“这枚丝杠的研发难度,不亚于在头发丝上雕刻《兰亭集序》。”双林股份常务副总经理张子盛拿起手边的行星滚柱丝杠样品,向上海证券报记者说道。
行星滚柱丝杠被视为人形机器人的“关节”与“肌腱”,用于实现旋转与直线运动的转换。其应用于人形机器人关节驱动和运动控制,如手臂、腿部以及灵巧手等,是实现精准移动和稳定支撑的重要部件。记者从产业链人士处获悉,按照当前的价格标准,在一台人形机器人中,丝杠的价值量占比约为20%。
目前双林股份、五洲新春等多家上市公司已纵向切入行星滚柱丝杠业务,但该赛道尚属蓝海阶段,头部供应商尚未形成。与人形机器人本体厂商一样,供应链还处于小规模试错、“投石问路”阶段。但是,随着人形机器人的生产节奏渐趋明确,在尺寸与性能之间实现更好平衡、成本更低的丝杠产品,有望获得更大竞争优势。
人形机器人所用丝杠有何不同?
从设计结构而言,丝杠分为滑动丝杠、滚珠丝杠、滚柱丝杠等,多数产品在汽车制造、自动化生产线上已有成熟应用。其中,凭借高精度、高承载和长寿命的特性,行星滚柱丝杠成为人形机器人关节控制的核心部件。
与作为汽车部件相比,用于人形机器人的行星滚柱丝杠,在研发上有何不同考量?有产业链人士表示,人形机器人关节需承受数万次高频运动循环,对丝杠抗疲劳性的要求,是汽车部件的数倍以上。
张子盛则认为,作为人形机器人零部件的丝杠抗疲劳性不是当下最紧迫的问题,行业目前还在解决从0到1的问题,零部件寿命、抗疲劳性属于从1到100的问题。追求人形机器人能连续工作1个小时还是10个小时,当下意义并不大。只要定义了产品相应的标准,供应商可以从材料、结构等不同角度进行验证,选择符合应用场景的需求。
张子盛表示,人形机器人关节空间受限,需在极小体积内实现高负载、高精度传动。因此,行星滚柱丝杠要更加注重尺寸与性能之间的平衡,要在有限的尺寸下输出力量、转速、扭矩。
技术提升之余,行星滚柱丝杠的价格也明显下探。据记者了解,得益于设计与制造技术、设备技术上的突破,行星滚柱丝杠的报价在一年之内从上万元降至三位数。
“用于人形机器人的丝杠,我们目前还是停留在做样件的阶段。但我们做样件的同时,一定要考虑到量产之后,价格能不能满足本体厂商的需求。成本决定了终端产品的价格,以及能否被B端客户、C端消费者所接受。”前述产业链人士说道。
上市公司竞相入局
长期以来,行星滚柱丝杠被海外企业垄断,但这一现状正在逐步改变。记者梳理发现,已有多家国内汽车零部件上市公司通过自研、股权收购等方式,相继切入行星滚柱丝杠赛道。
近日,双林股份推出自主研发的反向式行星滚柱丝杠。反向式设计突破了传统丝杠的传动限制,在大幅提升负载能力、转速及寿命的同时,降低了量产成本。测试显示,该款丝杠在性能上实现了显著提升,其承载能力较滚珠丝杠提升300%,使用寿命延长3倍。
震裕科技此前透露,公司已建成一条用于生产机器人线性关节核心组件——行星滚柱丝杠的样品生产线,并正在打通行星滚柱丝杠中试线全自动生产及装配的工艺流程,以及配套的全自动在线检测功能。
在丝杠领域,五洲新春日前官宣了一笔巨额投资。2月28日,公司公告称,拟与新昌高新技术产业园区管理委员会、新昌县高创控股集团有限公司签订《投资协议》,拟投资生产行星滚柱丝杠、微形滚珠丝杠、汽车转向系统丝杠、刹车驻车系统丝杠、悬挂减震系统丝杠、通用机器人专用轴承等产品,项目计划总投资约15亿元,总用地约100亩。
浙江荣泰则通过对外收购的方式,切入新赛道。2月14日,公司公告称,拟通过股权转让、增资等方式,从而实现合计持有狄兹精密51%的股权。狄兹精密属于机械传动和自动化技术领域,专注于滚珠丝杠、行星滚柱丝杠、车用丝杠、电缸、直线模组、精密对位平台等研发、生产和销售。
多家上市公司竞相布局的背后,也透露出一大趋势——国内厂商的市占率有望得到明显提升。目前,中国厂商仅占国内高端滚珠丝杠市场的5%,中端市场的份额为30%。东北证券认为,近年来,国内滚动功能部件产品性能稳步提升、进步显著,与海外差距或加速收窄,国产滚珠丝杠在中高端应用场景的使用比例显著提升。
随着人工智能技术和机器人技术的加速迭代,人形机器人将从概念走向大规模商业化落地,丝杠作为核心部件,不仅承担着驱动机器人躯干、四肢及灵巧手等关键部件的任务,还以高精度、高效率和高稳定性的特性提升其整体性能。据东北证券预计,到2030年,人形机器人领域中丝杠的市场需求有望达到500多亿元,其需求规模是传统工业母机市场的10倍以上。