海外灵巧手发展现状

海外灵巧手研究历经了 50 余年的发展，从开始简单的机械手发展成现在的高科技人形仿生灵巧手。

国内灵巧手发展现状

国内灵巧手的研究则是随着国外研究的不断推进。在 2000 年左右国内一些机器人研究机构和部分高等院校相继开展了机器人多指灵巧手的研究工作。

02

灵巧手的分类

机器人灵巧手作为一种新型的末端执行器，在机器人与环境的交互中起着关键作用。根据自由度数量、驱动方式、机械传动形式以及感知技术的不同，灵巧手可以分为若干类型。

灵巧手的分类:机械传动形式

机器人灵巧手传动系统把驱动器产生的运动合力以一定的方式传递到手指关节， 从而使关节做相应的运动，传动系统的设计与驱动器密切相关。虽然驱动源是影响灵巧手体积重量的重要因素，但是抓取稳定性和灵活性等重要指标取决于传动系统。

灵巧手的主要传动方式有腱传递、连杆传动和齿轮/蜗轮蜗杆传动。线绳驱动是目前灵巧手研究中应用最为广泛的一种传动方式；齿轮/蜗轮蜗杆传动在工业机器人中应用比较广泛；连杆传动多用于工业和商业用途，多个连杆串并联混合的使用形式较为常见。

02

灵巧手的自由度

G A G E

人手作为自然界中功能性和灵活性极高的机构，其强大性能源于指骨、肌腱、韧带、肌肉和其它各类软组织的最优结构配置。人手手部共 20 个自由度，腕部 2 个自由度，小臂有 1 个自由度，其分布见图。五根手指均由 3 根骨组成，每根手指有 4 个自由度。手掌由除拇指外四根掌骨进行支撑。手部通过腕骨与尺骨、桡骨进行连接并在此处形成 2 自由度关节。小臂的尺骨、桡骨除支撑外，通过二者的相互扭转可实现手掌的整体旋转。

目前市场上已出现来自多家公司的机器人多指灵巧手产品，其中Shadow dexterous hand已实现商品化。例如英国Shadow Robot公司推出的先进仿人型机器人手Shadow dexterous hand，其拥有24个自由度和20个可单独控制的自由度，可配备指端触觉传感器，是目前最成熟的商品化多指灵巧手之一。此外，德国SCHUNK的SF5H hand、德国FESTO的柔性多指灵巧手Bionic Soft Hand和北京因时机器人科技有限公司的RH56BF3仿人型多指灵巧手也都是较具有代表性的多指灵巧手产品。值得注意的是，这些多指灵巧手产品也并非完美，目前它们仍然不能实现与人手相当的自由灵活程度和操作能力，且价格较昂贵，推广应用难度大，因此灵巧手可能会成为未来机器人领域需要重点突破的方向之一。

03

灵巧手产业链和市场

G A G E

灵巧手成本拆分

未来人型机器人产业化成熟之后，预计单灵巧手占人形机器人成本14%。其中空心杯电机占人形机器人成本最高为6.9%，其次为触觉传感器、柔性材料、编码器、齿轮组、占比分别为3.5%、1.4%、2.3%、0.3%。

人型机器人灵巧手市场规模预测

灵巧手作为机器人执行末端，是人形机器人必不可少的部件，根据因时机器人网上报价，单只灵巧手价格约为 5 万元，如果未来人形机器人销量到达百万台，对应灵巧手市场规模将达到 1000 亿元。需要注意的是，未来人形机器人可能会应用到各种场景，对应的灵巧手配置各不相同，预计单价也会有较大的差别。

总 结

人型机器人当下处于从“0”到“1”的萌芽期阶段。人型机器人可极大解放生产力、改善人类生活需求，应对全球人口老龄化。当前阶段重点跟踪AI技术进展对人形机器人的赋能、产业/技术的最新进展，特别是特斯拉的进展。灵巧手作为人形机器人的执行末端和核心部件，其性能和成本一定程度上决定了人型机器人产业化的步伐。返回搜狐，查看更多