一、靈巧手的核心組件

在具身智能的愿景中，人形機(jī)器人需要通過與環(huán)境的物理交互來學(xué)習(xí)和執(zhí)行任務(wù)。而靈巧手，作為與外界進(jìn)行精細(xì)交互的“最后一厘米”，其性能直接決定了機(jī)器人的智能水平與操作能力。它不僅是感知環(huán)境的“神經(jīng)末梢”，能通過觸覺、力覺等傳感器解析物體屬性；更是執(zhí)行決策的“終極執(zhí)行器”，能完成從精準(zhǔn)擰螺絲到輕柔疊衣物等擬人化操作。

因此，人形機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)高精度、高適應(yīng)性的交互操作，離不開靈巧手四大核心系統(tǒng)的協(xié)同支撐：驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供動(dòng)力，傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞運(yùn)動(dòng)，感知系統(tǒng)收集信息，控制系統(tǒng)作為大腦進(jìn)行統(tǒng)一指揮。

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng): 相當(dāng)于人手的肌肉系統(tǒng)，為靈巧手的精細(xì)操作提供動(dòng)力支持；

傳動(dòng)系統(tǒng): 類似人手的筋腱，通過齒輪、連桿以及腱繩等傳動(dòng)方式將驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供的動(dòng)力精準(zhǔn)傳遞至手指關(guān)節(jié)。

感知系統(tǒng): 相當(dāng)于人手的皮膚與神經(jīng)末梢，包括觸覺、力覺以及位置傳感器等，用于感知手部與外界物體的接觸狀態(tài)和力度，以及手部自身的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

控制系統(tǒng): 當(dāng)前靈巧手的控制系統(tǒng)通常采用分布式架構(gòu)，即一個(gè)總的控制系統(tǒng)模塊配合每個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)內(nèi)部的獨(dú)立控制器�？偟目刂葡到y(tǒng)模塊一般位于手掌或手腕中，負(fù)責(zé)整體的任務(wù)規(guī)劃、運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)和傳感器數(shù)據(jù)融合等功能；手指關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)內(nèi)部的獨(dú)立控制器則負(fù)責(zé)電機(jī)的具體控制，如速度控制、位置控制和電流控制等。

二、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)——靈巧手的動(dòng)力引擎

1. 驅(qū)動(dòng)類型劃分

從驅(qū)動(dòng)原理維度劃分，靈巧手的驅(qū)動(dòng)方式主要包括液壓驅(qū)動(dòng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)及形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)等類型。

但在當(dāng)前產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中，電機(jī)驅(qū)動(dòng)已成為多數(shù)企業(yè)采用的主流驅(qū)動(dòng)方式，而支撐該驅(qū)動(dòng)方式的模組通常由電機(jī)、減速器以及驅(qū)動(dòng)控制器三大部分組成。

電機(jī)：靈巧手常用的電機(jī)類型包括無刷空心杯電機(jī)、無刷有齒槽電機(jī)等，核心作用是輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，為靈巧手提供基礎(chǔ)動(dòng)力來源。

減速器：典型類型有行星減速器、諧波減速器等，主要功能是將電機(jī)輸出的“高轉(zhuǎn)速低扭矩”，轉(zhuǎn)換為靈巧手執(zhí)行動(dòng)作所需的 “低轉(zhuǎn)速高扭矩”，匹配實(shí)際作業(yè)動(dòng)力需求。

驅(qū)動(dòng)控制器：用于精準(zhǔn)控制電機(jī)的關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)，如轉(zhuǎn)速、扭矩等，保障靈巧手動(dòng)作的穩(wěn)定性與可控性。

此外，若參考驅(qū)動(dòng)器數(shù)量與靈巧手自由度（DOF）數(shù)量的匹配關(guān)系，靈巧手的驅(qū)動(dòng)方式可以劃分為全驅(qū)動(dòng)和欠驅(qū)動(dòng)。

全驅(qū)動(dòng)：靈巧手的每個(gè)自由度（DOF）都配備獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)器（如電機(jī)、液壓泵），即 “驅(qū)動(dòng)器數(shù)量 = 自由度數(shù)量”。技術(shù)本質(zhì)在于通過 “動(dòng)力單元與關(guān)節(jié)的一一對(duì)應(yīng)”，實(shí)現(xiàn)每個(gè)關(guān)節(jié)的完全解耦控制—— 即每個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)（如彎曲角度、速度）可獨(dú)立調(diào)節(jié)，不受其他關(guān)節(jié)影響。

