特斯拉人形機器人產(chǎn)品加速迭代進入放量前夕，有望給全球機器人市場帶來“鯰魚效應”。
國內(nèi)方面，人形機器人本體廠商優(yōu)必選、傅利葉、宇樹、智元、達闥、小鵬等陸續(xù)發(fā)布原型機；小米、華為、百度、字節(jié)、騰訊等國內(nèi)巨頭廠商也加碼布局人形機器人方向，產(chǎn)業(yè)化破曉時刻加速到來。
根據(jù)花旗銀行11月發(fā)布的最新預測稱，到2050年，全球人形機器人市場規(guī)模將達7萬億美元，全球人形機器人數(shù)量將達到6.48億臺。
人形機器人高速發(fā)展將加速推動產(chǎn)業(yè)鏈上游零部件迎來全面機遇。人形機器人產(chǎn)業(yè)鏈全景解析
其中，減速器是人形機器人用量價值較大的零部件，成本占比高達35%。
本文將重點梳理人形機器人三大核心減速器：諧波減速器、行星減速器和RV減速器。
人形機器人減速器概覽
減速器連接動力源（如電機）和執(zhí)行機構(gòu)（如機器人的關(guān)節(jié)），確保機器人能夠在理想的速度范圍內(nèi)運行，將高速低扭矩的動力轉(zhuǎn)換為低速高扭矩的輸出，從而滿足機器人各部位對于速度和精度的要求。
在人形機器人中應用的減速器主要包括諧波減速器、行星減速器、RV減速器三類減速器。
減速器在人形機器人的具體應用包括：
關(guān)節(jié)傳動：在人形機器人的關(guān)節(jié)部位，如肘關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)等，減速器被廣泛應用以實現(xiàn)精確的傳動和控制。例如，諧波減速器因其體積小、重量輕、傳動比大等特點，常被用于這些需要精細操作的部位。
集成應用：行星減速器等類型的減速器被集成于伺服電機、步進電機等執(zhí)行機構(gòu)中，以實現(xiàn)更緊湊、高效的傳動系統(tǒng)減速器制造整體是“系統(tǒng)工程”，工藝、材料、設(shè)備等環(huán)節(jié)均存在較高壁壘。
負載支撐：對于負載較大的關(guān)節(jié)部位，如腿部、腰部和肘部等，RV減速器因其較高的承載能力和穩(wěn)定性而被廣泛采用。
減速器演進方向：
資料來源：GGII、哈默納科
整體來看，諧波方案傳動比大、 體積小；行星方案體積小、壽命高；RV 方案精度高、疲勞強度高。
在人形機器人精密減速器中，諧波減速器因優(yōu)秀的性能成為首選，行星減速器則作為諧波減速器的有效補充方案在某些場景下得以應用。
根據(jù)特斯拉、智元、宇樹、傅利葉、優(yōu)必選的人形機器人減速器方案，各廠商基于不同減速器的特征、成本等因素的考量，采用不同的減速器方案。
特斯拉Optimus人形機器人主要采用的是諧波減速器和行星減速器，全身 14 個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)均采用諧波減速器，手部 12個自由度采用行星齒輪箱。
特斯拉 Optimus 機器人減速器方案：
優(yōu)必選人形機器人主要采用諧波減速器，同時自研諧波+行星減速器；智元遠征 A1 機器人采用諧波一體關(guān)節(jié)，以及自研帶行星減速器的關(guān)節(jié)電機；宇樹自研自產(chǎn) G1 的關(guān)節(jié)模組， 共有 3 種類別，帶雙編碼器的行星減速器關(guān)節(jié)模組最大瞬時扭矩 140Nm；傅利葉人形機器人采用諧波+行星減速器方案。
減速機關(guān)鍵部件高端加工設(shè)備銷售：13522079385（包括滾齒機、磨齒機、坐標磨、立磨、擺線輪磨床、針齒殼磨床等）
01
諧波減速器
諧波減速器是靠波發(fā)生器使柔輪產(chǎn)生可控的彈性變形波，通過與剛輪的相互作用，實現(xiàn)運動和 動力傳遞的傳動裝置。
諧波減速器主要是由波發(fā)生器、剛輪、柔輪三個基本構(gòu)件組成。
其中，柔輪是諧波減速器中結(jié)構(gòu)最復雜、最易受外力損壞及腐蝕磨損的部件，是諧波減速器的核心技術(shù)壁壘。
