通信行業(yè)靈巧手：人形機(jī)器人中必不可少有望帶動空心杯電機(jī)及傳感器市場持續(xù)增長

請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明靈巧手：人形機(jī)器人中必不可少，有望帶動空心杯電機(jī)及傳感器市場持續(xù)增長靈巧手：擬人化末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，人形機(jī)器人中必不可少，未來市場空間廣闊。作為結(jié)合了仿生學(xué)新型末端執(zhí)行器的靈巧手，擁有靈巧性高、適應(yīng)性強(qiáng)、可完成多種不同類型的復(fù)雜操作等優(yōu)點(diǎn)。隨著工業(yè)自動化的發(fā)展以及AI技術(shù)的普及，機(jī)器人在各行各業(yè)的滲透率也在逐步提升。特斯拉Optimus量產(chǎn)在即，預(yù)計(jì)3-5年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，且達(dá)到百萬級。根據(jù)頭豹研究院數(shù)據(jù)，保守估計(jì)2030年人形機(jī)器人的銷量達(dá)到100萬臺，樂觀情況下，2027年達(dá)到100萬臺，2030年達(dá)到270萬臺。人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展將為靈巧手市場帶來增量需求，根據(jù)頭豹研究院預(yù)測，預(yù)計(jì)保守情況下，2030年全球人形機(jī)器人靈巧手市場規(guī)模為320.6億元，年復(fù)合增長率為81.2%，樂觀情況下達(dá)879.7億元，年復(fù)合增長率為靈巧手拆解：空心杯電機(jī)及傳感器有望受益于靈巧手帶動成為新增量：1）空心杯電機(jī)：靈巧手將帶動空心杯電機(jī)市場空間不斷拓展。我們認(rèn)為，空心杯電機(jī)未來國產(chǎn)替代以及廣闊的市場空間有三大支撐點(diǎn)：①目前空心杯電機(jī)技術(shù)壁壘較高，一方面在于空心杯電機(jī)繞組的設(shè)計(jì)及工藝，另一方面在于繞線設(shè)備，國產(chǎn)替代需在此發(fā)力。②空心杯市場由歐洲主導(dǎo)，未來市場空間廣闊。根據(jù)頭豹研究院數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)2022-2027E空心杯電機(jī)市場規(guī)模CAGR為7.1%。全球空心杯電機(jī)市場主要集中在中國和歐洲，市場份額分別為34.8%和25.9%。但目前高端空心杯電機(jī)市場仍為歐洲主導(dǎo)，中國市場主要為中低端產(chǎn)品。③隨著國內(nèi)技術(shù)的不斷進(jìn)步，與海外企業(yè)相比，我國企業(yè)近些年來逐步具備價(jià)格低廉、交付周期短、響應(yīng)迅速等優(yōu)勢。我們認(rèn)為，空心杯電機(jī)目前市場壁壘較高，但隨著我國相關(guān)企業(yè)的技術(shù)進(jìn)一步升級逐步打破技術(shù)壁壘，同時(shí)疊加我國空心杯電機(jī)成本優(yōu)勢，我國空心杯電機(jī)產(chǎn)品有望逐步走向中高端市場，進(jìn)一步搶占全球市場份額。2）傳感器：靈巧手核心部件，賦能靈巧手感知能力全面提升。2023年12月13日，馬斯克發(fā)布OptimusGen2介紹視頻，其感知能力進(jìn)一步提升，有望帶動傳感器產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。①力傳感器：在機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域，六維力/力矩傳感器可實(shí)現(xiàn)力控制、力覺反饋、質(zhì)量檢測、動態(tài)控制等，具體而言，六維及傳感器主要應(yīng)用于高精度拋光打磨、銑制、煤接及高精究裝配等場景的多關(guān)節(jié)機(jī)器人以及對傳感性能要求更高的協(xié)作機(jī)器人。②MEMS傳感器：MEMS壓力傳感器以及MEMS慣性傳感器為機(jī)器人應(yīng)用的強(qiáng)于大市（維持評級）強(qiáng)于大市（維持評級）行業(yè)走勢通信滬深30030%23%8%0%-7%-14%2023-022023-062023-102024-02作者分析師侯賓分析師姚久花相關(guān)研究P.2請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明核心兩個(gè)部件。