享微信公众号说明，其强度为优质钢材的14倍，碳钎维的2倍，芳纶纤维的1.7 倍。

海外UHMWPE厂商在技术成熟度和品牌影响力方面处于领先。荷兰皇家帝斯曼集团 是世界上率先形成UHMWPE纤维产业化的公司，也一直是UHMWPE纤维行业的引 领者，其他生产商还包括美国霍尼韦尔国际公司以及日本的东洋纺织株式会社、三 井化学株式会社等。 国内厂商正加速构建自主可控的腱绳材料供应体系。受制于核心原料与技术门槛， 国内材料长期依赖进口，但近年来产业链国产替代趋势明显加速。高强度钢丝方向， 大业股份作为国内钢绳行业龙头，根据爱企查显示，已于2024年底设立专注腱绳开 发的子公司大业机器人科技，现阶段已向特斯拉等客户送样。UHMWPE方向，恒安 安、南山智尚亦在积极拓展下游应用，逐步填补本土产业空白。

（一）因时机器人：灵巧手领域的快速成长型玩家，产品落地节奏加速

以灵巧手为核心产品，兼顾微型伺服电机等关键零部件的研发制造，形成了以技术 突破驱动商业化落地的清晰路径。因时机器人从2016年在北京成立至今，2019年， 苏州子公司成立，仿人五指灵巧手通过海外上市技术产品认证，客户数量突破百家， 并完成Pre-A+轮融资，为后续大规模市场化奠定基础。2020年起，公司在仿生五指 灵巧手与微型伺服电机双线发力，产品入选国家重点研发计划，30mm与50mm行程 的微型伺服电缸量产，率先切入医疗设备上游市场，开启商业化探索。2021年完成 A轮融资，电缸累计销量突破万台，订单金额突破百万元，进一步验证产品力与市场 接受度。2022年，公司加快组织架构扩张，成立上海子公司，推动灵巧手在教育科 研、工业、医疗等多场景落地。2023年完成B+轮融资，灵巧手销售量迎来爆发式增 长，在新能源汽车行业实现规模化交付，并获北京市“专精特新”企业认证。2024年， 根据公司官网信息，公司实现灵巧手年度交付近2000台，完成超亿元B2轮融资，参 与工信部揭榜挂帅项目，苏州基地正式投产，具备规模化生产能力。整体来看，因时 机器人在灵巧手赛道中具备核心产品矩阵、自主核心零部件及多轮资本支持的优势， 已形成“技术验证—小批量交付—行业渗透—产能扩张”的发展闭环，未来有望在多 场景复制商业模式，持续扩大领先优势。

因时机器人面向人形机器人应用场景，推出两款灵巧手产品RH56BFX-2与 RH56DFX-2，分别满足快速操作与大力抓取的多元化需求。 RH56BFX-2主打轻量化与高速度特性，采用R5485控制接口，配备五指六自由度与 12个关节数，整体自重540g，在保持较低负载的前提下，具备6N的拇指最大抓握力 与4N的四指抓握力，拇指和四指弯曲速度分别达到750°/s与570°/s，适用于手势交 互、轻物抓取等对响应速度要求高的场景。 RH56DFX-2则聚焦大力抓取与刚性执行，结构参数与RH56BFX-2一致，但显著提升 抓力性能，拇指和四指最大抓握力分别为15N和10N，同时保持良好的控制稳定性， 适用于机器人装配、仿真抓取等对抓取力与操作精度要求较高的复杂任务。产品定 价为5万元/只，现已进入多个示范场景验证阶段。

（二）傲意科技：聚焦仿生义肢与机器人末端应用，构建双线产品体系

建以核心器件自研为基础、覆盖康复医疗与人机交互应用的技术与产品体系。傲意 科技成立于2015年，专注于神经信号传感器、人机神经接口及AI识别算法的自主研 发，形成以智能仿生义肢、神经康复系统、脑电监测设备及可穿戴外骨骼为核心的 产品矩阵。公司技术体系完整，累计获得60余项核心专利与9项软件著作权，具备较 强的底层技术自主可控能力。凭借在神经科学与人工智能交叉领域的持续积累，傲 意科技正加速核心技术国产化替代进程，并在智能仿生与脑机接口赛道持续巩固技 术壁垒与产品落地能力。 傲意科技围绕智能仿生手与机器人末端执行器两大核心方向，推出傲翼™ （OHand™）与ROHand两款代表性产品，分别面向义肢适配与机器人集成场景， 构建了覆盖医疗与智能制造的多元化产品体系。 傲翼™（OHand™）智能仿生手定位于高性能义肢市场，根据公司官网介绍，其采 用五指独立直线电机驱动方案，具备高自由度与高响应性，最大拇指推力达1.1千克 力，支持27种预设手势动作，用户可通过OHand App进行个性化设置并实现云端管 理。产品外形拟人，提供标准手与小手型号，满足不同人群适配需求，应用于康复义 肢与教育科研等领域。

ROHand则针对人形机器人和工业机器人需求优化。根据公司官网信息，该型号具 备6个主动自由度与11个运动关节，结构紧凑、重量轻，采用铝合金与锌合金材料， 并内嵌PID控制算法，抓取精度可达±1mm。该产品可实现捏取、抓握等多种拟人动 作，适用于人形机器人、仿真平台、智能巡检等高集成度场景，具备良好的系统兼容 性与扩展性。

