前言

　　隨著科技的飛速發(fā)展，人形機(jī)器人作為未來(lái)智能制造和人工智能領(lǐng)域的重要載體，正逐步從科幻電影走進(jìn)現(xiàn)實(shí)生活。人形機(jī)器人不僅在工業(yè)制造、服務(wù)業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力，還在科研探索、娛樂(lè)互動(dòng)等方面展現(xiàn)出無(wú)限可能。然而，要實(shí)現(xiàn)人形機(jī)器人的高精度、高穩(wěn)定性及高負(fù)載能力，其核心零部件的研發(fā)與制造至關(guān)重要。其中，精密減速器作為工業(yè)機(jī)器人三大核心零部件之一，其技術(shù)水平和市場(chǎng)應(yīng)用直接關(guān)系到人形機(jī)器人的整體性能與成本競(jìng)爭(zhēng)力。

　　一、精密減速器的定義與分類(lèi)

　�。ㄒ唬┒�義

　　減速器是一種在原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩作用的傳動(dòng)裝置。它能夠?qū)⒃瓌?dòng)機(jī)的高速低扭矩輸出轉(zhuǎn)換為工作機(jī)所需的低速高扭矩輸出，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械傳動(dòng)的精確控制。在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，精密減速器因其體積小、重量輕、精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于高端制造領(lǐng)域。

　�。ǘ�）分類(lèi)

　　根據(jù)使用場(chǎng)景和原理的不同，精密減速器主要分為以下幾類(lèi)：

　　1、精密行星減速器

　　核心傳動(dòng)部件是行星齒輪組，依托純齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)行，通過(guò)齒輪間的力矩傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)減速效果。因其高效率與承載能力，常被用于并聯(lián)機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。

　　近年來(lái)，全球及國(guó)內(nèi)高精度行星減速器的需求量不斷增長(zhǎng)。

　�。�1）全球市場(chǎng)方面

　　2018-2022年全球精密行星減速器的市場(chǎng)規(guī)模由9.0億美元增長(zhǎng)至12.0億美元，復(fù)合增長(zhǎng)率為7.5%，我們預(yù)計(jì)2023-2029年全球精密行星減速器市場(chǎng)規(guī)模將從12.6億美元增長(zhǎng)至22.3億美元，CAGR為10.0%。

　　圖表：2018-2029年全球精密行星減速器的市場(chǎng)規(guī)模

　　數(shù)據(jù)來(lái)源：QY Research，中投產(chǎn)業(yè)研究院

　　2022年全球精密行星減速器市場(chǎng)份額前五的廠商分別是新寶/尼得科傳動(dòng)技術(shù)（日本）、紐卡特（德國(guó)）、威騰斯坦（德國(guó)）、精銳科技（中國(guó)臺(tái)灣）、科峰智能（中國(guó)）。

　　圖表：2022年全球精密行星減速器市占率

　　數(shù)據(jù)來(lái)源：QY Research，中投產(chǎn)業(yè)研究院

　�。�2）國(guó)內(nèi)市場(chǎng)方面

　　2018-2022年我國(guó)精密行星減速器市場(chǎng)規(guī)模由3.0億美元提升到5.0億美元，4年間復(fù)合增長(zhǎng)率為13.6%，預(yù)計(jì)2023-2029年中國(guó)精密行星減速器市場(chǎng)規(guī)模將由5.2億美元增長(zhǎng)至11.5億美元，CAGR為14.1%。

　　圖表：2018-2029年國(guó)內(nèi)精密行星減速器的市場(chǎng)規(guī)模

　　數(shù)據(jù)來(lái)源：QY Research，中投產(chǎn)業(yè)研究院

　　2022年中國(guó)精密行星減速器市場(chǎng)份額前五的廠商分別是新寶/尼得科傳動(dòng)技術(shù)（日本）、科峰智能（中國(guó)）、紐氏達(dá)特（中國(guó)）、精銳科技（中國(guó)臺(tái)灣）、利茗（中國(guó)臺(tái)灣）。

　　圖表：2022年國(guó)內(nèi)精密行星減速器市占率

　　數(shù)據(jù)來(lái)源：QY Research，中投產(chǎn)業(yè)研究院

　　2、RV減速器

　　采用兩級(jí)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，具有傳動(dòng)比范圍大、精度較為穩(wěn)定、疲勞強(qiáng)度較高、更高的剛性和扭矩承載能力等特點(diǎn)，適合機(jī)器人大臂、機(jī)座等重載荷部位的應(yīng)用。RV減速器技術(shù)門(mén)檻較高，關(guān)鍵在于精度控制、長(zhǎng)期穩(wěn)定性、使用壽命和噪音抑制等方面。

　　RV減速器在全球的市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大。2020年全球RV減速器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到857.44百萬(wàn)美元，預(yù)計(jì)2027年將達(dá)到1535.02百萬(wàn)美元，2021-2027年復(fù)合增長(zhǎng)率為7.74%。

　　國(guó)內(nèi)方面，2014年中國(guó)RV減速器市場(chǎng)規(guī)模為10.82億人民幣，2021年市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)至42.95億元人民幣，CAGR為21.77%。

