在人形機器人中，機器人靈巧的手部位使用的常規(guī)都是空心杯電機+多級行星減速箱組成的模組。因為空心杯電機高速低扭矩的特性，為了在較小空間內獲得較大的手指抓握力，空心杯電機都需要搭配行星減速箱進行使用，一般都會集成2-3級的行星減速箱。

一、人形機器人關節(jié)空心杯電機分類

空心杯關節(jié)是直流永磁伺服微特電機的一類，從原理上來說屬于旋轉關節(jié)的范疇，具有新穎的轉子結構、獨特的線圈制造工藝和較小的尺寸。空心杯電機在結構上突破了傳統(tǒng)直流電機的結構形式，采用的是無鐵芯轉子，其電樞繞組為空心杯線圈，形似水杯，因此被稱為“空心杯電機”。

空心杯電機分為有刷和無刷兩種：有刷空心杯電機轉子無鐵芯和無刷空心杯電機定子無鐵芯。

1、有刷空心杯電機轉子無鐵芯

空心杯直流有刷微電機采用機械換向，磁極不動，線圈旋轉。電機工作時，線圈和換向器旋轉，磁鋼和碳刷不轉，線圈電流方向的交替變化是隨電機轉動的換向器和電刷來完成的。在轉動的過程中會摩擦碳刷，造成損耗，需要定期更換碳刷。碳刷與線圈接線頭之間通斷交替，會發(fā)生電火花，產生電磁破，干擾電子設備。

2、無刷空心杯電機定子無鐵芯

無刷空心杯直流電機采取電子換向，線圈不動，磁極旋轉。無刷空心杯直流電機，是使用一套電子設備，通過霍爾元件，感知永磁體磁極的位置，根據(jù)這種感知，使用電子線路，適時切換線圈中電流的方向，保證產生正確方向的磁力，來驅動電機。因為是自控式運行的，所以不會像變頻調速下重載啟動的同步電機那樣在轉子上另加啟動繞組，也不會在負載突變時產生振蕩和失步，消除了空心杯直流有刷微電機的缺點。

二、機器人電機有刷空心杯電機和無刷空心杯電機區(qū)別

1、換向方式不同：有刷空心杯電機采用機械電刷換向，電機運行過程中存在著一定的相對摩擦，會產生噪聲、電火花，降低了電機的使用壽命，用物理碳刷和換向器的配合來完成換向。無刷空心杯電機采用電子換向的方式，具有效率高、轉矩波動小、使用壽命高、結構精巧，維護方便，易保養(yǎng)等特點，沒有物理碳刷和換向器這種物理結構，用線圈導線直接連接到控制器。

2、控制方式不同：有刷空心杯電機采用電流控制；而無刷空心杯電機需要搭配電機驅動器實現(xiàn)驅動控制。

3、轉子不同：有刷空心杯電機是線圈、換向器和連接板在外殼和永磁體中間旋轉，共同組成轉子；無刷的線圈是同定的，磁鐵在中間旋轉，同時也是轉子。

4、是否有霍爾傳感器：有刷空心杯電機沒有霍爾傳感器；無刷空心杯電機有霍爾傳感器。

5、壽命：有刷空心杯電機的壽命取決于換向器（一旦損壞，即要更換電機），壽命一般1000-3000h；無刷空心杯電機采用軸承，壽命更長，可達10000h+。

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