（三）灵巧智能：打造多模态感知与 AI 融合的模块化灵巧手

聚焦多模态感知与模块化设计的量产型高性能五指末端执行器。灵巧智能科技2024 年10月推出首款量产型五指灵巧手DexHand021，面向复杂操作与多任务适应场景， 具备较强的通用性与系统集成潜力。产品采用电机驱动与腱绳传动结构，具备19个 自由度（其中12个为主动自由度），整体自重1.0kg，支持位置、法向力、切向力及 接近觉四类多模态传感。在结构层面强化模块化设计，五指均可独立更换，使用寿 命超过10万次，满足工业科研用户对高可靠性与易维护性的并重需求。

DexHand021灵巧手在控制性能与智能化接口方面具备全面扩展能力。在功能实现 方面，根据使用说明书，DexHand021通过CANFD通信协议支持电机位置控制与关 节位置控制双模式，最小开合时间达1.0秒，最大负载能力为5kg，可实现转魔方、球 形抓握、多指捏夹等15种以上类人复杂操作。配套软件生态完备，支持Python、C++、 ROS等开发接口，集成动作映射、遥操作、强化学习等AI算法工具包，并可结合动 作捕捉与VR交互系统，构建集感知、控制与训练于一体的开放式平台，赋能智能机 器人与科研应用场景的快速落地与拓展。

（四）捷昌驱动：聚焦线性驱动，研发机器人核心零部件

深耕线性驱动系统，服务多元化应用领域。捷昌驱动成立于2000年，专注于线性驱动产品的研发、生产和销售。公司产品广泛应用于智慧办公、医疗康护、智能家居和 工业自动化等领域。作为行业龙头企业，根据公司官网说明，捷昌驱动牵头起草了 中国《直流电动推杆》和《电动升降桌》行业标准，推动了行业的标准化和产业化 进程。 布局机器人核心零部件，深化灵巧手领域合作。捷昌驱动（603583.SH）专注于线 性驱动技术，布局机器人线性关节和灵巧手等核心零部件的研发与应用。根据爱企 查信息显示，公司与浙江灵巧智能科技有限公司共同出资成立浙江灵捷机器人零部 件有限公司，专门从事机器人灵巧手、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、生产和销售。同时，公司主持承担浙江省2024年度“领雁” 研发攻关计划项目—《高推力密度电动线性致动器关键技术研究》，重点面向人形 机器人线性执行器关节开展研发及产业化。目前已完成大、中、小三款线性执行器 关节样机设计与初步制作，正处于样品测试与工艺优化阶段。核心部件中，丝杠与 电机主要实现自研自产，进一步增强公司在机器人核心零部件环节的技术壁垒与国 产化替代能力。

（五）雷赛智能：依托电机驱动优势，自研推出灵巧手整手产品

电机驱动技术见长，深度布局机器人核心部件市场。雷赛智能作为国内领先的运动 控制整体解决方案提供商，主业聚焦于步进、伺服电机及其驱动系统的研发与产业 化，在工业自动化、数控设备、医疗仪器等领域具备稳定的客户基础与出货规模。近 年来，公司积极向机器人核心零部件领域延伸，依托自主控制算法与电机驱动积淀， 加快在空心杯电机、减速器、丝杠等关键零部件的产品化落地，构建多层次的机器 人驱控系统平台。

推出DH系列灵巧手，切入人形机器人关键末端赛道。2024年，公司发布DH系列灵 巧手解决方案，正式进入人形机器人末端执行器赛道。首款型号DH116具备11个自 由度（含6个主动自由度），自重仅490g，单指最大负载10kg、整手最大负载达40kg， 适用于轻量化、多功能的工业与服务型机器人场景。产品采用无刷空心杯伺服电机、 行星减速器与滚珠丝杠的联合驱动方案，搭载FOC电流环与力位混合控制算法，性 能指标突出。标配6个触觉传感器，并支持选配多模态感知模块，实现对温湿度、滑 动与振动等信息的高精度识别。

（六）兆威机电：发挥微型传动技术优势，切入灵巧手等高精度执行端市 场

深耕微型传动领域，拓展灵巧手等机器人核心部件。兆威机电成立于2001年，专注 于微型传动系统和微型驱动系统的研发、生产和销售。公司产品以高精度、小体积、 低噪音等特点，广泛应用于汽车电子、医疗器械、工业自动化、智能消费品和通信设 备等领域。作为微型传动领域的领先企业，兆威机电在电机控制、传动系统和微电 机等方面积累了丰富的经验，形成了从设计到制造的完整产业链。 推出高可靠性灵巧手，进军人形机器人关键部件市场。2024年11月，兆威机电发布 了其最新灵巧手，正式进军人形机器人核心部件市场。该灵巧手采用仿生学设计， 根据公司官网信息，其拥有17个自由度（可扩展至20个），每根手指至少具备3个自 由度，能够模拟人手的复杂动作。核心部件包括电机驱动控制器、微电机和传动模 组等，均为自主研发，确保了产品的高可靠性和高精度。其中，传动模组设计寿命高 达10年，回程差小于1°，电机控制误差不超过0.3°，并配备3个以上的传感器，实现 精确的动力输出和快速响应。

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来源：未来智库一点号