2035 年沖 1356 億！人形機器人靈巧手產業化爆發，特斯拉、宇樹等玩家殺瘋了

在人工智能與先進制造深度融合的浪潮下，人形機器人正成為全球高端產業競爭的新焦點，其技術突破與產業化進程不僅標志著智能制造的前沿水平，更關乎未來人機協作的生態格局。作為人形機器人實現類人操作能力的核心部件，靈巧手的發展直接決定了人形機器人能否突破 “工具化” 局限，真正邁向 “智能化、擬人化” 的應用場景，其產業價值與技術意義愈發凸顯。

近年來，特斯拉 Optimus、宇樹科技、因時機器人等頭部企業持續加碼人形機器人研發與量產布局，推動行業從技術驗證階段向商業化落地階段跨越。人形機器人的應用場景已從工業領域的特定任務，拓展至家庭服務、醫療護理、精密裝配等多元化場景，這對其末端執行器的 “靈巧性” 提出了更高要求 —— 傳統工業機器人的標準化夾爪難以滿足非結構化環境下的復雜操作需求，靈巧手成為突破人形機器人應用邊界的關鍵支點。

隨著人形機器人行業的規模化發展，靈巧手市場空間呈現爆發式增長態勢。據測算，2025 年靈巧手行業市場規模將達 13.62 億元，2025-2030 年復合年均增長率（CAGR）高達 72.38%，2035 年更是有望突破 1356.74 億元。這種增長既源于人形機器人量產需求的直接驅動，也得益于靈巧手技術突破帶來的應用場景拓展與成本下降，其產業化進程已成為人形機器人行業落地節奏的 “晴雨表”。

基于上述背景，本報告聚焦 “人形機器人靈巧手產業化” 這一核心命題，從技術必要性、模塊構成、產業應用與市場空間等維度展開深度分析，旨在厘清靈巧手產業的發展邏輯、技術路徑與商業機會，為產業參與者、投資者提供兼具前瞻性與實操性的決策參考，助力把握人形機器人產業浪潮中這一核心賽道的發展脈搏。

一、為什么靈巧手是人形機器人的核心部件

1.1 應用層面：人形概念的具現式

傳統機器人末端執行器多采用夾爪，在靈活性、精準度上存在局限。末端執行器是機器人作業的執行部件，形態包含夾持器、抓持手、靈巧手等，不同形態適配不同場景，通常安裝于機器人腕部末端。傳統末端執行器如夾爪、抓持手，因低成本、高穩定性等優勢，成為醫療檢測、3C 裝配等領域的主流應用。而人形機器人的靈巧手通過模仿人手設計，需完成多樣化非標任務，對靈活性、精準度要求更高；也正因結構與人手相似，靈巧手成為人形機器人概念的具現式。

靈巧手泛化能力較強，在多場景中均有較大應用潛力。傳統夾爪或抓持手雖已在工業裝配、醫療檢測等領域應用，但因僅針對標準化流程設計，泛化能力有限。靈巧手結構與人手相似，具備高自由度、高精度特點，可配合人形機器人執行抓取小型物體、搬運物品等多種復雜任務，在工業、商業、家用等場景中應用潛力較大。

1.2 成本層面：靈巧手占整機成本比重約為 17%

靈巧手約占整機成本的 17%，從成本維度看是整機最重要的部件之一。以特斯拉 Optimus 為例，其整機各部位成本拆分中，靈巧手成本占比約 17.2%，占比最大；其中空心杯電機、六維力傳感器分別占比 4.8%、8.0%，行星減速器、蝸輪蝸桿、編碼器分別占比 1.8%、1.8%、0.9%，空心杯電機與六維力矩傳感器是靈巧手中的核心部件。

