人形机器人核心零部件简析

人形机器人融合了机械、电子、信息、控制和人工智能等多门学科。空心杯电机、无框力矩电机和关节模组是人形机器人的核心零部件，其性能直接影响人形机器人的运动能力和效率。人形机器人市场规模快速增长有望带动空心杯电机、无框力矩电机和关节模组等核心零部件市场的发展。

根据高工机器人产业研究所（GGI）发布《2025年人形机器人产业发展蓝皮书》预测，2025年全球人形机器人市场销量有望达到1.24万台，市场规模63.39亿元：到2030年全球人形机器人市场销量将接近34万台，市场规模将达到642.22亿元；到2035年，全球人形机器人市场销量将超过500万台，市场规模将达到4.091.07亿元。瑞银证券预计，2050年全球人形机器人数量将超过3亿台，潜在市场规模达1.4-1.7万亿美元。随着人形机器人产业的兴起，空心杯电机、无框力矩电机和关节模组等核心零部件市场也将迎来新的发展动力。

空心杯电机：空心杯电机是一种直流永磁的伺服控制电机，主要应用于末端灵巧手。不同于普通铁芯电机将电机绕组固定在铁芯之上，空心杯电机绕组不依靠铁芯支撑，而是利用特殊工艺将电机绕组做成可以独立支撑的杯状。由于采用无铁芯转子结构，空心杯电机消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗。同时，其重量和转动惯量大幅降低，减少了转子自身的机械能损耗，大幅提高了电机的运转性能。

无框力矩电机：无框力矩电机是一种以输出扭矩为衡量指标的无框架式永磁电机，没有轴、轴承、外壳或端盖，只有转子和定子两个部件。转子是内部部件，由带永磁体的旋转钢圆环组件构成，直接安装在机器轴上。定子是外部部件，包含有齿钢叠片，外面包裹着能产生电磁力的铜绕组，紧凑地安装在机器外壳的主体内。无框力矩电机具有高效、高扭矩密度和长寿命等特点，因此在需要高性能和精确控制的人形机器人关节中得到了广泛应用。

关节模组即机器人一体化关节，是影响机器人硬件成本和运动性能的关键部分。关节模组又被称为关节执行器，是驱动机器人执行机构（手臂、腿部等）运动的组件，安装在机器人关节处，通过将电机的旋转运动转化为驱动连杆机构运动，按照运动类型，执行器可分为旋转执行器、线性执行器。旋转执行器多用于手腕、膝关节等人形机器人关节处，主要由电机和减速器组成，核心零部件是无框力矩电机、行星减速器和谐波减速器等。线性执行机构多安装于机器人上臂、大腿及肘部，可理解为旋转执行器的线性转换，通常实现伸展、推拉等直线运动，主要通过梯形丝杠、滚珠丝杠或行星滚柱丝杠实现。