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【民生证券】灵巧手行业深度报告:东风已至,星辰大海-250309(39页).pdf
2025空心杯电机市场:鸣志电器领跑,Optimus量产拉动需求|民生证券
民生证券研报显示,空心杯电机效率>80%、响应毫秒级,为灵巧手主流驱动电机,Optimus自由度翻倍拉动需求,鸣志电器、伟创电气、兆威机电布局,市场空间广阔。
 2026-07-30
 机械行业
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1张图表
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【民生证券】灵巧手行业深度报告:东风已至,星辰大海-250309(39页) 查看报告
民生证券灵巧手报告指出,空心杯电机是灵巧手驱动电机的当前主流选择。其无铁芯设计(空心杯状线圈)消除磁滞和涡流损耗,具有能效高(>80%)、响应快(机械时间常数十几毫秒)、转速高(最高16000rpm)、运行平稳等优势。Tesla Optimus Gen3灵巧手自由度从11提升至22(翻倍),驱动电机数量有望同步大幅提升。2025年人形机器人量产元年开启,空心杯电机需求快速增长。鸣志电器是国内空心杯电机龙头,已布局灵巧手整体解决方案;伟创电气、兆威机电等同步布局。空心杯电机市场将直接受益于人形机器人放量。

空心杯电机:无铁芯设计成就独特优势

空心杯电机与普通直流电机的核心区别在于转子无铁芯设计,转子电枢只有绕组(悬臂形式),采用空心杯状线圈。工作原理为永磁体定子与空心杯转子通过电磁感应产生力矩,无传统铁芯叠片,消除磁滞损耗和涡流损耗。优势体现在:能效高(超80%,普通有刷直流电机约50%);转速高(最高16000rpm,普通有刷直流电机一般低于5000rpm);响应快(机械时间常数十几毫秒,普通有刷直流电机100毫秒以上);运行平稳(无齿槽效应,换向片数量多)。缺点是输出扭矩较小,适用于负载较轻的场景,内部结构复杂导致制造成本较高。在灵巧手等轻负载高精度场景中,空心杯电机的综合优势突出。

空心杯电机vs无刷有齿槽电机:精度与扭矩的权衡

灵巧手驱动电机的选择需在控制精度、体积、成本等多重因素间权衡。空心杯电机以高精度、快响应见长,是灵巧手现有驱动电机的主流选择,适用于需要精细力控和快速响应的场景。无刷有齿槽电机扭矩密度大幅提升,适合抓取重物;铁芯结构提供机械保护,抗冲击耐用;设计更简单、成本优势突出。缺点是齿槽效应导致“抖动”问题,可通过结构优化和控制算法改善。随人形机器人产业化后的降本需求和无刷有齿槽电机结构设计、控制算法不断优化,其在灵巧手上的应用优势将逐步提升。从Optimus技术演进看,Gen2采用空心杯电机方案,Gen3驱动器外置可能降低对电机体积的要求,成本或成为更重要的考量要素。

产业链核心玩家梳理

国内空心杯电机及驱动系统核心玩家包括:鸣志电器(深耕控制电机及驱动系统,步进电机跻身全球第一梯队,可提供空心杯电机、无刷电机、直线电机模组等,已具备电机+减速器+丝杠+编码器一体化解决方案);伟创电气(由变频器产品不断完善,具备工控全层级产品线,空心杯电机适用于人形机器人灵巧手);兆威机电(专业从事微型传动系统和微型驱动系统,2024年11月发布全驱高可靠灵巧手,配备17个主动执行单元);汇川技术(内资工控龙头,通用伺服、小型PLC份额行业前二);雷赛智能(运控领域领军企业,已成功研发出高密度无框力矩电机、空心杯电机及配套微型伺服系统,获数家机器人客户大批量订单)。
表:空心杯电机产业链核心标的
公司核心产品灵巧手布局
鸣志电器空心杯电机、步进电机、伺服电机灵巧手整体解决方案
伟创电气变频产品、伺服系统、控制系统空心杯电机、伺服一体轮
兆威机电微型传动系统、微型驱动系统全驱高可靠灵巧手(17个主动执行单元)
汇川技术通用变频器、伺服系统、PLC工业自动化&数字化解决方案
雷赛智能伺服系统、步进系统、控制技术高密度无框力矩电机、空心杯电机

Optimus量产节奏与空心杯电机市场空间

马斯克明确Optimus量产时间表:2025年生产数千台,2026年预计5-10万台,2027年达到50万台。灵巧手自由度从Gen1到Gen3持续提升(Gen3达22个自由度,较Gen2的11个翻倍),若驱动方案无较大变化,驱动电机数量有望同步大幅提升。以每只灵巧手6-12个空心杯电机估算,2027年50万台Optimus对应空心杯电机需求量达数千万级别。全球机器人灵巧手市场2024年约76万只,至2030年将突破141万只。人形机器人量产将显著拉动空心杯电机需求,建议关注鸣志电器、伟创电气、兆威机电等核心标的。
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