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特斯拉Optimus 有兩類電機(jī)用量比較大：1、無框力矩電機(jī)：在旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、線性關(guān)節(jié)中使用。無框力矩電機(jī)僅由轉(zhuǎn)子和定子組成，沒有軸、軸承、外殼、反饋或端蓋。定子是外部部件，由銅繞組產(chǎn)生電磁力；轉(zhuǎn)子是內(nèi)部部件，由帶永磁體的鋼圓環(huán)組件構(gòu)成。2、空心杯電機(jī)：在靈巧手中使用，單只靈巧手有6 個(gè)空心杯電機(jī)?？招谋姍C(jī)采用無鐵芯轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子形似杯子，因此得名。這種結(jié)構(gòu)消除了由于鐵芯形成渦流而造成的電能損耗?？招谋姍C(jī)分為有刷和無刷兩種。有刷電機(jī)采用機(jī)械換向，無刷電機(jī)則通過驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)電子換向。特斯拉 Optimus 靈巧手關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)空心杯電機(jī)屬于伺服電機(jī)，不同于普通鐵芯電機(jī)將電機(jī)繞組固定在鐵芯之上，空心杯電機(jī)繞組不依靠鐵芯支撐，而是利用特殊工藝將電機(jī)繞組做成可以獨(dú)立支撐的杯狀。由于采用無鐵芯轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，空心杯電機(jī)消除了由于鐵芯形成渦流而造成的電能損耗。同時(shí)，其重量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大幅降低，減少了轉(zhuǎn)子自身的機(jī)械能損耗，大幅提高了電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能。空心杯電機(jī)尺寸較小，直徑一般不超過 40mm，同時(shí)還具有轉(zhuǎn)速高、響應(yīng)快、精度高等優(yōu)勢，非常適合靈巧手執(zhí)行精細(xì)和復(fù)雜的動(dòng)作，在人形機(jī)器人靈巧手中廣泛應(yīng)用。本文主要梳理下在空心杯電機(jī)設(shè)計(jì)、制造方面較為突出的國內(nèi)企業(yè)。運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的綜合制造商，專注于運(yùn)動(dòng)控制、智能LED照明控制和工業(yè)設(shè)備管理的關(guān)鍵部件制造。其空心杯電機(jī)產(chǎn)品包括有刷和無刷兩種，具有多種額定電壓版本，并采用了具有自主專利技術(shù)的空心杯繞組結(jié)構(gòu)，具有高轉(zhuǎn)矩、高扭矩、低噪音的優(yōu)勢。鳴志電器的無齒槽和空心杯電機(jī)體積小巧，轉(zhuǎn)速高，無齒槽效應(yīng)，適用于醫(yī)療，機(jī)器人，光學(xué)等行業(yè)。隨著機(jī)器人靈巧手應(yīng)用的出現(xiàn)，鳴志也推出多款小尺寸電機(jī)，從8mm、10mm、11.5mm到13mm，搭配不同的減速箱和編碼器，可以實(shí)現(xiàn)客戶對扭矩和控制精度的需求。國內(nèi)工業(yè)自動(dòng)化控制行業(yè)重要供應(yīng)商，主要從事工業(yè)自動(dòng)化控制產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售等業(yè)務(wù)。公司于2022年成立機(jī)器人行業(yè)部切入機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈，目前其產(chǎn)品主要以機(jī)器人大配套為主，包括空心杯電機(jī)等核心部件。人形機(jī)器人高自由度和高精度的控制能力離不開高效能電機(jī)系統(tǒng)的支撐。偉創(chuàng)電氣把握運(yùn)動(dòng)控制、高性能伺服驅(qū)動(dòng)、高精密減速器等關(guān)鍵技術(shù)，將驅(qū)動(dòng)器、減速機(jī)、編碼器和電機(jī)高效組合，于2024年6月25日推出了10mm直流無刷空心杯電機(jī)系統(tǒng)。該10mm產(chǎn)品體積精巧，高度集成，性能強(qiáng)勁超靜音，依托低溫升及降噪的特性，適用于需要長時(shí)間連續(xù)運(yùn)行和對控制要求、可靠性要求較高的場景。成立于2022年，公司定位是“專業(yè)制造空心杯電機(jī)”，擁有16,22,26,28,35,40mm六種機(jī)座號百余款空心杯有刷、無刷機(jī)型。公司配有二次元、閃測儀、齒輪測量儀、電機(jī)壽命測試臺(tái)、高低溫測試、鹽霧測試和靜音室等一系列電機(jī)測試設(shè)備。在今年9月的工博會(huì)的上，鈞川科技展示了最新的產(chǎn)品：大扭矩ECT系列12mm、15mm、16mm電機(jī)與高轉(zhuǎn)速ECS系列8mm電機(jī)，可以應(yīng)用于人形機(jī)器人靈巧手中，為靈巧手執(zhí)行五指的運(yùn)動(dòng)動(dòng)作提供充沛的動(dòng)力。同時(shí)在電機(jī)的輸出側(cè)可配置精密行星減速器；在電機(jī)的輸入側(cè)可配置制動(dòng)器、也可以集成電機(jī)驅(qū)動(dòng)板，為靈巧手的內(nèi)部零件布置提供多種選擇。