特斯拉的人形機器人Optimus使用1:14行星滾柱螺桿。在 10 月 1 日的 Tesla AI Day 上，人形 Optimus 原型機使用行星滾柱螺桿和諧波減速器作為可選的線性關節解決方案。根據官網的渲染圖，Optimus原型機使用了14個諧波減速器和14個行星滾柱螺桿。這行星滾柱螺桿本次推出的傳動單元設計超乎預期，引起市場廣泛關注。
圖 1：可選配行星滾柱螺桿的 Optimus
新一代線性驅動分支，行星滾柱螺槓，已在全球高精度領域中得到應用，結合了螺旋運動和行星運動，具有較高的整體性能要求。相比滾珠螺桿相同尺寸的，行星滾柱螺桿具有「重載、高效、高速、長壽命」的特點，已在海外軍工和高端民用市場大規模應用。行星滾柱螺桿用於航空航天、武器裝備、核電和其他特殊應用。例如飛機起落架、直升機懸吊發射器等。根據統計，2021年全球行星滾柱螺桿2.3億美元，未來五年複合成長率5.7%，人形機器人或為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性
全球行星滾柱螺桿滲透率持續擴大：
► 對於滾珠螺桿更換：無需回球器，避免了噪音問題。此外，行星滾柱螺桿具有更多的嚙合點，可在惡劣的操作條件下提供更好的剛度和承載能力。在工具機等領域，行星滾柱螺桿由於其更小的引線長度和更高的負載而一直受到青睞；在機器人、自動化等領域，電動缸因其響應速度快等優點而逐漸被採用。
► 液壓傳動的替代方案：液壓傳動需要液壓幫浦、液壓閥等。行星滾柱螺桿，總體積減小，避免漏油問題，拆卸維護簡單。在工程機械領域，透過行星滾柱螺桿來取代大負載液壓系統，可以有效實現電子控制，更換方便。在新能源汽車領域，液壓煞車被機電煞車系統（EMB）取代，以實現更快的響應。
根據Persistence市場研究，預計2012年至2020年全球行星滾柱螺桿市場將以4.8%的複合年增長率成長至2.3億美元，約15.2億元人民幣。自2020年起，隨著新能源需求的不斷增加，Persistence市場研究預計2020年至2025年市場將以5.7%的複合年增長率成長，達到3.3億美元，約合20.1億元人民幣。
針對不同的應用環境，全球行星滾柱螺桿結構在標準型的基礎上衍生出了四種派別：
► 反向型：螺帽為主動件，螺桿為輸出件，無內齒圈。最大的優點是結構緊湊，適合小行程工作場景。
► 循環式：去掉內圈，再加回（凸輪環結構），滾輪可在螺帽內旋轉一週後回到原位。透過增加螺紋數量，使其具有更高的剛度能力，用於醫療器材、光學精密儀器等。
► 軸承套圈式：增加殼體、端蓋、圓柱滾子軸承等零件，大幅提升承載能力，應用於重型機械、石化等領域，製造成本較高。
►差速式：滾輪為分段環槽結構，去除內齒圈，適用於傳動較大的場合。但在運動過程中，螺紋會滑動，在大負荷的情況下容易磨損。
美國是目前最大的需求國行星滾柱螺桿全球範圍內，其次是德國和英國，這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，或帶來更多可能性。 2022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銷售，我們相信人形機器人可望為工業化注入意外之財行星滾柱螺桿.
發佈時間：2023年5月26日
