研判2025！中國無框力矩電機(jī)行業(yè)市場規(guī)模、企業(yè)格局、下游應(yīng)用及未來趨勢分析：受益于下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷發(fā)展，無框力矩電機(jī)市場規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張[圖]

內(nèi)容概要：無框力矩電機(jī)是一種無框架式的無刷永磁同步電機(jī)，無框力矩電機(jī)摒棄了傳統(tǒng)伺服電機(jī)的機(jī)殼結(jié)構(gòu)，僅由定子和轉(zhuǎn)子兩大核心部件構(gòu)成，從而實現(xiàn)極高的力矩/體積比，非常適合作為機(jī)器人的關(guān)節(jié)動力源。協(xié)作機(jī)器人是目前應(yīng)用無框力矩電機(jī)最多的場景，其需求量占比約70%。從協(xié)作機(jī)器人成本來看，無框力矩電機(jī)占協(xié)作機(jī)器人總成本比約10%。一般情況下，單臺協(xié)作機(jī)器人往往需配備5-7個無框電機(jī)，用于實現(xiàn)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動與手臂伸縮。在人形機(jī)器人領(lǐng)域，無框力矩電機(jī)主要應(yīng)用于關(guān)節(jié)驅(qū)動，通過高扭矩密度、快速響應(yīng)、輕量化與高靈活度等特性，成為提升機(jī)器人運(yùn)動性能的核心部件，如特斯拉Optimus人形機(jī)器人28個關(guān)節(jié)執(zhí)行器系統(tǒng)均以高功率密度無框力矩電機(jī)為核心驅(qū)動單元。隨著下游機(jī)器人行業(yè)逐步走向大規(guī)模商業(yè)化，無框力矩電機(jī)的需求量呈現(xiàn)出顯著的增長態(tài)勢，從而帶動其市場空間持續(xù)擴(kuò)張。2016-2024年期間，中國無框力矩電機(jī)市場規(guī)模由0.3億元增長至2.09億元，實現(xiàn)年復(fù)合增長率27.5%，未來市場規(guī)模將繼續(xù)保持穩(wěn)步增長態(tài)勢。海外起步早，先發(fā)優(yōu)勢顯著。目前無框力矩電機(jī)的代表性產(chǎn)品有美國科爾摩根的TBM無框力矩電機(jī)、Parker公司的K系列無框伺服電機(jī)、Aerotech 公司S-series高性能無框力矩電機(jī)、德國的TQRobodrive的無框電機(jī)以及 A1liedmotion 公司的無框力矩電機(jī)等。國內(nèi)市場，無框力矩電機(jī)目前仍存在較高技術(shù)壁壘，國內(nèi)只有少量廠商提供，市場呈頭部集中趨勢，且產(chǎn)品質(zhì)量整體落后于海外，高端產(chǎn)品高度依賴進(jìn)口。國內(nèi)無框電機(jī)代表公司主要有步科股份、大族電機(jī)、富興機(jī)電、偉創(chuàng)電氣、昊志機(jī)電、杭州三相、易爾泰、常州運(yùn)控、合泰電機(jī)、三瑞智能等。未來，隨著下游行業(yè)加速發(fā)展，產(chǎn)品技術(shù)更新迭代，無框力矩電機(jī)將以高性能化、多應(yīng)用場景發(fā)展。

上市企業(yè)：步科股份(688160)、大族激光(002008)、偉創(chuàng)電氣(688698)、昊志機(jī)電(300503)、雷賽智能(002979)、臥龍電驅(qū)(600580)、微光股份（002801）、鳴志電器（603728）等

相關(guān)企業(yè)：深圳市大族電機(jī)科技有限公司、江蘇富興電機(jī)技術(shù)股份有限公司、杭州三相科技有限公司、常州易爾泰智能傳動技術(shù)有限公司、常州市運(yùn)控電子有限公司、常州合泰電機(jī)電器股份有限公司、南昌三瑞智能科技股份有限公司、深圳市強(qiáng)和電機(jī)有限公司

