內(nèi)容概要：絲杠是實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)化的精密傳動(dòng)部件，主要應(yīng)用于傳動(dòng)和控制系統(tǒng)中，廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、制造設(shè)備、機(jī)器人、精密儀器等領(lǐng)域。從發(fā)展歷程來(lái)看，我國(guó)起步較晚，主要聚焦在中低端產(chǎn)品，而高端產(chǎn)品因具有較高的壁壘，與海外巨頭有較大差距。預(yù)計(jì)未來(lái)隨著國(guó)家政策的支持，絲杠行業(yè)國(guó)產(chǎn)化率將不斷提高。作為核心傳動(dòng)部件的絲杠，是人形機(jī)器人的重要組成部分，預(yù)計(jì)未來(lái)隨著人形機(jī)器人的快速發(fā)展，絲杠發(fā)展空間將不斷擴(kuò)大。

關(guān)鍵詞：絲杠、滾珠絲杠、人形機(jī)器人

一、行業(yè)壁壘較高，滾珠絲杠產(chǎn)需缺口較大

絲杠是實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)化的精密傳動(dòng)部件，主要應(yīng)用于傳動(dòng)和控制系統(tǒng)中，廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、制造設(shè)備、機(jī)器人、精密儀器等領(lǐng)域。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，絲杠可分為滾珠絲杠、行星滾柱絲杠和梯形絲杠。其中，滾珠絲杠由螺母、螺紋絲杠、滾珠構(gòu)成，通過(guò)內(nèi)置滾珠的滾動(dòng)摩擦實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，具有摩擦小、精度高等優(yōu)勢(shì)；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，通過(guò)滾柱與絲杠、螺母間的螺紋嚙合來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)；梯形絲杠由螺母和螺紋絲杠構(gòu)成，主要依靠滑動(dòng)摩擦進(jìn)行傳動(dòng)，價(jià)格低廉，但導(dǎo)程精度、傳動(dòng)效率等性能較差，一般用于工作要求低的場(chǎng)景，目前已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代。由于絲杠對(duì)精度、強(qiáng)度、耐磨性、可靠性等方面具有較高的要求，這就需要成熟的加工工藝、先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備、高質(zhì)量的原材料來(lái)支撐，絲杠行業(yè)具有較高的壁壘。

1、滾珠絲杠供需缺口較大，高端國(guó)產(chǎn)化率較低

滾珠絲杠起源于19世紀(jì)末，1940年美國(guó)首先將滾珠絲杠用于汽車轉(zhuǎn)向裝置上，使其正式商品化。1952年，第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問(wèn)世，為滾珠絲杠專業(yè)化生產(chǎn)提供動(dòng)力。1970年，歐美各大廠商各類型行星滾柱絲杠產(chǎn)品成熟。當(dāng)前，滾珠絲杠逐漸向“高速度、高精度和高可靠性傳動(dòng)”演進(jìn)，高端市場(chǎng)主要份額由歐美品牌所占據(jù)。國(guó)內(nèi)絲杠起步較晚，20世紀(jì)50年代才開始開展大量滾珠絲杠相關(guān)研究，1964年研制出我國(guó)第一套滾珠絲杠副。在國(guó)家政策的大力支持下，我國(guó)滾珠絲杠快速發(fā)展，1991年國(guó)產(chǎn)制造標(biāo)準(zhǔn)已完全與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌。當(dāng)前，我國(guó)中低檔產(chǎn)品已接近持平海外同類競(jìng)品，而高端產(chǎn)品與海外巨頭仍有顯著差距，這也就導(dǎo)致高端產(chǎn)品對(duì)國(guó)外依賴程度較高。預(yù)計(jì)未來(lái)隨著國(guó)家政策的大力支持，絲杠國(guó)產(chǎn)化率將不斷提升。

由于滾珠絲杠生產(chǎn)壁壘較高，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)滾珠絲杠制造商數(shù)量稀少，市場(chǎng)供給量較少。但是，滾珠絲杠作為一種高精密傳動(dòng)部件，在工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)器人、航空航天等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，這使得市場(chǎng)需求量較大。2022年，中國(guó)滾珠絲杠產(chǎn)量將達(dá)到1100萬(wàn)套，需求量將達(dá)到1555萬(wàn)套，仍處于供不應(yīng)求的局面，行業(yè)供需缺口仍然較大。預(yù)計(jì)未來(lái)隨著國(guó)內(nèi)高端裝備制造的推進(jìn)，行業(yè)持續(xù)加大技術(shù)研發(fā)力度，滾珠絲杠生產(chǎn)能力將得到快速釋放，行業(yè)市場(chǎng)需求量也將得到滿足。

