直线伺服关节,是机器人关节的驱动装置,可以实现高精度直线运动控制,是人形机器人、工业机器人实现高动态运动的核心部件。
关节是机器人实现运动的基础,对机器人的灵活度、承载能力等性能直接造成影响。伺服关节集成伺服系统,具有定位精度高、适应负载变化等优点,主要应用在精密机器人制造领域。
直线伺服关节主要由无框力矩电机、行星滚柱丝杠、传感器、控制器、编码器等组成。无框力矩电机结构简单,可以嵌入到机械零部件上,特别适合关节使用,具有重量轻、体积小、扭矩密度高等优点;行星滚柱丝杠可以实现旋转运动与直线运动之间的正向或反向转化,具有控制精度高、承载能力强、响应速度快等优点。
2024年,我国工业机器人市场规模超840亿元;预计2025年,我国人形机器人市场规模将超50亿元。我国机器人产业发展迅速,市场对直线伺服关节需求旺盛,为满足人形机器人、机械臂等领域应用需求,2024年8月,我国发布的国家重点研发计划“智能机器人”重点专项2024年度项目申报指南中,将大力重比一体化直线伺服关节列入。
我国直线伺服关节相关研究成果正在增多。浙江大学团队提出缸/阀/位/力驱控一体化交叉集成创新设计方法,研发出大力重比一体化直线伺服关节,力重比超过8000 N/kg,可实现高精度高频响力位混合控制;火箭院北京精密机电控制设备研究所基于自研的反向行星滚柱丝杠、伺服电机、驱动控制器和算法,自主研发出人形机器人直线伺服关节,精度标准达到了G1级别。
新思界
行业分析人士表示,从企业布局方面来看,苏州绿的谐波传动科技股份有限公司参与国家重点研发计划“智能机器人”2024年度重点专项“大力重比一体化直线伺服关节”项目研发;2025年4月,深圳市优必选科技股份有限公司公开了一项名为“直线关节伺服模组、驱动装置以及人形机器人”的专利。