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2026微型丝杠技术壁垒:行星滚柱丝杠直径仅2mm,单手用量可达15个以上|五矿证券
五矿证券解析微型丝杠技术壁垒:诺仕机器人全球最微行星滚柱丝杠直径仅2mm,单手用量可达15-17个,行星滚柱丝杠承载力比滚珠丝杠高6-15倍,国产替代空间广阔。
 2026-07-29
 机械行业
 29页
61张图表
数据来源:
机械设备行业:灵巧手硬件的五大方向-250325(29页) 查看报告
微型丝杠是灵巧手实现精确运动控制的核心零部件。五矿证券研究报告指出,随着灵巧手自由度的提升,微型丝杠的需求弹性显著。参考ILDA手结构,每个手指对应3个微型丝杠,单手需要15个;R2手每自由度需要一个微型丝杠。诺仕机器人已研发出全球最微行星滚柱丝杠(直径仅2mm),微型丝杠工作环境精密、材料要求高,技术壁垒进一步提升。

微型丝杠——灵巧手精确运动的核心传动件

丝杠的作用是把旋转运动变为直线运动。蜗轮蜗杆也可以实现类似功能(特斯拉第一代灵巧手使用),但丝杠的精度高、传动效率高、稳定性好、噪音低,更适用于高精度传动设备。微型丝杠常与高精密减速器、高性能空心杯电机、传感器及伺服控制系统集成为微型伺服电动缸,实现驱控一体化,具有体积小、精度高、负载大等技术特点。因时机器人已实现微型伺服电缸的量产,这是其灵巧手最核心的零部件。

微型丝杠用量测算——单手15个起步

微型丝杠的用量取决于灵巧手的自由度数量和传动结构设计。参考ILDA手的连杆结构,每根手指对应3个微型丝杠,单手需要15个微型丝杠。参考R2手的绳驱结构,每主动自由度需要一个微型丝杠。假设一款灵巧手具备17个主动自由度,意味着至少需要17个微型丝杠。随着特斯拉等厂商将灵巧手自由度从11个向22个提升,微型丝杠的用量将同步增长,需求弹性显著。

滚珠丝杠VS行星滚柱丝杠——技术路线分化

微型丝杠主要以滚珠丝杠为主。参考ILDA、R2手结构,均采用滚珠丝杠。滚珠丝杠传动效率高(85%-95%),加工成本较低,是微型丝杠的主流选择。行星滚柱丝杠性能更好:相同丝杠直径下比滚珠丝杠承载力提高6-15倍;相同负载下节省1/3空间;转速可达6000r/min、直线速度2m/s以上;定位精度优于1μm;寿命比同类滚珠丝杠提高10倍以上。但行星滚柱丝杠制造难度更高、成本更贵。诺仕机器人已研发出全球最微行星滚柱丝杠(直径2mm、螺母直径6mm),因时机器人实现螺母直径10mm以内的量产。

制造工艺与精度要求

丝杠加工工艺有冷轧、旋风铣、硬车、砂轮磨削等。冷轧精度最低,一般不能满足精度要求;砂轮磨削精度最高,但生产效率低;硬车、旋风铣工艺牺牲一定精度但生产效率显著提升。丝杠在加工过程中需多次加工、时效处理、修磨中心孔等以提高精度。行星滚柱丝杠因空间形状复杂加工难度更高。微型丝杠由于尺寸小、工作环境精密,对材料要求特别高,通常采用高硬度的合金钢或不锈钢,需在长期使用中保持高精度和耐磨性。

竞争格局——国产替代空间广阔

行星滚柱丝杠此前以Rollvis、GSA、Ewellix(均为舍弗勒旗下公司)在国内占据主要市场,价格高昂且定制化,国产替代空间广阔。国内微型丝杠生产厂商包括诺仕机器人、因时机器人、新剑传动、KGG等。KGG可生产轴径4mm的行星滚柱丝杠(负载1000N)和轴径1.8mm的滚珠丝杠(C3/C5/C7精度可定制)。中国行星滚柱丝杠市场目前仍以海外品牌为主,本土企业正在快速追赶。建议关注具备热处理、精密机加工能力,布局行星滚柱丝杠和微型丝杠的五洲新春。
滚珠丝杠与行星滚柱丝杠性能对比
指标滚珠丝杠行星滚柱丝杠
承载力基准提高6-15倍
空间占用基准节省1/3空间
传动效率85%-95%可达90%
转速可达6000r/min
定位精度优于1μm
寿命基准提高10倍以上

微型丝杠的产业链价值

微型丝杠虽是小部件,但在灵巧手BOM中价值量占比突出。以单手17个微型丝杠、单价数百至数千元估算,单台人形机器人微型丝杠价值量可达万元级别。随着人形机器人量产推进,微型丝杠市场规模有望从目前的千万级跃升至数十亿级。技术壁垒(精密加工、材料处理、螺纹成型)保障了龙头企业的定价能力和客户粘性。
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