公司助力眼脑手及关节精准协同,打造人形机器人新优势。
公司强势入局人形机器人领域,目前布局产品涉及“眼&脑”“手”及“关节”。1)“眼&脑”: 主要指人形机器人的视觉与小脑,视觉是人形机器人交互感知模块中的一环,小脑则主要 指运动控制系统,由软硬件构成,硬件包括控制器、驱动系统、编码器等,软件主要为部 署在硬件上的控制和感知算法等。目前公司的视觉与小脑控制产品正处于开发储备阶段。2) “手”:主要指人形机器人的灵巧手,公司主要产品包括整体的 DH 系列灵巧手方案以及核 心零部件空心杯电机。3)“关节”:主要指人形机器人的旋转关节与直线关节,可以理解为 机器人用于手部之外的主体运动的四肢,目前公司主要产品包括整体的关节模组方案与其 核心零部件无框力矩电机。
公司积极储备视觉与小脑产品,且有望基于已有工业“眼&脑”方案有望实现技术迁移。视 觉方面,公司率先着手于软件方案,推出了 LeadVision 图像处理软件,是一款集成手眼标 定、图像处理、定位识别、检测测量等丰富功能的视觉工具,支持二次用户开发具备可拓 展性。公司研发技术团队近年来持续攻关视觉检测控制技术与机器视觉产品,未来或将继 续推出控制软/硬件方案。小脑方面,控制层算法是实现机器人协调平衡准确完成动作的关 键,公司基于多年来在运动控制领域和 PC-based 控制卡等产品的技术积累与经验,目前 小脑即机器人运动控制系统已经处于开发阶段。公司在主业工控领域的视觉点胶机方案与 人形机器人的“眼&脑”存在一定相似性。该方案中,PAC9300 运动控制器结合机器视觉 给工件定位,利用图像处理程序规划最优点胶路径,通过运动控制程序执行规划轨迹实现 工件点胶。这一控制卡与机器视觉结合的方案类似于机器人的“小脑”和“眼”,具备一定 的人形机器人运控产品潜力。此外,我们认为公司自主开发视觉与运控方案,实现“眼” 与“小脑”的深度协同适配,有望优化感知层与控制层之间信息通讯与算法迭代的时间, 更好地满足机器人在实时运动中快速响应的要求。

公司灵巧手方案特点在于强负载能力与高性价比,未来将向更高的自由度、灵活性与感知 力持续迭代。2025 年 3 月,公司发布 DH 系列 116 普及型灵巧手解决方案,具备 11 自由 度(主动 6+被动 5),整手最大负载可达 40kg(钩握),单指最大负载 10kg(钩握),可轻 松驾驭搬运等场景;2025 年 6 月,公司再度发布 DH 系列 2025 高端型灵巧手方案,自由 度取得进一步突破,高达 20 个自由度(主动 15+被动 5),整手最大负载可达 15kg(钩握), 单指最大负载 5kg(钩握),胜任多样化抓取任务。我们认为,相比国内外同类产品,公司 DH 系列方案的特点在于大负载能力,且基于公司标准化、大规模、低成本的生产供应体系, 有望突出性价比优势。未来公司灵巧手产品仍将持续迭代,预计将于 25Q3-26 年继续推出 通用型与旗舰型,旗舰型自由度可达 24 个,可执行的动作姿势数量、触觉感知能力、定制 化能力都将逐步提升。
公司灵巧手产品有望以遥操作训练方式不断提升泛化能力。在 25 年 3 月深圳工业展中,公 司灵巧手产品正式展出,可以通过遥操作的方式实现对特定物品的抓取,展现了顺畅灵活 的产品抓握能力。遥操作是灵巧手的一种重要训练模式,将人类操作经验转移至机器人身 上,跟踪复现更多动作,提升泛化能力。
