2025年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

1. 减速器—机器人旋转关节核心部件

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。

减速器产量及市场规模持续增长

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。

谐波：基于柔轮与刚轮的齿数差减速

谐波减速器由波发生器、柔性齿轮、刚性齿轮三个基本构件组成。波发生器通常用作输入，通 常连接到伺服电机。柔轮是由合金钢制成的薄圆柱形杯，杯的开口端有外齿，用作输出并连接 到输出法兰。圆形刚轮是带有内齿的刚性环。当齿轮组装好时，它与波发生器椭圆长轴上的柔 性齿轮的齿相啮合。

谐波减速器传动的原理在于柔性齿轮与刚性齿轮的齿数差。减速比=柔轮齿数 /（柔轮齿数–钢 轮齿数）。当波形发生器发生旋转时，柔轮和钢轮会啮合在一起并随着旋转慢慢改变位置，如 果减速比为100，那么波形发生器需旋转100圈，柔轮才能前进一圈，如果柔轮有200个齿，那 么钢轮将有202个齿。通过改变齿数，我们可以得到不同的减速比，单级谐波减速器的减速比 一般处于70~320范围内，在某些装置中甚至可以达到1000。

谐波：材料要求高，传动精度高

谐波减速器的技术难点主要在于齿形设计、材料、加工设备。1）齿形设计：由于谐波减速器 的传动原理为两个齿轮之间的啮合运动，且柔轮不断发生形变，因此齿轮的高度、宽度、形状 等设计对减速性能有较大影响。2）材料：柔轮不断形变传递力矩，对材料的一致性、载荷、 精度、疲劳寿命都有很高要求，普通的金属和合金难以达到要求，常用40CR合金钢等材料。 3）加工设备：柔轮很薄、厚度约0.2~0.6mm，加工和切割要求高，高精度数控磨床、滚齿机 均需要进口，而日本高精度机床对我国有一定限制。

谐波减速器具有高精度大扭矩、结构紧凑和无背隙运动、质量轻、体积小，适合中低负载的特 点。常用于精密仪器、航天器、机器人等高精度应用领域。谐波减速器应用领域目前以各种机 器人为主，除此之外，还有数控机床，半导体、光伏、 医疗等其他设备领域。

行星：由太阳轮带动行星轮进行减速

行星减速器由三到四个行星轮和一个太阳轮组成。其中心齿轮通常被称为“太阳轮”，由输入 端伺服电机通过输入轴驱动旋转。行星减速机内部结构图有多个围绕太阳轮旋转的齿轮被称为 “行星轮”，其一侧与太阳轮咬合，另一侧与减速机壳体内壁上的环形内齿圈咬合，承载着由 输入轴通过太阳轮传递过来的转矩动力，并通过输出轴将动力传输到负载端。

行星减速器如何实现减速？在行星减速机运转时，随着太阳轮的自转，行星轮将围绕太阳轮公 转。行星减速器通过传动轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮，以达到减速的目的。其 减速比由环形内齿圈与太阳轮的尺寸（周长或齿数）之比决定。具有单级减速齿轮组的速比通 常在 3 ~ 10 之间；速比超过 10 以上的行星减速机，需要使用两级(或上）的行星齿轮组减速。

RV：正齿轮减速与差动齿轮减速组成

RV减速器，由正齿轮（行星轮）、RV齿轮（摆线轮）、曲柄轴、销（针齿销）、外壳（针轮 ）、输出轴等组成。是在传统针摆行星传动的基础上发展而来，其中，内齿轮和外齿轮的啮合 是实现减速的关键。内齿轮是一个圆柱形的齿轮，外齿轮则是一个圆锥形的齿轮。内齿轮和外 齿轮的齿数不同，因此在啮合时会产生减速的效果。

RV减速器如何减速？RV减速器传动系统由两级减速机构组成。第一级正齿轮减速机构（行星 减速）：中心轮（太阳）与输入轴相连，其旋转将带动周围的行星轮绕中心轮公转，并同时逆 时针自转，转速比=中心轮齿数/行星轮齿数；第二级差动齿轮减速机构（摆线针轮减速）：曲 柄轴与行星轮相连因此同速转动，而铰接在三个曲柄轴上的两片摆线轮（RV齿轮）与固定的针 轮相啮合，当摆线轮摆动时针齿销迫使摆线轮沿针轮逐齿旋转。针轮偏移角度=1/针轮齿数。总 传动比=第一级转速比×第二级针轮偏移角度。

