1、減速器:機器人成本占比最高的核心零部件

1.1、定義：減速器是一種由封閉在剛性殼體內的齒輪傳動、蝸桿傳動、齒輪-蝸桿傳動所組成的獨立部件，常用作原動件與工作機之間的減速傳動裝置。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的作用。

1.2、分類:

1)通用減速器（一般傳動減速器）: 控制精度較低，可滿足機械設備基本的動力傳動需求;

2)專用減速器: 主要應用于汽車、工程機械、航空航天等特定行業;

3)精密減速器: 背向間隙小、精度高、更加可靠穩定，更加適用于機器人、數控機床等高端領域。

減速器分類

1.3、運動方式：從減速器的運動方式來看，可分為定軸、偏心驅動、斜面放大三類，其中的圓柱齒輪減速器、擺線針輪減速器、行星減速器、諧波減速器等產品技術較為成熟。

減速器可按照運動方式劃分

1.4、供應鏈:上游供應鏈較為簡單，下游通用性較強

從2023年中國減速器產業鏈來看，減速器上游主要為齒輪、軸承、箱體等基礎零件，上游供應鏈較為簡單;下游行業應用較為廣泛，包括工業機器人、精密機床、工程機械、冶金設備、礦山機械等多個行業，具備較強通用性。

2023年中國減速器產業鏈上中下游市場分析

減速器占工業機器人成本的35%，對工業機器人成本影響較高。以2022年工業機器人成本拆分為例，減速器占工業機器人成本的35%，高于伺服系統、控制系統、本體，對工業機器人成本影響較高。

2022年減速器占工業機器人成本的35%

2、精密減速器：人形機器人中必不可少

精密減速器是工業機器人的三大核心零部件之一，成本占比超30%。工業機器人被譽為“制造業皇冠頂端的明珠”，其研發、制造、應用是衡量一個國家科技創新和高端制造業水平的重要標志。而精密減速器又是工業機器人的三大核心零部件之一，通常精密減速器占工業機器人成本的30%以上，成本占比最高、研發難度最大。

全球機器人領域主要使用的精密減速器

2.1、諧波減速器: 體積小、傳動比高、精密度高

諧波減速器的三個基本構件:波發生器、帶有外齒圈的柔性齒輪(柔輪)、帶有內齒圈的剛性齒輪(剛輪)。三個構件可任意固定一個，其余兩個一為主動、一為從動，可實現減速或增速(固定減速比),也可變換成兩個輸入,一個輸出,組成差動傳動。

波發生器：由柔性軸承與橢圓形凸輪組成，波發生器通常安裝在減速器輸入端，柔 性軸承內圈固定在凸輪上，外圈通過滾珠實成彈性變形成橢圓形。

柔輪：帶有外齒圈的柔性薄壁彈性體零件，通常安裝在減速器輸出端。

剛輪：帶有內齒圈的剛性圓環狀零件，一般比柔輪多兩個齒輪，通常固定在減速器機體上。

諧波傳動的原理是利用柔輪可控的彈性形變來傳遞運動和動力。

最常見的諧波傳動模式及原理是波發生器主動、剛輪固定、柔輪輸出的形式。將波發生器裝入柔輪內圓中，迫使柔輪在凸輪作用下產生變形而呈橢圓狀，使其長軸處柔輪齒輪插入剛輪的輪齒槽內,成為完全嚙合狀態;而其短軸處兩輪輪齒完全不接觸,處于脫開狀態，當波發生器連續轉動時，迫使柔輪不斷產生變形并產生了錯齒運動，從而實現波發生器與柔輪的運動傳遞。

諧波減速器的優勢：

1）傳動精度高。多齒在兩個180度對稱位置同時嚙合，因此齒輪齒距誤差和累積齒距誤差對旋轉精度的影響較為平均,可得到極高的位置精度和旋轉精度。

2）減速比大。單級諧波齒輪傳動的減速比可達30~500，且結構簡單，3個在同軸上的基本零部件就可以實現高減速比。

3）體積小、重量輕。諧波減速器結構簡單零件少，與一般減速器比較，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。

