2025年央视春晚的舞台上，一场别开生面的机器人舞蹈表演《秧BOT》惊艳了全国观众。宇树 H1 “福兮” 机器人的表现堪称卓越，它们装备了高精度 3D 激光 SLAM 自主定位和导航、多智能体协同规划、先进组网方案和全身 AI 运动控制等一系列前沿技术。这些技术就如同超级外挂，让机器人在舞台上行走稳健，动作整齐划一，如同复制粘贴一般。
作为全球首款能完成原地空翻的全尺寸电驱人形机器人，H1 “福兮” 最大关节扭矩可达360N・m，还配备360°全景深度感知技术，周围环境尽收 “眼底” 。通过先进的 AI 算法，它们不仅能精准跟上音乐节奏，还能像人类一样感知舞蹈动作的韵味，并实时调整动作，呈现出又稳又精彩的舞蹈。人形机器人电机是依据电磁感应定律实现电能转换或传递，从而产生驱动转矩的电磁装置，在人形机器人中起着至关重要的作用。它被视为机器人的执行单元，根据需要被安装在各关节上控制关节运动，直接决定着机器人的性能表现，堪称人形机器人运动的 “心脏”。机器人关节是机器人的基础部件，而电机作为关节系统的关键组成部分，具有减速、传动、提升扭矩等功能。人形机器人通常使用于人类的日常生活环境中，具备类似人类的感知、决策、行为以及拟人化的移动特性。在这个过程中，电机负责驱动机器人的各个关节，实现诸如行走、跑、弹跳等动作。从价值量占比来看，电机在人形机器人核心零部件中的价值量占比高达 25%。以特斯拉人形机器人为例，其全身有 28 个执行器，部分执行器采用无框力矩电机，而灵巧手则使用空心杯电机。单台机器人装配 12 个空心杯电机（左右手各 6 个）。电机技术的不断进步，也在推动着人形机器人技术的发展。从有刷电机到无刷电机，从普通电机到空心杯电机等，这些创新不仅提高了电机的性能，也使得人形机器人的运动更加精准、灵活和高效。随着人工智能的发展和政策的支持，人形机器人市场正迎来巨大的增长潜力，这也将为电机市场带来广阔的发展空间。（一）按应用领域分类
动力电机和控制电机的特点及应用场景：动力电机输出功率大，注重电机的驱动、运行及制动性能，常应用于汽车、家电、小型机床等领域。例如，在汽车中，动力电机为车辆提供强大的动力，驱动车辆行驶。控制电机侧重电机输出量的幅频特性、相频特性及输出特性的精度、灵敏度，主要在自动控制系统中承担执行、检测和解算功能，适用于机器人、半导体、光伏、锂电、工业自动化等领域。控制电机的细分：
步进电机：结构简单，把电脉冲信号转换成角位移，每输入一个脉冲信号，就按照设定的方向转动一个固定的角度。通常用于开环控制系统，如办公自动化、通信设备、印刷设备等领域。但其效率和控制精度相对较低。
伺服电机：相较于步进电机，增加了编码器与反馈机制，控制精度高、响应速度快。广泛应用于需要精密控制的场合，如半导体、光伏、锂电、工业自动化、机器人等。空心杯电机属于特殊的伺服电机，采用无铁芯转子，具有体积小、控制精度高、寿命长、转速快、能效高、能量密度大等优势。力矩电机：以扭矩为控制方向，能够在电机低速甚至堵转时仍能提供稳定的力矩给负载。具有低转速、大扭矩、过载能力强、响应快等优点，分为有框力矩电机和无框力矩电机。
永磁式直流力矩电机结构图
（二）按有无刷分类
有刷空心杯电机和无刷空心杯电机的结构差异：有刷空心杯电机转子无铁芯，采用机械电刷换向，磁极不动，线圈旋转。电机工作时，线圈和换向器旋转，磁钢和碳刷不转，通过碳刷和换向器的接触，将电能转换为机械能。无刷空心杯电机定子无铁芯，采用电子换向，线圈不动，磁极旋转。通过电子换向器，根据转子的位置自动调整电流方向，实现无火花运行。两者在换向方式、控制方式、转子结构、是否有霍尔传感器及寿命等方面的区别：换向方式：有刷空心杯电机采用机械电刷换向，运行过程中存在相对摩擦，会产生噪声、电火花，降低电机使用寿命。无刷空心杯电机采用电子换向，具有效率高、转矩波动小、使用寿命高、结构精巧，维护方便，易保养等特点。控制方式：有刷空心杯电机采用电流控制；无刷空心杯电机需要搭配电机驱动器实现驱动控制。转子结构：有刷空心杯电机是线圈、换向器和连接板在外壳和永磁体中间旋转，共同组成转子；无刷空心杯电机的线圈固定，磁铁在中间旋转，同时也是转子。是否有霍尔传感器：有刷空心杯电机没有霍尔传感器；无刷空心杯电机有霍尔传感器。寿命：有刷空心杯电机的寿命取决于换向器，一般为 1000 - 3000h；无刷空心杯电机采用轴承，寿命更长，可达 10000h +。特斯拉 Optimus 灵巧手关节结构，来源：特斯拉 2022 年 AI DAY，2023 年第二代 Optimus 人形机器人展示视频
杭州威衡科技有限公司深耕多年，已与安川电机、ABB电机、沈阳新松机器人自动化股份有限公司、深圳雷赛智能控制股份有限公司、南京埃斯顿自动化股份有限公司、上海微创医疗机器人(集团)股份有限公司、杭州海康机器人股份有限公司、安徽智哥机器人系统有限公司等多家知名机器人创新机构和企业达成合作，解决方案覆盖人形机器人、手术机器人、特种机器人、腿足式仿生机器人、移动机器人等多种应用领域。该解决方案可实现电流、电压、温度、扭矩、转速五个参数的实时采集，并具备数据处理、图表绘制、数据存储、测控软件开源等功能。另外配置常用的被测驱动端口，便于被测模块与加载模块协同工作，被测电机亦可独立控制，精度可达0.05％，能够满足各种精细调整和高精度定位的需求。未来，电机技术将不断融合人工智能、高端制造、新材料等前沿技术，提升电机测试的智能化水平和制造工艺，实现更精准的动作控制数据和更高的能效比，以满足机器人复杂动作的测试需求，满足小型化、集成化、高效节能的发展趋势。
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