1.3 迭代層面：靈巧性、感知力提升拓展能力邊界

高自由度與高感知能力逐步拓展人形機器人的應用功能。由于人形機器人產業尚未規模化落地，當前靈巧手技術路線尚未收斂，但整體趨勢是朝著更高靈巧性、更強感知能力的方向發展。以特斯拉 Optimus 靈巧手為例，從第一代迭代至第三代，單手自由度從 11 個增加至 22 個；早期感知方案僅包含力 + 位置傳感器，無觸覺傳感器，而第三代靈巧手已全手覆蓋觸覺傳感器并集成 AI 視覺實現動態抓取。隨著靈巧手在自由度和感知能力上的持續迭代，Optimus 的應用功能也從早期抓取水壺、運貨箱等基礎任務，逐步拓展至接住飛行網球、彈奏樂器等更復雜的動態任務。

雷賽智能的靈巧手朝著更高自由度方向持續迭代。其在 2025 年有清晰的靈巧手迭代規劃：2025Q1 的 DH116 普及型自由度為 11 個，支持 20 種手勢；2025Q2 發布的 DH2015 高端型自由度提升至 20 個，手勢數量增至 26 個；DH2016 高端 PLUS 型擁有更多主動自由度；DH240 旗艦型自由度提升至 24 個，支持 33 種手勢，產品整體持續向更高自由度方向迭代。

二、靈巧手由驅動、傳動、感知三大模塊組成

2.1 電機驅動為靈巧手主流驅動方案

電機驅動符合人形機器人靈巧手的需求，是目前行業主流方案。電機驅動系統集成了空心杯電機、無刷有槽電機、減速器等零部件，因體積小、響應快、調控方便、輸出力矩穩定等優點，在靈巧手控制中應用廣泛。

空心杯電機是靈巧手電機驅動方式的核心零部件。與傳統電機相比，它采用無鐵芯的轉子設計，避免了電機運行時的渦流效應（渦流效應會導致電機升溫、扭矩波動及能量損失）。鑒于人形機器人靈巧手對高自由度、高精度及快速響應能力的需求，空心杯電機憑借體積小、精度高、重量輕的特點，成為靈巧手電機的主流選擇。

直流無刷電機也是靈巧手設計方案中的重要零部件，與直流有刷電機相比，其特點主要體現為：

• 使用壽命更長：無機械刷子的磨損，在高速運行和惡劣環境下使用壽命更久，且運行噪音更小；

• 轉速更高：響應速度和控制性能較好，可通過調節電子傳感器控制轉速；

• 轉換效率更高：無電刷摩擦的能量損失，與傳統有刷電機相比效率大幅提高；

• 控制性能優秀：采用電子換相控制，可實現精確的速度控制和扭矩控制，具備快速響應能力。

液壓驅動扭矩大，但在小型化、便攜性上存在不足。液壓驅動的靈巧手由液動機、伺服閥、油泵和油箱等組成，常用于工業領域，液壓系統抓取力大，適用于驅動大型負載，但在小型化、便攜性方面仍有缺陷。

氣壓驅動操作簡便，但靈活性較差。氣壓驅動系統以氣體為介質，模擬人體肌肉的驅動方式，優點是易于控制、能量儲存方便、系統柔性好；缺點是剛度低、動態性能差、裝配難度大、運動不夠精確，限制了其在工業生產中的廣泛應用，常用于簡單的抓持手，無法實現多關節的靈活運動。

形狀記憶金屬反應快，但疲勞強度低。它利用 SMA 材料在特定溫度下恢復原狀的特性進行驅動，優點是位移大、功率重量比高、變位迅速、方向靈活，適合高速度和高精度的小負載裝配任務；缺點是成本高、易疲勞、壽命較短。

2.2 傳動方式：技術方案未收斂，短期內多方案并存

腱繩傳動可實現遠距離動力傳遞。放置在靈巧手前臂中的電機通過齒輪箱驅動滾珠絲杠，滾珠絲杠上的螺母將旋轉運動轉化為直線運動，腱繩形成腱環套在螺母上，螺母拉動連接在靈巧手手指指背上的腱繩，實現手指繞關節軸的轉動運動。腱繩傳動模擬人類手部的肌腱分布，采用各類材料與劍鞘或套管配合，在手臂、手掌和手指內部靈活走線，結構緊湊且具有一定彈性，為手指運動提供一定的柔順性和抓持適應性，可實現遠距離動力傳遞。

