靈巧手行業(yè)背景與發(fā)展現(xiàn)狀

　　隨著機(jī)器人技術(shù)的迅猛發(fā)展，靈巧手作為機(jī)器人末端執(zhí) 行器的核心部件， 其性能直接決定了機(jī)器人在復(fù)雜任務(wù)中的表 現(xiàn)和適用范圍。全球靈巧手行業(yè)呈現(xiàn)百花齊放、百家爭(zhēng)鳴的局 面，各企業(yè)不斷探索不同的技術(shù)路線， 以實(shí)現(xiàn)更高的自由度、 更精確的控制以及更廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。

　　靈巧手自由度的定義和行業(yè)亂象

　　當(dāng)前行業(yè)內(nèi)對(duì)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(gè)關(guān)節(jié)宣傳成具有 20 +自由度，但他們 這 20 多個(gè)關(guān)節(jié)不是每個(gè)關(guān)節(jié)都有一套單獨(dú)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可能 只有 6 電機(jī)驅(qū)動(dòng)，這實(shí)際上是 6 自由度，非 20 +自由度。真 正的自由度應(yīng)指每個(gè)關(guān)節(jié)都具備獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電機(jī)， 自由度的數(shù) 量應(yīng)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的數(shù)量相等，而非簡(jiǎn)單以關(guān)節(jié)數(shù)量衡量。

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

　　第一類推動(dòng)式，一般為行星滾珠絲杠或者電缸推動(dòng)連桿 帶動(dòng)動(dòng)手指關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。

　　精確機(jī)械傳動(dòng)，控制精度高。主動(dòng)自由度一般為 6 個(gè)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(fù)雜多變的抓取任務(wù)，手掌太厚，重量偏重。

　　第二類拉動(dòng)式，一般為高強(qiáng)度纖維繩拉動(dòng)手指關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。

　　多根線繩牽引，實(shí)現(xiàn) 20 +自由度。靈活性高，可適應(yīng)復(fù) 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(shí)用性受限。

　　第三類減速器直驅(qū)式：采用環(huán)面包絡(luò)多齒嚙合蝸輪蝸桿 直驅(qū)技術(shù)(全閉環(huán)直接驅(qū)動(dòng)手指關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn))

　　隨著技術(shù)的發(fā)展，一種全新的驅(qū)動(dòng)方式環(huán)面包絡(luò)蝸輪蝸 桿直驅(qū)技術(shù)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(luò)多齒嚙合原理， 并且每個(gè)減速器高 度集成了驅(qū)動(dòng)器、無刷電機(jī)， 編碼器， 可以實(shí)現(xiàn)每個(gè)手指關(guān)節(jié) 用減速器直接驅(qū)動(dòng)，一個(gè)靈巧手里面可以部署 20 多個(gè)這種減 速器，真正實(shí)現(xiàn) 20+ 直驅(qū)自由度。

　　技術(shù)特點(diǎn)

　　高度集成：每個(gè)關(guān)節(jié)模組高度集成，結(jié)構(gòu)緊湊，便于維護(hù)。

　　高精度傳動(dòng)：環(huán)面包絡(luò)蝸輪蝸桿傳動(dòng)可實(shí)現(xiàn)極高的傳動(dòng) 精度，確保抓取動(dòng)作的準(zhǔn)確性。

　　全閉環(huán)控制：實(shí)時(shí)反饋與精準(zhǔn)控制， 響應(yīng)快速、精度高。

　　更強(qiáng)剛性與穩(wěn)定性：直驅(qū)結(jié)構(gòu)減少中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，降低 磨損和故障率。

　　技術(shù)優(yōu)勢(shì)

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

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

　　展品亮點(diǎn)

　　三大展品詮釋技術(shù)突破

　　仿生靈巧手

　　1. 微型化高扭矩設(shè)計(jì)

　　基于微型環(huán)面包絡(luò)蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)，減速機(jī)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(shì)的同時(shí)，單關(guān)節(jié)扭矩密度高達(dá) 3N·m，配合 1300MPa 抗拉強(qiáng)度的特種鋼內(nèi)齒，可穩(wěn)定實(shí)現(xiàn) 25kg 級(jí)握持 力。

　　2. 全關(guān)節(jié)直驅(qū)性能突破

　　通過陶世獨(dú)家微型環(huán)面包絡(luò)制造技術(shù)，靈巧手實(shí)現(xiàn) 20+ 自由度全直驅(qū)控制，每個(gè)關(guān)節(jié)模塊獨(dú)立運(yùn)作且扭矩、精度極高。 可輕松實(shí)現(xiàn)各類復(fù)雜動(dòng)作，其 ±0.015mm 的運(yùn)動(dòng)精度，遠(yuǎn)超 行業(yè)平均 0.05mm 水平。

　　3. 全工況適應(yīng)性增強(qiáng)

　　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(hù)等級(jí)與 50 分貝超靜音設(shè)計(jì)，使其適用于醫(yī)療手 術(shù)、精密裝配等高敏感場(chǎng)景。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)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(shí)。

　X 系列減速機(jī)與模組

　　1. 微型化與大扭矩的極致平衡

　　采用環(huán)面包絡(luò)多齒嚙合蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)，在保持微型化優(yōu) 勢(shì)(整機(jī)重量?jī)H 9-49g)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)單關(guān)節(jié) 1-3N·m 扭矩 輸出，扭矩密度達(dá)到行業(yè)同類產(chǎn)品的 2.3 倍。其 9g 級(jí)超輕 量化設(shè)計(jì)(相當(dāng)于 3 枚硬幣重量) ，為靈巧手關(guān)節(jié)模組節(jié)省 30% 空間，大幅提升人形機(jī)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(yùn)行噪音壓降至 50 分貝以下(相當(dāng)于圖書館環(huán)境聲級(jí)) ，配合 ±0.5 弧分的絕對(duì) 定位精度， 可滿足手術(shù)機(jī)器人、精密儀器等對(duì)聲學(xué)敏感場(chǎng)景的 嚴(yán)苛要求。

　　3. 全工況可靠性保障

　　集成天然自鎖功能與 IP65 防護(hù)等級(jí)，即使在斷電狀態(tài)下 仍能維持關(guān)節(jié)姿態(tài)穩(wěn)定。采用 1300MPa 級(jí)特種合金鋼內(nèi)齒， 經(jīng) 200 萬次負(fù)載測(cè)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(luò)蝸輪蝸桿直驅(qū)靈巧手技術(shù)，代表了未來靈巧手 發(fā)展的重要趨勢(shì)。高自由度、高精度、高自適應(yīng)性將極大拓展 靈巧手的應(yīng)用領(lǐng)域， 推動(dòng)機(jī)器人技術(shù)的全面發(fā)展和應(yīng)用普及。

　　未來，隨著技術(shù)的進(jìn)一步成熟，靈巧手將逐步應(yīng)用于更 復(fù)雜的場(chǎng)景，成為機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。