关节轴承属于球面滑动轴承的范畴，主要分为油脂润滑型与自润滑型两大类。其中，自润滑关节轴承凭借免维护、高精度、长寿命、强环境适应性等突出优势，成为机器人关节结构设计的理想选择，未来有望逐步替代传统的油脂润滑方案。
自润滑关节轴承是一类无需额外补充润滑剂的特殊关节轴承，其核心原理是在轴承的相对运动接触面，通过涂覆、电镀或粘结等工艺附着一层固体润滑材料，以此有效降低部件间的摩擦阻力，进而延长轴承使用寿命。
人形机器人可通过增设连杆结构与线性关节，优化整机质心分配与运动惯性，其关节主要分为三大核心构型，其中旋转+连杆构型是关节轴承的主要应用场景：
旋转+连杆构型：将旋转执行器与连杆机构相结合，借助机构学设计把电机的旋转运动转化为特定轨迹的直线或摆动输出，兼具动作灵活性与动态响应性能。
旋转+线性构型：采用电机驱动行星滚柱丝杠或滚珠丝杠，直接将旋转运动转化为高推力的直线运动。
旋转+旋转构型：基于“电机+减速器”的组合实现纯旋转输出，广泛应用于肩、髋等需要大角度回转的关节部位，同时通过减速器达成高扭矩密度与结构紧凑的布局目标。
人形机器人关节轴承主要应用类型为杆端关节轴承。杆端关节轴承的球面滑动结构可同时实现俯仰、偏航及旋转运动。杆端关节轴承与配套连杆形成复合结构能够解决人形机器人手腕/脚踝等部位的多自由度运动需求。
从具体应用场景来看，关节轴承在人形机器人多关节部位均展现出明确的应用潜力。在腕关节与肘关节，由于需仿生人体实现多方向复杂运动，传统滚动轴承难以满足需求，“关节轴承+连杆”的设计方案成优选。其中手肘部位有望部署2个关节轴承，手腕部位部署3个，通过协同作用应对多向载荷，保障运动精度。
踝关节作为实现双自由度运动的核心承重部件，对轴承的负载均衡与灵活偏转能力要求极高。参考特斯拉双线性执行器的踝关节方案，单关节有望配置3个关节轴承，以满足复杂场景下的运动需求与承载强度。膝关节则依托多连杆机构优化负载力矩曲线，其核心转动副与连杆连接点对轴承性能提出综合要求，参考特斯拉Optimus机器人的结构设计，单膝有望应用5个关节轴承，凭借其球面滑动特性适配多方向负载与微小角偏转，保障关节运动的稳定性与自由度。
此外，髋关节与灵巧手指关节也存在明确的应用潜力。髋关节需实现前摆、侧抬、旋转等多自由度运动，采用连杆结构搭配关节轴承，可在简化结构、控制成本的同时保障运动灵活性，单关节有望应用3-5个；若灵巧手采用连杆方案，单指关节则可能部署2-4个关节轴承，进一步提升手指操作的精准度与灵活性。
随着人形机器人行业的快速迭代与规模化落地，对高性能、定制化关节轴承的需求将持续攀升。相信伴随材料技术的革新与制造工艺的升级，关节轴承有望在轻量化、高承载、长寿命等维度实现突破，进一步赋能人形机器人在工业生产、服务安防等多领域的深度应用，成为推动人形机器人技术成熟与产业普及的关键支撑之一。
参考来源：
各企业官网
麦高证券《新需求、新机遇，关节轴承迎人形机器人发展浪潮》
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