近些年來，MEMS技術(shù)理論研究持續(xù)進(jìn)步、工藝水平不斷提高，不僅大幅降低了MEMS慣性傳感器的制造成本，而且顯著提升了其測試精度和環(huán)境適應(yīng)性等性能指標(biāo)，使得MEMS慣性傳感器在下游得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)芯謀研究數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)中國慣性傳感器市場將以10.2%的增速快速增長，③柔性觸覺傳感器：觸覺傳感器是機(jī)器人進(jìn)化的核心需要解決的問題。據(jù)QYResearch數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)2029年全球機(jī)器人觸覺傳感系統(tǒng)市場規(guī)模將達(dá)到4.3億美元，未來幾年年復(fù)合增長率CAGR為10.2%。未來，電子皮膚有望成為柔性觸覺傳感器新形勢，助力人形機(jī)器人進(jìn)一步成長。相關(guān)標(biāo)的：鳴志電器，拓邦股份，鼎智科技，兆威機(jī)電，禾川科技，江蘇雷測導(dǎo)航，八方股份，漢威科技，東華測試，瀚川智能，偉峰電子，珠城科技，瑞可達(dá)，中航光電，中大力德，雙環(huán)傳動，綠的諧波，貝斯特，國茂股份，華中數(shù)控。風(fēng)險(xiǎn)提示：人形機(jī)器人發(fā)展不及預(yù)期；下游需求不及預(yù)期；國產(chǎn)替代化不及預(yù)期；原材料及宏觀環(huán)境波動風(fēng)險(xiǎn)。P.3請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明內(nèi)容目錄 6 6 6 82、靈巧手研究發(fā)展歷程：從三指到五指 8 8 9 3.3傳感器：靈巧手核心部件，賦能靈巧手感知能力全面提升 圖表目錄圖表1：靈巧手結(jié)構(gòu)拆解 6圖表2：典型兩指夾持器 6圖表3：聯(lián)動型三指夾持器 7圖表4：代表性多指靈巧手產(chǎn)品 7圖表5：全球機(jī)器人靈巧手2023-2030年市場規(guī)模預(yù)測 8圖表6：Okada靈巧手 8P.4請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明圖表7：Stanford靈巧手 8圖表8：Robonauthand靈巧手 9 9圖表10：HIT/DLR靈巧手 9圖表11：BH3及BH985靈巧手 9圖表12：軟手指擬人手 9圖表13：北京Inspire靈巧手 10圖表14：靈巧手研發(fā)發(fā)展歷程 10圖表15：DLR-HITHandII靈巧手 11圖表16：SVH靈巧手 12圖表17：ShadowHand靈巧手 12圖表18：因時(shí)機(jī)器人靈巧手RH56BF 13圖表19：騰訊TRX-Hand靈巧手 13圖表20：智元機(jī)器人SkillHand靈巧手 14圖表21：思靈機(jī)器人SkillHand靈巧手 14圖表22：機(jī)器人靈巧手分類 15圖表23：全驅(qū)動手典型案例 15圖表24：欠驅(qū)動手典型案例 15圖表25：驅(qū)動器外置式Stanford/JPL靈巧手 16圖表26：驅(qū)動器外置式HIT/DLR多指靈巧手 16 16 16 17 17圖表31：線繩驅(qū)動式靈巧手 17圖表32：各傳動方式優(yōu)缺點(diǎn)對比 17 18圖表34：傳統(tǒng)有刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu) 18圖表35：空心杯電機(jī)的結(jié)構(gòu) 18 19圖表37：有刷空心杯電機(jī)結(jié)構(gòu)圖 19 19 19 20圖表41：不同繞組方式對比 20圖表42：Meteor繞線機(jī) 21圖表43：特斯拉人形機(jī)器人靈巧手成本占比（截止2023年9月） 21 21圖表45：特斯拉手部傳感器 22圖表46：特斯拉腳部傳感器 22 22 23 24 24 24 24 24P.5請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明圖表54：MEM工藝流程 25圖表55：MEMS傳感器工作流程 25 25 26 26 27 28 28圖表62：壓電式觸覺傳感器 28 28 28 29 29 29 30 30 31 31 31 32 32 32 32 33 33 34 34P.6請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明未來市場空間廣闊1.1末端執(zhí)行器為機(jī)器人中重要部件，靈巧手具備靈活度、適應(yīng)度高等特點(diǎn)末端執(zhí)行器主要安裝于機(jī)器人腕部末端，用于直接執(zhí)行任務(wù)，末端執(zhí)行器作為機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)與環(huán)境相互作用的最終執(zhí)行部件，其性能將直接影響機(jī)器人整體的工作性能，按抓手類機(jī)器人末端執(zhí)行器：可進(jìn)行各類動作、抓持和操作任務(wù)。