机器人行业灵巧手研究系列：丝杠配套量有望持续提升，机器人带来海量增长空间.docx

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内容目录

一、数量：0到22个，机器人单手丝杠数量跃升 5

特斯拉必威体育精装版方案单手丝杠约17-22个 5

微型丝杠可能采用行星滚珠或者行星滚柱丝杠两类 8

二、手部丝杠渗透率提升是大势所趋，丝杠+腱绳复合方案呈现加乘效应 8

传统传动：腱绳+连杆传动为行业主流，连杆传动具有精度、负载力、成本优势 8

传动装置是灵巧手性能的重要决定因素，腱绳已应用于Okada、DLR等灵巧手中 8

腱绳传动：具有可远距离传动、自适应性抓取的优点，广泛应用于空间环境 9

连杆传动：具有精度高、承载力强、成本低的优点，未来发展空间广阔 10

新型传动：微型丝杠唤醒传动新生，微型丝杠+腱绳复合传动有望成为灵巧手主流 12

微型丝杠+腱绳复合传动有已应用于Optimus灵巧手中，有望成为未来主流方案 12

滚珠丝杠：利用滚珠减小摩擦力，精度、平稳度、使用寿命大幅提高 13

行星滚柱丝杠：以滚柱代替滚珠进行传动，实现滚动丝杠承载力等各方面性能的跃升 15

价格探析：行星滚柱丝杠单价价格约2000元，国产化和市场扩容有望打破价格壁垒 17

三、微型丝杠上下游产业链投资机会广阔，金属路线性价比高 18

金属路线：目前市面主流技术路线,KGG、新剑传动均采用金属材料 18

金属材料：国产轴承钢技术已实现一定突破，但与国外轴承钢仍有差距 18

加工工艺：目前丝杠加工工艺路线以车铣磨或冷锻+磨削为主 19

生产设备：丝杠加工设备仍以进口为主，国产丝杠加工设备存在“卡脖子”难题 20

粉末冶金也是丝杠加工中的一种重要技术 21

塑料路线：灵巧手轻量化重要实现路径，具有抗腐蚀性、高温稳定性等优势 23

PEEK材料：性能优异的工程塑料，助力轻量化突破 23

加工工艺：包括注塑成型、热压成型、模压成型等成型方法，注塑成型效率最高 23

生产设备：注塑机为关键加工设备，海天国际、伊之密为主要供应商 23

陶瓷路线：轻量化+高强度+耐磨损新型材料，可实现灵巧手使用寿命的延长 24

陶瓷材料：灵巧手微型丝杠的理想材料，已在汽车、机械等领域通过实践检验 24

加工工艺：分为压制法、注射法及流延法三种类型，压制成型具有成型速度快、精度高等优势 24

生产设备：高温、气氛烧结炉为关键生产设备，首钢股份、山东钢铁等公司可提供优质产品 25

四、相关标的 26

微型丝杠加工与维护难度比普通丝杠更大 26

微型丝杠竞争格局：国外少数大型公司主导，国内追赶速度较快 27

舍弗勒通过收购优质行星滚柱丝杠厂商垄断了全球供应 29

浙江荣泰：拟收购精密丝杠生产商狄兹精密51?股权，布局人形机器人等领域 29

诺仕机器人成功研发目前全行业最小滚柱丝杠 31

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五洲新春：主业轴承与丝杠底层原理相通，已布局微型滚柱丝杠 31

五、投资建议 32

六、风险提示 32

图表目录

图表1：人手共有24个自由度 5

图表2：除手腕和手掌外，人手共21个自由度 5

图表3：灵巧手自由度最高已达24个 5

图表4：特斯拉灵巧手自由度有提升趋势 7

图表5：单个主动自由度=1个微型电机+1个滚柱丝杠+1个腱绳 7

图表6：电机驱动+腱绳（复合丝杠等）传动+触觉（复合其他传感器）是主流发展方向 7

图表7：微型滚柱丝杠因更大的承载力，适合放置于灵巧手大拇指 8

图表8：灵巧手已逐步形成了腱绳、连杆、齿轮三种主要传动模式 8

图表9：灵巧手通过模仿人手肌腱进行传动 9

图表10：腱绳可远距离传动、传动效率高、可自适应抓取 9

图表11：主流的腱绳传动方案包括N型、N+1型、2N型三种 10

图表12：腱绳传动是目前灵巧手中应用最广泛的传动方式 10

图表13：RobonautHand等空间环境灵巧手采用腱绳驱动 10

图表14：连杆传动多采用平面四杆机构传动 11

图表15：连杆传动负载力强、精度高、生产成本低 11

图表16：连杆传动目前应用相对较少，但优势明显 11

图表17：因时机器人采用直线驱动+空间连杆传动方式 11

图表18：尺寸小型化、感知灵敏化和动作拟人化是灵巧手未来发展趋势 12

图表19：微型丝杠+腱绳传动有望成为灵巧手主流方案 12

图表20：复合传动的方案已应用于Optimus灵巧手中 12

图表21：微型丝杠与腱绳的复合传动呈现加乘效应 13

图表22：丝杠可分为梯形丝杠、滚珠丝杠和行星滚柱丝杠三种类型 13

图表23：滚珠丝杠副由丝杠、