Related articles
当人形机器人的手指试图精准抓取一枚硬币，其关节处的方寸之地正进行着毫厘级的精密布控。
8 月 10 日，北京亦庄，世界机器人大会 C 馆，一个人流密集的展台上摆放着几排外径不一的圆柱体和方形黑盒，它们便是贝丰科技此次带来的电机、齿轮箱及驱动器新品——针对运动控制的一整套解决方案，电机是其中的核心部件。
人形机器人要在指尖、关节等狭小空间内实现握力跃升和精细操作，必须搭载高功率密度微型电机。然而传统电机功率密度低、噪声大、振动强、适配性差，行业亟须一场 「高寿命、高可靠、低噪声、低振动」 的革新。
从灵巧手到微型电机的纵深处，一条国产供应链正被高倍显微镜聚焦。
「四痛」 当头毫厘间尽现精密博弈
微型电机被誉为人形机器人的 「肌肉纤维」，其性能直接决定着灵巧手的操作精度与关节运动的流畅度。长期以来，微型电机行业面临四大痛点。
寿命与可靠性是首要难题。机器人电机需高频次、长周期运转，过热导致的线圈烧毁、磁钢退磁等问题，令整机随时可能 「罢工」。
带载能力不足则限制了机器人的应用场景。功率密度低、额定转矩小的电机，在搬运重物或执行高强度作业时往往只能 「小马拉大车」，力不从心。
噪声与振动失控形成恶性循环。电机运转时的振动不仅影响操作精度，还会产生额外应力加速零部件老化，进一步缩短使用寿命。
效率低下则直接制约续航。铜损、铁损、机械损耗等多重损耗叠加，导致电机电磁转换效率普遍低，直接把执行机构的续航时间 「吃」 掉了一大截。
在直径仅 10 - 22mm 的狭小空间内，需同时达成高功率、高转矩、低噪声以及长寿命等性能要求，其技术难度之高，堪比 「在芝麻上刻字」。而在人形机器人从技术验证阶段，迈向追求量产与成本控制的战略转型方向下，相关技术突破更是迫在眉睫。
灵巧手种类多样，不同电机驱动在精度、灵活性、成本等多方面各有优劣。目前，空心杯电机、无框力矩电机和无刷直流电机是电驱的三条主流路线。
空心杯电机没有铁芯转子因此惯量极低，启动、刹车都可在毫秒级完成；无框力矩电机则更像 「肌肉块」，定转子分体设计，扭矩密度高，负载能力强，在人形机器人的肘、肩等大关节里表现抢眼；无刷有齿槽直流电机是高集成与成本的折中，其响应速度和精度较空心杯稍逊，但成本较低、使用寿命较长，正好踩中灵巧手大规模量产的痛点。
特斯拉 Optimus 机器人灵巧手电机的迭代，就是行业技术路线演进的一个缩影。
前两代为验证 「五指仿生」 的技术可行性，特斯拉采用了 「空心杯电机+行星减速箱+蜗轮蜗杆+腱绳」 的方案，结构复杂、体积臃肿，违背了轻量化的初衷。与第一代相比，第二代在指尖新增触觉传感器，功能环境从工厂重物搬运拓展至抓鸡蛋、叠衬衫等更精细的操作。
第三代起，灵巧手便转向 「直流有齿槽无刷电机+微型滚珠丝杠+腱绳」。其单手自由度从 11 个大幅提升至 22 个，相应地，单手电机数量也从 6 个变为 11 个。结构上电机位置有所调整，从手掌内移至手臂小臂里，不仅拓宽了手掌内部空间，还将部分空心杯电机替换为成本更低的无刷有槽电机。这样既保住了负载和精度，又把物料成本和装配复杂度砍了一刀，降本步入初期，商业化气息扑面而来。
根据 WENKH 深度研究分析，2024 年全球无刷直流电机的市场规模达到 774 亿元。全球经济的发展态势影响着各行业对无刷直流电机的需求，未来预计以 9.16% 的年复合增长率增长至 2030 年的 1309 亿元。
此次机器人大会，贝丰科技进一步填补行业空白，带来了高功率密度无齿槽无刷直流电机，为灵巧手握力跃升提供更多选择。贝丰科技董事长兼总工程师宋昕向笔者透露，新品电机已获得杭州三小龙、跨界做机器人的互联网及汽车大厂等多家知名科技公司关注，现正与这些企业进行样机测试，合作持续推进中，有望成为新一代人形机器人的核心动力组件。
从垄断到多点突破的行业「图谱」
