人形机器人技术新突破：无刷电机与伺服电机引领变革​

在高端微特电机领域，我国企业取得重要突破。杭州贝丰科技股份有限公司正式发布高功率密度无齿槽无刷直流电机，在功率密度、效率、产品寿命等方面全面领先，并形成家族化产品体系。​ 在人形机器人的关节与灵巧手等部件中，空间极为有限，传统电机体积与功率的矛盾制约着机器人性能提升。贝丰科技通过创新，重构线圈布局，运用自主知识产权的专利线圈绕制技术，大幅提高空间利用率。其研发团队建立自主电磁仿真模型，精确掌控磁场分布，实现功率密度飞跃。例如，应用于灵巧手的 10mm 外径电机，功率密度达到 7.13W/cm³ 的世界新标杆（10MP2），显著提升了机器人执行机构的输出力，使其能操作更重负载或执行高强度作业。​ 此外，该电机运行时的振动与噪声被有效抑制，达到航天标准的顶尖动平衡精度，配合专利 3D 减震轴承仓结构设计，为高灵敏度力传感器创造了近乎 “纯净” 的工作环境，这对于提升机器人触觉反馈的真实性至关重要，尤其在高端医疗装备领域，如手术机器人，医生可通过力反馈系统实现更精准的 “隔空触诊”。

伺服系统在人形机器人中起着关键作用，相当于机器人的 “肌肉”，约占总成本的 20%，决定了机器人运动精度、稳定性与负荷能力。哈尔滨西恩科技董事长杨明指出，做好人形机器人的 “肌肉” 面临三大难点。​ 高功率密度方面，人形机器人的伺服关节驱动器追求高功重比，如输出 5000 瓦能力的驱动器，常规机器人的尺寸像成年男子手掌，而人形机器人的仅半个火柴盒大小，这对技术提出了极高要求。​ 高爆发性也是难点之一，人形机器人的弹跳高度等取决于电机与减速机的工作状态及动能转化效率，国际先进公司的伺服系统电能转化效率可达 99%，部分国内团队也能达到这一水平。​ 高智能性同样不可或缺，人形机器人伺服系统需具备参数自整定免调试以及智能健康运维等功能。例如，特斯拉擎天柱机器人约使用 40 个驱动器，若逐个调节费时费力，伺服驱动器的智能自整定能力可让机器人运动更流畅，同时还需具备自动故障诊断与维护报警功能。

随着无刷电机和伺服电机等关键技术的突破，人形机器人的产业化进程正在加速。从市场数据来看，2024 – 2030 年，人形机器人带来的无框力矩电机和空心杯电机等增量需求巨大，其中无框力矩电机市场规模预计从 2024 年的 0.16 亿增长到 2030 年的 163 亿。​ 雷赛智能作为相关企业代表，其研发的 FM1 无框电机和微型驱动器已进入试产试销阶段，CD 系列机器人专用伺服驱动器也已推出，可匹配无框电机和机器人关节应用，具有体积小、重量轻、功率密度大等优点，且经过市场实战检验。​ 在 2025 世界人工智能大会现场，60 余款智能机器人展示了强大的应用能力。如擎朗智能的人形机器人 XMAN – F1 能制作爆米花、调制饮料，还能模拟服务人员递物；傅利叶智能的 GR – 1 机器人可用于康复医疗导诊等。这些机器人的出色表现离不开无刷电机和伺服电机等技术的支撑。​ 业内人士认为，随着电机技术的不断进步，人形机器人将在更多领域得到应用，从工业制造到医疗服务，从物流配送至家庭陪伴，有望为众多行业带来革命性变革，创造新的商业模式与价值定位。