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空心杯电机为何会成为人形机器人关节的首选项?
作者: 自媒体运营 编辑: 自媒体运营 来源: 发布日期: 2025.10.22
信息摘要:
近年来,全球人形机器人产业进入快速发展期。从实验室走向工厂,从Demo样机迈向小批量试产,越来越多的企业正加速推进人形机器人在智能制造、物流…

近年来,全球人形机器人产业进入快速发展期。从实验室走向工厂,从Demo样机迈向小批量试产,越来越多的企业正加速推进人形机器人在智能制造、物流搬运等场景的落地应用。这一进程不仅依赖于AI算法的进步,更取决于机器人能否真正实现类人级别的灵活、协调与可靠运动。


要实现这些动作,无论是弯腰拾物、伸手开门,还是抓鸡蛋等动作,背后都离不开一个个高性能关节的精准驱动。人形机器人中拥有20至40个自由度,每个动作都是多个关节协同工作的结果。


其中,手指抓取、手腕旋转、颈部摆动等高动态、高精度动作,对驱动系统的响应速度、体积和控制平稳性提出了极为苛刻的要求。

人形机器人关节特写-网图

众多的电机技术路线中,空心杯电机因其独特的结构设计与卓越动态性能,正逐步成为这些高灵活性关节的首选驱动方案。它不仅是“能动”的基础,更是实现“精准、轻盈、可靠”运动的核心保障。


什么是空心杯电机?
空心杯电机,其转子采用无铁芯设计,线圈直接绕制或成型于非磁性骨架上,形成一个“空心杯”状结构。这种设计从根本上改变了传统电机的电磁特性,其带来三大核心优势:



空心杯电机产品图-网图


1)低惯量:响应快,启停敏捷
由于转子采用无铁芯设计,质量轻,转动惯量显著降低,这也意味着电机可以在极短时间内完成启动、加速、减速和停止,响应速度达到毫秒级,适配需要频繁启停的精细操作。


2)高响应:精准跟随控制指令
低惯量配合高电机响应能力,使其能够精准跟随控制信号,实现高频率的往复运动。


3)无齿槽效应:运行平稳,力矩输出连续
在传统电机因铁芯与永磁体间的磁阻变化会产生 “齿槽效应”,导致转矩脉动和震动。而空心杯电机无铁芯结构彻底消除这一问题,使其运行更加平稳,输出力矩连续,避免了抖动和噪声,提升控制精度。


此外,空心杯电机还具备体积小、重量轻、效率高、发热低等优点,适配人形机器人其空间受限、功能敏感的应用场景。


为何空心杯电机是人形机器人的首选?


在人形机器人中,不同关节对驱动系统的要求各不相同。大关节(如髋、膝)较为注重扭矩输出,常采用无框力矩电机;而小关节则更强调快速响应、轻量化和高精度控制。如,手指关节在采用空心杯电机下可实现精细抓取与捏合、手腕与颈部则支持灵活旋转与姿态调整。


也正因空心杯电机具备优异的性能特点,但实际表现则高度依赖制造过程的一致性与精度。一旦制造环节出现偏差,其 “高响应、低惯量”的优势则大打折扣,甚至引发电机性能的波动或电机寿命降低等。


人形机器人关节结构拆解图-网图


因此,伴随人形机器人的发展趋势,要实现空心杯电机的稳定量产,高精度、高柔性、可追溯的自动化装配设备则是电机制造过程的关键抓手。核心装配能力主要包括: 高精度视觉定位、闭环张力控制、柔顺运动控制、全过程数据采集、柔性换型设计等。

这些装配过程则共同构成空心杯电机高一致性制造的闭环体系,也是其人形机器人迈向可靠量产的重要支撑。


作为深耕电机智能装备十余年的专业解决方案服务商,威斯尼斯人60555始终关注高端电机制造的工艺本质。我们深知,每一微小公差的累积,都可能影响最终的电机运行性能;每一次的装配优化,都源于对细节的反复打磨。


电机智能自动化装配线


目前,威斯尼斯人60555专注于新能源电机、人形机器人(含空心杯电机、无框力矩电机)、低空飞行器等高精度电机的自动化绕线与装配设备研发,掌握其张力控制、视觉引导排线、闭环反馈、柔性换型等核心技术。


我们提供的不仅是设备,更是基于深度工艺理解的全流程解决方案——从工艺验证、设备定制到产线集成,助力客户实现从小批量试制到量产的跨越。


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