機械手末端執行器行業分析

1. 什么是機械手？

機械手是一種能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。機械手可以通過編程來完成各種作業，其特點一方面是可代替人的繁重勞動，以實現生產的機械化和自動化，另一方面機械手能在有害環境下操作以保護人身安全。

2. 機械手的構成

末端執行器簡介

1.末端執行器簡介

末端執行器是機械手的執行機構，也就是機器人的手部，是裝在機器人手臂上直接抓握工件或執行作業的部件，具有夾持、運輸、放置工件到某一個位置的功能。對于機器人來說，手部是完成作業好壞的關鍵部件之一。

2.末端執行器的分類2.1 按驅動方式分類

2.2 按形態分類

按形態分類，又可分為無指（吸盤）,平行二指、多指（主要是三指和五指），其中以平行二指用的最多。

3. 主流的末端執行器3.1 吸盤

3.2平行兩指

平行兩指可以通過液壓，氣動和電動控制，結構比較簡單，工業上應用比較成熟。

3.3軟體夾爪

軟體夾爪，是應用軟材料設計制造的軟體手。軟體手應用柔性材質可達成變形的效果，軟體夾爪無需預先知道其準確 的形狀和尺寸，能夠自適應地包覆住目標。另一方面其夾爪手指部分由柔性材質構成，抓持動作輕柔，尤其適合于抓取易損傷的物體的場景。

工業自動化市場發展至今，重型，簡單的體力勞動已被成熟的方案解決，現在留下的機器換人難題集中在多品類，異性易損物品的自動化生產方面，如手機邊框，屏幕，軟包鋰電池，保溫杯內膽，生鮮食品，化妝品等，受限于柔性夾治具缺失問題智能采取人工上下料，大大限制了生產企業的產能，這是全球行業內普遍存在的問題，軟體夾爪根據他的柔性以及可變形性可以很好的解決這一問題。

3.4多指靈巧手

多指靈巧手目前主要為電力驅動，形態上以三指和五指的居多。

由于價格昂貴，以及下游醫用假肢、服務機器人沒有大規模放量，因此目前多用于實驗室科研。多指靈巧手的優點是擁有更多的自由度，更能適應復雜的環境。

末端執行器的市場應用和市場空間

1. 市場應用

末端執行器作為機器人不可分割的一部分，其市場應用取決于機器人的發展。根據機器人的應用環境，國際機器人聯盟（IFR）將機器人分為工業機器人和服務機器人，考慮到我國在應對自然災害和公共安全事件中，對特種機器人有著相對突出的需求，中國電子學會將機器人劃分為工業機器人，服務機器人和特種機器人三類，主要應用于汽車，電子，家庭服務，醫療服務，軍事應用和極限作業等領域。

2. 市場空間

全球機器人市場規模持續擴大，工業，特種機器人市場增速穩定，服務機器人增速突出。2018年全球機器人市場規模達到298億美元，2013-2018年的平均增長率約為15.1%。其中，工業機器人168.2億美元，服務機器人92.5億美元，特種機 器人37.5億美元，占比分別為56%、31%、13%。

當前，我國機器人市場進入高速增長期，工業機器人連續六年成為全球第一大應用市場，服務機器人需求潛力巨大，特種機器人應用場景顯著擴展。2018年，我國機器人市場規模達到87.4億美元。其中，工業機器人62.3億美元，服務機器人 18.4億美元，特種機器人6.7億美元，占比分別為71%、21%、8%。

隨著機器人市場的快速發展，末端執行器也獲得了很大的增長空間，根據Global Market Insights，Inc研究報告顯示，機器人末端執行器市場的收入在2018年超過25億美元，預計到2025年將達到65億美元大關，2019年至2025年間增長14％。

末端執行器的市場競爭情況

目前全球較為成熟的末端執行器生產公司均以歐美日公司為主，實力較強的公司有SCHUNK、FESTO、RIGHTHAND Labs、ROBOTIQ、SMC、SoftRobotics、Grabit、IAI等，中國的末端執行器市場幾乎被這些國外產品所壟斷。

