精密減速器核心功能是減速增扭，是精密傳動領(lǐng)域不可或缺的裝置。其中，回程間隙小、傳動精度高的精密減速器技術(shù)壁壘較高、市場需求旺盛。精密減速器根據(jù)結(jié)構(gòu)一般可分為行星減速器、諧波減速器、RV減速器，常用于機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等高端領(lǐng)域。

人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展助力精密行星減速器和諧波減速器的市場快速擴(kuò)容。從當(dāng)前各家人形機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)上看，使用了較多行星和諧波減速器。

以特斯拉人形機(jī)器人Optimus Gen-2為例，其全身共使用了14個諧波減速器和12個行星減速器，14個諧波減速器分別用于肩部、肘部、腰部等部位的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)中，12個行星減速器則用于靈巧手內(nèi)部傳動裝置中（單手用6個）。另外，智元遠(yuǎn)征A1、宇樹G1、優(yōu)必選Walker X等國產(chǎn)人形機(jī)器人本體設(shè)計中也使用了精密行星或諧波減速器。

一、精密減速器核心功能是減速增扭，是精密傳動領(lǐng)域不可或缺的裝置

減速器是一種動力傳動裝置，是連接動力源和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的中間機(jī)構(gòu)，可通過內(nèi)部的齒輪、蝸桿等傳動機(jī)構(gòu)，將高轉(zhuǎn)速、低轉(zhuǎn)矩的輸入轉(zhuǎn)換為低轉(zhuǎn)速、高轉(zhuǎn)矩的輸出。

同時，還能起到增加傳動精度和增加負(fù)載能力的作用。其中，回程間隙小、傳動精度高的精密減速器技術(shù)壁壘較高、市場需求旺盛。精密減速器根據(jù)結(jié)構(gòu)一般可分為行星減速器、諧波減速器、RV減速器，常用于機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等高端領(lǐng)域。

人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展助力精密行星減速器和諧波減速器的市場快速擴(kuò)容。

從當(dāng)前各家人形機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)上看，使用了較多行星和諧波減速器。以特斯拉人形機(jī)器人Optimus Gen-2為例，其全身共使用了14個諧波減速器和12個行星減速器，14個諧波減速器分別用于肩部、肘部、腰部等部位的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)中，12個行星減速器則用于靈巧手內(nèi)部傳動裝置中（單手用6個）。另外，智元遠(yuǎn)征A1、宇樹G1、優(yōu)必選Walker X等國產(chǎn)人形機(jī)器人本體設(shè)計中也使用了精密行星或諧波減速器。

哈默納科在諧波減速器領(lǐng)域優(yōu)勢明顯，綠的諧波等國內(nèi)企業(yè)奮起直追。

根據(jù)GGII數(shù)據(jù)顯示，2021年，哈默納科在諧波減速器領(lǐng)域的市場份額超過80%，競爭優(yōu)勢明顯。我國在精密諧波減速器領(lǐng)域起步較晚，國內(nèi)諧波減速器企業(yè)市占率較低，但是以綠的諧波為代表的自主企業(yè)，經(jīng)過多年研發(fā)，在國內(nèi)率先實現(xiàn)了諧波減速器的工業(yè)化生產(chǎn)和規(guī)模化應(yīng)用，打破了國際品牌在國內(nèi)機(jī)器人諧波減速器領(lǐng)域的壟斷。

隨著國產(chǎn)自主品牌減速器廠商與國產(chǎn)機(jī)器人廠商通力合作，自主品牌市場份額正穩(wěn)步提升。另外，當(dāng)前國內(nèi)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)百花齊放，憑借快速響應(yīng)和成本優(yōu)勢，自主品牌精密減速器企業(yè)有望充分受益。

智能汽車與AI機(jī)器人技術(shù)同源，國內(nèi)汽車零部件企業(yè)爭先布局人形機(jī)器人，二者產(chǎn)業(yè)鏈或?qū)⒏叨戎睾稀?/strong>

特斯拉直接將FSD和Autopilot技術(shù)復(fù)用到Optimus人形機(jī)器人，顯示出智能汽車和機(jī)器人軟件算法上具有同源性。小鵬、小米、比亞迪、廣汽等汽車主機(jī)廠已經(jīng)開始投入人形機(jī)器人研發(fā)，而且汽車零部件里的典型企業(yè)（如拓普、三花、北特、貝斯特、豪能等）也紛紛拓展人形機(jī)器人相關(guān)零部件業(yè)務(wù)，我們認(rèn)為，未來汽車主機(jī)廠或?qū)⒊蔀槿诵螜C(jī)器人重要生產(chǎn)商和終端用戶（如生產(chǎn)制造場景），汽車產(chǎn)業(yè)鏈和人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈有望高度重合。

1、減速器：減速增扭的關(guān)鍵傳動部件

1.1 定義：減速器是處于動力源和執(zhí)行機(jī)構(gòu)中間的裝置，是一種動力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，其利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將電機(jī)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的裝置。

