2025年灵巧手行业专题报告：人形机器人核心执行末端

01 灵巧手是人形机器人核心执行末端

灵巧手是人形机器人核心执行末端

灵巧手是人形机器人的核心执行末端。人们赋予了人形机器人拟人化灵活操作的预期，其实现应用落地的关键在于可完成复杂、多变的操 作指令，这就需要高灵巧性、强适应性、高智能化的末端执行器。灵巧手是以人手的结构和功能为模仿对象，是实现精细操作的基础，其 需要完成抓、握、捏、拧、旋转等不同动作，满足多元化的场景需求。 灵巧手在人形机器人成本占比14-18%。在特拉斯人形机器人开发过程中，马斯克曾透露，Optimus灵巧手的工程量可能会占到整机开发工程 的一半。据亿欧统计，灵巧手成本占人形机器人整体成本的14%-18%。 灵巧手需求多样化&具备多维应用场景。不仅服务于人形机器人，灵巧手可独立应用于医疗、工业自动化、危险作业环境等领域。

特斯拉Optimus灵巧手持续迭代

Optimus灵巧手持续进行迭代更新。据EVH1000机器人公众号，2024年11月28日，特斯拉机器人官方账号发布Optimus可接住扔给它的网 球的视频新动态，特斯拉Optimus工程师Milan Kovac解释，Optimus灵巧手的主要变化： ①自由度增加，由原来的11个增加至22个； ②驱动装置前置； ③触觉传感器需求增加； ④需要通过肌腱实现更精细的控制等。

国内多家厂商推出灵巧手产品，技术方案多元

国内灵巧手产品技术方案多元。国内多家企业包括因时、帕西尼、灵巧智能、星动纪元、兆威机电、雷赛智能、宇树科技均发布了灵巧 手，产品方案多元，其中，①主要相似点在于自由度呈提升趋势、驱动方式以电机为主、感知技术呈现多维度/多模态的发展趋势；② 主要不同点在于传动方式的选择，连杆、腱绳、齿轮、丝杆都有应用。

2 灵巧手产业链拆分&解析

灵巧手的关键组成部分

灵巧手的关键组成部分包括驱动系统、传动系统、感知系统、控 制系统，具体如下： 驱动系统：负责提供动力，用于实现各手指的运动；按照驱动 源不同可分为电机、液压、气压以及形状记忆合金等，目前以 电机驱动为主。传动系统：将动力转化为手指关节运动。灵巧手的传动方式较 多，包括连杆传动、齿轮/蜗轮蜗杆传动、腱绳传动等。 感知系统：需要配置传感器实现感知能力，包括触觉传感器、 力觉传感器等。 控制系统：处理传感器传来的各种信息，并根据预设的算法和 指令，控制电机和传动装置，实现对灵巧手动作的精准控制。

灵巧手驱动系统：以电驱为主

灵巧手驱动系统，负责提供动力，用于实现各手指的运动。 灵巧手自由度呈提升趋势。手部自由度越高，越能做出精细、复杂的动作，特斯拉Optimus的手部自由度呈现明显的提升趋势，一代灵巧手 的自由度为11个自由度、二代Optimus的灵巧手达到22个自由度；同时，国内企业的也将自由度提升作为灵巧手产品迭代的关键更新。 灵巧手目前以电机驱动为主。灵巧手的驱动方式主要包括电机驱动、液压驱动、气压驱动、形状记忆合金驱动。液压驱动和气压驱动需要 额外配备存储设备和驱动装置，设备总体体积较大；形状记忆合金存在运动精度不高和易疲劳等问题；电机驱动体积小、质量轻、控制方 便、响应速度快、运动精度高，与减速装置配合，输出力矩大，可以满足灵巧手指对于驱动器体积、质量、输出力矩以及运动精度的要求。