欠驅(qū)動(dòng)：靈巧手的驅(qū)動(dòng)器數(shù)量少于自由度數(shù)量（即“驅(qū)動(dòng)器數(shù)量 < 自由度數(shù)量”），未配備獨(dú)立驅(qū)動(dòng)器的自由度，需通過「機(jī)械結(jié)構(gòu)耦合」（如連桿、腱繩傳動(dòng)）或「運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)」實(shí)現(xiàn)活動(dòng)。技術(shù)本質(zhì)在于放棄部分關(guān)節(jié)的獨(dú)立動(dòng)力，通過 “機(jī)械結(jié)構(gòu)的被動(dòng)適應(yīng)性” 簡(jiǎn)化設(shè)計(jì) —— 例如用 1個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)2個(gè)指節(jié)，例如通過連桿聯(lián)動(dòng)，當(dāng)手指接觸物體時(shí)，指節(jié)會(huì)根據(jù)物體形狀自動(dòng)調(diào)整彎曲角度。

2. 靈巧手常用電機(jī)類型

2.1 空心杯電機(jī)

空心杯電機(jī)是一種采用無鐵芯繞組設(shè)計(jì)的永磁直流電機(jī)，其核心優(yōu)勢(shì)在于徹底消除了鐵芯帶來的渦流與磁滯損耗，從而實(shí)現(xiàn)了高效率、低慣性和快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)的電機(jī)性能。根據(jù)換向系統(tǒng)的不同，空心杯電機(jī)可進(jìn)一步劃分為兩大類：有刷空心杯電機(jī)（其轉(zhuǎn)子為無鐵芯的杯形繞組）和無刷空心杯電機(jī)（其定子為無鐵芯的杯形繞組）。

“有刷”和“無刷”空心杯電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

備注：“空心杯”的本質(zhì)是指電機(jī)中起到關(guān)鍵作用的無鐵芯繞組部件。

1）空心杯電機(jī)的構(gòu)成

空心杯電機(jī)在結(jié)構(gòu)上主要由定子、轉(zhuǎn)子、換向系統(tǒng)、支撐結(jié)構(gòu)以及相關(guān)輔助部件構(gòu)成。

備注：無刷電機(jī)中也存在特殊設(shè)計(jì)（如“外定子永磁體 + 內(nèi)轉(zhuǎn)子空心杯”），但主流形式為 “定子繞組 + 轉(zhuǎn)子永磁體” 結(jié)構(gòu)，與有刷電機(jī)的 “定子永磁體” 形成互補(bǔ)。

A.定子：電機(jī)中的靜止部分，它建立或產(chǎn)生主磁場(chǎng)。對(duì)于有刷空心杯電機(jī)而言，它的定子的是永磁體，固定在電機(jī)外殼內(nèi)壁，提供一個(gè)恒定、強(qiáng)大的靜態(tài)磁場(chǎng)。然而，對(duì)于無刷空心杯電機(jī)而言，它的定子卻是線圈繞組，固定在電機(jī)內(nèi)部中心位置，通過外部驅(qū)動(dòng)電路通電，產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。

B.轉(zhuǎn)子：電機(jī)中的旋轉(zhuǎn)部分，它在定子產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用下受力并產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于有刷空心杯電機(jī)而言，它的轉(zhuǎn)子是線圈繞組，電流通過電刷和換向器直接流入這個(gè)空心杯線圈繞組，產(chǎn)生磁場(chǎng)。對(duì)于無刷空心杯電機(jī)而言，它的轉(zhuǎn)子是永磁體，被定子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)吸引，跟著一起轉(zhuǎn)動(dòng)。

C.換向系統(tǒng)：保證電機(jī)產(chǎn)生連續(xù)、定向轉(zhuǎn)矩的關(guān)鍵部件。其核心作用是通過周期性地改變繞組電流方向（或通電順序），使轉(zhuǎn)子能持續(xù)旋轉(zhuǎn)而非擺動(dòng)卡頓。有刷與無刷空心杯電機(jī)在實(shí)現(xiàn)方式上存在根本區(qū)別：有刷電機(jī)采用機(jī)械換向（電刷與換向器），而無刷電機(jī)采用電子換向（電子控制器與位置傳感器）。

D.支撐結(jié)構(gòu)：保證轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)的關(guān)鍵�？招谋�電機(jī)追求高轉(zhuǎn)速、低振動(dòng)和高效率，必須采用高精度的支撐結(jié)構(gòu)來避免轉(zhuǎn)子的偏心振動(dòng)。其核心支撐部件為軸承。典型結(jié)構(gòu)采用兩個(gè)軸承（前端與后端），分別壓配在前、后端蓋的軸承室內(nèi)。轉(zhuǎn)子軸支承于軸承的內(nèi)圈，從而實(shí)現(xiàn)精確的徑向定位與軸向約束。

