人形机器人高壁垒环节：无框力矩电机市场格局梳理

人形机器人高壁垒环节：无框力矩电机市场格局梳理

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新浪网

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https://finance.sina.com.cn/roll/2025-01-14/doc-ineextzu1897661.shtml

无框力矩电机是人形机器人关节驱动的核心部件，具有体积小、质量轻、功率高、适配性强等特点。本文将为您详细介绍无框力矩电机在人形机器人中的应用及其市场格局。

机器人驱动方式

机器人驱动方式可分为液压驱动、气体驱动、电机驱动三种：

1. 液压驱动：以液体为驱动介质，适用于大型重载机器人、工业机器人等。
2. 气体驱动：通过压缩空气实现驱动，适用于气动工业机器人、医疗辅助机器人等。
3. 电机驱动：以电机作为动力源，将电能转化为机械能，应用最为广泛。

机器人电机分类

人形机器人电机可分为步进电机、伺服电机、力矩电机：

1. 伺服电机：控制精度、过载能力、速度响应等性能优异，应用最为广泛，包括四肢、躯干。空心杯电机是一种微型伺服直流电机，体积更小、效率高，适用于灵巧手。
2. 步进电机：适用于头部、眼部等轻负载、精确运动位置。
3. 无框力矩电机：力矩电机的一种，可内置于机器人关节，占用空间更少。

无框力矩电机概览

无框力矩电机保留了传统电机中用于产生扭矩和速度的部分，但没有轴、轴承、外壳或端盖。就内部结构而言，无框力矩电机只有转子、定子两个部件，利用机器自身轴承支撑转子，可将电机无缝内置。无框力矩电机具有体积小、质量轻、功率高、适配性强等特点，主要应用于机器人关节、半导体设备、飞行控制系统、工业自动化等场景。

无框力矩电机在人形机器人的应用

无框力矩电机可直接集成于关节执行器，以实现精准控制并节省空间，目前已成为主流方案。特斯拉Optimus、宇树H1、远征A1、小米Cyberone、优必选X1、傅里叶GR-1，关节单元均使用无框力矩电机。

以特斯拉Optimus为例，其全身共有28个关节执行器，包括14个旋转关节、14个线性关节，共使用28个无框力矩电机：

1. 旋转关节：由无框力矩电机、谐波减速器、扭矩传感器、位置传感器、编码器等组成；肩部6个、腕部2个、髋部4个、躯干2个。
2. 直线关节：由无框力矩电机、行星滚柱丝杠、力矩传感器、位置传感器等组成；肘部2个、腕部4个、髋部2个、膝部2个、踝部4个。

无框力矩电机市场格局

全球方面，头部厂商包括美国科尔摩根、德国威腾斯坦、瑞士Maxon Motor、德国TQ Robodrive、美国Aerotech、美国派克汉尼汾等。

国内方面，无框力矩电机目前仍存在较高技术壁垒，国内只有少量厂商提供，市场呈头部集中趋势。国内主要供应商包括：步科股份、卧龙电驱、伟创电气、雷赛智能、昊志机电、禾川科技。

• 步科股份：国内无框力矩电机龙头厂商，2023年出货量约1.4万台。第三代无框电机对标国际领先产品，在高端人形机器人领域广泛应用。
• 卧龙电驱：电机与驱动制造商，公司无框力矩电机、关节模组已与多家机器人客户送样测试，部分客户已形成小批量订单。
• 昊志机电：数控机床、机器人、新能车部件供应商。公司产品包括谐波减速器、无框力矩电机、力矩传感器、编码器、关节模组等。
• 伟创电气：电气传动、工业控制国内头部厂商。公司机器人系列产品包括空心杯电机、无框电机，均已实现小批量交付。
• 雷赛智能：运动控制领域国内领军企业。公司空心杯电机、FM1高密度无框电机系列产品，可应用于协作机器人、人形机器人领域。
• 禾川科技：工业自动化产品供应商。人形机器人运控部件产品包括伺服电机、步进电机、空心杯电机、无框电机等产品。