上海2025年12月29日 /美通社/ -- 近日，工業(yè)和信息化部規(guī)劃司司長姚珺在國務院政策例行吹風會上明確表示，將加速推動"機器人+"等重點領域應用場景的培育，推動工業(yè)機器人、人形機器人進工廠，并優(yōu)先在焊接、裝配、噴涂、搬運等細分場景實現(xiàn)落地應用。

這并非一句籠統(tǒng)的產業(yè)表態(tài)，而是一次極為清晰的信號釋放——人形機器人，正被正式納入"工業(yè)生產力工具"的范疇。

政策為人形機器人指明了應用方向，也同時拋出了最現(xiàn)實、最直接的考題：如何讓機器人不僅"走得動"，更能在真實工業(yè)現(xiàn)場連續(xù)、高強度、可靠地工作？

在工業(yè)現(xiàn)場，高負載、長續(xù)航、重復作業(yè)的需求才是常態(tài)。這些真實需求，正在從根本上拷問人形機器人的本體結構與傳動架構選擇。

在開普勒機器人看來，答案并不在單一技術突破，而在于面向工業(yè)場景的混動架構設計，以及"工業(yè)優(yōu)先"的技術路線選擇。這是一條更難、但也更正確的道路——挑戰(zhàn)巨大，卻決定了人形機器人能否真正走進工廠、走上產線，成為可以持續(xù)"打工"的生產力工具。

傳動技術之爭：旋轉執(zhí)行器vs 直線執(zhí)行器

當前，人形機器人傳動技術百花齊放，但旋轉執(zhí)行器與直線執(zhí)行器始終占據主流賽道。

其中，行星減速器、諧波減速器等旋轉執(zhí)行器傳動方案，以及滾珠絲杠、行星滾柱絲杠等直線執(zhí)行器傳動方案，構成了市場主流的技術路線。

圍繞這兩類技術路線，行業(yè)內長期存在路線之爭：是沿用成熟的傳統(tǒng)齒輪減速方案，還是押注新興的行星滾柱絲杠技術？

開普勒機器人硬件總監(jiān)張敏梁在"智猩猩大講堂"直播中深入解析："傳統(tǒng)旋轉執(zhí)行器傳動方案憑借其運動靈活性和成熟的產業(yè)鏈(包括減速機、電機等配套體系)確實占據先發(fā)優(yōu)勢，但其承載能力存在明顯局限。相比之下，行星滾柱絲杠方案在負載能力、運動精度和能效表現(xiàn)方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，尤其適用于工業(yè)場景中高負荷、高精度的作業(yè)需求。"

這一判斷，直接指向了人形機器人在工業(yè)場景中的核心瓶頸——負載、穩(wěn)定性與能耗的長期平衡等問題。

旋轉執(zhí)行器：成熟，但正在觸及工業(yè)天花板

旋轉執(zhí)行器是人形機器人領域應用最廣泛的方案之一，主要包括行星減速器和諧波減速器兩大類型。行星減速器憑借高剛性、高負載能力及出色的傳動效率成為大扭矩關節(jié)部位的首選，而諧波減速器則以緊湊體積、輕量化設計和高精度特性廣泛應用于靈巧手等精密部件。雖然旋轉執(zhí)行器在工業(yè)機械臂和協(xié)作機器人中已形成成熟產業(yè)鏈，但其固有局限性逐漸顯現(xiàn)：運動靈活性雖高，但承載能力有限，目前主流人形機器人手臂負載普遍停留在3-5公斤區(qū)間，難以勝任工業(yè)場景中的重型物料搬運需求。

直線執(zhí)行器登場：為工業(yè)而生的行星滾柱絲杠

當負載需求從"展示級"邁向"生產級"，直線執(zhí)行器開始重新回到行業(yè)視野中心。

直線執(zhí)行器在人形機器人的線性關節(jié)應用中占據重要地位，主要包括滾珠絲杠和行星滾柱絲杠兩類。滾珠絲杠憑借較低成本和較高精度成為當前線性傳動的常見選擇，而行星滾柱絲杠則以高精度、大負載和長續(xù)航優(yōu)勢成為高端人形機器人線性執(zhí)行器的首選，特別適用于承受沖擊和大負載的關節(jié)部位，如髖關節(jié)、膝關節(jié)和踝關節(jié)。

行星滾柱絲杠的三重優(yōu)勢：

• 高精度：微米級精密操控

行星滾柱絲杠的高精度主要源于其獨特的螺紋結構設計和運動傳遞方式。從螺紋結構設計看，行星滾柱絲杠采用小導程角非圓弧螺紋，如同為精密運動定制的"專屬軌道"，在315mm行程內可達JIS C3等級1.2μm的導程精度，完美適配精密微進給場景。