RV：国产替代趋势明显，放量在即

国产替代趋势明显。2021-2022年，外资减速器厂商受疫情及物流因素影响供货期延长，国产厂 商基于产品性能提升逐步打开市场渠道，同时，国内入局者增多，行业竞争日趋激烈。GGII数 据显示，2022年国产RV减速器份额为41.59%，2023年国产份额提升至52.89%，首次超过外资厂 商份额，2024年国产份额进一步提升至60.80%。

环动科技、智同科技、珠海飞马、中大力德、南通振康、秦川机床、六环智造等多家国内厂商 实现量产，市场接受度逐年提升。同时经过过去数年的测试，2025年国产RV减速器厂商有望真 正批量进入外资厂商的供应链体系，实现真正放量，这也将是国产RV减速器厂商迎来真正拐点 的关键时刻。

摆线针轮：摆线轮偏心旋转并与针齿啮合

摆线针轮减速器是RV减速器的一种，主要由输入机构、摆线轮、针轮及输出机构组成。1）输 入轴：连接输入端。包括输入轴、偏心轴、偏心套等，轴上通常有两个相位相差180度的偏心 结构，带动摆线轮做偏心运动。2）摆线轮：齿形为摆线曲线的齿轮，套在偏心轴的偏心套上 。3）针轮：内壁分布着若干针齿销；4）输出机构：包括输出轴、柱销孔等，摆线轮上的柱销 孔推动着输出柱销转动，柱销连着减速器的端盘作为输出机构。

摆线针轮如何减速？主要基于摆线轮的偏心旋转和摆线与针齿的啮合。电机驱动输入轴旋转， 带动偏心轴使摆线轮偏心旋转（绕轴中心公转并同时自转）。公转过程中摆线轮与针齿啮合， 因两者齿数差为1，针齿的反作用力迫使摆线轮反向自转一个齿距，即输入轴旋转一周，摆线 轮自转"针轮齿数分之一周"，从而达到减速效果传动至输出机构。摆线针轮减速器的传动比范 围大，单级传动比可达87。

2. 需求分化方案路线，摆线针轮迎来应用空间

从特斯拉Optimus出发，看减速器方案需求

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。

从下游其余厂商角度看，谐波+行星方案应用较多

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。

复合方案并未冻结，明确需求是核心

哈默纳科将手部行星减速器替换为微型谐波减速器。哈默纳科的迷你执行器RSF-3C及RSF5B集成谐波减速器、无刷伺服电机及编码器于一体，每根手指配备2-3个；东京大学提供的 采用RFS-3B和RFS-5A两种类型的谐波减速器灵巧手方案中，手指根部直径仅为20mm，接 近人手。此方案的成本虽更高，但高扭矩也使得灵巧手的性能得到大幅提升。

RV减速器广泛应用于工业机器人如关节型、搬运、焊接、AGV机器人中，主要由于其扭矩 大于行星和谐波减速器，更适配工业场景。同时，高精度、大扭矩的特性也有望打开人形机 器人中腕部、腰部等应用场景。

摆线针轮减速器或为“取长补短”的更优选择

当人形机器人满足整机可正常工作的前提下，性能提升是进一步发展方向。从降本/性能两 个大维度看，行星/RV分别是最优选择，但RV受限于体积，一般在工业机器人和人形大关节 部位应用较多，谐波减速器虽然成本高昂，但体积和性能较行星均有提升。综合来看，行星 和谐波拥有成为过去乃至当下的主流选择的基本盘。

摆线针轮新型减速器性能增量高于成本&体积增量，或为行星+谐波的进一步优化方案。摆 线针轮减速器齿轮啮合的构造使得其较行星精度更高、较谐波同体积扭矩输出能力更强、较 传统RV体积重量更小；但价格、体积/重量较谐波和行星略高。

综合来看，摆线针轮在大幅度提升人形机器人关节扭矩的情况下，成本和体积/重量增幅可 保持在可控范围内，且当前采用PEEK等轻量化材料打造的摆线针轮减速器可大幅降低自重 。我们认为，摆线针轮有望在人形肩部、腰部、下肢髋关节等大关节部位实现应用。

