技术前沿：人形机器人灵巧手——空心杯电机

空心杯电机是一种微型伺服直流电机，由定子和转子两大核心部分组成，通常来讲尺寸一般较小通常不超过40mm。在结构上突破了传统直流电机的结构形式，采用的是无铁芯转子，其电枢绕组为空心杯线圈，形状类似水杯，因此被称为“空心杯电机”。

灵巧手空心杯电机

特斯拉Optimus的核心运动控制模组主要为三部分，其中手部环节的精密运控要求更高。从此前公布的Optimus基本参数来看，全身共有28个执行器（14个旋转执行器+14个线性执行器），另外还有手部模组。从技术路线来看，灵巧手的方案主要由腱绳式和连杆式两种，因时、SVH等多采用连杆，Shadow则采用腱绳式。从构成上来看，Optimus的手部模组采用较为经典的六电机+金属腱绳的模式，主要由“编码器+空心杯电机+微型精密齿轮箱+微型丝杆”构成，其中空心杯是其中的核心环节。

不过对于一台机器人来讲，电机占用成本并不高，对于空心杯电机来讲，更是“微不足道”。

空心杯电机被誉为电机领域“皇冠上的明珠”，充分适配灵巧手的应用场景。空心杯取消铁芯的结构设计从本质上解决了铁芯结构带来的种种问题，因此除小尺寸下带来的高功率密度优势之外，空心杯电机还具有效率高、转速快、响应快等特点，分别对应良好的节能效果、动力性能、控制性能等。因此空心杯充分适配灵巧手在实际场景中进行灵活抓握等需求。

空心杯电机份额仍然集中在海外厂商，国产厂商持续推进国产替代。海外厂商起步较早，拥有性能优异的设备和稳定成熟的工艺。国产厂商奋起直追凭借更快的迭代以及性价比和配套服务优势持续追赶。

人形机器人带动空心杯电机及模组以及相关绕线机设备的起量。单台人形机器人对应12个空心杯电机。随着人形机器人的商业化落地和持续量产推进，空心杯电机有望迎来需求增量。此外预计绕线机作为核心的设备也有望大幅受益于空心杯电机需求起量。

空心杯电机是电机领域“皇冠上的明珠”

空心杯因特殊的绕组结构而得名，其转子形似杯子，也因其优异性能被誉为电机领域“皇冠上的明珠”。空心杯电机是一种微型伺服电机，通常来讲尺寸一般较小通常不超过40mm。与传统电机对比来看，一般的直流有刷电机的转子是固定在金属叠片（俗称铁芯）上的线圈，而空心杯电机最大的不同在于其电机绕组取消了铁芯结构设计，转子仅由线圈按照一定的排列绕制而成，转子因形似杯子被形象地称为空心杯电机。年Dr.F.Faulhaber博士研发出斜绕组线圈技术并在年获得空心杯电机的相关专利，标志着空心杯电机的问世，其创造性的结构设计使得电机可以兼具较小体积和较大效率，也一度使得Faulhaber成为空心杯电机的代名词。

图表1：空心杯电机爆炸图

资料来源：鼎智科技

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