作用：

a) 降低轉(zhuǎn)速：在設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中，電機(jī)可以提供較高的轉(zhuǎn)速，但不同的應(yīng)用場景和功能需求需要匹配不同的轉(zhuǎn)速，因此需要使用減速器對電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速進(jìn)行減速。

b) 增大扭矩：轉(zhuǎn)速的降低換來的是扭矩的提高，從而使得額定輸出功率不變的電機(jī)能夠應(yīng)對更大的負(fù)載、對抗更大的阻力。

c) 增加傳動精度：減速器能夠提高電機(jī)的傳動精度，減小了傳動誤差和回程誤差，適用于對傳動精度要求較高的場合。

d) 增加負(fù)載能力：減速電機(jī)通過減速器提高了輸出扭矩，增加了系統(tǒng)對負(fù)載的適應(yīng)能力，能夠承受更大的負(fù)載和沖擊負(fù)荷。

1.2 分類：減速器按用途和精度可分為三類：

1）通用減速器，廣泛應(yīng)用于多領(lǐng)域，滿足基礎(chǔ)動力傳動需求；

2）專用減速器，以大型、特大型為主，多為非標(biāo)、行業(yè)專用產(chǎn)品，包括船用齒輪箱、冶金齒輪箱、風(fēng)力發(fā)電齒輪箱、工程機(jī)械齒輪箱等；

3）精密減速器，回程間隙小、傳動精度高，常用于機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等高端領(lǐng)域，包括精密行星減速器、RV減速器和諧波減速器等。

二、精密減速器主要包括行星、RV、諧波減速器

精密減速器根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為三類：

1）行星減速器，主要由行星輪、太陽輪和內(nèi)齒圈構(gòu)成，結(jié)構(gòu)緊湊且傳動效率高，適用于機(jī)器人中對精度要求低的部分身體旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)；

2）RV減速器，減速比范圍大且承載能力強(qiáng)，剛性和耐過載沖擊性能好，廣泛應(yīng)用于機(jī)器人基座、大臂、肩部等重負(fù)載位置；

3）諧波減速器，基于柔輪的彈性變形原理，體積小、重量輕且傳動精度高，但承載能力相對較弱，更適合應(yīng)用于3C、半導(dǎo)體、醫(yī)療器械等行業(yè)的工業(yè)機(jī)器人小臂、腕部、手部等部件。

三種精密減速器特點對比

精密減速器因結(jié)構(gòu)差異而各具優(yōu)劣：精密行星減速器以其高剛性、高傳動效率、強(qiáng)抗沖擊能力、緊湊的體積、經(jīng)濟(jì)的價格及長壽命著稱，但傳動比相對較低，多級結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致體積增大，輸出扭矩有限，且相對精度稍遜。RV減速器則以其高效的傳動、高精度的輸出、大扭矩、高剛性、廣泛的傳動比范圍及穩(wěn)定的精度表現(xiàn)突出，然而，其質(zhì)量與體積較大，壽命相對較短，加工工藝復(fù)雜，價格偏高。 

諧波減速器在精度、傳動比方面表現(xiàn)優(yōu)異，傳動慣量小，體積/重量可大幅減小至其他減速器的三分之一/二分之一，但柔輪每轉(zhuǎn)兩次橢圓變形易導(dǎo)致材料疲勞損壞，損耗功率大，且存在回程誤差，不具備自鎖功能，對散熱也有一定要求。

1、行星減速器的結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)與原理：行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)主要由行星齒輪、行星架和太陽輪構(gòu)成。

精密行星減速器工作時，通常是伺服電機(jī)等原動機(jī)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)；同時，由于行星輪另外一側(cè)與減速器殼體內(nèi)壁上的環(huán)形內(nèi)齒圈嚙合，最終行星輪在自轉(zhuǎn)驅(qū)動下將沿著與太陽輪旋轉(zhuǎn)相同方向在環(huán)形內(nèi)齒圈上滾動，形成圍繞太陽輪旋轉(zhuǎn)的“公轉(zhuǎn)”運動。行星輪通過公轉(zhuǎn)驅(qū)動行星架旋轉(zhuǎn)，行星架與輸出軸聯(lián)接，帶動輸出軸輸出扭矩。

行星減速器的特點 

精密行星減速器優(yōu)點：高承載能力、高傳動效率、低成本。 

較高承載能力：行星減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，行星輪均勻分布在中心輪周圍，共享負(fù)載，使得每個齒輪承受的負(fù)載減小，從而提高了整體承載能力。 

高傳動效率：行星減速器的傳動結(jié)構(gòu)具有對比度和均勻分布的特點，行星輪作用于中心輪和臂軸承的反作用力可以相互平衡，減少了摩擦損失，提高了傳動效率。 

成本較低：由于行星減速器本身的結(jié)構(gòu)簡單，相較于RV減速器、諧波減速器來說生產(chǎn)組裝過程中所需加工組裝的零件少，從而降低了生產(chǎn)成本。 