早期的抓手類末端執(zhí)行圖表1：靈巧手結(jié)構(gòu)拆解1.2從夾持器到多指靈巧手，復(fù)雜性與功能性提高3圖表2：典型兩指夾持器2021年）P.7請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明圖表3：聯(lián)動型三指夾持器多指抓持手，多指靈巧手可以實(shí)現(xiàn)更加穩(wěn)定和靈活的抓持等操作，多指靈巧手的機(jī)圖表4：代表性多指靈巧手產(chǎn)品P.8請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明根據(jù)頭豹研究院預(yù)測，保守估計(jì)2030年圖表5：全球機(jī)器人靈巧手2023-2030年市場規(guī)模預(yù)測8006004000靈巧手全球市場規(guī)模保守預(yù)測（億元）靈巧手全球市場規(guī)模樂觀預(yù)測（億元）2、靈巧手研究發(fā)展歷程：從三指到五指42.1海外靈巧手研究發(fā)展歷程圖表6：Okada靈巧手圖表7：Stanford靈巧手院院P.9請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明巧手產(chǎn)品大大提升了靈活性和感知度。圖表8：Robonauthand靈巧手圖表9：DLR-I、DLR-Ⅱ靈巧手院院2.2國內(nèi)靈巧手研究發(fā)展歷程圖表10：HIT/DLR靈巧手圖表11：BH3及BH985靈巧手院院圖表12：軟手指擬人手P.10請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明圖表13：北京Inspire靈巧手圖表14：靈巧手研發(fā)發(fā)展歷程靈巧手主要研究單位研究年份手指個(gè)數(shù)關(guān)節(jié)數(shù)目自由度傳動方式日本電工實(shí)驗(yàn)室3腱-滑輪SALISBURYHand斯坦福大學(xué)1983399腱-滑輪貝爾格菜德大學(xué)貝爾格菜德大學(xué)Belgrade/USC連桿5UBHand博洛尼亞大學(xué)199231311腱-滑輪臺灣大學(xué)5齒輪熱那亞大學(xué)4腱-滑輪NASsA5腱-滑輪普瓦提埃大學(xué)4腱-滑輪日本岐阜大學(xué)5齒輪連桿德國宇航中心4腱-滑輪東京大學(xué)389齒輪慶應(yīng)義塾大學(xué)5腱-滑輪東京大學(xué)5腱加泰羅尼亞理工大學(xué)4齒輪北京航空航天大學(xué)5齒輪連桿MAC-HAND意大利熱那亞大學(xué)4腱日本奈良先端科學(xué)技術(shù)大學(xué)4齒輪連桿韓國成均館大學(xué)4齒輪哈爾濱工程大學(xué)399齒輪P.11請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明靈巧手主要研究單位研究年份手指個(gè)數(shù)關(guān)節(jié)數(shù)目自由度傳動方式SAHSchunk公司4齒輪連桿Cassino大學(xué)39連桿K.N.Toos科技大學(xué)369全柔性天津大學(xué)4連桿巴雷特技術(shù)公司399連桿齒輪日本立命館大學(xué)5連桿意大利5韌帶美國5腱WashingtonHand華盛頓大學(xué)5線繩SSSA-MyHandScuolaSuperioreSant'Anna5齒輪連桿意大利3連桿ShadowHandShadow公司5腱-滑輪欠驅(qū)動靈巧手河北工業(yè)大學(xué)5單腱軟體仿人手上海交通大學(xué)5軟體AnthropomorphicRobotHand韓國5線繩韓國5連桿2.3典型靈巧手商業(yè)應(yīng)用案例立的手指和手掌運(yùn)動，同時(shí)采用角度、力矩、指尖及陣列觸覺等傳感器提升靈巧手感知圖表15：DLR-HITHandII靈巧手SVH靈巧手由德國公司Schunk設(shè)計(jì)研發(fā)，具備9個(gè)驅(qū)動器，能夠P.12請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明和電力電子元件集成在腕關(guān)節(jié)處；3）輕松連接市場標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)和輕型機(jī)器人。