人形機器人制造或迎爆發(fā)期，絲杠等部件將從中受益

文/中國機床工具工業(yè)協(xié)會(huì )

【內容摘要】： 人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈可以分為上中下游三個(gè)層次：上游主要是零部件和軟件系統供應商；中游是人形機器人本體的制造商；下游則是人形機器人的終端應用市場(chǎng)。其中，可謂機器人核心零部件的主要包括精密減速機、交流伺服電機和控制器。同時(shí)，與機器人行動(dòng)密切相關(guān)的滾珠絲杠將在各類(lèi)機器人中大量使用，市場(chǎng)空間有望大幅提升。

有數據顯示，2022年我國機器人產(chǎn)業(yè)營(yíng)業(yè)收入繼續保持兩位數增長(cháng)；2023年上半年，工業(yè)機器人、服務(wù)機器人產(chǎn)量分別同比增長(cháng)5.4%和9.6%。2023年初，工信部等17部門(mén)聯(lián)合印發(fā)的《“機器人+”應用行動(dòng)實(shí)施方案》提出，到2025年，制造業(yè)機器人密度較2020年實(shí)現翻番，服務(wù)機器人、特種機器人行業(yè)應用深度和廣度顯著(zhù)提升。另有報道顯示，在8月中旬閉幕的2023世界機器人大會(huì )召開(kāi)同期，《北京市促進(jìn)機器人產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新發(fā)展的若干措施》政策出臺，提出設立100億元機器人產(chǎn)業(yè)基金、組建人形機器人創(chuàng )新中心等多項產(chǎn)業(yè)支持政策。報道同時(shí)認為，人形機器人是底層算法“大腦+小腦”+硬件“body（軀干）”的集合體，硬件部分已經(jīng)擁有機床部件成熟度的支撐，軟件問(wèn)題將被AI指數級迭代逐步解決，現階段樣機迭代處于最后沖刺階段及量產(chǎn)前夕。人形機器人三大應用場(chǎng)景主要是工業(yè)制造、商用服務(wù)和家庭陪伴。

在政策驅動(dòng)和市場(chǎng)需求帶動(dòng)下，國產(chǎn)人形機器人賽道正在發(fā)生微秒變化，入局者數量大增。有業(yè)內人士分析認為，目前人形機器人的技術(shù)進(jìn)展和產(chǎn)業(yè)化速度明顯超預期，已進(jìn)入快速迭代升級的加速發(fā)展期。近期有多家國產(chǎn)人形機器人廠(chǎng)商公布了未來(lái)銷(xiāo)售規劃或落地場(chǎng)景，并有不少上市公司公開(kāi)對市場(chǎng)披露在人形機器人布局方面的進(jìn)展。

8月29日晚間，天奇股份公告披露，將和優(yōu)必選設立合資公司，專(zhuān)注于汽車(chē)領(lǐng)域應用的人形機器人，首臺樣機交付時(shí)間將不晚于12月底。8月28日下午，上海臨港經(jīng)濟發(fā)展（集團）有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)臨港集團）與上海智元新創(chuàng )技術(shù)有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)智元機器人）舉行戰略合作簽約儀式，雙方將借助“生態(tài)共建”策略，促進(jìn)機器人產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節的合作。拓普集團也在其半年報中透露，已設立機器人事業(yè)部，研發(fā)人形機器人相關(guān)部件。宇數科技歷時(shí)6個(gè)月推出人形機器人“H1”，預計于2023年第4季度對外發(fā)售。達闥雙足人形機器人XR-4（單機60余個(gè)自由度），將在2024年正式發(fā)布。傅利葉GR-1（單機40個(gè)自由度）預計2023年底量產(chǎn)發(fā)售。博實(shí)股份發(fā)布公告稱(chēng)，他們與哈工大聯(lián)手開(kāi)發(fā)人形機器人，目標將成本控制在20萬(wàn)元以?xún)?，未?lái)有望執行底盤(pán)裝配、外觀(guān)檢測、物料搬運等任務(wù)，落地于汽車(chē)制造廠(chǎng)、3C精密制造廠(chǎng)等工業(yè)領(lǐng)域。

人形機器人產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展，也為新興零部件的發(fā)展和國產(chǎn)替代提供了機遇。源于機床工具行業(yè)的減速器、滾珠絲杠副等國產(chǎn)零部件供應商或將從中受益。

人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈可以分為上中下游三個(gè)層次：上游主要是零部件和軟件系統供應商，包括電機、關(guān)節、傳感器、控制器、操作系統等；中游是人形機器人本體的制造商，負責將各個(gè)零部件組裝成完整的機器人產(chǎn)品；下游則是人形機器人的終端應用市場(chǎng)，包括醫療、教育、救災救援、公共安全、生產(chǎn)制造、家庭陪護等多個(gè)領(lǐng)域。其中，可謂機器人核心零部件的主要包括精密減速機、交流伺服電機和控制器。同時(shí)，與機器人行動(dòng)密切相關(guān)的滾珠絲杠將在各類(lèi)機器人中大量使用，市場(chǎng)空間有望大幅提升。據介紹，特斯拉人形機器人Optimus整體軀干共有28個(gè)關(guān)節執行器，其中線(xiàn)性執行器和旋轉執行器各14個(gè)，分布于肘部、腕部和腿部的3種線(xiàn)性執行器均配置滾柱絲杠。

人形機器人大多采用反向式行星滾柱絲杠。正常行星滾柱絲杠通過(guò)絲杠旋轉帶動(dòng)螺母實(shí)現軸向運動(dòng)，而反向式通過(guò)驅動(dòng)螺母帶動(dòng)絲杠軸向運動(dòng)，其難度在于：（1）螺母加工難度高：通常加工普通螺母里的內螺紋滾道時(shí)，采用砂輪中間穿一根桿子的辦法，通過(guò)桿子的彎折，將砂輪送進(jìn)內部，并磨削內部螺旋溝道。但反向式行星滾柱絲杠上的螺母比較長(cháng)，螺母越長(cháng)，桿子和螺母越容易出現碰撞干涉；（2）人形機器人所用行星滾柱絲杠比普通產(chǎn)品規格小很多，絲杠越小加工難度也就越高。相應的，對于加工設備也提出更高要求。

人形機器人所用的減速器以諧波減速器為主，行星減速器或為替補。精密減速器主要用于機器人各個(gè)關(guān)節，負責將伺服電機輸出的高速運轉動(dòng)力轉化為低轉速、高轉矩的運動(dòng)，決定機器人的精度和負載。一般傳動(dòng)減速器控制精度低，可滿(mǎn)足機械設備基本的動(dòng)力傳動(dòng)需求。精密減速器精度較高、使用壽命長(cháng)，更加可靠穩定。

有鑒于此，機床工具企業(yè)可密切關(guān)注人形機器人領(lǐng)域的發(fā)展動(dòng)向及部件、設備需求，及時(shí)為其提供適用的核心零部件以及制造部件的機床裝備。