在運動傳遞方式上，其通過滾柱線接觸滾動摩擦，讓力與運動的傳遞更加均勻，避免了因接觸點少導致的局部誤差和受力不均，極大提升運動精度與穩(wěn)定性。多滾柱線接觸布局賦予絲杠更強的抗變形能力，有效減少因剛度不足引發(fā)的位置偏差，確保運動精準無誤。

• 大負載：承載能力提高3-6倍

在負載能力方面，行星滾柱絲杠優(yōu)勢明顯。其采用螺紋滾柱的線接觸方式，相比滾珠絲杠的點接觸具有更大的接觸面積和更均勻的載荷分布，根據赫茲壓力定律，其承載能力可達滾珠絲杠的3-6倍。

結構設計上，行星滾柱絲杠主螺紋絲杠周向均勻布置6-12個螺紋滾柱，可進一步提升載荷分散效率，在相同絲杠直徑下，其負載能力相較滾珠絲杠可提升3-6倍，極端工況下甚至可達10倍。

長續(xù)航：在效率與穩(wěn)定之間取得平衡

行星滾柱絲杠的長續(xù)航優(yōu)勢，源于其機械特性與智能控制策略的協(xié)同優(yōu)化。靜態(tài)工況下，滾柱與主絲杠間的高摩擦力形成類自鎖機制，使執(zhí)行器在斷電時仍能保持位置穩(wěn)定，有效降低靜態(tài)能耗。雖然標稱其傳動效率約70%低于行星減速機的90%以上，但其正向效率與反向效率的差異使綜合能效指標更優(yōu)，結合智能控制策略可進一步優(yōu)化周期性運動的能耗。

開普勒機器人K2"大黃蜂"通過全身搭載14個行星滾柱絲杠執(zhí)行器與小導程節(jié)能方案、智能監(jiān)測算法的配合，實現(xiàn)"充電1小時，連干8小時"的工業(yè)級續(xù)航，其自研控制算法能實時調度關節(jié)狀態(tài)，在保障作業(yè)效率的同時最大化續(xù)航時間。

為什么這條路很難？——攻克行星滾柱絲杠量產難題

當前，人形機器人領域主要采用反向式行星滾柱絲杠方案，這種設計雖然具有獨特優(yōu)勢，但其螺母結構導致螺紋精密磨削難度極大，加工技術門檻高。加之需借助連桿機構實現(xiàn)關節(jié)轉動，相較直接齒輪傳動方案，設計復雜度直線提升。多重技術挑戰(zhàn)使得國內能夠量產搭載行星滾柱絲杠人形機器人的企業(yè)屈指可數(shù)。

開普勒機器人多年前就已前瞻性地布局絲杠技術路線，推出結合串并聯(lián)結構，采用滾柱絲杠執(zhí)行器與旋轉執(zhí)行器相結合方案的人形機器人。在攻克行星滾柱絲杠技術瓶頸的過程中，開普勒機器人通過設計創(chuàng)新、加工技術攻關，和與國內設備廠商深度合作，針對行星滾柱絲杠的各項技術挑戰(zhàn)實現(xiàn)了系統(tǒng)性突破，并積累了一套完整的技術體系。

在技術規(guī)格方面，開普勒機器人為行星滾柱絲杠執(zhí)行器制定了三個規(guī)格型號，其中最大規(guī)格推力達到8200N，可完全滿足工業(yè)場景下人形機器人的作業(yè)需求。同時，執(zhí)行器能量轉換效率高達80%，確保了長續(xù)航性能。

在加工工藝方面，開普勒機器人將行星滾柱絲杠的制造過程細分為120道精密工序，這種極致工藝追求使得產品螺紋螺距精度控制在3微米以內，賦予了行星滾柱絲杠極高的運動精度與平穩(wěn)性。

正是這些底層制造與工藝能力的突破，使行星滾柱絲杠從"理論最優(yōu)解"走向"工程可落地"。

混動架構：直線+旋轉，面向工業(yè)的功能分工

在實際工程中，開普勒并未采取"全直線執(zhí)行器"的單一路線，而是構建了混動架構：

• 在對負載與剛性要求極高的關節(jié)，引入行星滾柱絲杠
• 在需要靈活性與快速響應的部位，保留旋轉執(zhí)行器方案

這種設計并非妥協(xié)，而是一種面向真實工業(yè)任務的功能分工邏輯。在此基礎上，開普勒機器人還自主研發(fā)了NimbleMaster巧手大師11自由度多觸點靈巧手。單手套件891個零件，具備11個自由度，單指配置25個高分辨力控觸點，采用高強度繩驅設計，單根繩索可承受1200N拉力，并配備手腕六維力傳感器，能夠出色完成高精度作業(yè)任務。既具備"大力氣"，也具備完成精細操作的能力，形成完整的工業(yè)動作閉環(huán)。

