无框力矩电机是人形机器人关节的主流驱动部件，因其独特的设计特点，完美契合了人形机器人的工作需求。当前已逐渐在人形机器人市场中占据一席之地。
以Tesla Optimus为例，其关节模组就采用了无框力矩电机。Optimus拥有高达40个自由度，需要40个伺服关节来实现各种灵活动作。由于每个关节在机器人上的位置和功能各不相同，因此对输出扭矩、速度、定位精度、旋转刚度、力感知、自锁以及体积等特性也有着不同的要求。
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人形机器人市场呈现出巨大的增长潜力，预计到2030年市场的总规模将超过3500亿元。
国内产业链的完善布局将有助于降低生产成本，为人形机器人的广泛普及创造有利条件。机构预计到2030年，人形机器人的平均售价将从目前的45.9万元下降至16.2万元，降幅高达65%；而销量则有望达到216万台，从而推动整个市场迈向3506亿元新高峰。
人形机器人关节8大核心结构：
数据来源：《力矩电机结构与工作原理》
无框力矩电机行业概览近年来随着机器人行业的迅猛发展，永磁力矩电机的技术取得了长足的进步。转矩密度、功率密度等关键性能指标得到了显著提升，使得无框力矩电机在机器人关节等应用领域中的表现更加出色。
无框力矩电机以其紧凑度高、高效率、低噪音和高稳定性等显著优势，在机器人领域中脱颖而出。其不仅具备极高的刚度，能够作为直驱动力源直接驱动负载，无需借助皮带、皮带轮、丝杆或齿轮箱等传统传动元件。
在人形机器人的关键零部件中，无框力矩电机扮演着至关重要的角色。
目前，无框力矩电机约占人形机器人总体零部件价值的8%。以特斯拉Optimus机器人为例，其关节执行器中的无框力矩电机作为动力源，不同关节处使用的电机单价介于300至1200元之间，预计总体价值达到1.6万元。
与传统伺服电机相比，无框力矩电机在某些应用场合展现出独特优势。
无框力矩电机可作为直驱动力源，其元件可集成到机器结构中，有效降低风摩损失、改变传动方式、减少所需零件数量，从而提高刚度、效率、静音性以及稳定性和维护性。
无框力矩电机构成图：
资料来源：RenAhahWiki，云熙机电
在早期阶段，国内生产的无框力矩电机与海外企业产品相比，在性能上存在一定差距，当前正在加速国产替代。
在收入规模上，海外品牌依然占据着明显的优势，而国产品牌尚在努力扩大市场份额。
外资品牌由于起步较早，已经形成了较强的市场实力，其中的佼佼者包括Kollmorgen、Allied motion和Parker等。
国内企业主要厂商还包括步科股份、昊志机电、禾川科技、宇捷电机、宁波菲仕等。
根据步科股份的官方信息，无框力矩电机的当前价格区间较大，从几百元到几千元不等，具体价格取决于电机的功率段和尺寸。
同时，国内众多伺服电机和新能源汽车电机制造商有望迅速进入无框力矩电机市场。
Optimus直线关节中使用的无框力矩电机：
结语无框力矩电机在人形机器人零部件中至关重要。人形机器人关节部位需要承受频繁的弯曲、伸展和旋转等动作，而无框力矩电机的高强度和高耐用性恰好满足了这一需求。此外，电机的精准控制还确保了人形机器人在执行复杂动作时的稳定性和流畅性。
当前在特斯拉引领下，人形机器人正在高速发展，未来有望搭载更加先进、高效的无框力矩电机，从而实现更高级别的运动控制和更广泛的应用场景。
凭借有效的降本能力、规模优势和不断完善的产业链配套体系以及技术创新和产业升级的努力，国内企业有望在力矩电机领域获得显著的受益机会，并推动人形机器人产业的持续发展和进步。
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