腱繩傳動具備較高柔性，但精度控制較難。腱繩傳動因布置形式多樣而有多種結構，如腱 - 腱鞘式、等徑滑輪式、帶輪傳動式等。由于腱繩柔性較高且尺寸較小，腱繩傳動系統對驅動器和減速機構的結構尺寸要求較低；但腱繩傳動需對繩索機構進行預緊，且所有繩索具備彈性，導致傳感器無法準確反應手指關節位置的信息，精度控制難度較高，容易磨損，通常適用于多自由度和輕量化設計。

連桿傳動可實現高強度抓取，但自身較重。其結構簡單、剛性強，手指的運動和動力由剛性連桿傳遞，能完成高強度抓取動作，結構設計緊湊，可實現包絡抓取；但自身重量較大，且遠距離控制難度較高，多個連桿串并聯的使用形式常用于工業和商業場景。

齒輪傳動精度高，但體積與質量較大。它借助齒輪間的精密嚙合提升精度，傳動比穩定、傳遞效率高、可靠性強；但齒輪結構增大了靈巧手的質量和體積，常用于耦合關節以保障運動同步性。

靈巧手傳動技術路線尚未收斂，短期內多方案并存。目前人形機器人行業的靈巧手傳動技術方案尚未統一，腱繩、連桿、齒輪等傳動方式因各自特性被主流整機企業采用，例如特斯拉 Optimus 采用腱繩方案，宇樹 Dex5 靈巧手采用齒輪方案，因時機器人采用連桿傳動方案，短期內腱繩、連桿、齒輪等方案預計仍將并存。

2.3 感知方式：傳感器為靈巧手對外交互的重要窗口

六維力傳感器與柔性觸覺傳感器是提升人形機器人感知能力的關鍵。內部感知涵蓋對靈巧手運動參數（如位置、速度、加速度等）的檢測；外部感知涵蓋對周圍環境信息（如力 / 力矩、視覺、觸覺、溫度等）的檢測。通過精準測量靈巧手內外部的物理參數，傳感器為其運動控制提供重要信息反饋。當前階段，六維力傳感器以及柔性觸覺傳感器（電子皮膚）是人形機器人提升感知能力的關鍵。

力傳感器可分為一維、三維和六維力，六維力傳感器適用于機器人等高精度要求場景。力覺傳感器是感知并度量力的傳感器，按測量維度分為三類：

• 一維力傳感器：適用于力的方向與測量軸線完全重合的場景；

• 三維力傳感器：適用于力的作用點固定且與標定參考點重合、但力的方向隨機變化的場景；

• 六維力傳感器：適用于力的作用點和方向均隨機變化的場景（如機器人末端關節控制）。該傳感器通過內部算法，實現各方向力與力矩的解耦，推算部件姿態，測量精度最高，還可根據力矩大小有效保護傳感器與部件。

柔性觸覺傳感器能夠模仿人類皮膚，實現對多種物理量的檢測。它通過物理接觸的方式測量特定物體，是實現機器人仿生感知與智能交互的核心部件。柔性電子技術與納米技術的發展，使性能優越、結構簡單的柔性觸覺傳感器成為可模仿人類皮膚特性的傳感器件，可檢測應力、應變、剪切力及振動等，根據工作原理主要分為壓阻式、電容式、壓電式和摩擦電式柔性觸覺傳感器：

• 壓阻式柔性觸覺傳感器：結構簡單、能耗低、易讀取、檢測范圍寬。利用材料的壓阻效應，將機械信號轉化為電信號來檢測應變，電阻信號與材料的拉伸應力呈線性關系，常用材料有碳材料、導電織物等。

• 電容式柔性觸覺傳感器：具有快速響應和高靈敏度的優勢。通過將機械刺激轉化為電容變化實現檢測，當傳感器受到垂直于電極方向的應力時，兩個分離電極之間的距離變化會帶動電容變化；其性能會隨電介質層材料的變形面積或厚度變化而變化，靈敏度會隨器件尺寸減小而迅速下降，常用材料包括碳基材料、水凝膠材料、金屬基材料等。

