空心杯電機企業梳理、技術壁壘一覽！

巨頭布局的產業趨勢一定是最值得去跟蹤的，人形機器人就是其中之一。隨著特斯拉、英偉達、華為等全球廠商加碼布局，加速帶動行業高景氣度。

從人形機器人部件來看，靈巧手、行星滾柱絲杠、六維力矩傳感器、觸覺傳感器、空心杯電機均是技術壁壘較高的價值增量環節。

靈巧手驅動裝置上，手指關節需要較高自由度，需配備小體積、高功率電機，因此主要使用空心杯電機方案。
空心杯電機的技術壁壘
空心杯電機的技術壁壘主要集中在以下幾個方面：

1、繞線工藝：空心杯電機的繞線工藝是其核心技術壁壘之一。線圈的繞制過程直接影響電機的體積、轉速、功率密度和良率等性能。無鐵芯的自支撐繞組由漆包線制成，在制造過程中，通過施加壓力和溫度將相鄰電線的漆融化在一起，形成堅固的繞組結構。

空心杯電機線圈繞制技術按成型方式分為卷繞生產和一次成型生產。1）卷繞生產工藝較為復雜，先將銅線繞制成幾何形狀的空心線圈，進而將線圈擠扁，制成扁平的銅線板，最后將線板繞成圓柱狀的線圈。2）一次成型技術通過繞線機將銅線按照既定的規則纏繞在主軸上，一次成型，不需要卷圓壓扁等工序。兩種技術相比，后者工藝簡單，繞制效率高。目前我國生產空心杯電機多采用卷繞式生產技術，生產效率較低，廢品率高，生產出來的線圈直徑較小，生產高性能大尺寸的線圈技術有待提升。

空心杯電機線圈繞制技術按線圈繞法分為直繞形、馬鞍形、斜繞形三種形式。其中，直繞形繞制方法工藝較為復雜，多用于較長繞組結構，常為多次繞制而成。斜繞形和馬鞍形的繞制工藝簡單，具有電樞重量輕、轉動慣量小、時間常數小、拖動特性好、輸出力矩大等優勢，是國外先進空心杯電機廠商常用的兩種線圈形式。例如，德國 Faulhaber 電機采用斜繞形線圈，瑞士 Maxon 電機采用馬鞍形線圈，因而電機性能更加優越。

2、繞線設備：空心杯電機的繞線設備也是技術壁壘的一部分。繞線機全球頭部廠商集中在歐美和日本，包括瑞士 Meteor、日本田中精機、日本日特機械等企業。海外廠商設備先進，基本實現了繞線設備的自動化、智能化、網絡化，繞線設備質量可靠,生產效率高。國內繞線設備自動化程度低，技術與海外存在差距。我國繞線機研發起步晚，線圈設計以卷繞式為主，工序較為繁瑣。部分繞線機可實現一次成型繞制，但面對較大功率電機的粗線徑線圈，國產設備在可靠性和繞制精度方面相比世界先進水平仍有較大差距。國內繞線機廠商包括中特科技、勤聯科技、臺立電子等公司。

3、設計環節：空心杯電機的設計需要結合材料細分牌號、轉子杯類型進行優化，國內廠商在這方面的技術積累與海外存在差距。海外企業如Maxon、Faulhaber、Portescap在技術起源、產品種類數量及全球化的銷售渠道等方面具有明顯優勢。

4、加工環節：空心杯電機的結構屬于無齒槽結構，沒有定子槽，所有漆包線都是懸空繞線，內部沒有任何支撐，加工精度直接影響磁場的穩定性。因此，加工過程中對精度的要求非常高。
空心杯電機企業梳理
全球方面，瑞士Maxon、德國Faulhaber、瑞士Portescap等頭部企業長期保持較高市場占有率，國內廠商正在加速布局。

（1）鳴志電器

專注于運動控制領域，擁有步進、直流無刷、交流伺服、空心杯電機等電機產品。

公司通過多次收購掌握核心技術：收購美國LinEngineering、瑞士TechnosoftMotionAG、鼎智科技。

混合式步進電機全球市占率超10%，位列全球第四；空心杯電機已處于中小批量供貨階段。

（2）偉創電氣

電氣傳動、工業控制領域國內頭部廠商。

切入機器人領域，布局空心杯電機、無框電機等；適用于靈巧手10mm的空心杯電機模組已經取得小批量訂單。

（3）雷賽智能

運動控制領域的國內領軍企業，主要產品為伺服系統、步進系統、可編程運動控制器。

空心杯電機已經成功應用于人形機器人靈巧手、協作機器人關節、AGV/AMR移動機器人等領域。

（4）兆威機電

全球領先的微型傳動系統制造商，主營微型傳動系統、微型驅動系統。

轉矩直流電機、無刷空心杯電機、8mm永磁步進電機均已形成系列產品，正開展4mm直徑無刷空心杯電機攻關，以突破國外技術壁壘。

（5）江蘇雷利

公司已自研完成 8mm 有刷空心杯和 10mm 無刷空心杯，最高轉速可達 10 萬轉，16mm 空心杯電機已實現批量生產，并供貨于海外市場。

（6）拓邦股份

已成功研發出高密度無框力矩電機等核心產品，空心杯電機具有高性能、低噪音、低功耗等特點，轉速可達到數千轉每分鐘，適合用于需要高精度控制的機器部件。

（7）昊志機電

公司已具備多尺寸空心杯電機，產品性能領先行業，且其空心杯電機具備體積小、可控性高、噪音小等優點，契合人形機器人靈巧手需求。

（8）鼎智科技

鼎智科技的空心杯電機技術已基本成熟，其最小直徑 8mm，最大轉速 8 萬轉 / 分鐘，性能處于國內領先水平。

公司自研空心杯電機繞線設備，可實現空心杯電機全自動批量生產，掌握了減速箱核心技術，自研的空心杯電機 + 減速箱配套產品也處于國內領先地位，且公司未來還計劃推出更小尺寸的空心杯電機，并配套減速箱，以進一步提升產品競爭力。