灵巧手自由度呈上升趋势。
驱动模块:直接驱动VS间接驱动，全驱动VS欠驱动
根据是否有外部传动部件辅助，可将灵巧手分为直接驱动vs间接驱动。直接驱动：每个关节的自由度控制，均由电机搭配减速系统直接完成，无需借助额外的传动部件来传递动力，以此实现关节的弯曲动作。这种驱动方式结构相对简洁，动力传输路径直接。
间接驱动：灵巧手各自由度对应的电机并非分散设置在关节附近，而是统一集成于手掌或手腕内部。电机与减速系统协同工作输出转矩，该转矩首先通过丝杠或蜗轮蜗杆等机构，将原本的旋转运动转换为直线运动。随后，这一直线运动再借助腱绳或连杆等传动部件，进一步驱动关节活动，完成灵巧手的动作。
根据自由度与驱动源数量，可将灵巧手分为全驱动和欠驱动两大类。全驱动：全驱动灵巧手驱动源的数量与被控制灵巧手的自由度数量相等。每个手指关节都有驱动器，使其能够实现主动控制，在某种程度上能够像人手一样完成全部的动作指令甚至要求更高的灵巧动作。但全驱动也意味着需要更多的驱动器，会使手掌体积变大、安装困难、操作复杂。
欠驱动：欠驱动灵巧手被控制的自由度多于驱动源的数目，缺少驱动源的部分则进行耦合随动。欠驱动手硬件集成度高，整体系统简洁高效、体积小、质量轻，便于进行动力学分析。但是，欠驱动机械手的高集成性一定程度上也是牺牲高自由度性能的结果，存在功能性不足，尤其是对于精度要求比较高的手指精巧控制无法胜任。
减速模块：人形机器人通过多类减速器增大转矩
驱动电机常需与减速器协同运行，以实现动力特性适 配。减速器作为机械传动枢纽，通过齿轮组、蜗轮蜗 杆等精密啮合元件构成的封闭传动单元，可将电机输 出的高速低扭力特性转化为低速高扭力输出，其核心 价值在于通过多级齿数比转换（如小齿轮驱动大齿 轮），使电机端的高转速与负载端的低速高负载需求 形成动态平衡，有效化解高速电机直接驱动大惯量负 载时出现的力矩不足、响应滞后等技术矛盾。
人形机器人减速器包括谐波减速器，行星减速器和 RV减速器。按照控制精度划分，减速器可分为一般 传动减速器和精密减速器。一般传动减速器控制精度 低，可满足机械设备基本的动力传动需求。精密减速 器回程间隙小、精度较高、使用寿命长，更加可靠稳 定，应用于机器人、数控机床等高端领域。精密减速 器种类较多，主流包括谐波减速器、RV减速器、精 密行星减速器等。
感知模块-六维力矩传感器：六维力矩传感器是力矩传感器中的核心
六维力矩传感器是众多力传感器中的关键部件。根据测力分量的不同，可将力传感器分为单维测力传感器、二维测力传感器和多维力传感器。六维力矩传感器是一种多维力传感器，它可以感知力系统中的三维力分量和三维力矩分量。在笛卡尔坐标系中，物体具有六个方向上的自由度，在没有外部限制的情况下，可以自由地在任意的空间内移动。因此，六维力矩传感器相较其他力矩传感器能感知更多的样本点和信息，功能更全面，应用更广泛，但研发难度和壁垒也相对较高。
国内传感器厂商不断追赶：从全球六维力和力矩传感器的市场格局来看，海外力传感器行业发展较早，在设计和制造方面具有深厚的技术积累，目前海外供应商主要为ATI、Bota、Kistler等公司。国内厂商起步较晚，处于大力攻克技术难点的阶段，但目前已经涌现坤维科技、宇立仪器等一批优秀的供应商，未来有望逐步迭代产品，实现技术革新和成本优化。
产业趋势1：灵巧手自由度呈提升趋势
灵巧手自由度呈上升趋势。1974年起，机器人灵巧手的相关研发快速推进，且单 手自由度呈增加趋势，目前已知自由度最多的是Shadow Hand，自由度达到 24 个。