E.輔助部件：主要包括外殼和引線，為電機(jī)提供結(jié)構(gòu)完整性、防護(hù)和電氣連接。

外殼：通常采用金屬（如鋁合金、不銹鋼）或高性能工程塑料（如PPS）。用于固定電機(jī)的靜態(tài)部件，護(hù)內(nèi)部精密部件（如軸承、繞組）免受灰塵、濕氣等外部環(huán)境影響。

引線：作為電機(jī)與外部驅(qū)動(dòng)電源之間的電氣連接橋梁。通常采用多股細(xì)銅絲絞合而成的軟導(dǎo)線，具備優(yōu)良的柔韌性和耐彎曲性能，以適應(yīng)電機(jī)安裝或運(yùn)行中的振動(dòng)，防止斷線。部分電機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn)化端子接口，便于快速插拔和系統(tǒng)集成。

在技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中，靈巧手的發(fā)展長(zhǎng)期面臨兩大瓶頸：微型化與高負(fù)載的矛盾、動(dòng)態(tài)響應(yīng)與控制精度的平衡。無刷空心杯電機(jī)以其高功率密度、快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)、高效率及精準(zhǔn)控制等優(yōu)勢(shì)，成為破解上述難題的破局關(guān)鍵，因而成為當(dāng)前靈巧手驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的首選方案。

2）空心杯電機(jī)產(chǎn)品壁壘

當(dāng)前空心杯電機(jī)行業(yè)存在較高產(chǎn)品壁壘，行業(yè)進(jìn)入門檻高。其核心難點(diǎn)聚焦于繞線技術(shù)，具體涵蓋繞線設(shè)計(jì)、繞線工藝與繞線設(shè)備三大維度；同時(shí)，即便突破技術(shù)瓶頸實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，受繞線過程中張力波動(dòng)、導(dǎo)線貼合度等細(xì)節(jié)影響，產(chǎn)品良率仍難以長(zhǎng)期穩(wěn)定在較高水平，進(jìn)一步抬高了行業(yè)的規(guī)�；�落地門檻。

A.繞線設(shè)計(jì)

繞線設(shè)計(jì)是空心杯電機(jī)技術(shù)壁壘的核心環(huán)節(jié)，它是一個(gè)典型的多物理場(chǎng)（電磁、熱、力學(xué)）與多學(xué)科（電磁學(xué)、材料學(xué)、機(jī)械工程）交叉的深度綜合優(yōu)化過程。該過程具體涵蓋三大核心任務(wù)：

電磁與結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化： 需精準(zhǔn)匹配匝數(shù)、線徑等參數(shù)，在無鐵芯約束下實(shí)現(xiàn)最佳的磁場(chǎng)分布與磁動(dòng)勢(shì)，這直接決定了電機(jī)的功率密度、效率及輸出扭矩。

繞組拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 針對(duì)異形杯狀結(jié)構(gòu)（如圓柱、碟形），必須精確設(shè)計(jì)導(dǎo)線的空間排布路徑、端部轉(zhuǎn)向與固定方式，以確保繞組的機(jī)械穩(wěn)定性，避免因電磁力或離心力引發(fā)形變或振動(dòng)。

材料選型與熱管理協(xié)同設(shè)計(jì)： 導(dǎo)線需兼具高導(dǎo)電率與高強(qiáng)度；同時(shí)，因無鐵芯導(dǎo)致散熱路徑變化，必須通過繞組間隙優(yōu)化與絕緣材料的導(dǎo)熱性匹配，構(gòu)建高效散熱通路，控制運(yùn)行溫升。

設(shè)計(jì)師的核心挑戰(zhàn)在于平衡高功率密度、低扭矩波動(dòng)、小體積、高可靠性等相互沖突的目標(biāo)。一個(gè)卓越的繞線設(shè)計(jì)方案，不僅定義了電機(jī)的性能上限，更奠定了工藝可行性與設(shè)備選型的基礎(chǔ)，是構(gòu)成行業(yè)壁壘的首要且最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。

B.繞線工藝

繞線工藝是構(gòu)筑空心杯電機(jī)性能與量產(chǎn)可行性的核心壁壘。該工藝旨在將獨(dú)立的漆包線轉(zhuǎn)化為一個(gè)具備足夠機(jī)械強(qiáng)度的自支撐線圈體，其關(guān)鍵在于對(duì)溫度、壓力與時(shí)間的精密控制，使漆包線絕緣漆（如聚氨酯、聚酰胺酰亞胺）熱熔合并固化，在相鄰導(dǎo)線間形成牢固的絕緣粘結(jié)，以承受電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的巨大離心力。工藝水平直接決定了線圈的精度、一致性及最終結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，進(jìn)而影響電機(jī)的扭矩輸出、效率、NVH（噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度）及量產(chǎn)良率。按繞制方式劃分，主流工藝主要包括直繞形、馬鞍形與斜繞形三類，其技術(shù)特性與適用場(chǎng)景差異顯著：

