人性机器人高壁垒环节:行星滚柱丝杠市场格局梳理
一:丝杠概览
丝杠是将电机的旋转运动转化为直线运动的机械部件。
工作原理：电机通过联轴器带动丝杠轴转动，丝杠轴上的螺母在螺纹驱动下实现直线往复运动，从而将电机旋转力矩转化为直线驱动力。
主流丝杠方案包括梯形、滚珠、行星滚柱三类：
（1）梯形丝杠
由丝杠和螺母组成，结构简单，成本低，传动效率及精度不高，应用范围较广：机床、农机、工程机械、电梯、自动化产线等。
（2）滚珠丝杠
在丝杠和螺母间装入滚珠作为中间传动件，从而减小运动摩擦。
滚珠丝杠工艺复杂、成本较高，主要用于高精密传动领域，包括机器人、机床、航空航天、半导体设备、医疗设备等。
（3）行星滚柱丝杠
滚柱、滚珠丝杠的主要区别是采用螺纹滚柱代替滚珠，提供更多的接触点，从而提升了负载、刚度、使用寿命、转速、加速度等机械性能。
行星滚柱丝杠工艺复杂、技术壁垒较高，当前综合成本较高，尚处于产业成长期。
人形机器人关节用于实现机器人运动和动作控制，主要包括旋转关节、线性关节：
（1）旋转关节：包括无框力矩电机、谐波减速器、力矩传感器、编码器、轴承等部件。
（2）线性关节：包括无框力矩电机/步进电机、行星滚柱丝杠、力矩传感器、编码器、轴承等部件。
特斯拉Optimus直线关节共选用14个行星滚柱丝杠：大臂2个、小臂4个、大腿4个、小腿4个；使用的是瑞士GSA的RGTI 12.8。
目前人形机器人用行星滚柱丝杠成本较高，后续降本路径较大。
全球方面，市场集中度较高，几家头部厂商占据主要市场份额，包括：
瑞士GSA、瑞士Rollvis、瑞典Ewellix（舍弗勒旗下）、德国Rexroth（博世力士乐）、美国CMC等。
（1）瑞士GSA：全球第一，GSA+Rollvis合计全球市占率大于50%。
（2）瑞士Rollvis：全球第二，已由GSA于2016年并购。
（3）瑞典Ewellix：全球第三，由德国舍弗勒集团于2022年收购。
国内方面，行星滚柱丝杠进口占比约8成，Rollvis、GSA、Ewellix、Rexroth市场份额占比26%、26%、14%、12%，国产替代空间较大。
目前具备量产能力的仅有南京工艺、博特精工等少数几家；处于验证、试产、送样阶段的国内厂商包括：北特科技、贝斯特、双林股份、五洲新春、江苏雷利、震裕科技。
北特科技：主营汽车零部件、空调压缩机业务。人形机器人用行星滚柱丝杠，具体包括螺母、滚柱、丝杆、齿圈等部件，目前处于送样阶段。
双林股份：汽车零部件供应商。人形机器人滚柱丝杠已完成研发，目前样件制作推进中。
五洲新春：轴承、汽车零配件制造商。人形机器人方面，已开发灵巧手微型丝杠、线性执行器行星滚柱丝杠等产品。
贝斯特：主营涡精密零部件、直线运动部件。人形机器人领域，布局滚珠/滚柱丝杠副；自主研发标准式/反转式行星滚柱丝杠等。
江苏雷利：微特电机国内领先企业。子公司鼎智科技的滚珠丝杆、行星滚柱丝杆处于样机测试、客户送样阶段。
震裕科技：精密模具解决方案供应商。目前建有行星滚柱丝杠样品线，正打中试线生产方案（每日100套设计产能）。
