最近，整個(gè)行業(yè)都在談?wù)撏粋€(gè)“頂流”——空心杯電機(jī)。

從春晚舞臺(tái)上的靈動(dòng)舞姿，到實(shí)驗(yàn)室奔跑的矯健身影，再到仿若真人的靈巧手指，人形機(jī)器人的每一次驚艷亮相，背后幾乎都有這款“動(dòng)力心臟”的身影。

趨勢(shì)，人人都能看見；但真相，并非人人皆懂。許多企業(yè)深知其好，卻難明其道，更困于制造。

在我們?nèi)粘＝佑|的客戶咨詢中，常聽到這兩種聲音：

• A：我們自研了一款空心杯電機(jī)，性能參數(shù)看著不錯(cuò)，你們能通過自動(dòng)化生產(chǎn)的角度幫看看，這設(shè)計(jì)能不能順利造出來？成本能否控制得住？
• B：（客戶發(fā)來一張產(chǎn)品圖）這樣的空心杯電機(jī)，你們能做嗎？

這兩種聲音背后，其實(shí)在我們看來是同一個(gè)核心焦慮：都知道空心杯電機(jī)是下一個(gè)風(fēng)口。但倘若不懂背后的制造邏輯，盲目跟進(jìn)，很可能風(fēng)口沒趕上，先踩一堆坑。

今天這篇文章，就深入淺出的與大家探討交流下。

什么是空心杯電機(jī)？

空心杯電機(jī)是一種無鐵芯繞組的電機(jī)，也稱為“無鐵芯電機(jī)”、“無槽電機(jī)”。與其他電機(jī)的主要區(qū)別是用“空心杯型繞組”替代傳統(tǒng)電機(jī)的鐵芯繞組結(jié)構(gòu)——繞組以自支撐的杯狀形態(tài)分布。（可作為定子或轉(zhuǎn)子）

這種結(jié)構(gòu)由于沒有沖齒槽結(jié)構(gòu)，減小電機(jī)運(yùn)行時(shí)的磁阻力矩和齒槽引起的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，降低了電機(jī)運(yùn)行過程中的能量損失，使電機(jī)性能得到極大提高。

一句話解釋：空心杯電機(jī)就是“抽掉”了傳統(tǒng)電機(jī)中鐵芯的電機(jī)。

空心杯電機(jī)市場熱度持續(xù)升溫，應(yīng)用場景快速拓展

近年來，隨著人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)加速落地、低空經(jīng)濟(jì)政策推動(dòng)、醫(yī)療設(shè)備微型化升級(jí)，空心杯電機(jī)的應(yīng)用邊界也迅速打開。

據(jù)多個(gè)行業(yè)分析報(bào)告指出，空心杯電機(jī)正處于高速增長通道，年復(fù)合增長率顯著高于傳統(tǒng)電機(jī)品類。尤其在人形機(jī)器人領(lǐng)域，單臺(tái)設(shè)備對(duì)微型高動(dòng)態(tài)電機(jī)的需求量可達(dá)數(shù)十顆，成為拉動(dòng)行業(yè)市場的重要引擎。

此外，在醫(yī)療設(shè)備、無人機(jī)云臺(tái)、AR/VR光學(xué)系統(tǒng)等對(duì)體積、噪聲、響應(yīng)速度敏感的場景中，空心杯電機(jī)也正從“可選項(xiàng)”變?yōu)椤氨剡x項(xiàng)”。這種由下游應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的技術(shù)遷移，使得越來越多企業(yè)開始關(guān)注甚至嘗試切入這一賽道中。

而這一切背后，都指向一個(gè)共同需求：如何讓這些高性能的電機(jī)設(shè)計(jì)，真正走出實(shí)驗(yàn)室，走進(jìn)生產(chǎn)線量產(chǎn)？

要回答這一問題，我們須回到空心杯電機(jī)的“核心骨架”——繞組。

線圈繞組：決定性能，更決定能否被“裝出來”

如果說鐵芯是傳統(tǒng)電機(jī)的“骨骼”，那么繞組就是空心杯電機(jī)的全部——它既要承載電流產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，又要維持自身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，同時(shí)還影響散熱與動(dòng)平衡表現(xiàn)。

目前業(yè)內(nèi)常見的繞組形式主要有三種：

※直線形繞組

其特點(diǎn)是導(dǎo)線沿軸向直線纏繞，形成類似“筒狀”的結(jié)構(gòu)，端部線圈通常比較厚，這種結(jié)構(gòu)雖工藝制造上相對(duì)簡單，但因端部體積較大，導(dǎo)致有效空間利用率不高。