齒形設(shè)計直接決定減速器的精度、壽命等性能。國外企業(yè)起步較早，率先開發(fā)出齒形，并申請專利；此后國內(nèi)企業(yè)如綠的諧波發(fā)明了全新的“P 型齒”，打破國外企業(yè)專利壟斷。
全球市場格局方面，日系龍頭哈默納科壟斷諧波減速器市場，全球份額超 80%。
我國諧波減速器市場較為集中，前五大廠商出貨量占比超六成。綠的諧波引領(lǐng)國產(chǎn)替代，來福諧波、同川科技、大族精密等企業(yè)也加快市場布局。
外資廠商多應用于中高端場景，隨著國內(nèi)頭部廠商加大研發(fā)投入，未來中高端應用領(lǐng)域國產(chǎn)份額有望進一步提升，為人形機器人的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。
02
行星減速器
精密行星減速器主要由太陽輪、行星輪、內(nèi)齒圈三大核心部件構(gòu)成，其主要的技術(shù)難點也在于三大部件的生產(chǎn)加工。
減速器工作時，通常是伺服電機等原動機驅(qū)動太陽輪旋轉(zhuǎn)，太陽輪與行星輪的嚙合驅(qū)動行星輪產(chǎn)生自轉(zhuǎn)。通常每臺精密行星減速器都會有多個行星輪，會在輸入軸和太陽輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動下，同時圍繞太陽輪旋轉(zhuǎn)，共同輸出動力，帶動負載運動。
其主要的技術(shù)難點也在于三大部件的生產(chǎn)加工。
龍頭公司往往具備兩方面優(yōu)勢并保證其市場地位：一是設(shè)計能力壁壘，包括模塊化、結(jié)構(gòu)、強度、精度等方面的設(shè)計能力；二是工藝技術(shù)能力壁壘，新進入者的專職工藝技術(shù)人員經(jīng)驗不足、人員欠缺。
全球精密行星減速器供給格局相對分散，主要玩家包括日本新寶、紐卡特等國外巨頭，國內(nèi)科峰智能、紐氏達特和威騰斯坦等廠商引領(lǐng)國產(chǎn)替代。
03
RV減速器
RV減速器因其復雜的結(jié)構(gòu)和制造工藝，相較于諧波減速器，其技術(shù)難度更高。盡管國內(nèi)一些企業(yè)已經(jīng)能夠批量生產(chǎn)RV減速器，但整體而言，國內(nèi)在這一領(lǐng)域核心技術(shù)尚未完全掌握。當前本土 RV 減速器品牌主要 仍聚焦在本土機器人品牌的中低端和中低負載產(chǎn)品系列。市場格局方面，國內(nèi) RV 減速器相對集中，兩大龍頭占據(jù)超過一半市場份額。2023 年全球龍頭納博特斯克和雙環(huán)傳動市場份額合計超過 60%。國產(chǎn) RV 減速器已實現(xiàn)初步的國產(chǎn)替代，除雙環(huán)傳動外，珠海飛馬、智同科技、中大力德、南通振康、秦川機床、六環(huán)傳動等也是該領(lǐng)域具有實力的廠商。據(jù)GGII，目前我國超100家本土企業(yè)涉足精密減速器生產(chǎn)，企業(yè)數(shù)量逐漸增多，且技術(shù)和研發(fā)實力逐步提升，部分廠商已實現(xiàn)量產(chǎn)并逐步推向市場，精密減速器的國產(chǎn)替代進程逐步體現(xiàn)效果，國內(nèi)減速器廠商與國際頭部廠商差距正在逐漸縮小。后續(xù)在主機廠降本訴求以及合作響應需求下，國產(chǎn)替代有望趨勢逐漸明晰。資料來源：GGII、科峰智能整體來看，精密減速器供需格局類似于利基市場，基本特質(zhì)包括行業(yè)整體市場規(guī)模不大、供給情況綜合壁壘不低，往往在技術(shù)、資金、渠道、品牌等某個維度具有較高的壁壘。穩(wěn)定狀態(tài)下，國內(nèi)諧波減速器、行星減速器、RV 減速器的利基市場龍頭的全球份額有望達到 25%及以上，國內(nèi)廠商份額提升空間仍很大。從長期視角觀察，人形機器人產(chǎn)業(yè)趨勢較強后續(xù)有望大幅提升核心零部件的需求，從而進一步帶動國內(nèi)減速器廠商滲透率和市場份額提升。
