人形机器人电机是驱动机器人运动的核心部件,负责将电能转化为机械能,实现各种复杂动作的精确执行。
根据行行查研究中心的数据显示,人形机器人对电机的要求主要集中在高效率、高动态和高功率密度三个方面。这些特性决定了机器人在灵活性、响应速度以及续航能力上的表现。
在公众号文章中,我们梳理过人形机器人核心环节丝杠、减速器、传感器等关键零部件。
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人形机器人电机主要包括无框力矩电机、空心杯电机、永磁同步电机和步进电机等类型。
其中,无框力矩电机凭借其高扭矩输出和紧凑设计,广泛应用于机器人关节;空心杯电机则因体积小、响应速度快,成为灵巧手末端执行器的首选。
近年来,随着技术进步和市场需求的增长,该行业快速发展,尤其是在协作机器人和服务机器人领域得到了广泛应用。
预计到2025年,全球人形机器人电机市场规模将达到数十亿美元级别。
细分市场中,无框力矩电机和空心杯电机占据较大份额。
根据特斯拉Optimus数据,单台人形机器人可能需要多达50个电机,包括28个用于躯干部分的无框力矩电机和12个用于双手的空心杯电机。
空心杯电机是一种高性能的微特电机,具有体积小、重量轻、响应快等优点,广泛应用于机器人、医疗设备、消费电子等领域。
随着更多企业进入这一领域,未来几年的增长趋势将保持强劲。
电机产业链人形机器人电机的产业链从上游原材料供应(如高性能钕铁硼材料)开始,经过中游制造环节(包括绕线工艺开发与精密组装),最终到达下游集成商手中完成整机装配。
每个节点都至关重要:上游提供基础材料保障产品质量;中游通过技术创新提升产品性能;而下游则通过系统整合确保整体功能的实现。
电机竞争格局当前市场竞争格局呈现国际化特点,国外品牌如Kollmorgen、Moog在高端市场上占据主导地位,但国内厂商正迎头赶上。例如步科股份、杭州三相及大族电机等公司不断缩小与国际领先水平之间的差距,并逐步扩大市场份额。此外,鸣志电器、鼎智科技也在空心杯电机领域展现出较强竞争力。
例如,鸣志电器空心杯电机已处于中小批量供货阶段,产品线覆盖伺服电机、直线电机等,通过多次收购掌握核心技术,如收购美国LinEngineering、瑞士TechnosoftMotionAG等,空心杯电机技术在不断提升,已应用于机器人手部关节、医疗设备等领域。鼎智科技空心杯电机技术基本成熟,处于中小批量供货阶段,与特斯拉、优必选等知名企业合作紧密,产能规划未来三年增长50%。兆威机电转矩直流电机、无刷空心杯电机等均形成系列产品,正开展4mm直径无刷空心杯电机攻关。
展望未来,随着人工智能技术的发展及应用场景的拓展,人形机器人电机向着更高效、更智能的方向演进。一方面,新材料的应用将进一步提高电机的能量转换效率;另一方面,智能化控制系统的引入使得电机能够更好地适应复杂多变的工作环境。同时,成本降低也将促进这类先进设备向更多民用领域渗透。
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