>> 華鑫證券-人工智能行業(yè)：人形機器人動力之源，電機應(yīng)用要求與變革方向-251218
| 上傳日期： |
2025/12/19 |
大小： |
5544KB |
| 格式： |
pdf 共53頁 |
來源： |
華鑫證券 |
| 評級： |
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作者： |
林子健 |
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投資要點
電機是人形機器人動力源，性能直接影響人形機器人運動能力、穩(wěn)定性等多方面表現(xiàn)
電機是實現(xiàn)電能向機械能轉(zhuǎn)換的樞紐，人形機器人電機主要采用無框力矩電機及空心杯電機。作為人形機器人核心零部件之一，電機性能直接影響人形機器人運動能力、靈活性、穩(wěn)定性和能效等多方面的表現(xiàn)。從特斯拉Optimus、宇樹H1/G1等多款人形機器人關(guān)節(jié)核心參數(shù)看，電機動力輸出、能效優(yōu)化訴求突出，高性能電機是目前關(guān)節(jié)迭代的關(guān)鍵，為人形機器人從實驗室走向規(guī)模化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
人形機器人結(jié)構(gòu)緊湊，有限空間內(nèi)提升電機性能需聚焦結(jié)構(gòu)、原理、材料及控制等方向
人形機器人結(jié)構(gòu)緊湊，根據(jù)電機轉(zhuǎn)矩公式：，在不增加體積的情況下，實現(xiàn)扭矩/動態(tài)響應(yīng)速度的提升，需提升電機電負荷、磁負荷及轉(zhuǎn)矩線性度，對應(yīng)在電機設(shè)計中需聚焦三個主要方向：結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、原理創(chuàng)新、材料與控制創(chuàng)新。
1、電機本體結(jié)構(gòu)革新：①軸向磁通電機：相對普通電機結(jié)構(gòu)扁平輕薄，同等條件下扭矩提升可達4倍，功率密度極高。②PCB定子電機：定子線圈蝕刻在電路板上，減重50%，適合輕量化需求。③超聲波電機：擁有斷電自鎖、低速大扭矩等特點，是靈巧手驅(qū)動的潛在競爭者。④扁平線繞組：槽滿率提升20-30%，增加磁場強度，且扁線接觸面積大，散熱更優(yōu)。
2、電機工作原理創(chuàng)新：諧波磁場技術(shù)（磁場調(diào)制）：打破定轉(zhuǎn)子極對數(shù)限制，大幅提升轉(zhuǎn)矩密度。
3、熱管理與控制系統(tǒng)升級：①散熱改進：引入液冷通道、碳納米管及相變材料，解決高負載發(fā)熱問題。②GaN（氮化鎵）驅(qū)動：相比傳統(tǒng)MOSFET，GaN能實現(xiàn)更高頻率的PWM控制（如100kHz），提升控制精度并減小驅(qū)動器體積。
靈巧手集成化設(shè)計趨勢明顯，微型電機壁壘較高
我們認為手部執(zhí)行器總數(shù)約為50個左右，按照每個微型電機200元的價格測算，Optimus的微型電機ASP約為10000元?？招谋姍C和微型無框電機已成為靈巧手實現(xiàn)精確伺服驅(qū)動運動的理想解決方案：1）空心杯電機：采用了無鐵芯轉(zhuǎn)子，使得電機重量和轉(zhuǎn)動慣量大幅降低，從而減少轉(zhuǎn)子自身的機械能損耗；2）無框電機：已精簡到只剩定子和轉(zhuǎn)子，并舍棄了傳統(tǒng)的框架、軸承和軸，支持軸向長度靈活調(diào)整，徑向尺寸也可以根據(jù)關(guān)節(jié)腔定制，甚至能實現(xiàn)徑向安裝或中空貫通布局，這種靈活性能讓工程師“創(chuàng)造關(guān)節(jié)”而不是被動地“適配電機”。
建議關(guān)注具備高壁壘技術(shù)以及規(guī)?；圃炷芰Φ凝堫^企業(yè)
推薦關(guān)注臥龍電驅(qū)、偉創(chuàng)電氣、鳴志電器、江蘇雷利、信捷電氣、科爾摩根、尼得科
風(fēng)險提示
電機新技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化進程不及預(yù)期
人形機器人商業(yè)化落地不及預(yù)期
行業(yè)競爭加劇與格局惡化
原材料價格波動風(fēng)險
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