人形机器人核心传动部件丝杠行业深度剖析：国产化前景展望（16页）.pptx

核心提要

u核心壁垒在于精加工设备，未来硬车应用有望扩大：

定义及应用。丝杠是一种通过螺母、滚柱、丝杆等零部件将旋转运动转换为直线运动的机构，在人形机器人中主要应用于直线执行器，分布于全身大臂、小臂、大腿和小腿等14个部位。

分类。丝杠按照结构原理可以分为滚柱、滚珠、滑动三种类型，其中反向式行星滚柱丝杠承载高、体积小、精度高、寿命长，因此特斯拉人形机器人主要用反向式行星滚柱丝杠。

核心壁垒。丝杠壁垒主要在于螺母内螺纹精加工环节，目前磨削为主流技术路线，对应高精度磨床设备（中高端以外资为主），未来硬车工艺有望凭借效率高、能耗低等优势逐步扩大应用范围。

u人形机器人丝杠市场快速扩容，国产替代未来可期：

市场空间预测。2025年特斯拉人形机器人将实现从0到1量产，根据我们测算，2025年和2030年全球人形机器人市场规模分别有望达到1.4亿元和249.5亿元，2025-2030年全球人形机器人CAGR有望达到182%。

竞争格局。从海外和国内竞争格局来看，中高端丝杠设备的主要供应商主要为日本、德国等外资厂商，国内厂商规模、工艺与外资厂商相比仍有一定差距，主要系外资供应商加工技术布局较早，技术成熟，产品类型丰富。

人形机器人浪潮带来丝杠国产替代机遇。人形机器人丝杠和汽车、机床丝杠的结构、精度、大小不同，我们认为未来人形机器人的量产是一场对丝杠技术的全新革命，有望间接缩短外资厂商和内资厂商之间的技术差距。此外未来人形机器人量产后或将将重心向规模化降本转移，与外资厂商相比，内资厂商具备人力成本低、国产设备采购价格低、工艺迭代速度快等多种优势，未来有望紧抓人形机器人产业化机遇，快速实现国产替代。

目录

01核心壁垒在于精加工设备，未来硬车应用有望扩大02人形机器人丝杠市场快速扩容，国产替代未来可期

01核心壁垒在于精加工设备，未来硬车应用有望扩大

1.1、特斯拉人形机器人执行器与丝杠分布

n特斯拉人形机器人有28个执行器，其中线性执行器搭载行星滚柱丝杠。根据特斯拉2022AIDAY，特斯拉人形机器人全身28个执行器（14个线性执行器+14个旋转执行器），旋转执行器=无框力矩电机+谐波减速器+扭矩传感器+编码器，直线执行器=无边框力矩电机+行星滚柱丝杠+力传感器+编码器，其中14个线性执行器分布在大臂（2）、小臂（4）、大腿（4）、小腿（4），对应14个行星滚柱丝杠。

图：特斯拉六种型号执行器（旋转+线性）图：特斯拉人形机器人直线执行器内部结构

1.2、丝杠是将旋转运动转换为直线运动的机构

n定义：行星滚柱丝杠是一种通过螺母、滚柱、丝杆等零部件将旋转运动转换为直线运动的机构。

n组成结构：标准滚柱丝杠（PRS）主要由几个关键组件构成：丝杆、滚柱、螺母三个主要部件以及直齿、内齿圈、滚柱保持架和弹簧挡圈等辅助部件。其中，丝杆设计为牙型角90°的多头螺纹；滚柱则是具有相同牙型角的单头螺纹设计；螺母内部具备与丝杠头数和牙型相匹配的内螺纹。

n工作原理：由电机带动旋转的丝杠利用摩擦转矩驱动滚柱转动，继而将丝杠的回转运动转换为螺母的直线往复运动。

图：行星滚柱丝杠结构示意图

图：行星滚柱丝杠实物图

1.2、丝杠具备传动效率高、精度高、传动可逆性等特点

n丝杠作为负责将电机旋转运动转化为直线传动的传动精密件，具备摩擦小、精度高、刚度高、传动可逆性等特点：

摩擦损失小、传动效率高。由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝杠螺母之间有很多滚珠在做滚动运