1. 全球知名企業

2. 國內企業

2.1 吸盤

（1）傳統吸盤

傳統吸盤主要包括電磁吸盤和真空吸盤，由于電磁鐵、真空泵、空壓機等產品在工業制造中使用的時間已經較長，國內的供應商成立時間也較早，數量眾多，相對分散，下表為該領域的部分領先公司。

（2）新興高科技吸盤

2.2 平行兩指夾爪

兩指夾爪分為液壓夾爪、氣動夾爪、電動夾爪幾類。其中液壓夾爪、和氣動夾爪發展相對成熟，電動夾爪為近年來末端執行器的新型領域。

（1）液壓夾爪

（2）氣動夾爪

傳統氣動夾爪在國內的使用也有一定的歷史，領先公司主要集中在長三角和珠三角地區。

（3）電動夾爪

電動夾爪的發展相對早期，下表為布局電動夾爪的一些初創公司。

2.3軟體夾爪

2.4多指靈巧手

多指靈巧手從形態上大致可分為三指靈巧手和五指靈巧手，其中五指靈巧手更接近人手。目前多指靈巧手整體沒有大規模放量。

總結

1.市場價值

隨著工業4.0的到來，越來越多的重復體力勞動場景逐漸出現各式各樣的機械手臂的身影，他們或靈活精巧，或舉重若輕。機械手的大量應用，不僅標志著工業智能化的到來，同時也是未來機器人迭代人類勞動力的必經之路。

目前機器人在國內市場競爭異常激烈，末端執行器作為機器人的關鍵部件之一，他直接決定了機器人工作的質量和效率，末端執行器將為目前整個機器人市場創造更多的競爭力和價值。2.發展空間目前全球較為成熟的末端執行器生產公司均以歐美日公司為主，中國的末端執行器市場幾乎被國外產品所壟斷，這也是給國內真正具有實力的企業的發展機會，基于成本和本地化的優勢，國內有實力的末端執行器企業擁有非常大的成長空間。

3.存在的問題

價格昂貴。目前，對于中高端的末端執行器動輒十幾萬，即使是常用的平行兩指電動夾爪，國外產品也動輒上萬，對用戶來講，投資太高，回報周期長，這是限制行業的應用和發展一大問題，但一邊隨著人口紅利消失，工人工資不斷提升，另一面是國產替代進口，不斷降低產品價格，可以看到未來廣泛應用的趨勢。

定制化強。末端執行器的種類至少在四十種以上，而且很多需要根據客戶需求定制，這就導致無法向通用機器人那樣大量出貨，限制了行業快速發展。

4.發展方向

軟體材料。軟體手應用柔性材質可達成變形的效果，能夠自適應地包覆住目標物體，而無需預先知道其準確的形狀和尺寸，有望解決異形、易損物品大規模自動化生產問題。而且通過食品藥品安全認證，在食品、藥品、生鮮果蔬以及3c電子分揀等場景都能很好應用，有一定通用性，容易起量。

多指靈巧手。雖然現在多用于實驗室科研，尚未大規模量產和工業使用，同時價格昂貴，但是最接近人手的產品，擁有更多的自由度，更能適應復雜的環境，可完成多任務，通用性極強，能夠實現多種構態間的靈活變換，具有捏、夾、握等多樣化的抓持與操作能力，大大超越了傳統多指機器手的功能范圍。

靜電吸盤/范德華力吸盤。從行業需求來看，汽車和半導體等電子設備對機器人的需求日益增長，半導體行業對機器人的要求十分嚴格，不僅要滿足無塵空間要求，對極為微小的器件需要高精準的定位，放置。靜電吸盤/范德華力吸盤能在大氣和真空環境下同時使用，能吸附導體、半導體、絕緣體及多孔材料，適用于半導體、面板顯示、光學等領域。

審核編輯 ：李倩