直繞形：空心杯電機(jī)中一種適配長(zhǎng)繞組結(jié)構(gòu)的線圈繞制方式，其核心特征為：以電機(jī)定子或轉(zhuǎn)子的軸線方向（即電機(jī)長(zhǎng)度方向）為基準(zhǔn)，通過精確控制導(dǎo)線張力與排列軌跡，將導(dǎo)線沿該方向緊密繞制，形成柱狀或?qū)盈B狀規(guī)整繞組；因需滿足較長(zhǎng)繞組的制作需求，通常需分多次繞制，工藝復(fù)雜度相對(duì)較高，最終成品繞組具備絕緣性能較好、輸出扭矩穩(wěn)定的特點(diǎn)。

馬鞍形：空心杯電機(jī)領(lǐng)域主流的線圈繞制方案之一，也是國(guó)外先進(jìn)空心杯技術(shù)中常用的繞制方式。根據(jù)電機(jī)定子槽的弧形輪廓，將導(dǎo)線一次性貼合槽內(nèi)弧形軌跡繞制，使繞組整體輪廓呈現(xiàn)類似“馬鞍” 的對(duì)稱形態(tài) —— 繞組主體與定子槽高度契合，兩端伸出部分弧度平緩且對(duì)稱；該繞法工藝簡(jiǎn)單高效，無需多次疊繞，成品繞組具有重量輕、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、電磁利用率高、輸出力矩大及時(shí)間常數(shù)小的核心優(yōu)勢(shì)。

斜繞形：空心杯電機(jī)高端應(yīng)用場(chǎng)景中的關(guān)鍵線圈繞制方式，屬于國(guó)外先進(jìn)技術(shù)方向。繞制時(shí)使導(dǎo)線與電機(jī)軸線保持5&deg;-15&deg; 的傾斜角度，通過繞線機(jī)精準(zhǔn)控制導(dǎo)線的傾斜角度與螺旋間距，沿定子槽連續(xù)繞制形成螺旋狀繞組；該繞組磁場(chǎng)分布平滑均勻，工藝難度介于直繞形與馬鞍形之間，成品具備轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小、電磁噪音低、時(shí)間常數(shù)小及輕量化程度高的顯著特性，適配對(duì)極速響應(yīng)與低噪需求嚴(yán)苛的場(chǎng)景。

C.繞線設(shè)備

空心杯電機(jī)的繞線設(shè)備根據(jù)其成型路徑，主要分為卷繞式生產(chǎn)（Sheet Winding） 和一次成型生產(chǎn)（Direct Winding） 兩大類。

卷繞生產(chǎn)：該工藝路徑長(zhǎng)且復(fù)雜。首先將銅線在平面模具上繞制成二維的菱形線圈或波浪形線圈，隨后通過精密模具將線圈壓制成型為扁平線排，最后再將此線排卷繞并固化形成最終的圓柱狀線圈。該成型方式的特點(diǎn)：工藝成熟，但工序繁多，對(duì)材料（漆膜延展性）和模具精度要求極高。在壓型和卷繞過程中極易引起漆膜損傷、線材變形或內(nèi)部應(yīng)力，導(dǎo)致一致性差、廢品率高。其主要優(yōu)勢(shì)在于能生產(chǎn)出軸向長(zhǎng)度很短的線圈，但在大直徑、高功率線圈生產(chǎn)上劣勢(shì)明顯。

一次成型生產(chǎn)：使用多軸聯(lián)動(dòng)精密繞線機(jī)，將漆包線直接在圓柱狀模具（芯軸）上進(jìn)行空間三維繞排，一次成型，無需后期的壓扁和卷圓工序。該成型方式的特點(diǎn)：其路徑短、自動(dòng)化程度高、材料損傷風(fēng)險(xiǎn)小，因此效率高、一致性好。先進(jìn)的直接繞線技術(shù)可以生產(chǎn)出尺寸更大、槽滿率更高、幾何形狀更優(yōu)的高性能線圈。其技術(shù)壁壘主要體現(xiàn)在繞線機(jī)的復(fù)雜度和控制算法的精密程度上。是當(dāng)前高端空心杯電機(jī)的主流工藝。

國(guó)外繞線機(jī)技術(shù)由歐美日頭部企業(yè)主導(dǎo)，其設(shè)備與技術(shù)已高度成熟。代表企業(yè)如瑞士Meteor、日本田中精機(jī)、日特機(jī)械等廠商，憑借長(zhǎng)期技術(shù)積累，在全球市場(chǎng)占據(jù)重要份額（頭部企業(yè)市場(chǎng)份額集中）。

