随着通用人工智能浪潮的到来，人形机器人正从科幻走向现实，而作为其与物理世界交互的核心部件——灵巧手，无疑是决定其“可用性”与“通用性”的关键。一双能够媲美甚至超越人手的灵巧手，是机器人走出实验室、融入各行各业的“必备通行证”。2025年，全球人形机器人领域的竞争已进入白热化阶段。为了抢占技术制高点，各大主流厂商纷纷亮出“杀手锏”，在灵巧手技术上展开了一场无声的技术竞赛。本文梳理了2025年傅利叶智能、智元机器人、帕西尼、星尘智能、星动纪元这五家头部本体企业的最新灵巧手专利，剖析其技术路径、核心优势，对比分析其技术侧重点和方案的独特性，供大家参考。智元机器人在2025年最新的专利中（CN120307326A+CN120503238A），明确展示了其在灵巧手高自由度驱动方案与任务构型自适应方面的技术野心。一方面，通过高度集成的并联直线驱动机构，在紧凑空间内实现了单指三主动自由度的复杂运动，并优化了驱动器布局以实现更仿人的手掌形态。另一方面，通过手指根部的自旋功能，实现了灵巧手在不同手指数量构型间的灵活切换，以适应不同复杂度的抓取任务。灵巧手手指、灵巧手和机器人 (CN120307326A)该专利旨在解决现有具备三主动自由度的灵巧手手指因驱动结构复杂而导致整体尺寸过大的问题。在有限的手掌空间内实现手指的侧摆、屈伸等多自由度运动，同时保持结构的紧凑性和仿人外形，是当前灵巧手设计领域的一大挑战。其核心技术方案是一种基于并联直线驱动的“三自由度手指驱动模块”。它巧妙地使用了三个独立的直线驱动组件来控制单个手指的运动。其中，第一和第二直线驱动组件并联工作，通过协同推拉与第一指节相连的两个不同连接点，共同实现第一指节（相当于掌指关节）的侧摆（绕第一轴线转动）和屈伸（绕第二轴线转动）两个自由度的运动。第三直线驱动组件则独立控制后续指节组件（相当于指间关节）的屈伸运动。尤为关键的是，这三个直线驱动组件在手掌基板内的布局经过了精心设计，其投影距离会随着朝向手指的方向逐渐减小，使得整体驱动模组占据的空间更接近人类手掌的自然形状。此方案的技术优势在于，它用结构相对简单的直线驱动组件取代了复杂的齿轮或腱绳传动，提升了系统的刚性、可靠性与控制精度。同时，其独特的空间布局方式，不仅有效缩小了灵巧手的尺寸，使其外形更接近人手，还有利于充分利用手掌内部空间，提高了手掌的仿人程度和空间利用率，为实现高性能、高集成度的灵巧手提供了可行的工程路径。该专利聚焦于解决传统灵巧手构型固定、无法适应多变任务场景的局限性。例如，处理大型或不规则物体时可能需要三指稳定支撑，而抓取细小物体时两指对捏则更为灵活高效。如何让一只手能够根据任务需求，在不同的手指构型之间动态切换，是提升其“通用性”的关键。该专利的核心创新在于引入了“自旋驱动组件”。每一个手指组件的根部都连接着一个独立的自旋驱动组件，该组件能够驱动整个手指绕着垂直于手掌的轴线进行自旋（旋转）。通过精确控制每个手指的自旋角度，灵巧手可以实现多种工作构型。例如，它可以将三根手指的转动轴线调整为等腰三角形分布，形成稳定的三指抓握模式；也可以将其中两根手指旋转至相对位置，同时将第三根手指旋转至靠近手掌基板的位置（相当于“折叠收纳”），从而切换为灵活的两指抓握模式。这项技术的核心优势在于赋予了灵巧手“构型重塑”的能力，使其不再局限于固定的“几指手”。这种灵活性使得机器人能够根据任务目标和工作环境，动态选择最优的抓取策略，无论是需要稳定性的三点支撑，还是需要灵活性的两点对捏，都能在同一硬件平台上实现。这极大地拓宽了灵巧手的应用场景，是迈向通用型操作的关键一步。