随着人形机器人从实验室走向真实应用，灵巧手正在成为产业竞争的又一个关键环节。机器人要完成抓取鸡蛋、拧瓶盖、拿取工具、整理物品等任务，仅仅拥有能够运动的机械臂还远远不够，还需要一套具备多自由度、高精度和力控能力的灵巧手。

而在灵巧手内部，传动系统就是连接“动力”和“动作”的核心。一端是电机、执行器等动力来源，另一端是手指的各个关节，中间如何完成动力传递，将直接影响灵巧手的力量、速度、精度、重量和可靠性。

目前，从机械传动方式来看，行业中较具代表性的路线主要包括连杆传动、腱绳传动和直驱传动三类。三种方案各有侧重，也对应着灵巧手轻量化、高自由度和高性能发展的不同技术思路。

为什么灵巧手需要复杂的传动系统？

很多人看到灵巧手，会直观地认为只需要“一个关节配一个电机”即可。但真正做过机器人结构设计就会发现，在一只尺寸接近人手的设备中，同时放入十几个甚至二十多个自由度的电机、减速器、编码器和传感器，并不是一件容易的事情。

对于需要快速运动的灵巧手来说，末端重量增加还会带来更大的惯量，使机器人需要消耗更多能量才能完成快速屈伸和精细操作。因此，灵巧手的机械设计实际上一直在解决一个核心矛盾：既要让手指拥有足够大的输出力，又要让它足够轻、足够灵活，还要能够在有限空间内集成多个自由度。

连杆、腱绳和直驱，就是针对这一问题形成的三种不同解决方案。

• 连杆：通过刚性机械结构传递动力；

• 腱绳：把电机远置，通过柔性腱绳传递动力；

• 直驱：尽可能让电机直接驱动关节，减少中间传动环节。

一、连杆传动：用“机械骨骼”带动手指

连杆传动是机器人领域非常经典的一种机械传动方式。它通过连杆、转轴、齿轮等刚性结构，将电机产生的旋转运动转换成手指关节的屈伸和摆动。根据结构设计不同，可以形成二杆、四连杆、五连杆以及更加复杂的多连杆机构。

其最大的特点就是刚性强、传力明确、运动关系容易设计。

例如，一个电机可以通过四连杆机构同时带动手指的多个关节，使它们按照预定的运动轨迹进行协同。这样一来，并不需要每个关节都配备独立电机，在降低执行器数量的同时，还可以实现一定程度的欠驱动和机械自适应。

连杆路线具有以下优势：

• 第一是刚性和传力能力较强。由于动力主要通过刚性零部件进行传递，不像腱绳那样容易受到弹性伸长和张力变化影响，因此在需要稳定输出和重复运动的场景中具有优势。

• 第二是运动关系相对确定。通过改变连杆长度、转轴位置以及机构尺寸，可以对手指的运动轨迹进行设计，使其完成特定的屈伸、夹持或者协同动作。

• 第三是技术成熟度较高。连杆机构在工业机器人、机械手等领域已经有大量应用经验，其设计、加工和装配体系相对成熟。

但连杆最大的优势——刚性，也带来了它的限制。当灵巧手的自由度不断增加，需要布置的连杆、轴承、转轴等机械零部件也会越来越多，结构容易变得复杂，重量和装配难度随之增加。同时，刚性机构具有较强的运动约束，手指的运动轨迹更多由机械结构决定。如果希望机器人实现类似人手一样高度自由、柔顺的动作，就需要更加复杂的机械设计。

因此，连杆路线更适合强调刚性、负载能力、运动确定性和结构可靠性的灵巧手方案。

代表企业包括

灵心巧手 L20——Linker Hand L20是一款具备20个主动自由度的高性能灵巧手，可以模拟接近人手的自然抓取方式，能够实现更丰富、更精细的操作。采用连杆传动方式与自研电机驱动，能够实现精准控制与运动表现。

傅利叶 FDH-6——采用空心杯电机与连杆传动组合方案，整体重量控制在515克，测试环境下可实现30万次稳定持久作业。

兆威机电 LM06——采用连杆传动方案，拥有 6 个主动自由度、16 个整体自由度，通过掌内电机配合连杆机构实现手指多关节协同运动，具备约 20 公斤级抓握负载能力，适用于工业制造等对抓握力和稳定性要求较高的场景。

二、腱绳传动：把“肌肉”藏起来，让手指更轻

如果说连杆像机器人的“骨骼”，那么腱绳就更像人体手部的“肌腱”。

腱绳传动原理：腱绳模拟了人手的肌腱结构，使得驱动器远离了执行机构，减轻末端的负载和惯量，灵活性大大提升。在几大传动方式中，腱绳更节省空间，适用于空间狭小、且需要自由度数目较多的传动结构。

从结构上看，腱绳系统通常由驱动电机、绳轮、腱绳、导向结构和关节等组成。电机可以不必直接安装在每一个关节附近，而是通过腱绳将动力“远距离”传递到需要运动的位置。

灵巧手腱绳材料主要包括金属材料和高性能纤维材料两大类。传统方案多采用不锈钢丝绳等金属材料，具有强度高、耐磨性好等特点；随着灵巧手向轻量化和高自由度发展，UHMWPE（超高分子量聚乙烯）、芳纶、LCP纤维等高性能纤维受到更多关注。

