人形机器人主要构成部件及预归类（下篇）-人形机器人主要环节分析（后半），跟着瀚而普进口外贸代理小编一起来看看吧！更多进口外贸代理欢迎来电咨询瀚而普上海进出口外贸代理公司，服务热线：021-35383360

二、人形机器人主要环节分析（后半）

3、无框力矩电机（8501.5100.90）：执行器驱动装置，国产替代空间大

无框电机与伺服电机一样属于永磁同步电机，但只有定子及转子部件，没有伺服 电机外壳、轴、轴承等部件。无框电机结构紧凑、输出力矩高、堵转情况下仍能 连续运转，故通常应用于机器人、医药、包装、印刷等领域。无框伺服电机类似 普通伺服电机，但无框力矩电机在设计端采用更大的直径长度比、较高的极数、 更低的转速，使得它相对伺服电机可提供更大的扭矩。

无框力矩电机的壁垒体现在磁路和工艺设计。电机的转矩密度、功率密度是影响 机器人性能的重要指标，而无框力矩电机要在低压供电的环境下输出较大的功率， 因此在磁路和工艺设计方面存在一定的技术能力要求。海外厂商起步较早，工艺 技术存在先发优势，例如韩国 TM TECH 转子采用整体充磁磁环技术，美国科尔 摩根采用分布式的分数槽及碳纤维绑扎技术，德国 TQ Robodrive 采用模块化定 子和环氧塑封灌胶技术。国内企业起步晚，转矩密度和国外高端无框力矩电机相比存在差距。美国科尔摩根是全球无框力矩电机龙头，拥有超 70 年的运动控制 研发经验，电机性能在全球处于第一梯队。国内目前进展较快的公司包括步科股 份、航天电器。相比海外龙头，国产无框力矩电机输出扭矩较小，在产品性能方面仍有差距。

4、空心杯电机（8501.10）：灵巧手驱动装置，国内厂家有性价比优势

空心杯因特殊的绕组结构而得名，其转子形似杯子，也因其优异性能被誉为电机 领域“皇冠上的明珠”。空心杯电机是一种微型伺服电机，通常来讲尺寸一般较 小通常不超过 40mm。与传统电机对比来看，一般的直流有刷电机的转子是固定 在铁芯上的线圈，而空心杯电机最大的不同在于其电机绕组取消了铁芯结构设计， 转子仅由线圈按照一定的排列绕制而成，转子因形似杯子被形象地称为空心杯电机。

空心杯电机趋势：有刷→无刷。有刷电机采用机械换向，随着电机旋转，电刷沿 着换向器滑动，产生动态的磁场，但也由于电刷和换向器存在相对滑动，容易损 耗；无刷电机通过驱动器实现电子换向，因不存在电刷，被称为“无刷电机”。无刷空心杯电机其定子部分使用空心杯绕组，采用无齿槽铁芯设计。该型电机具 有传统直流无刷电机高转速、长寿命、低噪音的特性，又兼具有刷空心杯电机高 功率密度、高效率的优势。

空心杯电机生产的关键是线圈的生产，因此其核心壁垒主要在于线圈设计、绕线 工艺以及绕线设备。空心杯电机的发展趋势始终是更小的体积、更快的转速、更 高的功率密度和更高的良率，而这些性能最直接的影响因素在于线圈绕制。导线 的线径、匝数、线性等都直接影响电机的各项核心参数。线圈绕制的核心壁垒直 接体现在线圈设计，因为不同的绕线类型在自动化率、铜耗等各有差异；另一方 面也体现在绕线设备和绕线方式上，不同的绕线机械绕制的空心杯槽满率有所差异，进而导致稀疏有别，直接影响电机损耗、散热、功率等。而先进的空心杯绕 线工艺和设计一直被海外厂商掌控，且海外设备价格昂贵。

