人形机器人行业增量以无框力矩电机、微型灵巧手电机为主,分别决定整机运动性能与手部作业能力。灵巧手需求高速增长,带动微型电机迎新蓝海市场。国内企业凭借车规级技术成熟迁移、规模化生产的深厚积累,以及本土上游供应链的协同突破,相比海外厂商,在响应整机厂对低成本、大批量、强协同的产业化需求更具天然优势,正成为人形机器人电机产业化进程核心推力。
人形机器人量产开启电机新空间,无框力矩与微型电机为核心增量
电机约占人形机器人整机成本25%,承担关节驱动、精密抓取核心功能,是整机运动控制与精细作业的"动力心脏"。2025年被视为人形机器人从实验室走向产业化的关键元年,全球出货量约1.8万台。进入2026年,人形机器人产业化进程显著提速:工信部数据显示,2026年上半年国内产量已超4万台,全年整机产量有望突破10万台。特斯拉、小鹏、宇树等头部企业加速落地量产,将直接拉动电机需求爆发。行业增量以无框力矩电机、微型灵巧手电机为主,分别决定整机运动性能与手部作业能力。
无框力矩电机:扩容空间广大,散热为量产核心瓶颈
人形机器人规模化落地将带来无框力矩电机大增量,产品狭小空间高负载工况下散热问题成为量产最大制约,三大技术路径实现突破:(1)粘胶铁芯降低铁耗10%-15%,同步改善散热与功率密度;(2)稀土永磁可耐高温防退磁、缩短导热链路,行业同步攻关无稀土方案对冲原料管控风险;(3)轻量化结构材料革新,减重同时优化散热表现。
微型电机迎市场新蓝海,“小型化”为关键
灵巧手需求高速增长,带动微型电机迎新蓝海市场。灵巧手内部空间受限,微型化是提升精细作业能力的核心,行业已开启由空心杯电机升级至高集成、高扭矩密度微型无框力矩电机。目前微型电机多依赖人工生产,自动绕线、动平衡设备可加速小型化量产,设备国产化是提升产品精度的关键。
1.人形机器人量产催生电机市场 276 亿空间,无框力矩电机 与微型电机为增长核心
1.1 人形机器人商业化开启,电机市场迎百亿新空间
人形机器人量产计划密集落地,订单与市场规模加速扩张。工信部数据显示,人形机器 人2026年上半年国内产量已超4万台,全年整机产量有望突破10万台。国内外厂商集 中发布人形机器人量产计划,商业化进程提速:宇树科技2025年人形机器人出货超5500 台,全球市占率 32.4%,位居全球首位;宇树科技创始人王兴兴表示,2026 年公司目 标出货量在1万—2万台;小鹏人形机器人7月已在广州工厂正式开启小批量试生产, 同时量产产线进入最后联调阶段,量产冲刺正式进入倒计时。据TrendForce预估,2026 年中国人形机器人市场规模将达 150 亿元人民币,且随量产规模扩大、应用场景增加, 2027 年市场规模至少可维持 60%以上的成长。人形机器人产业受益于订单释放与供应 链降本,规模快速扩张。据中商产业研究报告,2025年中国人形机器人市场规模约15.5 亿元,2030年有望超过200亿元。
电机是人形机器人核心零部件中价值量最高的环节之一。据上海证券报,电机价值量约 占整机的25%。电机可实现电能转换与传递并产生驱动转矩,其被集成于各关节处,通 过驱动关节完成行走、奔跑等复杂动作直接控制运动表现,是机器人各关节运动的驱动 核心,从根本上决定机器人整体性能;从市场体量看,电机环节已形成可观的基本盘并 保持稳健扩张。据华经产业研究院数据,2025年中国机器人电机市场规模达69亿元, 2021—2025年复合增长率13.35%,增速高于全球同期水平;我们认为,随着人形机器 人量产推进、关节驱动需求集中释放,电机作为整机价值量最高的核心零部件之一,有 望在这一基本盘之上打开新的增量空间。根据相关数据,我们测算,当量产规模从1万 台提升至100万台时,人形机器人无框力矩电机与微型电机的单机价值量合计由127200 元降至27600元,而新增市场规模则从12.72亿元扩大至276亿元。
1.2 关节无框力矩电机与灵巧手微型电机引领人形机器人电机增量