傅利叶智能在2025年的专利布局中，展现出对灵巧手内部结构优化与功能多样性的高度重视。其技术核心在于通过创新的机械设计，一方面解决手掌内部驱动单元与电子器件的干涉问题，提升整体结构的稳定性与合理性；另一方面，通过引入可切换刚柔状态的指关节，赋予灵巧手更强的任务适应性，使其能够在精确抓取与柔性交互之间自如切换。该专利旨在解决现有灵巧手因内部空间局促，导致运动部件与电子线束极易发生干涉，从而影响工作稳定性的核心痛点。随着灵巧手自由度的增加，手掌内部需要容纳更多的驱动单元、控制模块及复杂的线束，如何进行合理高效的空间布局，是提升灵巧手性能的关键。其核心技术方案是在手掌内部设计了多个“安装臂”结构。这些安装臂巧妙地将手掌的容纳腔分隔为上、下两个独立空间。上安装空间专门用于布置带动手指摆动的驱动单元，而下安装空间则用于容纳两块上下排列的电路板，一块用于连接驱动单元的导线，另一块集成主控制模块。这种物理隔离的设计，从根本上杜绝了驱动单元的运动部件与电路板、线束发生干涉的可能性。这项设计的技术优势显而易见：首先，它极大地提升了灵巧手的运行稳定性与可靠性，避免了因内部干涉导致的故障。其次，通过对内部空间进行功能分区，使得手掌内部的布局更为清晰、合理，便于组装与维护。最后，上下双层电路板的设计也为更复杂的传感器集成和功能扩展预留了充足的空间，提升了灵巧手的可扩展性。灵巧手的手指组件及灵巧手 (CN119795223A)这项专利关注的是灵巧手在执行多样化任务时的适应性与安全性问题。传统的灵巧手指关节通常为刚性结构，在执行抓取任务时表现良好，但在进行拨动、推动等与外界环境发生刚性接触的任务时，容易因冲击而损坏驱动单元或指节结构，这限制了灵巧手的应用场景。为解决这一问题，该专利提出了一种可在刚性与柔性状态间切换的创新手指关节设计。其核心在于远指节与近指节之间通过一个“连接座”相连，而远指节与连接座之间可以通过一个“锁止件”（如锁紧螺钉）实现可拆卸的固定。当锁止件锁紧时，远指节与连接座刚性连接，手指处于适合精确抓取的“第一状态”；当移除锁止件后，手指则进入“第二状态”，此时远指节在外力作用下可以相对于连接座转动。同时，设计中还加入了一个“缓冲件”（如扭簧或磁铁），使得在第二状态下，远指节始终保持着向外的预紧力，并在受到向内的外力时能够进行缓冲。该方案的技术优势在于赋予了单个手指组件两种截然不同的工作模式，极大地扩展了灵巧手的适用范围。在需要高刚性的抓取任务中，它可以保证操作的稳定性与精度；而在需要与环境进行柔性交互的任务中（如拨动开关、推开物体），它又能通过柔性缓冲保护自身结构免受刚性冲击的损害，显著提升了灵巧手的鲁棒性与环境适应能力。帕西尼在2025年的专利中，展现了其在灵巧手感知系统上的深厚积累和前瞻性布局。其技术路径的核心是构建一个高度集成且数据同步的多模态感知系统。通过在硬件层面使用可编程芯片（FPGA）实现视觉与多路触觉信号的同步采集，解决了数据异步带来的感知延迟与不确定性问题。同时，其将视觉传感器创新性地集成于掌心，为机器人手提供了独特的“掌心视角”，极大地提升了操作过程中的感知能力。一种灵巧手的控制电路、灵巧手及机器人 (CN120178727A)该专利主要解决现有灵巧手在集成多种传感器时面临的两大技术难题：一是视觉信号通常需要通过长数据线直连上位机，限制了灵巧手的活动范围和应用场景；二是多个触觉传感器的信号采集往往采用分时采样，无法保证数据的同步性，影响了对接触状态的精确判断。其核心技术方案是设计了一套基于可编程芯片（FPGA）的高度集成化控制电路，该电路直接内置于灵巧手内部。