靈巧手行業(yè)深度研究報(bào)告：機(jī)器人新型末端執(zhí)行器國內(nèi)外研究進(jìn)展加速

機(jī)械設(shè)備/機(jī)械設(shè)備/行業(yè)深度分析報(bào)告/2023.11.16投資評(píng)級(jí)投資評(píng)級(jí):看好(維持)分析師佘煒超分析師劉俊奇分析師孟欣聯(lián)系人孫瀚棟1.《AGI+機(jī)器人行業(yè)深度報(bào)告》2.《工信部印發(fā)人形機(jī)器人指導(dǎo)意見，3.《力傳感器深度研究報(bào)告》2023-10-06機(jī)器人新型末端執(zhí)行器，機(jī)器人新型末端執(zhí)行器，國內(nèi)外研究進(jìn)展加速核心觀點(diǎn)核心觀點(diǎn)靈巧手是機(jī)器人新型末端執(zhí)行器，在機(jī)器人與環(huán)境的交互中起關(guān)鍵作用。靈巧手以人手的結(jié)構(gòu)和功能為模仿對(duì)象，在機(jī)器人與環(huán)境的交互中起著關(guān)鍵作用。“靈巧”指的是手的姿勢(shì)可變性，這種可變性越高，則認(rèn)為手就越靈巧。機(jī)器人靈巧手從結(jié)構(gòu)和功能上參考人手，能夠靈活操作對(duì)象，實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的靈活抓取，滿足多種工作需求。多指靈巧手最普遍的手指數(shù)目為3-5個(gè)，各手指具有3個(gè)關(guān)節(jié)，手指關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)副都是采用轉(zhuǎn)動(dòng)副。機(jī)器人靈巧手作為一種新型的末端執(zhí)行器，在機(jī)器人與環(huán)境的交互中起著關(guān)鍵作用。靈巧手是機(jī)器人研究的重要課題，近年來國內(nèi)外研究進(jìn)展加速。自20世紀(jì)70年代起，國內(nèi)外對(duì)靈巧手展開了大量研究，從三指到五指，從工業(yè)到生活，從簡(jiǎn)單的抓取到靈巧操作，以期解決復(fù)雜的實(shí)際作業(yè)問題。海外靈巧手研究歷經(jīng)了50余年的發(fā)展，從開始簡(jiǎn)單的機(jī)械手發(fā)展成現(xiàn)在的高科技人形仿生靈巧手，國內(nèi)靈巧手的研究則是從2000年左右由研究機(jī)構(gòu)和部分高等院校相繼開展，近年來，海外具有代表性的靈巧手廠商包括SCHUNK、ShadowRobot、qbRobotics、CloneRobotics等；國內(nèi)包括藍(lán)胖子機(jī)器智能（dorabot）、因時(shí)機(jī)器人、騰訊RoboticsX實(shí)驗(yàn)室等也陸續(xù)公布靈巧手領(lǐng)域的相關(guān)產(chǎn)品和研究成果。隨著人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的加速，國內(nèi)外對(duì)靈巧手領(lǐng)域的研究也呈現(xiàn)出加速趨勢(shì)。人形機(jī)器人賦予靈巧手千億級(jí)市場(chǎng)規(guī)模。靈巧手作為機(jī)器人執(zhí)行末端，是人形機(jī)器人必不可少的部件，根據(jù)因時(shí)機(jī)器人網(wǎng)上報(bào)價(jià)，單只靈巧手價(jià)格約為5萬元，如果未來人形機(jī)器人銷量到達(dá)百萬臺(tái)，對(duì)應(yīng)靈巧手市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1000億元。需要注意的是，未來人形機(jī)器人可能會(huì)應(yīng)用到各種場(chǎng)景，對(duì)應(yīng)的靈巧手配置各不相同，我們預(yù)計(jì)單價(jià)也會(huì)有較大的差別。投資建議：靈巧手具有較長(zhǎng)的研發(fā)歷史，也有較多研發(fā)成果，掌握空心杯電機(jī)、精密齒輪箱、編碼器、驅(qū)動(dòng)、傳感器、彈簧等核心部件的公司更有希望占據(jù)行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)地位。同時(shí)如果靈巧手得到大量應(yīng)用，我們預(yù)計(jì)對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈公司的制造能力有一定考驗(yàn)，具備穩(wěn)定的、優(yōu)秀的量產(chǎn)化能力的公司有望突圍。