人形機器人三大類減速器詳解

減速器是連接電機和負載的中間裝置，用于降低電機的輸出轉速，提高輸出扭矩，精準調節機器轉動角度。

通常而言，電機的轉速可達數千轉每分鐘，而輸出扭矩較小，無法滿足大部分負載端低轉速大負載的工作需求，在電機輸出功率恒定的情況下，降低電機的輸出轉速可以提高電機的輸出轉矩。

三大類減速器詳解 ? ? ? ? ?

精密減速器能夠對機械傳動實現精準控制，主要用于機器人、新能源設備、高端機床、電子設備、印刷機械等高端制造領域。其中機器人主要應用的精密減速器包括諧波減速器、RV 減速器、精密行星減速器，由于其產品技術的不同，在應用場景和性能表現上各具特點。

精密行星減速器主要由行星齒輪、行星架和太陽輪構成。每臺精密行星減速器都會有多個行星輪，具有高剛性、高精度(單級可做到 1'以內)、高傳動效率(單級在 97%~98%)、較高扭矩/體積比、終身免維護等特點。因此，行星減速器大多數安裝在步進電機和伺服電機上，用來降低轉速，提升扭矩，匹配慣量。在機器人領域，精密行星減速器是移動機器人核心零部件，主要與伺服電機、控制器共同組成移動機器人的驅動單元。

諧波減速器由波發生器、柔輪和剛輪組成。其工作原理通常采用波發生器主動、剛輪固定、柔輪輸出形式，具有單級傳動比大、體積小、質量小、運動精度高并能在密閉空間和介質輻射的工況下正常工作的優點。且與一般減速器比較，在輸出力矩相同時，諧波減速器的體積可減少 2/3，重量可減輕 1/2。因此諧波減速器被廣泛運用于3C、半導體、食品、注塑、模具、醫療等需要較高傳動精度的場景。在機器人領域，諧波減速器主要應用于小臂、腕部、手部等部件。

RV 減速器由一個行星齒輪減速機的前級和一個擺線針輪減速機的后級組成。RV 減速器的優點是傳動比范圍大、精度較為穩定、抗疲勞強度較高，并具有更高的剛性和扭矩承載能力，但是由于其重量重、外形尺寸較大的特性，也使其無法向輕便、靈活的輕負載領域發展。因此 RV減速機主要用于汽車、運輸、港口碼頭等需要重負載的場景。在機器人領域一般應用于多關節機器人中機座、大臂、肩部等位置。

總結而言，三種精密行星減速器按照不同性能指標排序如下： ? 按照傳動比(減速性能)排序，三種減速器由大到小分別為RV 減速器>諧波減速器>精密行星減速器(單級)；

按照傳動精度，三種減速器由高到低排序為精密行星減速器>諧波減速器>RV 減速器；

按傳動效率，三種減速器由高到低排序為精密行星減速器>RV 減速器>諧波減速器。

特斯拉人形機器人減速機方案 ? ? ? ? ?

特斯拉人形機器人進展迅速，在兩年不到的時間內實現了快速迭代，完成了開發平臺建造、Optimus產品亮相以及電機扭矩控制、環境探測與記憶、雙手復雜任務等能力的實現。馬斯克預計Optimus將大規模量產至“百萬”量級，預計其單臺成本或將低于2萬美元。

精密減速器是機器人轉動關節的核心零部件，人形機器人產業化加速為精密減速器打開增量空間，從具體應用關節來看，Optimus旋轉關節如肘關節、腕關節等小型化、低載荷的部位很可能使用諧波減速器。Optimus線性關節如髖關節、膝關節和踝關節等大型化、高載荷的很可能使用RV減速器。Optimus靈巧手使用的是行星減速器。

特斯拉發布的最新的人形機器人預計共52個自由度，身體28個運動關節的方案可分為旋轉和線性2大類執行器，每類包括3種旋轉執行器和 3種線性執行器。?

特斯拉 Optimus 減速機可能應用的方案：包括上身+手部的20臺減速器會使用諧波減速器；下肢及腰部8個減速器使用負載能力較強的RV減速器；關節部位將采用6個行星減速器。其中，上半身包含8個伺服電機+減速器關節，2個線性推桿電機+減速器關節；下半身包含6個線性推桿電機+減速器關節；雙手包含12個空心杯電機+減速器關節。

目前人形機器人還處在研究階段，預計2025年有望實現量產，2030年-2035年銷售規模有較為明顯的增長。從未來應用來看，諧波減速機是人形機器用量最大的減速機，保守估計至2035年，人形機器人市場諧波減速機的市場規模將達到百億人民幣市場空間。

國內減速器主要玩家 ? ? ? ? ?