精密行星減速器缺點：較低的傳動比、較低的傳動精度。 

單級傳動比較低：行星減速器單級傳動比在3-10左右，不超過10。在單級行星減速器中，由于齒輪數(shù)量有限，齒數(shù)比例的選擇范圍也相對較小，從而限制了傳動比的提高。若通過疊加級數(shù)提高傳動比則會增大體積和質(zhì)量。 

傳動精度較低：由于行星齒輪與太陽齒輪之間的嚙合間隙，以及行星齒輪之間的相對運動，可能導(dǎo)致一定的傳動誤差積累，這在多級結(jié)構(gòu)中更為明顯。

行星減速器的核心競爭要素 

精密行星減速器的核心競爭力主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)設(shè)計能力、工藝技術(shù)能力以及資金儲備上。 

結(jié)構(gòu)設(shè)計能力 

齒輪結(jié)構(gòu)布局設(shè)計：行星減速器由于單級減速比較低，往往需要采用多級結(jié)構(gòu)去提升其整體減速比，此時如何在有限的空間內(nèi)進(jìn)行齒輪間的排布以達(dá)到盡可能高的傳動比便成為新的問題，目前存在多種排布方案，但各有利弊，需要根據(jù)需求進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇及修改。 

資金儲備 

研發(fā)投資：精密行星減速器的研發(fā)需要投入大量的資金，包括研發(fā)人員的薪酬、實驗設(shè)備的購置和維護(hù)、原材料的研發(fā)和采購等。這些投資需要企業(yè)具備較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)實力和財務(wù)穩(wěn)健性。 

生產(chǎn)設(shè)備投資：為了生產(chǎn)高質(zhì)量的精密行星減速器，企業(yè)需要購置高精度的生產(chǎn)設(shè)備，如磨齒機(jī)、插齒機(jī)、滾齒機(jī)等。目前高端精密加工設(shè)備主要依賴進(jìn)口，單價高昂,同時進(jìn)口設(shè)備的采購交付周期普遍在10個月以上，最久的長達(dá)15個月，對企業(yè)的資金周轉(zhuǎn)能力提出了不小的要求。這些設(shè)備的購置和維護(hù)成本較高，增加了企業(yè)的資金壓力。

工藝技術(shù)能力：

加工精度：精密行星減速器的齒輪和軸等關(guān)鍵部件需要采用高精度加工技術(shù)，如磨齒、插齒、滾齒等，以確保產(chǎn)品的精度和性能。這些加工技術(shù)需要高精度的設(shè)備和專業(yè)的操作技能，增加了工藝技術(shù)的難度。行星減速器的高承載力通過行星齒輪組平分負(fù)載來實現(xiàn)，但當(dāng)存在制造誤差時，可能會影響到行星齒輪組的共享負(fù)載機(jī)制，從而導(dǎo)致減速器整體的負(fù)載能力下降。

檢測技術(shù)：為了確保精密行星減速器的質(zhì)量，需要采用先進(jìn)的檢測技術(shù)對產(chǎn)品的各項性能指標(biāo)進(jìn)行檢測。這些檢測技術(shù)需要高精度的測量設(shè)備和專業(yè)的操作技能，以確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

行星減速器的市場競爭格局 

精密行星減速器市場主要由日系、德系品牌主導(dǎo)，行業(yè)集中度相對分散： 全球市場方面，全球CR3約35%，頭部企業(yè)競爭格局較為均衡。其中，日本新寶的市場份額為13%，紐卡特和威騰斯坦緊隨其后，均有11%的市場份額。 

國內(nèi)市場方面，國內(nèi)CR3約41%，相比全球市場來說集中度更高。其中，日本新寶的市場份額為20%，占比最高，威騰斯坦占比約12%，紐卡特9%， CR3在國內(nèi)市場地位與全球市場的地位類似。我國從20世紀(jì)60年代起開始研制應(yīng)用行星減速器，在三大精密減速器中開發(fā)時間最早，并且相對來說行星減速器的結(jié)構(gòu)較為簡單，技術(shù)設(shè)計壁壘較低，國內(nèi)自主品牌的市占率正在穩(wěn)步提升。

2、RV減速器的結(jié)構(gòu) 

RV 減速器是由行星齒輪減速機(jī)一級+擺線針輪減速機(jī)后級組成的二級減速機(jī)： 

第一級減速：電機(jī)帶動中心輪旋轉(zhuǎn)，中心輪旋轉(zhuǎn)帶動與其嚙合的行星輪轉(zhuǎn)動。由于中心輪齒數(shù)小于行星輪齒數(shù)，從而形成第一級減速。 

第二級減速：每個行星輪與各自的曲柄軸相連，中心輪帶動行星輪轉(zhuǎn)動從而帶動曲柄軸以相同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。曲柄軸的偏心部通過滾針軸承安裝的2個擺線輪（RV 齒輪）在外殼內(nèi)側(cè)的針齒槽中的針齒數(shù)比 RV齒輪多 1 齒。曲柄軸旋轉(zhuǎn) 1 周時，2 個擺線輪也進(jìn)行 1 次偏心運動（曲軸運動）。擺線輪沿著與曲柄軸運動方向相反方向轉(zhuǎn)動 1 個齒，從而實現(xiàn)減速。