建議關(guān)注空心杯電機(jī)/編碼器/驅(qū)動(dòng)器領(lǐng)域的鳴志電器、鼎智科技、禾川科技、偉創(chuàng)電氣、拓邦股份，傳感器領(lǐng)域的柯力傳感、漢威科技，彈簧領(lǐng)域的美力科技、華緯科技。風(fēng)險(xiǎn)提示：特斯拉人形機(jī)器人量產(chǎn)進(jìn)展不及預(yù)期；靈巧手降本速度低于預(yù)期；制造業(yè)景氣度恢復(fù)低于預(yù)期等。謹(jǐn)請(qǐng)參閱尾頁重要聲明及財(cái)通證券股票和行業(yè)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)2公司柯力傳感謹(jǐn)請(qǐng)參閱尾頁重要聲明及財(cái)通證券股票和行業(yè)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)31靈巧手是人形機(jī)器人重要的運(yùn)控交互部件，近年來海內(nèi)外研究進(jìn)展加速 51.1靈巧手是機(jī)器人的新型末端執(zhí)行器，在運(yùn)控交互中起關(guān)鍵作用 51.2靈巧手是機(jī)器人研究的重要課題，近年來國內(nèi)外研究進(jìn)展加速 7 92機(jī)器人靈巧手的分類與商業(yè)化應(yīng)用 2.1機(jī)器人靈巧手的分類 2.1.3機(jī)械傳動(dòng)形式 2.2機(jī)器人靈巧手的商業(yè)化應(yīng)用 3投資建議 3.1人形機(jī)器人賦予靈巧手千億級(jí)市場(chǎng)規(guī)模 3.2關(guān)注掌握靈巧手核心技術(shù)以及批量化制造能力的公司 6 6 6 8 9 謹(jǐn)請(qǐng)參閱尾頁重要聲明及財(cái)通證券股票和行業(yè)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)4 5表2.抓手類末端執(zhí)行器的分類情況 5 7表4.全驅(qū)動(dòng)靈巧手與欠驅(qū)動(dòng)靈巧手對(duì)比情況 表5.靈巧手兩種驅(qū)動(dòng)方式的對(duì)比情況 表7.靈巧手的各類傳動(dòng)方式對(duì)比情況 謹(jǐn)請(qǐng)參閱尾頁重要聲明及財(cái)通證券股票和行業(yè)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)51靈巧手是人形機(jī)器人重要的運(yùn)控交互部件，近年來海內(nèi)外研究進(jìn)展加速1.1靈巧手是機(jī)器人的新型末端執(zhí)行器，在運(yùn)控交互中起關(guān)鍵作用靈巧手是機(jī)器人的一種新型末端執(zhí)行器。一般而言，機(jī)器人與環(huán)境交互的方式主要包括：移動(dòng)行走、視覺等信息的獲取、決策的執(zhí)行輸出。末端執(zhí)行器(End-任務(wù)的裝置。末端執(zhí)行器作為機(jī)器人與環(huán)境相互作用的最后環(huán)節(jié)與執(zhí)表表1.機(jī)器人末端執(zhí)行器的分類情況根據(jù)具體工作需求專門設(shè)計(jì)并預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)化接口的機(jī)器人專用工具，可以直接實(shí)現(xiàn)具噴槍、涂膠槍、點(diǎn)焊機(jī)、弧焊焊槍、毛刺打磨機(jī)、鉚釘槍、體溫恰如人的雙手，擔(dān)負(fù)著執(zhí)行各種動(dòng)作、抓兩指夾持器、多指抓持手、多指器人靈巧手從結(jié)構(gòu)和功能上參考人手，能夠靈活操作對(duì)象，實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的靈活抓表表2.