其高端設(shè)備普遍采用一次性成型工藝，集成繞制、在線檢測(cè)與固化環(huán)節(jié)，自動(dòng)化與智能化程度高，可實(shí)現(xiàn)全流程無人化作業(yè)。這些設(shè)備在線徑適應(yīng)性上覆蓋廣（例如，部分高端機(jī)型可支持0.02mm以上的線徑繞制），張力控制精度高（例如，部分廠商通過PID控制策略等技術(shù)可實(shí)現(xiàn)精密的張力控制），單位產(chǎn)能高，且設(shè)備可靠性與平均無故障運(yùn)行時(shí)間（MTBF）表現(xiàn)出色。

與之相比，國(guó)內(nèi)繞線機(jī)產(chǎn)業(yè)起步相對(duì)較晚，當(dāng)前正處在快速追趕期，技術(shù)路徑呈現(xiàn)多元化。在面向大功率電機(jī)所需的粗線徑、高復(fù)雜度線圈制造時(shí)，國(guó)產(chǎn)設(shè)備在繞制精度、工藝穩(wěn)定性及長(zhǎng)期可靠性方面，與國(guó)際頂尖水平仍存在可見差距。

國(guó)內(nèi)領(lǐng)先廠商正根據(jù)自身優(yōu)勢(shì)尋求突破：例如，中特科技的全自動(dòng)雙軸繞線機(jī)專注于卷繞工藝，已在中小尺寸線圈的量產(chǎn)上取得成功；而勤聯(lián)科技等企業(yè)雖已攻關(guān)一次成型技術(shù)，但現(xiàn)階段其工藝能力可能更多適用于尺寸相對(duì)較小、線徑范圍較窄（如0.08-0.2mm）的圓柱狀線圈，在應(yīng)對(duì)大功率空心杯電機(jī)等特種需求的超精細(xì)或異形線圈繞制時(shí)，設(shè)備的適配性和工藝成熟度仍有提升空間。

2.2  無刷有齒槽直流電機(jī)

無刷有齒槽直流電機(jī)是永磁同步電機(jī)的典型代表，也是無刷直流電機(jī)的主流技術(shù)形態(tài)。其核心由定子、轉(zhuǎn)子及控制器三部分構(gòu)成：

定子：由高導(dǎo)磁硅鋼片疊壓構(gòu)成帶齒槽的鐵芯，漆包線繞組嵌入齒槽中。齒槽結(jié)構(gòu)用于集中磁通、增強(qiáng)氣隙磁場(chǎng)，通電后的繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，是機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的源頭。

轉(zhuǎn)子：通常采用高性能永磁體（如釹鐵硼），在定子磁場(chǎng)作用下受力旋轉(zhuǎn)，輸出機(jī)械能。

控制器：基于微處理器，配合位置傳感器（如霍爾傳感器）和功率電路，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)、電子換向及調(diào)速控制，取代機(jī)械電刷功能。

無刷有齒槽直流電機(jī)核心特點(diǎn)

優(yōu)勢(shì)：

高功率/轉(zhuǎn)矩密度：齒槽結(jié)構(gòu)有效集中磁場(chǎng)，減少漏磁，其轉(zhuǎn)矩密度較無齒槽電機(jī)可提升20%-30%，結(jié)構(gòu)緊湊，適合空間受限的高負(fù)載場(chǎng)景

良好散熱性：定子鐵芯與齒槽結(jié)構(gòu)提供了更大的散熱表面積，利于熱量導(dǎo)出，保障持續(xù)運(yùn)行能力。

成本與壽命：中小功率型號(hào)成本優(yōu)勢(shì)明顯，且無電刷磨損，壽命長(zhǎng)達(dá)10,000小時(shí)以上，維護(hù)成本低。

劣勢(shì)：

齒槽效應(yīng)：低速時(shí)因齒槽轉(zhuǎn)矩易引發(fā)周期性轉(zhuǎn)矩波動(dòng)（典型值5%-8%），影響運(yùn)行平順性與控制精度。

體積與噪音：鐵芯結(jié)構(gòu)導(dǎo)致體積與重量相對(duì)較大，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)易轉(zhuǎn)化為40-60dB的低頻噪音。

采用無刷有齒槽電機(jī)是靈巧手實(shí)現(xiàn)成本控制的一種可行路徑，但需針對(duì)其精度、體積與響應(yīng)速度的固有局限進(jìn)行專項(xiàng)優(yōu)化：

精度提升：采用定子斜槽或斜極設(shè)計(jì)，并搭配高精度FOC控制算法，可將轉(zhuǎn)矩波動(dòng)抑制至2%以內(nèi)，提升動(dòng)作平穩(wěn)性。