RV減速器的特點 

RV減速器具有高扭矩、高傳動比、高承載能力的優(yōu)勢。 

高承載能力：RV減速器低速級擺線輪結(jié)構(gòu)為180°對稱分布，擺線輪與針輪的理論最大嚙合齒數(shù)可達(dá)總齒數(shù)1/2，載荷被均勻分配到多個接觸點，使得擺線輪的結(jié)構(gòu)受力均勻，提高了減速器傳動的平穩(wěn)性和減速器的承載能力。 

高傳動比：RV減速器由兩級減速構(gòu)成，整體的傳動比是兩級傳動比的乘積，故其具有較大的傳動比范圍，能夠提供更高的傳動比。 

高扭轉(zhuǎn)剛度：輸出機(jī)構(gòu)即為兩端支承的行星架，用行星架左端的剛性大圓盤輸出，大圓盤與工作機(jī)構(gòu)用螺栓聯(lián)結(jié)，其扭轉(zhuǎn)剛度遠(yuǎn)大于一般擺線針輪行星減速器的輸出機(jī)構(gòu)。 

劣勢在于其相對較大的體積質(zhì)量以及較高的價格。 

較大的體積質(zhì)量：RV減速器本質(zhì)上是一種二級減速器，同時擺線針輪本身體積質(zhì)量較高，因此導(dǎo)致RV減速器整體體積質(zhì)量較大。 

較高的價格：其復(fù)雜的行星+擺線針輪減速結(jié)構(gòu)使得在生產(chǎn)過程中需要生產(chǎn)組裝大量的高精度零部件比如針齒等，使得整體成本較高。

RV減速器的核心競爭要素 

設(shè)計能力 

修形設(shè)計：擺線齒輪的齒形較復(fù)雜,加工工藝要求嚴(yán)格,其修形質(zhì)量以及齒廓幾何精度直接決定著擺線針輪行星傳動的運動精度和使用性能。通過擺線輪修形,可以產(chǎn)生擺線傳動所需的嚙合間隙,補(bǔ)償制造和安裝側(cè)隙或誤差,保證合理的徑向側(cè)隙,以利于潤滑和保證裝拆方便。為了補(bǔ)償裝配誤差，保持合理的齒隙，便于潤滑和裝配，行星齒輪傳動中的圓柱齒行星傳動的理論齒廓一般通過修改設(shè)計加工而成，齒廓修改質(zhì)量是保證機(jī)器人精密減速器運動精度的關(guān)鍵。 

公差分配設(shè)計：RV減速器對回差有較高要求，一般要求不超過1 arcmin，以確保運動的精確性和穩(wěn)定性。因此在若干減速器部件中分配誤差需要在制造前提前考慮，不同部件對回差有不同程度的影響，設(shè)計者需要對每個部件的誤差進(jìn)行合理分配。

工藝技術(shù)能力 

高精度擺線輪的制造能力：RV減速器需要高精度擺線輪來確保傳動的穩(wěn)定性和精度。擺線齒輪的修形精度以及制造誤差是影響擺線針輪傳動精度的一個重要方面。過大的修形量將產(chǎn)生較大的嚙合間隙,會降低其傳動精度; 而過小的修形量將產(chǎn)生不了足夠的嚙合間隙,會導(dǎo)致傳動時發(fā)生干涉以至于卡死等現(xiàn)象。 

質(zhì)量管理體系：由于RV減速器的制造過程中涉及到大量精密部件的制造與組裝，例如滾針，擺線輪，曲柄軸等等。因此需要在每一個制造環(huán)節(jié)控制產(chǎn)物質(zhì)量。否則RV減速器獨特的兩級減速結(jié)構(gòu)會將每一級減速中的誤差成倍的放大，可能會對整體的傳動精度與傳動效率產(chǎn)生極大的影響。 

資金儲備 

設(shè)備方面投資較大，據(jù)智同科技介紹，針齒殼和擺線輪的加工設(shè)備從歐洲進(jìn)口，單臺均價超1500萬，國產(chǎn)機(jī)床在精度和工藝方面還無法滿足要求。前期設(shè)備投入至少1個億以上，而能做到批量生產(chǎn)需要3個億左右投入。設(shè)備采購周期在一年以上，對資金儲備有較高要求。

RV減速器的市場格局 

日系品牌納博特斯克占據(jù)RV減速器市場主導(dǎo)地位。1926年德國的Lorenz Blanc提出針擺行星傳動，后經(jīng)住友引進(jìn)、擺線磨床的研制成功，1980年日本帝人精機(jī)提出RV傳動理論，1986年RV減速器正式大規(guī)模生產(chǎn)。先發(fā)優(yōu)勢使得納博特斯克一直主導(dǎo)該領(lǐng)域。但隨著本土企業(yè)開始進(jìn)入RV減速器領(lǐng)域，在中低端和中低負(fù)載產(chǎn)品上正逐步替代納博特斯克。 