抓手類末端執(zhí)行器的分類情況一般采用電機(jī)或氣缸作為驅(qū)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)形式單一穩(wěn)缺乏手指的靈活性，不能對(duì)復(fù)雜形狀的動(dòng)，機(jī)構(gòu)原理以多連桿機(jī)構(gòu)定，工作可靠，可在工業(yè)現(xiàn)目標(biāo)進(jìn)行抓持，更無法對(duì)目標(biāo)物體實(shí)施其基本原理與前述兩指夾持器一樣，由多連桿驅(qū)動(dòng)或氣多指抓持手在目標(biāo)適應(yīng)性、抓持穩(wěn)定性等方面已經(jīng)有了大幅度的提升，并且得到了這類多指手的功能依然停留在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物體的抓持范疇，還不具有對(duì)目標(biāo)物體多指靈巧手多指靈巧手液壓驅(qū)動(dòng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、氣壓 不能實(shí)現(xiàn)人手的自由靈活程度和操作能高度系統(tǒng)集成的靈巧手具有夠在執(zhí)行某些動(dòng)作的同時(shí)夾住和松開目標(biāo)物體。應(yīng)用于機(jī)器人的末端夾持器一般采用電機(jī)或氣缸作為驅(qū)動(dòng)，機(jī)構(gòu)原理以多連桿機(jī)構(gòu)和氣缸為主。例如德謹(jǐn)請(qǐng)參閱尾頁重要聲明及財(cái)通證券股票和行業(yè)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)6數(shù)據(jù)來源：蔡世波等《機(jī)器人多指靈巧手的研究現(xiàn)狀、趨勢(shì)與挑戰(zhàn)》,財(cái)通證券研抓持手、軟體多指抓持手等，其基本原理與前述兩指夾持器一樣，由多連桿驅(qū)動(dòng)三指手、蘇州鈞舵機(jī)器人有限公司的均巧三指手、德國SCHUNK公司的3-多指靈巧手：機(jī)構(gòu)形式是多指多關(guān)節(jié)，并且最普遍的是手指數(shù)目為3～5個(gè)，各謹(jǐn)請(qǐng)參閱尾頁重要聲明及財(cái)通證券股票和行業(yè)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)7表表3.多指靈巧手的發(fā)展脈絡(luò)靈巧手名稱主要研發(fā)單位研究年份手指?jìng)€(gè)數(shù)關(guān)節(jié)數(shù)目OkadaHand日本電工實(shí)驗(yàn)室3SALISBURYHand斯坦福大學(xué)399Belgrade/USCHand貝爾格菜德大學(xué)5UBHand博洛尼亞大學(xué)3NTUHand臺(tái)灣大學(xué)5DISTHand熱那亞大學(xué)4RobonautHandNASsA522LMSHand普瓦提埃大學(xué)4GIFUHand日本岐阜大學(xué)2001520DLRHand德國宇航中心20014HighSpeedHand東京大學(xué)20033899KeioHand慶應(yīng)義塾大學(xué)200352020YokoiHand東京大學(xué)20045RoboticHandMA-1加泰羅尼亞理工大學(xué)20044BH985Hand北京航空航天大學(xué)2005520MAC-HAND意大利熱那亞大學(xué)20054NAIST-HAND日本奈良先端科學(xué)技術(shù)大學(xué)20054SKKUHandII韓國成均館大學(xué)20064HEUHandII哈爾濱工程大學(xué)20063999SAHSchunk公司20074LARMHandCassino大學(xué)201039KNTHK.N.Toos科技大學(xué)2011369MetamorphicHand天津大學(xué)20134BarretHand巴雷特技術(shù)公司2013399RitsumeikanHand日本立命館大學(xué)201352020Pisa/IITSoftHand意大利2014521ISR-SoftHand201452121WashingtonHand華盛頓大學(xué)2016521SSSA-MyHandScuolaSuperioreSant'Anna201652121HERIHand意大利20173ShadowHandShadow公司20195242020欠驅(qū)動(dòng)靈巧手河北工業(yè)大學(xué)20205軟體仿人手上海交通大學(xué)20205AnthropomorphicRobotHand韓國2021520ILDAHand韓國2021520海外靈巧手研究歷經(jīng)了50余年的發(fā)展，從開始簡(jiǎn)單的機(jī)械手發(fā)展成現(xiàn)在的高科技人形仿生靈巧手。