人形機器人如火如荼：關節軸承迎來新需求

關節軸承屬于球面滑動軸承的范疇，主要分為油脂潤滑型與自潤滑型兩大類。其中，自潤滑關節軸承憑借免維護、高精度、長壽命、強環境適應性等突出優勢，成為機器人關節結構設計的理想選擇，未來有望逐步替代傳統的油脂潤滑方案。

關節軸承 來源：威爾軸承

自潤滑關節軸承是一類無需額外補充潤滑劑的特殊關節軸承，其核心原理是在軸承的相對運動接觸面，通過涂覆、電鍍或粘結等工藝附著一層固體潤滑材料，以此有效降低部件間的摩擦阻力，進而延長軸承使用壽命。

人形機器人可通過增設連桿結構與線性關節，優化整機質心分配與運動慣性，其關節主要分為三大核心構型，其中旋轉+連桿構型是關節軸承的主要應用場景：

旋轉+連桿構型：將旋轉執行器與連桿機構相結合，借助機構學設計把電機的旋轉運動轉化為特定軌跡的直線或擺動輸出，兼具動作靈活性與動態響應性能。

踝關節采用旋轉+連桿構型結構 來源：九光智能

旋轉+線性構型：采用電機驅動行星滾柱絲杠或滾珠絲杠，直接將旋轉運動轉化為高推力的直線運動。

旋轉+旋轉構型：基于“電機+減速器”的組合實現純旋轉輸出，廣泛應用于肩、髖等需要大角度回轉的關節部位，同時通過減速器達成高扭矩密度與結構緊湊的布局目標。

人形機器人關節軸承主要應用類型為桿端關節軸承。桿端關節軸承的球面滑動結構可同時實現俯仰、偏航及旋轉運動。桿端關節軸承與配套連桿形成復合結構能夠解決人形機器人手腕/腳踝等部位的多自由度運動需求。

關節軸承按接觸角與承載方向可以分為四類 來源：麥高證券研究發展

從具體應用場景來看，關節軸承在人形機器人多關節部位均展現出明確的應用潛力。在腕關節與肘關節，由于需仿生人體實現多方向復雜運動，傳統滾動軸承難以滿足需求，“關節軸承+連桿”的設計方案成優選。其中手肘部位有望部署2個關節軸承，手腕部位部署3個，通過協同作用應對多向載荷，保障運動精度。

來源：AppSo

踝關節作為實現雙自由度運動的核心承重部件，對軸承的負載均衡與靈活偏轉能力要求極高。參考特斯拉雙線性執行器的踝關節方案，單關節有望配置3個關節軸承，以滿足復雜場景下的運動需求與承載強度。膝關節則依托多連桿機構優化負載力矩曲線，其核心轉動副與連桿連接點對軸承性能提出綜合要求，參考特斯拉Optimus機器人的結構設計，單膝有望應用5個關節軸承，憑借其球面滑動特性適配多方向負載與微小角偏轉，保障關節運動的穩定性與自由度。

Optimus人形機器人膝關節 來源：特斯拉 AI Day

此外，髖關節與靈巧手指關節也存在明確的應用潛力。髖關節需實現前擺、側抬、旋轉等多自由度運動，采用連桿結構搭配關節軸承，可在簡化結構、控制成本的同時保障運動靈活性，單關節有望應用3-5個；若靈巧手采用連桿方案，單指關節則可能部署2-4個關節軸承，進一步提升手指操作的精準度與靈活性。

參考來源：特斯拉，智元機器人

隨著人形機器人行業的快速迭代與規模化落地，對高性能、定制化關節軸承的需求將持續攀升。相信伴隨材料技術的革新與制造工藝的升級，關節軸承有望在輕量化、高承載、長壽命等維度實現突破，進一步賦能人形機器人在工業生產、服務安防等多領域的深度應用，成為推動人形機器人技術成熟與產業普及的關鍵支撐之一。

參考來源：

各企業官網

麥高證券《新需求、新機遇，關節軸承迎人形機器人發展浪潮》