人形机器人系列之三：妙用于灵巧手 空心杯电机迎广阔空间

　空心杯电机本体“小巧”性能“精悍”，人形机器人产业链中的不可或缺。灵巧手是人形机器人执行动作的最终零件，空间极小而驱动自由度极多，需要配备功率密度高，体积小且控制精度高的电机来充当动力源，通过驱动手指中采用拉线方案的传动机构，完成手部的执行动作。空心杯电机具有功率密度高、能量转化效率高、响应快，运行平稳等特点，与灵巧手的需求高度适配。

    　　空心杯电机是电机领域“皇冠上的明珠”。空心杯电机区分于传统电机的核心差异是其采用了无铁芯转子结构，使其机体轻巧，电机性能全方位提升—功率密度高、能量转化效率高、响应快，运行平稳。空心杯电机下游应用广阔，包括工业自动化、医疗、航空航天等领域，据QY research 在《Global Coreless DCMotors Market Research Report 2022》中的测算，除人形机器人灵巧手方面的应用，2022 年全球空心杯电机市场规模为50 亿元左右，未来人形机器人若顺利放量，空心杯电机市场有较大增长潜力。

    　　线圈是空心杯电机核心，三大主流设计各有千秋。空心杯电机线圈常用到三种设计—直绕组、斜绕组、菱形绕组。菱形绕组设计最为省材，功耗也最小；绕制工艺方面，斜绕组更适合手动绕制而成，直绕组难度次之，菱形绕组手动绕制较难，一般需要借助特定的绕线机工艺设备完成。

    　　绕线工艺与设备构成核心壁垒，“绕卷式”虽易，“一次成型”更佳。绕卷式生产工艺其主要由送线、坯线圈绕制、板坯成型、卷制成型四大步骤组成，属于手工/半自动生产，虽然生产设备要求较低，但成品一致性差、生产效率低且无法绕制大功率电机线圈，因此不适合大批量生产。一次绕制成型工艺，主要分为加工准备、绕线、抽头三步，由绕线机的六大模块相互配合完成，绕线机将铜线按照既定的规则缠绕在主轴上，一次成型，属于全自动化生产，生产效率更高、产品质量更高，是未来空心杯线圈绕制技术的发展方向。

    　　海外巨头占据主导，国产化替代正当时。空心杯电机主要市场份额集中于海外三大龙头企业Maxon Motor、Faulhaber 和Portescap。国内企业经过近几年的追赶，产品性能差距已经大大缩小，如我们比较鸣志电器和海外龙头Faulhaber的8mm 产品，二者连续转矩、转速和响应速度均在同一水准，技术差距已十分接近。同时，国内企业仍在持续研发，提升产能水平，空心杯电机的国产化率有望持续提升。

    　　相关标的：空心杯电机国产替代趋势明确，建议关注【鸣志电器】、【鼎智科技】、【伟创电气】、【拓邦股份】、【兆威机电】。

    　　风险提示：人工智能监管风险、人形机器人发展不及预期、人形机器人灵巧手技术路线变化风险、技术更新迭代风险、国产替代进程不及预期。