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特斯拉三代灵巧手：演进历程与核心供应链梳理

ai 2025/9/6 3:23:57

人形机器人的商业化进程中，技术突破的焦点正悄然转移 —— 此前集中突破的下肢行走、跳跃等运动能力逐步完善，而一度不太被关注的上肢灵巧手，已从技术 “配角” 蜕变为决定机器人核心价值的关键要素，成为其操作性能的硬件核心载体。

若说大模型为机器人赋予 “思考” 的能力，那么灵巧手便是将这种思考转化为真实动作的 “桥梁”—— 没有足以精准抓握鸡蛋、灵活拧动螺丝的指尖控制，再先进的算法也只能停留在虚拟层面；缺乏适配极端工况的结构强度与感知精度，再强大的 AI 也无法在工业装配或家庭场景中完成实用任务。

灵巧手的性能边界，直接定义了机器人在物理世界中的功能上限，从力控精度到自由度设计，从材料耐久性到多模态感知集成，每一处细节的突破，都在拓宽人形机器人与世界交互的维度。

本文通过系统梳理特斯拉三代灵巧手的演进历程，希望能够为行业从业者预判灵巧手未来发展路径、制定技术研发与商业化策略提供一些有价值的参考。

一、特斯拉第一代灵巧手

2022年10月1日（中国北京时间），在特斯拉AI Day上，特斯拉推出人形机器人Optimus 原型机，并展示了其第一代灵巧手。

该灵巧手采用仿生的五指结构设计，单手拥有11个自由度，其中，6个主动自由度（手指内置6个空心杯电机，拇指分配2个，其余手指各1个），单手最大可负载9公斤，能够完成简单的抓取和放置任务。此外，还采用反向自锁设计，可使手指在断电状态下依然维持抓握形态，强化了灵巧手的实用性和可靠性。

第一代灵巧手相关参数和性能

在传动设计上，该灵巧手采用蜗轮蜗杆传动机构，具有以下优点：具备自锁能力，能在断电时维持抓取状态；传动速比高，因此输出扭矩大，可提供较大的抓取力；尤其适用于空间有限、两轴交错且需较大减速比的场景。

然而，该传动方式也存在一定缺点：一方面，自锁特性限制了侧向摆动的自由度，影响了高精度抓取的操作能力；另一方面，蜗杆与蜗轮齿面间主要为滑动摩擦，导致传动效率相对较低、易磨损且寿命较短。

二、特斯拉第二代灵巧手

2023年12月13日，特斯拉CEO马斯克在社交平台X（原Twitter）上首次线上发布Optimus第二代（Optimus Gen2）。

与此同时，特斯拉灵巧手也同步完成升级，推出第二代产品—— 该灵巧手虽保持原有自由度不变，但在整体设计上进行了针对性优化，尤为关键的是新增了触觉传感器，即为每根手指的指尖部位配置了触觉感知传感器。

凭借这些升级，第二代灵巧手可完成捏鸡蛋、抓取细小物体等高精度操作，进一步拓展了机器人的应用场景边界。

第二代灵巧手新增触觉传感器

三、特斯拉灵巧手第三代

2024年 10 月 11 日，在特斯拉举办的 "We, Robot" 发布会上首次公开展示了第三代灵巧手模型。据了解，相比前二代，该灵巧手进行了重大升级，电机前移到手臂，整手自由度提升到22个，并且传动方案采用丝杠+腱绳的复合传动方式。

第三代灵巧手自由度分布示意图

关于灵巧手 22 个自由度的具体分配方式，目前尚未有特斯拉官方公开信息披露，行业内及网络上的相关解读与猜测也存在明显分歧，暂无统一结论。

在各类说法中，笔者认为较具合理性的一种说法是：大拇指和小指有5个自由度，其余三指每个4个自由度，共22个自由度。其中主动自由度是17个，也就是说控制手指运动需要17个电机集成在前臂 —— 大拇指和小指是由4个电机驱动，其余3指由3个电机驱动。每个手指的远端关节（DIP）以及中间关节（PIP）是由一根腱绳耦合控制的，属于被动自由度。

另外，该灵巧手的腕部还有3个自由度，也可以说是，还有3个控制手腕的电机也集成在前臂。

特斯拉前Optimus项目副总裁Milan Kovac曾在其社交媒体账号上透露第三代灵巧手自由度相关信息：22个手部自由度 + 3个腕部自由度。

整体来看，相比第二代灵巧手，第三代灵巧手主要有以下变化：

（1）自由度：灵巧手自由度提升，单手由11个自由度提升至22个自由度，主动自由度由6个提升至17个。

（2）驱动系统：手掌内的电机都移动到了前臂，即由内置改为外置，手部空间不再受电机的限制，不仅有助于灵巧手实现高自由度设计、也利于降低维护修理的成本。

另外，据相关业内人士推测，由于电机驱动装置移至前臂，释放了手掌的体积限制，特斯拉将部分空心杯电机替换为成本更低的无刷有齿槽电机。

（3）传动系统：采用行星齿轮箱+丝杠+腱绳的混合传动方案。

用丝杠替代涡轮蜗杆：二者作用均是将旋转运动转变为直线运动，但丝杠在精度、负载能力及传动效率方面更具优势。
以腱绳替代扭力弹簧：相较于第二代灵巧手依赖扭力弹簧复原实现手指伸展的设计，第三代灵巧手改为通过腱绳驱动手指伸展，手指灵活性得到进一步提升。