按需选型定增量,关节无框力矩电机与灵巧手微型电机成核心。人形机器人不同部位性 能需求各异,电机选型需匹配结构体积、负载能力与响应速度:四肢侧重高负载高精度, 旋转关节看重扭矩密度与散热能力,空间受限的灵巧手对高精度控制提出严苛需求。其 中,关节与灵巧手电机是市场核心增量来源:关节执行器主流采用无框力矩电机,其无 壳直驱、力矩大、响应快的特性,可直接集成于关节,减少传动损耗,满足重载与姿态 控制的精度需求;灵巧手适配微型无框力矩电机、空心杯电机、直流无刷电机三类方案, 分别面向高集成、高响应、高稳定性等精细作业场景。轴向磁通与谐波磁场电机暂未成 为主流选型。
无框力矩电机:关节驱动的核心选择。无框力矩电机为无框架式永磁电机,其结构仅含 转子和定子两大部件。据《电工技术学报》刊载的浙江大学研究,无框型电机无轴、轴 承和端部,降低了轴向长度和质量,提高了转矩密度和响应速度,其转子可直接与关节 外壳、减速器或弹性元件集成。该研究指出,无框型内转子电机与谐波减速器配合构成 高紧凑度的串联式柔性/弹性执行器,已成为主流的机器人关节架构,尤其适用于需要精 密操作的人形机器人上肢关节,能够精准匹配人形机器人关节"小体积、大扭矩、快响应 "的核心诉求。
空心杯电机:灵巧手驱动的精密之选。据鸣志官网,空心杯电机取消了传统转子铁芯, 采用无铁芯转子结构,在减小体积和重量的同时将更多有效空间用于电磁转换,因此具 有较高的功率密度;低转动惯量带来更快的加减速响应,无刷空心杯电机因绕组电感较 低,电流可更快建立与变化,从而快速响应驱动器的电流指令。同时,无齿槽结构消除 了传统电机的转矩波动,使低速运动更加平稳,并减少由齿槽转矩及部分电磁谐波引起 的振动和噪声;优化的绕组和散热设计有助于降低运行过程中的温升,维持长期运行性 能。凭借高功率密度、低惯量、高响应、低噪声、低转矩波动与良好控制性能的综合优 势,空心杯电机适用于机器人灵巧手、微型关节等需要连续微小运动与精细控制的场景, 是灵巧手实现精细抓取与复杂操作的关键驱动单元。
直流无刷电机:中负载场景成本优化方案。直流无刷电机是人形机器人关节的主要驱动 方案,具备高功率特性,且在部分关节追求静音运行。据意法半导体,人形机器人髋/ 腰部旋转关节配4个BLDC,膝关节配2个、参数区间相同,踝关节配4个、侧重动态 响应,手部单元自由度2–21个、采用BLDC或有刷直流电机。该笔记按负载将关节分为 三类:高功率关节采用无框BLDC,500W至数千瓦,峰值电流可超100A;紧凑型中功 率关节为50–500W;辅助/低功率关节低于50W,设计优先级为紧凑集成、静音运行与 减少布线。
轴向磁通电机:空间受限关节的薄型化方案。《电工技术学报》刊载的《机器人关节用 伺服电机关键技术与展望》显示,轴向磁通电机与径向磁通电机相比,具有轴向长度短、 转矩/功率密度高、结构紧凑等优点,在相同外径下转子永磁体空间更大、极数更高,易 实现低速大转矩特性;机器人关节应用中以单边磁拉力较小的双转子、单定子结构为主。 该电机已成功应用于"青龙""电动牦牛"等机器人,展现出巨大应用潜力,但目前仍未得 到广泛应用,主要受限于高转矩持续输出时电机发热严重、批量化生产工艺难度高、材 料利用率低等问题,目前在机器人关节执行器中成熟的应用较少。
谐波磁场电机:大关节驱动的优选方向。谐波磁场电机(学术名称为磁场调制电机)通 过特殊磁路设计,利用气隙磁导谐波的调制效应实现低转速下的直接大扭矩输出。据华 中科技大学曲荣海教授团队在《中国电机工程学报》2024年第44卷第18期发表的《磁 场调制电机的由来、发展与挑战》,此类电机的电枢与励磁磁场须经磁场调制单元调制 后方能相互作用产生转矩,该效应打破了传统电机励磁与电枢单元极对数必须相等的设 计禁锢,并引入转矩放大系数"极比",可在相同材料选型和散热条件下大幅提升转矩密 度,从而形成低速大转矩直驱特性,降低对机械减速环节的依赖。磁场调制电机拓扑结 构多样,可结合应用场景灵活选择和调整设计参数,在风力发电、电动汽车、舰船推进 等体积重量限制严苛的领域具有巨大应用前景;同时存在功率因数低、谐波损耗大、过 载能力差、所需控制器容量大等短板,其成因在于低次电枢磁密谐波。
2.无框力矩电机:140亿元市场扩容在即,散热成量产核心瓶 颈
2.1 人形机器人量产提速,无框力矩电机市场扩容至140亿元
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