灵巧手作为高自由度的末端执行器,模拟人类手部功能,广泛应用于教育、医疗、服务等多个领域。根据驱动方式和传动机制不同,灵巧手可分为全驱动和欠驱动两类,各有优缺点。全球市场规模持续扩大,2023年达到15.07亿美元,预计2030年将达30.35亿美元,复合年增长率为14.5%。国内外企业纷纷加大研发投入,推动技术快速发展。 在方案设计方面,灵巧手主要采用空心杯电机和直流无刷电机作为驱动,前者响应快但扭矩较低,后者适合高负载需求。传动方式涵盖齿轮、连杆和腱绳传动,分别对应不同的刚度和精度要求。传感系统包含内在与外在传感器,如关节角度传感器和触觉传感器,尤其是压阻式、压电式和电容式触觉传感器在应用中表现突出。 以特斯拉灵巧手为例,已完成第二代产品升级,第三代将自由度提升至22个,驱动装置移至前臂,释放手掌空间。新一代传动系统结合行星齿轮、高精度丝杠和腱绳,显著提升了灵巧手的精度和负载能力。触觉传感器的深度集成也为复杂场景应用奠定了基础。需关注人形机器人整体发展及灵巧手技术迭代带来的风险。