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。全驱动灵巧手：驱动源数量=自由度数量。每个手指关节都有 驱动器，使其能够实现主动控制，但结构复杂、成本较高。 欠驱动灵巧手：驱动源数量<自由度数量。缺少驱动源的部分 进行耦合随动，硬件集成度较高，但限制了精度，不适用于 对精细化操作要求比较高的场景。 根据驱动器布局，灵巧手驱动方式可分为驱动器内置、驱动 器外置、驱动器混合置式。 驱动器内置：电机位于灵巧手内部，手指的体积较大，控制 精度较高，但不同手指均可使用同样的模块化设计，可维修 性较强。 驱动器外置：电机位于手臂，空间较大，可以选用更大的驱 动电机，且手指可以设计的更纤细，但控制精度较低。 驱动器混合置式：以韩国RoboRay hand 为代表，大功率驱动 器布置在前臂中，其余小功率驱动器则布置在手掌中。其优 点在于能充分地利用电机功率、手部尺寸与人手相近、可自 由配置各个手指关节的自由度，但是腱绳引线较难而且驱动 系统和控制系统比较分散。

灵巧手驱动系统：关键部件-微型电机

电机：空心杯电机为目前主流方案，无刷有齿槽电机具备明显成本优势. 空心杯电机： ① 定义&结构：属于一种新型微特电机，其采用了无铁芯转子，也叫空心杯型转子，这种新颖的转子结构彻底消除了因铁芯形成涡流而造成 的电能损耗；同时空心杯电机重量和转动惯量大幅降低，从而减少转子自身的机械能损耗，由于转子结构变化而使电机的运转特性得到极 大改善，不但具有突出的节能特点，更为重要的是具备了铁芯电机所无法达到的控制和拖动特性。 ② 分类：按照其换向方式可以分为两种，分别为采用机械电刷换向的空心杯有刷电机和采用电子换向的空心杯无刷电机。空心杯无刷电机使 用电子器件代替了电刷实现换相，避免了有刷电机运行时产生的电火花，减少了噪声，增加了电机的使用寿命，并且空心杯无刷电机具有 无需维护和保养等特点，目前灵巧手主流方案为无刷空心杯电机，无刷空心杯电机又称为直流无刷无齿槽电机。③ 市场布局情况：欧洲老牌龙头企业主导全球空心杯电机市场，国内厂商如鸣志电器、伟创电气、江苏雷利、鼎智科技、雷赛智能、拓邦 股份等积极布局空心杯电机产品，多家企业相关产品已进入送样、小批量产阶段。

灵巧手驱动系统：关键部件-微型电机

电机：空心杯电机为目前主流方案，无刷有齿槽电机具备明显成本优势 .无刷有齿槽电机 :① 定义&结构：直流无刷电机系统是由转子、定子以及电机控制部分组成。其中，转子主要由永磁体等构成，定子则由线圈绕组和铁心组成， 电机控制部分由换相和检相元件以及无刷电机控制器组成。 ② 分类：直流无刷电机分为有槽和无槽。最初的直流无刷电机是有槽设计，目前市场上大多数直流无刷电机仍是这种设计。相比于无槽，有 槽设计的主要缺点在于存在齿槽扭矩效应的影响，导致电机转速不平稳，使平滑运动较难实现，尤其在低速运动时；其优点在于磁流量密 度更高，扭矩生产更有效、更高效。 考虑性价比，无刷有齿槽电机应用有可能提升。Ø 8mm、Ø 10mm空心杯电机单价大部分在1000-2000元不等，而直流无刷电机的单价范围大部 分在500元以下，直流无刷电机具备明显的成本优势。我们认为，后续若机器人降本需求迫切，无刷有齿槽电机的应用有可能提升，但仍需 要综合考虑价格因素、平滑运行和齿轮消除因素对应用的影响等。

灵巧手感知系统：关键部件-触觉传感器

触觉传感器市场以海外企业为主导，国内企业有所突破。据中商产业研究院，全球范围内柔性触觉传感器生产商主要包括Novasentis、 Tekscan,Inc.、JapanDisplayInc.(JDI)、BaumerGroup、FrabaGroup等，2022年，全球前五大厂商占约57.1%的市场份额。国内企业在技术 研发和市场开拓方面不断努力，逐渐崭露头角；汉威科技在250401投资者关系活动记录表中表示，公司旗下控股子公司能斯达是国内柔性 触觉传感工程化程度最好的公司之一，成功解决了柔性传感器的可靠性、一致性和批量供货问题。