(1)20世紀(jì)70年代，日本“電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室”研制出了Okada靈巧手，該靈巧手具有3個(gè)手謹(jǐn)請(qǐng)參閱尾頁重要聲明及財(cái)通證券股票和行業(yè)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)8度，采用12個(gè)直流伺服電機(jī)作為關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器，采用腱驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力；(3)20世紀(jì)末，隨著嵌入式硬件的發(fā)展，多指靈巧手的研究向著高系統(tǒng)集成度和集成的靈巧手具有靈活性和功能性的優(yōu)勢(shì)，但是復(fù)雜的系統(tǒng)導(dǎo)致了高額的制造成Khandate等《Sampling-basedExplorationforReinforcementLearningofDexterousManip人研究機(jī)構(gòu)和部分高等院校相繼開展了機(jī)器由度。指尖部分采用多連桿耦合機(jī)構(gòu)，基礎(chǔ)關(guān)節(jié)的2耦合來完成。謹(jǐn)請(qǐng)參閱尾頁重要聲明及財(cái)通證券股票和行業(yè)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)9款靈巧手的效率很高，可以用于假肢、服務(wù)機(jī)器人和教學(xué)等領(lǐng)域。展示在靈巧操作領(lǐng)域的成果，推出自研機(jī)器人靈巧手TRX-Hand和機(jī)械臂應(yīng)不同場(chǎng)景，靈活規(guī)劃動(dòng)作，自主完成操作。而機(jī)械臂環(huán)境自主研發(fā)，擁有七自由度和擬人的特性，具有運(yùn)動(dòng)靈巧、爆發(fā)力強(qiáng)、達(dá)宏等《新型形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)器與三指靈巧手設(shè)計(jì)》,QingxinMeng等《DexterousUnderwaterRobotHaequilibrium-GrowingAestheticIonicSkinforFingertip-LikeStrain-Undisturb雖然靈巧手的應(yīng)用需求凸顯并日趨旺盛，這些需求也引領(lǐng)著機(jī)器人多指靈巧手的研發(fā)方向和發(fā)展趨勢(shì)，但目前的技術(shù)和產(chǎn)品依然存在諸多問題和挑戰(zhàn)，謹(jǐn)請(qǐng)參閱尾頁重要聲明及財(cái)通證券股票和行業(yè)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)10更復(fù)雜的應(yīng)用功能需求提出，研究人員逐漸開始從人手內(nèi)在結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)原理等方面思考其仿生結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并逐步延伸到復(fù)合材料、智能材料的研制和設(shè)計(jì)，智能材料的研究又反過來影響多指靈巧手的仿生設(shè)計(jì)；同時(shí)，對(duì)于人手操作器人靈巧手必然需要像人類皮膚一樣能夠感知豐靈巧手觸覺傳感器用于實(shí)時(shí)傳輸與物體的接觸信息，目前還面臨著幾個(gè)巨大的挑（1）理解高級(jí)語義信息。機(jī)器人需要從低級(jí)感官數(shù)據(jù)中提取任務(wù)需求和人類偏好等高級(jí)語義信息，首先要知道被操作的對(duì)象是什么，需要進(jìn)行什么（2）跨模態(tài)算法，不同的感覺模式間的知識(shí)傳遞。人類不是通過單一的感官形態(tài)來探測(cè)物體，而是通過多種感官整合信息，例如觸覺/味覺/視覺/聲音信息等都可以幫助人類理解物體。例如，視覺數(shù)據(jù)提供的幾何屬性，與觸覺數(shù)據(jù)提供的物理屬性(如重量或硬度)是互補(bǔ)又共存的，整合多種感知模式的傳感器可以解決單一傳感器的局限性，并獲得更加豐富的環(huán)境信息，但對(duì)不同模態(tài)信息建立統(tǒng)一的特征表示和關(guān)聯(lián)關(guān)系的方法仍需謹(jǐn)請(qǐng)參閱尾頁重要聲明及財(cái)通證券股票和行業(yè)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)11(3)探索中的安全性問題。