從技術走向結果：真實工業(yè)場景中的驗證

在工業(yè)場景中，人形機器人能否真正落地，關鍵并不只在于硬件性能參數(shù)的領先，更在于應用是否能夠被快速開發(fā)、反復驗證，并在現(xiàn)場長期穩(wěn)定交付。圍繞這一核心問題，開普勒構建了 Kepler Studio ——一套面向工業(yè)場景的人形機器人應用開發(fā)與驗證平臺。

Kepler Studio 以"開發(fā)—仿真—部署—運維"的一體化閉環(huán)為核心，通過圖形化任務編排與標準化 SDK相結合的方式，將復雜的人形機器人控制邏輯與工業(yè)作業(yè)流程拆解為可復用、可驗證的功能模塊。開發(fā)者可以像搭積木一樣，快速構建搬運、裝配、巡檢等真實工業(yè)任務，并在仿真環(huán)境中完成驗證后，平滑部署到實際產線。

依托統(tǒng)一的打包與運維體系，Kepler Studio 能夠確保機器人在不同工廠、不同場景下的應用交付一致性；同時，通過數(shù)據回流與數(shù)字孿生能力，實現(xiàn)遠程調試與持續(xù)優(yōu)化，讓機器人在真實生產環(huán)境中越用越穩(wěn)定、越用越智能。這套平臺，正是開普勒將"能跑 Demo 的機器人"，轉化為"能長期打工的工業(yè)級生產力工具"的關鍵一環(huán)。

在汽車物流場景中，開普勒人形機器人已被投入某頭部車企的汽車物流工廠，執(zhí)行流利架搬運作業(yè)。依托大負載與長續(xù)航能力，機器人在真實物流產線中實現(xiàn)穩(wěn)定運行，并在"開普勒工業(yè)大腦"的統(tǒng)一調度下，僅用 2 天完成現(xiàn)場部署，整體作業(yè)成功率達到 99%，驗證了人形機器人在汽車物流核心環(huán)節(jié)的工業(yè)可行性。

在零部件分揀生產場景中，開普勒為客戶量身打造了汽車零部件生產解決方案。機器人可從料框中精準抓取工件并放置至輸送線，完成上下料的全自動化操作，有效解決傳統(tǒng)產線中"人等設備"的效率瓶頸，顯著提升整體生產節(jié)拍與穩(wěn)定性。

在物流立體倉搬運場景中，開普勒機器人進一步驗證了在高可靠性、長周期作業(yè)中的表現(xiàn)。機器人可在 0–2m 高度立體倉自由搬運 15kg 以上料箱，關鍵指標包括：

• 完成搬運次數(shù)：1000 次以上
• 料箱平均重量：7kg
• 單機最長連續(xù)工作周期：450 天
• 作業(yè)成功率：99.4%

技術方面，機器人采用 VLA+力觸混合控制模型，支持與工業(yè) MES 系統(tǒng)對接，可實現(xiàn) APP 人為干預控制，并全流程接入 Kepler Studio。

該案例充分驗證了人形機器人在高負載、長周期、穩(wěn)定性要求高的物流場景中的可靠性，為未來規(guī)模化應用提供了關鍵運行數(shù)據。

未來，人形機器人正站在工業(yè)應用的風口。從政策明確支持到技術持續(xù)突破，從單點驗證到規(guī)?；涞?，每一步都在驗證它們從"展示工具"向"工業(yè)生產力單元"的進階路徑。開普勒機器人通過自研混動架構及軟硬件實力、Kepler Studio平臺，以及豐富的工業(yè)場景驗證，為人形機器人長期、可靠、高效地服務工廠提供了完整解決方案。

當技術與應用相輔相成，工業(yè)機器人不再只是實驗室里的"秀場明星"，而是真正走進工廠、投入生產的可靠工人。未來，隨著更多場景被開發(fā)、更多機器人投入應用，人形機器人有望成為工業(yè)生產的中堅力量，讓"機器替人勞作"從設想變?yōu)槿粘，F(xiàn)實。

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