 國內(nèi)自主品牌RV減速器企業(yè)市占率快速提升。隨著本土廠商的技術(shù)不斷積累，與國內(nèi)機(jī)器人廠商合作持續(xù)加強(qiáng)，國內(nèi)自主RV減速器企業(yè)市占率近年來持續(xù)提升。其中，環(huán)動科技（雙環(huán)傳動的控股子公司）國內(nèi)市占率提升明顯，從2020年的5.25%上升到2023年的18.89%，已穩(wěn)居第二。納博特斯克市占率則持續(xù)降低，已從2020年54.8%下降到2023年的40.17%。

3、諧波減速器的結(jié)構(gòu) 

結(jié)構(gòu)：諧波齒輪減速器是一種靠波發(fā)生器使柔輪產(chǎn)生可控的彈性變形波，通過其與剛輪的相互作用，實現(xiàn)運動和動力傳遞的傳動裝置，其構(gòu)造主要由帶有內(nèi)齒圈的剛性齒輪（剛輪）、帶有外齒圈的柔性齒輪（柔輪）、波發(fā)生器三個基本構(gòu)件組成。 

原理：諧波減速器工作時，電機(jī)驅(qū)動波發(fā)生器旋轉(zhuǎn)，剛輪固定，柔輪作為輸出端。波發(fā)生器迫使柔輪由圓形變?yōu)闄E圓形，長軸端齒與剛輪完全嚙合，短軸端則脫開，其余齒處于過渡狀態(tài)。隨著波發(fā)生器連續(xù)轉(zhuǎn)動，柔輪變形不斷變化，嚙合狀態(tài)也隨之改變，經(jīng)歷嚙入、嚙合、嚙出、脫開再嚙入的循環(huán)，從而實現(xiàn)柔輪相對剛輪沿波發(fā)生器相反方向的平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)。

諧波減速器的特點 

諧波減速器具有高傳動精度、較高傳動比、小體積質(zhì)量的優(yōu)勢。 

高傳動精度：因為諧波傳動中同時嚙合的齒數(shù)多，誤差平均化，即多齒嚙合對誤差有相互補(bǔ)償作用，故傳動精度高。在齒輪精度等級相同的情況下，傳動誤差只有普通圓柱齒輪傳動的1/4左右。同時可采用微量改變波發(fā)生器的半徑來增加柔輪的變形使齒隙很小，甚至能做到無側(cè)隙嚙合，因此傳動空程小，適用于反向轉(zhuǎn)動。 

較高傳動比：波發(fā)生器每旋轉(zhuǎn)180度，由于柔輪和剛輪只存在部分接觸，從而只會使得剛輪改變一個齒的位置，從而形成減速效果，因此也具有了較高的傳動比。 

小體積質(zhì)量：諧波減速器由于其特殊的柔輪傳動結(jié)構(gòu)，使得其核心部件較少，在輸出力矩相同的情況下，體積可減少2/3，重量可減輕1/2。 

劣勢在于其相對較低的傳動效率、低扭矩以及較短的壽命。 

較低的傳動效率：諧波減速器在傳動過程中由于柔輪的彈性變形和嚙合摩擦等因素，會產(chǎn)生一定的能量損失，導(dǎo)致傳動效率相對較低。 

低扭矩：諧波減速器在承受大扭矩時可能會面臨柔輪變形過大或嚙合不良等問題，因此一般情況下輸出扭矩較低。 

壽命較短：諧波減速器的工作原理依賴于柔輪的彈性變形，這種變形在長期的使用過程中會導(dǎo)致材料的疲勞和磨損。柔輪需要反復(fù)高速變形，因而較為脆弱，容易在應(yīng)力集中區(qū)域出現(xiàn)裂紋或斷裂。

諧波減速器的技術(shù)壁壘

諧波減速器技術(shù)壁壘主要體現(xiàn)在柔輪技術(shù)、剛輪材料選擇上。

柔輪技術(shù)

材料選擇：例如，國內(nèi)外柔輪材料較多使用40Cr材料，但晶粒和鐵氧體相的不合理會導(dǎo)致局部微裂紋和尺寸精度的變化，因此，需要選擇原始坯料純度高、包含的雜質(zhì)和非金屬夾雜物水平低的材料。

齒形設(shè)計與加工：不同的齒形設(shè)計會對傳動性能產(chǎn)生影響，例如漸開線齒形的傳動誤差較大；圓弧齒形工作性能良好、摩擦??；擺線齒形繼承了圓弧齒廓所具有的優(yōu)點，但擺線齒輪齒的設(shè)計較為復(fù)雜困難，制造誤差和裝配誤差會嚴(yán)重影響諧波傳動的精度。目前國內(nèi)大部分廠商采用傳統(tǒng)的慢走絲或滾齒、插齒工藝，在生產(chǎn)效率及產(chǎn)量上與國際龍頭企業(yè)存在一定的差距。

