前言：
行星滾柱絲杠作為人形機(jī)器人重要精密傳動(dòng)零部件，隨著人形機(jī)器人逐步放量，行星滾柱絲杠市場(chǎng)的天花板也將打開(kāi)。但當(dāng)前我國(guó)行星滾柱絲杠行業(yè)整體國(guó)產(chǎn)率較低，市場(chǎng)主要有國(guó)外企業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位。預(yù)計(jì)隨著近年國(guó)內(nèi)企業(yè)積極布局行星滾柱絲杠產(chǎn)品，未來(lái)有望通過(guò)提升產(chǎn)品性能提高市占率。而當(dāng)下，由于承載能力是行星滾柱絲杠的重要性能之一，因此亟需實(shí)現(xiàn)核心技術(shù)創(chuàng)新。
一、行業(yè)相關(guān)定義、分類及產(chǎn)業(yè)鏈圖解
根據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《中國(guó)??行星滾柱絲杠???行業(yè)現(xiàn)狀深度研究與投資前景分析報(bào)告（2025-2032年）》顯示，行星滾柱絲杠是指將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)單元為絲杠及螺母之間的滾柱。行星滾柱絲杠主要由絲杠、滾柱、螺 母、內(nèi)齒圈、保持架和彈性擋圈組成，融合了行星減速器和絲杠的原理，轉(zhuǎn)變?yōu)榫€/面接觸的形式， 性能顯著優(yōu)于滾珠絲杠，但設(shè)計(jì)、加工、設(shè)備采購(gòu)難度高。
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行星滾柱絲杠根據(jù)滾柱相對(duì)于絲杠和螺母的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，可以分成標(biāo)準(zhǔn)式行星滾柱絲杠、反向式行星滾柱絲杠、循環(huán)式行星滾柱絲杠、軸承環(huán)式行星滾柱絲杠和差動(dòng)式行星滾柱絲杠五種。這五種行星滾柱絲杠的應(yīng)用場(chǎng)景不同，標(biāo)準(zhǔn)式是目前應(yīng)用最廣泛的類型， 能夠?qū)崿F(xiàn)較大行程，適用于環(huán)境惡劣、高負(fù)載、高速等場(chǎng)合，主要應(yīng)用于精密機(jī)床、機(jī)器人、軍 工裝備等領(lǐng)域。
行星滾柱絲杠分類及其特點(diǎn)&使用場(chǎng)景
| 類型 | 特點(diǎn)&使用場(chǎng)景 |
| 標(biāo)準(zhǔn)式行星滾柱絲杠 | 是一種高精度大負(fù)載的設(shè)計(jì)，可以提供穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)扭矩，絲杠多應(yīng)用于大負(fù)載，高速及高加速度應(yīng)用。滾柱和螺母上的特殊齒輪使絲杠即使在惡劣環(huán)境下也能保持良好的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 |
| 反向式行星滾柱絲杠 | 滾柱不沿絲杠進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)，其行程運(yùn)動(dòng)是在螺母的內(nèi)螺紋。這一設(shè)計(jì)通過(guò)較小的導(dǎo)程實(shí)現(xiàn)更高的額定負(fù)載，從而降低驅(qū)動(dòng)扭矩。更緊湊的尺寸使直接導(dǎo)向成為可能。齒輪設(shè)計(jì)于滾柱和絲杠之間，可以提供更平順?lè)€(wěn)定的同步旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 |
| 循環(huán)式行星滾柱絲杠 | 滾柱是導(dǎo)向在一個(gè)托架中，其運(yùn)動(dòng)方式由一套凸輪來(lái)控制，此設(shè)計(jì)結(jié)合極高的定位精度，分辨率和剛度并且同時(shí)保證極高的負(fù)載力。適用于高精度，中低速運(yùn)行。 |
| 軸承環(huán)式行星滾柱絲杠 | 適用于承載能力要求極高的工作場(chǎng)景。增加滾子軸承、端蓋、殼體等部件，承載能力大，在高負(fù)載的情況下，大大減少磨損率，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高。 |
| 差動(dòng)式行星滾柱絲杠 | 具備差動(dòng)運(yùn)動(dòng)，可以獲得比一般行星滾柱絲杠更小的導(dǎo)程，當(dāng)應(yīng)用于機(jī)電作動(dòng)器時(shí)，在其他條件不變的情況下，可以獲得更大的減速比，且因其緊湊的結(jié)構(gòu)可以使機(jī)電作動(dòng)器具有更高的功率體積比和功率質(zhì)量比，更適應(yīng)高速重載的工作場(chǎng)合。 |
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行星滾柱絲杠產(chǎn)業(yè)鏈由上游原材料與零部件供應(yīng)、中游行星滾柱絲杠制造、下游多應(yīng)用領(lǐng)域構(gòu)成。在上游環(huán)節(jié)，行星滾柱絲杠中絲杠選用的材料多為合金結(jié)構(gòu)鋼，螺母和滾柱選用的材料為高碳鉻軸承鋼；零部件包括絲杠、螺母等關(guān)鍵部件。下游應(yīng)用場(chǎng)景涵蓋了多個(gè)行業(yè)，從汽車、石油天然氣、醫(yī)療器械到光學(xué)儀器、機(jī)器人、自動(dòng)化和機(jī)床設(shè)備等。
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二、政策助力行業(yè)加快發(fā)展
