高端装备制造产业研究深度：机器人需求驱动下，新技术落地加速

产业研究中心 1 为企业客户提供全方位的“产业+金融”研究服务！ 产业研究深度 | 高端装备制造 机器人需求驱动下，新技术落地加速 2026 年 1 月 25 日 产业研究中心 1 / 33 人形机器人电机高温高扭需求迫切，高转矩密度+低转矩波动+强过载能力+散热属性是电机的核心能力指标。在各种复杂环境中完成搬运、抓取、行走等任务，机器人需要较大的力矩来驱动，如智元远征 A2 Max 机器人关节峰值扭矩达 450Nm。而受限于机器人尺寸较小，关节电机则需要拥有单位密度下较高的转矩输出能力。在工业机械臂、手术机器人等需要完成精密操作的机器人系统中，关节电机对低齿槽转矩的要求很高。在诸如腿足关节等与环境频繁交互的关节中，电机常处于周期性的短时高过载工况，峰值转矩需求高达额定转矩需求的 5-10 倍。同时当电机处于过载工况时，绕组具有极高的损耗密度，短时内会产生巨大的热量。因此，高性能机器人关节电机需要拥有良好耐高温和散热属性。 当前人形机器人电机主要分为无框力矩电机和空心杯电机。无框力矩电机具有低转速、高扭矩、性能稳定等优点，可用于模仿关节的活动和模拟肌肉的拉伸，能够为人形机器人提供强劲的肢体力量，支撑其整体运动与负载能力；空心杯电机的尺寸小、更轻巧，因此具有更高的功率密度和能量转化效率，适用于灵巧手等高精度场景，使得人形机器人的操作性更灵敏。 谐波磁场电机打破传统电机磁路设计桎梏，高功密下体积减小且扭矩提升。其磁路设计源自“磁场调制效应”，打破传统电机励磁和电枢单元的极对数必须相等的限制。基于该效应下，磁场调制电机在外特性上与机械减速齿轮箱类似，转矩新增放大系数“极比”，从而可在相同材料和散热条件下大幅提升电机转矩密度。目前谐波磁场技术产学研结合不断加速，工业及机器人场景实现落地。未来的发展会是一个从概念验证、工业应用到高端突破的渐进过程。 当前人形机器人电机多种方案并行，长期看核心竞争要素在于成本和量产能力。电机作为人形机器人中价值量大、技术壁垒高的重要环节，未来将围绕更优的性能、更低的成本不断迭代。重点关注电驱新技术发展，如磁场调制技术、电机一体化技术等。相关公司短期内将聚焦于通过技术创新实现性能突破，长期竞争力取决于性能达标后的规模化量产与成本控制能力。 分析师及联系人 | 证券研究报告 | 核心要点 苏晨 SAC:S1130522010001 suchen@gjzq.com.cn 陈传红 SAC:S1130522030001 chenchuanhong@gjzq.com.cn 风险提示 技术路线迭代不及预期风险，稀土及其制品出口限制风险，机器人发展不及预期风险。 产业研究中心 1 / 33 内容目录 一、电机：人形机器人动力之源 .................................... 4 执行器是关节运动核心 ......................................... 4 电机是执行器核心部件 ......................................... 5 常见电机分类与应用 ........................................... 6 二、无框力矩电机：人形机器人关节的力量基石 ..................... 10 大扭矩+紧凑散热+中空走线，商业化成熟 ........................ 10 技术壁垒较高，国内市场呈集中趋势 ............................ 13 三、空心杯电机：灵巧手的核心驱动技术 ........................... 14 需求驱动明确，成本成为关键 .................................. 14 海外主导，国产替代加速进行 .................................. 18 四、谐波磁场电机：未来人形机器人电机技术方向 ................... 19 谐波磁场电机或打破传统电机磁路设计 .......................... 19 核心优势：平均转矩大，转矩脉动小，功率密度跃升 .............. 20 应用领域：工业场景已有应用，机器人关节、灵巧手具备潜力 ....... 21 第四代永磁材料：高温性能优异+成本优势显著 ................... 22 永磁与谐波磁场驱动产业化加速 ................................ 26 风险提示 ....................................................... 28 产业研究中心 2 / 33 图表目录 图表 1： 不同关节执行器对电机的需求产生差异 ............................................ 5 图表 2： 机器人关节电机需要强爆发性、可靠性及自适应性 ......................... 6 图表 3： 径向磁通电机和和轴向磁通电机拓扑结构 ........................................ 7 图表 4： 空心杯电机结构 ................................................................................... 8 图表 5： 机器人用电机拓扑结构对比 ............................................................... 9 图表 6： 常见机器人类型与电机拓扑结构的特征型谱 .................................. 10 图表 7： 无框力矩电机结构组成 ..................................................................... 11 图表 8： 特斯拉 Optimus 执行器包括旋转执行器和线性执行器 ................... 12 图表 9： 国内外无框力矩电机产品对比 .......................................................... 13 图表 10： 上市公司在无框力矩电机领域业务情况 ........................................ 14 图表 11： 空心杯电机属于无齿槽电机 ........................................................... 15 图表 12： 线圈绕组方式包含斜绕、叠绕、直绕、马鞍绕和同心绕等 ......... 16 图表 13： 空心杯电机属于无齿槽电机 ........................................................... 17 图表 14： 电机未来的趋势是缩小体积和提升功率密度