剛輪材料選擇

剛輪在傳動過程中需要不斷地和柔輪相接觸，通過摩擦來傳動。因此剛輪的抗磨擦程度直接關(guān)系到減速器的壽命。例如2Cr13不銹鋼、 40Cr中碳合金鋼、45鋼中硬度相近條件下，40Cr表現(xiàn)出比2Cr13更優(yōu)異的耐磨性能。45鋼與摩擦副材料的硬度值相差最大，耐磨性能最差。這些都需要通過經(jīng)驗積累進(jìn)行優(yōu)化選擇。

諧波減速器的市場競爭格局

諧波減速器市場競爭格局較為集中，分市場來看：

全球市場方面：Top1哈默納科占據(jù)82%的市場份額，領(lǐng)先優(yōu)勢顯著；綠的諧波的市場份額為7%，排名第二，具備一定競爭力。

國內(nèi)市場方面：CR3占比約72%，市場集中度較高。其中，CR3 哈默納科/綠的諧波/來福諧波的市場占比分別為38%/26%/8%。隨后是日本新寶、同川科技分別占比7%/6%。在國內(nèi)市場中，綠的諧波與哈默納科的市場份額差距不明顯。

三、精密減速器在人形機(jī)器人中的應(yīng)用

特斯拉人形機(jī)器人Optimus Gen-2全身共使用了14個諧波減速器和12個行星減速器。

根據(jù)在特斯拉AI DAY中所披露的信息，特斯拉Optimus機(jī)器人全身共有40個關(guān)節(jié)，其中，28個關(guān)節(jié)分布在肩部、肘部、腰部等部位，全身28處關(guān)節(jié)采用了3種旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器， 3種線性執(zhí)行器。另外12個關(guān)節(jié)則集中分布在靈巧手上，單只手6個關(guān)節(jié)。

旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器：三種型號分別為：

1）扭矩20Nm，重量0.55kg；

2）扭矩11Nm，重量1.62kg；

3）扭矩180Nm，重量2.26kg。

旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器采用無框電機(jī)+諧波減速器+位置傳感器+離合器+力矩傳感器的結(jié)構(gòu)。

靈巧手關(guān)節(jié)：多級行星減速器連接電機(jī)和手指關(guān)節(jié)，安裝在靈巧手的內(nèi)部。

精密減速器在人形機(jī)器人中的應(yīng)用

國內(nèi)人形機(jī)器人廠商減速器方案較為多樣化，諧波和行星減速器等均有應(yīng)用：

智元遠(yuǎn)征A1：全身共有49個自由度，手部具有17個自由度，其關(guān)節(jié)采用自研的PowerFlow關(guān)節(jié)，采用行星減速器。

宇樹G1：全身擁有至多43個關(guān)節(jié)電機(jī)，最高支持43個自由度，采用三指力控靈巧手，關(guān)節(jié)處主要采用行星減速器方案。

優(yōu)必選WalkerX：全身共41個自由度，關(guān)鍵關(guān)節(jié)采用諧波減速器。同時申請多個關(guān)于諧波、行星減速器的專利。

傅利葉GR-1：采用高度一體化設(shè)計的FSA執(zhí)行器作為關(guān)節(jié)驅(qū)動，擁有諧波、行星減速器關(guān)節(jié)專利。

國內(nèi)頭部機(jī)器人廠商的減速器專利主要集中在行星和諧波減速器。優(yōu)必選自2017年來申請21個有關(guān)行星減速器專利，15個諧波減速器專利，其中4個為行星諧波組合專利；傅利葉申請與機(jī)器人關(guān)節(jié)有關(guān)的行星減速器專利6項，諧波減速器2項；宇樹申請機(jī)器人關(guān)節(jié)相關(guān)行星減速器專利9項，諧波2項；智元申請行星減速器4項，諧波減速器1項。

精密減速器傳統(tǒng)領(lǐng)先企業(yè)

四、多家汽零企業(yè)入局機(jī)器人精密減速器賽道

智能汽車與AI機(jī)器人技術(shù)同源，國內(nèi)汽車零部件企業(yè)爭先布局人形機(jī)器人，二者產(chǎn)業(yè)鏈或?qū)⒏叨戎睾稀?/strong>

特斯拉直接將FSD和Autopilot技術(shù)復(fù)用到Optimus人形機(jī)器人，顯示出智能汽車和機(jī)器人軟件算法上具有同源性。小鵬、小米、比亞迪、廣汽等汽車主機(jī)廠已經(jīng)開始投入人形機(jī)器人研發(fā)，而且汽車零部件企業(yè)（如拓普、三花、北特、貝斯特、豪能等）也紛紛拓展人形機(jī)器人相關(guān)零部件業(yè)務(wù)。我們認(rèn)為，未來汽車主機(jī)廠或?qū)⒊蔀槿诵螜C(jī)器人重要生產(chǎn)商和終端用戶（如生產(chǎn)制造場景），汽車產(chǎn)業(yè)鏈和人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈有望高度重合。

