隨著人形機器人技術的快速發(fā)展，靈巧手作為其關鍵部件之一，逐漸成為行業(yè)關注的焦點。靈巧手的性能直接決定了機器人在復雜環(huán)境中的操作能力，尤其是在抓取、操控物體時的靈活性和精確性。近年來，國內外企業(yè)在靈巧手領域展開了激烈的競爭，國產(chǎn)企業(yè)在技術突破和成本控制方面逐漸嶄露頭角，而外資企業(yè)則在高端技術和市場占有率上保持領先。本文將通過對比國內外靈巧手的技術路線、核心部件及市場表現(xiàn)，探討國產(chǎn)與外資企業(yè)在靈巧手領域的競爭格局。
1. 靈巧手的技術路線對比
1.1 驅動方式
靈巧手的驅動方式主要包括電機驅動、氣壓驅動、液壓驅動和形狀記憶合金驅動。其中，電機驅動是目前應用最廣泛的方案，尤其是空心杯電機和無框力矩電機。
空心杯電機：空心杯電機因其輕量高效、高轉速和長壽命的特點，成為靈巧手驅動的首選。特斯拉Optimus靈巧手采用了6個無刷空心杯電機模組，每個模組由空心杯電機、行星減速箱、編碼器、驅動器和傳感器組成。國內企業(yè)如鳴志電器在空心杯電機領域也取得了顯著進展，其無齒槽空心杯電機模組在機器人各主要運動控制功能模塊中廣泛應用，成本優(yōu)勢明顯。
無框力矩電機：無框力矩電機具有低轉速大扭矩的特點，能夠直接驅動負載，無需額外的傳動裝置。國外企業(yè)如Maxon和Faulhaber在無框力矩電機技術上處于領先地位，而國內企業(yè)如步科股份和禾川科技也在積極布局，推出了對標國際領先產(chǎn)品的無框力矩電機。
1.2 傳動方式
傳動系統(tǒng)是靈巧手操作穩(wěn)定性和靈活性的關鍵，常見的傳動方式包括連桿傳動、膠繩傳動和齒輪傳動。
膠繩傳動：膠繩傳動具有控制靈活、結構簡單的特點，特別適合自適應抓取動作。特斯拉Optimus靈巧手采用了金屬膠繩+蝸輪蝸桿傳動的結構，金屬膠繩實現(xiàn)自適應抓取能力，蝸輪蝸桿則提供自鎖特性，確保抓握完成后無功耗保持。
連桿傳動：連桿傳動具有高動作剛性和負載能力，但柔性較差。國內企業(yè)如因時機器人采用連桿傳動方案，其仿人五指靈巧手具有6個自由度和12個運動關節(jié)，能夠模擬人手實現(xiàn)精準的抓取操作。
2. 核心部件的國產(chǎn)化進展
2.1 精密減速器
精密減速器是靈巧手的核心部件之一，直接影響其運動精度和負載能力。目前，諧波減速器和行星減速器是靈巧手的主要選擇。
諧波減速器：日本哈默納科是全球諧波減速器的頭部廠商，其產(chǎn)品在人形機器人手部的應用占據(jù)主導地位。國內企業(yè)如綠的諧波和未福諧波也在積極追趕，產(chǎn)品在減速比、額定扭矩和傳動效率方面已接近國際先進水平，但在使用壽命上仍有一定差距。
行星減速器：行星減速器具有高傳動效率、高承載能力和長壽命的特點。特斯拉Optimus靈巧手采用了行星減速箱，國內企業(yè)如科峰智能也在精密行星減速器領域取得了顯著進展，其產(chǎn)品在工業(yè)機器人中的應用逐漸增多。
2.2 傳感器
傳感器是靈巧手實現(xiàn)智能操作的關鍵，主要包括力傳感器和觸覺傳感器。
力傳感器：六維力傳感器是性能最優(yōu)、技術壁壘最高的力矩傳感器，能夠同時測量三個軸向力和三個軸向力矩。國內企業(yè)如宇立儀器和坤維科技在六維力傳感器領域取得了突破，產(chǎn)品在協(xié)作機器人和醫(yī)療機器人中的應用逐漸增多。
觸覺傳感器：柔性傳感器（電子皮膚）是未來靈巧手發(fā)展的重要方向，具有高靈敏度、高柔韌性和響應速度快的特點。國內企業(yè)如漢威科技旗下能斯達已成功研發(fā)出薄膜電容觸覺傳感器，廣泛應用于機器人身體部位。
3. 市場表現(xiàn)與競爭格局
3.1 外資企業(yè)的優(yōu)勢
外資企業(yè)在靈巧手領域的技術積累和市場占有率上具有明顯優(yōu)勢。Maxon、Faulhaber和哈默納科等企業(yè)在精密驅動和減速器領域處于全球領先地位，其產(chǎn)品在高端醫(yī)療、航空航天和工業(yè)機器人中的應用廣泛。特斯拉Optimus靈巧手的推出進一步鞏固了外資企業(yè)在人形機器人領域的領先地位。
3.2 國產(chǎn)企業(yè)的崛起
近年來，國產(chǎn)企業(yè)在靈巧手領域取得了顯著進展。鳴志電器、兆威機電和綠的諧波等企業(yè)在空心杯電機、精密減速器和傳感器領域的技術突破，使得國產(chǎn)靈巧手在性能和成本上逐漸具備與外資企業(yè)競爭的實力。尤其是鳴志電器的空心杯電機成本優(yōu)勢明顯，兆威機電在微型傳動領域的垂直一體化產(chǎn)品矩陣，進一步提升了國產(chǎn)靈巧手的市場競爭力。
靈巧手作為人形機器人的關鍵部件，其技術水平和市場表現(xiàn)直接影響到機器人的應用落地。外資企業(yè)在高端技術和市場占有率上保持領先，但國產(chǎn)企業(yè)在技術突破和成本控制方面逐漸嶄露頭角。隨著國內企業(yè)在精密驅動、減速器和傳感器領域的不斷進步，國產(chǎn)靈巧手有望在未來實現(xiàn)更大的市場份額和技術突破，推動人形機器人行業(yè)的快速發(fā)展。
