1
《人形机器人用无框力矩电机设计技术规范》
(征求意见稿)
编制说明
一、工作简况
(一)任务来源
本文件由中国技术市场协会提出并归口,经中国技术市场协会标准化工作委员会批准,正式列入2025年团体标准制修订计划,标准名称为《人形机器人用无框力矩电机设计技术规范》。
(二)项目背景
随着机器人产业的快速发展,人形机器人作为高端智能装备的代表,其技术迭代与性能提升成为行业焦点。关节、躯干及颈部等核心部位的驱动装置是决定人形机器人运动精度、响应速度与运行稳定性的关键,而无框力矩电机作为这些部位的核心驱动元件,其设计与性能直接影响机器人的整体表现。
传统电机存在体积大、集成度低、力矩波动大等问题,难以满足人形机器人对紧凑空间、高精度控制及高过载能力的需求。无框力矩电机通过定子与转子的独立设计,可直接与负载结构集成,具备体积小、响应快、控制精度高等优势,能有效适配机器人的复杂运动需求。
然而,目前行业内针对人形机器人用无框力矩电机的设计缺乏统一标准,各生产企业的技术指标、测试方法差异较大,导致产品质量参差不齐,兼容性与安全性难以保障,制约了人形机器人产业的标准化发展。为规范该类电机的设计、生产与应用,提升产品一致性与可靠性,推动人形机器人技术的规模化落地,制
2
定《人形机器人用无框力矩电机设计技术规范》十分必要。该规范将为无框力矩电机的设计研发、性能测试及质量管控提供系统指导,助力行业技术升级与产业协同。
(三)目的意义
1.目的
(1)确保驱动性能稳定
无框力矩电机需在人形机器人复杂运动过程中提供持续稳定的力矩输出。本规范通过统一电磁设计、材料选型、结构公差及热管理等关键要求,确保电机在不同姿态、负载及环境条件下均能保持输出一致性与动态响应能力,满足机器人关节高精度控制需求。
(2)保障系统集成安全
电机直接嵌入关节结构,需与机械、传感、控制系统高度耦合。本规范规定了安装接口、绝缘等级、防护要求及电磁兼容性等安全指标,确保电机在长期运行中不发生失效、过热或干扰,保障整机安全可靠运行。
(3)提升产业协同效率
通过明确设计边界与测试方法,规范为电机制造商、机器人整机厂、系统集成商提供统一技术语言,减少沟通成本与试错周期,加速产品迭代与产业规模化应用。
2.意义
(1)提升机器人整机性能
无框力矩电机的高集成度与高性能特性直接影响人形机器人的运动精度、负载能力与续航水平。规范的实施将推动关键部
3
件质量一致性提升,助力整机性能跃升,增强我国人形机器人产品国际竞争力。
(2)节约系统资源与能耗
通过优化电机结构与控制策略,减少冗余部件与能量损耗,降低系统总重量与功耗,实现机器人轻量化与长续航,推动绿色低碳制造理念在智能机器人领域的落地。
(3)促进技术创新与产业升级
规范的实施将引导企业加大在高性能磁性材料、精密制造工艺、智能控制算法等方面的研发投入,带动上下游产业链协同创新,形成高端智能制造新增长点,推动机器人产业向高附加值方向升级。
(四)起草单位及起草人名单
本文件起草单位:
本文件主要起草人:
(五)主要起草过程
1.文本调研
2025年1月启动了文本的调研工作,并与2025年2月完成了相关资料的收集和分析工作。
2.标准立项
2025年6月向中国技术市场协会标准化委员会提出申请,于2025年6月30日获得中国技术市场协会标准化工作委员会批准立项。
3.形成标准草案
2025年7月4日,起草组对资料收集情况进行汇总处理,
4
确定了标准框架和主要内容。2025年7月24日,《人形机器人用无框力矩电机设计技术规范》形成标准初稿。
4.形成征求意见稿
2025年7月24日~2025年8月8日,起草组根据反馈的意见和建议,对草案内容进行了修改和调整,形成标准征求意见稿。
二、确定标准主要内容的论据
(一)编制原则
本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》以及《中国技术市场协会团体标准工作程序》的规定起草。
(二)标准主要内容及适用范围
本文件规定了人形机器人用无框力矩电机(以下简称“无框电机”)的基本设计要求、系统结构与功能、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和贮存。
本文件适用于额定电压不超过100V、额定力矩范围为0.1
N·m~50N·m,用于人形机器人关节、躯干及颈部等部位驱动
的无框力矩电机设计与制造。
(三)确定标准主要内容的论据
1.解决传统电机集成度不足问题
传统有框电机因外壳、轴承、端盖等结构限制,体积大、质量重,难以满足人形机器人对关节小型化、轻量化的需求。无框电机通过定转子分离设计,可直接嵌入负载结构,显著提升空间利用率与系统集成度。
2.满足高