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人形機(jī)器人靈巧手：仿生設(shè)計大勢所趨,自由度由11個提升至22個，并且采用絲杠替代蝸桿與腱繩組成復(fù)合傳動系統(tǒng)

來源：東風(fēng)財富證券編輯：創(chuàng)澤時間：2025/2/11 主題：其他 [加盟]

靈巧手作為人形機(jī)器人末端執(zhí)行器，在機(jī)器人與環(huán)境的交互中起到關(guān)鍵作用，擬人化仿生設(shè)計大勢所趨。

靈巧手結(jié)構(gòu)設(shè)計三要素：驅(qū)動、傳動、感知。典型靈巧手由驅(qū)動系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、感知系統(tǒng)和控制系統(tǒng)構(gòu)成，其中結(jié)構(gòu)設(shè)計涉及驅(qū)動、傳動和感知系統(tǒng)。

驅(qū)動系統(tǒng)：電機(jī)驅(qū)動是靈巧手主流驅(qū)動方案，由電機(jī)和減速器構(gòu)成。1）電機(jī)：空心杯電機(jī)與人形機(jī)器人手指關(guān)節(jié)匹配度較G，無刷有齒槽電機(jī)或成降本可行方案�？招谋姍C(jī)具備效率G、精度G、結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定性G等優(yōu)點，與靈巧手手指關(guān)節(jié)匹配度較G。無刷有齒槽電機(jī)具備更G輸出轉(zhuǎn)矩，成本更低，參考maxon線上商城，空心杯電機(jī) 售價在2000-3000元，而無刷有齒槽電機(jī)售價在百元J別，若配合結(jié) 構(gòu)設(shè)計優(yōu)化（如驅(qū)動系統(tǒng)外置），無刷有齒槽電機(jī)有望部分替代空心杯電機(jī)實現(xiàn)降本。2）減速器：降轉(zhuǎn)速提扭矩，行星&諧波減速器均有應(yīng)用。

傳動系統(tǒng)：腱繩傳動是目前主流方案，微型絲杠新型傳動方案優(yōu)點突出，腱繩+絲杠復(fù)合傳動優(yōu)勢互補(bǔ)。1）腱繩：腱繩傳動具備排布靈活、柔性傳動等優(yōu)點，但負(fù)載能力較弱，是應(yīng)用多的傳動形式，主流腱繩材料包括鋼絲繩和超G分子量聚乙烯纖維。2）絲杠：新型微型絲杠傳動方案具備G承載、G效率、G精度和G可靠性優(yōu)點，絲杠 +腱繩復(fù)合傳動可實現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)。

感知系統(tǒng)：1）力/力矩傳感器：主要應(yīng)用于靈巧手手指及手腕處，助力靈巧手實現(xiàn)準(zhǔn)確力控；2）觸覺傳感器：賦予靈巧手觸覺感知能力，未來向具備陣列化、柔性化和集成化特點的電子皮膚方向演進(jìn)。

Optimus靈巧手迭代復(fù)盤與展望：自由度提升+驅(qū)動系統(tǒng)外置+絲杠腱繩復(fù)合傳動。Optimus一代靈巧手采用空心杯電機(jī)+齒輪箱（齒輪+蝸桿）+金屬腱繩方案，二代靈巧手外觀采用全新工業(yè)設(shè)計，并在指腹處引入觸覺傳感器單元，整體變化較少。三代靈巧手方案相比前兩代有大幅改變，核心變化包括驅(qū)動系統(tǒng)外置與手臂中，自由度由11個提升至22個，并且采用絲杠替代蝸桿與腱繩組成復(fù)合傳動系統(tǒng)。

附件：人形機(jī)器人靈巧手：仿生設(shè)計大勢所趨,自由度由11個提升至22個，并且采用絲杠替代蝸桿與腱繩組成復(fù)合傳動系統(tǒng)