• 壓電式柔性觸覺傳感器：無需外接電源，可實現自供電。通過壓電材料變形產生電荷極化來檢測力，當力撤去時材料恢復原始狀態，電荷消失；因無需外接電源，在可穿戴領域應用前景廣闊。

• 摩擦電式柔性觸覺傳感器：具有高靈敏度、高響應速度以及自供電等優點。由極性相反的兩種摩擦材料組成，通過材料接觸分離時的靜電感應產生電勢差，帶動電子通過外部電路傳輸，完成觸覺機械信號到電信號的轉化。

三、主要整機企業靈巧手方案

3.1 人形機器人靈巧手的研發逐步從科研機構邁向產業

人形機器人靈巧手的研發逐漸從科研機構向產業領域推進。歷史上機器人靈巧手多為三指、四指或五指，自由度在 10-20 個不等，少數靈巧手自由度在 20 個以上。隨著人形機器人產業加速發展，海內外多家整機企業及零部件企業均開始研究并生產人形機器人靈巧手產品。

3.2 靈巧手產品百花齊放

靈巧手持續迭代，更高自由度帶來更大應用潛力。部分整機企業自研靈巧手，整體朝著更高自由度、更強感知能力的方向迭代，進而拓展應用場景。例如特斯拉 Optimus 的靈巧手自由度從 11 個迭代至 22 個，早期僅能完成少量動作，第三代已能完成接網球等復雜動作；宇樹科技的 DEX3-1 僅 7 個自由度，而 DEX5-1 已達 20 個自由度，應用潛力大幅提升。

（1）特斯拉Optimus 第一代靈巧手

特斯拉 Optimus 第一代靈巧手于 2022 年 10 月發布，單手擁有 11 個自由度（6 主動 + 5 被動），采用 “2 指少一關節” 的簡化設計，通過 6 個空心杯電機模組（空心杯電機 + 行星減速箱 + 編碼器）驅動，拇指分配 2 個執行器，其他四指各 1 個；傳動方式為金屬腱繩 + 蝸輪蝸桿，模擬人體肌腱結構實現柔性抓取，蝸輪蝸桿提供自鎖功能以減少功耗，抓取力較大，但缺少側擺自由度，無法實現精密抓取；感知方面僅配置基礎力傳感器和位置傳感器，無觸覺反饋。

特斯拉 Optimus 第二代靈巧手于 2023 年 12 月發布，單手仍保持 11 個自由度，但優化了關節控制邏輯；驅動方案延續空心杯電機模組，提升了扭矩控制精度；傳動方式繼續沿用腱繩 + 蝸輪蝸桿，增強了傳動穩定性和力量輸出；感知方面首次引入觸覺傳感器，覆蓋指尖區域，實現精細力控與摩擦力感知。

2024 年 10 月，特斯拉推出 Optimus 第三代靈巧手，單手自由度增至 22 個（17 主動 + 5 被動），采用單指三級傳動結構 —— 食指、中指、無名指各 4 個自由度，拇指和小指各 5 個自由度，接近人手 24 個自由度的水平。驅動端采用直流無刷電機 + 絲杠方案，執行器外移至前臂，單手執行器數量或達 17 個，單指負載能力提升至 25 公斤，控制精度與負載性能顯著增強。傳動系統采用絲杠 + 腱繩復合方案，絲杠優化動力傳輸效率，腱繩實現遠距離柔性驅動。感知層面，全手覆蓋觸覺傳感器（如 “接網球” 動作依賴實時觸覺反饋），并集成 AI 視覺系統，可完成動態抓取任務。

（2）宇樹科技靈巧手

宇樹科技布局兩款靈巧手產品：Dex3-1：7 個自由度（拇指3、食指2、中指 * 2），搭配 7 個運動關節，傳動機構由 6 個微型無刷利空關節直驅和 1 個微型無刷力控關節齒輪驅動組成，單手配備 33 個觸覺傳感器，可與宇樹 G1 人形機器人適配，實現各類復雜動作。

Dex5-1：單手 20 個自由度（拇指4、食指3、中指3、無名指3、小拇指 * 3），含 16 個主動自由度與 4 個被動自由度，每根手指關節支持反向驅動；傳動端采用 12 個自研微型力控復合傳動關節 + 4 個微型力控關節齒輪傳動，單手集成 94 個觸覺傳感器，支持觸覺算法二次開發。

