【绿的谐波】再一次填补国内空白！—研发新型反向滚柱丝杠

机器人大讲堂近日获悉，绿的谐波正积极参与国家重点研发计划“智能机器人”2024年度重点专项。从公开文件来看，其所参与的项目应为“共性关键技术”类中的“大力重比一体化直线伺服关节”研发，该项目旨在开发多款面向人形机器人、机械臂等领域高集成度大力重比直线伺服关节。

不仅如此，大讲堂还了解到，绿的谐波目前正与相关技术团队筹划成立子公司进一步切入人形机器人直线运动领域，该公司主要负责绿的谐波“正向/反向行星滚柱丝杠”新研发成果的承接转化工作，是公司基于此前研发成果二次创业打造全新增长曲线的尝试。

这意味着此前坊间传闻绿的谐波自研自产滚柱丝杠，全面切入人形机器人的消息被证实。通过滚柱丝杠新产品，绿的谐波的产业版图将进一步向延伸，未来有望借此持续优化企业产品结构，进一步提高公司附加值。

▍雄关漫道真如铁

反向滚柱丝杠目前是最适合人形机器人的产品，有机构表明，特斯拉等人形机器人厂商均采用此方案应用于人形机器人下肢部分，有望成为未来人形机器人主流方案。

然而，就技术而言，企业从谐波减速器切入到滚柱丝杠并非易事。虽然谐波减速器与滚柱丝杠同属于精密传动零部件，两者在设计和制造过程中都注重高精度，以确保传动过程中的准确性和稳定性，但是两者在工作原理、结构特点、性能参数等方面都有所差异。滚柱丝杠将旋转运动转化为精确直线定位运动，其研发需要考虑摩擦损失、传动效率、精度、高速进给和微进给可能以及轴向刚度等特点，产品研发难度系数相对更高。

相关专家对机器人大讲堂透露，在原先，国内人形机器人能用的反向滚柱丝杠产品几乎处于空白，以进口欧美产品为主。因为人形机器人用反向滚柱丝杠精度加工要求更高，尤其螺母内螺纹加工需利用磨杆带动砂轮伸入有限直径的螺母进行磨削，同时热处理环节也需深厚的技术和经验积累才能保证可靠性。这意味着高性能的反向滚柱丝杠背后是极高的工艺要求和设备壁垒，但目前高端加工设备大多依赖进口，海外高端磨床成本高且采购周期长，企业从研发到落地困难重重，绿的谐波能填补市场空白，切入该领域实属不易。

机器人大讲堂了解到，绿的谐波切入人形机器人直线运动关节其实是一次厚积薄发后的顺势而为，作为长期深耕于上游核心零部件领域的领军企业，绿的谐波的团队以及技术优势主要聚焦于材料、机械结构、设计加工等领域，相关生产设备齐全且领先，因此该公司其实本身有实力将产品研发领域从谐波减速器横向拓展到人形机器人其余零部件。其次，大讲堂还独家了解到，绿的谐波其实早在2022年就开始组建团队从事行星滚柱丝杠的研发，到2023年该团队已经多达20余人，其中研究生以上学历人员就超10人。

从公开数据来看，2020—2023年公司研发费用率分别为11.10%、9.28%、10.29%、13.59%，在业内居于领先。2024年绿的谐波前三季度的研发投入还在持续增加，2024 年前三季度研发费用总额达到0.36 亿元，同比增长14.49%，前三季度研发费用率为12.99%，体现了公司研发驱动的战略。

▍轻舟已过万重山

近日机器人大讲堂还得知，绿的谐波滚柱丝杠相关产品已经客户测试，正式公开亮相。有机构认为，之所以绿的谐波能顺利实现新产品的过渡，一方面得益于绿的谐波持续的研发重视以及投入，另一方面得益于其对于核心技术孜孜不倦的追求探索和突破。

例如在反向滚柱丝杠产品上，该公司继谐波减速器的开拓性创新后，又一次填补市场空白，从螺纹牙不同齿形的啮合特性分析入手，提出了一种全新的材料-结构轻量化研发设计体系，并创新性提出考虑自润滑和表面完整性参数的抗疲劳精准设计制造理论，这使得其自研自制的反向行星滚珠丝杠在精度、效率、线速度、行程、噪音等方面具有显著优势，行程误差实现P1级精度，效率80%~85%，定位精度达到1丝以内。同时，绿的谐波还依托全栈自研的高精、高效特种内外螺纹磨床，以及在金属加工领域近30年的工艺打磨，使反向滚柱丝杠产品在加工效率方面具有明显优势，相较传统方案更适合量产。

绿的谐波在大讲堂的采访中首次透露，公司加工人形机器人用反向行星滚珠丝杠中难度最大的螺母仅需1小时，其加工效率是常规螺母加工的3-4倍，且产品的良品率、装配一致性超95%。同时，其首批行星滚柱丝杠产品已交付客户，并用于人形机器人的下肢关节中，而且顺利通过测试验收，客户实际反馈良好，目前已接受大规模定制需求。

除反向行星滚珠丝杠以外，绿的谐波在正向行星滚柱丝杠也颇有建树。公司构筑了跨尺度、多物理场、全要素的分析与设计模型，突破了高精度大承载长寿命行星滚柱丝杠产品的设计瓶颈。同时，该公司通过外螺纹与齿轮同步磨削、批量产品高一致性快速装调等制造与装配工艺，大幅提高了产品的加工效率、降低了生产成本。

有相关专家对机器人大讲堂透露，绿的谐波目前其实已研制了26个尺寸型号的高精度行星滚柱丝杠产品，涵盖丝杆直径8mm~100mm，额定静载荷1.1吨~382吨，传动精度P5~P1级，并完成产品在工业机器人、人形机器人和高精度数控机床等装备中的应用验证，其性能指标达到了世界领先水平，将全面角逐全球万亿级的人形市场。

▍前路漫漫亦灿灿

独家信源对机器人大讲堂透露，绿的谐波承接新品转化工作的控股子公司，将于近日正式注册成立，主要开展系列化高性能标准式/反向式行星滚柱丝杠及衍生产品研发、生产和销售。该公司核心技术人员均为985高校或中科院机械、材料和控制类专业博士毕业生，历经近十年产品开发、工艺攻关、关键设备研发，已实现了高精度大承载长寿命标准式/反向式行星滚柱丝杠产品的系列化和型谱化。未来主要面向汽车制造业、石油装备、冶金装备、电动注塑机、精密机床、工业机器人和人形机器人等高端装备用直线传动部件开展工程化应用推广。

如今，绿的谐波实现产业链延伸后，有望继续填补国内反向滚柱丝杠市场空白，带来更大市场增量。随着未来3-5年人形机器人和大模型等技术的持续突破，预计全球人形机器人产品的逐步放量将为反向滚柱丝杠带来广阔的增量需求。按照相关机构测算，如果2030年全球人形机器人需求达到100多万台预期值，预计单台人形机器人有14套滚柱丝杠需求，目前单台价格约在5000-10000 元，未来行星滚柱丝杠产品起量价格降低后，预计非人形机器人行业中使用行星滚柱丝杠的比例也将提升，那么乐观情形下，2030年全球人形机器人用行星滚柱丝杠预计市场空间287.3 亿元，2025-2030年复合增长率 183%。中性情形下，2030年全球人形机器人用行星滚柱丝杠预计市场空间187.4亿元，2025-2030年复合增长率176%。如果绿的谐波滚柱丝杠产品量产和市场化进展顺利，未来有望在这场人形机器人行业狂欢中分的更大的蛋糕。