圖表16：SVH靈巧手（3）ShadowHand靈巧手圖表17：ShadowHand靈巧手（1）因時(shí)機(jī)器人靈巧手P.13請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明巧手又稱鋼琴手，速度快、抓握力稍小，集成力傳感器，適用于彈鋼琴及手勢交互等場圖表18：因時(shí)機(jī)器人靈巧手RH56BFX/RH56DFX系列列，掌心處安裝微型激光雷達(dá)和接近傳感器，同時(shí)每個(gè)關(guān)節(jié)均集成了角度傳感器，保證圖表19：騰訊TRX-Hand靈巧手P.14請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明所有驅(qū)動均為內(nèi)置，指尖傳感器可以分辨物體顏色、形狀、材質(zhì)，通過指尖傳感器視覺圖表20：智元機(jī)器人SkillHand靈巧手（4）DexterityHand（思靈機(jī)器人）思靈機(jī)器人五指靈巧手是世界領(lǐng)先的高度集成化和模塊化的多指力控機(jī)器人常成年男性手，具有擬人的外觀和功能。五個(gè)手指均具有仿人型的運(yùn)動軌跡，得益于拇圖表21：思靈機(jī)器人SkillHand靈巧手P.15請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明3、靈巧手拆解及分類：空心杯電機(jī)及傳感器為新增量3.1靈巧手分類5圖表22：機(jī)器人靈巧手分類缺少驅(qū)動源的部分進(jìn)行耦合傳動，整體更加簡潔，魯棒性較高，但缺點(diǎn)在于高精度復(fù)雜圖表23：全驅(qū)動手典型案例圖表24：欠驅(qū)動手典型案例院院P.16請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明3.1.2結(jié)構(gòu)形式根據(jù)靈巧手結(jié)構(gòu)形式，可將其分為驅(qū)動器外置式、驅(qū)動器內(nèi)置式以及驅(qū)動器混合置式三靈巧手手指關(guān)節(jié)之中，隨著材料、工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，使得驅(qū)動器內(nèi)置成為可能。但由于驅(qū)動器外置存在控制難度大、傳感器不能反應(yīng)關(guān)節(jié)信息等缺點(diǎn)，而驅(qū)動器內(nèi)置存在關(guān)節(jié)靈活度下降、整手尺寸較大等缺點(diǎn)，驅(qū)動器混合置式應(yīng)運(yùn)而生，內(nèi)外置相結(jié)合的方圖表25：驅(qū)動器外置式Stanford/JPL靈巧手圖表26：驅(qū)動器外置式HIT/DLR多指靈巧手3.1.3驅(qū)動方式根據(jù)靈巧手驅(qū)動方式，可將其分為液壓驅(qū)動式、電機(jī)驅(qū)動、氣壓驅(qū)動、形狀記憶合金驅(qū)圖表27：Festo-BionicSoftHand氣動靈巧手圖表28：中國計(jì)量大學(xué)基于SMA驅(qū)動的三指靈巧手P.17請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明制時(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)動的耦合。這些因素都增加了手爪抓取控制的難度和復(fù)雜性。容易實(shí)現(xiàn)多自由度和遠(yuǎn)距離動力傳輸，節(jié)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)動的耦合。這些因素都增加了手爪抓取控制的難度和復(fù)雜性。容易實(shí)現(xiàn)多自由度和遠(yuǎn)距離動力傳輸，節(jié)省空間和成本，是一種柔順傳動方式由腱（鋼絲繩、迪力馬繩等）加上滑輪或者軟管實(shí)現(xiàn)傳動。腱傳動圖表29：電機(jī)驅(qū)動、氣壓驅(qū)動、形態(tài)記憶合金驅(qū)動優(yōu)缺點(diǎn)對比優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)電機(jī)驅(qū)動式體積小、響應(yīng)快，調(diào)控方便、穩(wěn)定性好、精度高、輸出力矩穩(wěn)定氣壓驅(qū)動式操作方便、質(zhì)量輕巧、動作迅速、價(jià)格適中、維護(hù)簡便可操作性不強(qiáng)，軌跡精度不夠形態(tài)記憶合金驅(qū)動式可進(jìn)行負(fù)載驅(qū)動快速反應(yīng)，且位移大，變位迅速無法長時(shí)間工作，并且疲勞強(qiáng)度較低3.1.4傳動方式靈巧手的主要傳動方式有連桿傳動、齒輪傳動、帶傳動以及線圖表30：連桿/齒輪/帶驅(qū)動靈巧手圖表31：線繩驅(qū)動式靈巧手院院的傳動方式，最類似于人手的肌腱結(jié)構(gòu)，適合空間狹小且需要驅(qū)動自由度數(shù)量較多的場圖表32：各傳動方式優(yōu)缺點(diǎn)對比傳動方式實(shí)現(xiàn)方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)腱本身的剛度有限，腱本身的剛度有限，影響位置精度；控連桿傳動采用平面連桿機(jī)構(gòu)傳動剛度好、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)動規(guī)律和運(yùn)動的軌跡的要求。