人形机器人高壁垒环节:无框力矩电机市场格局梳理
一：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。
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 。
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，应用于人形机器人领域。
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。
