【原创【�/font>人形机器人精密制造之一体化关节：旋转vs直线

中国粉体网讯当前各类人形机器人产品在驱动器技术上存在多种方案，不同方案的选择往往是应用场景和制造成本之间权衡的结果。目前人形机器人关节以旋转和直线驱动器为主、�/p>

旋转关节是实现多自由度转动的核心执行部件，本质是将电机的高速低扭矩转化为关节所需的低速高扭矩，同时通过传感与控制实现精准定位与动态平衡。旋转关节以“电�?减速器”为核心架构，适配肩、髋、腰、腕、颈等部位，支撑机器人完成前伸、外展、扭转、摆动等拟人动作，电驱动一体化方案是当前主流、�/p>

线性关节是将电机的旋转运动转换为直线运动输出，具有较好的支撑性能和承重性能，主要用于高负载且运动旋转角度较小的场景，例如膝部、肘部，脚踝等部位、�/p>

来源：傅立叶智能官网，国海证券研究所

从成本来看，旋转执行器中，谐波减速器、扭矩传感器、无框力矩电机成本占比相对较高、�/p>

来源：国海证券研究所

线性执行器中，行星滚柱丝杠、力传感器、无框力矩电机的成本占比较高、�/p>

来源：国海证券研究所

旋转执行器的核心优势体现在多功能适配、空间设计、成本效益与技术成熟度四大维度，可适配肩、髋等大角度旋转关节，在非紧凑空间中布局限制小，大规模生产时成本优于线性执行器，其伺服电机+减速器的经典工业级方案传动效率�?0%，可靠性突出；但该执行器也存在明显短板，仅能实现旋转运动，无法适配直线运动关节，且因高减速比设计，相同功率密度下输出速度和通频带偏低，动态特性弱于行星减速器关节、液压驱动方式，难以完成高动态运动、�/p>

来源：绿的谐波招股书，国海证券研究所

线性执行器则在精度刚度、耐冲击性、能量效率和空间利用率上表现亮眼，相比较旋转执行器，线性执行器中的行星滚柱丝杠通过预压螺母的形式，易实现传动零背隙，利于上肢精巧平稳操作。线性执行器可以纵向布局在手臂或腿部，最大限度利用躯干内部空间，可布置体积更大、推动力更大电机、�/p>

行星滚珠丝杠 来源：国海证券研究所

由于自锁特性，关节端无法通过电流环的方式感知外力，在做力控时必须依靠关节端额外加装的力传感器，导致线性执行器系统集成度偏低，成本较高。目前特斯拉采用的RVI（反向行星滚柱丝杠）构型，加工工艺难度大、�/p>

旋转执行器与线性执行器并非绝对的优劣对立，而是各有适配场景、互补共生的关系，旋转执行器凭借成熟的技术、较高的成本效益，成为人形机器人多自由度旋转关节的主流选择，支撑机器人完成基础拟人动作；线性执行器则凭借高精度、高刚度等优势，在高负载、高精度要求的直线运动关节中发挥不可替代的作用，二者的合理搭配的是当前人形机器人实现灵活动作与稳定运行的关键、�/p>

未来，随着减速器、丝杠等核心零部件加工工艺的升级、成本的优化，以及系统集成技术的突破，两类执行器将进一步弥补自身短板，推动人形机器人在不同应用场景下的落地普及，而技术方案的选择仍将围绕应用需求与成本控制的核心诉求，实现性能与经济性的最优平衡、�/p>

参考来溏�

国海证券《人形机器人专题4：变革前夜：旋转vs直线，关节模组还有哪些机会？《�/p>

(中国粉体网编辑整�?月明)

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