※菱形/馬鞍形繞組

這類繞組的線圈呈“馬鞍狀”貼合磁鋼內(nèi)壁，排列緊密，能實(shí)現(xiàn)更高的銅線填充密度。由于磁通路徑更優(yōu)，磁體利用率可達(dá)90%以上，損耗小、效率高，尤其適合高功率密度、長壽命的應(yīng)用。

※斜繞形繞組

導(dǎo)線沿圓周方向斜向纏繞，形成螺旋狀結(jié)構(gòu)，端部尺寸更小，整體更加緊湊。這種設(shè)計(jì)不僅有利于減小電機(jī)軸向長度，還能提升自動(dòng)化繞制的適配性，便于實(shí)現(xiàn)高速、高一致性生產(chǎn)。

值得注意的是，繞組形式越復(fù)雜，對(duì)后續(xù)裝配工藝的要求也就越高。例如，馬鞍形繞組由于其排列緊密，則需在裝配過程中精確控制張力以保證形狀一致，而斜繞形纏繞方式則對(duì)繞線設(shè)備的運(yùn)動(dòng)軌跡和定位精度相對(duì)提出更高挑戰(zhàn)。這些細(xì)節(jié)，往往決定了最終產(chǎn)品的良率與穩(wěn)定性。

但，也有人問空心杯電機(jī)是否越小越好？

其實(shí)并非，而是需根據(jù)應(yīng)用場景“量體裁衣”。（如圖）

不同尺寸不僅決定了空心杯電機(jī)的適用場景，也直接關(guān)聯(lián)到整套裝配工藝的設(shè)計(jì)思路。這意味著，每款空心杯電機(jī)，本質(zhì)上都是一套全新的工藝命題，只有靠針對(duì)性的工程以應(yīng)對(duì)。

那么，在厘清空心杯電機(jī)技術(shù)核心后，一個(gè)根本性問題出現(xiàn)了：如何將精妙的設(shè)計(jì)，穩(wěn)定地轉(zhuǎn)化為大批量的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品？

問題的根源在于空心杯獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特性與規(guī)?；a(chǎn)間：

其無鐵芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來的繞組自支撐能力較弱，易在裝配過程中發(fā)生形變、偏移甚至斷線；同時(shí)，高密度繞組（如馬鞍形、斜繞形）對(duì)張力控制、定位精度和節(jié)拍穩(wěn)定性提出極高精度的要求。而更現(xiàn)實(shí)的挑戰(zhàn)則在于：

• （1）手工繞線難以保證一致性、良率波動(dòng)大；
• （2）半自動(dòng)設(shè)備調(diào)參復(fù)雜，換型困難，無法應(yīng)對(duì)多品種小批量需求；
• （3）微型電機(jī)尺寸的不斷縮小，這給傳統(tǒng)夾持與檢測(cè)帶來極限；

正是這些行業(yè)普遍面臨的共性難題，使得越來越多企業(yè)意識(shí)到，僅靠“堆人力”或“買臺(tái)設(shè)備湊合用”，已無法滿足人形機(jī)器人對(duì)性能一致性、可追溯、可交付的硬性要求。

這也意味著：面對(duì)結(jié)構(gòu)緊密、制程復(fù)雜的空心杯電機(jī)，選擇高水平的自動(dòng)化裝配，已不是一個(gè)關(guān)于“降本增效”的選擇題，而是關(guān)乎企業(yè)能否穩(wěn)定交付高質(zhì)量產(chǎn)品、能否切入空心杯電機(jī)市場的必答題。

最后的話。

空心杯電機(jī)的浪潮已至，它代表著精密動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的未來。然而，從卓越的設(shè)計(jì)到穩(wěn)定的量產(chǎn)，中間橫亙著一條“制造”鴻溝。

合利士雖不直接生產(chǎn)空心杯電機(jī)，但我們深度洞悉其每一處產(chǎn)品技術(shù)細(xì)節(jié)、工藝奧秘與市場趨勢(shì)。我們的使命，是將這份專業(yè)理解，轉(zhuǎn)化為您手中最可靠、最高效的自動(dòng)化裝配解決方案。

這座橋，是由可制造性評(píng)估體系、柔性自動(dòng)化平臺(tái)，以及百萬臺(tái)汽車電機(jī)驗(yàn)證過的工藝數(shù)據(jù)共同筑成。

現(xiàn)在，就讓我們從一場關(guān)于您具體需求的探討開始，共同將您對(duì)空心杯電機(jī)的構(gòu)想，轉(zhuǎn)化為可量產(chǎn)、可交付、可引領(lǐng)市場的產(chǎn)品競爭力。