一、案例背景：精準醫療時代的動力挑戰

上海某領先手術機器人服務商，正致力于通過科技轉型推動醫療物聯網與遠程醫療發展。在研發新一代高精度手術機器人過程中，其核心關節驅動單元面臨嚴峻挑戰：如何在極度有限的手術機械臂空間內，實現超大扭矩、超高精度與快速響應的完美平衡？

傳統伺服電機在小型化與高性能之間存在固有矛盾——增大扭矩必然導致體積與發熱量攀升，而手術環境對設備的緊湊性、溫控穩定性要求極為嚴苛。這一矛盾成為制約手術機器人性能突破的關鍵瓶頸。

二、技術破局：HMDR系列無框力矩電機的創新設計

大族電機深度理解客戶痛點，為其量身導入基于軸向磁通技術的HMDR系列無框力矩電機解決方案，通過三大核心技術重構電機性能邊界：

1. 突破性軸向磁通拓撲結構： 采用獨特的“雙定子夾持單轉子”軸向磁通設計，革命性地縮短了磁路路徑。與傳統徑向磁通電機相比，該結構在同等體積下實現了更高的磁通利用率與功率密度，使得電機在結構異常緊湊的同時，輸出扭矩大幅超越同尺寸傳統電機。

2. 高效扁線繞組與熱管理優化： 創新應用高精度發卡式扁線繞組技術，大幅提升了槽滿率，在有限空間內增加了銅導體截面積。這不僅降低了繞組電阻與銅耗，提升了效率，更優化了散熱面積與熱傳導路徑，顯著增強了電機的散熱能力與持續運行性能，有效解決了高功率密度下的溫升痛點。

3. 動力協同的模塊化系統方案： 采用“高速伺服電機+高精密減速機”一體化協同設計策略。高速電機提供優異的動態響應基礎，通過與之精準匹配的高剛性、低背隙減速機進行增矩，最終在輸出端實現了低速平穩、超大力矩的直接驅動效果，完美平衡了快速響應與大扭矩輸出的雙重需求。

三、性能表現：關鍵參數與手術場景的精準對接

性能核心： ≥100Nm超強扭矩輸出，角秒級精度控制，≤80rpm低速平穩運行，三效合一，精準響應手術器械動力需求。

四、HMDR系列力矩電機：產品特性與應用場景

產品參數 

扭矩范圍：1-500 Nm

峰值扭矩密度： 12.5 Nm/kg

持續扭矩密度：6.8 Nm/kg 

轉速范圍： 50-2000 RPM

功率范圍： 50W-15kW

產品特點

1、結構緊湊，中空設計——大幅節省安裝空間，支持管線、光路穿行，提升系統集成度；2、高扭矩密度，動態響應快——動力充沛，啟停與換向迅速，適應高頻高精度調整；

3、寬速域適應能力——支持高低速平滑切換，覆蓋精細操作與快速定位多種場景；

4、運行平穩，低振動噪聲——齒槽轉矩波動極小，避免對手術環境造成干擾；

5、控制精準，易于集成——支持直接驅動，無需額外傳動部件，降低系統復雜度；

6、小體積、高性能、高靈活——適用于空間受限、性能要求嚴苛的各類高端裝備。

典型應用領域

1、醫療與特種場景：手術機器人、康復器械、影像設備、特種操作機器人；

2、工業自動化：高精度協作機器人、半導體設備、精密裝配與檢測系統；

3、機器人領域：仿生機器人、服務機器人、科研實驗平臺；

4、高端消費與物流：高端家用機器人、AGV驅動單元、精密物流分揀系統。

?五、結語：以極致動力，驅動精準未來

大族電機HMDR系列無框力矩電機，不僅僅是一款高性能動力組件，更是手術機器人實現精準、穩定、可靠操作的核心保障。我們通過軸向磁通、扁線繞組與機電協同設計的系統創新，幫助客戶突破動力瓶頸，加速產品迭代，最終為醫生與患者帶來更安全、更高效的手術體驗。

在醫療健康、工業自動化、特種裝備等高端領域，大族電機將持續以技術創新為引擎，為智能裝備賦予更強勁、更智慧的“動力心臟”，與合作伙伴共同推動行業進步，定義性能標桿。