中投網2024-07-11 08:03 來源：中投網
中投顧問重磅推出"產業大腦"系列產品，高效賦能產業投資及產業發展各種工作場景，歡迎試用體驗！ | ||||
|---|---|---|---|---|
| 產品 | 核心功能定位 | 登陸使用 | 試用申請 | |
| 產業投資大腦 | 新興產業投資機會的高效挖掘工具 | 登陸 > | 申請 > | |
| 產業招商大腦 | 大數據精準招商專業平臺 | 登陸 > | 申請 > | |
| 產業研究大腦 | 產業研究工作的一站式解決方案 | 登陸 > | 申請 > | |
聯系電話： 400 008 0586; 0755-82571568
微信掃碼： 
前言
隨著科技的飛速發展，人形機器人作為未來智能制造和人工智能領域的重要載體，正逐步從科幻電影走進現實生活。人形機器人不僅在工業制造、服務業、醫療等領域展現出巨大的應用潛力，還在科研探索、娛樂互動等方面展現出無限可能。然而，要實現人形機器人的高精度、高穩定性及高負載能力，其核心零部件的研發與制造至關重要。其中，精密減速器作為工業機器人三大核心零部件之一，其技術水平和市場應用直接關系到人形機器人的整體性能與成本競爭力。
一、精密減速器的定義與分類
（一）定義
減速器是一種在原動機和工作機或執行機構之間起匹配轉速和傳遞轉矩作用的傳動裝置。它能夠將原動機的高速低扭矩輸出轉換為工作機所需的低速高扭矩輸出，從而實現機械傳動的精確控制。在工業機器人領域，精密減速器因其體積小、重量輕、精度高、穩定性強等特點，被廣泛應用于高端制造領域。
（二）分類
根據使用場景和原理的不同，精密減速器主要分為以下幾類：
1、精密行星減速器
核心傳動部件是行星齒輪組，依托純齒輪機構運行，通過齒輪間的力矩傳遞來實現減速效果。因其高效率與承載能力，常被用于并聯機械手的驅動系統中。
近年來，全球及國內高精度行星減速器的需求量不斷增長。
（1）全球市場方面
2018-2022年全球精密行星減速器的市場規模由9.0億美元增長至12.0億美元，復合增長率為7.5%，我們預計2023-2029年全球精密行星減速器市場規模將從12.6億美元增長至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規模
數據來源：QY Research，中投產業研究院
2022年全球精密行星減速器市場份額前五的廠商分別是新寶/尼得科傳動技術（日本）、紐卡特（德國）、威騰斯坦（德國）、精銳科技（中國臺灣）、科峰智能（中國）。
圖表：2022年全球精密行星減速器市占率
數據來源：QY Research，中投產業研究院
（2）國內市場方面
2018-2022年我國精密行星減速器市場規模由3.0億美元提升到5.0億美元，4年間復合增長率為13.6%，預計2023-2029年中國精密行星減速器市場規模將由5.2億美元增長至11.5億美元，CAGR為14.1%。
圖表：2018-2029年國內精密行星減速器的市場規模
數據來源：QY Research，中投產業研究院
2022年中國精密行星減速器市場份額前五的廠商分別是新寶/尼得科傳動技術（日本）、科峰智能（中國）、紐氏達特（中國）、精銳科技（中國臺灣）、利茗（中國臺灣）。
圖表：2022年國內精密行星減速器市占率
數據來源：QY Research，中投產業研究院
2、RV減速器
采用兩級傳動結構，具有傳動比范圍大、精度較為穩定、疲勞強度較高、更高的剛性和扭矩承載能力等特點，適合機器人大臂、機座等重載荷部位的應用。RV減速器技術門檻較高，關鍵在于精度控制、長期穩定性、使用壽命和噪音抑制等方面。
RV減速器在全球的市場規模不斷擴大。2020年全球RV減速器市場規模達到857.44百萬美元，預計2027年將達到1535.02百萬美元，2021-2027年復合增長率為7.74%。