在機(jī)器人手與物體的物理交互和觸覺探索過程中，需要保證機(jī)器人手及其周圍環(huán)境的安全。一方面，要及時(shí)采集觸覺信號(hào)并傳遞給控制器的同時(shí)，也需要有避免不必要傷害的能力。另一方面，由于(4)提升觸覺傳感器的靈活性。因?yàn)槭值谋砻嫱ǔＪ遣灰?guī)則的，與剛性傳感器相比，柔性傳感器更容易與手的表面集成柔性傳感器可以放置在整個(gè)手掌表面，而不是指尖，接觸信息更加豐富。觸覺傳感一步提高，如自愈能力和自功率。具有自修復(fù)能力的觸覺傳感器可以提高品也僅僅在科研實(shí)驗(yàn)室里用于科學(xué)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)開發(fā)。近年來，各類科研感知豐富性和可靠性等指標(biāo)普遍較低。所以，如何在性能和成本之間取得合謹(jǐn)請(qǐng)參閱尾頁重要聲明及財(cái)通證券股票和行業(yè)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)124.新材料的應(yīng)用:大部分靈巧式機(jī)械手的研究都是通過骨架結(jié)構(gòu)以及橡膠等其他軟體材料來模擬人手的外形。對(duì)于抓/握/捏/擰等日常手部動(dòng)作來說，雖然可以有效進(jìn)行，但是在實(shí)際應(yīng)用過程中依然存在著包絡(luò)性、靈活性和穩(wěn)定性差等問題。如果要保持靈巧性和抓取的穩(wěn)定性，根據(jù)仿生學(xué)對(duì)生物境適應(yīng)性強(qiáng)、高效能、身體結(jié)構(gòu)合理等特點(diǎn)進(jìn)行模擬及研究,開發(fā)出一種新型材料并用于靈巧式機(jī)械手的研發(fā),可最大化生物優(yōu)勢(shì)。目前，中外通過研發(fā)還原肌肉纖維、結(jié)構(gòu)組織等已在拾取裝置實(shí)際數(shù)據(jù)來源：YimingZhu等《AnAnthropomorphicRoboticFingerWithInnateHuman-Finger-LikeBiomechanicalAdvantagesPartI:Design,LigamentousJoint,andExtensorMechanism》,財(cái)通證券研究所謹(jǐn)請(qǐng)參閱尾頁重要聲明及財(cái)通證券股票和行業(yè)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)132機(jī)器人靈巧手的分類與商業(yè)化應(yīng)用2.1機(jī)器人靈巧手的分類機(jī)器人靈巧手作為一種新型的末端執(zhí)行器，在機(jī)器人與環(huán)境的交互中起著關(guān)鍵作抓取，滿足多種工作需求。手指擁有兩種運(yùn)動(dòng)形式，通過各指節(jié)旋轉(zhuǎn)副的屈曲/人手的高自由度、結(jié)構(gòu)緊湊、復(fù)雜等特征，絕大多數(shù)機(jī)械手都無法完美復(fù)制人手璽《仿人靈巧手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其控制研究》，在通常情況下，靈巧手只需要3根謹(jǐn)請(qǐng)參閱尾頁重要聲明及財(cái)通證券股票和行業(yè)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)14根據(jù)自由度與驅(qū)動(dòng)源數(shù)量，可將靈巧手分為全驅(qū)動(dòng)和欠驅(qū)動(dòng)兩大類。全驅(qū)動(dòng)靈巧手驅(qū)動(dòng)源的數(shù)量與被控制靈巧手的自由度數(shù)量相等，欠驅(qū)動(dòng)靈巧手被控制的自由度多于驅(qū)動(dòng)源的數(shù)目，缺少驅(qū)動(dòng)源的部分則進(jìn)表表4.