電機驅(qū)動為機器人主要驅(qū)動方式,驅(qū)動系統(tǒng)是使機器人發(fā)出動作的機構(gòu),是機器人的關鍵部件
機器人驅(qū)動方式可分為液壓驅(qū)動、氣體驅(qū)動和電機驅(qū)動三種,其中電機驅(qū)動是應用很廣泛的方式,具有高精度、實時響應等優(yōu)勢,更適合如今機 器人發(fā)展趨勢。
無框力矩電機崛起背景:主要跟隨人工智能的高速發(fā)展,人工智能對協(xié)作機器人,服務類型的機器人,人形機器人需求增多,要求也越來越高, 需要定制,無框力矩電機可以滿足要求

無框力矩電機目前存在較高的技術(shù)壁壘,國內(nèi)只有少量廠商能提供品質(zhì)較高的無框力矩電機,市場呈頭部集中的趨勢。主要玩家包括步科股份、 科爾摩根、航天電器、昊志機電、微精電機等。全球無框電機主要生產(chǎn)企業(yè)包括瑞士MAXON MOTOR公司、美國穆格公司(MOOG)、美國森 薩塔科技公司(Sensata)、美國科爾摩根公司(Kollmorgen)、美國Novanta集團等??茽柲Ω鶠槿驑O早研發(fā)出無框電機的企業(yè),特斯拉的 Optimus就在14個線性執(zhí)行器和14個旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器中使用了無框力矩電機,以實現(xiàn)精準控制并節(jié)省空間。
022年全球空心杯電機市場規(guī)模為51億人民幣,中國成為全球很大的空心杯電機產(chǎn)地
空心杯電機全球市場發(fā)展增速強勁。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù),2022年全球空心杯電機市場規(guī)模為51億人民幣,預計2028年市場規(guī)模將達到 83億人民幣,期間復合年均增長率約8.5%。
分地區(qū)產(chǎn)量:2022年中國空心杯電機產(chǎn)量占比為56%,成為全球很大的空心杯電機產(chǎn)地,歐洲和北美地區(qū)產(chǎn)量占比分別為15%和11%。
2022年無刷空心杯電機占比34.2%,未來占比預計持續(xù)提升
2022年全球空心杯電機市場規(guī)模7.48億美元,同比增長10.55%,增速高于微特電機2022年的同比增速。其中,有刷空心杯電機市場規(guī)模4.92 億美元,占比65.8%;無刷空心杯電機市場規(guī)模2.56億美元,占比34.2%。隨著空心杯電機技術(shù)的持續(xù)成熟,無刷空心杯電機占比預計持續(xù)提 升,2028年預計達到42.2%。
產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu):上中下三游緊密銜接,機器人領域或成為市場關注焦點
空心杯電機與微特電機產(chǎn)業(yè)鏈相似。空心杯電機歸屬于微特電機,其上游原材料與微特電機相似,包括銅、鋼材、磁鋼、軸承、塑料等。 空心杯電機主要應用于航空、航天、軍事等高科技領域,近年來其應用領域逐漸擴展至民用行業(yè),包括醫(yī)療設備、消費電子產(chǎn)品、 電動工具、工業(yè)自動化等各個領域。
空心杯電機是機器人靈活手的關鍵零件。以特斯拉2023年開始生產(chǎn)的擎天柱Optimus的人形機器人為例,空心杯電機占單臺機器人成本的 4.43%,屬于占比較高的零部件環(huán)節(jié)。特斯拉Optimus單手有11個自由度,采用6個執(zhí)行器,采用空心杯電機+蝸輪蝸桿+金屬肌腱驅(qū)動的 方案,空心杯電機占手部執(zhí)行器成本的54.5%。
空心杯電機的永磁材料以高端釹鐵硼為主,2022年其占比為43%
在原材料中,空心杯電機的永磁材料以高端釹鐵硼(第三代稀土永磁)為主,2022年釹鐵硼永磁材料中高端型占比43%。不同永碰體的特點和性 能存在差異,在保證產(chǎn)生的磁場穩(wěn)定的同時,需根據(jù)應用場縣對工作溫度、環(huán)垃的要求,合理的配置永磁材料,達到電機的性能和成本效應 極大化。
目前稀土產(chǎn)量受限于企業(yè)的冶煉分離能力,中國頭部企業(yè)產(chǎn)能利用率約為85%,釹鐵硼永磁材料應用領城不斷擴大。包括風電領域、變頻空調(diào) 、工業(yè)機器人等多方面對稀土需求形成有力支撐。