3 重点公司分析

雷赛智能

业绩情况：2020-2024年公司营收由9.46亿元增长至15.84亿元，CAGR为13.8%；归母净利润由1.76亿元增长至2.00亿元，CAGR为3.2%。2025Q1公 司实现营收3.90亿元，同比增长2.4%；实现归母净利润0.56亿元，同比增长2.3%。

机器人布局：公司机器人的业务布局和产品规划主要包括：①成立子公司上海雷赛机器人科技有限公司，主要聚焦“超高密度”无框电机、驱动 器和关节模组解决方案；②成立子公司深圳市灵巧驱控技术有限公司，主要聚焦空心杯电机以及灵巧手解决方案，公司在3月底的深圳工业展上 推出了极具竞争力的产品，获得广大客户的好评以及商业订单，后续也将持续推出更有竞争力的产品和解决方案；③基于公司在运动控制技术领 域的多年积累和经验，已成立专门的团队，研发机器人“小脑”的相关产品。公司通过三种业务模式，与数百家国内外机器人企业，以及模组厂 家进行长期的业务合作：第一种模式是提供以无框电机、空心杯电机、微型驱动器、编码器为代表的高质价比的核心零部件和解决方案；第二种 模式是为大客户提供关节模组和灵巧手联合开发；第三种模式是为广大客户提供代工与组装服务。据250509投资者关系活动记录表，公司无框力 矩电机、空心杯电机等组件与解决方案已经取得若干较大规模商业订单，形成了一定的收入。

伟创电气

业绩情况：2020-2024年公司营收由5.72亿元增长至16.40亿元，CAGR为30.1%；归母净利润由0.88亿元增长至2.45亿元，CAGR为29.2%。 2025Q1公司实现营收3.87亿元，同比增长18.2%；实现归母净利润0.57亿元，同比增长5.6%。

机器人布局：根据20241206投资者关系活动记录表，目前公司在空心杯电机产品方面可以提供完整的模组解决方案，通过电机、编码器、 驱动器、减速机的高效组合，打造了先进的8-16mm直流无刷空心杯电机系统，为优化机器人整体解决方案起到了重要作用，已获得了小批 量订单；此外，公司还布局了无框力矩电机、超高功率密度驱动器、中空编码器等产品来满足不同客户的需求。同时，基于全球市场人形 机器人在工业领域未来的发展前景，公司成立了伟达利合资公司，集合各方优势，针对于机器人迭代发展及机器人有关的精密机械零部件、 机器人关节、控制器、驱动器、减速器等关键组件，打造具备强竞争力的机电一体化核心零部件产品，如旋转关节模组（谐波/行星），直 线关节模组等。

兆威机电

业绩情况：2025Q1公司实现营收3.68亿元，同比增长17.7%；实现归母净利润0.55亿元，同比下滑1.2%。 机器人布局：公司微型传动及驱动系统布局领先，2024年11月发布了灵巧手产品ZW HAND。此外，根据2024年年报，公司完成了0.5mm以下 小模数齿轮精密插齿、磨齿等技术的研究；完成了大负载工况下环面蜗杆斜齿轮传动的应用研究；在螺纹传动效率、小模数齿轮高效传动 等技术上取得提升；电机产品已完成直流有刷电机、无刷直流电机以及无刷空心杯电机的系列化平台建设，系列化电机均实现量产；4mm无 刷空心杯电机已完成技术攻关，突破了国外技术壁垒，实现小批量产，未来无刷空心杯电机会聚焦于开发4极产品，提升产品性能；无刷直 流电机向小直径产品突破，定子采用拼块工艺，提升电机转矩密度。

报告节选：

编辑：火腿肠