體積縮減：通過定子模塊化集成設(shè)計(jì)與輕量化復(fù)合材料機(jī)殼，可實(shí)現(xiàn)體積縮減15%-20%。

響應(yīng)加速：升級(jí)控制器電流環(huán)帶寬至1kHz以上，并選用低損耗繞組，可有效縮短動(dòng)力延遲。

2.3 無刷空心杯電機(jī) VS 無刷有齒槽電機(jī)

無刷空心杯電機(jī)憑借其高能效和快速響應(yīng)，是高端靈巧手驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的核心；而具備高扭矩密度和顯著成本優(yōu)勢(shì)的無刷有齒槽電機(jī)，則為靈巧手的產(chǎn)業(yè)化落地與成本控制提供了關(guān)鍵支撐。

從產(chǎn)品單價(jià)來看，以Maxon為代表的外資高端無刷空心杯電機(jī)價(jià)格通常在每個(gè)4000元左右，而國(guó)內(nèi)企業(yè)同等類型產(chǎn)品的價(jià)格約為1000元~2000元/個(gè)。無刷有齒槽電機(jī)更具成本優(yōu)勢(shì)，單價(jià)僅約200元~500元/個(gè)。

出于經(jīng)濟(jì)性考量，無刷有齒槽電機(jī)有望在部分場(chǎng)景替代無刷空心杯電機(jī)。據(jù)相關(guān)信息透露，特斯拉的第3代靈巧手使用部分無刷有齒槽電機(jī)替代無刷空心杯電機(jī)。因?yàn)樵撿`巧手在設(shè)計(jì)上，將電機(jī)從手掌內(nèi)整體遷移至前臂。這大大解放了手部空間，允許使用一些尺寸稍大但扭矩密度高、成本更低的電機(jī)，為使用無刷有齒槽電機(jī)創(chuàng)造了條件。

三、國(guó)內(nèi)外空心杯電機(jī)企業(yè)

1.  國(guó)外企業(yè)

1）Maxon（瑞士）

Maxon 成立于1961年，總部坐落于瑞士薩克瑟恩，最初作為德國(guó)法蘭克福 BRAUN 電氣集團(tuán)在瑞士的生產(chǎn)基地，名為 Interelectric AG 公司。發(fā)展至今，Maxon 集團(tuán)已在全球設(shè)有九個(gè)生產(chǎn)基地，約有 3300 名員工，業(yè)務(wù)覆蓋 40 多個(gè)國(guó)家。

Maxon 定位為全球頂尖的精密驅(qū)動(dòng)技術(shù)解決方案提供商，專注于為對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)精度、可靠性、穩(wěn)定性要求極高的行業(yè)服務(wù)。其主營(yíng)產(chǎn)品豐富多樣，涵蓋有刷 / 無刷直流電機(jī)、精密齒輪箱、運(yùn)動(dòng)控制器以及傳感器與編碼器等，可提供從單一組件到完整機(jī)電一體化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的產(chǎn)品與服務(wù)。

針對(duì)靈巧手的驅(qū)動(dòng)需求，Maxon ECX 系列無刷空心杯電機(jī)因性能匹配度高、可靠性強(qiáng)，已成為當(dāng)前主流的應(yīng)用類型之一。

無刷空心杯電機(jī)相關(guān)產(chǎn)品參數(shù)信息（信息來源：公司官網(wǎng)）

2）Faulhaber（德國(guó)）

Faulhaber 成立于1947年，總部位于德國(guó)。它是一家獨(dú)立的家族集團(tuán)企業(yè)，在高端小型和微型驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域占據(jù)重要地位，是該領(lǐng)域產(chǎn)品門類最為齊全的企業(yè)之一，產(chǎn)品暢銷全球各地。目前，集團(tuán)在德國(guó)、瑞士、美國(guó)、羅馬尼亞和匈牙利建有研發(fā)和生產(chǎn)中心，公司網(wǎng)絡(luò)遍布全球30多個(gè)國(guó)家與地區(qū)，擁有超過2300名專業(yè)員工。

Faulhaber 的產(chǎn)品定位為提供高性能、高精度且適用于極小空間的驅(qū)動(dòng)解決方案，服務(wù)于對(duì)驅(qū)動(dòng)技術(shù)要求極為嚴(yán)苛的行業(yè)。其主營(yíng)產(chǎn)品豐富多樣，涵蓋電機(jī)、減速箱、線性致動(dòng)器、編碼器、電子控制器等，可滿足從單一部件到系統(tǒng)適配的多元需求。

