2025年央視春晚的舞臺上，一場別開生面的機器人舞蹈表演《秧BOT》驚艷了全國觀眾。宇樹 H1 “福兮” 機器人的表現堪稱卓越，它們裝備了高精度 3D 激光 SLAM 自主定位和導航、多智能體協同規劃、先進組網方案和全身 AI 運動控制等一系列前沿技術。這些技術就如同超級外掛，讓機器人在舞臺上行走穩健，動作整齊劃一，如同復制粘貼一般。
作為全球首款能完成原地空翻的全尺寸電驅人形機器人，H1 “福兮” 最大關節扭矩可達360N?m，還配備360°全景深度感知技術，周圍環境盡收 “眼底” 。通過先進的 AI 算法，它們不僅能精準跟上音樂節奏，還能像人類一樣感知舞蹈動作的韻味，并實時調整動作，呈現出又穩又精彩的舞蹈。人形機器人電機是依據電磁感應定律實現電能轉換或傳遞，從而產生驅動轉矩的電磁裝置，在人形機器人中起著至關重要的作用。它被視為機器人的執行單元，根據需要被安裝在各關節上控制關節運動，直接決定著機器人的性能表現，堪稱人形機器人運動的 “心臟”。機器人關節是機器人的基礎部件，而電機作為關節系統的關鍵組成部分，具有減速、傳動、提升扭矩等功能。人形機器人通常使用于人類的日常生活環境中，具備類似人類的感知、決策、行為以及擬人化的移動特性。在這個過程中，電機負責驅動機器人的各個關節，實現諸如行走、跑、彈跳等動作。從價值量占比來看，電機在人形機器人核心零部件中的價值量占比高達 25%。以特斯拉人形機器人為例，其全身有 28 個執行器，部分執行器采用無框力矩電機，而靈巧手則使用空心杯電機。單臺機器人裝配 12 個空心杯電機（左右手各 6 個）。電機技術的不斷進步，也在推動著人形機器人技術的發展。從有刷電機到無刷電機，從普通電機到空心杯電機等，這些創新不僅提高了電機的性能，也使得人形機器人的運動更加精準、靈活和高效。隨著人工智能的發展和政策的支持，人形機器人市場正迎來巨大的增長潛力，這也將為電機市場帶來廣闊的發展空間。（一）按應用領域分類
動力電機和控制電機的特點及應用場景：動力電機輸出功率大，注重電機的驅動、運行及制動性能，常應用于汽車、家電、小型機床等領域。例如，在汽車中，動力電機為車輛提供強大的動力，驅動車輛行駛?？刂齐姍C側重電機輸出量的幅頻特性、相頻特性及輸出特性的精度、靈敏度，主要在自動控制系統中承擔執行、檢測和解算功能，適用于機器人、半導體、光伏、鋰電、工業自動化等領域。控制電機的細分：
步進電機：結構簡單，把電脈沖信號轉換成角位移，每輸入一個脈沖信號，就按照設定的方向轉動一個固定的角度。通常用于開環控制系統，如辦公自動化、通信設備、印刷設備等領域。但其效率和控制精度相對較低。
伺服電機：相較于步進電機，增加了編碼器與反饋機制，控制精度高、響應速度快。廣泛應用于需要精密控制的場合，如半導體、光伏、鋰電、工業自動化、機器人等?？招谋姍C屬于特殊的伺服電機，采用無鐵芯轉子，具有體積小、控制精度高、壽命長、轉速快、能效高、能量密度大等優勢。力矩電機：以扭矩為控制方向，能夠在電機低速甚至堵轉時仍能提供穩定的力矩給負載。具有低轉速、大扭矩、過載能力強、響應快等優點，分為有框力矩電機和無框力矩電機。
永磁式直流力矩電機結構圖
（二）按有無刷分類
有刷空心杯電機和無刷空心杯電機的結構差異：有刷空心杯電機轉子無鐵芯，采用機械電刷換向，磁極不動，線圈旋轉。電機工作時，線圈和換向器旋轉，磁鋼和碳刷不轉，通過碳刷和換向器的接觸，將電能轉換為機械能。無刷空心杯電機定子無鐵芯，采用電子換向，線圈不動，磁極旋轉。通過電子換向器，根據轉子的位置自動調整電流方向，實現無火花運行。兩者在換向方式、控制方式、轉子結構、是否有霍爾傳感器及壽命等方面的區別：換向方式：有刷空心杯電機采用機械電刷換向，運行過程中存在相對摩擦，會產生噪聲、電火花，降低電機使用壽命。無刷空心杯電機采用電子換向，具有效率高、轉矩波動小、使用壽命高、結構精巧，維護方便，易保養等特點。控制方式：有刷空心杯電機采用電流控制；無刷空心杯電機需要搭配電機驅動器實現驅動控制。轉子結構：有刷空心杯電機是線圈、換向器和連接板在外殼和永磁體中間旋轉，共同組成轉子；無刷空心杯電機的線圈固定，磁鐵在中間旋轉，同時也是轉子。是否有霍爾傳感器：有刷空心杯電機沒有霍爾傳感器；無刷空心杯電機有霍爾傳感器。壽命：有刷空心杯電機的壽命取決于換向器，一般為 1000 - 3000h；無刷空心杯電機采用軸承，壽命更長，可達 10000h +。特斯拉 Optimus 靈巧手關節結構，來源：特斯拉 2022 年 AI DAY，2023 年第二代 Optimus 人形機器人展示視頻
杭州威衡科技有限公司深耕多年，已與安川電機、ABB電機、沈陽新松機器人自動化股份有限公司、深圳雷賽智能控制股份有限公司、南京埃斯頓自動化股份有限公司、上海微創醫療機器人(集團)股份有限公司、杭州海康機器人股份有限公司、安徽智哥機器人系統有限公司等多家知名機器人創新機構和企業達成合作，解決方案覆蓋人形機器人、手術機器人、特種機器人、腿足式仿生機器人、移動機器人等多種應用領域。該解決方案可實現電流、電壓、溫度、扭矩、轉速五個參數的實時采集，并具備數據處理、圖表繪制、數據存儲、測控軟件開源等功能。另外配置常用的被測驅動端口，便于被測模塊與加載模塊協同工作，被測電機亦可獨立控制，精度可達0.05％，能夠滿足各種精細調整和高精度定位的需求。未來，電機技術將不斷融合人工智能、高端制造、新材料等前沿技術，提升電機測試的智能化水平和制造工藝，實現更精準的動作控制數據和更高的能效比，以滿足機器人復雜動作的測試需求，滿足小型化、集成化、高效節能的發展趨勢。
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