微型电机市场进入门槛较高，全球市场长期呈现 「寡头割据」 态势。
在工业自动化浪潮初起阶段，国外品牌凭借先发优势，长期垄断着国内中高端微型电机市场。像在数控机床、精密加工设备等关键领域，国产微型电机因技术瓶颈和质量短板，只能在低端市场艰难求生。
尤其是无齿槽无刷直流电机，因磁路设计、绕线工艺和材料极限的层层壁垒，被欧美系企业牢牢锁死，国内企业曾长期处于 「跟跑」 状态。
笔者综合多家权威机构研报发现，全球无齿槽无刷直流电机市场中，瑞士 Portescap、德国 FAULHABER、瑞士 Maxon Motor、美国 Allient 等欧美头部企业，长期占据着超 80% 的市场份额。
而在精密医疗器械、高端机器人关节驱动等高端应用场景，国内对进口无齿槽无刷直流电机的依赖度更是高达 90%。
2024 年，随着人形机器人概念升温，灵巧手成为硬件突破的关键瓶颈。在灵巧手所需的高性能微型电机市场，中国机器人企业被迫困在 「买不起、等不及、用不上」 的死循环里，也让供应链安全面临潜在风险。
贝丰科技首席执行官赵伟认为，行业的进步需要全产业链协同。「德国、瑞士做传统电机厉害，但人形机器人是新场景，原有技术不一定能快速适配，这恰恰是中国的企业机会。机器人公司要的是提了需求马上改、能快速调整的技术支持。」
于是，中国企业尝试凭借技术突破撕开市场缺口。这场毫厘间的较量，正在重塑全球机器人产业链的权力格局。
比如，A 股上市公司中，兆威机电提供包含微型电机、行星齿轮箱的整体驱动模组解决方案，并已发布自研的多自由度灵巧手产品；鸣志电器也深耕控制电机及驱动系统领域，其产品线可为灵巧手提供核心动力源。
人形机器人灵巧手握力取决于微型电机的功率密度，如何体积更小，功率更大，技术核心在于线圈设计。
作为国家级专精特新 「小巨人」，贝丰科技的解决方案是采用自主专利的利兹线直绕线圈，配合最大化定子做功空间结构与超高填铜率，直接将功率密度与效率拉满，从而在高转速下仍保持了高转矩输出，效率峰值达 92.9%。这让执行机构在进行重载作业时稳如磐石，输出力更是跃升一个量级。
以其推出的主要应用于灵巧手的 4 极 10mm 外径微型电机为例，以 7.13W/cm³的功率密度 （10MP2 型号） 刷新了行业纪录。它能让机器人瞬间获得 「筋骨强化」——原本只能轻抚物体的机械臂，现在可以稳稳举起更重负荷；曾经需要分段执行的粗重工序，如今能一次爆发式干净利落地完成动作。
「我们的电机能做到 14 瓦功率，瑞士做到 9 瓦，国内其他厂商才 5 瓦。」 宋昕伸出手掌向笔者比画，「同样放进手心大小的空间，别人的力还不到我们一半。」
这种差距，源于对电机核心性能的极致打磨。宋昕坦言，灵巧手电机的痛点远比想象中复杂：「要实现真正丝滑的控制，电机的精密度、脉动力矩都得提升。硬件哪怕有一点间隙，动作都会晃动；功率跟不上，握力更达不到实际需求。」
就像开车时 1.0、2.0、3.0 排量的区别，一踩油门就知道动力差在哪，电机功率也直接决定机器人的 「行动力」。
技术攻坚的背后，是巨额研发投入的支撑。2025 年，贝丰科技研发费用或超 4000 万元，占营收比重在三成以上。这种不计成本的持续高投入，换来的是 79 项发明专利和实用新型专利的积累。贝丰科技明年仍会持续扩充产品性能和型号，「让对手压力更大」。此外笔者获悉，贝丰科技的 IPO 计划已在推进当中。
展望行业，灵巧手竞争或聚焦在三个方向：材料创新，新型永磁体、耐高温绝缘材料的突破将直接提升电机性能；智能化，通过传感器集成实现电机状态实时监测，降低故障率；模块化，标准化接口设计可大幅降低机器人企业的适配成本。
国产替代不仅是技术攻坚，更是产业链安全保卫战，唯有拿出更优产品，才能打破垄断桎梏，赢得平等合作话语权。（本文首发于钛媒体 APP，作者｜曹倩）