该FPGA芯片内部署了一个“同步信号发生模块”，该模块能够生成统一的同步触发信号，并将其同时发送给多个用于采集触觉信号的“第二数据采集模块”。这确保了所有触觉传感器能在同一时刻进行数据采样，实现了硬件层面的严格同步。同时，视觉信号也通过FPGA上的“第一数据采集模块”进行采集，摆脱了对外部上位机的直接依赖。此方案的技术优势在于，它从根本上解决了多路触觉信号的同步采集问题，显著提升了采样频率和数据一致性，为精确的力控和物体识别提供了高质量的数据基础。此外，将视觉信号处理集成在手内，使得灵巧手成为一个独立的感知与执行单元，大大增强了其部署的灵活性和应用的广泛性。FPGA的可编程性也使得该电路能够灵活适配不同类型和数量的传感器接口。一种机器人手及机器人 (CN223211393U)传统机器人手在感知物体时，视觉系统（通常位于头部或手腕）与手部执行器存在空间分离，容易产生视角遮挡和标定误差，难以精确感知手与物体在交互瞬间的细微状态。该专利旨在解决这一问题，提升机器人手在操作过程中的信息获取能力。该专利的核心创新在于将图像传感器直接集成到了手掌的掌心位置，且镜头暴露于掌心。为了保证这颗“掌心之眼”拥有开阔的视野，手掌掌心被设计成向内凹陷的“视场避让区”，以防止手掌自身结构对镜头视场造成遮挡。该图像传感器的视场范围被精心设计，能够覆盖从掌心到所有手指末端的关键操作区域，从而可以实时、无遮挡地观测抓取物体的姿态以及手指与物体的接触过程。这项设计的优势是革命性的。它为灵巧手提供了一个无与伦比的“第一视角”，能够捕捉到传统“眼在手上”或“眼在头”方案无法获得的精细交互信息。这不仅极大地提高了抓取操作的成功率和精确性，还为基于视觉的闭环控制、物体识别、姿态估计等高级智能算法提供了最直接、最有效的数据输入，是实现更高水平“手眼协同”的关键技术突破。
星尘智能在2025年的专利展示了其在灵巧手设计上的两条并行探索路径：一是通过精巧的连杆机构实现机械层面的自适应抓取，让一只手能通过纯机械结构切换平行与包络两种夹持模式；二是在高自由度仿人手上，采用高度集成的差分传动机构，通过锥齿轮和柔性传动件的组合，实现用更少的驱动器控制更多的关节运动，追求极致的集成度与灵活性。本专利旨在解决现有机械手结构复杂，且通常只能执行单一夹持模式（平夹或包络）的技术问题。不同的抓取对象需要不同的夹持方式，例如方形物体适合平行夹持，而圆形或不规则物体则更适合包络夹持。如何用一套简洁的机构实现两种模式的自适应切换，是提升机械手通用性的关键。该专利的核心是一种创新的“二合一”夹持单元设计。每个夹持单元由框架件、第一夹持件和第二夹持件等构成一个可变形的四连杆或多连杆机构。通过传动单元驱动，机械手可以呈现两种状态：在“第一夹持状态”下，两个夹持单元的第二夹持件会平行靠近，实现对物体的平行夹持；当夹持过程中，物体触碰到指关节的特定位置时，连杆机构会受力变形，自动切换到“第二夹持状态”，此时第一和第二夹持件会相对转动，形成一个半包围的构型，从多个方向包络并夹持物体。这项设计的最大优势在于其“机械智能”。它不需要额外的传感器或复杂的控制算法，仅依靠机构自身的力学特性，就能根据抓取对象的大小和接触状态，在平行夹持和包络夹持之间进行自适应切换。这种设计不仅极大地简化了机械手的结构和控制系统，降低了成本，还显著提升了其对不同形状物体的适应能力和抓取稳定性。机器人灵巧手及机器人 (CN120095861B)本专利致力于解决多自由度灵巧手驱动系统庞大、集成度低的问题。