人形機器人“好用”的關(guān)鍵 特斯拉Optimus22自由度靈巧手方案解析

人體結構是最適應現代文明的進(jìn)化形態(tài)，同理，“人造人”是最貼近人類(lèi)日常生產(chǎn)生活需求的機器人形態(tài)。將自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)轉變?yōu)槿嵝灾圃燔?chē)間，需要尋求智能的解決方案，而這種解決方案可以由靈巧手和人形機器人來(lái)締造，并且有機器學(xué)習 和類(lèi)腦智能技術(shù)的加持，數字化的日常生活都能成為人形機器人的學(xué)習資料，智能性將持續深化。可以讓機器人像人一樣使用工具的靈巧手，是提升機器人柔性操作能力的關(guān)鍵部件，是柔性制造避不開(kāi)的一環(huán)。

特斯拉OptimusGen3 靈巧手有三大變化，三大變化均指向絲杠用量提升

我們推測，特斯拉下一代靈巧手方案是N自由度、N 腱繩、N 執行器方案。根據10月10日特斯拉在發(fā)布會(huì )上的演示視頻，特 斯拉新一代靈巧手采用腱繩驅動(dòng)的傳動(dòng)方式，肌腱的一端固定在指尖(骨骼)中，另一端連接到執行器(肌肉)。目 前Opimus 靈巧手自由度為22個(gè)，已與人手處于相當水平。我們推測，特斯拉手部執行器數量在17/22個(gè)。

驅動(dòng)器外置帶來(lái)自由度提升：驅動(dòng)器后置集成在手臂上可以放入更多的驅動(dòng)器，直接增加靈巧手的自由度；

采用絲杠替代蝸桿：二者作用均是將旋轉運動(dòng)轉變?yōu)橹本�(xiàn)運動(dòng)，采用絲杠能有效提升靈巧手的精度和載荷能力，提高傳 動(dòng)效率；

采用腱繩替代扭力彈簧：上一代機器人手指伸展主要依靠扭力彈簧復原，但現在采用一根單獨的腱繩完成伸展，靈活性 進(jìn)一步提高。

靈巧手工程量占據Optimus工程量的50%。靈巧手作為機器人上最重要的末端執行器，我們認為其設計和構造必然會(huì )隨著(zhù) 機器人的應用場(chǎng)景改變而改變。現階段仍然沒(méi)有辦法打造出同時(shí)具備低成本、長(cháng)壽命、高精細化的靈巧手。這一代22自由 度的Optimus靈巧手已經(jīng)在自由度上接近人手，但腱繩結構還是存在一定程度上的不足。在實(shí)際應用中出于實(shí)用性和成本 考慮，靈巧手必然、會(huì )迭代出多個(gè)版本，使得不同場(chǎng)景中的機器人可以靈活搭配上不同靈巧手來(lái)完成相對確定場(chǎng)景中的工 作 。應用場(chǎng)景特性不同，采購不同版本的靈巧手的成本會(huì )低于采購不同版本的機器人，靈巧手是機器人走向“好用”的關(guān) 鍵。

靈巧手關(guān)鍵零部件解析

靈巧手價(jià)值量最高的三個(gè)部件即絲杠、電機、減速器，推薦標的包括：

1)絲杠：雙林股份、貝斯特、北特科技、五洲新春；

2)空心杯電機和減速器：鳴志電器、兆威機電、雷賽智能；

3 ) 總 成 ：捷昌驅動(dòng)、兆威機電。

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