結(jié)構(gòu)冗雜，笨重，柔性不足，抗沖擊性能較弱，對手內(nèi)空間配置要求較高。齒輪齒輪/蝸輪驅(qū)動器通過齒輪或蝸輪蝸和別的多指靈巧手相比，驅(qū)動更加靈活，結(jié)構(gòu)冗雜，笨重，柔性不足，抗沖擊性P.18請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明傳動方式實(shí)現(xiàn)方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)蝸桿傳動桿將旋轉(zhuǎn)變成直線運(yùn)動，拉動驅(qū)動器和手指之間的彈簧來驅(qū)動手指產(chǎn)生動作但是手指的閉合時(shí)間較長。能較弱，對手內(nèi)空間配置要求較高，手指的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，容易出現(xiàn)故障。人工肌肉（液壓/氣動）液壓驅(qū)動和氣動的驅(qū)動方式是近年來興起的一種重要的驅(qū)動方式，是模擬人肌肉的一種驅(qū)動方式。-由于材料和技術(shù)的限制，這些“人工肌肉”技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足機(jī)器人手爪實(shí)現(xiàn)可靠、快速和精確地抓取功能。3.1.5感知方式機(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。圖表33：機(jī)器人靈巧手傳感器分類究院外部傳感器：機(jī)器人獲取周圍環(huán)境信息的必要部件。當(dāng)面對未知的環(huán)境和物體時(shí)，傳感器具有足夠的安全性和可操作性。在操作前階段，使用近端傳感器來檢測物體與機(jī)械手之間的距離。當(dāng)機(jī)械手接觸到物體時(shí)，觸覺傳感器用于提供物體的物理信息和接觸力。外部傳感器包括近端傳感器、觸覺傳感器和多模態(tài)傳感器6?？招谋姍C(jī)是一種采用無鐵芯轉(zhuǎn)子的直流永磁伺服控制電動機(jī)，其尺寸圖表34：傳統(tǒng)有刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖表35：空心杯電機(jī)的結(jié)構(gòu)6《AreviewonsensoryperceptionfordexterP.19請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明業(yè)金融研究院業(yè)金融研究院根據(jù)換向方式的不同，空心杯電機(jī)可分為有刷空心杯電機(jī)和無刷要長時(shí)間連續(xù)運(yùn)行和具有較高控制要求或可靠性要求的應(yīng)用場景，有刷空心杯電機(jī)適用圖表36：無刷空心杯電機(jī)結(jié)構(gòu)圖圖表37：有刷空心杯電機(jī)結(jié)構(gòu)圖圖表38：有刷與無刷空心杯電機(jī)比較無刷空心杯電機(jī)有刷空心杯電機(jī)長壽命（20000h）電機(jī)壽命受限（2000h）高轉(zhuǎn)速電機(jī)轉(zhuǎn)速有限電磁干擾可忽略有火花有鐵損無鐵損需要驅(qū)動控制控制簡單圖表39：空心杯電機(jī)全球市場規(guī)模P.20請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明40市場規(guī)模（億元）一方面在于繞線設(shè)備，國產(chǎn)替代需在此發(fā)力。方法工藝較為復(fù)雜，斜繞形和馬鞍形在繞制工藝上相對簡單，國形和馬鞍形兩種方式7。空心杯電機(jī)設(shè)計(jì)要點(diǎn)在于追求小型化的同時(shí)提供效率更高、更大的輸出圖表40：空心杯電機(jī)三種繞線方式圖表41：不同繞組方式對比直線形馬蹄形斜繞形工藝難易度最難最易特點(diǎn)&特性工藝較為復(fù)雜，多用于較長繞組結(jié)構(gòu)，許多次繞制而成，上下兩端部的燒組不產(chǎn)生力矩，但增加電樞的整體重量可減小線圈厚度，在高功率密度電機(jī)上有效減少磁路氣隙，增加切割磁場的長度，更好的利用定子磁性發(fā)展較早，相對來說繞制簡單，排線緊密，可大批量生產(chǎn)。