无框力矩电机：人形机器人关节的力量基石
思瀚产业研究院    2026-01-27

大扭矩+紧凑散热+中空走线，商业化成熟

无框力矩电机是一种无框架结构的无刷永磁同步电机。其摒弃了传统伺服电机的壳体，仅由定子和转子两大核心部件构成。其中，转子作为内部旋转部件，由带永磁体的钢制圆环组件构成，可直接安装在设备转轴上；定子作为外部固定部件，通常由环绕齿槽的叠压钢片及铜绕组组成，负责产生电磁力，并直接固定在机器壳体内。无框力矩电机作为一种动力源，与普通伺服电机用途相似，但在以下方面具备突出优势：

（1）性能提升：采用直接耦合方式（无背隙）、实现更高系统带宽，可直接集成至机械结构中，降低空载与摩擦损耗，从而提升整机运行效率；

（2）结构紧凑：节省安装空间，具有更高的单位体积扭矩密度；

（3）刚性增强：可作为直驱动力源，无需借助皮带轮、丝杠或齿轮箱等传动机构，直接驱动负载，系统刚度更高；

（4）运行静音：由于直接集成在机械结构内部，传动方式简化，显著降低了运行噪音；

（5）维护简便：机械部件数量减少，不含易磨损或需定期维护的组件，降低了长期维护需求。

综合来看，无框力矩电机的核心优势是输出力矩大、结构紧凑且散热性好，通常采用此类电机的效率更高、重量更轻。同时，无框力矩电机的中空结构便于走线，因此适用于集成度较高的人形机器人。

以特斯拉人形机器人 Optimus 为例，其执行器可分为旋转执行器和线性执行器 2大类型 6 种规格。目前 Optimus 全身关节总共有 28个执行器，均搭载无框力矩电机，其中 14 个旋转性执行器包括无框力矩电机+谐波减速器，从而实现类似人以特斯拉人形机器人 Optimus 为例，其执行器可分为旋转执行器和线性执行器 2大类型 6 种规格。

目前 Optimus 全身关节总共有 28个执行器，均搭载无框力矩电机，其中 14 个旋转性执行器包括无框力矩电机+谐波减速器，从而实现类似人体关节的旋转运动；14 个线性执行器包含无框力矩电机+行星滚柱丝杠，用来实现类似人体的肌肉拉伸运动。

人形机器人产业的发展推动了无框力矩电机的市场。根据海外市场研究公司Technavio 的统计数据，2023 年全球无框力矩电机市场规模增长了 6.95%，为 6.57亿美元。随着人形机器人逐渐实现商业化，将进一步带动无框力矩电机行业市场规模增长。若以 2030 年人形机器人出货量达 100 万台，同时无框力矩电机产品单价下降一半到 500 元/台来估算，预计人形机器人领域无框力矩电机市场空间将达到 23.97 亿美元。叠加传统领域市场空间的平稳增长，总市场规模将达到 33亿美元。

国际厂商在该领域具有先发优势，主要企业均已推出面向机器人关节的系列化产品。相比之下，国内产业起步相对较晚，在关键制造工艺如充磁、灌封和绕线技术，以及过载能力和轻量化设计等方面仍存在提升空间。

技术壁垒较高，国内市场呈集中趋势

在国内市场，无框力矩电机领域目前仍存在较高的技术壁垒，仅有少数厂商具备相关产品供应能力，市场呈现头部集中格局。整体而言，国产产品在性能和质量上仍落后于海外高端品牌，该细分市场对进口产品依赖度较高。

目前，国内布局无框电机的主要企业包括步科股份、大族电机、富兴机电、伟创电气、昊志机电、杭州三相、易尔泰、常州运控、合泰电机、三瑞智能等。与此同时，来福谐波、绿的谐波、同川精密等减速器厂商也已开始自主研发无框电机，旨在推出集成化的关节模组产品，进一步拓展市场。

上市公司在无框力矩电机领域业务情况

步科股份公司无框力矩电机有 52-132mm 的 10 种框架尺寸，满足 3-25kg 负载需求，同转矩下尺寸更小、温升更低，性能优异。步科股份还是特斯拉中国人形机器人供应商，凭借技术与产品质量，在全球顶尖机器人项目中占有一席之地。

林泉电机航天电器的子公司，研制微特电机、特种电机、同服驱动控制和电动机构产品等。昊志机电提供无框力矩电机产品，转距力<1%，有利于机器人力矩控制，3.5 倍过载能力，加强机器人负载能力。

大族机电大族激光的子公司，提供 DDR 系列力矩电机，能够提供直接驱动、高动态响应、高精度等性能。

卧龙电驱公司无框力矩电机及关节模组产品已形成完整解决方案，包含无框力矩电机、减速器、控制器等核心组件，可为仿生机器人提供动力系统支持。

雷赛智能2024 年 1 月，FM1 无框力矩电机小批量试产成功，包含 4 种规格，10 个型号，产品具有高密度、高适配、低波动、低温升的特性，公司可根据客户需中国求进行电机尺寸和电气参数的优化定制。

微光股份 2024 年公司已开发了 3 款空心杯电机、4 款无框力矩电机。其中无框力矩电机已实现量产。