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轴向磁通,机器人关节模组的下半场?

轴向磁通关节模组,国产量产正当时。

在机器人领域,关节模组是核心执行单元,直接决定机器人的运动能力、负载效率和场景适应性。

传统径向磁电机关节模组,因为结构原理的限制,一直存在体积大、扭矩不够、响应慢的问题,没法满足小型化、高精度设备的升级需求。

简单来说,轴向磁通电机关节模组,就是把轴向磁通电机和减速器、编码器、驱动器、制动器等关键部件,通过一体化设计高度集成的模块化关节解决方案。它不需要复杂组装,可直接适配设备安装,既能节省安装空间,又能充分发挥轴向磁通电机的性能优势。

基于此,轴向磁通电机关节模组拥有高扭矩密度、极致紧凑、高精度和快响应、高效节能四大显著优势。

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01.

璇玑动力,把轴向磁通关节模组

「装进」四足机器狗

而有这么一家企业已经将轴向磁通关节模组应用到四足机器狗中,并且实现了量产交付,该企业就是璇玑动力。

璇玑动力的技术亮点就在于全栈自研高性能机器人本体及核心零部件,包括轴向磁通电机+一体化关节模组+图传遥控系统,核心技术100%自主可控。

4月10日消息,璇玑动力最近完成了数亿元Pre-A轮融资,投资方有上汽金控、东方精工、某龙头消费电子产业基金、建银国际、正景资本等,这些投资方都有鲜明的产业背景,覆盖汽车制造、高端装备、精益生产、高端材料等领域。

璇玑动力成立于2024年6月,致力于为企业级和消费级市场提供优质的机器人本体及核心零部件产品。公司创始团队大多来自大疆早期核心人员,拥有多年机器人领域的研发与产业化经验,具备底层正向研发和规模量产能力。

依托自主研发的轴向磁通电机技术,璇玑动力通过一体化关节模组的创新设计,突破了传统技术瓶颈。

据悉,璇玑动力自研的轴向磁通电机峰值扭矩达600N·m,额定扭矩100N·m,扭矩密度240N·m/kg,较传统径向电机体积减少30%,适合智能机器人、外骨骼、协作机器人、服务机器人等对空间敏感的场景,同时能保障机器人在重载作业场景下的持续稳定运行。

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根据官网信息,璇玑动力的创新设计包括扁平盘式架构设计、软磁复合材料(SMC)定子技术、扁线截面绕组技术和一体辐射环转子磁极结构。

具体来看,扁平盘式架构采用轴向磁通布局,磁场方向与电机转轴平行,形成紧凑的盘式结构,实现体积、重量的双重轻量化,让功率密度较传统产品提升 30%;

软磁复合材料(SMC)定子采用三维同性磁路设计与高压模压成型工艺,精度达 ±0.05mm,铁损降低 20% 且磁导率同步提升,同时支持一体化压铸成型,轴向长度缩短至传统结构的 1/3;

扁线截面绕组选用截面积比的扁线导体,槽满率超过 76%,较圆线方案提升 25%,创新注塑端子工艺实现绕组与引出线一体化封装,大幅提升绝缘可靠性;

一体辐射环转子磁极采用稀土永磁体一体辐射环,搭配多极磁化工艺实现气隙磁密与扭矩系数的大幅提升,为高扭矩输出筑牢核心支撑。

在硬件集成与算法控制的双重维度,璇玑动力进一步优化关节模组的操控体验。

璇玑动力将电机与驱动器深度集成,进一步压缩模组体积,减少外部线缆连接,降低能量损耗和电磁干扰,配合智能算法,定位精度达±0.1°,系统效率提升15%以上,适配高速启停、频繁换向等复杂工况。

区别于传统单编码器设计,璇玑动力在电机端和负载端都集成了高精度绝对值编码器,消除齿轮间隙和传动变形误差,位置重复精度达±0.05°,同时内置温度、电流、速度及位置等多传感器,能实时监测运行状态,保障严苛环境下的长期稳定性。

此外,针对机器人内部走线难题,模组采用中空轴设计,让线缆通过轴心通道集中排布,有效降低维护成本,同时精简冗余部件、采用轻量化材料,在保证负载能力的同时进一步减重,通过优化电磁与机械公差,实现运行噪音低于55dB。

其他参数树方面,璇玑动力轴向磁通关节模组响应时间小于5ms,具备IP65防护等级,低温工作温度比同类产品低15-20°C,能适应复杂户外和工业环境。

搭载璇玑动力轴向磁通关节模组的四足机器人,负载性能强劲,最大静态站立负载200kg,工作负载80kg,持续行走负载超40kg,可适配工业巡检、应急救援、户外安防、物流运输等特种场景。

目前,璇玑动力的重载型四足机器人Hypertron T01已实现小规模量产,预计2026年交付数千台。目前已与南方电网、国家电网达成深度合作,应用于电力巡检、消防救援、警务安防等场景。

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比如在应急消防场景,璇玑动力Hypertron T01能有效解决高层灭火物资搬运的行业痛点,可稳定实现60公斤负载连续上数十层高楼的能力,80公斤负载版本也完成测试验证。

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除了Hypertron T01外,璇玑动力的第二款中型机器人计划于5月发布。这款产品设计更加灵巧,整机重量约40kg,可实现全地形运行、接近1:1的负载自重比,售价将极具市场竞争力。第三款轻型机器人产品也将于近期发布。

02.

