我国行星滚柱丝杠行业：人形机器人将打开市场空间目前亟需实现核心技术创新

2025-02-25 09:47

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前言：

行星滚柱丝杠作为人形机器人重要精密传动零部件，随着人形机器人逐步放量，行星滚柱丝杠市场的天花板也将打开。但当前我国行星滚柱丝杠行业整体国产率较低，市场主要有国外企业占据主导地位。预计随着近年国内企业积极布局行星滚柱丝杠产品，未来有望通过提升产品性能提高市占率。而当下，由于承载能力是行星滚柱丝杠的重要性能之一，因此亟需实现核心技术创新。

一、行业相关定义、分类及产业链图解

根据观研报告网发布的《中国‌‌行星滚柱丝杠‌‌‌行业现状深度研究与投资前景分析报告（2025-2032年）》显示，行星滚柱丝杠是指将旋转运动转化为直线运动，传动单元为丝杠及螺母之间的滚柱。行星滚柱丝杠主要由丝杠、滚柱、螺母、内齿圈、保持架和弹性挡圈组成，融合了行星减速器和丝杠的原理，转变为线/面接触的形式，性能显著优于滚珠丝杠，但设计、加工、设备采购难度高。

行星滚柱丝杠是指将旋转运动转化为直线运动，传动单元为丝杠及螺母之间的滚柱。行星滚柱丝杠主要由丝杠、滚柱、螺母、内齿圈、保持架和弹性挡圈组成，融合了行星减速器和丝杠的原理，转变为线/面接触的形式，性能显著优于滚珠丝杠，但设计、加工、设备采购难度高。

资料来源：公开资料，观研天下整理

行星滚柱丝杠根据滚柱相对于丝杠和螺母的运动关系，可以分成标准式行星滚柱丝杠、反向式行星滚柱丝杠、循环式行星滚柱丝杠、轴承环式行星滚柱丝杠和差动式行星滚柱丝杠五种。这五种行星滚柱丝杠的应用场景不同，标准式是目前应用最广泛的类型，能够实现较大行程，适用于环境恶劣、高负载、高速等场合，主要应用于精密机床、机器人、军工装备等领域。

行星滚柱丝杠分类及其特点&使用场景

类型	特点&使用场景
标准式行星滚柱丝杠	是一种高精度大负载的设计，可以提供稳定的驱动扭矩，丝杠多应用于大负载，高速及高加速度应用。滚柱和螺母上的特殊齿轮使丝杠即使在恶劣环境下也能保持良好的运动状态。
反向式行星滚柱丝杠	滚柱不沿丝杠进行轴向运动，其行程运动是在螺母的内螺纹。这一设计通过较小的导程实现更高的额定负载，从而降低驱动扭矩。更紧凑的尺寸使直接导向成为可能。齿轮设计于滚柱和丝杠之间，可以提供更平顺稳定的同步旋转运动。
循环式行星滚柱丝杠	滚柱是导向在一个托架中，其运动方式由一套凸轮来控制，此设计结合极高的定位精度，分辨率和刚度并且同时保证极高的负载力。适用于高精度，中低速运行。
轴承环式行星滚柱丝杠	适用于承载能力要求极高的工作场景。增加滚子轴承、端盖、壳体等部件，承载能力大，在高负载的情况下，大大减少磨损率，但其结构复杂，制造成本高。
差动式行星滚柱丝杠	具备差动运动，可以获得比一般行星滚柱丝杠更小的导程，当应用于机电作动器时，在其他条件不变的情况下，可以获得更大的减速比，且因其紧凑的结构可以使机电作动器具有更高的功率体积比和功率质量比，更适应高速重载的工作场合。

资料来源：公开资料，观研天下整理

行星滚柱丝杠产业链由上游原材料与零部件供应、中游行星滚柱丝杠制造、下游多应用领域构成。在上游环节，行星滚柱丝杠中丝杠选用的材料多为合金结构钢，螺母和滚柱选用的材料为高碳铬轴承钢；零部件包括丝杠、螺母等关键部件。下游应用场景涵盖了多个行业，从汽车、石油天然气、医疗器械到光学仪器、机器人、自动化和机床设备等。

资料来源：公开资料，观研天下整理

二、政策助力行业加快发展

近年来国家有关部门为推动行星滚柱丝杠行业加快发展，积极颁布了一系列相关政策。例如2023 年，工信部颁发《人形机器人创新发展指导意见》中提出，到 2025 年，人形机器人创新体系初步建立，“大脑、小脑、肢体”等一批关键技术取得突破，确保核心部组件安全有效供给。而人形机器人对关节驱动的精度、响应速度和可靠性要求极高，行星滚柱丝杠作为关键传动部件，需在负载能力、效率、寿命等方面实现技术升级。因此这一政策为包括行星滚柱丝杠在内的核心零部件技术发展提供了重要的政策支持和发展机遇。