公司灵巧手方案中自主把控的核心部件为空心杯电机。空心杯电机属于直流永磁伺服电机, 体积小响应快,在结构上突破了传统电机的转子结构形式,采用的是无铁芯转子,消除了 由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗,且具备了铁芯电机所无法达到的控制和拖动特性, 响应极快,时间在微秒级别。空心杯电机有出色的节能特性、灵敏方便的控制特性和稳定 运行的特性,且功率密度高能够充分利用手指内的小尺寸空间,目前是灵巧手执行层的主 流部件方案之一。我们在此前发布的《高质量发展的三条主线》(2024 年 11 月 29 日)中 测算得到,空心杯电机的成本占灵巧手成本的约 41%。 空心杯电机的主要壁垒在于制造端绕线工艺,目前海外厂商具备一定优势。空心杯电机主 要的线圈成型方式包括人工绕线、绕卷式(半自动)和一次成型(全自动)三种,其中人 工绕线全部采用人工方式完成插针、卷线、排线等步骤,绕卷式由绕线机配备一定数量的 工人负责“上下料”,即手动供线、剪线等,一次成型则由全自动设备完成所有工序。总体 而言,人工参与率越高,效率和成品一致性越低。但是,全自动绕线设备技术目前主要掌 握于国外设备厂商如瑞士 Metero、日本田中精机之中,其难点一方面在于超细导线的张力 控制,在导线给入的过程中,如果张力较大则拉扯容易使得导线电阻增加,如果张力过小 则容易使得排线紊乱,需要配置高精度的 PLC、伺服以及传动器件等;另一方面,绕线设 备的国外新专利公布较少,学术论文亦较少涉及,技术封闭性较高,海外厂商具备较大的 先发优势与技术沉淀,目前国内厂商仍主要采用半自动形式绕线形式。根据觅途咨询数据, Maxon/Faulhaber/Portescap 等占据 2022 年中国空心杯电机竞争格局第一梯队,市场份额 分别为 45%、22%、13%,Maxon 的优势在于产品丰富标准化批量化,Faulhaber 专注小 功率小尺寸定制,Portescap 则在骨科牙科等细分行业应用较多。相较于国外厂商,国产厂 商等目前产品相对单一,但随着国产绕线设备商技术的不断突破,空心杯厂商产品新能的 不断提升,未来国产空心杯供应商有望凭借性价比优势在人形机器人等领域实现份额提升。

公司空心杯电机对标海外龙头采用马鞍型全自动绕线技术,转矩参数与电流参数表现领先。 空心杯的绕线设计分为直线式(线圈导线与电机轴线平行)、斜绕式(元件有效边和电枢轴 线成一定倾斜角度)、马鞍式(先绕制成形线圈再排线),相对于直线式和斜绕式,马鞍式 绕组电枢端部重叠层数少,气隙小,永磁体利用率高,提高了电机的功率密度,瑞士 Maxon 部分产品使用该方式。公司对标 Maxon 采用马鞍型全自动绕线技术,拥有日系空心杯电机 研发测试设备及大规模工业化生产的工艺质量管理能力,转矩参数与电流参数表现领先。
机器人关节模组是机器人实现精确运动驱动与执行的关键部件。关节模组是一种高度集成 化的机器人关节组件,一般由电机(如无框力矩电机)、减速器(如谐波、行星、滚柱丝杠 等)、编码器、驱动器等多个关键部件组成。按运动方式分类包括旋转关节(腕部、肩部、 腰部和髋部等部位,需要多方向灵活转动)和线性执行器(如腿部等,需要精确直线运动 和一定负载能力)。作为人形机器人的关键零部件,关节模组在很大程度上决定了人形机器 人的爆发力和负载力,研制高性能的关节模组亦是降低人形机器人制造成本的关键,我们 在此前发布的《高质量发展的三条主线》(2024 年 11 月 29 日)中测算得到,关节模组的 成本占人形机器人所有关节零部件总成本的比例约为 51%。 公司联合德国芯控 Synapticon 开发关节模组产品,具备高精度低能耗优势。公司目前已 发布的关节模组新品 RM 系列与德国知名自动化公司 Synapticon 联合开发而成,具备高精 度、节能高效、品类丰富的特点。