全驅(qū)動(dòng)靈巧手與欠驅(qū)動(dòng)靈巧手對(duì)比情況每個(gè)手指關(guān)節(jié)都有驅(qū)動(dòng)器，使其能夠?qū)崿F(xiàn)主動(dòng)控制，在某種程度上能夠像人手一樣完成欠驅(qū)動(dòng)手硬件集成度高，整體系統(tǒng)簡(jiǎn)潔高效、體全驅(qū)動(dòng)也意味著需要更多的驅(qū)動(dòng)器，會(huì)使手欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械手的高集成性一定程度上也是犧牲高自由度性能的結(jié)果，存在功能性不足，尤其是對(duì)謹(jǐn)請(qǐng)參閱尾頁重要聲明及財(cái)通證券股票和行業(yè)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)15驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力源，是系統(tǒng)輸出力的保證。靈巧手的驅(qū)動(dòng)方式根據(jù)驅(qū)動(dòng)器是否布置在手指內(nèi)分為兩種：驅(qū)動(dòng)器內(nèi)置與驅(qū)動(dòng)器外置。早期的多指靈就出現(xiàn)了，即驅(qū)動(dòng)器外置和內(nèi)置相結(jié)合的方式，進(jìn)一步提高手指的輸出力矩，保表5.靈巧手兩種驅(qū)動(dòng)方式的對(duì)比情況這種方式給了驅(qū)動(dòng)器選型極大自由，不用考慮體積空間，可以用更大的驅(qū)動(dòng)電機(jī)來增加手指的輸出力，手指部位也可以做到手指各關(guān)節(jié)具有較好的剛性，更利于傳感器存在傳感器不能反應(yīng)關(guān)節(jié)信息，控制器難度大、標(biāo)定難、非模塊化設(shè)計(jì)、可維護(hù)性通信和控制難度加大，手指尺寸及靈巧手整HIT/DLR–II高、響應(yīng)快、模塊化設(shè)計(jì)、易于更換維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。但是電機(jī)本身固有的(2)液壓驅(qū)動(dòng)：液壓驅(qū)動(dòng)式機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一般由液動(dòng)機(jī)、伺服閥、油泵謹(jǐn)請(qǐng)參閱尾頁重要聲明及財(cái)通證券股票和行業(yè)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)16動(dòng)作迅速、價(jià)格適中、維護(hù)簡(jiǎn)便，缺點(diǎn)在于可操作性不強(qiáng)，軌(4)形狀記憶合金(SMA)：形狀記憶合金是美國海軍在研究時(shí)無意發(fā)現(xiàn)的一合金的性能較為優(yōu)良，廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)適合小謹(jǐn)請(qǐng)參閱尾頁重要聲明及財(cái)通證券股票和行業(yè)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)17表6.靈巧手各類驅(qū)動(dòng)源的比較情況高快小大高慢大小低快大大低快小從而使關(guān)節(jié)做相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與驅(qū)動(dòng)器密切相關(guān)。雖然驅(qū)動(dòng)源是影靈巧手的主要傳動(dòng)方式有腱傳遞、連桿傳動(dòng)和齒輪/蝸輪蝸桿傳動(dòng)。線繩驅(qū)動(dòng)是表7.靈巧手的各類傳動(dòng)方式對(duì)比情況腱傳動(dòng)由腱（鋼絲繩、迪力馬繩等）加上滑輪或者軟管實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)器通過齒輪或蝸輪蝸桿將旋轉(zhuǎn)變成直線運(yùn)動(dòng)，拉動(dòng)驅(qū)動(dòng)器和手指之間的彈簧來驅(qū)動(dòng)手腱一般具有很高的抗拉強(qiáng)度和很輕的重量，容易實(shí)現(xiàn)多自由度和遠(yuǎn)距離動(dòng)力傳輸，節(jié)省空間和成本，是一種柔順傳動(dòng)方剛度好、出力大、負(fù)載能力強(qiáng)、加工制造容易、易獲得較高的精度，構(gòu)件之間的接觸可以依靠幾何封閉來實(shí)現(xiàn)，能夠較好實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)手指部分采用金屬連接，各個(gè)手指動(dòng)作相互獨(dú)立，具有多種手相比，驅(qū)動(dòng)更加靈活，但是腱本身的剛度有限，影響位置精度；控制時(shí)需要一定的預(yù)緊力，容易產(chǎn)生摩擦；腱的布局容易產(chǎn)生力矩和運(yùn)動(dòng)的耦合。