3. 优质企业蓄势待发，技术协同持续加码

福达股份—曲轴龙头焕发新活力

营收&归母大幅增长，公司为国内曲轴龙头。福达股份产品布局涉及曲轴、离合器、精密锻 件、齿轮、螺栓等。近年来，受益于新能源混动车型的放量，公司新能源曲轴业务持续向上 。2024年营收达16.48亿元，同比+21.8%；归母净利为1.85亿元，同比+79.0%；2025H1 预计实现归母净利润1.45-1.55亿元，同比+97.15%~110.74%，主要系新能源曲轴放量、 内部降本增效、合资公司福达阿尔芬的一期股权剥离。

2025年3月，福达通过增资和股权收购的方式，获得长坂（扬州）机器人科技有限公司 35%的股权。长坂科技当前产品以行星滚柱丝杆、谐波减速器、摆线减速器为主。24H2， 福达完成首个行星减速器产品样件台架测试，叠加丰富的精密减速器产品矩阵，有望成为机 器人精密减速器核心玩家。

精锻科技—精密齿轮龙头，积极卡位减速器

公司为精密齿轮行业龙头，25Q1营收下滑扭转&归母下滑收窄。2024年公司营业收入达 20.25亿元，同比-3.7%；归母净利润1.60亿元，同比-32.8%。2025Q1 公司营业收入达 5.12亿元，同比+1.7%；归母净利润为0.40亿元，同比-14.4%。公司过去主要产品以精锻 齿轮为主，部分产品受燃油车景气度下滑影响较大。近年来，公司拓展差速器总成业务和新 能源锻件业务，前者实现量价齐升，后者产能落地在即。

合资公司落地&入股格蓝若加码机器人关节模组业务布局。2025年3月，公司与天津爱码信 自动化技术有限公司成立合资公司江苏太平洋智能关节有限公司，公司持股90%，布局机器 人关节及精密减速器赛道；2025年6月，以5000万元获格蓝若10%股份，布局具身整机赛 道。除行星减速器外，公司当前正同步研发其他类型减速器模组。

双环传动—子公司环动科技为RV头部玩家

公司为电驱齿轮龙头，营收&利润共振上行。2024年公司实现营业收入87.81亿元，同比 +8.76%；实现归母净利润10.24 亿元，同比+25.42%；25Q1公司营收达20.65亿元，同比0.5%；归母净利润为2.76亿元，同比+24.7%，延续向上态势。

子公司环动科技布局精密减速器赛道，RV减速器为主要产品。公司控股子公司环动科技深 耕精密传动领域十余载，为客户提供覆盖3-1000KG负载机器人所需的高精密减速器整体方 案。当前，环动科技拥有精密摆线减速器（RV）和谐波减速器两大类，细分品类丰富，有 望凭借深厚的技术积累及工业机器人领域应用的良好口碑打开人形机器人减速器市场。

中鼎股份—机器人产品量产在即

全球汽车零部件百强企业，业绩持续向上。公司是国内最大的橡塑密封件和汽车用橡胶制品 生产、出口企业。2024年公司营业收入达188.54亿元，同比+9.3%；归母净利润为12.52亿 元，同比+10.6%。2025Q1公司营业收入达48.54亿元，同比+3.5%；归母净利润为4.03亿 元，同比+11.5%。

由谐波减速器、力觉传感器向机器人关节总成开发迈进。2025年3月，公司拟投资10亿元建 设机器人总部和研发制造中心，第一阶段完成年产不少于15万颗谐波减速器产线建设，当前 相关产线已经调试完成。

设立安徽睿思博机器人和合肥星汇传感技术，并分别以公司和子公司为主体与丝杠、整机领 域的厂商签订合作协议，积极布局人形机器人行业。

豪能股份—同步器龙头，布局精密减速器赛道

同步器行业龙头，盈利能力触底反弹。公司产品涵盖同步器、差速器总成、航空航天零部件 等。公司自2023年净利率触底后强势反弹，2024年营收达23.6亿元，同比+21.3%；归母净 利润为3.22亿元，同比+76.9%，对应归母净利率为13.6%。2025Q1营收达6.19亿元，同比 +13.4%；归母净利润达1.04亿元，同比+30.4%，对应归母净利率为16.8%。

投资10亿元，政企合作切入减速器赛道。2024年9月，公司与重庆市璧山区人民政府签署投 资协议，以重庆豪能为主体投资建设运营“智能制造核心零部件项目”，一期投资额10亿元 ，旨在建设新能源汽车行星减速机构零件、高精密工业行星减速机等产线，并布局机器人用 高精密减速机及关节驱动总成。

报告节选：

编辑：火腿肠