该产品系列规划有四个尺寸,依据 SiL3 级安全认证要求 设计,结合超高扭矩密度电机方案、智能控制算法,可使机器人续航提升 30%,同时产品 接口丰富,能满足多样场景需求。据公司公告,已有近百家机器人公司,包括协作机器人 和人形机器人客户测试和试用公司模组产品。 自制的 FM 系列无框电机产品是公司关节模组性能升级的关键。无框力矩电机因其效率高、 体积小、单位体积扭矩高适合用在机器人关节中,多采用大尺寸中空直径和低重量高功率 密度的设计,只有转子和定子两个部件,由此可以设计出自重轻,中空走线的关节。从性 能特点来看:无框电机结构简单、机械效率较高;高精度、高动态响应、小型化、大负载; 转子不动时,也可以提供稳定扭矩。因此无框力矩电机被运用于需要小空间内高力矩输出 的机器人关节内部。此外,无框力矩电机也可以应用于模切和层压、高精密机床、丝网印 刷、医疗领域的 CT 机和 X 光机、航空航天的雷达和惯导系统等领域。
无框电机的壁垒在于磁路设计与定制化开发能力。无框力矩电机在磁路设计方面有一定的 技术壁垒:机器人关节用电机一般工作在变转速、变负载的瞬态工况下,对电机的瞬态性 能要求更高,需要针对高转矩密度、低转矩波动等要求进行设计。此外,无框力矩电机需 要集成到机器内部,因此根据具体的机械设计尺寸来确定电机的外形尺寸和扭矩/转速性能, 对整体安装、固定的工艺及设计具有较高的要求,通常需要定制。目前,无框电机国产化 程度相对较高,其中步科股份布局较早,2016 年即推出第一代无框电机产品,并不断提升 产品性能、降低生产成本,市场份额位居前列。公司于 23 年研发成功 FM 系列无框电机, 24 年上半年实现量产,据公司公众号数据,截至 25 年 7 月累计出货已超 4 万台。
公司无框电机产品结构紧凑、高效节能,有利于关节模组性能优化,且可按需定制。通过 全面设计优化磁路和材料选型,公司 FM 系列无框力矩电机系列产品具有转矩密度高、功 率密度高、体积小、重量轻、发热小等众多优点,目前产品主要针对协作和人形机器人等 行业的应用场景进行研发设计,可提供产品型号广泛,包括 25/38/50/60/70/85/115mm 等 七个标准框架尺寸,还可以根据客户需求进行电机尺寸和电气参数的优化定制。
布局两家子公司分别负责灵巧手与关节模组业务,无框与空心杯电机已成功量产。公司 2024 年 2 月成立上海雷赛机器人公司,专注于高密度无框力矩电机、CD 伺服驱动器、中 空编码器等人形机器人零部件及模组的研发生产销售,目前 FM1、FM2 系列高密度无框力 矩电机成功量产,年产能可达 30 万台。2024 年 12 月,公司设立全资子公司深圳市灵巧驱 控技术有限公司,重点研发、生产和销售公司的无刷空心杯电机、驱动器、编码器和解决 方案,目前空心杯电机产品已经成功量产,年产能 12 万台。此外,公司拟在东莞滨海湾新 区投资建设华南区域总部及人形机器人核心零部件研发智造基地,预计将继续提升公司的 人形机器人相关零部件的制造生产能力与研发水平。
公司布局的以自制无框力矩电机为核心的关节模组产品也可应用于协作机器人关节。区别 于传统工业机器人追求刚度,协作机器人更多地追求轻量化、柔性及安全协作性,能够与 工人近距离交互,实现人机共融,安全作业。在需要高精度、高效率、高稳定性的生产场 景中,工业机器人仍然是不可或缺,而在需要灵活性高、安全性强、易于使用的生产场景 中,协作机器人则具有更大的优势,目前协作机器人广泛应用于工业、商业、医疗健康及 科研教育等各种场景。协作机器人机械臂及关节对于轻量化和灵活度的要求与人形机器人 相似,是目前无框力矩电机的现有的重要应用下游,也有望成为公司关节模组产品的先发 落地场景。