無端部繞組，導(dǎo)線利用率高，重量優(yōu)化應(yīng)用場景常用于線圈匝數(shù)要求較少的場景制造廠商主流線性之方式制造廠商主流線性之一，適合大批量生產(chǎn)場景P.21請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明歐洲及北美廠商對于空心杯線圈繞制設(shè)備發(fā)展較早，技術(shù)較為先進(jìn)，繞制線圈的質(zhì)量和效率具備較大的優(yōu)勢，國內(nèi)廠商需要持續(xù)提升針對繞制設(shè)備的研發(fā)才能夠使線圈及空心圖表42：Meteor繞線機(jī)圖表43：特斯拉人形機(jī)器人靈巧手成本占比（截止2023年9月）齒輪箱,18.2%傳感器,9.1%滾珠絲杠,13.6%編碼器,4.5%空心杯電機(jī),54.5%一大問題就在于成本過高，未來隨著降本需求的進(jìn)一步提高，各零部件環(huán)節(jié)均須進(jìn)行技圖表44：國內(nèi)外典型空心杯電機(jī)產(chǎn)品對比（相關(guān)參數(shù)截止2023年9月）MaxonFaulhaberPortescap鳴志電器產(chǎn)品Series1218B尺寸（mm）額定電壓（V）696額定電流/最大連續(xù)電流（A）/額定轉(zhuǎn)矩/最大連續(xù)轉(zhuǎn)矩（mNm）/P.22請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明Portescap鳴志電器空載轉(zhuǎn)速（rpm）41900電機(jī)效率/重量（g）外殼-環(huán)境熱阻(℃/W）48.3繞組-外殼熱阻(℃/W）2最大繞組溫度(℃)機(jī)械時(shí)間（ms）零售價(jià)格（元）/進(jìn)的手部傳感器，擁有11個(gè)自由度的全新靈巧手甚至具備了地處理雞蛋等精致物體，通過搭載觸覺傳感器的靈巧手，在拾起物體時(shí)能夠呈現(xiàn)可視化圖表45：特斯拉手部傳感器圖表46：特斯拉腳部傳感器3.3.1力傳感器力傳感器可以將力的大小轉(zhuǎn)換成相關(guān)電信號，可以檢測張力、壓力、重量、扭矩和內(nèi)應(yīng)力等機(jī)械量。根據(jù)測量維度可以分為一維至六維傳感器，六維傳感器是緯度最高的力傳感器可以給出最為全面的信息，其技術(shù)難度較大，但是六維力傳感器也是最適合用于靈圖表47：一維、三維、六維力傳感器示意圖P.23請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明常安裝在機(jī)器人的底摩或者未端，可以提供應(yīng)用過程中的力交互信息。 力矩傳感器等力覺傳感器、大視場單線和多線激光雷達(dá)、智能聽覺傳感器以及高精度編 低成本、智能化的新型力傳感器；發(fā)展低成本、規(guī)?；膫鞲衅魃a(chǎn)制造方法，推動新列化力傳感器的設(shè)計(jì)與制造，滿足驅(qū)動關(guān)節(jié)、手指、足底等肢體末端力測量需要，并在人形機(jī)器人上開展實(shí)際應(yīng)用。傳感器采用低成本、高性能的設(shè)計(jì)，精度達(dá)到0.5%FS，中應(yīng)變片式傳感器是最為常用的力傳感器類型，具有精度高、技術(shù)成熟、測量范圍廣的圖表48：不同類型六維力/力矩傳感器原理、特點(diǎn)、優(yōu)劣勢及代表企業(yè)傳感元件類型原理及特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)代表企業(yè)應(yīng)變片式通常采用的是硅應(yīng)ATI、宇立儀器、坤維科技、鑫精誠、變片或金屬箔，本質(zhì)是材料本身發(fā)生形變進(jìn)而轉(zhuǎn)化為阻值精度高、技術(shù)成熟測量范圍廣、成本低、頻響特性好生產(chǎn)工藝復(fù)雜、金屬箔式應(yīng)變計(jì)輸出微弱藍(lán)點(diǎn)觸控、海伯森、神源生智能、Sintokogio、BotaSvstemsAG、變化光學(xué)式通過光纖、光柵反映形變，再轉(zhuǎn)化成力可靠性高、測量范圍廣、抗電磁干擾能力強(qiáng)對測試環(huán)境要求高、剛性偏弱0nRobot、松果體、華力創(chuàng)等壓電/電容式電容是通過極距的高靈敏度和高分變化導(dǎo)致電壓變化，辨率、頻率范圍寬調(diào)理電路復(fù)雜、信號漂壓電則是通過形變結(jié)構(gòu)簡單、環(huán)境適移難以抑制WACOH-TECH、Kistler等改變電荷用性強(qiáng)P.24請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明圖表49：六維力傳感器在機(jī)器人領(lǐng)域主要應(yīng)用圖表50：全球六維力/力矩傳感器主流廠商圖表51：2022年中國六維力/力矩傳感器市場競爭格局(按銷量劃分)2027年中國六維力/力矩傳感器市場規(guī)模將超過15圖表52：2017-2027年中國六維力/力矩傳感器市場銷量及預(yù)測(單位:套，%)圖表53：2017-2027年中國六維力/力矩傳感器市場規(guī)模及預(yù)測(單位:百萬元，%)P.25請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明3.3.2MEMS壓力傳感器工藝