近一段時間以來，人形機器人成為產業的熱門話題。工業和信息化部原副部長、中國電子學會理事長徐曉蘭此前表示：“在企業、政府、應用方等各方主體合力作用下，我國人形機器人產業正處于‘井噴前夜’。”統計數據顯示，到2030年，全球人形機器人市場規模將達到1000億美元，中國人形機器人市場規模將達到300億美元。

人形機器人的爆火讓作為核心部件的控制電機跟著受益，尤其是無框力矩電機，這種電機主要應用于機器人領域，目前國內外廠商都有不錯的進展。

機器人里的無框力矩電機

無框力矩電機(Frameless Torque Motor)是一種無需外框和軸承的電機，通常由定子和轉子兩部分組成。由于其設計緊湊，安裝靈活，可以直接集成到設備的機械結構中，最大限度地減少空間占用，提高系統的整體性能。

無框力矩電機具備傳統力矩電機的特性優勢，相較于步進電機與伺服電機，力矩電機具有大轉矩、低轉速、平穩性強、過載能力強、響應快等特點。和有框力矩電機相比，無框力矩電機具有尺寸小、性能更可靠、環境適應性強等優勢。在實際應用中，通過將無框電機集成到機器中，可以去除聯軸器或皮帶等彈性機器元件，從而提升機器性能。

在人形機器人應用中，無框力矩電機是旋轉關節的核心零部件之一，其核心性能指標在于其輸出的扭矩大小。無框力矩電機多極對數的特性使得它在中低速運行時能夠提供極高的扭矩，這一優勢使其成為當前人形機器人執行器中廣泛采用的電機類型。另外，無框力矩電機可集成到機器和所需的環境條件中，讓人形機器人具有更好的適用性。

目前，從產業發展現狀來看，無框力矩電機國際廠商Kollmorgen、TQ Robodrive等目前技術較為領先，擁有先進的磁路設計和制造工藝。相比海外龍頭，國產無框力矩電機輸出扭矩較小，在產品性能方面仍有差距。不過，近一段時間以來，國產無框力矩電機也是捷報頻傳。

無框力矩電機的最新進展

Kollmorgen作為無框無刷電機設計和制造領域的先驅，是全球無框力矩電機的領先企業，目前TBM 2G是該公司正在推出的新的產品系列。TBM2G系列可在極其緊湊的電磁組件中提供高轉矩，同時還可集成先進的材料、繞組和靈活性能，該系列的主要優勢包括負載能力更強、能效更高、移動速度更快和運動控制更平穩。在Kollmorgen官網展示了TBM2G系列在醫療機器人的應用，在該應用里，TBM2G經過優化，可在低電壓應用中以相對較低的速度提供高轉矩，且設計緊湊且高效，可直接嵌入到機器中，使用機器自身的軸承來支撐轉子，十分適用于機器人應用。

其他國際廠商方面，奧地利AVS Mechatronics GmbH主要提供各種定制化的無框無刷電機;Maxon Motor主要設計有EC規格的無框力矩電機;德國TQ Robodrive采用模塊化定子和環氧塑封灌膠技術生產無框力矩電機;美國Aerotech目前主要在推S系列無框力矩電機，具有廣泛的扭矩范圍和封裝尺寸。

下面我們看一下國產廠商的進展。步科股份此前表示，該公司無框力矩電機產品主要應用在協作機器人上，對整體安裝、固定的工藝及設計具有較高的要求。目前，該公司的第三代無框力矩電機產品可以對標國際領先產品。公司在不斷加強機器人行業領域的布局，開發了多系列的動力產品，產品規格、尺寸等覆蓋面全，可以滿足不同客戶的需求。

昊志機電的諧波減速器、無框力矩電機和編碼器等產品可應用于人形機器人，其中該公司的無框力矩電機轉矩波動≤1%，更利于機器人力矩控制;能夠提供3.5倍過載能力，使得機器人負載能力大大加強。

消息面上，江蘇雷利9月份在投資者平臺表示，該公司在人形機器人領域儲備空心杯減速電機、線性傳動組件、無框力矩電機等產品，正在多家機器人廠商進行送樣和客戶驗證。震裕科技在投資者互動平臺表示，全資子公司蘇州范斯特與匯川技術聯合開發無框力矩電機，應用于人形機器人執行器。

結語

此前，全球首家人形機器人工廠RoboFab的建立和實現量產，標志著人形機器人從研發階段向產業化、規模化生產邁出了重要一步。在人形機器人里，無框力矩電機是重要的核心元件，其將隨著人形機器人的爆發而逐步完成技術迭代，在機器人用電機市場的占比越來越高。