成立于2008年，是以微特電機(jī)為主要構(gòu)成的定制化精密運(yùn)動(dòng)控制解決方案提供商，近年來，先后推出直流無刷系列、高速無刷空心杯系列、無框力矩系列等產(chǎn)品。鼎智科技依托此前在醫(yī)療領(lǐng)域的技術(shù)沉淀，于2022年將空心杯電機(jī)作為新產(chǎn)品線推出。公司空心杯電機(jī)產(chǎn)品屬于重點(diǎn)發(fā)展的核心產(chǎn)品，最小直徑達(dá)8mm，最大轉(zhuǎn)速8萬轉(zhuǎn)/分鐘，且已實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)批量生產(chǎn)。此外，公司自研空心杯電機(jī)繞線設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)空心杯電機(jī)全自動(dòng)批量生產(chǎn)。國內(nèi)智能控制領(lǐng)域首家上市公司，經(jīng)過二十余年的高速發(fā)展,?公司主營業(yè)務(wù)為智能控制系統(tǒng)解決方案的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，即以電控、電機(jī)、電池、電源、物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的“四電一網(wǎng)”技術(shù)為核心，為家電、工具、新能源、工業(yè)四大行業(yè)提供領(lǐng)先的定制化智能控制解決方案。拓邦股份較早開始布局空心杯電機(jī)領(lǐng)域，已掌握獨(dú)特的控制技術(shù)與配套資源，生產(chǎn)出超十余種型號的有刷和無刷空心杯電機(jī)產(chǎn)品，并在電動(dòng)夾爪、骨科動(dòng)力工具等領(lǐng)域批量應(yīng)用。成立于2001年，是一家集設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造于一體的微型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方案解決商，專業(yè)從事微型傳動(dòng)、微型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方案的研發(fā)、設(shè)計(jì)與制造的高新技術(shù)企業(yè)。兆威機(jī)電智能機(jī)器人上使用的無刷空心杯電機(jī)機(jī)械時(shí)間常數(shù)小于5ms，高靈敏調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，可快速響應(yīng)需求。同時(shí)，公司在微型傳動(dòng)齒輪箱方面具備優(yōu)勢，已成功研發(fā)并量產(chǎn)3.4mm齒輪箱。禾川科技是一家專注于工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品的研發(fā)、制造、銷售及應(yīng)用集成的企業(yè)，致力于為智慧工廠提供核心部件和系統(tǒng)集成解決方案。在人形機(jī)器人涉及的核心運(yùn)動(dòng)控制部件中，禾川科技擁有較成熟的伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、空心杯電機(jī)、無框電機(jī)等各類電機(jī)及相關(guān)傳感器產(chǎn)品。Hu-ECU系列空心杯電機(jī)產(chǎn)品：布局了φ8mm| φ10mm| φ12mm| φ13mm等多種規(guī)格的無刷空心杯電機(jī)，搭載15bit高精微型磁性編碼器，內(nèi)置微型集成驅(qū)動(dòng)器，適合極致空間應(yīng)用需求。主要應(yīng)對于人形機(jī)器人靈巧手手指關(guān)節(jié)、SMT設(shè)備、醫(yī)療等場合。此外，還有揭陽建浩電子、揭陽立昌盛電機(jī)、深圳新大洋電子、深圳市萬德至科技、深圳市新和電機(jī)、深圳市聚合實(shí)業(yè)、樂清市開城微電機(jī)、東莞市權(quán)宇電機(jī)、東莞市兵力電子科技、廣東華駿通電機(jī)、東莞市金豐達(dá)電機(jī)、上海雁鋼實(shí)業(yè)、廈門緒鑫智能科、杭州匯良智能設(shè)備、杭州貝豐科技、常州松洋鼎升電機(jī)、深圳國泰君誠科技、山東望舒工業(yè)設(shè)備、北京博航恒業(yè)科技、深圳市五顆星馬達(dá)、常州旻盛電子、廣東超力電機(jī)、深圳市鑫寶達(dá)電機(jī)、衢州邁德電子、北京奕山科技、深圳萬至達(dá)電機(jī)、東莞超穎電機(jī)等多家企業(yè)也在空心杯電機(jī)的設(shè)計(jì)、制造方面有所建樹。全球空心杯電機(jī)市場集中度較高，較為知名的企業(yè)包括Faulhaber、Portescap、Allied Motion Technologies、Maxon Motor及Nidec CopalCorporation等，這些企業(yè)在空心杯電機(jī)的設(shè)計(jì)、制造以及技術(shù)創(chuàng)新方面處于領(lǐng)先地位。目前，空心杯電機(jī)市場主要由海外企業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位，但國內(nèi)廠商正在通過技術(shù)創(chuàng)新和國產(chǎn)化進(jìn)程加速追趕。國內(nèi)廠商通過本土化的銷售戰(zhàn)略以及持續(xù)的研發(fā)投入，逐漸打開市場，未來有望在空心杯電機(jī)市場中占據(jù)更大的份額。
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