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空心杯电机应用

华西证券2025年5月发布的灵巧手报告指出,电机是灵巧手驱动系统的核心部件,随着自由度提升,电机需求同步增加。特斯拉Optimus灵巧手自由度从11个增至22个,驱动电机数量相应增加。空心杯电机是目前灵巧手的主流方案,单手约需17个电机,单个价值量预估1000-2000元,单手价值量约1.7-3.4万元。国内鸣志电器、伟创电气、雷赛智能、江苏雷利、鼎智科技、拓邦股份等企业积极布局。与此同时,无刷有槽电机单价多在500元以下,具备明显成本优势,后续若机器人降本需求迫切,其应用有望提升。

灵巧手自由度提升驱动电机需求增加

灵巧手的自由度与驱动电机数量直接相关。全驱动灵巧手每个自由度对应一个驱动源,驱动源数量等于自由度数量。特斯拉Optimus一代灵巧手11个自由度对应6个电机(部分关节耦合驱动),二代提升至22个自由度后电机数量同步增加。

从国内产品看,自由度呈明确提升趋势。因时机器人RH56系列6个自由度;灵巧智能DexHand 021为19个自由度(12主动);雷赛智能DH系列覆盖11-24自由度多款型号;宇树科技Dex5-1P达20个自由度(16主动+4被动)。自由度的提升直接拉动驱动电机需求。

按照目前主流方案,一只灵巧手约需17个电机(大拇指3-4个,其余四指各3-4个)。以空心杯电机单价1000-2000元计算,单手电机价值量约1.7-3.4万元。若人形机器人年产量达到百万台级别,灵巧手电机市场规模将达到数百亿元级别。

驱动电机在灵巧手成本中占据重要份额,是产业链价值量最高的环节之一。具备电机自研能力和规模化生产优势的企业有望在产业链中占据核心地位。

空心杯电机:目前主流方案,国内企业加速突破

空心杯电机是一种新型微特电机,采用无铁芯转子(空心杯型转子),彻底消除了因铁芯形成涡流而造成的电能损耗。同时重量和转动惯量大幅降低,减少转子自身的机械能损耗,具备突出的节能特性和优异的控制性能。目前灵巧手主流方案为无刷空心杯电机(直流无刷无齿槽电机)。

全球空心杯电机市场由欧洲老牌龙头企业主导,国内厂商正在快速追赶。鸣志电器在机器人业务领域,特别是人形机器人及灵巧手方面,与中美两地该领域超20家企业建立了实质性的合作关系,其中包括该行业的头部企业。

伟创电气在空心杯电机产品方面可提供完整的模组解决方案,打造了8-16mm直流无刷空心杯电机系统,适用于灵巧手的模组已推向市场并取得小批量订单。雷赛智能专门成立灵巧驱控子公司聚焦空心杯电机及灵巧手解决方案,已取得若干较大规模商业订单,形成一定收入。江苏雷利在人形机器人领域自主研发空心杯电机等产品,成立控股子公司开展三种技术路线灵巧手研发,相关产品正在测试或送样阶段。拓邦股份以空心杯电机产品平台为基础,已新建8mm和10mm空心杯电机产品,已获得批量订单,同时加大灵巧手驱动模组投入。

鼎智科技空心杯电机处于小批量送样和产品研发阶段,与母公司江苏雷利合作开发空心杯电机自动绕线设备,在大批量生产阶段具备较大的产能弹性。

无刷有槽电机:成本优势显著,性价比方案有望提升

直流无刷电机分为有槽和无槽两种设计。有槽设计的主要缺点在于存在齿槽扭矩效应,导致电机转速不平稳、平滑运动较难实现。但其优点在于磁流量密度更高、扭矩生产更有效、更高效。

价格方面,Φ8mm、Φ10mm空心杯电机单价大部分在1000-2000元不等,而直流无刷电机的单价范围大部分在500元以下,直流无刷电机具备明显的成本优势。考虑性价比因素,无刷有槽电机应用有可能提升。

后续若机器人降本需求迫切,无刷有槽电机的应用有可能提升,但仍需要综合考虑价格因素、平滑运行和齿轮消除因素对应用的影响。从技术路线看,空心杯电机适用于对控制精度要求高的高端灵巧手,无刷有槽电机适用于对成本敏感的普及型产品。两种方案将在不同价格带的产品中并存。

从投资角度看,空心杯电机环节关注鸣志电器(客户资源丰富)、伟创电气(模组化方案)、雷赛智能(已获商业订单)、江苏雷利(技术路线多元)、拓邦股份(已获批量订单)等。无刷有槽电机环节关注具备电机核心技术的企业。
表:部分企业空心杯电机布局进展
相关企业空心杯电机相关进展
鸣志电器与中美超20家机器人企业建立合作关系,包括行业头部企业
伟创电气8-16mm空心杯电机模组已推向市场,已获小批量订单
雷赛智能成立灵巧驱控子公司,已取得较大规模商业订单
江苏雷利成立安徽中科灵犀,研发三种技术路线灵巧手,产品测试/送样中
鼎智科技空心杯电机小批量送样,与江苏雷利合作开发自动绕线设备
拓邦股份8mm和10mm空心杯电机已获批量订单,加大灵巧手驱动模组投入
点击阅读报告原文: 电新行业灵巧手:人形机器人核心执行末端-250527(41页)
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