（3）優必選Walker S2 的靈巧手

優必選工業機器人 Walker S2 的靈巧手具備 11 個自由度，搭載 6 個陣列式觸覺壓力傳感器。憑借高強度輕量化設計，它既可以完成亞毫米級精密操作，又能在 0-1.8 米空間內托舉 15kg 重物，滿足工業級搬運作業需求。

3.3 靈巧手零部件需求高速增長

（4）星動紀元XHAND1 靈巧手

星動紀元的 XHAND1 靈巧手擁有 12 個主動自由度（拇指3、食指3、其余手指 * 2），采用純齒輪準直驅傳動方案（區別于行業欠驅動方案），每個關節可反驅，抗沖擊能力突出。性能上，單指最大負載超 5kg，整手可舉 25kg 重物；食指具備側擺自由度（支持旋擰動作），拇指與小指可實現指對指抓握，提升操作穩定性。感知端，每個指尖配備陣列式高精度觸覺傳感器，可采集 120-300 個三維力信息（最小分辨率 0.05N），同時具備接觸覺、滑動感知及溫度感知能力（每個傳感器含 20 個溫度陣列）。

（5）魔法原子MagicHand S01 靈巧手

魔法原子自研的 MagicHand S01 靈巧手單手有 11 個自由度，手部負載達 5kg，作業場景下最高負載超 20kg，力分辨率可達 0.1N，可自主完成抓握與精細操作，適配工業、商業、家庭等多場景應用。

（6）靈巧智能 DexHand 021 量產版

靈巧智能的 DexHand 021 量產版是商用高自由度多模態感知靈巧手，單手 19 個自由度（12 主動 + 7 被動），單指負載 1kg，5 根手指可獨立更換，配備位置、觸覺、力覺傳感器。它具備多樣化操作能力，可實現掌內轉魔方、多物體抓取、柱狀 / 球形抓握、多指捏夾等超 15 種類人手動作。

（7）因時機器人靈巧手

因時機器人的末端執行器涵蓋 RH56BFX、RH56DFX、RH56E2 系列靈巧手及伺服電動夾爪。其中RH56DFX 系列為仿人五指靈巧手，單指抓握力 1.5kg，重復定位精度 ±0.2mm，力分辨率 0.5N，整手僅重 540g，可完成抓取雞蛋、水果、杠鈴及握持杯子、工具等精細化作業。

（8）強腦科技 Revo 系列靈巧手

強腦科技推出兩款仿生靈巧手：

• Revo1：單手承載 30KG，主動握力 6KG；觸覺版采用仿人三維曲面造型，指尖觸覺感應點可采集壓力、摩擦力、受力方向等多維度信息，最小識別力≤1g，精度 0.01N，采樣頻率＞50HZ。

• Revo2：基于 Revo1 技術迭代，內置 6 個電機，11 個自由度，單手重 383g，主動握力 50N，負載 20kg；具備多維觸覺感知、自定義手勢、OTA 在線升級等功能，助力場景快速落地。

（9）帕西尼 DexH 系列靈巧手

帕西尼布局兩款多維觸覺靈巧手：

• DexH5 GEN1：四指結構，9 個自由度（5 主動 + 4 被動），采用空心杯電機驅動，融合輕量化復合材料與仿生設計，負載 4kg，單手集成 306 顆 ITPU 觸覺傳感單元，可完成握、捏、按等人手基礎動作。

• DexH13 GEN2：業內首款 “多維觸覺 + AI 視覺” 雙模態靈巧手，16 個自由度（13 主動 + 3 被動），配備 800 萬像素 AI 手眼相機（通過零樣本位姿估計算法精準識別物體），搭載 1140 顆 ITPU 觸覺傳感單元（1mm 按壓定位精度），負載 5kg，使用壽命超百萬次按壓，適用于物流、醫療、工業、商業、家庭等場景。