空心杯电机发源于瑞士、德国、日本、欧洲等厂商研制较早，具有性能优异的生 产设备和稳定成熟的工艺。空心杯电机市场仍以老牌海外厂商为主，市场份额仍 然集中在头部厂商，全球龙头主要是瑞士 maxon、德国 faulhaber 两家，内资 龙头为鸣志电器，第二梯队主要有鼎智科技、深圳拓邦、上海埃依琪（非上市）、 北京奕山（非上市）等，产品主要面向国内中低端市场。海外厂家空心杯电机品 类齐全，内资在同类型产品上具备性价比优势。Faulhaber、maxon 空心杯直径可小到 3-5mm，内资少有 12mm 以下的空心杯 电机。国内外空心杯电机制造商在软实力和硬实力均有一定差距，硬实力的差距 主要集中在电机材料选用、本体设计和机电控制方案配置，软实力的差距主要集 中于市场影响力、销售渠道和客户资源，海外厂商拥有强大的研发团队和广泛的 国际销售网络、客户基础，能够更好地满足全球市场的需求，从而品牌声誉和市 场认可度更高。

5、力矩传感器（9031）：力学感知部件，技术壁垒高

力矩传感器可以通过测量机器人的接触力和压力，来帮助机器人形成触觉功能。其中，一维力传感器和六维力传感器是力矩传感器中十分常见的产品。一维力传 感器常用于机器人的关节模组中，而随着工业应用场景复杂化，业内对于机器人 感知能力的要求也在不断增强，六维力传感器应运而生。目前，六维力传感器被大量应用在协作机器人末端、航空航天风洞测试、医疗领域、运动健康领域中， 新兴的人形机器人手腕如此灵活也有它的功劳。六维力扭矩传感器又可以称为六轴力传感器、六分力传感器（六分力天平）和 FT 传感器。它是在施加力和扭矩过程中同时测量各轴力和扭矩的设备。通过这 种方式，信号被创建、测量、记录并用作人机交互中的反馈信号。在当今的机器 人技术中使用最广泛的传感器就是六轴力矩传感器，做为力觉测试传感器可以同 时反馈机器人在工作过程中的 3 个轴的力和 3 个绕轴的扭矩实时输出。最常见 的应用是抛光、组装、研磨、质量测试和机器人辅助手术等。在此类应用中，六 维力矩传感器安装在机器人和手臂末端工具之间。

根据传感元件的不同，六维力矩传感器主要分为应变片式、光学式、压电/电容式；目前大部分六维力矩传感器是基于应变式的测量，基于电压电容和光学原理 的传感器有一定的理论研究和试验，下游尚未得到广泛应用。

中国六维力矩传感器市场近年来入局者逐年增加，单受限于该行业的高技术壁垒， 真正具备批量供应能力的厂商依然较少，根据 2022 年国内销量口径，ATI、坤维、鑫精诚、宇立位于第一梯队，各家厂商下游应用的侧重有所差异。ATI 作为 全球龙头，经过多年积累，应用面相对更广，宇立在工业机器人磨抛行业和汽车 碰撞测试行业应用较多；坤维在协作机器人、医疗手术机器人、医疗检测机器人 和康复机器人领域优势显著；鑫精诚凭借苹果供应商的身份已经将其产品推广到 3C 领域，同时在机器人和医疗行业也有布局。

6、编码器（8543.7099.90）：速度、角度、位置感知部件，技术壁垒高

编码器是测量角度、速度和位置的传感器。按照技术原理，可分为磁编码器、光 编码器及电感编码器等等，其中光编码器适用于高精度、高分辨率的应用，磁编 码器适用于追求环境耐受性强、小型轻量、高可靠性的应用。在编码器降本和磁 编码器性能提高的背景下，磁编码器渗透率逐渐提升。

海外编码器厂商以日系的多摩川（27.6%）和欧系的海德汉（14.3%）为代表， 凭借几十年的技术实力、研发能力以及长期积累的经验，海外龙头厂商在全球范 围内享有广泛的声誉和市场份额，持续为市场提供高质量和创新性的产品。据 MIR 睿工业，2022 年我国编码器市场中多摩川、海德汉、西克和堡盟占据了 50%以上的市场份额，行业集中度较高。

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