机器人关节模组：线性、旋转执行器核心组成梳理

一. 执行器分类

执行器又称为关节模组，负责驱动和控制机器人各个关节和部件的运动，分为旋转执行器、线性执行器两大类：

（1）旋转执行器：由无框力矩电机、减速器、力矩传感器、编码器、轴承构成。

（2）线性执行器：由无框力矩电机、滚柱丝杠、力矩传感器、编码器、轴承构成。

两大执行器的不同之处在于传动机构：旋转执行器采用减速器，线性执行器采用滚柱丝杠。

从特斯拉Optimus产品价值量来看，执行器占到人形机器人零部件价值量的一半以上。

二. 旋转执行器概览

旋转执行器是让机器人关节进行旋转运动的装置，将电机输出由高速低扭转化为低速高扭的旋转运动，主要用于肩、髋、腕、头部。

主要构成包括：

（1）无框力矩电机：提供动力。

（2）谐波减速器：降低转速、增大扭矩。

（3）力矩传感器、编码器：监测运动状态。

三. 线性执行器概览

线性执行器将电机输出的旋转运动转化为伸缩式直线运动，主要用于腕、肘、髋、膝、踝。

主要构成包括：

（1）无框力矩电机：提供动力。

（2）行星滚柱丝杠：将旋转运动转换为直线运动。

（3）力矩传感器、编码器：监测运动状态。

四. 核心部件梳理

4.1 无框力矩电机

无框力矩电机只有转子、定子两个部件，没有轴承、外壳，可直接集成于关节执行器，占用空间更少，目前已成为主流方案。

全球方面，头部厂商包括美国科尔摩根、德国威腾斯坦、瑞士Maxon Motor、德国TQ Robodrive等。

国内只有少量厂商提供，包括：步科股份、卧龙电驱、伟创电气、雷赛智能、昊志机电。

4.2 行星滚柱丝杠

丝杠是将电机的旋转运动转化为直线运动的机械部件，分为梯形、滚珠、行星滚柱三类，行星滚柱丝杠技术壁垒最高。

全球方面，市场集中度较高，瑞士GSA、瑞士Rollvis、瑞典Ewellix（舍弗勒旗下）、德国Rexroth（博世力士乐）等几家厂商占据主要份额。

国内方面，目前具备量产能力的仅有杭州新剑、南京工艺等少数几家；

处于送样、试产阶段的国内厂商包括：北特科技、贝斯特、双林股份、五洲新春、江苏雷利、震裕科技。

4.3 谐波减速器

减速器是电机和执行机构之间的减速传动装备，具有匹配转速和传递转矩的作用，分为行星、RV、谐波减速器三类。

谐波减速器体积小，结构简单，减速比高，传动精度高，主要用于旋转执行器。

谐波减速器全球市场集中度较高，日本哈默纳科一家独大，全球市场份额约80%。

国内厂商包括：绿的谐波、汉宇集团、丰立智能、斯菱股份。

4.4 力矩传感器

力矩传感器用于实时监测执行器的运行状态，为控制系统提供关键信息，确保机器人的动作精度。

按照测量维度，可分为一至六维力传感器，六维力矩传感器性能、技术壁垒、成本均最高。

全球方面，市场格局较为集中，前十厂商合计份额约70%，包括美国ATI、德国Schunk、瑞士Kistler等。

国内厂商包括：宇立仪器、坤维科技、柯力传感、东华测试。

来源：伏白的交易笔记