在機(jī)器人靈巧手應(yīng)用領(lǐng)域，F(xiàn)aulhaber BX系列應(yīng)用較為廣泛。

無刷空心杯電機(jī)相關(guān)產(chǎn)品參數(shù)信息（信息來源：公司官網(wǎng)）

2.  國(guó)內(nèi)企業(yè)

1）鳴志電器

上海鳴志電器股份有限公司（簡(jiǎn)稱“鳴志電器”）成立于1994 年，總部位于上海，專注于控制電機(jī)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研發(fā)與生產(chǎn)，是全球領(lǐng)先的運(yùn)動(dòng)控制解決方案提供商。其中，控制電機(jī)涵蓋步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)、直流無刷電機(jī)以及空心杯電機(jī)等多種類型，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)器人、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。

自 2023 年起，鳴志電器便持續(xù)向特斯拉供應(yīng)空心杯電機(jī)樣品，其核心產(chǎn)品 ——10mm 無刷空心杯電機(jī)，已順利通過特斯拉 Optimus 靈巧手的多輪測(cè)試驗(yàn)證。2024 年，該電機(jī)進(jìn)一步完成 B 輪測(cè)試，通過了嚴(yán)苛的 3000 小時(shí)可靠性考核；截至目前，鳴志電器已成功通過特斯拉 C 輪認(rèn)證，成為其空心杯電機(jī)的準(zhǔn)供應(yīng)商，不過雙方尚未正式官宣合作身份。

針對(duì)靈巧手應(yīng)用場(chǎng)景，鳴志電器提供的ECH 系列無刷空心杯電機(jī)，可精準(zhǔn)適配靈巧手對(duì)微型化、高動(dòng)態(tài)響應(yīng)的需求。

無刷空心杯電機(jī)相關(guān)產(chǎn)品參數(shù)信息（信息來源：公司官網(wǎng)）

2）鼎智科技

江蘇鼎智智能控制科技股份有限公司（簡(jiǎn)稱“鼎智科技”）成立于2008年，總部位于江蘇常州，是江蘇雷利的控股子公司。公司專注于提供定制化的精密運(yùn)動(dòng)控制解決方案，核心產(chǎn)品線涵蓋線性執(zhí)行器、空心杯電機(jī)、滾珠絲杠、行星滾柱絲杠、諧波減速器等關(guān)鍵部件，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療診斷設(shè)備、半導(dǎo)體制造、實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化以及人形機(jī)器人等高端工業(yè)領(lǐng)域。

據(jù)悉，鼎智科技已將其8mm有刷空心杯電機(jī)及10mm無刷空心杯電機(jī)送樣至特斯拉Optimus人形機(jī)器人項(xiàng)目，目前正處于測(cè)試驗(yàn)證階段。

針對(duì)靈巧手應(yīng)用場(chǎng)景，鼎智科技可提供電機(jī)直徑覆蓋6mm~22mm多個(gè)尺寸規(guī)格系列的無刷空心杯電機(jī)產(chǎn)品。

無刷空心杯電機(jī)相關(guān)產(chǎn)品參數(shù)信息（信息來源：公司官網(wǎng)）

3）兆威機(jī)電

深圳市兆威機(jī)電股份有限公司（簡(jiǎn)稱“兆威機(jī)電”）成立于2001年，總部位于深圳，是一家集設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造于一體的微型傳動(dòng)和微型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)解決方案提供商，產(chǎn)品主要應(yīng)用于汽車、智能機(jī)器人、工業(yè)裝備、智能家居、3C電子等諸多領(lǐng)域。其在機(jī)器人領(lǐng)域的產(chǎn)品主要包括靈巧手零部件和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模組。

據(jù)悉，2025年5月底，兆威機(jī)電完成第三代技術(shù)方案（無刷有齒槽電機(jī)+微型絲杠）的開發(fā)并送樣。該方案通過定子拼塊工藝實(shí)現(xiàn)齒槽轉(zhuǎn)矩自鎖功能，模組體積較上一代優(yōu)化，適配特斯拉Optimus Gen3手指關(guān)節(jié)的微型化需求。目前，該方案已進(jìn)入特斯拉供應(yīng)鏈審核階段。

在無刷空心杯電機(jī)領(lǐng)域深耕布局，兆威機(jī)電構(gòu)建了覆蓋直徑4mm 至 22mm 的多元產(chǎn)品矩陣，憑借豐富的規(guī)格選擇，能適配機(jī)器人、智慧醫(yī)療、工業(yè)自動(dòng)化及智能消費(fèi)等多領(lǐng)域的動(dòng)力需求，為不同場(chǎng)景下的設(shè)備提供精準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)支持。

