特斯拉人形機(jī)器人在AI技術(shù)加持下加速推進(jìn)，在終局2C端定位和降本訴求背景下，國內(nèi)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈迎來機(jī)遇。此前，在特斯拉二季度業(yè)績說明會上，馬斯克表示，特斯拉已經(jīng)生產(chǎn)十臺人形機(jī)器人，預(yù)計在11月進(jìn)行行走測試，明年在特斯拉自己的工廠進(jìn)行實用性測試。

伴隨商業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，人形機(jī)器人降本需求迫切，國內(nèi)廠商有望憑借硬件部分的性價比等優(yōu)勢迎來機(jī)遇。#人形機(jī)器人##特斯拉ModelY##機(jī)器人#

產(chǎn)業(yè)鏈值得重點(diǎn)關(guān)注的相關(guān)環(huán)節(jié)較多，本文重點(diǎn)梳理空心杯電機(jī)、減速器、伺服系統(tǒng)、無框力矩電機(jī)等四大環(huán)節(jié)。

空心杯電機(jī)

空心杯電機(jī)是微特電機(jī)的一種。具有重量輕、效率高、體積小、精密運(yùn)行控制、高穩(wěn)定性等特點(diǎn)，主要用在對重量和能耗要求較高（如無人機(jī)、機(jī)器人）等領(lǐng)域。

空心杯電機(jī)為Optimus的靈巧手提供動力，具備節(jié)能、控制和拖動的特性。

空心杯電機(jī)整體結(jié)構(gòu)上突破了傳統(tǒng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式，采用的是無鐵芯轉(zhuǎn)子（空心杯型轉(zhuǎn)子），徹底消除了由于鐵芯形成渦流而造成的電能損耗。

空心杯電機(jī)結(jié)構(gòu)：

資料來源：企訊網(wǎng)

其設(shè)計要點(diǎn)在于追求小型化的同時提供效率更高、更大的輸出。

線圈繞組設(shè)計是核心影響因子，包括繞線方式（排布、槽滿率等）、繞組參數(shù)（節(jié)距、匝數(shù)、抽頭數(shù)等），掌握相關(guān)工藝的先進(jìn)入者，存在先發(fā)優(yōu)勢。憑借其獨(dú)特的設(shè)計和出色的性能，在各個行業(yè)和應(yīng)用領(lǐng)域中得到了廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用，市場規(guī)?？焖僭鲩L。

根據(jù)GII引用QYResearch的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，全球空心杯電機(jī)市場規(guī)模由2022年的7.48億美元將增長至2028年的11.86億美元，期間CAGR為7.98%。

目前無框力矩電機(jī)的代表是美國科爾摩根，國內(nèi)是步科股份，無刷空心杯電機(jī)海外以MAXON為主，國內(nèi)鳴志電器、江蘇雷利、鼎智科技、恒帥股份、拓邦股份具備相應(yīng)技術(shù)。據(jù)NTCysd預(yù)測，至2028年全球空心杯電機(jī)市場規(guī)模為11.9億美元。復(fù)合增速8.47%。未來有望受益于人形機(jī)器人市場規(guī)模加速擴(kuò)張。

減速器

減速器是一種精密的動力傳動機(jī)構(gòu)，其利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，使伺服電機(jī)在一個合適的速度下運(yùn)轉(zhuǎn)，提高機(jī)械體剛性的同時輸出更大的力矩。

從經(jīng)濟(jì)性和輕資產(chǎn)角度出發(fā)，人形機(jī)器人量產(chǎn)后，減速器公司將通過在市場采購符合其生產(chǎn)要求的齒輪零件來構(gòu)成完整的供應(yīng)鏈，進(jìn)而實現(xiàn)批量化生產(chǎn)。

減速器兩類常見的種類為RV減速器和諧波減速器。

RV減速器由第一級漸開線圓柱齒輪行星減速結(jié)構(gòu)和第二級擺線針輪行星減速結(jié)構(gòu)兩部分組成。工作原理是通過2級變速實現(xiàn)減速功能。

其傳動比范圍大、精度較為穩(wěn)定、抗疲勞強(qiáng)度較高，具有更高的剛性和扭矩承載能力，一般用于機(jī)器人大臂、基座等重負(fù)載部位，但其重量重、外形尺寸較大，無法向輕便、靈活的輕負(fù)載領(lǐng)域發(fā)展，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。

諧波減速器具有單級傳動比大、體積小、質(zhì)量小、運(yùn)動精度高的優(yōu)點(diǎn)，并能在密閉空間和介質(zhì)輻射的工況下正常工作。

市場格局方面來看，諧波減速器全球龍頭為哈默納科，國內(nèi)綠的諧波、來福諧波、同川精密有技術(shù)儲備，RV減速機(jī)全球龍頭是賽威傳動等，國內(nèi)企業(yè)有中大力德、雙環(huán)傳動等有技術(shù)儲備。

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伺服系統(tǒng)

伺服系統(tǒng)是機(jī)器人的“肌肉”，是一種自動控制系統(tǒng)，能夠精確地跟隨或復(fù)現(xiàn)某個過程。

伺服電機(jī)是控制機(jī)械元件進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī)，接收到伺服驅(qū)動器的驅(qū)動信號后，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，即將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象。

其主要任務(wù)是按控制命令的要求、對功率進(jìn)行放大、變換與調(diào)控等處理，使驅(qū)動裝置輸出的力矩、速度和位置控制非常靈活方便。

伺服系統(tǒng)由驅(qū)動器、驅(qū)動電機(jī)、伺服編碼器及配套軟件組成。

大多數(shù)情況下，伺服驅(qū)動器含有三個嵌入式伺服環(huán)路，即電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)，三個環(huán)路相互作用以實現(xiàn)精準(zhǔn)的運(yùn)動控制。

大型伺服驅(qū)動器有三種類型，分別為常規(guī)伺服驅(qū)動器、SEA伺服驅(qū)動器、本體伺服驅(qū)動器。常規(guī)伺服驅(qū)動器主要由力矩電機(jī)、諧波減速器、電機(jī)編碼器、輸出編碼器、驅(qū)動板、制動器組成。

機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動方式可以分為剛性驅(qū)動、彈性驅(qū)動和準(zhǔn)直驅(qū)驅(qū)動等不同模式。

伺服為國產(chǎn)化率較高環(huán)節(jié)。根據(jù)睿工業(yè)MIR數(shù)據(jù)，匯川伺服系統(tǒng)市場份額從2015年的5.7%提升至2022年Q3的20.9%，榮登全球第一的寶座，市占率領(lǐng)先于第二名西門子10.6pp。國外主要品牌有西門子、松下、安川等；國內(nèi)廠商市占率靠前的還包括禾川科技、埃斯頓等。

無框力矩電機(jī)

電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度、功率密度是影響機(jī)器人性能的重要指標(biāo)，而無框力矩電機(jī)要在低壓供電的環(huán)境下輸出較大的功率，因此在磁路和工藝設(shè)計方面存在一定的技術(shù)能力要求，能夠?qū)崿F(xiàn)輕重量、高扭矩，更符合人形機(jī)器人需求。

目前無框力矩電機(jī)的代表是美國科爾摩根，國內(nèi)代表廠商有步科股份、航天電器、禾川科技和昊志機(jī)電等。

科爾摩根的無框力矩電機(jī)：