　　圖表：2020-2027年全球RV減速器市場(chǎng)銷(xiāo)售額

　　數(shù)據(jù)來(lái)源：QY Research，中投產(chǎn)業(yè)研究院

　　3、諧波減速器

　　采用柔輪的彈性變形傳動(dòng)機(jī)制，具有質(zhì)量輕、體積小、傳動(dòng)比大的特點(diǎn)，適用于機(jī)器人小臂、腕部或手指末端軸等負(fù)載較小的部位。諧波減速器的技術(shù)壁壘高，要實(shí)現(xiàn)對(duì)諧波減速器的自主研發(fā)和國(guó)產(chǎn)，需要突破齒形設(shè)計(jì)、材料、加工技術(shù)、測(cè)試評(píng)價(jià)等方面的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。

　　我國(guó)諧波減速器市場(chǎng)規(guī)模穩(wěn)步擴(kuò)大，國(guó)產(chǎn)企業(yè)綠的諧波也已位于第一梯隊(duì)。2019年中國(guó)諧波減速器市場(chǎng)規(guī)模為13.5億元人民幣，2022年達(dá)到21.0億元人民幣，CAGR為15.87%，預(yù)計(jì)到2025年我國(guó)諧波減速器市場(chǎng)規(guī)模有望超過(guò)30億元人民幣，2022-2025年CAGR為16.49%。2022年國(guó)內(nèi)諧波減速器市場(chǎng)，哈默納科占有率最高達(dá)到38%，其次是綠的諧波市占率達(dá)到26%。

　　目前，全球諧波減速器市場(chǎng)較為集中，哈默納科一家獨(dú)大。2020年全球諧波減速器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到30.4億元，考慮到人形機(jī)器人的需求，我們預(yù)計(jì)2025年將達(dá)到129.1億元。

　　二、精密減速器在人形機(jī)器人中的應(yīng)用

　　精密減速器作為人形機(jī)器人的核心零部件之一，其性能直接影響到機(jī)器人的整體表現(xiàn)。在人形機(jī)器人的不同部位，根據(jù)負(fù)載和精度要求的不同，會(huì)選擇不同類(lèi)型的精密減速器。

　　圖表：三類(lèi)精密減速器主要技術(shù)指標(biāo)

　　資料來(lái)源：科峰智能招股說(shuō)明書(shū)，中投產(chǎn)業(yè)研究院整理

　　（一）特斯拉Optimus人形機(jī)器人

　　特斯拉在2022年AI Day 上公布的Optimus人形機(jī)器人在肩肘髖腰處應(yīng)用了16個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，每個(gè)關(guān)節(jié)對(duì)應(yīng)一個(gè)諧波減速器。這種設(shè)計(jì)使得Optimus能夠在復(fù)雜環(huán)境中實(shí)現(xiàn)靈活的運(yùn)動(dòng)控制，提高了機(jī)器人的靈活性和適應(yīng)性。

　　（二）傅利葉通用人形機(jī)器人

　　傅利葉通用人形機(jī)器人全身多達(dá)54個(gè)自由度，搭載了自研的高性能FSA一體化執(zhí)行器（集成電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、減速器及編碼器）。上半身選擇使用諧波減速器，以滿足小臂、腕部等部位的高精度傳動(dòng)需求；下半身髖關(guān)節(jié)則采用行星減速器，以應(yīng)對(duì)大負(fù)載和高剛性的要求。這種設(shè)計(jì)兼顧了機(jī)器人的靈活性和承載能力。

　　（三）達(dá)闥人形機(jī)器人

　　達(dá)闥人形機(jī)器人的二代產(chǎn)品擁有自研的SCA2.0智能柔性執(zhí)行器，該執(zhí)行器集成了新型伺服電機(jī)、底層伺服驅(qū)動(dòng)、高精度編碼器和高精度減速器于一體。SCA2.0作為大多數(shù)機(jī)器人最核心的運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)執(zhí)行器，不僅提高了機(jī)器人的整體性能，還降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。

　　三、精密減速器市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)

　　（一）國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加速

　　隨著國(guó)內(nèi)企業(yè)在精密減速器領(lǐng)域的不斷投入和研發(fā)，國(guó)產(chǎn)減速器在性能、穩(wěn)定性和成本等方面逐漸與國(guó)際龍頭產(chǎn)品縮小差距。低成本高性能的國(guó)產(chǎn)減速器解決方案將更具競(jìng)爭(zhēng)力，為國(guó)內(nèi)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供有力支撐。

　　（二）機(jī)電一體化、模塊化趨勢(shì)

　　隨著機(jī)電一體化和模塊化趨勢(shì)的發(fā)展，減速器廠商需要緊跟下游市場(chǎng)需求，不斷推陳出新，具備快速響應(yīng)能力和服務(wù)能力。通過(guò)將減速器與電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、編碼器等部件進(jìn)行集成設(shè)計(jì)，可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的整體性能和可靠性，降低系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。

　�。ㄈ�）技術(shù)創(chuàng)新成為關(guān)鍵

　　在精密減速器的研發(fā)過(guò)程中，技術(shù)創(chuàng)新是關(guān)鍵。企業(yè)需要不斷突破齒形設(shè)計(jì)、材料、加工技術(shù)、測(cè)試評(píng)價(jià)等方面的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，提高產(chǎn)品的精度、穩(wěn)定性和使用壽命。同時(shí)，還需要加強(qiáng)與國(guó)際先進(jìn)企業(yè)的合作與交流，引進(jìn)和消化先進(jìn)技術(shù)，推動(dòng)國(guó)內(nèi)精密減速器產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。