空心杯关节，是实现人形机器人灵巧手的一类关节，可以满足轻量化、快响应速度、高精度的小型关节需求。人形机器人关节可以分为旋转关节、直线关节两大类，空心杯关节属于旋转关节，由于拥有独特制造工艺，仅应用在灵巧手制造中，有时也会将其分离出来，作为人形机器人的第三类关节来讨论。
人形机器人模仿人类外观与行为，拥有两只具有感知与操作能力的灵巧手，一只灵巧手采用多个空心杯关节，以提高其灵活度，实现抓取、交互等操作。以特斯拉人形机器人“擎天柱（Optimus）”为例，其拥有40个关节，其中空心杯关节共采用了12个，一只灵巧手采用6个，大拇指为3个自由度，其余四指各为2个自由度。
根据新思界产业研究中心发布的
《2025-2030年中国空心杯关节行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示，空心杯关节主要由空心杯电机、多级行星减速器、传感器、控制器、编码器等组成，整体体积小。人形机器人灵巧手模仿人类手部，空间狭小，因此需要采用体积小、控制精度高的空心杯关节，其中，空心杯电机是核心装置。空心杯电机是直流永磁伺服电动机，无铁芯，电机绕组为空心杯线圈状，体积小、重量轻。空心杯关节通常采用无刷空心杯电机。
利用空心杯电机的小尺寸、高转速、低扭矩特性，搭配多级行星减速器，可以使空心杯关节能够应用在窄小空间内，并能够使灵巧手手指拥有较大抓握力。空心杯电机还具有响应速度快、控制精度高、运行稳定、能耗低等优点，特别适合应用在灵巧手制造中，可以完成精细复杂操作。我国空心杯电机布局企业主要有鸣志电器、拓邦股份、江苏雷利等。
我国人形机器人技术发展迅速。2022年，小米发布全尺寸人形仿生机器人“CyberOne”，拥有21个自由度；2024年，福德机器人全资子公司天链机器人推出“天链人形机器人T1”，拥有71个自由度，其中手部为2*15个自由度；同年，矩阵超智推出人形机器人“MATRIX-1”，全身拥有77个自由度。
我国人形机器人市场规模不断扩大。预计2025年，我国人形机器人市场将翻倍增长，市场规模将超过50亿元。新思界
行业分析人士表示，随着人形机器人市场发展、全身自由度不断提高，关节需求将随之不断增长，空心杯关节作为灵巧手的核心装置，市场空间正在不断增大，行业发展前景广阔。
