人形机器人运动核心：关节伺服电机

当前，电驱动是人形机器人的主流驱动方式，涵盖旋转驱动、直线驱动及线驱动等类型。作为塑造机器人结构与支撑动态运动的关键动力部件，关节伺服电机需满足多元化的功能诉求，同时适配机器人的形体限制，这也推动了无框力矩电机、空心杯电机等特色产品的应用普及。

人形机器人关节电机的功能诉求具有鲜明独特性。

来源：民生证券研究院

1.关节常需低速输出大转矩，需与传动部件配合构成执行器；

2.与环境交互时短时间高力矩输出的需求，要求电机具备极强的短时过载能力；

3.频繁加减速与往复旋转运动，对电机动态响应性能提出高要求；

4.非结构化环境的频繁交互，需要电机拥有良好的抗扰与抗冲击性能；

5.机器人形体空间限制，倒逼电机提升转矩密度与功率密度。

这些功能诉求叠加机器人形体空间的结构尺寸约束，使得无框力矩电机和空心杯电机成为人形机器人关节及灵巧手等不同场景的主流选择。

无框力矩电机

无框力矩电机以结构紧凑、重量轻、性能出色的优势，高度契合人形机器人的结构需求。其仅包含转子和定子两大核心组件，无独立输出轴、专用轴承及传统端部端盖结构，基于机电一体化理念与其他部件集成，形成一体化关节模组。

一体化关节模组示意图：《一体化关节模组驱控系统关键技术研究》

转子可直接与关节输出轴、减速器输入侧等部件集成，有效缩短轴向长度、减轻重量，同时提升转矩密度与响应速度，能安装于关节连杆腔体内实现高精度高转矩输出。

无框力矩电机来源：科尔摩根

空心杯电机

空心杯电机是一种特殊的永磁伺服电机，具有体积小巧、重量轻盈的显著优势，十分适配尺寸受限、且对控制精度与动作灵活性要求严苛的机器人灵巧手应用场景。

空心杯电机包含有刷与无刷类型，其无刷产品同样无转子铁芯，电枢直接由绕组线圈绕成杯状，通过电枢支架支撑固定。由于空心杯电机的转子为无铁心的圆筒形绕组，转子的质量和惯量小、不存在铁耗和齿槽转矩。因此，空心杯电机具有转矩波动低、运行稳定、效率高和动态响应性好等优点。

空心杯电机组成图来源：鸣志电器，民生证券研究院

空心杯电机凭借其独特的优势与特点，能够完美适配各类高精尖机电一体化系统的需求。从深海探测、地面智能装备，到航天航空设备，无论是常规环境还是严苛的极端工况，都离不开空心杯电机的助力。

空心杯电机在人形机器人领域则重点匹配手部功能需求。当前主流产品以直径10mm左右的小微型为主，国外Maxon、Faulhaber等厂商占据市场主导，国内鸣志电器、拓邦股份等企业虽已布局，但在8mm及以下小尺寸产品领域仍落后于国外，核心差距体现在绕组工艺、材料选型及批量生产一致性上。

总体来看，随着人形机器人产业化进程加速，关节电机的性能迭代与国产化替代需求将持续升温。未来，国内企业需聚焦小尺寸、高精度产品的技术突破，同时加强与机器人整机厂商的协同研发，以突破国外厂商的技术与市场壁垒，把握人形机器人产业发展带来的广阔机遇。

参考来源：各企业官网，民生证券研究院