行星滚柱丝杠相关政策

政策文件	主要内容
《国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要》	培育先进制造业集群，推动集成电路、航天航空、船舶与海洋工程装备、机器人、先进轨道交通装备、先进电力装备、工程机械、高端数控机床、医药及医疗设备等产业创新发展。
《关于加快培育发展制造业优质企业的指导意见》	加大基础零部件、基础电子元器件、基础软件、基础材料、基础工艺、高端仪器设备、集成电路、网络安全等领域关键技术、产品、装备公关和示范应用。
《“十四五”智能制造发展规划》	到 2025 年，供给能力明显增强，智能制造装备和工业软件市场满足率分别超过70%、和 50%，培育 150 家以上专业水平高、服务能力强的智能制造系统解决方案供应商。
《关于深化电子电器行业管理制度改革的意见》	发挥政府投资基金引领作用，鼓励地方投资基金和社会资本投资，着力培育行业优质企业，支持产业链“链主”企业、制造业单项冠军企业和“专精特新”中小企业发展。
《智能检测装备产业发展行动计划（2023-2025 年）》	到 2025 年，智能检测技术基本满足用户领域制造工艺需求，核心零部件、专用软件和整机装备供给能力显著提升，重点领域智能检测装备示范带动和规模应用成效明显，产业生态初步形成，基本满足智能制造发展需求
《关于推动铸造和锻压行业高质量发展的指导意见》	到 2025 年，铸造和锻压行业总体水平进一步提高，保障装备制造业产业链供应链安全稳定的能力明显增强。产业结构更趋合理，产业布局与生产要素更加协同。
《制造业可靠性提升实施意见》	重点提升工业母机用滚珠丝杠、导轨、主轴、转台等机械器件，农业机械及工业机器人的关键专用基础零部件和高端轴承、精密齿轮、高强度紧固件、高性能密封件等通用基础零部件的可靠性水平。
《人形机器人创新发展指导意见》	（1）推动实施人形机器人创新工程；（2）聚焦人形机器人专用传感器，突破视、听、力、嗅等高精度传感关键技术；（3）聚焦 3C、汽车等制造业重点领域，在典型制造场景实现深度应用；（4）开发基于人工智能大模型的人形机器人“大脑”；（5）到 2025 年，人形机器人创新体系初步建立，“大脑、小脑、肢体”等一批关键技术取得突破，确保核心部组件安全有效供给。

资料来源：公开资料，观研天下整理

三、目前市场规模较小，在整个丝杠市场中仅占据4%的份额

虽然自2014年我国行星滚柱丝杠快速发展，国内大型生产企业技术逐渐提升。但当前受限于制造工艺难度高，生产设备有限，我国行星滚柱丝杠还没有得到广泛应用，尚处于产业早期，行业总体市场规模较低，在整个丝杠市场中仅占据4%的份额。

数据来源：公开数据，观研天下整理

目前，我国本土行星滚柱丝杠企业产品布局较为稀缺，在导程精度、最大动载荷、最大静载荷等性能方面与国外同规格产品存在差距。在导程精度方面，全球行星滚柱丝杠领先企业载导程精度方面能够实现 G1-G5 全覆盖，而中国缺乏能够达到这一标准的企业;在最大动载荷、最大静载荷方面，国内的行星滚柱丝杠产品显著低于国外同规格产品，而承载能力是行星滚柱丝杠的重要性能之一，亟需实现核心技术创新。

四、人形机器人将打开市场空间

行星滚柱丝杠是人形机器人重要精密传动零部件。如特斯拉Optimus在肘部、手腕、髋部、膝盖、脚踝共计使用14个反向式行星滚柱丝杠。虽然在价值占比方面未有官方数据，但根据对其各部位拆解对比，行星滚柱丝杠在整个人形机器人中占比约为8%-10%，是目前人形机器人关键的降本环节。因此从价格角度看，人形机器人逐步放量能打开行星滚柱丝杠市场天花板，使用量提高摊低制造成本的同时，也可能带来未来产业入局者的增加并进一步压低产品价格。根据相关预测，假设人形机器人（以特斯拉人形机器人为代表）使用 14 个行星滚柱丝杠，考虑规模生产、技术更新迭代等因素，均价逐年下降，预计人形机器人年产量为 5 万台、100 万台、500 万台全球行星滚柱丝杠市场规模分别为 16.25 亿元、171.36 亿元、667.80亿元。

行星滚柱丝杠市场规模预测

指标	人形机器人产量 5 万台/年	人形机器人产量 100 万台/年	人形机器人产量 500 万台/年
单机用量（个）	14	14	14
行星滚柱丝杠均价（元/套）	2322	1224	954
行星滚珠丝杠需求量（万个）	70	1400	7000
全球行星滚柱丝杠市场规模（亿元）	16.25	171.36	667.8

资料来源：公开资料，观研天下整理

五、国产率较低，未来有望通过提升产品性能提高市占率

当前我国行星滚柱丝杠行业整体国产率较低，市场主要有国外企业占据主导地位。有相关数据显示，2022 年我国行星滚柱丝杠市场国产化率为 19%。在该市场上，国外龙头制造商 Rollvis、GSA 占据着前三的位置，占分别为26%、26%；我国本土行星滚柱丝杠厂商合计市场份额占比为 19%，其中以南京工艺、博特精工为代表，市场份额均为 8%。可见相比之下，我国大陆厂商南京工艺、济宁博特在产品性能上与境外头部厂商仍有差距。但近年国内企业积极布局行星滚柱丝杠产品，未来有望通过提升产品性能提高市占率。