和材料，將傳感器、執(zhí)行器、機(jī)械機(jī)構(gòu)、信號處理和控制電路等集成于一體的微型圖表54：MEM工藝流程圖表55：MEMS傳感器工作流程用于機(jī)器人關(guān)節(jié)，為機(jī)器人提供本體感覺反饋，使得機(jī)器人可以連續(xù)檢測感受目前的運(yùn)動以及負(fù)載狀況，此外，壓力傳感器可運(yùn)用于機(jī)器人外部表皮進(jìn)行接觸時(shí)里的反饋，如圖表56：集成柔性壓力傳感器陣列的機(jī)械手P.26請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明圖表57：2017-2021年我國MEMS壓力傳感器市場（按營收）市場規(guī)模（億元）400MEMS慣性傳感器相對于壓力傳感器、聲學(xué)傳感器等其他類型的傳感器應(yīng)用在高可靠領(lǐng)域及其他工業(yè)、消費(fèi)領(lǐng)域均具備豐富的應(yīng)用場景。圖表58：2017-2028年我國慣性傳感器市場規(guī)模（億元）P.27請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明400市場規(guī)模（億元） 人姿態(tài)控制對高性能、小型化姿態(tài)傳感器的需求，突破傳感器小型化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、陀螺儀態(tài)傳感器；研究減小傳感系統(tǒng)體積重量，降低功耗，提升傳感器抗振動、抖動能力以及3.3.3柔性觸覺傳感器觸覺傳感器是靈巧手中模仿人類觸覺的關(guān)鍵部件，其基本原理是通過向觸覺陣列施加壓圖表59：機(jī)器人觸覺傳感系統(tǒng)的層次功能和結(jié)構(gòu)圖觸覺傳感器從原理上可分為壓阻式、電容式、壓電式、電感式和光學(xué)式：P.28請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明圖表60：壓阻柔性觸覺傳感器結(jié)構(gòu)及實(shí)物圖圖表61：電容傳感器結(jié)構(gòu)圖金融研究院金融研究院圖表62：壓電式觸覺傳感器 圖表63：陣列式光學(xué)式觸覺傳感器金融研究院金融研究院光學(xué)式觸覺傳感器：將傳感器所受壓力映射為光信號強(qiáng)度、波長等性質(zhì)的變化，通過檢圖表64：不同分類觸覺傳感器優(yōu)缺點(diǎn)對比傳感器類別優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)壓阻式觸覺負(fù)載能力強(qiáng)、魯棒性好、電遲滯性較大，不利于快速響應(yīng)，溫漂大，線性傳感器信號測量便捷度較差電容式觸覺傳感器靈敏度與空間分辨率高，響應(yīng)幅度寬測量電路復(fù)雜，傳感器易受電氣干擾的影響壓電式觸覺傳感器更便于攜帶，且其材料剛度易受噪聲干擾，其介電性會受溫度影響光學(xué)式觸覺傳感器無電氣干擾的問題易受到溫度影響，且光纖的微彎曲會導(dǎo)致光損失，分析觸覺信息的計(jì)算方法復(fù)雜機(jī)器人靈巧手使用工具、操作設(shè)備、分揀物品、高精度裝配等能力，在靈巧手掌內(nèi)配置觸覺傳感器，以感知操作目標(biāo)的位姿、硬度、肌理等特征，提高靈巧手的智能化操作能P.29請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明力。研發(fā)小體積、高可靠性、高穩(wěn)定性的人形機(jī)器人手部觸覺傳感器靈巧手感知、操作、交互等需求，提升新型觸覺傳感器自主設(shè)計(jì)與研發(fā)水平，推動觸覺力檢測范圍0.1N/cm2~240N/cm2(10g/cm2~24kg/根據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù)顯示，2022年全球柔性傳感器市場規(guī)模為19.31億美元，需圖表65：2017-2022年我國柔性傳感器行業(yè)市場規(guī)模及地域分布4、相關(guān)標(biāo)的4.1空心杯電機(jī)相關(guān)標(biāo)的4.1.1鳴志電器公司從事運(yùn)動控制領(lǐng)域產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和經(jīng)營已有二十逾年，在運(yùn)動控制領(lǐng)域掌握了核心的控制電機(jī)研發(fā)技術(shù)、驅(qū)動控制技術(shù)和尖端制造技術(shù)，并具備在多種電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)中植入現(xiàn)場總線技術(shù)和自產(chǎn)產(chǎn)品系統(tǒng)集成技術(shù)的能力。