空心杯電機(jī)是一種新型的微型電機(jī)，其具有內(nèi)部空心設(shè)計(jì)和高效能轉(zhuǎn)換等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于精密機(jī)械、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。近年來，特斯拉等企業(yè)逐漸往人形機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展，進(jìn)一步帶動(dòng)了人形機(jī)器人核心器件空心杯電機(jī)的市場(chǎng)需求。據(jù) QY Research 數(shù)據(jù)顯示，2022年全球空心杯電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模7.48億美元，同比增長(zhǎng)10.55%，增速高于微特電機(jī)2022年的同比增速。目前，國內(nèi)外人形機(jī)器人空心杯電機(jī)競(jìng)爭(zhēng)格局是怎樣的？人形機(jī)器人空心杯電機(jī)選型關(guān)鍵參數(shù)有哪些？還有空心杯電機(jī)在人形機(jī)器人領(lǐng)域的發(fā)展空間如何？
1,人形機(jī)器人靈巧手的關(guān)鍵部件：空心杯電機(jī)
空心杯電機(jī)，也稱為無鐵芯電機(jī)或無齒槽電機(jī)，是一種特殊結(jié)構(gòu)的直流電機(jī)。它省去了鐵芯作為支撐結(jié)構(gòu)，而依靠空心杯的線圈組與連接板、主軸等共同組成轉(zhuǎn)子或者定子，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功率穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。空心杯電機(jī)具有良好的節(jié)能效果、動(dòng)力性能和控制性能，使其能夠完美符合人形機(jī)器人對(duì)手指關(guān)節(jié)輕量化和高精度的需求。
新思考電機(jī)研發(fā)部工程師李鳳才表示：“空心杯電機(jī)最大的優(yōu)勢(shì)在于齒槽轉(zhuǎn)矩很小，手感輕盈，由于空心杯電機(jī)沒有齒槽，其轉(zhuǎn)速也相對(duì)較高。在人形機(jī)器人中，主要使用空心杯電機(jī)的部位通常是與手指關(guān)節(jié)相關(guān)的部分。”近年來，作為人形機(jī)器人靈巧手的關(guān)鍵部件的空心杯電機(jī)已經(jīng)得到了蓬勃發(fā)展，并呈現(xiàn)出不斷擴(kuò)大的趨勢(shì)。
2，人形機(jī)器人空心杯電機(jī)國內(nèi)外競(jìng)爭(zhēng)格局
當(dāng)前，盡管國外空心杯電機(jī)廠商在競(jìng)爭(zhēng)格局中占據(jù)優(yōu)勢(shì)，國內(nèi)廠商在全球空心杯電機(jī)市場(chǎng)上的份額相對(duì)較小，但國內(nèi)人形機(jī)器人空心杯電機(jī)市場(chǎng)仍由本土電機(jī)廠商主導(dǎo)。此外，國內(nèi)廠商在響應(yīng)定制化產(chǎn)品上更為迅速。例如，國外廠商制造一臺(tái)電機(jī)可能需要三至五個(gè)月，而整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)周期僅為半年。相較而言，國內(nèi)空心杯電機(jī)廠商提供多樣化的定制選項(xiàng)，能快速反應(yīng)和交付樣品，并且具備價(jià)格優(yōu)勢(shì)。因此，他們通常成為國內(nèi)人形機(jī)器人制造商的首選合作伙伴。
3，人形機(jī)器人空心杯電機(jī)選型關(guān)鍵參數(shù)及國內(nèi)外廠商性能對(duì)比
空心杯電機(jī)作為人形機(jī)器人的重要零部件，其性能和質(zhì)量直接影響著整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)的運(yùn)行效果。因此，如何選擇合適的人形機(jī)器人空心杯電機(jī)不僅要考慮產(chǎn)品的知名度，還得看重產(chǎn)品的可靠性。據(jù)了解，在對(duì)人形機(jī)器人空心杯電機(jī)選型時(shí)需要關(guān)注的核心參數(shù)主要有額定電壓、電流、功率密度、扭矩密度、控制精度、穩(wěn)定性、效率、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、啟動(dòng)電流、工作溫度和環(huán)境適應(yīng)性。首先是額定電壓和電流，需要確保空心杯電機(jī)符合設(shè)計(jì)要求以穩(wěn)定輸出所需功率。其次是功率密度，這影響著空心杯電機(jī)體積大小和功率輸出能力。空心杯電機(jī)的扭矩密度也至關(guān)重要，高扭矩密度可在小體積內(nèi)提供更高轉(zhuǎn)矩。另外，控制精度和穩(wěn)定性直接影響電機(jī)性能和響應(yīng)。高效率也是必要的，效率越高越有助于減少能源浪費(fèi)和延長(zhǎng)電機(jī)壽命。啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)電流也需考慮，這影響著負(fù)載慣性和電源沖擊。最后，工作溫度和環(huán)境適應(yīng)性對(duì)確保電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行和可靠性至關(guān)重要。
4，形機(jī)器人市場(chǎng)給空心杯電機(jī)帶來的增量空間
根據(jù)QYResearch報(bào)告，2022年全球空心杯電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模為54.6億，假設(shè)下游應(yīng)用領(lǐng)域中人形機(jī)器人占比5%，可以預(yù)測(cè)到2028年，應(yīng)用于人形機(jī)器人領(lǐng)域的空心杯電機(jī)銷售額約為41.2億元。根據(jù)財(cái)通證券預(yù)算，假設(shè)未來人形機(jī)器人銷量達(dá)到100萬臺(tái)，空心杯電機(jī)的均價(jià)約為每只800元，若每臺(tái)人形機(jī)器人需要12個(gè)空心杯電機(jī)，則人形機(jī)器人所需空心杯電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模約為96億元。可以看出，人形機(jī)器人領(lǐng)域的空心杯電機(jī)市場(chǎng)具有巨大的增長(zhǎng)潛力和發(fā)展前景。空心杯電機(jī)作為一種新型微型電機(jī)，在人形機(jī)器人領(lǐng)域具有巨大的市場(chǎng)潛力。在選擇空心杯電機(jī)時(shí)，整機(jī)廠商主要考慮其重量、體積大小、扭距和其他相關(guān)電機(jī)參數(shù)。盡管人形機(jī)器人市場(chǎng)是一個(gè)前景廣闊的市場(chǎng)，但目前尚未完全開發(fā)起來，具體的發(fā)展方向和道路還不太清晰。然而記者認(rèn)為，隨著人形機(jī)器人市場(chǎng)的壯大，再加上國內(nèi)廠商的追趕，空心杯電機(jī)在人形機(jī)器人市場(chǎng)的需求量也會(huì)逐漸增加，這將會(huì)成為一個(gè)極具前景的增量市場(chǎng)。