在人形机器人加速从实验室迈向规模化应用的进程中,电机作为其核心动力部件,扮演着举足轻重的角色。电机的性能优劣,直接决定了人形机器人的运动能力、灵活性、稳定性以及能效表现。目前,无框力矩电机和空心杯电机成为主流选择,前者凭借高扭矩特性,适用于驱动大型关节;后者则凭借小巧灵活,在灵巧手等微型执行器领域展现出独特优势。
受限于人形机器人紧凑的结构空间,电机性能的提升面临巨大挑战。在不增加体积的前提下,如何实现更高的功率与扭矩密度,成为行业技术突破的关键。为此,研究人员从结构、原理和材料控制三大方向展开创新探索。在结构创新方面,轴向磁通电机的扁平化设计令人瞩目,它能在同等体积下输出高达传统电机4倍的扭矩;PCB定子电机通过减重50%,满足了轻量化需求;超声波电机则凭借断电自锁和低速大扭矩的特性,成为灵巧手驱动的新选择。原理创新层面,谐波磁场技术打破了定转子极对数的限制,显著提升了转矩密度。同时,热管理与控制系统也同步升级,液冷通道、碳纳米管导热材料以及GaN(氮化镓)高频驱动技术的引入,不仅提高了散热效率,还实现了更精准的电流控制,并减小了驱动器的体积。
灵巧手作为人形机器人最关键的末端执行器,其集成化趋势愈发明显,对微型电机的性能提出了极高要求。据相关报告估算,以Optimus为例,其单台灵巧手大约需要50个微型电机,总价值达到万元级别。空心杯电机凭借无铁芯转子带来的低惯量和高响应速度,在灵巧手驱动中占据一席之地;微型无框电机则凭借高度定制化和嵌入式设计,支持“创造关节而非适配电机”的工程理念。这两种电机共同构成了高精度伺服驱动的理想方案,推动灵巧手向小型化、模块化和高可靠性的方向不断演进。













