靈巧手行業(yè)背景與發(fā)展現狀

　　隨著機器人技術的迅猛發(fā)展，靈巧手作為機器人末端執(zhí) 行器的核心部件， 其性能直接決定了機器人在復雜任務中的表 現和適用范圍。全球靈巧手行業(yè)呈現百花齊放、百家爭鳴的局 面，各企業(yè)不斷探索不同的技術路線， 以實現更高的自由度、 更精確的控制以及更廣泛的應用場景。

　　靈巧手自由度的定義和行業(yè)亂象

　　當前行業(yè)內對靈巧手自由度的定義存在較大誤區(qū)，有些 靈巧手把具有 20 多個關節(jié)宣傳成具有 20 +自由度，但他們 這 20 多個關節(jié)不是每個關節(jié)都有一套單獨的電機驅動，可能 只有 6 電機驅動，這實際上是 6 自由度，非 20 +自由度。真 正的自由度應指每個關節(jié)都具備獨立的驅動電機， 自由度的數 量應與驅動電機的數量相等，而非簡單以關節(jié)數量衡量。

　　靈巧手驅動方式主要分為三類，其中前兩類是市面上常 見的關節(jié)傳動方式， 第三類則較為少見， 所以這篇文章對前面 兩類只做簡單概括，主要介紹第三類傳動方式。

　　第一類推動式，一般為行星滾珠絲杠或者電缸推動連桿 帶動動手指關節(jié)運動。

　　精確機械傳動，控制精度高。主動自由度一般為 6 個左右。 抓握力度精確可控。穩(wěn)定性高， 但是自由度不足，靈活性有限， 難以處理復雜多變的抓取任務，手掌太厚，重量偏重。

　　第二類拉動式，一般為高強度纖維繩拉動手指關節(jié)運動。

　　多根線繩牽引，實現 20 +自由度。靈活性高，可適應復 雜物體輪廓。重量輕，體積小。但控制精度較低，抓取穩(wěn)定性差

　　握力控制不穩(wěn)定，實用性受限。

　　第三類減速器直驅式：采用環(huán)面包絡多齒嚙合蝸輪蝸桿 直驅技術(全閉環(huán)直接驅動手指關節(jié)旋轉)

　　隨著技術的發(fā)展，一種全新的驅動方式環(huán)面包絡蝸輪蝸 桿直驅技術脫穎而出， 這種減速器為 90 度輸出，體積非常小， 重量非常輕， 采用環(huán)面包絡多齒嚙合原理， 并且每個減速器高 度集成了驅動器、無刷電機， 編碼器， 可以實現每個手指關節(jié) 用減速器直接驅動，一個靈巧手里面可以部署 20 多個這種減 速器，真正實現 20+ 直驅自由度。

　　技術特點

　　高度集成：每個關節(jié)模組高度集成，結構緊湊，便于維護。

　　高精度傳動：環(huán)面包絡蝸輪蝸桿傳動可實現極高的傳動 精度，確保抓取動作的準確性。

　　全閉環(huán)控制：實時反饋與精準控制， 響應快速、精度高。

　　更強剛性與穩(wěn)定性：直驅結構減少中間傳動環(huán)節(jié)，降低 磨損和故障率。

　　技術優(yōu)勢

　　相較于行星滾珠絲杠驅動，環(huán)面包絡傳動技術在靈活性 和自由度上取得突破性提升。相較于線繩驅動， 環(huán)面包絡傳動 技術在控制精度、握力控制穩(wěn)定性和可靠性上表現顯著更優(yōu)。 綜合性能突出，更適用于復雜、高精度任務。

4 月 10 日，陶世智能科技攜自主研發(fā)的三大核心產品 — — 靈巧手、靈巧手關節(jié)模組及靈巧手減速機，亮相上海 "2025高工人形機器人技術應用峰會 "。作為高工人形機器人產業(yè)聯 盟與高工機器人產業(yè)研究所(GGII)聯合舉辦的行業(yè)盛會，本 次峰會匯聚了全球頂尖企業(yè)， 共同探討人形機器人產業(yè)化落地 路徑，而陶世科技憑借其突破性技術成為全場焦點。

　　展品亮點

　　三大展品詮釋技術突破

　　仿生靈巧手

　　1. 微型化高扭矩設計

　　基于微型環(huán)面包絡蝸輪蝸桿結構，減速機模組體積較傳 統(tǒng)方案縮小 40%， 中心距覆蓋 4.5mm-10mm 全尺寸范圍。 在保持微型化優(yōu)勢的同時，單關節(jié)扭矩密度高達 3N·m，配合 1300MPa 抗拉強度的特種鋼內齒，可穩(wěn)定實現 25kg 級握持 力。

　　2. 全關節(jié)直驅性能突破

　　通過陶世獨家微型環(huán)面包絡制造技術，靈巧手實現 20+ 自由度全直驅控制，每個關節(jié)模塊獨立運作且扭矩、精度極高。 可輕松實現各類復雜動作，其 ±0.015mm 的運動精度，遠超 行業(yè)平均 0.05mm 水平。

　　3. 全工況適應性增強

　　模組集成天然自鎖功能，在斷電狀態(tài)下仍可保持穩(wěn)定姿 態(tài);IP65 防護等級與 50 分貝超靜音設計，使其適用于醫(yī)療手 術、精密裝配等高敏感場景。實測數據顯示， 該方案能耗較傳 統(tǒng)方案降低 30%，連續(xù)工作壽命超 1 萬小時。

　X 系列減速機與模組

　　1. 微型化與大扭矩的極致平衡

　　采用環(huán)面包絡多齒嚙合蝸輪蝸桿結構，在保持微型化優(yōu) 勢(整機重量僅 9-49g)的同時，實現單關節(jié) 1-3N·m 扭矩 輸出，扭矩密度達到行業(yè)同類產品的 2.3 倍。其 9g 級超輕 量化設計(相當于 3 枚硬幣重量) ，為靈巧手關節(jié)模組節(jié)省 30% 空間，大幅提升人形機器人末端執(zhí)行器的擬人化程度。

　　2. 超精密靜音控制

　　通過齒形優(yōu)化與高精度研磨工藝，將運行噪音壓降至 50 分貝以下(相當于圖書館環(huán)境聲級) ，配合 ±0.5 弧分的絕對 定位精度， 可滿足手術機器人、精密儀器等對聲學敏感場景的 嚴苛要求。

　　3. 全工況可靠性保障

　　集成天然自鎖功能與 IP65 防護等級，即使在斷電狀態(tài)下 仍能維持關節(jié)姿態(tài)穩(wěn)定。采用 1300MPa 級特種合金鋼內齒， 經 200 萬次負載測試后精度衰減率小于 0.5%，適用于 -40℃ 至 85℃極端環(huán)境。

　　環(huán)面包絡蝸輪蝸桿直驅靈巧手技術，代表了未來靈巧手 發(fā)展的重要趨勢。高自由度、高精度、高自適應性將極大拓展 靈巧手的應用領域， 推動機器人技術的全面發(fā)展和應用普及。

　　未來，隨著技術的進一步成熟，靈巧手將逐步應用于更 復雜的場景，成為機器人產業(yè)發(fā)展的重要驅動力。