机械手末端执行器行业分析

1. 末端执行器简介

末端执行器是机械手的执行机构，也就是机器人的手部，是装在机器人手臂上直接抓握工件或执行作业的部件，具有夹持、运输、放置工件到某一个位置的功能。对于机器人来说，手部是完成作业好坏的关键部件之一。

2.2 按形态分类

按形态分类，又可分为无指（吸盘）,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。

3.2  平行两指

平行两指可以通过液压，气动和电动控制，结构比较简单，工业上应用比较成熟。

3.3  软体夹爪

软体夹爪，是应用软材料设计制造的软体手。软体手应用柔性材质可达成变形的效果，软体夹爪无需预先知道其准确      的形状和尺寸，能够自适应地包覆住目标。另一方面其夹爪手指部分由柔性材质构成，抓持动作轻柔，尤其适合于抓取易损伤的物体的场景。

工业自动化市场发展至今，重型，简单的体力劳动已被成熟的方案解决，现在留下的机器换人难题集中在多品类，异性易损物品的自动化生产方面，如手机边框，屏幕，软包锂电池，保温杯内胆，生鲜食品，化妆品等，受限于柔性夹治具缺失问题智能采取人工上下料，大大限制了生产企业的产能，这是全球行业内普遍存在的问题，软体夹爪根据他的柔性以及可变形性可以很好的解决这一问题。

3.4 多指灵巧手

多指灵巧手目前主要为电力驱动，形态上以三指和五指的居多。

由于价格昂贵，以及下游医用假肢、服务机器人没有大规模放量，因此目前多用于实验室科研。多指灵巧手的优点是拥有更多的自由度，更能适应复杂的环境。

1. 市场应用

末端执行器作为机器人不可分割的一部分，其市场应用取决于机器人的发展。根据机器人的应用环境，国际机器人联盟（IFR）将机器人分为工业机器人和服务机器人，考虑到我国在应对自然灾害和公共安全事件中，对特种机器人有着相对突出的需求，中国电子学会将机器人划分为工业机器人，服务机器人和特种机器人三类，主要应用于汽车，电子，家庭服务，医疗服务，军事应用和极限作业等领域。

2.  市场空间

全球机器人市场规模持续扩大，工业，特种机器人市场增速稳定，服务机器人增速突出。2018年全球机器人市场规模达到298亿美元，2013-2018年的平均增长率约为15.1%。其中，工业机器人168.2亿美元，服务机器人92.5亿美元，特种机 器人37.5亿美元，占比分别为56%、31%、13%。

当前，我国机器人市场进入高速增长期，工业机器人连续六年成为全球第一大应用市场，服务机器人需求潜力巨大，特种机器人应用场景显著扩展。2018年，我国机器人市场规模达到87.4亿美元。其中，工业机器人62.3亿美元，服务机器人 18.4亿美元，特种机器人6.7亿美元，占比分别为71%、21%、8%。

随着机器人市场的快速发展，末端执行器也获得了很大的增长空间，根据Global Market Insights，Inc研究报告显示，机器人末端执行器市场的收入在2018年超过25亿美元，预计到2025年将达到65亿美元大关，2019年至2025年间增长14％。

目前全球较为成熟的末端执行器生产公司均以欧美日公司为主，实力较强的公司有SCHUNK、FESTO、RIGHTHAND Labs、ROBOTIQ、SMC、SoftRobotics、Grabit、IAI等，中国的末端执行器市场几乎被这些国外产品所垄断。

1. 全球知名企业

2.  国内企业

2.1 吸盘

（1）传统吸盘

传统吸盘主要包括电磁吸盘和真空吸盘，由于电磁铁、真空泵、空压机等产品在工业制造中使用的时间已经较长，国内的供应商成立时间也较早，数量众多，相对分散，下表为该领域的部分领先公司。

2.2 平行两指夹爪

两指夹爪分为液压夹爪、气动夹爪、电动夹爪几类。其中液压夹爪、和气动夹爪发展相对成熟，电动夹爪为近年来末端执行器的新型领域。

（1）液压夹爪

（2）气动夹爪

传统气动夹爪在国内的使用也有一定的历史，领先公司主要集中在长三角和珠三角地区。

（3）电动夹爪

电动夹爪的发展相对早期，下表为布局电动夹爪的一些初创公司。

2.3软体夹爪

2.4 多指灵巧手

多指灵巧手从形态上大致可分为三指灵巧手和五指灵巧手，其中五指灵巧手更接近人手。目前多指灵巧手整体没有大规模放量。

1.市场价值

随着工业4.0的到来，越来越多的重复体力劳动场景逐渐出现各式各样的机械手臂的身影，他们或灵活精巧，或举重若轻。机械手的大量应用，不仅标志着工业智能化的到来，同时也是未来机器人迭代人类劳动力的必经之路。

3. 存在的问题

价格昂贵。目前，对于中高端的末端执行器动辄十几万，即使是常用的平行两指电动夹爪，国外产品也动辄上万，对用户来讲，投资太高，回报周期长，这是限制行业的应用和发展一大问题，但一边随着人口红利消失，工人工资不断提升，另一面是国产替代进口，不断降低产品价格，可以看到未来广泛应用的趋势。

定制化强。末端执行器的种类至少在四十种以上，而且很多需要根据客户需求定制，这就导致无法向通用机器人那样大量出货，限制了行业快速发展。

4.  发展方向

软体材料。软体手应用柔性材质可达成变形的效果，能够自适应地包覆住目标物体，而无需预先知道其准确的形状和尺寸，有望解决异形、易损物品大规模自动化生产问题。而且通过食品药品安全认证，在食品、药品、生鲜果蔬以及3c电子分拣等场景都能很好应用，有一定通用性，容易起量。

多指灵巧手。虽然现在多用于实验室科研，尚未大规模量产和工业使用，同时价格昂贵，但是最接近人手的产品，拥有更多的自由度，更能适应复杂的环境，可完成多任务，通用性极强，能够实现多种构态间的灵活变换，具有捏、夹、握等多样化的抓持与操作能力，大大超越了传统多指机器手的功能范围。

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