高端装备制造行业产业研究深度：机器人需求驱动下，新技术落地加速.pdf

高端装备制造行业产业研究深度：机器人需求驱动下，新技术落地加速。人形机器人电机高温高扭需求迫切，高转矩密度+低转矩波动+强过载能力+散热属性是电机的核心能 力指标。在各种复杂环境中完成搬运、抓取、行走等任务，机器人需要较大的力矩来驱动，如智元远 征 A2 Max 机器人关节峰值扭矩达 450Nm。而受限于机器人尺寸较小，关节电机则需要拥有单位密度下 较高的转矩输出能力。在工业机械臂、手术机器人等需要完成精密操作的机器人系统中，关节电机对 低齿槽转矩的要求很高。在诸如腿足关节等与环境频繁交互的关节中，电机常处于周期性的短时高过 载工况，峰值转矩需求高达额定转矩需求的 5-10 倍。同时当电机处于过载工况时，绕组具有极高的 损耗密度，短时内会产生巨大的热量。因此，高性能机器人关节电机需要拥有良好耐高温和散热属性。 当前人形机器人电机主要分为无框力矩电机和空心杯电机。无框力矩电机具有低转速、高扭矩、性能 稳定等优点，可用于模仿关节的活动和模拟肌肉的拉伸，能够为人形机器人提供强劲的肢体力量，支 撑其整体运动与负载能力；空心杯电机的尺寸小、更轻巧，因此具有更高的功率密度和能量转化效率， 适用于灵巧手等高精度场景，使得人形机器人的操作性更灵敏。

谐波磁场电机打破传统电机磁路设计桎梏，高功密下体积减小且扭矩提升。其磁路设计源自“磁场调 制效应”，打破传统电机励磁和电枢单元的极对数必须相等的限制。基于该效应下，磁场调制电机在 外特性上与机械减速齿轮箱类似，转矩新增放大系数“极比”，从而可在相同材料和散热条件下大幅 提升电机转矩密度。目前谐波磁场技术产学研结合不断加速，工业及机器人场景实现落地。未来的发 展会是一个从概念验证、工业应用到高端突破的渐进过程。

当前人形机器人电机多种方案并行，长期看核心竞争要素在于成本和量产能力。电机作为人形机器人 中价值量大、技术壁垒高的重要环节，未来将围绕更优的性能、更低的成本不断迭代。重点关注电驱 新技术发展，如磁场调制技术、电机一体化技术等。相关公司短期内将聚焦于通过技术创新实现性能 突破，长期竞争力取决于性能达标后的规模化量产与成本控制能力。