（4）传感器系统：扩大触觉传感器覆盖范围以及集成更多类型传感器。据悉，第三代灵巧手触觉传感器实现了手指及手掌全覆盖，能够更全面地感知外界环境。触觉可能升级为视触觉感知方案，除此之外，还集成六维力传感器、温度传感器等其它多模态感知，可更精准地感知物体的表面纹理、形状以及力度等信息，进而实现更精细动态抓取和复杂操作任务。

四、特斯拉灵巧手核心供应链（国内）

1. 驱动模块

1）鸣志电器

鸣志电器成立于1994 年，总部位于上海，专注于控制电机及驱动系统的研发与生产，是全球领先的运动控制解决方案提供商。其中，控制电机涵盖步进电机、伺服电机、直流无刷电机以及空心杯电机等多种类型，产品广泛应用于工业自动化、机器人、医疗器械等领域。

据悉，自2023年起，鸣志电器的空心杯电机持续向特斯拉送样，并且，其核心产品10mm无刷空心杯电机（如 ECH10032 系列）已通过特斯拉Optimus 灵巧手的多轮测试。

2024年，鸣志电器完成B轮测试（3000小时可靠性验证）。截止目前，鸣志电器已通过特斯拉C轮认证，成为特斯拉空心杯电机的准供应商，但正式身份需等待双方官宣。预计，2026 年Q1随 Optimus 量产启动实现规模化供货。

2）兆威机电

兆威机电成立于2001年，总部位于深圳，是一家集设计、研发、制造于一体的微型传动和微型驱动系统解决方案提供商，产品主要应用于汽车、智能机器人、工业装备、智能家居、3C电子等诸多领域。其在机器人领域的产品主要包括灵巧手零部件和电机驱动模组。

2024年3月，特斯拉工程团队对华审厂的最后一站为兆威机电，重点考察其微型传动系统的精密制造能力。同年4月，兆威机电向特斯拉北美研发中心送样空心杯电机+减速箱一体化传动模组。

2025年5月底，兆威机电完成第三代技术方案（无刷有齿槽电机+微型丝杠）的开发并送样。该方案通过定子拼块工艺实现齿槽转矩自锁功能，模组体积较上一代优化，适配特斯拉Optimus Gen3手指关节的微型化需求。目前，该方案已进入特斯拉供应链审核阶段。

据了解，兆威机电已被列为特斯拉灵巧手驱动模组核心供应商，与拓普、三花等厂商并列，且与Figure AI等企业对接方案（向Figure AI提供灵巧手电机模组）。

3）鼎智科技

鼎智科技成立于2008年，总部位于江苏常州，公司定位是定制化精密运动控制解决方案提供商。公司主营产品涵盖线性执行器、空心杯电机、滚珠丝杠、行星滚柱丝杠、谐波减速器等关键产品，广泛应用于医疗诊断设备、半导体制造、实验室自动化及人形机器人等高端领域。

据悉，鼎智科技8mm 有刷空心杯电机和 10mm无刷空心杯电机已送样特斯拉 Optimus 项目，产品适配灵巧手关节的精密驱动需求。

不过，这种合作并非直接对接，而是通过特斯拉一级供应商拓普集团实现间接供货—— 鼎智科技与拓普集团联合开发谐波减速器及空心杯电机模组，后者作为特斯拉旋转关节总成的独家供应商，将鼎智科技的电机集成至执行器总成后供应特斯拉。

在量产配套能力方面，鼎智科技已建成空心杯电机全自动绕线设备，实现核心工艺自研，常州基地年产50万套执行器产线于2025年投产，泰国工厂规划年产能100万套，预计2025年Q3投产。

目前，其空心杯电机通过拓普集团渠道完成B轮测试，进入特斯拉供应链认证流程，预计2025年Q4启动小批量验证，若进展顺利，2026年可配合Optimus Gen3量产实现批量配套。

2. 传动模块

1）新剑传动

新剑传动成立于1999年，总部位于浙江省杭州市，同时在上海设有研发中心，并在海外布局生产基地与销售网络，形成覆盖核心市场的全球化运营格局。

公司定位是“智能传动解决方案提供商”，专注于为高端装备领域提供核心传动技术支撑。公司主营产品涵盖精密传动部件与智能驱动模组两大体系，核心产品包括行星滚柱丝杠、旋转型电驱动关节、小模数蜗杆齿轮、精密轴及智能柔性模块化关节等。

根据当前公开信息显示，杭州新剑传动是特斯拉人形机器人灵巧手微型丝杠的重要供应商之一。其产品在承载能力与寿命方面具备优势。当前，新剑传动正推进特斯拉供应链认证，预计2025年底形成规模化产能。

2）三花智控

三花智控成立于1984年，总部位于浙江省绍兴市，在全球设有北美、欧洲、东南亚等研发与生产基地，构建了覆盖核心市场的全球化运营网络。

三花智控以“制冷空调电器零部件 + 汽车零部件” 为双核心业务，同时前瞻性布局机器人、储能等战略新兴领域。

在机器人领域，据了解，2024年10月，三花智控在投资者关系活动中披露，墨西哥工厂规划年产50万套执行器，计划2025年Q3量产，单台执行器总成价值量达5000-8000元，适配特斯拉Optimus Gen3量产需求。

作为特斯拉Optimus 执行器总成的一级供应商（Tier 1），三花智控负责旋转关节模组的整体设计与集成开发。绿的谐波作为二级供应商（Tier 2），将微型谐波减速器（例如，型号 LHD-8002H）提供给三花智控，后者完成总成集成后再交付特斯拉。双方于2023年成立墨西哥合资工厂（绿的谐波控股），规划年产50万套谐波减速器，确保特斯拉北美工厂的稳定供应。