關(guān)鍵詞：無框力矩電機(jī)結(jié)構(gòu)組成、無框力矩電機(jī)市場規(guī)模、無框力矩電機(jī)企業(yè)格局、協(xié)作機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀、人形機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀、無框力矩電機(jī)發(fā)展趨勢

一、無框力矩電機(jī)行業(yè)相關(guān)概述

無框力矩電機(jī)是一種無框架式的無刷永磁同步電機(jī)，無框力矩電機(jī)摒棄了傳統(tǒng)伺服電機(jī)的機(jī)殼結(jié)構(gòu)，僅由定子和轉(zhuǎn)子兩大核心部件構(gòu)成。轉(zhuǎn)子是內(nèi)部部件，由帶永磁體的旋轉(zhuǎn)鋼圓環(huán)組件構(gòu)成，直接安裝在機(jī)器軸上。定子是外部部件，齒輪外部環(huán)繞鋼片和銅繞組，以產(chǎn)生緊密攀附在機(jī)器殼體內(nèi)的電磁力。無框力矩電機(jī)讓機(jī)器結(jié)構(gòu)設(shè)計不再受制于電機(jī)殼體的束縛，利用機(jī)器的自身軸承支撐轉(zhuǎn)子，將電機(jī)無縫內(nèi)置于機(jī)器設(shè)計中。無框力矩電機(jī)技術(shù)壁壘主要為磁路和工藝設(shè)計。由于無框力矩電機(jī)需在低壓供電環(huán)境下輸出高功率，對磁路和工藝設(shè)計有一定的要求。

無框力矩電機(jī)作為動力源，具有與普通伺服電機(jī)相同的用途，但在某些方面中具有明顯的優(yōu)勢：1）提高機(jī)器性能：直接耦合（無背隙）、更高的系統(tǒng)帶寬，可直接集成到機(jī)器結(jié)構(gòu)中降低風(fēng)磨損失從而提高機(jī)器效率；2）結(jié)構(gòu)更緊湊：機(jī)器占用空間更小、單位體積扭矩更高；3）較高的剛度：可以作為直驅(qū)動力源，不需要皮帶和皮帶輪，絲桿或齒輪箱，就能直驅(qū)負(fù)載；4）靜音：由于直接集成到機(jī)器的結(jié)構(gòu)中，改變了傳動方式（甚至不用減速機(jī)），帶來了明顯的靜音效果；5）減少維護(hù)：更少的機(jī)械部件、無易磨損或需要維護(hù)的組件。

相關(guān)報告：智研咨詢發(fā)布的《中國無框力矩電機(jī)行業(yè)市場競爭態(tài)勢及投資前景研判報告》

二、無框力矩電機(jī)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1、市場規(guī)模

隨著下游機(jī)器人行業(yè)逐步走向大規(guī)模商業(yè)化，無框力矩電機(jī)的需求量呈現(xiàn)出顯著的增長態(tài)勢，從而帶動其市場空間持續(xù)擴(kuò)張。2016-2024年期間，中國無框力矩電機(jī)市場規(guī)模由0.3億元增長至2.09億元，實現(xiàn)年復(fù)合增長率27.5%，未來市場規(guī)模將繼續(xù)保持穩(wěn)步增長態(tài)勢。

