近年来，人形机器人从科幻走进现实。从特斯拉的Optimus、到优必选的Walker X 等，全球科技巨头与创业公司纷纷布局这一前沿领域。而在这些机器人“能走、会抓、可交互”的背后，越来越多的人形机器人，正在用“线性执行器”取代传统的旋转电机 +减速器，作为其关节的“人工肌肉”。

为什么这一趋势正在加速发展？线性执行器究竟有什么优势？本文将解析明白。

过去，人形机器人的关节驱动普遍采用“旋转电机+减速器”的组合。这种方案技术成熟、扭矩大，但随着对机器人轻量化、高动态响应、安全交互等要求的提升，局限性以日益凸显：

·结构复杂，体积大：部分减速器的设计中增加传动层级，使其模块臃肿，难以嵌入至人形机器人纤细的肢体结构中。

·响应延迟高：部分减速器可能存在回差和背隙，影响闭环控制精度。

·能量损耗大：多级传动带来的效率损失，不利于电池续航。

·力控能力弱：难以实现高精度的力矩反馈，限制柔顺控制和人机协作能力。

·维护成本高：减速器寿命有限，易磨损且更换成本高，易影响整机的可靠性。

在追求“类人运动能力”的今天，旋转电机+减速器的组合，已难以满足人形机器人对高动态、高安全、高能效的综合需求。

但随着科技市场的不断发展，线性执行器更像“人工肌肉”的仿生选择，它与传统旋转驱动不同，可直接输出直线推拉运动，无需中间传动机构。这种特性使其在结构、控制和性能上具备显著优势，也更贴近人体肌肉的“拉伸- 收缩”工作模式。

（1） 结构简洁，仿生性强：线性执行器可直接模拟肌肉的线性发力，通过拉索、连杆或推杆方式驱动关节。

（2） 高精度力控，实现柔顺交互：集成高分辨率编码器与力传感器后，线性执行器可实现闭环力控，支持阻抗控制等高级算法。这也意味着机器人能“感知”外部阻力，实现轻柔抓取、碰撞检测和安全避让。

（3） 响应速度快，动态性能优异：由于省去减速器，系统惯量更低，响应速度更快，延迟更小。对于行走、奔跑、快速抓取等高频动态任务来说至关重要。

（4） 空间布局灵活，易于模块化：线性执行器通常为细长结构，可沿肢体纵向布置，节省横向空间。同时支持分布式设计，便于实现模块化组装与维护。

（5） 高功率密度，支持轻量化：结合该电机中的部分轻质材料，线性执行器可在较小体积内输出高推力，显著提升机器人的推重比和续航能力。

但尽管线性执行器所展现的优势明显，但在实际的应用及生产中也面临挑战：

·装配精度要求高：电机、丝杠、编码器等需严格同轴，否则易导致卡顿、磨损、噪音。

·耐久性需验证：在长期高频推拉下，材料疲劳、润滑失效等问题影响寿命。

·散热设计复杂：高负载工作时，热量积聚影响性能的稳定性。

·定制化需求多：不同机器人对推力、行程、接口、通信协议要求各异。

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