报告概述

本报告为人形机器人专题系列第六篇,聚焦电机环节。研究对象包括人形机器人本体关节电机与灵巧手用微型电机。报告覆盖了电机技术迭代路径、各品类对比、竞争格局以及新兴方向(如轴向磁通电机)。分析框架从技术变化与股价复盘出发,深入探讨灵巧手电机选品变化、无框电机性能竞争要点,以及轴向磁通电机的可行性。报告旨在帮助投资者理解电机板块的预期差与下一轮投资机会。

报告的核心结论

灵巧手电机正从空心杯向微型无刷直流电机切换

下一代特斯拉灵巧手可能采用混合布置式,以腱绳驱动,为降低成本,电机选型可能从空心杯电机替换为价格更低、控制更简单的无刷直流电机。这一变化将带动微型电机供应商格局重塑。

无框电机竞争核心在于低温升、高扭矩密度与轻量化

人形机器人关节对电机要求极高:需在紧凑空间内实现高扭矩输出,同时解决散热、重量和精度问题。无框电机通过去掉外壳等组件实现集成化,但需在温升控制、转矩波动和轴向长度上持续优化,以匹配减速器与整机需求。

轴向磁通电机有望成为人形机器人关节的新选择

相比传统径向电机,轴向磁通电机扭矩密度高30-50%,轴向长度更短,重量更轻,且材料用量可降低(如铁质减少60%)。其扁平结构适配单级行星齿轮,利于紧凑关节设计,目前国内多家厂商已布局。

电机板块股价涨幅落后,存在预期差

报告通过编制机器人各零部件指数发现,2025年全年电机指数涨幅显著低于丝杠、减速器及灵巧手指数。随着人形机器人定点推进,国产无框力矩电机、轴向磁通电机等有望进入核心供应链,相关标的仍有上涨空间。

报告回答的关键问题

人形机器人灵巧手电机有哪些主流类型?

目前主流灵巧手电机包括有刷空心杯、无刷空心杯、直流无刷电机、步进电机及永磁同步电机。其中空心杯电机因响应快、无齿槽效应被广泛采用,但成本较高;直流无刷电机性价比更优。下一代方案可能转向微型无框电机或无刷直流电机。

无框电机在人形机器人中有什么优势?

无框电机去除了外壳、轴承等组件,可直接集成到关节模组中,实现紧凑轻量设计。其具备高扭矩密度、高精度和良好的环境适应性,可与谐波、行星减速器直接集成,满足人形机器人对空间、重量和性能的苛刻要求。

轴向磁通电机能否用于人形机器人?

可以。轴向磁通电机扭矩密度高、轴向长度短,非常适合适配单级行星齿轮实现紧凑关节。它还能减轻重量(每台可减重约20公斤)并降低材料用量。目前伟创电气、步科股份等厂商已在人形机器人方向布局轴向磁通电机。

人形机器人电机板块当前有哪些投资机会?

报告认为电机板块仍存在预期差。灵巧手用微型电机(如德昌电机、伟创电气、鸣志电器、兆威机电)和本体电机供应商(雷赛智能、步科股份、江苏雷利)有望受益于定点供应链放量。特别是低成本、高性能的国产无框电机和轴向磁通电机存在突破机会。

报告中的代表性数据

6mm直径约1600元(含税),10mm直径约850元(含税)

兆威机电灵巧手电机单价

2025年,来自兆威机电官方数据,反映灵巧手微型电机当前成本水平。

铁质减少60%,铜减少52%,磁体减少20%

轴向磁通电机相比径向电机的材料减量

资料未明确,据Traxial官网数据,其无轭轴向磁通电机与最新Tier1径向磁通电机对比。

模组长度缩短40%

步科股份第四代无框电机模组长度缩短

资料未明确,通过优化定子焊接工艺和特殊设计实现,适配人形机器人关节紧凑需求。

以上数据根据报告摘要整理,具体统计口径和数值请以完整报告原文为准。

完整报告包含什么

  • 灵巧手电机模组布局分类与典型产品案例:内置式、外置式、混合布置式,以及Shadow Hand、灵心巧手L30等产品拆解。
  • 各微型电机(有刷/无刷、空心杯/无框)的零部件结构、驱动原理、转速-转矩特性、效率、控制难度和价格对比表。
  • 主要灵巧手产品(特斯拉、Shadow、宇树、智元、因时等)的电机选型、传动方案及供应商清单。
  • 无框电机在人形机器人中的选型诉求与D2L规则详解,以及温升、散热、精度等性能优化方向。
  • 科尔摩根、步科股份、德昌电机控股、雷赛智能等供应商的无框电机产品性能提升细节与关节模组布局。
  • 轴向磁通电机与传统径向电机的全面对比(结构、扭矩密度、功率密度、效率、成本),及其在汽车、航空航天领域的应用案例。
  • 轴向磁通电机生产工艺痛点与突破:软磁复合材料、直接油冷设计、贝壳状结构等。
  • 国内轴向磁通电机研发厂商布局统计(伟创电气、步科股份、信捷电气、江苏雷利等)以及相关MIM工艺厂商梳理。
  • 相关标的估值表(伟创电气、德昌电机、鸣志电器、兆威机电、步科股份、雷赛智能、江苏雷利等),含总市值与PE预测。
  • 风险提示:人形机器人进展不及预期、中美贸易摩擦、电机落地效果、公司业绩等风险。

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