近年來(lái)國(guó)家有關(guān)部門為推動(dòng)行星滾柱絲杠行業(yè)加快發(fā)展，積極頒布了一系列相關(guān)政策。例如2023 年，工信部頒發(fā)《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》中提出，到 2025 年，人形機(jī)器人創(chuàng)新體系初步建立，“大腦、小腦、肢體”等一批關(guān)鍵技術(shù)取得突破，確保核心部組件安全有效供給。而人形機(jī)器人對(duì)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)的精度、響應(yīng)速度和可靠性要求極高，行星滾柱絲杠作為關(guān)鍵傳動(dòng)部件，需在負(fù)載能力、效率、壽命等方面實(shí)現(xiàn)技術(shù)升級(jí)。因此這一政策為包括行星滾柱絲杠在內(nèi)的核心零部件技術(shù)發(fā)展提供了重要的政策支持和發(fā)展機(jī)遇。
行星滾柱絲杠相關(guān)政策
| 政策文件 | 主要內(nèi)容 |
| 《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和 2035 年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》 | 培育先進(jìn)制造業(yè)集群，推動(dòng)集成電路、航天航空、船舶與海洋工程裝備、機(jī)器人、先進(jìn)軌道交通裝備、先進(jìn)電力裝備、工程機(jī)械、高端數(shù)控機(jī)床、醫(yī)藥及醫(yī)療設(shè)備等產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。 |
| 《關(guān)于加快培育發(fā)展制造業(yè)優(yōu)質(zhì)企業(yè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》 | 加大基礎(chǔ)零部件、基礎(chǔ)電子元器件、基礎(chǔ)軟件、基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)工藝、高端儀器設(shè)備、集成電路、網(wǎng)絡(luò)安全等領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)、產(chǎn)品、裝備公關(guān)和示范應(yīng)用。 |
| 《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》 | 到 2025 年，供給能力明顯增強(qiáng)，智能制造裝備和工業(yè)軟件市場(chǎng)滿足率分別超過(guò)70%、和 50%，培育 150 家以上專業(yè)水平高、服務(wù)能力強(qiáng)的智能制造系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商。 |
| 《關(guān)于深化電子電器行業(yè)管理制度改革的意見(jiàn)》 | 發(fā)揮政府投資基金引領(lǐng)作用，鼓勵(lì)地方投資基金和社會(huì)資本投資，著力培育行業(yè)優(yōu)質(zhì)企業(yè)，支持產(chǎn)業(yè)鏈“鏈主”企業(yè)、制造業(yè)單項(xiàng)冠軍企業(yè)和“專精特新”中小企業(yè)發(fā)展。 |
| 《智能檢測(cè)裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2023-2025 年）》 | 到 2025 年，智能檢測(cè)技術(shù)基本滿足用戶領(lǐng)域制造工藝需求，核心零部件、專用軟件和整機(jī)裝備供給能力顯著提升，重點(diǎn)領(lǐng)域智能檢測(cè)裝備示范帶動(dòng)和規(guī)模應(yīng)用成效明顯，產(chǎn)業(yè)生態(tài)初步形成，基本滿足智能制造發(fā)展需求 |
| 《關(guān)于推動(dòng)鑄造和鍛壓行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》 | 到 2025 年，鑄造和鍛壓行業(yè)總體水平進(jìn)一步提高，保障裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全穩(wěn)定的能力明顯增強(qiáng)。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)更趨合理，產(chǎn)業(yè)布局與生產(chǎn)要素更加協(xié)同。 |
| 《制造業(yè)可靠性提升實(shí)施意見(jiàn)》 | 重點(diǎn)提升工業(yè)母機(jī)用滾珠絲杠、導(dǎo)軌、主軸、轉(zhuǎn)臺(tái)等機(jī)械器件，農(nóng)業(yè)機(jī)械及工業(yè)機(jī)器人的關(guān)鍵專用基礎(chǔ)零部件和高端軸承、精密齒輪、高強(qiáng)度緊固件、高性能密封件等通用基礎(chǔ)零部件的可靠性水平。 |
| 《人形機(jī)器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見(jiàn)》 | （1）推動(dòng)實(shí)施人形機(jī)器人創(chuàng)新工程；（2）聚焦人形機(jī)器人專用傳感器，突破視、聽(tīng)、力、嗅等高精度傳感關(guān)鍵技術(shù)；（3）聚焦 3C、汽車等制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域，在典型制造場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)深度應(yīng)用；（4）開(kāi)發(fā)基于人工智能大模型的人形機(jī)器人“大腦”；（5）到 2025 年，人形機(jī)器人創(chuàng)新體系初步建立，“大腦、小腦、肢體”等一批關(guān)鍵技術(shù)取得突破，確保核心部組件安全有效供給。 |
