成功的企業(yè)總是不約而同地適應(yīng)時代的需求！
遙想不久的未來，人工智能、人形機器人都將是未來的發(fā)展趨勢，也讓英偉達(dá)、AMD、特斯拉等科技巨頭成為世界關(guān)注的焦點。
面對人形機器人的未來趨勢，各大核心零部件也都在不斷的進(jìn)步，空心杯電機作為人形機器人手部核心結(jié)構(gòu)，自然也值得我們重點關(guān)注。
那么，空心杯電機有哪些優(yōu)勢呢？
空心杯電機是一種微型電機，屬于直流永磁伺服控制電機的類型，這種電機在結(jié)構(gòu)上采用了無鐵芯的定子和轉(zhuǎn)子，突破了傳統(tǒng)電機的基本結(jié)構(gòu)。
這種新穎的定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)最大的特點就在于不使用鐵芯，徹底消除了傳統(tǒng)電機因為鐵芯造成的機械和能量消耗問題。
同時由于取消了鐵芯，電機的重量和運動慣性都可以大幅降低，因此電機定轉(zhuǎn)子機械損耗也變得非常小，也變得更容易控制。
整體來說，作為空心杯電機作為高效率的動力機械，在很多領(lǐng)域代表了電動機技術(shù)新的發(fā)展方向，大大拓展了使用范圍。
和同等功率的鐵芯電機相比，空心杯電機重量可減輕一半，因此電機的能量密度要比傳統(tǒng)電機大得多。
另外，也是由于空心杯電機取消了鐵芯，也使得電機在其他方面的性能優(yōu)勢非常多。
首先，空心杯電機的電磁額外干擾非常小小，很容易達(dá)到極高的電機轉(zhuǎn)速。
其次，由于沒有使用鐵芯，也就不存在齒槽效應(yīng)，使得能量損耗非常小，能量轉(zhuǎn)換效率極高，能量利用率普遍都在75%以上，優(yōu)質(zhì)電機能夠達(dá)到90%以上。
再次，電機轉(zhuǎn)子的重量很輕，電機加速度更快，電機啟動和制動性能都變得更好，部分電機可以達(dá)到10m/s以內(nèi)。
這些優(yōu)秀的電機性能也讓空心杯電機擁有更多的應(yīng)用領(lǐng)域。
那么，空心杯電機都有哪些重要的應(yīng)用領(lǐng)域呢？
空心杯電機最早被用在航空、航天、軍事等尖端行業(yè)，應(yīng)用范圍性對狹窄。
后來隨著技術(shù)進(jìn)步，消費水平提高帶來的消費電子崛起，下游應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴展到各大民用行業(yè)，非常能夠體現(xiàn)空心杯電機的優(yōu)異性能。
首先，體積小、重量輕、功率密度大的特點，使得空心杯電機非常適合對重量要求較高的領(lǐng)域，比如小型飛行器中可以最大限度減輕飛行器的重量，以及用于各類體積較小的消費類電子產(chǎn)品，如電動牙刷、便攜電風(fēng)扇等。
其次，啟動制動迅速、響應(yīng)速度極快的特點，能夠用在需要實現(xiàn)快速自動控制的領(lǐng)域，如對控制性能要求較高的導(dǎo)彈方向調(diào)節(jié)、高倍率光驅(qū)隨動、高靈敏設(shè)備、工業(yè)機器人等。
再次，能量轉(zhuǎn)化效率高、運行時間長的特點，適用于各類對節(jié)能和續(xù)航有較大要求的領(lǐng)域，如便攜式儀表及野外工作的儀器設(shè)備。
面對未來，人形機器人手部方案對于空心杯電機的應(yīng)用，也進(jìn)一步打開了空心杯電機在未來的發(fā)展空間。