這些因素都增加了手爪抓取控結(jié)構(gòu)冗雜結(jié)構(gòu)冗雜，笨重，柔性不足，抗沖擊性能較弱，對(duì)手結(jié)構(gòu)冗雜，笨重，柔性不足，結(jié)構(gòu)冗雜，笨重，柔性不足，抗沖擊性能較弱，對(duì)手內(nèi)空間配置要求較高，手指的結(jié)構(gòu)比hadowhadow謹(jǐn)請(qǐng)參閱尾頁重要聲明及財(cái)通證券股票和行業(yè)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)18機(jī)器人靈巧手的感知技術(shù)可以分為內(nèi)部感知和外部感知。靈巧手的運(yùn)動(dòng)參數(shù)如位反饋信息。然而，要實(shí)現(xiàn)像人類皮膚一樣的復(fù)雜和柔性結(jié)構(gòu)并保持優(yōu)良的感知功進(jìn)行穩(wěn)定的靈巧抓取和操作的必要條件。因此，力/扭矩傳感器對(duì)于與未知能力通常由視覺反饋提供，但對(duì)于機(jī)器人來說，這種能力可以由接近覺傳感器提供。有了接近覺傳感器，機(jī)械手就能在操作前估算出物體的位置、形狀謹(jǐn)請(qǐng)參閱尾頁重要聲明及財(cái)通證券股票和行業(yè)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)19和其他物理信息。對(duì)于靈巧操作而言，提前了解這些信息有助于提高操作的物體的力度、質(zhì)地、溫度和硬度等，人類雙手的熟練程度取決于其復(fù)雜的結(jié)的測(cè)量，幾乎所有的機(jī)械手都將配備這類傳感器，通常安裝在指尖，用于測(cè)量多維力。目前大多數(shù)機(jī)器手配備的傳感器都是多陣列觸覺傳感器（Multi-arraytactilesensor但仍然只能感知單模態(tài)信息。對(duì)于機(jī)械手來說，同時(shí)獲取多模態(tài)觸覺信息也很重要，多模態(tài)傳感器（MultimodalSensor）提規(guī)劃、控制和學(xué)習(xí)等不同方法來計(jì)算靈巧機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)和控制方案。2.2機(jī)器人靈巧手的商業(yè)化應(yīng)用表9.國外靈巧手產(chǎn)品梳理每個(gè)指尖配備六軸每個(gè)指尖配備六軸桿傳動(dòng)1.4kgf5-54.3kg成本￡50000-每個(gè)手指的指尖分每個(gè)手指的指尖分個(gè)位置編碼器和1個(gè)電位計(jì)作為位置院>40N4-所44--上桿傳動(dòng)5室5524（完全復(fù)制了位置傳感器、力傳4.2kg--等利5--謹(jǐn)請(qǐng)參閱尾頁重要聲明及財(cái)通證券股票和行業(yè)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)20Multi-Prosthetic5--Robotics 55-----5---Robotics5-每個(gè)關(guān)節(jié)都有一個(gè)Sang-MunLee等《KinematicsoftheRobomecRobotHandwithPlanarandSphericalFourBarLinkagesforPowerGrasping》，王計(jì)方法的研究》，YongKwunLee《ADexterousRobotHtactilesensor:GifuhandII》，孫成遠(yuǎn)《腱驅(qū)動(dòng)靈巧手指結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)分析與試驗(yàn)》，JavierMartin和MathieuGrossard《Designofbackdrivabledexteroushand》，劉偉《機(jī)器人靈巧手研究綜述》，M.G.Catalano等《AdaptivesynergiesforPanipatWattanasiri等《DesignofMulti-GripPatternsProstheticHandwithSingleActuator》，表10.