行星滾柱絲杠是一種由絲杠、螺母、行星滾柱組等構成的精密傳動裝置，采用行星式布局實現旋轉運動向直線運動轉換，主要應用于人形機器人關節驅動系統及倉儲物流設備。 特斯拉Optimus機器人采用14套反向式行星滾柱絲杠分布于關節部位。 開發螺母直徑9.0mm、6.5mm及5.0mm等微型規格并向客戶送樣。瑞士GSA循環式行星滾柱絲杠直線滑動軸承瑞士GSA循環式行星滾柱絲杠直線滑動軸承

該部件由主絲杠、螺母、行星滾柱組、內齒圈及保持架構成，6-8個螺紋滾柱環繞主絲杠形成行星運動布局。 相較于傳統滾珠絲杠，其線接觸設計使承載能力提升3倍，運動速度可達6000r/min。核心工序包括螺紋磨削（精度C5級）、表面淬火（硬度HRC58-62）和精密裝配，螺紋中徑誤差控制在2μm以內。 

技術特點

承載能力：多滾柱均載結構使靜載能力達滾珠絲杠3倍，使用壽命延長15倍，軸向剛度提高50%

運動速度：轉速可達6000r/min 

體積效率：相同負載工況下體積較傳統結構（如滾珠絲杠）減小1/3

結構原理

行星滾柱絲杠由主絲杠、螺母、行星滾柱組、內齒圈及保持架構成，6-8個螺紋滾柱環繞主絲杠形成行星運動布局。運動過程中，滾柱通過嚙合螺紋將絲杠的旋轉運動轉化為螺母的直線位移，反向器設計和循環回路確保傳動連續性 。有限元分析表明，螺紋牙型角、螺距等參數對接觸應力分布具有顯著影響，GCr15軸承鋼材料可有效提升疲勞壽命 [2

應用領域

在特斯拉Optimus人形機器人中，14套反向式行星滾柱絲杠分布于大臂、小臂等關節部位，單執行器負載覆蓋500-8000Nm區間 。通過微型滾柱絲杠、微型行星齒輪組等組件的產業化，已形成靈巧手硬件集成方案研發能力，并計劃于2026年推出新一代旋轉關節模組 針對人形機器人領域開展行星滾柱絲杠的研發生產，重點布局關節執行器等高精度關鍵部件 。倉儲物流設備采用行星滾柱絲杠實現30公斤負載能力，其直線執行器落點誤差控制在毫米級，適用于重負荷精密操作場景 。

類型分類

根據結構差異可分為五類：

標準式：行星滾柱繞固定軸線公轉，適于通用工業設備 

反向式：滾柱與絲杠旋向相反，應用于特斯拉Optimus關節驅動器，循環式：滾柱沿閉合路徑循環運動，適用于長行程場景 

軸承環式：集成推力軸承結構，軸向剛度提升30% 

差動式：雙螺紋結構實現運動合成，用于精密微調機構 

制造工藝

核心工序包括螺紋磨削（精度C5級）、表面淬火（硬度HRC58-62）和精密裝配。瑞士GSA磨床、日本三井精機設備為關鍵加工裝備，螺紋中徑誤差需控制在2μm以內。熱處理采用真空滲氮工藝，表面硬化層深度達0.3-0.5mm。國內企業通過產線升級，提升滾柱分選匹配精度。