文 | 机器最前线
你知道人形机器人最核心的传动部件是什么吗？答案是行星滚柱丝杠，它单台成本超万元，占整机价值19%，直接决定关节性能。
马斯克在optimus二代机器人上直接使用了14个行星滚柱丝杠，在春晚上扭秧歌的宇树机器人也在其腿部执行区域使用了高精度行星滚珠丝杠。
那么它到底神秘在哪？
01 行星滚柱丝杠为何如此高价值？
滚柱丝杠，作为机械传动元件的重要组成部分，是指通过滚柱在丝杠和螺母之间的滚动来实现直线运动与旋转运动相互转换的装置。
行星滚柱丝杠类似于行星减速器的原理，高速运转的动力装置如电动机、内燃机，到动力装置的工作端，需要一个降速和增加转矩的过程，减速机就是实现这个过程的动力传达机构。
中间的小螺丝围绕着大螺丝自转和公转，就像行星天体运动一样。
行星滚柱丝杠在工业自动化、数控机床、航空航天、汽车制造等领域有着广泛的应用。
其产业链在上游环节上，丝杠选用的材料多为合金结构钢，螺母和滚柱选用的材料为高碳铬轴承钢；零部件包括丝杠、螺母等关键部件。
国外行星滚柱丝杠的材料以合金结构钢为主。螺母和滚柱采用进行了全面硬化的100Cr6轴承钢，目前市价每吨超五千元。
国内行星滚柱丝杠的材料主要选用马氏体不锈钢和奥氏体不锈钢，每吨也需要超万元的价格。
滚柱丝杠的主要特点是传动效率高、定位精度高、承载能力强以及使用寿命长，因此成为现代机械传动中不可或缺的关键部件。
02 “马斯克们”为何都要用行星滚柱丝杠
特斯拉机器人Optimus二代采用了14个瑞士GSA反转式行星滚柱丝杠，上肢使用8个，下肢使用6个。
开普勒 的K2 大黄蜂人形机器人也采用了12个自研行星滚柱丝杠执行器与旋转执行器并联结构，续航能力达八小时，可以一口气抬起30kg货物。凭借自研的核心技术，基础班批发价仅需3万美金。
国内这边，宇树科技（Unitree）的人形机器人的R1和G1都在其腿部执行区域使用了高精度行星滚珠丝杠，优必选的Walker X和智元机器人也都有在其产品中使用到行星滚珠丝杠，由贝斯特子公司宇华精机为智元机器人供应，网传在春晚上扭秧歌的宇树科技机器人使用的行星滚珠丝杠是由长盛轴承供应。
行星滚柱丝杠在运行的过程中是滚动线摩擦，不会大面积消耗材料，使用寿命是行星滚珠丝杠的10倍。且在整个运行的过程中具备一点自锁力，能够分担一部分载荷，节约执行器消耗的功率和用电量。
这便是其神秘之处。
03 行星滚柱丝杠现在发展到哪一步了
政策扶持、技术提升、市场需求扩大和应用广泛使得行星滚柱丝杠在内的核心零部件技术发展提供了重要的发展机遇。
1、政策大力扶持，指导文件推陈出新
2023 年，工信部颁发《人形机器人创新发展指导意见》中提出，到 2025 年，人形机器人创新体系初步建立。
《中国制造2025重点领域技术路线图》指出:到2025年目标主轴、丝杠、导轨等中高档功能部件国内市场占有率要达到 80%。
以行星滚柱丝杠为首的核心零部件的发展势如破竹。
2、技术全面升级，工厂齐发力
人形机器人对关节驱动的精度、响应速度和可靠性要求极高，行星滚柱丝杠作为关键传动部件，需在材料、工艺、专利等方面实现技术升级。
01、材料上，南京工艺、秦川机床等头部厂商攻克了材料热处理（如GCr15轴承钢真空淬火）、精密磨削（导程精度达G3级）等工艺，部分产品性能接近国际水平。
02、加工工艺上，「诺仕机器人」在在今年的全新研发产品上再次突破C5级精度丝杠瓶颈，研发出新款全球最小的行星滚柱丝杠，丝杠直径为1.5mm、螺母5.5mm直径，可以轻松集成到人形机器人的灵巧手中。
03、行星滚柱丝杠技术领域的专利申请数量上看，中国是最多的，占总申请数量的44%，且在各技术领域的专利申请数量均较多，目前我国行星滚柱丝杠产业处于规模化应用关键节点。
3、应用广泛灵活，市场机遇大大提高
人形机器人的快速迭代可以加快产业链的布局脚步，同时也有利于双方降本增效，这是相辅相成的局面。行星滚柱丝杠若能优先切入机器人这条国产替代需求强的细分赛道，将会持续助推国内智能产业升级，成为推动新质生产力发展的重要引擎。
从市场占比来看，全球丝杠龙头德国舍弗勒占据绝对主导地位，旗下行星滚柱丝杠三大业务主体：瑞士GSA、瑞士Rollvis、瑞典Ewellix，在我国市场份额占比分别约27%、29%、15%（数据来源：《E公司滚柱丝杠产品营销策略研究》）
对比国外市场，国内行星滚柱丝杠产业正处于成长期，国内厂商大多处于研发或小批量验证阶段。
2024年，中国行星滚柱丝杠市场规模为13.13亿元，同比增长19.26%。
我们也在加快步伐，努力追赶。
据财联社7月29日报道，雷迪克公司已经完成了行星滚柱丝杠的开发，目前产品已实现标准式、循环式、差动式和反转式行星滚柱丝杠全类型覆盖，目前部分机器人客户订单已经进入量产阶段。
长华集团今年五月份新购了近百亩杭州湾新区的土地，设计规划了全新的行星滚柱丝杠生产线。8月4日宣布公司已于7月中旬成功生产出新的行星滚柱丝杠迭代样品，同时已送样检测，并与相关单位组织了沟通交流及产品送样。
总的来说我国行星滚柱丝杠行业仍面临挑战，产业还在初期成长阶段，厂商大多倾向于研发或小批量验证。行星滚柱丝杠如何进入标准化量产阶段，又如何与早已占据市场大头的国外公司竞争，都是不可忽视的严峻事实。
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