灵巧手电机方案众多,技术壁垒较高
目前市场上大部分灵巧手采用的是空心杯电机、无刷有齿槽电机和微型无框电机方案。
空心杯电机功率密度高、响应速度快
微型电机是由定子、转子(由铁芯转子和绕组构成)、电枢绕组、电刷、换向器等部件组成。空心杯电机的转子是直接采用导线绕制而成,线圈通过连接板与换向器、主轴连接在一起;从结构上看,其是由外框架、沿外围分布的驱动线圈、中间的空心转子以及附加的传感器组成。 空心杯电机属于直流永磁的伺服控制电机,也可以将其归类为微特电机。
空心杯电机在结构上突破传统电机的转子结构形式,采用了无铁芯转子,这种新颖的转子结构彻底消除了因铁芯形成涡流而造成的电能损耗;同时,空心杯电机重量和转动惯量大幅降低,从而减少转子自身的机械能损耗。由于转子结构变化而使电机的运转特性得到极大改善,不但具有突出的节能特点,更为重要的是具备了铁芯电机所无法达到的控制和拖动特性。作为高效率的能量转换装置,在很多领域代表了电动机的发展方向。
微型无框电机集成化设计,小空间内便于散热
无框电机是实现精确伺服驱动运动的控制轴的理想解决方案,包括机器人末端执行器和机器人关节。无框电机已精简到只剩基本组件:定子和转子,并舍弃了传统的框架、轴承和轴。得益于这种简单的结构,设计人员能够将无框电机直接安装到机器人关节或末端执行器组件上,以传输所需的扭矩。支持轴向长度灵活调整,径向尺寸也可以根据关节腔定制 ,甚至能实现径向安装或中空贯通布局。这种灵活性能让工程师“创造关节”而不是被动地“适配电机”。
人形机器人灵巧手电机市场有望快速放量
人形机器人灵巧手电机市场空间巨大。电机是实现电能向机械能转换的枢纽,灵巧手电机性能直接影响人形机器人工作能力、灵活性、稳定性和能效等多方面的表现。我们预测到2030年灵巧手电机市场规模有望达到202.8亿元,到2035年有望达到1727.0亿元市场规模,2026-2035年CAGR为81.1%。