2026年微型电机行业:灵巧手是Optimus Gen3最大边际变化,微型电机成为兵家必争之地

  • 来源:华鑫证券
  • 发布时间:2026/02/24
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微型电机行业:灵巧手是OptimusGen3最大边际变化,微型电机成为兵家必争之地。灵巧手是OptimusGen3最大边际变化,将直接影响机器人工作能力人体结构是最适应现代文明的进化形态,同理,“人造人”是最贴近人类日常生产生活需求的机器人形态。将自动化生产线转变为柔性制造车间,需要寻求智能的解决方案,而这种解决方案可以由灵巧手和人形机器人来缔造,并且有机器学习和类脑智能技术的加持,数字化的日常生活都能成为人形机器人的学习资料,智能性将持续深化。可以让机器人像人一样使用工具的灵巧手,是提升机器人柔性操作能力的关键部件,是柔性制造避不开的一环。马斯克直言灵巧手是人形机器人...

灵巧手是Optimus Gen3最大边际变化,功能性日渐凸显

灵巧手是机器人最重要的末端执行器,工程难度占整机一半

电机和滚珠/滚柱丝杠外置于手臂中,电机通过减速箱带动滚珠丝杠, 电机轴的转动被转化为丝杠螺母的平移运动,丝杠螺母拉动腱绳, 腱绳另一端连接到手指指骨上,拉动手指绕关节轴旋转。由于手腕 的俯仰和侧摆运动会扭动腱绳的位置和形状,为了消除手腕运动对 腱绳的影响,在腱绳外面套上硬质弹簧,类似自行车刹车线的原理。 当手腕运动时,硬质弹簧能保证腱绳中的张力不受影响。但弹簧的 引入又增大了腱绳受到的摩擦力,为了减小腱绳与弹簧之间的摩擦 力,在腱绳和弹簧之间套入Teflon管,既能提高传动效率,又解决 了腱绳与弹簧之间的长时间摩擦带来的磨损问题。

特斯拉Optimus:灵巧手电机设计朝着小型化、集成化方向发展

我们推测,特斯拉下一代灵巧手方案是N自由度、N腱 绳、N执行器方案。根据2024年10月10日特斯拉在发布 会上的演示视频,特斯拉新一代灵巧手采用腱绳驱动 的传动方式,肌腱的一端固定在指尖(骨骼)中,另一 端连接到执行器(肌肉)。目前Opimus灵巧手自由度为 22个,已与人手处于相当水平。我们推测,特斯拉手 部执行器数量在17/22个。

灵巧手将成为Optimus Gen3 最大的亮点。2024年11月28日,特斯拉Optimus发布视频, 22个自由度灵巧手已装机,并 用最新的灵巧手接住网球。整体硬件动作协调流畅十分类人。接网球手部孤立动作,抓握同时,Optimus整个上肢乃至头 部随之摆动保持平衡,整体动作丝滑流畅。我们认为,机器人替人主要分两步走,首先要求是硬件性能能支撑机器人做出 类似人类的动作,其次是机器人依靠自己的“大脑”去独立做出行为举止。现在看来,特斯拉第一步已经初步满足,第二 步我们看好特斯拉在ai方面包括端到端模型深厚积累。 预计新一代灵巧手体积于前代大致相同。驱动器后置带来的结果是,整体手部体积于二代相近。所有驱动器连同前臂线性 执行器一起封装在内部,结构紧凑外形和谐。Optimus Gen3将搭载22自由度灵巧手发布,实机效果有望超预期。

灵心巧手:市占率领先,计划2026年实现5-10万台交付规模

灵心巧手现已成为目前全球唯一月产千台高自由度灵巧手的公司,占全球高自由度灵巧手市场的80%以上。旗下Linker Hand系列灵巧手全面覆盖各类垂直和细分场景,并对腱绳、直驱、连杆等技术路线实现全覆盖,以高性能、高耐用性、高 可靠性表现领先全行业。inker Hand系列灵巧手实现了各场景的能力与技能覆盖,灵心巧手进一步推出灵心乐府Linkerbot机 器人乐队、灵心巧匠工业工作台、Open TeleDex遥操作系统等多种具身智能产品,产品体系覆盖了从科研探索、人形机器 人到工业自动化等全应用场景。灵心巧手目标在2026年实现5-10万台的交付规模。

Sharpa:22主动自由度灵巧手,展示多维度精细操作能力

Sharpa Wave在CES大会上现场折风车展示长序列精细操作能力。Sharpa由禾赛科技三位创始人,CTO向少卿和CEO 李一 帆、首席科学家孙恺在2024年底创立,瞄准通用机器人及核心部件领域。 Sharpa第一款产品是灵巧手 Sharpa Wave, 2025 年 10 月量产,具备 22 个主动自由度,即有 22 个可以活动的关节,与特斯拉 Optimus Gen3灵巧手的自由度相同, 可以打乒乓球、扑克、折纸等,售价数万美元。SharpaWave配备的自研动态触觉阵列实现了技术上的重大突破:每个指尖 超过1000个触觉像素,空间分辨率小于1毫米,压力感知范围0-30N,灵敏度高达0.005N,约6000级压力感知,并能提供六 维力信息,所有手势的指尖力超过20N,操作速度大于4Hz。

灵巧手电机壁垒较高,成为兵家必争之地

空心杯电机功率密度高、响应速度快

微型电机是由定子、转子(由铁芯转子和绕组构成)、电枢绕组、电刷、换向器等部件组成。空心杯电机的转子是直接采用导线绕制而成, 线圈通过连接板与换向器、主轴连接在一起;从结构上看,其是由外框架、沿外围分布的驱动线圈、中间的空心转子以及附加的传感器组成。 空心杯电机属于直流永磁的伺服控制电机,也可以将其归类为微特电机。空心杯电机在结构上突破传统电机的转子结构形式,采用了无 铁芯转子,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。作为高效率的能量转换装置,在很多领域代表了电动机的发展方向。

微型无框电机集成化设计,小空间内便于散热

无框电机是实现精确伺服驱动运动的控制轴的理想解决方案,包括机器人末端执行器和机器人关节。无框电机已精简到只 剩基本组件:定子和转子,并舍弃了传统的框架、轴承和轴。得益于这种简单的结构,设计人员能够将无框电机直接安装 到机器人关节或末端执行器组件上,以传输所需的扭矩。支持轴向长度灵活调整,径向尺寸也可以根据关节腔定制,甚至 能实现径向安装或中空贯通布局。这种灵活性能让工程师“创造关节”而不是被动地“适配电机”。

人形机器人灵巧手电机市场有望快速放量

人形机器人灵巧手电机市场空间巨大。电机是实现电能向机械能转换的枢纽,灵巧手电机性能直接影响人形机器人工作能力、灵活性、稳定性 和能效等多方面的表现。我们预测到2030年灵巧手电机市场规模有望达到202.8亿元,到2035年有望达到1727.0亿元市场规模,2026- 2035年CAGR为81.1%。

编辑:火腿肠
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