　　01 綠的諧波

　　產品包括諧波減速器、機電一體化執行器及精密零部件。公司首創機床專用的高精度、高剛性減速器與高功率密度直驅電機集成的一體化數控轉臺，已積累了一大批工業機器人、數控機床等高端裝備行業的優質龍頭客戶，并成功躋身國際主流市場。目前為國內諧波減速器龍頭，全球僅次于哈默納科。 2020年公司諧波減速器營收為2.04億元，2021-2022年穩定維持在4.16億元左右，2022年公司諧波減速器的銷量接近26萬臺，其營業收入中諧波減速器業務占絕大部分，占比為93.4%。

　　02 雙環傳動

　　主營業務為機械傳動齒輪及相關零部件的研發，聚焦精密傳動事業40多年。2020年成立全資子公司環動科技，專門從事機器人關節高精密減速器、高精密液壓零部件的研制及產業化，為客戶提供覆蓋3-1000KG負載機器人所需的高精密減速器整體方案，產品廣泛應用于工業機器人、協作機器人、多足機器人、工業自動化等高端制造領域。 根據公開數據，環動科技2022年市占率約為15%，位居國內RV減速器市場前列，僅次于日本巨頭納博特斯克（占國內51%的市場份額）。

　　03 科峰智能

　　公司已形成了 45-235 全系列斜齒行星減速器、16-1720 全系列直齒行星減速器、微型行星減速器、智能減速器等產品系列。根據 QYResearch統計數據，公司2022年行星減速器銷售金額在全球市場排第五，在中國市排第二，在國產品牌中排第一。公司行星減速器已在高端機床、頂管機、半導體、醫藥裝備、包裝機械等領域實現進口替代。 科峰智能招股說明書顯示，在營業收入方面，公司精密行星減速器2022年營業收入為29，540.52萬元，占總營業收入77.70%。2020年、2021年和2022年，科峰智能精密行星減速器的產能分別為16.59萬臺、25.22萬臺和35.78萬臺，產能利用率分別為97.05%、92.80%和66.42%。

　　04 中大力德

　　精密減速器頭部企業，一體化戰略推進產品升級，主要產品包括精密減速器、傳動行星減速器、各類小型及微型減速電機等。自2006年8月設立以來，公司一直從事減速器、減速電機的生產和銷售，相繼推出微型無刷直流減速電機、精密行星減速器、滾筒電機、RV 減速器等新產品。

　　順應行業小型化、集成化、一體化的發展趨勢，公司結合國內市場客戶的個性化需求不斷升級減速電機集成與檢測技術、精密傳動與控制技術，致力于整合核心零部件系統，國繞工業自動化和工業機器人，形成了減速器+電機+驅動一體化的產品架構，推出“精密行星減速器+伺服電機+動”一體機、“RV 減速器+伺服電機+驅動”一體機、“諧波減速器+伺服電機+驅動一體機等模組化產品，實現產品結構升級。

　　05 兆威機電

　　主營業務是微型傳動系統的研發、生產和銷售。微型傳動系統與人形機器人領域聯系緊密，公司相關產品為行星減速器、空心杯電機等。從技術優勢來看，可提供尺寸范圍大（外徑3.4mm-38mm）的一系列行星減速器，行星齒輪組級數在1-5級，有望在空心杯電機中得到應用，并可直接提供外徑6mm的空心杯減速電機。

　　06 昊志機電

　　公司自2014年研發諧波減速器，目前已經形成了 6大系列、9種規格、6 大減速比的雙波、三波產品系列，公司生產的諧波減速器已經達到較高的精度及壽命標準，相關產品已實現批量銷售。

　　憑借在機器人領域深厚的技術積累，以及通過與瑞士 Infanor 集團研發人員的交流、學習和合作，公司先后攻克了智能機器人用“高性能諧波減速器”、“高精度編碼器”、“一體化關節模組”、“六維力傳感器”、“控制系統”等一系列核心功能部件技術，打破了智能機器人核心功能部件依賴進口的局面，實現了智能機器人核心功能部件的全國產化。同時公司正在研制 RV 減速器，有望成為業績新增長點。

　　3月，公司擬設立全資子公司“廣州市昊志機器人有限公司”，承接公司機器人事業部業務，負責機器人核心功能部件的研發、生產、銷售等。注冊資本為 人民幣6000萬元，公司持有其100%股權。

　　07 卓藍自動化

　　產品包括高精密行星減速機、機器人專用諧波減速機、電動滾筒、中空旋轉平臺等。2021年，卓藍自動化在東莞望牛墩鎮投資卓藍精密傳動制造項目，主要從事精密行星減速機，諧波減速機的研發和生產。該項目計劃總投資3.5億元，用地26.43畝，項目達產后預計行星減速機年產量50萬臺，諧波減速機10萬臺的生產能力。

　　審核編輯：黃飛