汽零企業(yè)紛紛布局機(jī)器人精密減速器賽道，制造能力和商務(wù)資源優(yōu)勢明顯。

據(jù)公開信息，已正式宣布入局機(jī)器人減速器的汽零企業(yè)包括豪能股份、福達(dá)股份、中鼎股份、富臨精工、斯菱股份等。我們認(rèn)為，汽零企業(yè)具有優(yōu)秀的大批量生產(chǎn)制造、質(zhì)量管控及成本管控能力，從汽車零部件業(yè)務(wù)拓展到人形機(jī)器人零部件業(yè)務(wù)邏輯較順。而且，汽零企業(yè)與汽車主機(jī)廠有著較強(qiáng)合作綁定關(guān)系，隨著各大汽車主機(jī)廠入局人形機(jī)器人賽道，布局機(jī)器人精密減速器領(lǐng)域的汽零企業(yè)有望脫穎而出。

哈默納科：全球諧波減速器龍頭企業(yè)

哈默納科是世界上最早成功商業(yè)化諧波減速器的公司之一，專注于諧波減速器技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新。自20世紀(jì)50年代初，哈默納科（Harmonic Drive）以其HD產(chǎn)品首次亮相日本市場為起點，踏上了穩(wěn)步成長與全球拓展的征程。歷經(jīng)HDG在日本市場的成功進(jìn)軍、HD在美國的上市等重要里程碑，公司不僅穩(wěn)固了本土市場，更開啟了國際化的大門。在此過程中，哈默納科推出了包括AccuDrive、Mecantronics及Harmonic Drive Planetary在內(nèi)的多項革新性產(chǎn)品，展現(xiàn)了強(qiáng)大的技術(shù)實力與市場洞察力。同時，通過與SAMICK ADM、Ome lron Casting Co. Ltd.等企業(yè)的深度合作，以及HDL、HIP、HDSys等多個分支機(jī)構(gòu)的建立，公司進(jìn)一步拓寬了業(yè)務(wù)領(lǐng)域與市場份額。

哈默納科下游主要應(yīng)用場景和客戶：哈默納科的產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于機(jī)器人、半導(dǎo)體設(shè)備、面板制造設(shè)備、機(jī)床、光學(xué)儀器、檢測設(shè)備、車載等領(lǐng)域。其中，工業(yè)機(jī)器人是最大的下游應(yīng)用領(lǐng)域，占比超過50%。其諧波減速器在全球諧波減速器市場中占據(jù)了超過70%的市場份額。

諧波減速器產(chǎn)能方面：基于公司公開信息，據(jù)不完全統(tǒng)計，公司現(xiàn)有工業(yè)諧波減速器產(chǎn)能約17萬/月；車載諧波減速器產(chǎn)能約9萬/月，其中一條線預(yù)計將被改造用于人形機(jī)器人相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)制造。

納博特斯克：世界領(lǐng)先RV減速器制造商 

納博特斯克是一家在傳動技術(shù)領(lǐng)域具有深厚底蘊與創(chuàng)新能力的全球領(lǐng)先企業(yè)。

其核心優(yōu)勢聚焦于精密減速器，特別是RV減速器的研發(fā)、制造、銷售與服務(wù)。成立于2003年,總部位于日本,主營業(yè)務(wù)為精密減速器制造,產(chǎn)品在RV減速器領(lǐng)域全球市場占有率超過80%,公司的精密納博特斯克減速器客戶主要包括工業(yè)機(jī)器人和機(jī)床,其中工業(yè)機(jī)器人客戶覆蓋全球四大家族機(jī)器人企業(yè)以及各知名機(jī)器人廠商。

納博特斯克高度重視技術(shù)研發(fā)，申請了大量減速器專利。

公司起源于合并之前的納博克與特斯克，自合并以來，納博特斯克順應(yīng)日本制造業(yè)產(chǎn)品出海的趨勢，戰(zhàn)略側(cè)重海外擴(kuò)張與產(chǎn)能建設(shè)，不斷鞏固行業(yè)優(yōu)勢地位。公司強(qiáng)調(diào)研發(fā)投入，近五年累計投入研發(fā)費用近500億日元，在新一代精密減速器、自動門、飛行控制系統(tǒng)等核心產(chǎn)品上積累了豐厚的技術(shù)與專利。

