2025人形机器人轴承行业首次覆盖:人形机器人轴承潜力巨大,国产替代空间

fjmyhfvclm2025-06-17  4

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人形机器人轴承行业爆发在即:国产替代加速,万亿市场空间待开启

在科技飞速发展的当下,人形机器人正从科幻走向现实,而作为其核心零部件的轴承,也迎来了前所未有的发展机遇。随着特斯拉Optimus等人形机器人的问世,轴承市场的潜力被彻底激活,一个万亿级的新蓝海正在形成。

人形机器人催生轴承新需求

人形机器人的复杂运动需要大量高精度轴承的支撑。以特斯拉Optimus为例,其关节处采用了14个旋转执行器和14个线性执行器,配备的轴承种类和数量丰富。旋转执行器采用“电机+精密减速器”结构,线性执行器则采用“电机+滚柱丝杠结构”,这些核心零部件都离不开轴承的支持。

更令人关注的是,Optimus的灵巧手预计达到22个自由度,若都采用微型丝杠+微型电机,对相关轴承的需求将大大增加。据测算,单台Optimus的轴承价值量在3000元以上,若出货量达到100万台,轴承新增需求预计将超过30亿元。而随着人形机器人产业的不断发展,这一数字还将持续攀升。

除了特斯拉,智元、小米等企业也在积极布局人形机器人领域。智元机器人的专利显示,其小臂上下两组直线节假通过两个关节轴承连接,允许直线关节单元在进行线性运动的同时围绕连接轴旋转;小米的专利中也采用了鱼眼轴承连接两个连杆。这些设计都表明,关节轴承在人形机器人手腕和脚踝处的应用将显著提升,进一步拉动轴承需求。

轴承种类繁多,各展所长

轴承的种类繁多,在人形机器人中主要应用的有滚动轴承和滑动轴承。滚动轴承将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦,具有摩擦阻力小、标准化便于装拆、精度高寿命长等优点。其分类丰富,按滚动体可分为滚珠轴承和滚子轴承,按承受载荷方向可分为向心、推力、向心推力轴承等。

深沟球轴承主要承受径向载荷,也能承受一定轴向载荷,在汽车、机床等领域应用广泛;角接触轴承可承受径向及双向轴向负荷,常用于机床主轴、油泵等设备;圆锥滚子轴承能承受重负荷与冲击负荷,适用于汽车、机床主轴等场景。

滑动轴承则没有滚动体,靠平滑的面来支撑转动轴,具有工作平稳、可靠、噪声小、能承受重载荷和较大冲击载荷的特点。关节轴承作为滑动轴承的一种,是球面滑动轴承,运动时可以在任意角度旋转摆动,具有载荷能力大、抗冲击、耐磨损、自调心等特点,非常适合人形机器人的关节连接。

在人形机器人的不同部位,不同类型的轴承发挥着各自的作用。谐波减速器中通常使用1个交叉滚子轴承和1个柔性轴承;丝杠轴承根据安装方式不同,固定侧常用角接触球轴承,支撑侧常用深沟球轴承;电机则常用球轴承、滚柱轴承、圆锥滚子轴承等,人形机器人灵巧手的空心杯电机多采用球轴承和滑动轴承。

国产替代加速,国内企业迎发展良机

全球轴承市场规模庞大且呈增长态势,2025年全球市场规模达1213亿美元,预计到2030年将超过2430.3亿美元。中国是全球主要制造地之一,2023年我国轴承行业实现营业收入2180亿元,完成轴承产量202亿套,市场潜力巨大。

然而,目前海外龙头企业如SKF、Schaeffler等在全球轴承市场占据较大优势,前六大制造商约占全球滚动轴承市场的55%,而中国制造商约占25%,且主要集中在中低端产品。我国每年轴承进口约40亿美元,其中70%为民用高端轴承,高端轴承及高端轴承加工设备比较依赖进口。

不过,国内企业正在积极追赶,在技术研发和市场份额上不断取得进步,国产替代进程正在加速。以龙溪股份为例,作为国内关节轴承领先企业,其产品种类齐全,制造链完整,涵盖六大类型、60个系列、1万多个品种。公司研发实力雄厚,设有全国唯一关节轴承研究所,拥有147项授权专利,在航空高端关节轴承领域扭转了进口依赖的局面。2025年3月,龙溪股份获得智元机器人“优秀合作伙伴奖”,其人形机器人领域配套产品关节轴承已处于研制或小批送样、试验阶段,2024年至2025年3月该业务产品收入已有130.25万元。

国机精工是老牌轴承企业,其轴承业务的运营主体轴研所创建于1958年,在轴承行业中专注于中、高端产品,以综合技术实力强而著称。公司长期参与特种轴承的研发和生产,已形成一套严格的质量保证体系,具有机器人用系列滚动轴承的开发和生产能力。

长盛轴承在自润滑轴承领域竞争力强,公司研发的滑动轴承具有低成本、高强度、高载荷、免维护的特点,部分产品在机器人零部件领域已实现小批量生产销售,随着人形机器人市场的发展,公司有望充分受益。

技术工艺复杂,磨床设备成关键

轴承加工工艺复杂,涉及下料、锻造、热处理等多道工序,各环节对轴承的精度、寿命和性能影响重大。加工难点包括套圈沟道的精度控制、高端轴承材料的选用及加工等。

磨床是轴承主要加工设备,在轴承生产中,磨削加工劳动量约占总劳动量的60%,所用磨床数量占全部金属切削机床的60%左右,成本占整个轴承成本的15%以上,对于高精度轴承,磨削加工的比例更大。

然而,我国磨床国产化率不足50%,高端磨床依赖进口。2023年我国磨床进口额规模占全球总规模的20%,全球磨床市场主要由United Grinding、JTEKT Corporation等海外厂商主导,前三大厂商市场份额占全球30%。

国内企业在磨床领域也在不断突破,秦川机床是机床行业骨干企业,在齿轮加工机床、螺纹磨床等领域处于国内第一梯队,公司围绕“5221”发展目标,加速机器人关节减速器、数控系统等高端产品的研发与产业化,推动国产化替代进程。华辰装备是国产数控轧辊磨床龙头,具备“关键功能部件-整机技术-技术服务”全产业链核心技术能力,其产品性能指标比肩世界先进水平,打破了国外品牌对高端装备的技术封锁,在人形机器人丝杠磨床设备领域有望快速放量。

随着人形机器人产业的蓬勃发展,轴承市场的需求将持续释放,国产替代的步伐也将不断加快。国内轴承企业和磨床设备企业正迎来前所未有的发展机遇,在技术研发和市场拓展上不断突破,有望在全球轴承市场中占据更重要的地位,为我国人形机器人产业的发展提供有力支撑。

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