相關(guān)報(bào)告：智研咨詢發(fā)布的《中國(guó)絲杠行業(yè)市場(chǎng)全景調(diào)研及發(fā)展趨向研判報(bào)告》

據(jù)統(tǒng)計(jì)，在中端市場(chǎng)中，中國(guó)大陸企業(yè)占據(jù)一定的市場(chǎng)份額，達(dá)30%，但在高端市場(chǎng)中，中國(guó)大陸企業(yè)僅占5%，而力士樂、THK、NSK等德日廠商基本壟斷國(guó)內(nèi)高端滾珠絲杠市場(chǎng)，表明國(guó)內(nèi)在加工制造水平、生產(chǎn)規(guī)模等方面都顯著落后海外龍頭企業(yè)，國(guó)產(chǎn)替代空間廣闊。近年來(lái)，隨著國(guó)產(chǎn)高端滾珠絲杠性能不斷提升，疊加價(jià)格優(yōu)勢(shì)，高端滾珠絲杠國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程持續(xù)推進(jìn)。

2、行星滾柱絲杠應(yīng)用范圍廣泛，與滾珠絲杠相比優(yōu)勢(shì)更多

行星滾柱絲杠結(jié)構(gòu)與滾珠絲杠相似，是將滾珠替換為具有螺紋結(jié)構(gòu)的滾柱，而絲桿和螺母結(jié)構(gòu)基本相似。行星滾柱絲杠在主螺紋絲杠的周圍，行星布置安裝了6-8個(gè)螺紋滾柱小絲杠，利用電機(jī)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為絲杠或螺母的直線運(yùn)動(dòng)。行星滾柱絲杠上游環(huán)節(jié)包括合金結(jié)構(gòu)鋼、馬氏體不銹鋼等原材料，以及絲杠、螺母等核心零部件；中游根據(jù)滾柱相對(duì)于絲杠和螺母的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，行星滾柱絲杠可分為標(biāo)準(zhǔn)式、反向式、循環(huán)式、差動(dòng)式和軸承環(huán)式五種。其中，標(biāo)準(zhǔn)式是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的類型，主要用于精密機(jī)床、機(jī)器人、軍工裝備等領(lǐng)域；反向式用于航空、航天、船舶、電力等領(lǐng)域；循環(huán)式用于醫(yī)療器械、光學(xué)精密儀器等領(lǐng)域；差動(dòng)式用于傳動(dòng)比較大、承載能力較高的應(yīng)用場(chǎng)合；軸承環(huán)式主要適用于高承載、高效率等場(chǎng)合重型機(jī)械等領(lǐng)域。

與滾珠絲杠相比，行星滾柱絲杠優(yōu)勢(shì)更加明顯。在承載能力方面，由于滾柱與絲杠接觸面積大，且所有滾柱同時(shí)參與嚙合成線接觸，在相同絲杠直徑下，行星滾柱絲杠要比滾珠絲杠承載能力更高。在節(jié)省空間方面，行星滾柱絲杠安裝空間緊湊，相同負(fù)載下比滾珠絲杠節(jié)省三分之一的空間。在傳統(tǒng)效率方面，行星滾柱絲杠采用滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦，傳動(dòng)效率最高可到90%。此外，還有速度和加速度特性好、定位精度高、工作壽命和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。

3、梯形絲杠傳動(dòng)效率較低，已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代

梯形絲杠結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要由絲杠和螺母組成，安裝簡(jiǎn)單方便，但精度較低，剛性較差。與滾珠絲杠相比，梯形絲杠沒有滾珠，螺母和絲杠之間的運(yùn)動(dòng)完全依靠機(jī)械接觸產(chǎn)生滑動(dòng)，屬于滑動(dòng)摩擦，所以梯形絲杠也叫滑動(dòng)絲杠。梯形絲杠的傳動(dòng)效率大約在15%-85%，與上述兩種絲杠相比傳動(dòng)效率較低，具有耐磨性能好、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)要求較低的場(chǎng)景，如機(jī)械、自動(dòng)化、消費(fèi)品等領(lǐng)域，目前已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代。

