当前全球人形机器人产业端持续迎来催化。

特斯拉人形机器人Optimus上周更新灵巧手，英伟达、华为等厂商加码布局人形机器人，加速带动产业链高景气度。

从人形机器人核心环节来看，行星滚柱丝杠、六维力矩传感器、触觉传感器、空心杯电机以及软件系统是当前国产化可提升空间较大的核心环节，同时也是技术壁垒较高的零部件。

从驱动方案来看，电驱是灵巧手主流驱动方案，而电机是核心部件。

人形机器人手部的手指关节需要较高的自由度，需配备体积小但能输出功率高的电机，而空心杯电机匹配此要求。

特斯拉Optimus灵巧手采用6电机驱动，人形机器人灵巧手需要使用12个空心杯电机。

当前特斯拉人形机器人是全球机器人行业风向标。根据早前马斯克财报交流会，明年特斯拉将量产数千台人形机器人，产业链核心零部件有望迎来国产替代广阔市场空间。

本文重点关注人形机器人使用的核心电机：空心杯电机。

随着特斯拉人形机器人量产节点临近，我们也会持续跟踪人形机器人各细分赛道的最新动向和进展，相关资料首发在星球圈子，有兴趣可以加入。

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空心杯电机行业概览

驱动系统是机器人的关键部件，是使机器人发出动作的机构。

机器人驱动方式可分为液压驱动、气体驱动和电机驱动三种。

其中，电机驱动具有高精度、实时响应等优势，更适合人形机器人灵活度高的发展趋势。

而空心杯电机作为人形机器人灵巧手末端执行器的核心零部件，是目前性能最优的电机方案之一。

空心杯电机是一种微型伺服直流电机，采用的是无铁芯转子，消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗，其电枢绕组为空心杯线圈，是一个空心的杯状结构。

相比传统电机，空心杯电机更符合人形机器人灵巧手空间紧凑、负载能力的要求，且具有体积小、功率大、响应速度快等特点。

根据特斯拉在AIDay发布的Optimus人形机器人数据，其躯干部分装有28个执行器，灵巧手单手装配6个执行器，合计自由度高达50个，这些执行器主要由空心杯电机和无框力矩电机等控制电机以及其他零件组成。

02 空心杯电机核心壁垒

空心杯电机的主要组成部分包括空心杯绕组、转子组件、传感器组件、法兰、轴承、磁轭等。

行业主要难点在于绕组设计、动平衡设计及资金投入。

核心技术壁垒包括线圈设计、绕线工艺以及绕线设备。

国际头部企业主要采用一次性绕制成型的生产技术，且掌握壁垒线圈绕组设计和加工、壁垒绕线设备技术等核心技术。其自动化程度较高，可加工0.08-0.2mm线径、功率400W以下电机所需线圈。

国内主要采用卷绕式生产，依赖人工且生产线径受限，当前一次成型绕线设备有待突破。

新进入者的技术积累较浅，难以达到人形机器人领域的高效率等要求。

空心杯线圈结构（马鞍形）及卷绕式生产示意图：

在全球空心杯市场竞争方面，海外厂商较早建立起技术优势。

德国、瑞士、美国、日本等头部企业长期保持较高的市场占有率，形成一定程度上的垄断。

瑞士Maxon、德国Faulhaber、瑞士Portescap等处于行业第一梯队，并已经大量申请空心杯电机相关的专利技术。

国内一些优秀厂商正在加速追赶和布局。

以鸣志电器和鼎智科技产品为例，空心杯产品已应用于军工、医疗、半导体等高端领域，且可以定制不同规格产品，并能以“编码器控制器空心杯电机精密齿轮箱”方案形式提供产品。

根据公开资料显示，鸣志电器目前已实现量产销售。公司主要通过两次并购掌握核心技术：收购美国LinEngineering、瑞士TechnosoftMotionAG，后者在空心杯的驱动控制领域始终保持全球领先的技术水平。

横向对比同型号MAXON和鸣志电器的空心杯电机产品，鸣志电器在空载转速、最大连续转矩等核心指标上与海外顶尖厂商差距不断缩小。

鼎智科技的空心杯电机已经基本成熟，并处于中小批量供货阶段，自研的空心杯电机绕线设备实现了全自动批量生产，鼎智科技于2019年被江苏雷利收购，成为其控股子公司。

工控领域头部厂商伟创电气也切入机器人领域，布局空心杯电机、无框电机等产品。伟创电气自主研发空心杯电机，在空心杯电机领域的13mm款产品可以达到空载转速85000rpm，最大输出功率58W，最大额定转矩7Nm，效率可达90%。适用于灵巧手10mm的空心杯电机模组已经取得小批量订单。

微传动头部企业兆威机电转矩直流电机和无刷空心杯电机均已形成系列产品，用于人形机器人等领域，正开展4mm直径无刷空心杯电机攻关，以突破国外技术壁垒；8mm永磁步进电机实现自动化量产，且积极布局3.4mm和4.4mm等更难度产品。

拓邦股份是国内最早从事伺服研发的企业之一，目前在工业机器人领域已实现伺服驱动及空心杯电机的产品应用，其中空心杯无刷电机CB2060无负载转速为12000-70000r/min，额定负载转速达到9000-58000r/min，扭矩15-80mN.m。

雷赛智能空心杯电机采用马鞍型全自动绕线技术、一次成型，对标全球最优空心杯电机技术水平，空心杯电机产品提供EC标准型、ECH高转速、ECT大转矩三大系列，已经成功应用于人形机器人灵巧手、协作机器人关节、AGV/AMR移动机器人等领域。

当前人形机器人产业化进程提速，核心零部件国产替代趋势明确。未来随着国产机器人硬件迭代升级，成本优势将逐渐显现。空心杯电机方面，随着叠加国产绕线机器持续突破，国内相关企业加速攻克空心杯电机壁垒，有望打开高端空心杯电机市场。