无框力矩电机行业分析：百亿人形机器人赛道催化 轴向磁通技术升温

前言：

无框力矩电机凭借其高扭矩密度、零传动间隙及轻量化等核心优势，已成为机器人关节驱动的理想选择。当前，我国无框力矩电机市场正从“小而美”向“大而强”跨越——2024年市场规模约2.09亿元，2016-2024年复合增长率达27.5%，且正迎来人形机器人商业化落地的历史性机遇。协作机器人稳步放量、人形机器人爆发在即、汽车电动化与航空航天等新兴场景持续拓展，三重需求叠加驱动行业进入高速成长期。与此同时，集成化模组交付、微型化设计及轴向磁通技术等新趋势正深刻重塑产业竞争格局，具备全栈式联合开发能力的企业有望在新一轮技术迭代中占据先机。

1、无框力矩电机定义及优势

根据观研报告网发布的《中国无框力矩电机行业发展深度分析与投资前景预测报告（2026-2033年）》显示，无框力矩电机（Frameless Torque Motor） 是一种去除了传统机壳与轴承支撑结构的无刷永磁同步电机，仅由定子和转子两大核心部件构成。其转子直接安装在设备的机械轴上，定子则嵌入机器壳体内部，实现了电机与机械系统的一体化集成。无框力矩电机作为动力源，具有与普通伺服电机相同的用途，但在某些方面中具有明显的优势：

无框力矩电机的优势

资料来源：观研天下整理

2、应用领域多点开花，我国无框力矩电机行业需求释放

协作机器人是当前应用无框力矩电机最多的场景，其需求量占比约70%。从协作机器人成本来看，无框力矩电机占协作机器人总成本比约10%。协作机器人通常采用整体式的无框电机，采用关节一体化技术。一般情况下，单台协作机器人往往需配备5-7个无框电机，用于实现关节转动与手臂伸缩。因此，随着协作机器人技术的持续进步及在下游市场的不断渗透，中国协作机器人市场规模正稳步扩大，对无框力矩电机行业需求上升。数据显示，2024年中国协作机器人（含四轴）市场销量为4.0万台，同比增长27.4%。

资料来源：观研天下整理

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人形机器人最具爆发力的增长点。无框力矩电机在人形机器人中主要应用于关节驱动，通过高扭矩密度、快速响应、轻量化与高灵活度等特性，成为提升机器人运动性能的核心部件。例如，特斯拉Optimus人形机器人的28个关节执行器均以高功率密度无框力矩电机为核心驱动单元。

资料显示，在人形机器人硬件成本中，无框力矩电机占比约为11.8%，重要性凸显。根据2024年首届中国人形机器人产业大会发布的《人形机器人产业研究报告》，2024年，中国人形机器人市场规模约27.6亿元，随着技术进步、应用范围扩大以及需求增长，到2029年规模有望增长至750亿元，到2035年进一步增至3000亿元。

数据来源：观研天下整理

与此同时，手术机器人、外骨骼康复机器人、精密光学对准平台的需求坚挺。此领域对电机的生物学兼容性、灭菌耐受性、零顿感要求达到极致，属于高壁垒、高毛利区间，国产突破难度仍大。

而汽车电动化与航空航天有望成为无框力矩电机市场新蓝海。当前，线控转向、线控制动系统开始探索无框力矩电机方案；航空航天飞行器电驱动作动系统亦有规模化应用趋势，要求极高可靠性与环境适应性。

3、我国无框力矩电机市场规模稳步扩大，轴向磁通技术路线升温

在上述因素驱动下，我国无框力矩电机市场规模稳步扩大。数据显示，2016-2024年，我国无框力矩电机市场规模由0.3亿元增长至2.09亿元，实现年复合增长率27.5%。

数据来源：观研天下整理

长远来看，我国无框力矩电机行业正呈现出多维技术路线并行、深度耦合的演进态势，其核心趋势主要体现在以下三点：

第一，在交付形态上，集成化与灵巧化形成双轮驱动。一方面，“电机+编码器+减速器+驱动器”的集成关节模组已替代分立器件，成为面向机器人客户的主流交付标准；另一方面，应用于灵巧手、直径仅12至20毫米级的微型无框力矩电机，成为衡量整机灵巧程度的关键技术制高点。

第二，在开发模式上，设计与制造正迈向全栈式深度融合。这要求电机的电磁设计必须与整机的机械结构、热管理系统及控制算法进行多物理场耦合仿真，这一高壁垒直接重塑了产业链话语权——仅能提供标准品的企业正逐渐丧失议价能力，而具备全栈式联合开发能力的供应商，才能锁定头部客户。

第三，在底层技术路径上，轴向磁通技术路线正显著升温。区别于传统径向磁通电机的构型，轴向磁通电机凭借更薄的轴向尺寸与更高的扭矩密度，直击人形机器人躯干关节等对空间极度敏感的痛点。目前，以梅赛德斯并购的YASA所代表的轴向磁通方案，正从汽车领域加速向机器人赛道迁移，构成影响产业格局的重要技术变数。（WYD）