​人形机器人行业系列报告解读第三期（文末附PDF下载）：动力源电机的技术解析与市场前瞻

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人形机器人行业系列报告解读第二期链接：人形机器人行业系列报告解读第二期：人形机器人的灵巧手技术方案与投资关注点

作为人形机器人动力来源的核心部件，电机的选择与性能直接影响着机器人的动作精度、响应速度、能耗效率以及整体可靠性。本文将依据光大证券的研究报告，详细梳理人形机器人所用电机的类型、特性、应用场景及市场前景，为相关产业的发展趋势和投资策略提供深度洞察。

一、电机分类与特性

1.1 电机驱动方式比较

机器人驱动方式主要有电动、液压、气压三种。其中，电动驱动凭借高效、精确、低成本的优势成为主流选择。电动驱动又细分为步进电机、伺服电机、普通异步电机和直流电机等类别：

• 步进电机：以电脉冲信号驱动，实现精确的角位移或线位移，常用于数控机床、打印机等设备，具有转速恒定、步距角稳定、控制简单、快速启停等特点。

• 伺服电机：通过反馈机制确保电机输出与目标状态一致，分为直流伺服电机和交流伺服电机。直流伺服电机适用于低功率、高速度、低精度场景，如消费电子产品和部分机器人；交流伺服电机则在高精度、高速度、大功率应用中表现出色，如数控机床、自动化生产线等。

  

• 普通异步电机与直流电机：具有较大的输出力，但控制性能相对较弱，适用于速度较低、负载较大的机器人。

1.2 空心杯电机与无框力矩电机

空心杯电机因其转子无铁芯结构，具有无涡流损耗、磁滞损耗、低摩擦、良好散热等特性，加之无刷结构带来的长寿命和低噪音，成为人形机器人灵巧手的首选动力源。特斯拉Optimus及国内厂商因时机器人的灵巧手均采用空心杯电机，结合驱动器、减速器、编码器等组件，实现手指的精细化操控。

无框力矩电机则以其无边框设计、体积小、质量轻、惯量低、结构紧凑、功率高等优势，与机器人关节高度适配。特斯拉Optimus全身28个执行器全部采用无框力矩电机，国内宇树、远征、小米、优必选、傅里叶等人形机器人亦在其关节单元中应用此类电机，以实现高扭矩、高速度、低转矩脉动的运动性能。

二、市场空间与竞争格局

2.1 空心杯电机市场

2022年全球空心杯电机市场规模超过50亿元人民币，预计2022年至2028年复合年增长率约为8%。海外市场中，Maxon Motor、Faulhaber、Portescap等公司凭借完善的产品矩阵、强大的小尺寸电机和无刷电机设计能力占据领先地位。国内方面，鸣志电器作为龙头企业，与拓邦股份、鼎智科技、伟创电气等企业一同以点带面提升研发及生产能力，空心杯电机市场存在显著的国产替代空间。

2.2 无框力矩电机市场

全球力矩电机与无框电机市场规模在2022年均超过40亿元人民币，预计2022年至2027年力矩电机市场规模年复合增长率为8%，2022年至2029年无框电机市场规模年复合增长率同样为8%。若考虑人形机器人放量，市场规模增长有望提速。科尔摩根、威腾斯坦、尼得科、派克汉尼汾等海外企业在无框力矩电机领域占据优势。国内企业如步科股份、昊志机电、禾川科技等展现出较强的产品实力。

以特斯拉Optimus为例，假设单台人形机器人使用28个无框力矩电机，当年产量分别为5万台、10万台、50万台、100万台时，对应的市场空间分别为11.2亿元、14亿元、42亿元、56亿元。预计随着产量增加，无框力矩电机平均价格逐步下降，中国企业的市占率将逐步提升，对应市场空间分别为3.4亿元至33.6亿元。

三、核心壁垒与国产化机遇

3.1 空心杯电机壁垒

空心杯电机的核心壁垒在于绕组设计与设备、产品矩阵。Maxon Motor的马鞍形线圈和Faulhaber的斜绕式线圈拥有专利优势，产品品质优秀。海外绕组设备如Merteor、田中精机的研发能力与自动化水平较高。国内企业需提升正向研发能力，强化知识产权积累，同时提高自动化生产设备的自主研发与引进，以缩小与国际先进水平的差距。

3.2 无框力矩电机壁垒

无框力矩电机的竞争壁垒集中于正向研发能力与匹配下游设计：

• 正向研发能力：体现在磁路与工艺设计，特别是转矩密度与功率密度的优化。海外厂商如科尔摩根拥有深厚的研发底蕴和先进的模拟仿真工具，能快速响应市场需求。国内企业需加大研发投入，提升磁路设计与工艺优化能力，缩短与国际一流厂商的技术差距。

• 匹配下游设计：无框力矩电机的定制化需求高于传统伺服电机，尤其在协作机器人和人形机器人领域，产品多样性和应用场景复杂性要求电机具备高度定制化能力。国内企业应加强与下游机器人厂商的合作，共同研发适应特定需求的无框力矩电机，提升一体化解决方案的提供能力。

四、重点企业分析和关注要点

       随着人形机器人市场放量，空心杯电机与无框力矩电机行业将迎来广阔发展空间。海外电机公司在技术与产品层面仍占据优势，但国产公司如鸣志电器、伟创电气、鼎智科技（空心杯电机）、拓邦股份（空心杯电机），步科股份、昊志机电、禾川科技（无框力矩电机）等正在积极提升自身实力，为国产替代创造条件。

       鸣志电器在精密控制电机技术领域有深厚积淀，其空心杯无齿槽电机业务增长迅速，产品应用于机器人、医疗等多个高附加值领域，且具备编码器、空心杯电机、精密直线传动等器件的整体配套生产能力。

       伟创电气专注电气传动与工业控制，产品涵盖变频器、伺服系统、步进系统等，已成功切入机器人产业链，提供空心杯电机、无框电机及一体化动力解决方案，自主研发的空心杯电机与无框电机已实现小批量交付。

        步科股份以机器人行业为核心战略，提供专用伺服电机（含无框力矩电机）、伺服驱动及一体化模组动力解决方案。其无框力矩电机产品性能与国际品牌相当，价格优势明显，已实现工业平台化生产和销售，且随着常州智能制造生产基地的扩建，产能将进一步提升。

昊志机电成立于 2006 年，专注于中高端数控机床、机器人、新能源汽车核心功能部件等领域。公司在电主轴领域的全球市场占有率排名第一， 同时稳步向数控机床和工业机器人等高端装备的核心功能部件领域横向扩张。公司产品涵盖PCB 钻孔机/成型机/划片机等各类电主轴、数控转台、直线电机、谐波减速器、伺服电机、驱动器、传感器等上百种产品。

        人形机器人市场的快速发展必然将带动空心杯电机与无框力矩电机需求增长，行业面临重大发展机遇。无论是作为投资者还是行业从业者都应关注具有技术研发优势、产品竞争力强、市场渗透率不断提升的国产电机企业，把握人形机器人产业链的投资机会。同时，国产企业需持续加大研发投入，提升正向研发能力与定制化服务水平，加快国产替代进程，以在全球市场竞争中占据有利地位。

参考研报下载链接：人形机器人行业系列报告（三）：电机：人形机器人的动力核心-光大证券.pdf

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