文 | 機器最前線

你知道人形機器人最核心的傳動部件是什么嗎？答案是行星滾柱絲杠，它單臺成本超萬元，占整機價值19%，直接決定關節(jié)性能。

馬斯克在optimus二代機器人上直接使用了14個行星滾柱絲杠，在春晚上扭秧歌的宇樹機器人也在其腿部執(zhí)行區(qū)域使用了高精度行星滾珠絲杠。

那么它到底神秘在哪？

0 1 行星滾柱絲杠為何如此高價值？

滾柱絲杠，作為機械傳動元件的重要組成部分，是指通過滾柱在絲杠和螺母之間的滾動來實現直線運動與旋轉運動相互轉換的裝置。

行星滾柱絲杠類似于行星減速器的原理，高速運轉的動力裝置如電動機、內燃機，到動力裝置的工作端，需要一個降速和增加轉矩的過程，減速機就是實現這個過程的動力傳達機構。

中間的小螺絲圍繞著大螺絲自轉和公轉，就像行星天體運動一樣。

行星滾柱絲杠在工業(yè)自動化、數控機床、航空航天、汽車制造等領域有著廣泛的應用。

其產業(yè)鏈在上游環(huán)節(jié)上，絲杠選用的材料多為合金結構鋼，螺母和滾柱選用的材料為高碳鉻軸承鋼；零部件包括絲杠、螺母等關鍵部件。

國外行星滾柱絲杠的材料以合金結構鋼為主。螺母和滾柱采用進行了全面硬化的100Cr6軸承鋼，目前市價每噸超五千元。

國內行星滾柱絲杠的材料主要選用馬氏體不銹鋼和奧氏體不銹鋼，每噸也需要超萬元的價格。

滾柱絲杠的主要特點是傳動效率高、定位精度高、承載能力強以及使用壽命長，因此成為現代機械傳動中不可或缺的關鍵部件。

0 2 “馬斯克們”為何都要用行星滾柱絲杠

特斯拉機器人Optimus二代采用了14個瑞士GSA反轉式行星滾柱絲杠，上肢使用8個，下肢使用6個。

開普勒 的K2 大黃蜂人形機器人也采用了12個自研行星滾柱絲杠執(zhí)行器與旋轉執(zhí)行器并聯結構，續(xù)航能力達八小時，可以一口氣抬起30kg貨物。憑借自研的核心技術，基礎班批發(fā)價僅需3萬美金。

國內這邊，宇樹科技（Unitree）的人形機器人的R1和G1都在其腿部執(zhí)行區(qū)域使用了高精度行星滾珠絲杠，優(yōu)必選的Walker X和智元機器人也都有在其產品中使用到行星滾珠絲杠，由貝斯特子公司宇華精機為智元機器人供應，網傳在春晚上扭秧歌的宇樹科技機器人使用的行星滾珠絲杠是由長盛軸承供應。

行星滾柱絲杠在運行的過程中是滾動線摩擦，不會大面積消耗材料，使用壽命是行星滾珠絲杠的10倍。且在整個運行的過程中具備一點自鎖力，能夠分擔一部分載荷，節(jié)約執(zhí)行器消耗的功率和用電量。

這便是其神秘之處。

03 行星滾柱絲杠現在發(fā)展到哪一步了

政策扶持、技術提升、市場需求擴大和應用廣泛使得行星滾柱絲杠在內的核心零部件技術發(fā)展提供了重要的發(fā)展機遇。

1、政策大力扶持，指導文件推陳出新

2023 年，工信部頒發(fā)《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導意見》中提出，到 2025 年，人形機器人創(chuàng)新體系初步建立。

《中國制造2025重點領域技術路線圖》指出:到2025年目標主軸、絲杠、導軌等中高檔功能部件國內市場占有率要達到 80%。

以行星滾柱絲杠為首的核心零部件的發(fā)展勢如破竹。

2、技術全面升級，工廠齊發(fā)力

人形機器人對關節(jié)驅動的精度、響應速度和可靠性要求極高，行星滾柱絲杠作為關鍵傳動部件，需在材料、工藝、專利等方面實現技術升級。

01、材料上，南京工藝、秦川機床等頭部廠商攻克了材料熱處理（如GCr15軸承鋼真空淬火）、精密磨削（導程精度達G3級）等工藝，部分產品性能接近國際水平。

02、加工工藝上，「諾仕機器人」在在今年的全新研發(fā)產品上再次突破C5級精度絲杠瓶頸，研發(fā)出新款全球最小的行星滾柱絲杠，絲杠直徑為1.5mm、螺母5.5mm直徑，可以輕松集成到人形機器人的靈巧手中。

03、行星滾柱絲杠技術領域的專利申請數量上看，中國是最多的，占總申請數量的44%，且在各技術領域的專利申請數量均較多，目前我國行星滾柱絲杠產業(yè)處于規(guī)?；瘧藐P鍵節(jié)點。

3、應用廣泛靈活，市場機遇大大提高

人形機器人的快速迭代可以加快產業(yè)鏈的布局腳步，同時也有利于雙方降本增效，這是相輔相成的局面。行星滾柱絲杠若能優(yōu)先切入機器人這條國產替代需求強的細分賽道，將會持續(xù)助推國內智能產業(yè)升級，成為推動新質生產力發(fā)展的重要引擎。

從市場占比來看，全球絲杠龍頭德國舍弗勒占據絕對主導地位，旗下行星滾柱絲杠三大業(yè)務主體：瑞士GSA、瑞士Rollvis、瑞典Ewellix，在我國市場份額占比分別約27%、29%、15%（數據來源：《E公司滾柱絲杠產品營銷策略研究》）

對比國外市場，國內行星滾柱絲杠產業(yè)正處于成長期，國內廠商大多處于研發(fā)或小批量驗證階段。

2024年，中國行星滾柱絲杠市場規(guī)模為13.13億元，同比增長19.26%。

我們也在加快步伐，努力追趕。

據財聯社7月29日報道，雷迪克公司已經完成了行星滾柱絲杠的開發(fā)，目前產品已實現標準式、循環(huán)式、差動式和反轉式行星滾柱絲杠全類型覆蓋，目前部分機器人客戶訂單已經進入量產階段。

長華集團今年五月份新購了近百畝杭州灣新區(qū)的土地，設計規(guī)劃了全新的行星滾柱絲杠生產線。8月4日宣布公司已于7月中旬成功生產出新的行星滾柱絲杠迭代樣品，同時已送樣檢測，并與相關單位組織了溝通交流及產品送樣。

總的來說我國行星滾柱絲杠行業(yè)仍面臨挑戰(zhàn)，產業(yè)還在初期成長階段，廠商大多傾向于研發(fā)或小批量驗證。行星滾柱絲杠如何進入標準化量產階段，又如何與早已占據市場大頭的國外公司競爭，都是不可忽視的嚴峻事實。