國內(nèi)靈巧手產(chǎn)品梳理航天大學(xué)4食指等三指的前---5位置傳感器、力--手-56-5壓力傳感器---人AgileRobots555-每個(gè)手指均集成-械智能35----模塊化設(shè)TRX-RoboticsX3--角度傳感器、視覺傳感器、力覺傳感器、多傳感器信息融合技術(shù)-研究所5-“位力觸溫”多模態(tài)傳感器---謹(jǐn)請(qǐng)參閱尾頁重要聲明及財(cái)通證券股票和行業(yè)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)21仿真SVH五指手幾乎可以像人手一樣完美地抓取摩擦力，可實(shí)現(xiàn)更為牢固的夾持效果。用于位置控制等的配套電子元件完全集成在腕關(guān)節(jié)上。除了在抓取和操作任務(wù)方面實(shí)現(xiàn)新的突破外，SC指手勢(shì)實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交流的可能性。營時(shí)間最長(zhǎng)的機(jī)器人公司。ShadowHand是世界上最先進(jìn)的五指機(jī)握、操縱、神經(jīng)控制、大腦計(jì)算機(jī)接口、工業(yè)質(zhì)量控制和危險(xiǎn)材料處理等方面的研究。謹(jǐn)請(qǐng)參閱尾頁重要聲明及財(cái)通證券股票和行業(yè)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)22器，肌腱張力、指尖觸覺傳感器等，可以對(duì)環(huán)境ShadowHand具有以下特點(diǎn)：第一，基于人手）；研發(fā)工具以及人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的測(cè)試硬件。是首款專為工業(yè)應(yīng)用設(shè)計(jì)的擬人機(jī)器人手。它采用腱傳動(dòng)和單電機(jī)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)復(fù)謹(jǐn)請(qǐng)參閱尾頁重要聲明及財(cái)通證券股票和行業(yè)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)23SoftHandResearch更強(qiáng)大、更智能、更握的同時(shí)操縱物體。第二協(xié)同作用的引入，使qbSoftH變手腕方向的情況下，操縱與人手互動(dòng)的物體。此外，與前兩個(gè)靈巧手不同的領(lǐng)域的應(yīng)用。隊(duì)，涉及物理學(xué)、生物力學(xué)、材料科學(xué)、電子學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域。他們計(jì)劃于謹(jǐn)請(qǐng)參閱尾頁重要聲明及財(cái)通證券股票和行業(yè)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)24肉和閥門驅(qū)動(dòng)。其尺寸和生物特征與人手相同，包括一半臂骨、完整的前臂和手思靈機(jī)器人（AgileRobots）面向服務(wù)、康復(fù)理療、危險(xiǎn)環(huán)境作業(yè)、空間探索等應(yīng)用場(chǎng)景。Dexterit世界領(lǐng)先的高度集成化和模塊化的多指力控機(jī)器人靈巧手，由4個(gè)模塊耦合自由度，所有的驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)、傳感及電氣模塊均集成在手上。謹(jǐn)請(qǐng)參閱尾頁重要聲明及財(cái)通證券股票和行業(yè)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)25巧手市場(chǎng)上，因時(shí)機(jī)器人具有核心零部件自主研發(fā)；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳感器和控制算謹(jǐn)請(qǐng)參閱尾頁重要聲明及財(cái)通證券股票和行業(yè)評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)26港、先進(jìn)制造等場(chǎng)景，提供包含上件、分揀、運(yùn)輸、裝載等環(huán)節(jié)DoraHand具有模塊化、靈敏性、靈巧化的特點(diǎn)。模塊化：手指模塊