减速器构成、市场规模与需求情况如何?

减速器构成、市场规模与需求情况如何?

最佳答案 匿名用户编辑于2025/08/21 10:51

减速器用于实现降速增矩。

减速器又称减速机,与伺服电机、控制器并称为机器人三大核心零部件,在机器人动力系统中 是连接动力源和执行结构的中间结构。与机械设备一样,机器人一般由动力、传动与执行三大 系统构成,人形机器人作为精密制造、先进传感与控制技术的高度集成化产物,其传动系统成 为机器人精密控制的关键,而减速器则是传动系统的关键部件。

减速器是由多个齿轮组成的常用传动零部件,内部结构复杂,其通过不同大小齿轮的啮合传递 动力。在一般的机械设备中,由电机带动设备运转,但电机额定转速不能得到完全使用,需要 通过减速器降低转速增加扭矩;因此我们可以类比在人形机器人中,减速器主要将伺服电机的 动力传导至各执行结构如关节处,降低转速并增加扭矩,以精确控制机器人动作。

减速器可平衡电机“高转速低扭矩”与关节“低转速高扭矩” 的矛盾。通过减速器可以将电机 的低扭矩放大为高扭矩以满足负载驱动需求。这是因为在人形机器人中,伺服电机为追求小型 化和快速响应,通常输出高转速低扭矩,而机器人执行末端如机械臂关节、夹持器等负载需要 低转速高扭矩来驱动手臂运动或抓取重物。

可保证运动控制的高精度与稳定性,在要求高精度的场景中不可或缺。人形机器人的运动精度 直接影响任务完成质量,例如抓取细小物体、行走时的步幅控制和平衡调整等,均依赖传动系 统的精度。而电机输出转速存在微小波动,直接传递到末端会放大运动误差,因此需要减速器 通过多级啮合与齿轮设计来平滑电机的转速波动,使末端运动更稳定,控制误差。

从产量来看,我国减速器从2019年的852万台增长至2023年的1470万台,连续五年产量稳定增 长。我国减速器企业工艺水平不断提升、生产规模日益扩大,国产减速器供应能力日益提升, 产业规模稳步扩张。

从市场规模来看,2024年中国减速器行业市场规模约1448亿元,较上年增长4.4%,近五年来同 比增长率维持在4%~5%,市场增长态势稳健。得益于我国工业化进程的推动,下游工业机器 人、半导体设备、机床等市场需求的不断增长。

特斯拉Optimus Gen2需要12个行星减速器和14个谐波减速器。其中,谐波减速器用于肩 膀、手肘、腰部与骨盆的旋转关节处;行星减速器用于手部传动装置内,单手用量6个。

从减速器特性看,行星减速器和谐波减速器各有千秋:1)行星减速器的高承载能力及强抗 冲击能力的特性适配灵巧手应用场景,但精度有限,一定程度上无法满足高精度灵巧手需求 ;2)谐波减速器的免维护特性和高减速比适配肩膀、手肘、腰部与骨盆等大关节部位,但 成本高昂,与降本趋势不匹配。

我们认为,特斯拉手部采用行星减速器或出于降本需求,在肩膀、手肘、腰部与骨盆部位采 用谐波减速器或出于对高减速比的需求。

除特斯拉外,其余大部分具身主机厂亦采用谐波+行星的复合方案:1)智元远征A2搭载谐 波一体关节+自研的关节电机PowerFlow(内置高力矩透明度行星减速器);2)宇树G1搭 载带双编码器的行星减速器关节模组;3)傅利叶GR-1在上半身采用谐波减速器、下半身髋 关节则采用行星减速器;4)优必选则搭载谐波+行星减速器一体化关节。

从减速器各自特点看,以行星为主的减速器方案在成本端优势显著,如宇树G1售价仅为9.9 万元;谐波减速器能在扭矩方面提供更好的加持,故而下游采取行星+谐波复合方案的机型 的输出扭矩普遍更高。

参考报告

人形机器人行业深度报告:机器人旋转关节核心部件,精密减速器国产替代正当时.pdf

人形机器人行业深度报告:机器人旋转关节核心部件,精密减速器国产替代正当时。减速器是人形机器人旋转关节核心部件,通过降速增矩保证机器人运动控制的高精度与稳定性。减速器是连接动力源和执行结构的中间结构,我国减速器市场规模持续增长,减速器企业工艺水平不断提升,国产减速器供应能力日益增强。当前人形机器人关节模组精密减速器可分为谐波减速器,RV减速器,行星减速器和摆线针轮减速器。1)谐波:传动比高、精密度高但因柔轮不断形变对材料疲劳寿命、加工设备要求高,可应用于机器人小臂、腕部以及手部;2)行星:成本低制造难度小,但精度不高,目前主要应用于机器人手部;3)RV:高负载高刚度大体积,可应用于机器人机座、大...

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