为追求简单易用,人形机器人多以电动驱动为主,电机也成为人形机器人关键零部件之一。但与此同时,人形机器人具有结构紧凑、运动能力强等特征,对于电机的体积、功率、精度也相应要求更高。本文对人形机器人中电机的具体应用范围、电机类型、需求前景、发展现状进行了专题梳理,以供参考。
电机驱动结构简单、精度高噪音小。相对于气体驱动和液压驱动,电机驱动简单、精度高、噪音少,目前在全球头部人形机器人厂商中,特斯拉、优必选等均选用电机驱动方案,无框力矩电机、空心杯电机被广泛应用于各个关节部位。受限于电机工艺和技术,目前机器人电机的应用以刚性驱动方案为主,准直驱方案则成为未来重要方向。作为关键动力零部件,根据特斯拉方案预测,若人形机器人出货量达到50万台,对于电机的需求将超过百亿元。
空心杯电机用于灵巧手,功率密度高、效率高、响应速度快。由于摒弃了传统电机所使用的铁芯结构,空心杯电机具有更高的能量转换效率,具有优异的启动、加速和制动性能。同样由于无铁芯结构,空心杯电机体积和功率通常较小,如何提升功率是产业发展重点,核心壁垒则在于绕线,先进线圈设计、绕制工艺是关键技术。目前竞争格局仍以外资为主,国产厂商凭借价格优势参与竞争。
无框力矩电机用于人形机器人关节,扭矩密度高、易于集成。人形机器人关节电机需要满足小型化和轻量化特点,无框力矩电机是重要解决方案。无框力矩电机采用无铁芯转子结构,能够输出高扭矩,并且具有高功率密度、低噪音等优点,在医疗器械、工业机器人等领域得到广泛应用。目前全球无框电机市场规模超8亿美元,人形机器人有望带来超10亿美元增量需求。相对于普通伺服电机,无框力矩电机技术要求更高,目前海外品牌占主导。降本以及大规模应用要求下,国产厂商有望进入人形机器人核心供应链。



