特斯拉的人形機器人擎天柱採用1:14行星滾柱螺桿10月1日特斯拉AI Day上，人形機器人擎天柱原型機採用了行星滾柱螺桿和諧波減速器作為可選的線性關節方案。根據官網渲染圖，一台擎天柱原型機使用了14個諧波減速器和14個行星滾柱螺桿。行星滾柱螺桿此次上市的傳動單元設計超出預期，受到市場廣泛關注。
圖 1：Optimus 可選配行星滾柱絲槓
新一代線性驅動分支，行星滾柱螺槓，目前已在全球高精度領域中廣泛應用，將螺旋運動和行星運動相結合，具有較高的整體性能要求。相比滾珠螺桿大小相同，行星滾柱螺桿具有「重型、高效、高速、長壽命」等特點，已在海外軍用及高端民用市場大規模應用。行星滾柱螺桿應用於航空航太、兵器製造、核電等特殊領域。例如，飛機起落架、直升機懸掛發射裝置等。此外，民用市場中也存在工具機、汽車ABS系統、石油化工等應用方面的需求。根據統計，2021年全球行星滾柱螺桿市場規模達2.3億美元，未來五年複合成長率達5.7%，人形機器人或將為該產業注入更多可能性。
市場空間：2025年全球預估3.3億美元，未來或充滿更多可能
全球行星滾柱螺桿滲透率持續擴大：
►對於滾珠螺桿替代產品：無需滾珠迴轉器，避免噪音問題。此外，行星滾柱螺桿嚙合點更多，在惡劣工況下具有更高的剛度和承載能力。在工具機和其他領域，行星滾柱螺桿因其導程較短、負載較大等特點而不斷受到青睞；在機器人、自動化等電動缸領域，因其響應速度快等特點而逐漸被採用。
► 液壓傳動的替代：液壓傳動需要液壓幫浦、液壓閥等。隨著行星滾柱螺桿，減小了總體積，避免了漏油問題，拆卸維護簡單。在工程機械領域，透過行星滾柱螺桿取代大負載液壓系統，可有效實現電子控制，易於更換。在新能源汽車領域，液壓煞車被電子機械煞車系統（EMB）取代，響應速度更快。
根據Persistence市場研究公司的數據，全球行星滾柱螺桿市場預計在2012年至2020年期間以4.8%的複合年增長率增長至2.3億美元，約合人民幣15.2億元。自2020年起，隨著新能源需求的不斷增長，Persistence市場研究公司預計，在2020年至2025年期間，市場規模將以5.7%的複合年增長率增長，達到3.3億美元，約合人民幣20.1億元。
為適應不同的應用環境，全球行星滾柱螺桿結構從標準型衍生出四種附加類型：
► 反向型：螺帽作為主動件，絲槓作為輸出件，無內齒圈。其最大優勢在於結構緊湊，適用於小行程工作場景。
► 循環式：移除內圈並新增回程（凸輪環結構），滾輪可在螺帽內旋轉一周，然後返回原位。透過增加螺紋數量，其剛度更高，可用於醫療器材、光學精密儀器等。
►軸承套圈型：增加殼體、端蓋、圓柱滾子軸承等零件，大幅度提高載重能力，應用於重型機械、石油化學等領域，製造成本較高。
► 差速式：滾輪為分段式環槽結構，去除了內齒圈，適用於傳動較大的場合。但在運動過程中，螺紋會產生滑動，在負荷較大的情況下容易磨損。
美國目前是行星滾柱螺桿全球範圍內，其次是德國和英國，三個地區合計佔整體市場的50%。特斯拉期待百萬級人形機器人，或將帶來更多可能。 2022年特斯拉AI Day，馬斯克希望在3-5年內實現人形機器人的規模化銷售，我們認為人形機器人可望為人工智慧產業化注入豐厚的利潤。行星滾柱螺桿.
發佈時間：2023年5月26日