二、人形機(jī)器人快速發(fā)展，進(jìn)一步打開絲杠潛在發(fā)展空間

人形機(jī)器人是指一種旨在模仿人類外觀和行為的機(jī)器人，尤其特指具有和人類相似肌體的種類。隨著科技的不斷進(jìn)步，人形機(jī)器人逐漸走進(jìn)并改變著我們的生活方式。截至目前，人形機(jī)器人已取得顯著的進(jìn)展，已經(jīng)從早期的概念驗(yàn)證到今天的商業(yè)化應(yīng)用。早期，通過(guò)采用生物仿真學(xué)原理，實(shí)現(xiàn)更接近人類運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人；隨后人形機(jī)器人的感知能力不斷提高，使其能夠很好地理解和應(yīng)對(duì)周圍環(huán)境；然后，人形機(jī)器人的智能化程度越來(lái)越高，能夠處理較為復(fù)雜的任務(wù)和學(xué)習(xí)新技能；最后，一些公司開始將人形機(jī)器人引入商業(yè)領(lǐng)域，并在一些市場(chǎng)中實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

特斯拉人形機(jī)器人進(jìn)展迅速，2021年8月特斯拉發(fā)布了人形機(jī)器人的概念；次年10月就正式亮相人形機(jī)器人Optimus；2023年3月，人形機(jī)器人取得新進(jìn)展，能夠插拔插頭、使用電動(dòng)工具；2023年5月展示更多的機(jī)器人前進(jìn)的畫面，并展示電機(jī)扭矩控制、環(huán)境探測(cè)與記憶、雙手復(fù)雜任務(wù)等能力；2023年9月，在控制能力和執(zhí)行能力方面取得新進(jìn)展；2023年10月，完成“世界上最大扭矩和功率密度的執(zhí)行器”。

人形機(jī)器人是通過(guò)傳動(dòng)部件來(lái)驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)身、手臂和手腕的運(yùn)動(dòng)，因此絲杠是人形機(jī)器人的重要組成部分。根據(jù)Tesla AI Day的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，以特斯拉Optimus為例，在2023年人形機(jī)器人核心零部件價(jià)值量占比中，絲杠占比達(dá)到14%；2030年絲杠占比增加2個(gè)百分點(diǎn)至16%，絲杠占比不斷提升。

從全球范圍來(lái)看，人形機(jī)器人已有商業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景預(yù)期落地，如美國(guó)1X technologies公司與ADT commercial公司共同研發(fā)的人形機(jī)器人EVE目前已成功應(yīng)用于巡邏安保場(chǎng)景；Digit主要應(yīng)用于倉(cāng)儲(chǔ)物流環(huán)節(jié)，包括卸載貨車、搬運(yùn)箱子、管理貨架等，預(yù)計(jì)將于2025年全面上市。在中國(guó)，2023年12月，樂聚與深開鴻攜手推出的國(guó)內(nèi)首款基于開源鴻蒙的人形機(jī)器人，該機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)任務(wù)作業(yè)、規(guī)劃導(dǎo)航等功能，同時(shí)還可以完成復(fù)雜地形自主行走、持續(xù)連續(xù)跳躍等運(yùn)動(dòng)。據(jù)悉，該款機(jī)器人已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化落地，第一批訂單已陸續(xù)開始交付。未來(lái)，在政策、資本以及技術(shù)多維度賦能下，人形機(jī)器人市場(chǎng)的潛力有望被加速釋放。根據(jù)GGII數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)到2030年全球人形機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到200億美元；中國(guó)有望達(dá)到50億美元。隨著人形機(jī)器人的快速發(fā)展，作為核心傳動(dòng)部件的絲杠也將迎來(lái)快速放量，絲杠未來(lái)發(fā)展?jié)摿薮蟆?

以上數(shù)據(jù)及信息可參考智研咨詢（www.szxuejia.com）發(fā)布的《中國(guó)絲杠行業(yè)市場(chǎng)全景調(diào)研及發(fā)展趨向研判報(bào)告》。智研咨詢是中國(guó)領(lǐng)先產(chǎn)業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)，提供深度產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、商業(yè)計(jì)劃書、可行性研究報(bào)告及定制服務(wù)等一站式產(chǎn)業(yè)咨詢服務(wù)。您可以關(guān)注【智研咨詢】公眾號(hào)，每天及時(shí)掌握更多行業(yè)動(dòng)態(tài)。