反向式絲杠副：人形機器人直線關節的精密傳動核心

反向式絲杠副憑借長螺母短絲杠的特殊結構，具備結構緊湊輕量化、高剛性及傳動效率穩定的核心優勢，是人形機器人直線關節的重要傳動部件，承擔著“機械肢”精準位移與動力傳遞的關鍵功能，直接影響機器人關節的運動精度、響應速度，以及整體肢體動作的柔順性與協調性。

反向式絲杠副 來源：《人形機器人用反向式絲杠副現狀及發展趨勢》

反向式絲杠副是一種可將旋轉運動轉化為直線運動的機械傳動裝置，與標準絲杠相比，其核心優勢在于長螺母結構設計，通過螺母旋轉驅動絲杠做直線運動，不僅便于集成伺服電動機，還能顯著優化直線執行器的安裝空間。憑借這一特性，反向式絲杠副被廣泛應用于航空航天、軍工裝備、機器人、機床及醫療器械等高端制造領域，是精密傳動系統中的關鍵組件。

在技術發展層面，反向式絲杠副的國內外進程呈現差異化特征。國外起步較早，技術體系成熟，產品在精度、承載能力、動態特性及可靠性方面表現優異，廣泛應用于航空航天、半導體等高端裝備領域。國內近兩年發展迅速，精度可達P3級，傳動效率超 80%，但較國外略低，壽命長，已經突破了大長徑比螺紋磨削的核心工藝難題，但高端產品在精度保持性與壽命方面仍與國外存在差距，超高精度級別的批量一致性與穩定性仍是攻關重點。

伴隨人形機器人市場的爆發式增長，直線關節需求持續擴容，國內對反向式絲杠副的性能要求也同步提高。在此背景下，加強反向式絲杠副的技術研究、改良現有生產工藝、提升產品核心競爭力，成為行業發展的必然趨勢。目前，針對滾珠和滾柱兩種結構類型的反向式絲杠副，優化齒形設計、提升承載能力與傳動效率，是滿足人形機器人直線關節及其他直線作動器高性能需求的關鍵路徑。

01反向式行星滾柱絲杠副

反向式行星滾柱絲杠副由瑞典人于1966年首次提出，確立了該類產品的基本結構框架。該產品通過螺母旋轉驅動絲杠直線運動，可直接與伺服電動機集成，形成緊湊、高效的高動態驅動方案，這也是其在人形機器人關節驅動中備受青睞的核心原因。

反向式行星滾柱絲杠副與標準行星滾柱絲杠副結構相似，均包含絲杠、螺母、滾柱及彈性擋圈，核心差異在于反向式產品的絲杠上設有齒輪，其功能等同于標準產品的內齒圈。兩者工作原理相近，均通過滾柱的公轉與自轉實現運動轉換。反向式產品以螺母為主動件，通過螺紋嚙合將旋轉運動轉化為絲杠的直線運動，齒輪連接可保障滾柱運動同步及系統循環穩定，該構型目前被多數廠家采用。

反向式行星滾柱絲杠副

針對傳統產品齒輪加工難度高、精度保持性差、運行摩擦磨損嚴重等問題，行業內不斷涌現新結構。江蘇潤孚動力取消了絲杠齒輪/環槽及滾柱齒輪/環槽結構，結合行星架組件的雙重配合機制，突破復合結構加工瓶頸，在保障滾柱軸向平行度與恒導程特性的同時，顯著降低振動與噪音，實現產品的高精度、規模化量產。

無齒反式行星滾柱絲杠副來源：潤孚動力

針對人形機器人靈巧手的微型傳動需求，四川航天烽火伺服控制技術有限公司設計了反向差動式行星滾柱絲杠副，采用兩段不同功能的螺紋，分別實現承載與運動穩定控制，在緊湊空間內實現極高定位精度、分辨率及大推力輸出。

反向差動式行星滾柱絲杠副來源：四川航天烽火伺服控制技術有限公

02反向式滾珠絲杠副

反向式滾珠絲杠副由絲杠、螺母、反向器及滾珠構成，屬于內循環式滾珠絲杠，其核心特點為螺母旋轉、絲杠移動，反向器安裝于絲杠之上。該產品通過滾珠承載并減小運動摩擦，傳動效率較反向式行星滾柱絲杠副高出約10%，但目前采用該結構的直線關節產品較少，核心原因是反向器安裝于絲杠之上，導致設計與加工難度大幅提升。

為突破這一局限，行業持續探索結構創新，連云港斯克斯機器人科技有限公司設計的一體式反向滾珠絲杠副便是典型代表。該產品在絲杠相鄰外螺旋滾道間設置中心凹陷的回珠通道，與外螺旋滾道構成一體式循環滾道，使絲杠副結構更緊湊、運行更順暢，同時提升了滾珠絲杠與螺母的配合一致性，增強了產品可靠性與運行平穩性，降低了高速運轉時的噪聲與振動。此外，插片式反向滾珠絲杠通過簡化結構，降低了生產成本與加工難度，但因絲杠軸需預留反向器安裝空間，導致產品剛度與強度大幅下降，適用場景受限。

一體式反向滾珠絲杠副 來源：斯克斯機器人科技有限公司

綜上，反向式絲杠副作為高端精密傳動領域的核心部件，尤其是人形機器人產業爆發背景下的關鍵支撐組件，其技術迭代與工藝升級直接影響下游高端裝備的性能突破。當前，國內企業通過結構創新與工藝攻堅，逐步縮小與國外先進水平的差距，但在極端工況適應性、長期可靠性及高端規模化量產能力方面仍有提升空間。未來，隨著多學科技術的融合應用，反向式絲杠副將朝著更精密、高效、輕量化、長壽命的方向演進；同時，滾柱與滾珠結構的差異化優化、無齒化與集成化設計的深化，將進一步拓展其在人形機器人、航空航天等高端領域的應用邊界，為我國高端制造業的自主可控提供重要支撐。

蔡灝楠.人形機器人用反向式絲杠副現狀及發展趨勢

Wu.A review of planetary roller screw mechanism for development and new trends