星汉动力、美湖股份

加码轴向磁通关节模组

而在吉林大学重庆研究院,由其参股并重点孵化的浙江星汉动力科技有限公司(下称“星汉动力”)近日获得新订单,将为客户提供定制的轴向磁通关节模组。

同时,这也标志着星汉动力的轴向磁通电机与轴向磁通关节模组进入稳定量产阶段,在机器人关节驱动领域率先实现国产化量产落地。

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星汉动力聚焦轴向磁通电机赛道,凭借自主研发技术,从汽车领域切入,将业务拓展到低空经济与机器人领域,产品广泛应用于机器人关节、汽车增程发电、高速电驱及低空飞行器等场景,在人形机器人关节驱动、新能源汽车电驱系统及低空飞行器动力装置三大领域形成了差异化优势。

据星汉动力CEO徐永锋介绍,相较于传统径向电机,星汉动力的轴向磁通电机产品实现体积和性能双重突破。

以机器人关节模组为例,扁平盘式设计使转动惯量更低,能精准支撑膝、髋等关节的高频动作与高负载运行。此外,在低空飞行领域可提升推重比、延长续航。

星汉动力于2025年3月入驻吉林大学重庆研究院,依托研究院的科研和资源优势,仅用一年时间就实现了从落地到量产,刷新了研究院入孵企业的产业化速度。

公司核心研发团队由吉林大学硕博士领衔,平均拥有近20年研发经验,在新型材料、高精度精密电机设计等领域构建了自主技术体系。

融资方面,2025年12月,星汉动力完成千万元融资,资金将重点投向核心技术攻关(电磁场优化算法、复合散热系统、新型材料等)、智能化产线建设(提升良品率和交付能力)以及市场场景拓展(推进产品在机器人及高端出行领域的适配与落地)。

星汉动力的轴向磁通电机研发聚焦高扭矩、小体积、轻量化、高功率密度,其中用于人形机器人的轴向盘式电机,扭矩密度高达40Nm/kg,是传统电机的2倍,适配人形机器人肩、髋、膝等高扭矩关节。

目前,星汉动力已完成4项核心专利申请,同步布局相关专利10余项,与吉林大学、和晖机器人等高校及龙头企业达成战略合作,多款产品已以联合研发样机和量产产品的形式推向市场。

产能布局方面,星汉动力在浙江湖州、重庆、上海、长春布局四大研发中心,主导产品的电磁设计、结构设计、热管理设计、振动噪声设计、控制与系统集成设计、工艺设计6大模块的工作。

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同时,浙江湖州一期生产基地建成约4000平米综合性基地,规划年产能20万台套,为规模交付奠定基础。

无独有偶,美湖股份也正在全力推进轴向磁通电机关节模组的研发和产业化,累计攻关了20项核心研发难题。

美湖股份持续重点布局机器人与具身智能业务,目前已具备年产5万套精密谐波减速器、500万台套精密齿轮的生产能力,核心部件实现自研自产。其谐波减速器的核心部件具备高精度、高承载力、大传动比、传动平稳、寿命长、轻量化等特点,处于市场领先地位。

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目前,美湖股份已开发配套20余款具身智能零部件,成为国内外多地头部机器人厂商的核心供应商,产品涵盖关节模组总成、谐波减速器、行星减速器、齿轮、电机、结构件等系列。

研发与配套方面,美湖股份设立了深圳研究院及机器人技术中心,专注于具身智能关节模组及其功能件的研发;投资建设了美湖智造(重庆)科技有限公司,规划建设10万套谐波减速器生产线、10万套关节模组生产线及智能研发中心。

同时,美湖股份携手头部厂商研发手部微型减速器,引入剑桥博士团队推进高分子材料应用,子公司苏州莱特的粉末冶金齿轮件已在机器狗上实现量产。

值得一提的是,美湖股份已向宇树科技量产交付减速器关节模组零部件,重庆基地也与十余家客户同步推进研发;此外,公司还入股富士康体系女娲创造并达成深度战略合作,共同推进具身智能关键零部件的场景应用与量产配套。

03.

量产正当时

整体来看,轴向磁通电机凭借其独特的结构优势,正催生机器人一体化关节模组的产业革命。

璇玑动力的四足机器人量产落地、星汉动力的订单突破以及美湖股份的全产业链配套布局,国内企业正以差异化优势,共同推动轴向磁通电机关节模组从技术研发走向规模化应用,破解传统径向磁电机关节模组的行业痛点。

除此之外,还有盘毂动力、小象电动等国内企业均有轴向磁通关节模组的布局,进一步丰富了行业供给。

以盘毂动力为例,其PDS5K关节模组采用“轴向磁通电机+行星减速器”一体化方案,驱动总重仅2.75kg,电机最大外径132mm、整体厚度不足80mm,额定输出扭矩达160N·m,峰值扭矩更是可达550N·m,实现了轻量化与高性能的完美兼顾。

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该模组不仅能有效提升人形机器人关节的运动自由度与集成弹性,破解小型化、高集成度的行业痛点,更凭借轴向电机低速大转矩、起动及过载能力优异的特性,适配重载频繁启停、快速响应等复杂工况。

人形机器人腿部系统承担着支撑整机重量、实现稳态行走的关键使命,对电机的扭矩输出能力与运行可靠性提出了极高要求。

因此,在应用方面,除四足机器人外,轴向磁通电机尤其适配高负载需求的人形机器人腿部(下肢动力关节)。例如青龙机器人的腿部系统便采用了轴向磁通电机,其腿部前摆及膝关节最大扭矩达396Nm,峰值扭矩密度高达200Nm/kg,可有效保障机器人在复杂地形中实现平稳行走。

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关节模组轴向磁通

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