2、企業(yè)格局

海外起步早，先發(fā)優(yōu)勢顯著。目前無框電機(jī)的代表性產(chǎn)品有美國科爾摩根的TBM（S）無框力矩電機(jī)、Parker公司的K系列無框伺服電機(jī)、Aerotech公司S-series高性能無框力矩電機(jī)、Allied motion公司的無框力矩電機(jī)等。國內(nèi)方面，無框力矩電機(jī)目前仍存在較高技術(shù)壁壘，國內(nèi)只有少量廠商提供，市場呈頭部集中趨勢，且產(chǎn)品質(zhì)量整體落后于海外，高端產(chǎn)品高度依賴進(jìn)口。國內(nèi)無框電機(jī)代表公司主要有步科股份、大族電機(jī)、富興機(jī)電、偉創(chuàng)電氣、昊志機(jī)電、杭州三相、易爾泰、常州運(yùn)控、合泰電機(jī)、三瑞智能等。來福諧波、綠的諧波、同川精密等減速器廠商亦開始自研無框電機(jī)，旨在打造一體化關(guān)節(jié)模組產(chǎn)品。隨著人形機(jī)器人的興起，入局無框電機(jī)領(lǐng)域的廠商持續(xù)增加，其中不乏人形機(jī)器人主機(jī)廠商，如宇樹、智元科技等。

三、無框力矩電機(jī)行業(yè)下游應(yīng)用

1、協(xié)作機(jī)器人領(lǐng)域：是目前應(yīng)用無框力矩電機(jī)最多的場景

協(xié)作機(jī)器人是目前應(yīng)用無框力矩電機(jī)最多的場景，其需求量占比約70%。從協(xié)作機(jī)器人成本來看，無框力矩電機(jī)占協(xié)作機(jī)器人總成本比約10%。協(xié)作機(jī)器人具有緊湊小型化、輕量化特性，因此選擇更加緊湊、高效率的電機(jī)方案。協(xié)作機(jī)器人通常采用整體式的無框電機(jī)，采用關(guān)節(jié)一體化技術(shù)。一般情況下，單臺協(xié)作機(jī)器人往往需配備5-7個無框電機(jī)，用于實現(xiàn)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動與手臂伸縮。

隨著協(xié)作機(jī)器人技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步及在下游市場的不斷滲透，中國協(xié)作機(jī)器人市場規(guī)模正穩(wěn)步擴(kuò)大。數(shù)據(jù)顯示，2024年中國協(xié)作機(jī)器人（含四軸）市場銷量為4.0萬臺，同比增長27.4%。按細(xì)分產(chǎn)品來看，六軸協(xié)作機(jī)器人仍是協(xié)作機(jī)器人行業(yè)中的核心產(chǎn)品，銷量占比超八成以上。協(xié)作機(jī)器人市場穩(wěn)步擴(kuò)張將帶動無框力矩電機(jī)需求進(jìn)一步增加。

2、人形機(jī)器人：將成為無框力矩電機(jī)行業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動力

無框力矩電機(jī)在人形機(jī)器人中主要應(yīng)用于關(guān)節(jié)驅(qū)動，通過高扭矩密度、快速響應(yīng)、輕量化與高靈活度等特性，成為提升機(jī)器人運(yùn)動性能的核心部件。資料顯示，在人形機(jī)器人硬件成本中，無框力矩電機(jī)占比約為11.8%，重要性凸顯。