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三、目前市場(chǎng)規(guī)模較小，在整個(gè)絲杠市場(chǎng)中僅占據(jù)4%的份額
雖然自2014年我國(guó)行星滾柱絲杠快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)大型生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)逐漸提升。但當(dāng)前受限于制造工藝難度高，生產(chǎn)設(shè)備有限，我國(guó)行星滾柱絲杠還沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用，尚處于產(chǎn)業(yè)早期，行業(yè)總體市場(chǎng)規(guī)模較低，在整個(gè)絲杠市場(chǎng)中僅占據(jù)4%的份額。
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目前，我國(guó)本土行星滾柱絲杠企業(yè)產(chǎn)品布局較為稀缺，在導(dǎo)程精度、最大動(dòng)載荷、最大靜載荷等性能方面與國(guó)外同規(guī)格產(chǎn)品存在差距。在導(dǎo)程精度方面，全球行星滾柱絲杠領(lǐng)先企業(yè)載導(dǎo)程精度方面能 夠?qū)崿F(xiàn) G1-G5 全覆蓋，而中國(guó)缺乏能夠達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè);在最大動(dòng)載荷、最大靜載荷方面，國(guó)內(nèi)的行星滾柱絲杠產(chǎn)品顯著低于國(guó)外同規(guī)格產(chǎn)品，而承載能力是行星滾柱絲杠的重要性能之一， 亟需實(shí)現(xiàn)核心技術(shù)創(chuàng)新。
四、人形機(jī)器人將打開(kāi)市場(chǎng)空間
行星滾柱絲杠是人形機(jī)器人重要精密傳動(dòng)零部件。如特斯拉Optimus在肘部、手腕、髖部、膝蓋、腳踝共計(jì)使用14個(gè)反向式行星滾柱絲杠。雖然在價(jià)值占比方面未有官方數(shù)據(jù)，但根據(jù)對(duì)其各部位拆解對(duì)比，行星滾柱絲杠在整個(gè)人形機(jī)器人中占比約為8%-10%，是目前人形機(jī)器人關(guān)鍵的降本環(huán)節(jié)。因此從價(jià)格角度看，人形機(jī)器人逐步放量能打開(kāi)行星滾柱絲杠市場(chǎng)天花板，使用量提高攤低制造成本的同時(shí)，也可能帶來(lái)未來(lái)產(chǎn)業(yè)入局者的增加并進(jìn)一步壓低產(chǎn)品價(jià)格。根據(jù)相關(guān)預(yù)測(cè)，假設(shè)人形機(jī)器人（以特斯拉人形機(jī)器人為代表）使用 14 個(gè)行星滾柱絲杠，考慮規(guī)模生產(chǎn)、技術(shù)更新迭代等因素，均價(jià)逐年下降，預(yù)計(jì)人形機(jī)器人年產(chǎn)量為 5 萬(wàn)臺(tái)、100 萬(wàn)臺(tái)、500 萬(wàn)臺(tái)全球行星滾柱絲杠市場(chǎng)規(guī)模分別為 16.25 億元、171.36 億元、667.80億元。
行星滾柱絲杠市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)
| 指標(biāo) | 人形機(jī)器人產(chǎn)量 5 萬(wàn)臺(tái)/年 | 人形機(jī)器人產(chǎn)量 100 萬(wàn)臺(tái)/年 | 人形機(jī)器人產(chǎn)量 500 萬(wàn)臺(tái)/年 |
| 單機(jī)用量（個(gè)） | 14 | 14 | 14 |
| 行星滾柱絲杠均價(jià)（元/套） | 2322 | 1224 | 954 |
| 行星滾珠絲杠需求量（萬(wàn)個(gè)） | 70 | 1400 | 7000 |
| 全球行星滾柱絲杠市場(chǎng)規(guī)模（億元） | 16.25 | 171.36 | 667.8 |
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五、國(guó)產(chǎn)率較低，未來(lái)有望通過(guò)提升產(chǎn)品性能提高市占率
當(dāng)前我國(guó)行星滾柱絲杠行業(yè)整體國(guó)產(chǎn)率較低，市場(chǎng)主要有國(guó)外企業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位。有相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2022 年我國(guó)行星滾柱絲杠市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)化率為 19%。在該市場(chǎng)上，國(guó)外龍頭制造商 Rollvis、GSA 占據(jù)著前三的位置，占分別為26%、26%；我國(guó)本土行星滾柱絲杠廠商合計(jì)市場(chǎng)份額占比為 19%，其中以南京工藝、 博特精工為代表，市場(chǎng)份額均為 8%?？梢?jiàn)相比之下，我國(guó)大陸廠商南京工藝、濟(jì)寧博特在產(chǎn)品性能 上與境外頭部廠商仍有差距。但近年國(guó)內(nèi)企業(yè)積極布局行星滾柱絲杠產(chǎn)品，未來(lái)有望通過(guò)提升產(chǎn)品性能提高市占率。
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