报告由华鑫证券发布，聚焦人形机器人电机这一核心零部件，解析其性能要求、技术变革方向与灵巧手微型电机路径，推荐具备技术壁垒与规模化能力的龙头企业，为投资决策提供参考。
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- 动力核心作用
- 电机是人形机器人能量转换枢纽，负责将电能转化为机械能，直接影响运动能力、灵活性、稳定性与能效。
- 主流采用无框力矩电机及空心杯电机，特斯拉 Optimus 等产品配置 28 个执行器（14 个旋转 + 14 个线性），灵巧手需约 50 个微型电机，单台微型电机 ASP 约 1 万元。
- 关键性能诉求
- 动力输出：宇树 H1 膝部关节电机峰值扭矩达 360N・M，满足复杂动作与负重需求。
- 轻量化与能效：宇树 H1、智元灵犀 X1 扭矩密度分别达 189.5N・M/kg、156.3N・M/kg，平衡重量与动力输出效率。
- 控制精度：保障平稳行走、精准操作，避免运动偏差与摔倒风险。
- 结构创新
- 轴向磁通电机：结构扁平，转矩与转子直径立方成正比，相同材料下扭矩提升 4 倍，功率密度显著优于传统径向电机。
- PCB 定子电机：线圈蚀刻于电路板，减重 50%，降低涡流损耗，提升可靠性。
- 超声波电机：低速大扭矩、断电自锁，适配灵巧手驱动，响应速度达毫秒级。
- 扁平线绕组：槽满率提升 20-30%，增强磁场强度，散热效率更优。
- 原理与材料升级
- 谐波磁场技术：打破定转子极对数限制，通过磁场调制效应大幅提升转矩密度。
- 热管理优化：采用液冷通道、碳纳米管、相变材料，解决高负载发热问题。
- GaN 驱动：开关频率达 100kHz，提升控制精度，减小驱动器体积，降低开关损耗。
- 核心电机类型
- 空心杯电机：无铁芯转子设计，重量轻、转动惯量小，机械时间常数仅十几个 ms，效率超 80%，适配精密控制场景。
- 微型无框电机：仅保留定子与转子，无框架、轴承和轴，支持定制化安装，同轴度误差控制在 0.02mm 以内，便于散热与集成传感器。
- 特斯拉灵巧手设计趋势
- 小型化集成：采用空心杯电机 + 绳驱 + 蜗轮蜗杆传动，颜色编码肌腱简化组装。
- 自由度支撑：17 个手部执行器支撑 22 个自由度，通过优化腱绳设计消除手腕运动干扰。
- 国内龙头
- 卧龙电驱：电机龙头，布局轴向磁通电机专利，与智元机器人战略合作，探索结构优化与散热技术。
- 鸣志电器：全球领先的空心杯电机制造商，2024 年机器人领域无齿槽空心杯业务增长近 200%。
- 江苏雷利：微特电机领军企业，产品覆盖激光雷达电机等，海外客户包括 LG、松下等。
- 伟创电气：工控解决方案提供商，研发机器人关节模组、灵巧手电机，2025Q1-Q3 营收同比增 16.7%。
- 信捷电气：布局无框力矩电机、空心杯电机，与华为云合作推进机器人项目，2025H1 海外订单增长近 50%。
- 国际标杆
- 科尔摩根：无框电机技术领导者，TBM2G 系列适配协作机器人，85℃内性能稳定。
- 尼德科：全球综合电机制造商，无刷电机销量领先，第二代 E-Axle 电机功率密度行业领先。
- Maxon：微型电机领军企业，产品应用于火星车等高端场景，驱动系统寿命达 1200 万负载周期。
需关注电机新技术研发与产业化不及预期、人形机器人商业化落地缓慢、行业竞争加剧、原材料价格波动等风险，可能影响企业盈利能力与行业增长节奏。