（10）靈心巧手系列產品

靈心巧手的靈巧手產品持續迭代，涵蓋 L10、L20、L30 及高性價比 O7 系列，單手自由度 7-25 個，科研版 L30 更是達到全球最高 42 個自由度，適配各類開放式場景：

• Linker Hand L10：20 個自由度（10 主動 + 10 被動），負載 5kg，重復定位精度 ±0.20mm，拇指 / 四指抓握力 12N；

• Linker Hand L20：20 個主動自由度，負載 5kg，重復定位精度 ±0.20mm，拇指抓握力 15N，四指抓握力 10N；

• Linker Hand L30 直驅版：21 個主動自由度，負載 20kg，重復定位精度 ±0.20mm，拇指抓握力 15N，四指抓握力 10N；

• Linker Hand L30 腱驅版：25 個自由度（18 主動 + 7 被動），負載超 8kg，重復定位精度 ±0.20mm，拇指抓握力 9-20N，四指抓握力 10-20N；

• Linker Hand O7：17 個自由度（7 主動 + 10 被動），負載 5kg，重復定位精度 ±0.20mm，拇指 / 四指抓握力 12N。

（11）兆威機電仿生靈巧手

兆威機電的仿生靈巧手集結構、軟硬件系統研發于一體，具備 17 個主動自由度，負載可達 3kg，指節電機獨立驅動，指尖集成傳感器，可實現精確定位與控制。該產品聚焦機器人領域，能與各類柔性機器人適配，憑借多自由度、高功率密度的特性，可完成復雜靈巧的抓握動作。

（12）雷賽智能靈巧手

雷賽智能的靈巧手產品持續迭代，最新推出的是 2025 年 6 月發布的 DH2015 高端型，擁有 20 個自由度（15 主動 + 5 被動）。其采用無刷空心杯伺服電機、FOC 電流環與力位混合控制算法，搭配耐碰撞結構設計，抓握壽命超 100 萬次；標配 508 點陣觸覺傳感器，整手最大負載達 15kg，單指最大負載 5kg，可滿足多樣化抓取任務需求。

3.4 2035 年靈巧手行業空間有望達到 1356.74 億元

2022-2024 年人形機器人進入密集發布期。相較于工業機器人，人形機器人在外形和運動方式上更貼近人類，具備頭部、軀干、四肢、手部等結構，這種外形相似性為其在工業、服務等多領域的應用開辟了巨大潛力。行業發展早期人形機器人產品較少，代表性產品有波士頓動力的液壓版 Atlas、優必選的 Walker 等；隨著 AI 技術、執行器等機械技術及電池儲能領域的進步，人形機器人行業快速發展，特斯拉 Optimus、宇樹 H-1、小鵬 IRON 等產品相繼亮相，行業進入密集發布階段。

目前全球人形機器人產業呈現 “百花齊放” 的發展態勢。除特斯拉外，海內外多家機器人企業也紛紛布局人形機器人產品：美國 Figure AI 發布 VLA 模型，其人形機器人 Figure 02 依靠先進視覺識別技術，可精準識別快遞包裹并完成抓取、擺放操作；挪威 1X Technologies 的人形機器人 NEO 定位于家用消費市場，計劃 2025 年生產數千臺，2028 年實現數百萬臺的產量規模。

國內人形機器人產業蓬勃發展，商業化前景廣闊。宇樹 Unitree G-1 首發價格僅 9.9 萬元，可完成跳舞、武打等高難度動作；智元機器人在動力、感知、通信、控制等領域技術成熟，能承接多樣化任務；傅利葉機器人擁有 53 個自由度，支持可拆卸換電方案，續航能力更優，可充分滿足運動場景需求。

2030 年、2035 年靈巧手行業空間分別有望達到 207.28 億元、1356.74 億元。受益于人形機器人產業化的規模化落地，靈巧手行業空間呈高速增長趨勢。經測算，2025 年、2030 年、2035 年靈巧手行業空間分別為 13.62 億元、207.28 億元、1356.74 億元；2025-2030 年復合年均增長率（CAGR）為 72.38%，2030-2035 年 CAGR 為 45.61%，整體呈現高速增長態勢。

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