人形机器人制造或迎爆发期，丝杠等部件将从中受益

文/中国机床工具工业协会

【内容摘要】： 人形机器人产业链可以分为上中下游三个层次：上游主要是零部件和软件系统供应商；中游是人形机器人本体的制造商；下游则是人形机器人的终端应用市场。其中，可谓机器人核心零部件的主要包括精密减速机、交流伺服电机和控制器。同时，与机器人行动密切相关的滚珠丝杠将在各类机器人中大量使用，市场空间有望大幅提升。

有数据显示，2022年我国机器人产业营业收入继续保持两位数增长；2023年上半年，工业机器人、服务机器人产量分别同比增长5.4%和9.6%。2023年初，工信部等17部门联合印发的《“机器人+”应用行动实施方案》提出，到2025年，制造业机器人密度较2020年实现翻番，服务机器人、特种机器人行业应用深度和广度显著提升。另有报道显示，在8月中旬闭幕的2023世界机器人大会召开同期，《北京市促进机器人产业创新发展的若干措施》政策出台，提出设立100亿元机器人产业基金、组建人形机器人创新中心等多项产业支持政策。报道同时认为，人形机器人是底层算法“大脑+小脑”+硬件“body（躯干）”的集合体，硬件部分已经拥有机床部件成熟度的支撑，软件问题将被AI指数级迭代逐步解决，现阶段样机迭代处于最后冲刺阶段及量产前夕。人形机器人三大应用场景主要是工业制造、商用服务和家庭陪伴。

在政策驱动和市场需求带动下，国产人形机器人赛道正在发生微秒变化，入局者数量大增。有业内人士分析认为，目前人形机器人的技术进展和产业化速度明显超预期，已进入快速迭代升级的加速发展期。近期有多家国产人形机器人厂商公布了未来销售规划或落地场景，并有不少上市公司公开对市场披露在人形机器人布局方面的进展。

8月29日晚间，天奇股份公告披露，将和优必选设立合资公司，专注于汽车领域应用的人形机器人，首台样机交付时间将不晚于12月底。8月28日下午，上海临港经济发展（集团）有限公司（简称临港集团）与上海智元新创技术有限公司（简称智元机器人）举行战略合作签约仪式，双方将借助“生态共建”策略，促进机器人产业链各环节的合作。拓普集团也在其半年报中透露，已设立机器人事业部，研发人形机器人相关部件。宇数科技历时6个月推出人形机器人“H1”，预计于2023年第4季度对外发售。达闼双足人形机器人XR-4（单机60余个自由度），将在2024年正式发布。傅利叶GR-1（单机40个自由度）预计2023年底量产发售。博实股份发布公告称，他们与哈工大联手开发人形机器人，目标将成本控制在20万元以内，未来有望执行底盘装配、外观检测、物料搬运等任务，落地于汽车制造厂、3C精密制造厂等工业领域。

人形机器人产业加速发展，也为新兴零部件的发展和国产替代提供了机遇。源于机床工具行业的减速器、滚珠丝杠副等国产零部件供应商或将从中受益。

人形机器人产业链可以分为上中下游三个层次：上游主要是零部件和软件系统供应商，包括电机、关节、传感器、控制器、操作系统等；中游是人形机器人本体的制造商，负责将各个零部件组装成完整的机器人产品；下游则是人形机器人的终端应用市场，包括医疗、教育、救灾救援、公共安全、生产制造、家庭陪护等多个领域。其中，可谓机器人核心零部件的主要包括精密减速机、交流伺服电机和控制器。同时，与机器人行动密切相关的滚珠丝杠将在各类机器人中大量使用，市场空间有望大幅提升。据介绍，特斯拉人形机器人Optimus整体躯干共有28个关节执行器，其中线性执行器和旋转执行器各14个，分布于肘部、腕部和腿部的3种线性执行器均配置滚柱丝杠。

人形机器人大多采用反向式行星滚柱丝杠。正常行星滚柱丝杠通过丝杠旋转带动螺母实现轴向运动，而反向式通过驱动螺母带动丝杠轴向运动，其难度在于：（1）螺母加工难度高：通常加工普通螺母里的内螺纹滚道时，采用砂轮中间穿一根杆子的办法，通过杆子的弯折，将砂轮送进内部，并磨削内部螺旋沟道。但反向式行星滚柱丝杠上的螺母比较长，螺母越长，杆子和螺母越容易出现碰撞干涉；（2）人形机器人所用行星滚柱丝杠比普通产品规格小很多，丝杠越小加工难度也就越高。相应的，对于加工设备也提出更高要求。

人形机器人所用的减速器以谐波减速器为主，行星减速器或为替补。精密减速器主要用于机器人各个关节，负责将伺服电机输出的高速运转动力转化为低转速、高转矩的运动，决定机器人的精度和负载。一般传动减速器控制精度低，可满足机械设备基本的动力传动需求。精密减速器精度较高、使用寿命长，更加可靠稳定。

有鉴于此，机床工具企业可密切关注人形机器人领域的发展动向及部件、设备需求，及时为其提供适用的核心零部件以及制造部件的机床装备。