國內方面，2014年中國RV減速器市場規模為10.82億人民幣，2021年市場規模增長至42.95億元人民幣，CAGR為21.77%。
圖表：2020-2027年全球RV減速器市場銷售額
數據來源：QY Research，中投產業研究院
3、諧波減速器
采用柔輪的彈性變形傳動機制，具有質量輕、體積小、傳動比大的特點，適用于機器人小臂、腕部或手指末端軸等負載較小的部位。諧波減速器的技術壁壘高，要實現對諧波減速器的自主研發和國產，需要突破齒形設計、材料、加工技術、測試評價等方面的關鍵技術瓶頸。
我國諧波減速器市場規模穩步擴大，國產企業綠的諧波也已位于第一梯隊。2019年中國諧波減速器市場規模為13.5億元人民幣，2022年達到21.0億元人民幣，CAGR為15.87%，預計到2025年我國諧波減速器市場規模有望超過30億元人民幣，2022-2025年CAGR為16.49%。2022年國內諧波減速器市場，哈默納科占有率最高達到38%，其次是綠的諧波市占率達到26%。
目前，全球諧波減速器市場較為集中，哈默納科一家獨大。2020年全球諧波減速器市場規模達到30.4億元，考慮到人形機器人的需求，我們預計2025年將達到129.1億元。
二、精密減速器在人形機器人中的應用
精密減速器作為人形機器人的核心零部件之一，其性能直接影響到機器人的整體表現。在人形機器人的不同部位，根據負載和精度要求的不同，會選擇不同類型的精密減速器。
圖表：三類精密減速器主要技術指標
資料來源：科峰智能招股說明書，中投產業研究院整理
（一）特斯拉Optimus人形機器人
特斯拉在2022年AI Day 上公布的Optimus人形機器人在肩肘髖腰處應用了16個旋轉關節，每個關節對應一個諧波減速器。這種設計使得Optimus能夠在復雜環境中實現靈活的運動控制，提高了機器人的靈活性和適應性。
（二）傅利葉通用人形機器人
傅利葉通用人形機器人全身多達54個自由度，搭載了自研的高性能FSA一體化執行器（集成電機、驅動器、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需求；下半身髖關節則采用行星減速器，以應對大負載和高剛性的要求。這種設計兼顧了機器人的靈活性和承載能力。
（三）達闥人形機器人
達闥人形機器人的二代產品擁有自研的SCA2.0智能柔性執行器，該執行器集成了新型伺服電機、底層伺服驅動、高精度編碼器和高精度減速器于一體。SCA2.0作為大多數機器人最核心的運動關節執行器，不僅提高了機器人的整體性能，還降低了系統的復雜性和成本。
三、精密減速器市場發展趨勢
（一）國產化進程加速
隨著國內企業在精密減速器領域的不斷投入和研發，國產減速器在性能、穩定性和成本等方面逐漸與國際龍頭產品縮小差距。低成本高性能的國產減速器解決方案將更具競爭力，為國內人形機器人產業的發展提供有力支撐。
（二）機電一體化、模塊化趨勢
隨著機電一體化和模塊化趨勢的發展，減速器廠商需要緊跟下游市場需求，不斷推陳出新，具備快速響應能力和服務能力。通過將減速器與電機、驅動器、編碼器等部件進行集成設計，可以進一步提高系統的整體性能和可靠性，降低系統的復雜性和成本。
（三）技術創新成為關鍵
在精密減速器的研發過程中，技術創新是關鍵。企業需要不斷突破齒形設計、材料、加工技術、測試評價等方面的關鍵技術瓶頸，提高產品的精度、穩定性和使用壽命。同時，還需要加強與國際先進企業的合作與交流，引進和消化先進技術，推動國內精密減速器產業的快速發展。
產業投資與產業發展服務一體化解決方案專家。掃一掃立即關注。
多維度的產業研究和分析，把握未來發展機會。掃碼關注，獲取前沿行業報告。
