灵巧手的硬件系统可拆解为驱动、传动和感知三个层面，每个层面涉及多条技术路线和产业链环节。驱动层面以微型电机为动力源，空心杯电机和无刷有齿槽电机各具优势；传动层面腱绳、齿轮、丝杠路线共存并组合应用；感知层面触觉传感器技术尚未定型，压电式、压阻式、电容式、MEMS等多路线并行发展。申万宏源证券机器人团队认为，灵巧手功能要求高、体积小，需把产品做得“小而精”，其设计和制造难度不亚于人形机器人整机，涉及环节众多，各细分领域均有投资机会。
驱动层面——空心杯电机vs无刷有齿槽电机
驱动系统是整个灵巧手的动力源，灵巧手普遍采用电机驱动。空心杯电机采用无铁芯转子结构，优势是体积小重量轻、响应速度快（<20ms）、控制精度高、运行平稳、能量转换效率高，劣势是输出扭矩相对较小、成本较高、耐用性较差。空心杯电机适合需要精密控制的灵巧手场景，特斯拉第一代、第二代Optimus均采用空心杯电机方案。无刷有齿槽电机优势是输出扭矩大、转速适配性好、稳定性好、成本较低，劣势是体积和重量较大、响应速度较慢（>100ms）、精度有限。两者在性能和成本上各具优势。灵巧手需要满足质量轻、结构紧凑和抓取力强的要求，电机应具有尺寸小、质量轻、精度高、扭矩大的特点。鸣志电器已开发数款外径尺寸空心杯电机（8mm、10mm、11.5mm、13mm等），伟创电气空心杯电机直径13mm、空载转速85000rpm，禾川科技布局φ8mm-φ13mm多种规格无刷空心杯电机。
传动层面——腱绳、齿轮、丝杠组合应用
电机直驱往往受限，需要搭配传动部件使用。传动方式主要包括电机直驱（齿轮）、绳驱动、连杆传动、丝杠传动及多种组合。腱绳驱动是目前应用最广泛的传动方式，特斯拉Optimus采用腱绳方案。腱绳通过连接电机和手指关节，控制手指完成弯曲和伸展运动，优势在于使大型驱动器远离执行机构、减轻末端负载和惯量、排布灵活、适合空间狭小且自由度多的传动场合。Shadow Hand也采用绳驱传动，具有24个关节20个自由度。丝杠传动通过螺纹相互作用将旋转运动转换为直线运动，具有高精度、高效率、高负载能力、低磨损和长寿命、自锁性等优点。因时机器人五指灵巧手采用空心杯电机+减速器+丝杠传动结构。齿轮传动效率高、减速比大、抓取力大，但结构复杂、重量大。当前腱绳驱动、齿轮和丝杠为灵巧手主流技术方向，多种传动方式组合应用趋势明显。
感知层面——触觉传感器技术路线百花齐放
触觉是仅次于视觉的重要信息来源，触觉传感器本质上是将接触面形状、压力、摩擦力、温度等信息进行感知识别和转换的传感器。按照敏感元件原理，触觉传感器分为压电式、压阻式、电容式、摩擦电式、电感式、光纤式等。压阻式触觉传感器利用弹性体材料电阻率随压力变化制成，频响宽、精度高、系统鲁棒性好，但延迟较大（撤去力后需15-20ms恢复）。电容式触觉传感器通过外力改变两极板相对位置导致电容变化实现检测，对温湿度低敏感、响应快、滞后低、功耗低，常被用于三维六维传感器。按照结构和材料，灵巧手触觉感知的主流技术路线有力/力矩传感器（置于手指内部，精度高、量程大）、柔性传感器/电子皮肤（材料和结构灵活、可任意布置）、MEMS压力传感器（微电子和微机械工艺制造、体积小）。汉威科技子公司能斯达掌握柔性压阻、压电、温湿度、电容四大核心技术，已与小米科技等开展合作；福莱新材积极布局柔性传感器技术；凯尔达控股投资凯维力传感，专注MEMS六维力/力矩传感器。
表：灵巧手三种核心触觉传感器技术路线对比| 技术路线 | 代表产品 | 核心优势 | 应用场景 |
|---|
| 力/力矩传感器 | 六维力传感器 | 精度高、量程大、对体积要求低 | 手指内部力反馈 |
| 柔性传感器（电子皮肤） | 能斯达柔性微纳传感器 | 柔性、延展性、弯折性好，布置灵活 | 手指表面触觉覆盖 |
| MEMS压力传感器 | 凯维力六维力传感器 | 集成度高、灵敏度高、利于批量制造 | 晶圆级集成制造 |
