特斯拉: 拆解特斯拉機器人供應鏈:從業者們看到的泡沫和希望

2025-06-04 | 來源: 晚點 | 轉到微信 | 有0人參與評論 | 字體: 放大縮小 | 收藏 | 打印

之前，幾乎所有人形機器人的執行器都是旋轉關節，用單個電機讓手腕或者膝蓋翻轉，多個關節聯動就能行走、抓取。這項技術路徑明確，零件都是現成的：一個關節裡，電機經減速器放大扭矩並帶動軸承；編碼器把運動反饋成電信號，力矩傳感器監測載荷。但旋轉關節有個致命弱點——沒法幹活，因為力量來自電機的扭矩，在人類體積下，扭矩有限，於是承重受限。

特斯拉改用直線關節：電機繞絲杠旋轉，把旋轉變成直線推拉，像擰螺絲。絲杠既當 “骨頭” 也當 “肌肉”。普通絲杠摩擦大、精度差，業界在螺紋裡加滾珠，把滑動摩擦變滾動摩擦，卻仍撐不起所需重量。

工程師於是把滾珠換成數十根小螺杆，讓它們環繞主絲杠滾動、自轉，像行星繞太陽，既減摩擦又增加承載力，才滿足直線關節的力量和精度要求。

這就是行星滾柱絲杠，目前特斯拉選定的供應商包括舍佛勒、新劍傳動和北特科技。特斯拉在 2023 年展示，人形機器人腿部的直線執行器可以掛住半噸重的鋼琴。

行星滾柱絲杠來源：優仕特精密的 Youtube 視頻。

左為旋轉執行器，右為直線執行器。來源：特斯拉。

滾柱絲杠保證機器人的操作具備足夠精度，且機械結構足夠強韌。但要讓機器人有足夠的力氣，還要加裝另一個同樣關鍵的部件——減速器。

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高速轉動的小齒輪帶動減速器的大齒輪，能在降低轉速的同時，放大小齒輪的扭力，控制機器人發出的力道。特斯拉目前使用的 RV 減速器最高可以把電機輸出的扭力放大 200 倍，供應商為哈默納科和綠的諧波。

哈默納科減速器。來源：哈默納科官網。

執行器人形機器人的肢體有足夠的自由度，可以盡可能模擬人的操作。要讓它站穩、學會走路，還要給機器人加裝陀螺儀、力傳感器、速度傳感器和控制器。

直到現在，所有人形機器人都無法做到安靜行走，它們每走一步，腳都會重重砸向地面，沒有公司能做到精確控制機器人行走時腳的力度。不少公司選擇給機器人穿上鞋來緩沖。

很多機器人的腳是一塊鐵板，無法精確感知行走時路面的反饋，工程師的解決思路是在腳踝上安裝六維力傳感器，感受重心變化。

六維力傳感器的工作方式與電子秤類似，但更復雜。它通過內部三根交叉的彈片的變形程度來測量三個方向產生的不同的壓力，彈片每壓彎一些，傳導出的電信號就增強一些，反饋給控制器，轉化成電機可以理解的語言，確定向哪個方向轉動，速度是多少。目前業內最先進的六維力傳感器對力距的測量誤差小於 0.2%。

六維力傳感器售價超過 1.2 萬元人民幣，對大部分機器人公司來說太貴了。特斯拉等公司意圖優化軟件來替代它，但還沒人成功。目前特斯拉采用的六維力傳感器來自美國得州的合成材料公司 ATI（和 AMD 收購的加拿大 GPU 芯片公司 ATI 沒什麼關系）。