传统的灵巧手通常一个关节需要一个独立的驱动器，导致手掌部分体积臃肿、重量大。如何用更少的驱动器实现多关节的协同运动，是实现轻量化、高集成度灵巧手的核心挑战。该专利提出了一种基于差分机构的高度集成驱动方案。其核心是巧妙运用了多组锥齿轮和柔性传动件（如钢丝绳）。以食指和中指为例，两个驱动器通过蜗轮蜗杆机构，驱动两组叠置的第一和第二锥齿轮。当两组锥齿轮同向转动时，通过差分效应，实现手指的屈伸运动（指间关节弯曲）；当它们反向转动时，则实现手指的摆动（掌指关节整体摆动）。对于拇指，同样采用了锥齿轮差分机构，实现了其两个正交方向的摆动自由度。此方案的技术优势在于其极高的驱动效率和空间利用率。通过差分传动，成功实现了“两电机驱动三自由度”或“两电机驱动两自由度”的耦合控制，显著减少了所需驱动器的数量，从而为实现更小、更轻、更仿人的灵巧手设计铺平了道路。这种高集成度的设计是未来高性能灵巧手发展的重要方向。
星动纪元在2025年的专利中，清晰地展现了其致力于推动灵巧手技术普及化的战略意图。其技术路线图主要围绕两大核心：一是通过创新的模块化安装结构，实现手指数量和位置的灵活配置，为用户提供高度定制化的解决方案；二是通过研发低成本的指尖触觉传感模组，用巧妙的物理原理替代昂贵的传感器件，旨在降低灵巧手感知系统的门槛，加速其在更广泛领域的应用。一种手指模组安装结构及机械手 (CN119458442A)该专利针对现有可增减手指的机械手普遍存在的手指安装位置固定、无法灵活调整的痛点。不同的任务场景不仅对手指数量有要求，对其空间布局同样有要求，固定的安装点位限制了机械手的适应性。其核心技术方案是在手掌上设计了一个“第一滑动安装部”（类似于滑轨），而在每个独立的手指模组上则设有与之匹配的“第二滑动安装部”（类似于滑块）。用户可以根据需要，将任意数量的第一手指模组通过这个滑轨-滑块结构安装到手掌上，并且可以在滑轨允许的范围内自由调整每个手指的间距和位置。安装位置确定后，通过固定结构（如穿过条形通槽的螺钉）进行锁定。同时，电路连接也采用了“滑触线板”的设计，确保手指无论滑动到哪个位置，都能与手掌保持可靠的电气连接。这项设计的核心优势在于其极致的“模块化”与“可配置性”。它将灵巧手变成了一个可定制的平台，用户可以像搭积木一样，根据具体应用场景自由增减手指数量、调整手指布局，从而以最低的成本构建出最适合当前任务的机械手构型。这种高度的灵活性和便利性，极大地降低了灵巧手的使用门槛，使其能更好地适应多样化的工业或服务场景。灵巧手指尖模组及仿生灵巧手 (CN223071399U)本专利旨在解决现有灵巧手指尖触觉传感器（如多维力传感器或柔性传感器）成本高昂，阻碍其大规模应用的问题。为灵巧手赋予丰富的触觉是实现精细操作和安全交互的前提，但高昂的成本一直是其商业化落地的主要障碍。该专利提出了一种巧妙且成本极低的指尖压力感知方案。其核心是将一个标准的压力传感器（如液压或气压传感器）封装在一个由“指尖壳体”和“指尖橡胶”共同构成的密封“介质腔体”内。腔体内充满了感应介质（如不导电液体或气体）。当外部物体接触并挤压指尖橡胶时，压力会通过不可压缩的介质传递给内部的压力传感器。传感器检测到介质的压力变化，从而间接测量出指尖所受的外部作用力。这项技术的最大优势在于其极高的性价比。它用一个普通、廉价的压力传感器和简单的机械结构，实现甚至超越了传统昂贵触觉传感器的部分功能，能够有效感知接触力的大小。这种设计思路极大地降低了灵巧手感知系统的硬件成本，为实现带有丰富触觉功能的低成本灵巧手提供了切实可行的技术路径，有望加速触觉感知技术在机器人领域的普及。