在此之前，醫(yī)療行業(yè)的外科手術(shù)機器人已經(jīng)大規(guī)模使用空心杯電機，現(xiàn)在特斯拉Optimus機器人的手部運動控制方案中，使用6個電機驅(qū)動執(zhí)行器。
這使得機器人能夠控制單手11個自由度的實現(xiàn)，能夠?qū)κ植繉崿F(xiàn)靈活操作及精準(zhǔn)控制，這也是其他許多人形機器人廠商也在手部方案。
那么，空心杯電機的市場規(guī)模又有多大呢？
目前來說，空心杯電機市場規(guī)模相對較小，不到百億市場規(guī)模，這種微特電機主要應(yīng)用領(lǐng)域為民用消費領(lǐng)域。
其中，消費電子占29%，家用電器占26%，兩者占據(jù)下游主要市場。武器、航空、農(nóng)業(yè)、紡織、醫(yī)療、包裝合計占比20%，其余市場在汽車電子、影像處理、工業(yè)控制等領(lǐng)域。
未來市場的最大看點還是在人形機器人領(lǐng)域，市場規(guī)模的進(jìn)一步發(fā)展關(guān)鍵還是看人形機器人的商業(yè)化進(jìn)程有多快。
那么，空心杯電機行業(yè)中有哪些優(yōu)秀的國內(nèi)公司呢？
和傳統(tǒng)電機的產(chǎn)業(yè)鏈一樣，上游主要也是銅、鐵、塑料等生產(chǎn)原材料，產(chǎn)業(yè)鏈核心在于電機生產(chǎn)廠商的技術(shù)水平如何。
目前國內(nèi)廠商雖然水平距離國際巨頭還有一定的差距，不過技術(shù)方面也有建樹，鳴志電器、江蘇雷利、兆威機電也都有產(chǎn)能。
鳴志電器，公司主營業(yè)務(wù)是控制電機及其驅(qū)動系統(tǒng)，產(chǎn)品線齊全，包括步進(jìn)電機、空心杯電機、伺服驅(qū)動器與電機等核心產(chǎn)品。
2022年，作為公司核心業(yè)務(wù)產(chǎn)品的混合式步進(jìn)電機產(chǎn)量約1800萬臺，進(jìn)入全球前三的位置，這是最近十年內(nèi)唯一改變HB步進(jìn)電機全球競爭格局的國內(nèi)企業(yè)，打破了日企壟斷。
2023年前三季度業(yè)績表現(xiàn)不好，一方面是員工遷移補貼導(dǎo)致運營成本上升，另一方面新基地銷售規(guī)模還沒有達(dá)到設(shè)計規(guī)模，爬坡階段各種成本相對較高造成業(yè)績相對減弱。
不過，公司有望率先在人形機器人領(lǐng)域有重大進(jìn)步，開啟公司新的增長曲線，也吸引了294家機構(gòu)進(jìn)場。
首先，公司以空心杯電機為核心切入人形機器人賽道，進(jìn)一步開拓驅(qū)動器、滾珠絲杠、齒輪箱、減速機、編碼器等多款核心零部件，擁有開辟人形機器人業(yè)務(wù)的實力。
其次，公司是特斯拉供應(yīng)商，人形機器人產(chǎn)品也能夠滿足特斯拉的需求。而且公司產(chǎn)品在技術(shù)保障的前提下還具有明顯的價格優(yōu)勢，有利于為人形機器人企業(yè)降低成本。
江蘇雷利，公司依靠之前在醫(yī)療微型電機領(lǐng)域的技術(shù)積累，2022年已經(jīng)開發(fā)出空心杯電機，并作為公司未來重點發(fā)展的核心產(chǎn)品，未來有望應(yīng)用于人形機器人領(lǐng)域。
兆威機電，公司擁有成熟的空心杯電機產(chǎn)品，量產(chǎn)能力得到驗證，未來公司有望參與到人形機器人行業(yè)中空心杯電機市場的競爭中。
總的來說，國內(nèi)企業(yè)在人形機器人核心零部件領(lǐng)域也都有不錯的技術(shù)積累，并且也擁有量產(chǎn)能力，未來有望受益于人形機器人的商業(yè)化進(jìn)程。
