人形机器人专题:丝杠,线性传动核心部件,国产替代星辰大海

今天分享的是人形机器人系列深度研究报告:《人形机器人专题:丝杠,线性传动核心部件,国产替代星辰大海》。

(报告出品方:光大证券

报告共计:42

来源:人工智能学派

丝杠:高性能线性传动机构

特斯拉机器人 Optimus 躯干共有 28 个关节,旋转关节和直线关节各 14 个。每 个关节对应 1 个执行器,为满足大批量生产的需要,特斯拉最终选取了 6 类执行器应用于 28 个关节,6 类执行器中有 3 类旋转执行器,3 类线性执行器,其中线性执行器重量从 0.36kg~2.20kg 不等,推力分别为 500N,3900N 与 8000N, 配备反向式行星滚柱丝杠,具备效率高,紧凑性好、耐用性强等特点。

在线性执行器中,反向式行星滚柱丝杠负责将电机的旋转运动转换为直线运动。 相比其他直线机构,丝杠在承载能力、位置可控性、抗冲击性等多方面具备优势。

常见的丝杠产品包括滑动丝杠、滚珠丝杠、行星滚柱丝杠等。丝杠轴上有圆弧轮 廓,此轮廓在轴上按照一定的升角(导程角)盘旋在轴上,基本原理是,把丝杠 轴一端或者两端沿轴向固定,用电机驱动丝杠旋转,螺母就会沿丝杠轴线方向运 动。其中,滑动丝杠制造成本最低,结构简单,依靠螺母与丝杠之间的滑动推动 螺母运动,产生滑动摩擦;滚珠丝杠与行星滚柱丝杠将滑动摩擦改为滚动摩擦, 大大提高了传动效率。

滚珠丝杠较滑动丝杠更具优势

滚珠丝杠在丝杠与螺母上都磨有圆弧形的螺旋槽,两个圆弧形的螺旋槽对合后形成螺旋线滚道,丝杠被电机带动旋转时,滚珠在管道内做循环运动,并在螺旋槽 两端设有回旋引导装置,使滚珠循环流动。

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