隨著人形機器人產業的蓬勃發展,高端電機技術正迎來前所未有的創新浪潮。作為機器人的動力核心,電機必須滿足高轉矩密度、低轉矩波動、強過載能力以及高效散熱等嚴苛要求。當前,行業內多種技術方案并行發展,未來競爭將聚焦于成本控制與量產能力兩大關鍵領域。
執行器作為機器人關節運動的核心部件,其性能直接取決于電機技術。與傳統工業伺服電機相比,機器人電機需要具備更強的短時爆發能力、更高的環境適應性以及模塊化設計特征。目前市場上主流的機器人電機包括內轉子徑向磁通永磁電機、外轉子徑向磁通永磁電機、軸向磁通永磁電機三大類。其中,空心杯電機作為特殊永磁電機,憑借其微型化優勢,已成為靈巧手等精密關節的首選驅動方案。
無框力矩電機憑借定子與轉子的創新設計,展現出大扭矩、結構緊湊、散熱優異等特性,已成為人形機器人關節的主流動力方案。特斯拉Optimus全身28個執行器均采用該技術,彰顯其商業化成熟度。數據顯示,2023年全球無框力矩電機市場規模達6.57億美元,預計到2030年僅人形機器人領域就將創造23.97億美元的市場空間。國內市場中,步科股份、昊志機電等企業已具備產品供應能力,但在關鍵材料與制造工藝上仍與海外廠商存在差距。
空心杯電機采用無鐵芯轉子結構,具有能效高、動態響應快、轉矩波動小等技術優勢。當前10mm級小微型產品占據市場主流,海外廠商長期主導該領域。國內鳴志電器、兆威機電等企業通過技術突破,已實現小尺寸產品量產,并與特斯拉Optimus等國際項目達成合作。該領域的技術瓶頸集中在繞組設計、動平衡控制以及高額研發投入,未來發展方向將聚焦于降本增效與功率密度提升。
諧波磁場電機通過突破傳統磁路設計,利用磁場調制效應在相同條件下顯著提升轉矩密度,具有平均轉矩大、脈動小等優勢。該技術已在工業場景實現應用,在機器人關節與靈巧手領域展現出巨大潛力。值得關注的是,第四代永磁材料釤鐵氮因其不含重稀土、成本低廉、高溫性能優異等特點,與諧波磁場電機結合后正在加速產業化進程。美的集團、臥龍電驅等企業已在該領域展開布局。
作為人形機器人產業鏈中技術壁壘最高的環節,電機領域正朝著更高性能、更低成本的方向持續進化。磁場調制技術、電機一體化設計等創新方向成為行業焦點。但技術路線迭代風險、稀土資源供應波動以及機器人市場發展速度等不確定性因素,仍考驗著相關企業的技術儲備與量產能力。如何在保持技術創新的同時實現規模化生產與成本控制,將成為決定企業競爭力的關鍵因素。