对于灵巧手来说手指越轻，运动惯量越小，机器人完成快速屈伸、抓取和调整动作时就越灵活。

腱绳路线最大的优势就是轻量化。电机可以集中布置在手掌或者前臂，手指内部只需要保留腱绳、导向结构等部件，从而降低末端执行器的重量。此外，腱绳具有较大的布置自由度。通过设计不同的绕线和导向方式，可以实现单关节驱动，也可以实现多个关节之间的协同运动。这对于需要高度仿生的灵巧手非常重要。

代表企业包括

特斯拉 Optimus——“腱绳+丝杠”混合路线。采用腱绳与丝杠相结合的混合传动，通过电机驱动丝杠产生直线运动，再配合腱绳将动力传递至手指关节，在有限空间内实现多关节协同运动，兼顾了结构紧凑、重量控制、输出能力和运动灵活性，

星尘智能——全身腱绳驱动路线的代表企业。 星尘智能在机器人本体和灵巧手中均采用腱绳驱动技术，通过电机配合腱绳将动力传递至关节，形成区别于传统刚性传动的“刚柔耦合”方案。

三、直驱传动：减少中间环节，追求快速响应

直驱结构是指电机直接驱动手指关节，省去中间的传动机构（如齿轮、皮带、腱绳等），实现电机轴与关节的直接连接。直驱方案通常需要使用高扭矩密度的电机，如力矩电机或定制设计的电机。

工作原理：电机输出轴直接连接到手指关节，电机的旋转运动直接转化为关节的旋转。由于没有中间传动环节，控制更加直接，响应速度更快。直驱方案可以是全驱动或欠驱动设计，但全驱动设计更为常见。

直驱路线最突出的特点是动力传递直接、响应速度快、控制链路短。在理论上，中间传动环节越少，齿轮间隙、腱绳弹性、机械摩擦等因素造成的影响就越小，因此更加有利于实现精确的位置和力矩控制。

对于需要进行精细操作的灵巧手来说，这一点非常重要。例如机器人需要拧瓶盖、插拔连接器、操作工具时，不仅要求手指“到达指定位置”，还需要根据接触状态不断调整输出力。、

直驱方案配合高精度编码器、力矩传感器等器件，可以构建更加直接的关节控制闭环，因此在追求高动态、高精度的灵巧手中具有较大的发展潜力。

但直驱并不意味着结构一定更简单。它面临的最大问题是力矩密度与体积重量之间的矛盾。如果电机太小，输出力矩可能不足；如果电机做大，又会增加灵巧手的重量和体积。因此，直驱路线对于电机的小型化、高功率密度以及散热能力提出了较高要求。

代表企业包括

星动纪元 XHAND1——全直驱灵巧手代表，采用12个全主动、全直驱自由度设计，通过将微型执行器直接集成到手指关节中，单手最大握力可达80N，单手最大负载达到25kg，在保持接近人手尺寸的同时兼顾力量、灵活性和控制精度，适用于抓取、工具操作及精细装配等任务。

舞肌科技——WUJI Hand采用全直驱方案，将电机内置于手指，拥有20个全主动自由度，强调高自由度、快速响应和精细操作。

四、三条路线，到底应该怎么选？

从技术逻辑来看，三条路线并不是简单的“谁先进、谁落后”，而是在解决不同的问题。

连杆解决的是“如何稳定传力”；腱绳解决的是“如何让手指更轻、更灵活”；直驱解决的是“如何减少传动环节、提高响应和控制性能”。

如果灵巧手更强调负载能力、刚性和机械结构的确定性，连杆方案具有优势；

如果更加关注手指重量、仿生结构以及高自由度运动，腱绳方案更具吸引力；

如果产品更加重视高响应、高精度和力控能力，那么直驱路线则具有较大的发展潜力。

但对于真正的产业化产品来说，还需要进一步考虑成本、制造难度、装配效率、寿命和维护难度。一只灵巧手可能实验室性能非常优秀，但如果制造成本过高、装配复杂或者长期运行可靠性不足，同样很难实现大规模应用。

所以，灵巧手传动路线的选择，本质上是一场综合性能的平衡。

未来并非“三选一”，混合传动可能成为重要方向

比如2026WRC，因时机器人首次发布24自由度腱绳混合驱动灵巧手——RH524J1系列。

新品采用超仿生结构设计，拥有手指22个、手腕2个共24个主动自由度，运用腱绳与直驱混合驱动方案，在实现高度仿人运动能力的同时，兼顾出色的力量输出与控制精度。

感知层面融合接近觉、触觉与深度视觉；模块化构型与高效热管理方案，全面保障安全交互与可靠运行。

值得注意的是，随着灵巧手向更高自由度和更复杂任务发展，未来的技术路线可能并不是“三选一”，而是逐渐出现混合式传动。机器人抓取一个鸡蛋时，仅仅知道手指的位置远远不够。它还需要知道鸡蛋是否已经接触、当前压力有多大、物体是否发生滑动，以及抓取力是否需要进一步调整。

传动机构负责让手指到达目标位置，触觉和力传感器负责获取接触信息，控制系统再根据这些反馈实时调整电机输出。最终形成“运动—感知—反馈—再运动”的闭环控制。

这也是为什么未来灵巧手的竞争，不会仅仅停留在电机、减速器和传动机构层面，而会逐渐转向执行器、传动、传感器、控制芯片和算法的系统级竞争。

从产业发展的角度来看，未来灵巧手真正值得关注的，或许不是“哪一种传动路线最终胜出”，而是谁能够把电机、传动、传感和控制真正融合起来，在性能、重量、成本与可靠性之间找到最佳平衡。