絲杠：國產(chǎn)替代提速，人形機器人打開新空間

人形機器人核心構(gòu)造有線性執(zhí)行器、旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器和靈巧手。這三大執(zhí)行器約占人形機器人零部件的70%。執(zhí)行器的精密運作依賴于高精度零件，包括絲杠、電機、減速器、傳感器、軸承等。

絲杠是高端裝備的核心傳動部件，主要作用是將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動。按照摩擦特性劃分，絲杠主要包括滑動絲杠、滾動絲杠和靜壓絲杠三大類，廣泛應用于高端制造、新能源裝備、航空航天等關(guān)鍵領(lǐng)域。其中，滾動絲杠（含滾珠絲杠、行星滾柱絲杠）在人形機器人領(lǐng)域適配性更為突出，應用價值顯著。

滾珠絲杠

當前絲杠行業(yè)整體呈現(xiàn)“海外壟斷格局尚未完全打破、國產(chǎn)替代進程持續(xù)加快”的發(fā)展態(tài)勢。在高端滾珠絲杠制造領(lǐng)域，歐美企業(yè)長期占據(jù)壟斷地位，其產(chǎn)品廣泛應用于各類高端裝備場景。國內(nèi)滾珠絲杠市場近年來發(fā)展迅猛，市場規(guī)模持續(xù)快速擴張，以南京工藝、江漢機床為代表的國內(nèi)頭部企業(yè)技術(shù)實力穩(wěn)步提升，正逐步具備國產(chǎn)替代潛力。

行星滾柱絲杠是人形機器人線性執(zhí)行器的核心關(guān)鍵部件，在其運動控制中發(fā)揮著重要作用。從結(jié)構(gòu)層面來看，人形機器人的整體結(jié)構(gòu)可大致拆解為執(zhí)行系統(tǒng)、感知系統(tǒng)及其他輔助系統(tǒng)，其中執(zhí)行系統(tǒng)是實現(xiàn)機器人運動功能的核心模塊。

每臺Optimus包含14個絲杠 來源：特斯拉

具體而言，執(zhí)行系統(tǒng)由線性執(zhí)行器、旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器和靈巧手三部分構(gòu)成。其中，線性執(zhí)行器的核心功能是驅(qū)動物體沿直線運動，主要應用于人形機器人的腕部、肘部、膝部和踝部等關(guān)鍵關(guān)節(jié)，為這些關(guān)節(jié)的靈活轉(zhuǎn)動與直線位移提供動力支撐。

以特斯拉人形機器人為例，其線性執(zhí)行器的組成更為精密，主要包含無框力矩電機、行星滾柱絲杠、力傳感器、編碼器、驅(qū)動器等部件，各部件協(xié)同工作，確保線性執(zhí)行器的精準控制與穩(wěn)定運行，進而保障人形機器人的運動精度與可靠性。

來源：特斯拉

據(jù)覓途咨詢預測，若按照單臺人形機器人使用6個滾珠絲杠及8個行星滾柱絲杠計算，2025年全球人形機器人領(lǐng)域為行星滾柱絲杠帶來的增量空間預計約為1.93億元，2030年/2035年全球人形機器人領(lǐng)域行星滾柱絲杠市場規(guī)模分別增至6.76/147.40億元，2025-2030年/2025年-2035年行星滾柱絲杠CAGR分別為28.49%/54.27%。

隨著人形機器人產(chǎn)品逐步成熟，疊加AI大模型的持續(xù)賦能，人形機器人有望成為繼計算機、智能手機、新能源汽車之后的又一顛覆性產(chǎn)品。行星滾柱絲杠作為人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈的核心零部件之一，其市場成長空間也將隨之大幅拓展。可以預見，行星滾柱絲杠將在人形機器人產(chǎn)業(yè)賽道中占據(jù)不可或缺的關(guān)鍵地位。

特斯拉官網(wǎng)

甬興證券《人形機器人量產(chǎn)元年，關(guān)注絲杠國產(chǎn)化進程》