公司的步進(jìn)電機(jī)、直流無刷球競爭格局的國內(nèi)企業(yè)，打破了日本企業(yè)對該行業(yè)的壟斷。公司的直流無刷電機(jī)、交流圖表66：2019-2023Q3鳴志電器營業(yè)收入及增速圖表67：2019-2023H1鳴志電器分業(yè)務(wù)毛利率（%）P.30請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明40營業(yè)收入增速（%，右軸）30%20%0%-10%-20%控制電機(jī)及其驅(qū)動系列產(chǎn)品電源及照明系統(tǒng)控制類其他貿(mào)易類產(chǎn)品設(shè)備狀態(tài)管理系統(tǒng)產(chǎn)品80%60%40%20%0%長城證券產(chǎn)業(yè)金融研究院長城證券產(chǎn)業(yè)金融研究院4.1.2拓邦股份公司空心杯電機(jī)產(chǎn)品在工業(yè)機(jī)器人的電動夾爪等中高端應(yīng)用場景，兼具高精度和高性價(jià)比的特點(diǎn)，具備過載能力強(qiáng)、能量轉(zhuǎn)換效率高，輕量化等產(chǎn)品優(yōu)勢，公司在工業(yè)機(jī)器人行業(yè)中已實(shí)現(xiàn)伺服驅(qū)動系統(tǒng)及空心杯電機(jī)的批量應(yīng)用，在移動機(jī)器人等領(lǐng)域有較大拓展空間，受益于國產(chǎn)替代、工廠智能化升級、低碳發(fā)展，未來將迎來新一輪景氣周期。圖表68：2019-2023Q3拓邦股份營業(yè)收入及增速圖表69：2019-2023Q3拓邦股份歸母凈利潤及增速400營業(yè)收入增速（%，右軸）50%40%30%20%0%-10%86420歸母凈利潤增速（%，右軸）80%60%40%20%0%-20%-40%長城證券產(chǎn)業(yè)金融研究院長城證券產(chǎn)業(yè)金融研究院4.1.3鼎智科技公司是以微特電機(jī)為主要構(gòu)成的定制化精密運(yùn)動控制解決方案提供商，主要從事線性執(zhí)行器、混合式步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)、音圈電機(jī)及其組件等產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，公司以客戶需求為導(dǎo)向，將成熟技術(shù)方案向客戶進(jìn)行推廣應(yīng)用，并針對特定需求開杯電機(jī)繞線設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)空心杯電機(jī)全自動批量生產(chǎn)。由于核心工藝及設(shè)備自研，公司的空心杯電機(jī)產(chǎn)能建設(shè)周期較短，可以快速滿足批量訂單?？招谋姍C(jī)技術(shù)壁壘核心在P.31請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明圖表70：2019-2023Q3鼎智科技營業(yè)收入及增速圖表71：2019-2023Q3鼎智科技?xì)w母凈利潤及增速營業(yè)收入（億元，左軸）營業(yè)收入增速（%，右軸）80%60%40%20%0%-20% 0歸母凈利潤增速（%，右軸）0%-500%長城證券產(chǎn)業(yè)金融研究院長城證券產(chǎn)業(yè)金融研究院4.1.4雷賽智能前期發(fā)布的FM無框電機(jī)和LD3M系列驅(qū)功經(jīng)驗(yàn)，歷經(jīng)一年多努力，研發(fā)成功無刷空心杯電機(jī)與配套的微型伺服系統(tǒng)，推動人形機(jī)器人等先進(jìn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，幫助廣大客戶進(jìn)行進(jìn)口替代和升級降本，此次發(fā)布的空心杯優(yōu)勢、總體上達(dá)到世界一流技術(shù)水平。雷賽無刷空心杯電機(jī)對標(biāo)全球最優(yōu)空心杯電機(jī)技術(shù)水平，具有轉(zhuǎn)矩特性好、功率密度高、轉(zhuǎn)速范圍大、使用壽命長、產(chǎn)品規(guī)格全等眾多圖表72：雷賽智能空心杯電機(jī)及微型伺服系統(tǒng)P.32請仔細(xì)閱讀本報(bào)告末頁聲明4.2傳感器相關(guān)標(biāo)的4.2.1漢威科技公司是國內(nèi)領(lǐng)先、國際知名的氣體傳感器制造商，傳感器業(yè)務(wù)集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一濕度、光電、加速度等門類，是最具成長性和價(jià)值的核心業(yè)務(wù)板塊之一。蘇州能斯達(dá)積極拓展柔性微納傳感器的應(yīng)用場景，不斷優(yōu)化“柔性感知技術(shù)+采集系統(tǒng)+圖表73：2019-2023Q3漢威科技營業(yè)收入及增速圖表7