無框力矩電機(jī)因其特性與人形機(jī)器人關(guān)節(jié)的需求高度契合，已成為該領(lǐng)域的主流驅(qū)動方案。主要體現(xiàn)在：1）快速響應(yīng)，指令信號至目標(biāo)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換時間達(dá)毫秒級，顯著提升關(guān)節(jié)啟停靈敏度，完美適配仿人運(yùn)動所需的高頻動作切換場景；2）高能量密度，通過磁路拓?fù)鋬?yōu)化和鐵芯結(jié)構(gòu)精簡，在同等體積下實現(xiàn)扭矩密度突破，滿足關(guān)節(jié)空間受限下的高功率輸出需求；3）空間適應(yīng)性，支持深度嵌入式集成，可靈活適配從指關(guān)節(jié)到髖關(guān)節(jié)的全尺度定制化裝配。以特斯拉Optimus人形機(jī)器人為例，特斯拉Optimus人形機(jī)器人28個關(guān)節(jié)執(zhí)行器系統(tǒng)均以高功率密度無框力矩電機(jī)為核心驅(qū)動單元。其中，14個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)由無框力矩電機(jī)+諧波減速器組成，模擬人體旋轉(zhuǎn)自由度。另外，14個直線結(jié)構(gòu)關(guān)節(jié)由無框力矩電機(jī)+行星滾柱絲杠組成，模擬人體線性伸縮肌群，如肱二頭肌。旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)提供多向活動能力，直線執(zhí)行器生成仿肌腱牽引力，為動態(tài)平衡與精細(xì)操作奠定硬件基礎(chǔ)。優(yōu)必選的人形機(jī)器人Walker X在全身關(guān)節(jié)部位安裝了36個自研的高性能伺服舵機(jī)，其中包含無框力矩電機(jī)。國內(nèi)企業(yè)優(yōu)必選的人形機(jī)器人產(chǎn)品Walker X同樣使用無框力矩電機(jī)作為一般關(guān)節(jié)的電機(jī)解決方案。Walker X在全身關(guān)節(jié)部位安裝了36個自研的高性能伺服舵機(jī)，該伺服舵機(jī)是一體化驅(qū)動單元，由無框力矩電機(jī)、精密諧波減速器、驅(qū)動控制器及雙編碼器組成。

近兩年，隨著技術(shù)不斷發(fā)展，人形機(jī)器人正以前所未有的速度從實驗室走向現(xiàn)實生活，成為科技領(lǐng)域備受矚目的焦點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計，2024年全球人形機(jī)器人（不包括面向K12教育和桌面型的小型設(shè)備機(jī)器人）出貨量超過4000臺，市場規(guī)模超過40億元。其中中國市場出貨量超2800臺，市場規(guī)模超過20億元。作為未來產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊，行業(yè)有望迎來爆發(fā)式增長，預(yù)計到2031年全球市場規(guī)模將超1200億元，到2035年規(guī)模將達(dá)2770億元。在AI技術(shù)飛速進(jìn)步及硬件逐步優(yōu)化的推動下，人形機(jī)器人現(xiàn)已進(jìn)入量產(chǎn)前夕。無框力矩電機(jī)作為人形機(jī)器人關(guān)節(jié)中較主流的驅(qū)動零部件，隨著人形機(jī)器人逐漸放量，其需求量級也將邁向新臺階。

四、無框力矩電機(jī)行業(yè)發(fā)展趨勢

未來，隨著下游行業(yè)加速發(fā)展，產(chǎn)品技術(shù)更新迭代，無框力矩電機(jī)將以高性能化、多應(yīng)用場景發(fā)展。高性能化方面，通過電磁結(jié)構(gòu)和材料的優(yōu)化，將提升無框力矩電機(jī)的單位體積或單位重量的轉(zhuǎn)矩輸出，滿足下游緊湊設(shè)計方案的需求。多應(yīng)用場景方面，針對不同下游領(lǐng)域研發(fā)專用無框力矩電機(jī)，進(jìn)一步提升產(chǎn)品的適應(yīng)性和穩(wěn)定性，滿足特定應(yīng)用場景需求。此外，隨著國內(nèi)企業(yè)不斷加大研發(fā)投入，提升技術(shù)水平，未來在無框力矩電機(jī)領(lǐng)域，國內(nèi)企業(yè)將逐漸縮小與國外廠商的差距，實現(xiàn)國產(chǎn)化替代，在市場中占據(jù)更重要的地位。

以上數(shù)據(jù)及信息可參考智研咨詢（rainbowgiftswholesale.com）發(fā)布的《中國無框力矩電機(jī)行業(yè)市場競爭態(tài)勢及投資前景研判報告》。智研咨詢是中國領(lǐng)先產(chǎn)業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)，提供深度產(chǎn)業(yè)研究報告、商業(yè)計劃書、可行性研究報告及定制服務(wù)等一站式產(chǎn)業(yè)咨詢服務(wù)。您可以關(guān)注【智研咨詢】公眾號，每天及時掌握更多行業(yè)動態(tài)。