無刷空心杯電機(jī)相關(guān)產(chǎn)品參數(shù)信息（信息來源：公司官網(wǎng)）

4）禾川科技

浙江禾川科技股份有限公司（簡(jiǎn)稱“禾川科技”）成立于2011 年 11 月，總部位于浙江衢州龍游縣工業(yè)園區(qū)，是國(guó)產(chǎn)工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的核心企業(yè)，定位為智慧工廠的核心部件與系統(tǒng)集成解決方案提供商。

公司主營(yíng)產(chǎn)品覆蓋工業(yè)自動(dòng)化全鏈條，包括控制器、伺服系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、編碼器、變頻器、觸摸屏、電動(dòng)滾筒、精密傳動(dòng)部件等。

2024年8月，禾川科技成立浙江禾川人形機(jī)器人有限公司，該公司聚焦人形機(jī)器人新賽道，專注研發(fā)核心動(dòng)力驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品，具體涵蓋電驅(qū)關(guān)節(jié)、靈巧手專用空心杯電機(jī)，以及微型力矩電機(jī)、中空型緊湊編碼器、力矩電機(jī)等關(guān)鍵部件。

在無刷空心杯電機(jī)領(lǐng)域，禾川科技推出Hu-ECU 系列產(chǎn)品，涵蓋 &phi;8mm-&phi;16mm 多個(gè)尺寸規(guī)格。該系列主要應(yīng)用于人形機(jī)器人靈巧手手指關(guān)節(jié)，同時(shí)適配 SMT 設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備等場(chǎng)景，能精準(zhǔn)滿足極致空間下的驅(qū)動(dòng)需求，為國(guó)產(chǎn)自動(dòng)化及機(jī)器人產(chǎn)業(yè)提供關(guān)鍵部件支持。

無刷空心杯電機(jī)相關(guān)產(chǎn)品參數(shù)信息（信息來源：公司官網(wǎng)）

5）雷賽智能

深圳市雷賽智能控制股份有限公司（簡(jiǎn)稱“雷賽智能”）成立于1997年，總部位于深圳。公司聚焦于伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制PLC、運(yùn)動(dòng)控制卡等核心產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)，為工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療設(shè)備以及人形機(jī)器人等領(lǐng)域提供高性能自動(dòng)化解決方案。

針對(duì)靈巧手應(yīng)用場(chǎng)景，公司構(gòu)建了覆蓋全規(guī)格的無刷空心杯電機(jī)產(chǎn)品體系：直徑跨度從6mm 到 16mm，適配不同尺寸靈巧手的關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)；功率區(qū)間從 2W 到 100W，可匹配輕、中不同負(fù)載的動(dòng)作需求。

無刷空心杯電機(jī)相關(guān)產(chǎn)品參數(shù)信息（信息來源：公司官網(wǎng)）

6）拓邦股份

深圳拓邦股份有限公司（簡(jiǎn)稱“拓邦股份”）成立于1996年，公司總部位于深圳。2007年，拓邦在深交所上市，開創(chuàng)了中國(guó)家電智能控制行業(yè)，是國(guó)內(nèi)智能控制領(lǐng)域首家上市公司。歷經(jīng)多年發(fā)展，拓邦已構(gòu)建起 “四電一網(wǎng)”（電控、電機(jī)、電池、電源、物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)）的核心技術(shù)體系，以此為依托，深度服務(wù)工具和家電、數(shù)字能源和智能汽車、機(jī)器人三大領(lǐng)域，為全球客戶定制智能解決方案。

公司主營(yíng)產(chǎn)品多元，涵蓋控制器、電機(jī)、電池、電源等關(guān)鍵部件及智能整機(jī)產(chǎn)品。在工具和家電領(lǐng)域，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于各類家電及專業(yè)工具；數(shù)字能源業(yè)務(wù)圍繞儲(chǔ)充系統(tǒng)打造完整產(chǎn)品矩陣，智能汽車業(yè)務(wù)則以激光雷達(dá)電機(jī)和充電樁為核心；在機(jī)器人領(lǐng)域，提供智能控制、電機(jī)、驅(qū)動(dòng)及 AI 整機(jī)產(chǎn)品。

在空心杯電機(jī)方面，拓邦電機(jī)作為旗下負(fù)責(zé)研發(fā)生產(chǎn)的主體，打造了直徑 7-40mm 的空心杯電機(jī)產(chǎn)品矩陣，能滿足不同功率和場(chǎng)景需求，包括人形機(jī)器人靈巧手、電動(dòng)工具、新能源汽車激光雷達(dá)、醫(yī)療器械等多個(gè)領(lǐng)域。

無刷空心杯電機(jī)相關(guān)產(chǎn)品參數(shù)信息（信息來源：公司官網(wǎng)）

       原文標(biāo)題 : 靈巧手系列之驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：靈巧手實(shí)現(xiàn)精細(xì)操作的 “動(dòng)力心臟”