機(jī)器人行業(yè)靈巧手專題報(bào)告：人形機(jī)器人應(yīng)用落地的關(guān)鍵.pdf

機(jī)器人行業(yè)靈巧手專題報(bào)告：人形機(jī)器人應(yīng)用落地的關(guān)鍵。靈巧手結(jié)構(gòu)精密復(fù)雜，真實(shí)人手的單手自由度是21個(gè)，機(jī)器人的靈巧手會(huì)根據(jù)特定場(chǎng)景簡化功能，平衡成本和自由度的關(guān)系，目 前特斯拉機(jī)器人單手自由度僅11個(gè)。靈巧手的性能和成本受其三大核心組件—驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)和傳感裝置的共同影響。

靈巧手有多種驅(qū)動(dòng)路線，差異主要體現(xiàn)在驅(qū)動(dòng)形式和傳動(dòng)形式。驅(qū)動(dòng)源是影響靈巧手體積和重量的重要因素，靈巧手模組的驅(qū)動(dòng) 方式包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)和形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)。靈巧手的操作穩(wěn)定性和靈活性指標(biāo)主要取決于傳動(dòng)系統(tǒng)，傳動(dòng)模 式包括連桿傳動(dòng)、腱繩傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)等。特斯拉目前驅(qū)動(dòng)方案采用的空心杯+行星減速箱+編碼器+驅(qū)動(dòng)器+傳感器的結(jié)構(gòu)，傳 動(dòng)方案采用的是金屬腱繩+蝸輪蝸桿傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)。

靈巧手電驅(qū)動(dòng)采用的電機(jī)方案路線眾多，不同電機(jī)方案的模組構(gòu)成不同。最常用的是空心杯電機(jī)，其特點(diǎn)是輕量高效，因扭矩相 對(duì)較低常需要搭配行星齒輪減速器使用，主要供應(yīng)廠商有Maxon、Faulhaber。無框力矩電機(jī)，無背隙可以直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，不需 要皮帶、齒輪等傳動(dòng)裝置；無刷有齒槽電機(jī)，相比空心杯電機(jī)模組轉(zhuǎn)速更低可以節(jié)省齒輪箱。除電機(jī)方案之外，靈巧手模組其他 結(jié)構(gòu)件路線各異，減速器包括諧波減速器、行星減速器等，傳感器有力傳感器、觸覺傳感器等多種形式。

靈巧手領(lǐng)域主要的參與者有特斯拉、哈默納科、Maxon、兆威機(jī)電、鳴志電器等。Maxon是精密驅(qū)動(dòng)頭部廠商，其定制化模組 優(yōu)勢(shì)突出。哈默納科是精密減速器頭部廠商，已成功落地靈巧手微型諧波方案。鳴志電器以步進(jìn)電機(jī)起家，目前空心杯電機(jī)成本 優(yōu)勢(shì)凸顯。兆威機(jī)電是微型傳動(dòng)領(lǐng)域標(biāo)桿，機(jī)器人產(chǎn)品定制化經(jīng)驗(yàn)豐富。