人形机器人传动系统技术路线分析 - 现阶段人形机器人执行器传动方案尚未完全收敛，特斯拉采用线性+旋转互补方案，国内以全旋转方案为主 [1] - 线性执行器和旋转执行器存在互补性和相互替代性双重关系，未来滚柱丝杠成本下降可能推动线性执行器更广泛应用 [1] - 行星滚柱丝杠作为线性执行器核心部件当前成本较高，加工工艺尚未定型，存在磨车铣轧四种加工路线 [1] - 减速器和轴承加工工艺相对成熟，未来降本主要依靠规模化和结构设计 [1] 传动系统技术发展趋势 - 丝杠、减速器和轴承等传动系统硬件具有相似的机加工技术基因，行业参与者可相互跨界 [2] - 未来具备技术优势、客户优势和资本优势等多重竞争优势的厂商更具竞争力 [2] - 国内主关节传动以旋转执行器为主，主要因价格敏感和轻工业场景需求，负载能力多在20kg以内 [5] - 工业场景倾向于采用负载能力强、精度高的线性执行器，家庭服务场景更注重轻量化和安全性 [6] 灵巧手传动技术 - 灵巧手传动呈现丝杠+腱绳混合传动趋势，特斯拉Gen3灵巧手采用三级传动方案 [8] - 丝杠在灵巧手中价值量不断提升，但考虑重量和成本因素，预计未来将维持混合传动方案 [8] 线性执行器发展现状 - 截至2024年，中国线性执行器相关专利申请6796件，超过旋转执行器的3324件 [9] - 2022年行星滚柱丝杠市场中，国外制造商占据64%份额，国内厂商南京工艺和博特精工各占8%左右 [9] - 复合设计和材料优化成为新趋势，包括执行器结构轻量化设计和柔性执行器开发 [10] 减速器技术比较 - 旋转执行器方案差异主要在减速器选择，TSA/SEA方案使用谐波减速器，准直驱方案使用行星减速器 [11] - 谐波减速器在传动比、精度方面优势明显，但成本较高，在Optimus成本中约占7.42% [14] - 2024年绿的谐波营收3.9亿元，谐波减速器销量24.7万台，在工业机器人等领域进展明显 [16] - 2022年中国行星减速器市场中，日本新宝以20.4%市占率居首，科峰智能占11.7% [16] 丝杠技术分析 - 丝杠分为滑动丝杠和滚动丝杠两大类，滚动丝杠又分为滚珠丝杠和滚柱丝杠 [18] - 行星滚柱丝杠制造分为丝杠、小滚柱、螺母加工，难度依次递增，精加工有磨削、车削、铣削、轧制四种工艺 [21] - 磨削加工精度最高但效率低，车削效率较高但对刀具要求高，铣削效率与精度协同，轧制法效率最高但精度最低 [25] - 人形机器人丝杠精度要求C5级，对应误差18微米，与滚动轴承精度要求相仿 [40] 轴承技术特点 - 轴承在人形机器人价值量占比约5%，可分为滚子轴承、球轴承和滑动轴承等 [31] - 2022年全球轴承市场中，滚动轴承占比86.14%，八大国际厂商占据约75%市场份额 [34] - 滚动轴承技术壁垒高，需要高精度加工技术和复杂热处理，资本密集属性明显 [35]