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機(jī)器人產(chǎn)業(yè)專題分析：機(jī)器人的關(guān)節(jié)，高效電機(jī)。人形機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)的三個(gè)關(guān)鍵需求：高效率、高動(dòng)態(tài)和高功率密度。①高效率：低能耗和低摩 擦損失很重要，因?yàn)闄C(jī)器人通常由電池供電，能經(jīng)受得起苛刻的運(yùn)行條件，可進(jìn)行十分頻繁的正 反向和加減速運(yùn)行，能在短時(shí)間內(nèi)承受過(guò)載。②高動(dòng)態(tài)：整個(gè)驅(qū)動(dòng)器的慣性應(yīng)盡可能低，電動(dòng)機(jī) 從獲得指令信號(hào)到完成指令所要求的工作狀態(tài)的時(shí)間應(yīng)短。③高功率密度：機(jī)器人應(yīng)用需要高速、 高扭矩電機(jī)，電機(jī)需要小巧，緊湊，輕巧。由于應(yīng)用需求場(chǎng)景不同，將人形機(jī)器人關(guān)節(jié)與工業(yè)機(jī) 器人、協(xié)作機(jī)器人關(guān)節(jié)進(jìn)行對(duì)比優(yōu)劣沒(méi)有可比性。工業(yè)機(jī)器人對(duì)精度、壽命要求高，更適合采用 伺服電機(jī)；人形機(jī)器人對(duì)控本、提效、力矩和運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定的訴求更強(qiáng)，更適合采用力矩?zé)o框電機(jī)。

力矩電機(jī)相對(duì)于伺服電機(jī)能提供更加穩(wěn)定的力矩和運(yùn)轉(zhuǎn)速度，且由于不需要使用齒輪減速箱，能 夠有效降低其成本和體積，減少誤差及提升效率，更能夠滿足人形機(jī)器人的需求。①提供穩(wěn)定的 力矩和運(yùn)轉(zhuǎn)速度，利于人形機(jī)器人的大范圍推廣及長(zhǎng)期使用。②不需要使用齒輪減速箱，減少人 形機(jī)器人部件的數(shù)量，從而最大限度降低其成本和體積。③維護(hù)更加簡(jiǎn)單，可靠性更高。④效率 更高，更節(jié)能。機(jī)械系統(tǒng)中每增加一個(gè)傳動(dòng)部件都將會(huì)產(chǎn)生效率的損失，因此減少系統(tǒng)中傳動(dòng)部 件，提高整個(gè)系統(tǒng)的效率，從而能夠變相的節(jié)能，有利于提高人形機(jī)器人的續(xù)航及負(fù)載。

人形機(jī)器人的空心杯電機(jī)以無(wú)刷空心杯電機(jī)為主。因?yàn)榭招谋姍C(jī)高速低扭矩的特性，為了在較 小空間內(nèi)獲得較大的手指抓握力，空心杯電機(jī)都需要搭配行星減速箱進(jìn)行使用，一般都會(huì)集成 2- 3 級(jí)的行星減速箱。無(wú)刷電機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)電子換向，其定子部分使用空心杯繞組，采用無(wú)齒 槽鐵芯設(shè)計(jì)，具有高轉(zhuǎn)速、長(zhǎng)壽命、低噪音的特性，又具有高功率密度、高效率的優(yōu)勢(shì)。

當(dāng)人形機(jī)器人年銷量分別為 100 萬(wàn)臺(tái)時(shí)，直流無(wú)刷力矩電機(jī)年新增市場(chǎng)規(guī)模 140~280 億元，是 2022 年市場(chǎng)規(guī)模的 5~11 倍。空心杯電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模為 72 億元，是 2022 年市場(chǎng)規(guī)模的 2 倍。 1）直流無(wú)刷力矩電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模的核心假設(shè)，單臺(tái)人形機(jī)器人配置直流無(wú)刷力矩電機(jī) 28 個(gè)；空心 杯電機(jī)價(jià)格隨量產(chǎn)進(jìn)程逐年下降，當(dāng)人形機(jī)器人年銷量 100 萬(wàn)臺(tái)時(shí)，關(guān)節(jié)電機(jī)均價(jià) 500~1000 元；2）空心杯電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模測(cè)算的核心假設(shè)：?jiǎn)闻_(tái)人形機(jī)器人用空心杯電機(jī) 12 個(gè)； 空心杯電機(jī) 價(jià)格隨量產(chǎn)進(jìn)程逐年下降，銷量達(dá)到 100 萬(wàn)臺(tái)時(shí)，單價(jià) 600 元。據(jù) QY Research 數(shù)據(jù)，2022 年全球空心杯電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模為 7.48 億美元。

我國(guó)力矩電機(jī)和空心杯電機(jī)廠商鈞處于全球第二梯隊(duì)。力矩電機(jī)全球第一梯隊(duì)廠商主要有科爾摩 根、Aerctech、Parher。我國(guó)的力矩電機(jī)廠商主要廠商有步科股份、雷賽智能、昊志機(jī)電等，伺 服廠商如匯川技術(shù)、禾川科技也有基礎(chǔ)切入無(wú)框電機(jī)市場(chǎng)。海外龍頭在空心杯電機(jī)領(lǐng)域布局較早， 技術(shù)經(jīng)驗(yàn)積累深厚，產(chǎn)品系列完善，項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)豐富。與海外龍頭企業(yè)產(chǎn)品性能相比，我國(guó)空心杯 電機(jī)部分品類的產(chǎn)品性能接近或達(dá)到海外龍頭，高端產(chǎn)品在功率、效率等方面存在差距。