特斯拉optimus自由度从1 1到22的可观飞跃。1）2023年12月12日晚，特斯拉公 司首席执行官埃隆・马斯克发布了第二代人形机器人OptimusGen2（第二代）的 最新演示视频。当Optimus搭载上1 1自由度灵巧手后，前臂灵活性大幅提升，手部 不仅具备触觉感应能力，还坚固耐用，能频繁与物体交互，且无需频繁维护。此时的 Optimus已能轻松完成叠衬衫、工厂分拣物品这类基础任务，此外还能小心翼翼地 抓取鸡蛋等易碎物品。2）2024年5月，马斯克首次表示Optimus双手将迈向22自 由度，同年6月股东大会上再次强调这一重大改进。2024年10月“werobot”发 布会现场，22自由度灵巧手惊艳亮相。它由5根手指构成，每根手指拥有4个自由度， 再加上腕部的2个自由度，共计22个自由度。如此设计高度模拟人类手指结构，让 Optimus在原有屈曲、伸展动作基础上，还能做出外展、内收等精细动作。
由于单个主动自由度对应一个电机及多个传动零部件，为了实现更多的自由度，通 常需要更多的电机来驱动各个关节，相应配套的传动、传感、结构件等零部件用量 也会随之增加。
产业趋势2：微型丝杠+腱绳应用扩大
以微型滚珠丝杠取代蜗杆。微型丝杠和蜗杆均能改变电机运动方向，而微型滚珠丝杠有助于提高承载力、精密度和效率。
以腱绳取代扭力弹簧。以往特斯拉机器人手指伸展依赖扭力弹簧，而根据特斯拉机器人最新视频，现在单独腱绳就能实现，较大提升了灵活性。这种刚性与柔性传动结合的混合方案，优化了负载与灵活性的平衡，让 Optimus 在抓取不规则物体、执行复杂装配任务时表现更出色。腱绳驱动的优势在于其适用于远距离传动，便于实现驱动器外置的驱动方案。同时，腱绳驱动可以有效减轻空间环境下摩擦问题以及剧烈温差环境下零件热胀冷缩导致配合变化的问题。
目前特斯拉最新展示的灵巧手视频使用微型丝杠+腱绳的传动方式，我们认为未来其他国产机器人也陆续使用类似的传动方案，两类零部件应用有望扩大。
产业趋势3：未来电子皮肤或将成为传感器新亮点
柔性传感器（电子皮肤）是由柔性材料制成的传感器，可用于多种特定场景。柔性材料与刚性材料相对应，具有柔软、低模量、易变形等属性，对应制成的柔性传感器则具有良好的柔韧性、延展性，可自由弯曲或者折叠，结构形式灵活多样，且在弯曲和伸展的形态下仍能表现出良好的导电性和响应性。得益于其优秀的性能，柔性传感器已成为现代柔性电子产品的重要组成部分，广泛运用于电子皮肤、医疗保健、电子电工、运动器材、纺织品、航天航空、环境监测等下游领域。
柔性传感器主要由柔性基底、薄膜材料及电极组成。1）柔性基底：常用柔性传感器多采用 PI（聚酰亚胺）、PET（聚酯）或PEN（聚萘二甲酯乙二醇酯）等作为器件的柔性基底。PI 是综合性能最佳的有机高分子材料之一，具有很好的机械性能。2）薄膜材料：通常是柔性传感器的敏感材料，根据被测量信息的不同需求可采用金属、导电氧化物、纳米复合材料等。金属薄膜能够保留基底的柔性特性，也可明显改变其表面特性。3）电极材料：除少部分柔性传感器薄膜材料与电极为一体外，电极材料也为柔性传感器的主要构件，其根据使用要求不同采用不同的材料及制作工艺，包括碳材料（石墨烯、碳纳米管、碳纤维等）、金属纳米线（银纳米线、铜纳米线等）及导电聚合物（聚苯胺等）等。
柔性传感器相较普通传感器性能更加优越，未来或将扩大应用。普通传感器硬脆的性质使其难以进行弯曲和延展，测量范围也因此受限；柔性传感器借助于碳纳米管、石墨烯、高分子膜、高分子电解质和有机聚合物等性能优越的材料，能够较大提高延展性及其他性能，适应复杂的不平整表面。
人形机器人灵巧手市场空间：2025-2030年 全球人形机器人灵巧手市场规模C AGR有望达 到1 10%。根据特斯拉公开披露，2025年特斯 拉人形机器人将实现量产，我们认为未来在特斯 拉optimus引领下，其他企业逐步布局人形机 器人领域，全球人形机器人产业化步伐有望加速。 根据我们测算，2025年和2030年全球人形机 器人灵巧手市场规模分别有望达到9亿元和376 亿元，5年复合增速高达110%。 分核心环节看：2030年驱动模块/减速模块/传 动模块/感知模块/其他零部件的市场规模有望分 别达到131/25/25/163/33亿元。