綠的諧波：國產(chǎn)諧波減速器破局者，布局精密旋轉(zhuǎn)和直線運動核心產(chǎn)品 

公司簡介：綠的諧波創(chuàng)立于2011年，公司是一家專業(yè)從事精密傳動裝置研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)和銷售的高新技術(shù)企業(yè)，產(chǎn)品包括諧波減速器及精密零部件、機(jī)電一體化產(chǎn)品、智能自動化裝備等。公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于智能機(jī)器人、 數(shù)控機(jī)床、醫(yī)療器械、半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備、新能源裝備等高端制造領(lǐng)域。公司在國內(nèi)率先實現(xiàn)了諧波減速器的工業(yè)化生產(chǎn)和規(guī)?；瘧?yīng)用，打破了國際品牌在國內(nèi)機(jī)器人諧波減速器領(lǐng)域的壟斷。 

把握機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇，布局旋轉(zhuǎn)和直線運動相關(guān)部件。公司在精密旋轉(zhuǎn)傳動中重點布局了諧波減速器相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品；在精密直線傳動領(lǐng)域公司正在積極布局了電靜液伺服閥和反向行星滾柱絲杠等產(chǎn)品，適用于大負(fù)載、高抗沖擊性、高頻響的應(yīng)用場景。 

產(chǎn)能方面：公司2023年完成了年產(chǎn)50萬臺精密減速器的擴(kuò)產(chǎn)項目的房屋土建及相關(guān)設(shè)備采購工作，并計劃2024年內(nèi)完成相關(guān)智能化產(chǎn)線的建設(shè)調(diào)試工作和達(dá)產(chǎn)工作。

中大力德：精密減速器國產(chǎn)替代先鋒，拓展機(jī)電一體化集成產(chǎn)品 

公司簡介：中大力德始創(chuàng)于1998年，是一家集電機(jī)驅(qū)動、微特電機(jī)、精密減速器、機(jī)器人結(jié)構(gòu)本體及一體化智能執(zhí)行單元的研發(fā)、制造、銷售、服務(wù)于一體的國家高新技術(shù)企業(yè)。其核心產(chǎn)品線涵蓋了精密減速器系列、傳動行星減速器以及多元化的小型與微型減速電機(jī)等。公司深耕于國家產(chǎn)業(yè)政策大力扶持的先進(jìn)制造業(yè)，其出品廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人、智能物流系統(tǒng)、新能源產(chǎn)業(yè)、高端機(jī)床等多個領(lǐng)域，并在食品加工、包裝機(jī)械、紡織設(shè)備、電子設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備等專用機(jī)械設(shè)備市場中占據(jù)一席之地。 

布局機(jī)電一體化集成產(chǎn)品，有望受益機(jī)器人增量需求。

公司順應(yīng)行業(yè)一體化、集成創(chuàng)新的發(fā)展趨勢，圍繞工業(yè)自動化和工業(yè)機(jī)器人，形成了減速器+電機(jī)+驅(qū)動一體化的產(chǎn)品架構(gòu)，推出“精密行星減速器+伺服電機(jī)+驅(qū)動”一體機(jī)、“RV 減速器+伺服電機(jī)+驅(qū)動”一體機(jī)、“諧波減速器+伺服電機(jī)+驅(qū)動”一體機(jī)等模組化產(chǎn)品，實現(xiàn)了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級。

雙環(huán)傳動：全球齒輪領(lǐng)先企業(yè)，機(jī)器人減速器業(yè)務(wù)助力公司成長加速

公司簡介：浙江雙環(huán)傳動機(jī)械股份有限公司（股票代碼：002472.SZ）是全球?qū)I(yè)齒輪制造領(lǐng)軍企業(yè)、中國機(jī)器人減速器制造領(lǐng)軍企業(yè)和中國新能源汽車齒輪制造領(lǐng)軍企業(yè)，以“改變齒輪行業(yè)自給自足的格局”為己任，致力于為全球機(jī)械傳動系統(tǒng)提供高速低噪、安全低碳的產(chǎn)品。

主營產(chǎn)品：包括乘用車齒輪、商用車齒輪、工程機(jī)械齒輪、摩托車齒輪和電動工具齒輪、減速器及其他產(chǎn)品，主要面向車輛的電驅(qū)動系統(tǒng)、變速箱、車橋、電動工具、軌道交通、風(fēng)電以及工業(yè)機(jī)器人等應(yīng)用領(lǐng)域。公司在聚焦齒輪主業(yè)的同時，也拓展了智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)、工業(yè)增/減速機(jī)（子公司環(huán)歐為主體）、機(jī)器人高精密減速器（子公司環(huán)動科技為主要實施主體）等新領(lǐng)域的產(chǎn)品。

環(huán)動科技：環(huán)動科技專注于高精密減速器的研發(fā)、設(shè)計與生產(chǎn)，能夠提供涵蓋3~1000Kg負(fù)載范圍的機(jī)器人解決方案，包括 RV減速器、諧波減速器及機(jī)電控一體化關(guān)節(jié)模組、驅(qū)動執(zhí)行器等，全方位滿足客戶需求。2023年9月，公司發(fā)布了籌劃子公司環(huán)動科技分拆上市的提示性公告，當(dāng)前分拆計劃仍在推進(jìn)中，即使分拆后雙環(huán)傳動仍會掌握對環(huán)動科技的控股權(quán)。