4）傳動平穩。由于同時嚙合的齒數多，齒面相對滑動速度低，使得諧波減速器承載力高，傳動平穩。

5）能在密閉空間和介質輻射的工況下正常工作。這是其他類型減速器不具備的特征，廣泛應用于軍工、航空航天、船舶潛艇、宇宙飛船等領域。

諧波減速器的劣勢:

1）柔輪易發生疲勞破壞，剛性差，承載能力有限。諧波減速器是通過柔輪不斷發生變形來傳遞扭矩的，極易引起材料的疲勞損壞，同時隨著使用時間增長運動精度可能會顯著降低。這決定了其承受大扭矩和沖擊載荷的能力有限，因此一般運用在輕負載部分。

2）成本相對精密行星減速器高，但低于RV減速器。

3）轉動慣量和啟動轉矩大，不適合小功率跟蹤傳動。

4）散熱條件差。

2.2、RV減速器：高負載、高剛度、大體積

RV減速器，全稱為“Rotary Vector Reducer”，是一種精密的行星齒輪減速器，它采用擺線針輪嚙合機構作為核心傳動部件。RV減速器具備高精度、高剛性、負載能力強的特點，因此，RV減速器通常被運用于工業機器人的關節驅動，如焊接機器人、裝配機器人、搬運機器人等對運動控制要求極高的領域。

1960年，RV減速器的概念和原理逐步形成，進入1980年代，計算機的引入使得RV減速器設計的精準度以及效率進一步提升，RV減速器由此開始模塊化標準化生產，至今，RV減速機已經成為機器人手臂、精密機床、半導體制造設備等高端裝備的關鍵組件。

RV減速器的傳動原理:

一級減速裝置為行星齒輪結構，由輸入齒輪(太陽輪)和行星輪組成。

(1)輸入齒輪與電機相連同步旋轉，帶動2-3個行星輪同時轉動。由于行星輪的齒數較多、形狀較大，因此行星輪的轉動速度慢于輸入齒輪，實現第一級減速。

(2)曲柄軸前后端分別與行星輪和擺線輪相連，在行星輪旋轉后，曲柄軸以相同的轉速旋轉。

第一級減速裝置為行星齒輪減速器

第二級減速裝置為擺線針輪傳動，主要由滾動軸承、擺線輪、針輪等結構組成。

(3)曲柄軸上含有偏心部，偏心部與滾動軸承相連接，擺線輪在滾動軸承的作用下隨曲柄軸運動。RV減速器通常有2個擺線輪，2個擺線輪相位差為180度，用于抵消運動過程中的徑向跳動，提升精度的同時，提高安全系數和抗沖擊強度。

(4)在外殼內側有與擺線輪同等齒距排列的針齒，其數量比擺線輪齒數多一個。曲柄軸旋轉一圈。擺線輪與針齒接觸的同時做一圈偏心運動。在針輪保持固定的情況下,擺線輪沿著與曲柄軸的旋轉方向相反的方向旋轉一個齒數的距離，實現第二級減速。

(5)擺線輪外接輸出軸，并向外實現最終傳動。最終減速比為一二級減速比的乘積。

第二級減速裝置為擺線針輪傳動

一級RV減速器結構緊湊、精度及剛性均較高；

二級RV減速器具備效率高、噪音低、低振動等特點；

三級RV減速器扭矩及傳動能力較大，承載較高。

RV減速器的優勢：

1）結構緊湊，體積小質量輕。行星傳動結構與緊湊的W輸出機構組合，使整個擺線針輪減速裝置結構十分緊湊，因此其結構體積小、質量輕。

2）減速比范圍大，傳動效率高。RV減速器為兩級傳動，擺線針輪傳動的減速比大小取決于擺線針輪的齒數,齒數越多減速比越大，因此減速比較傳統行星減速器和擺線針輪減速器更高，同時傳動效率可達85%~92%。

3）承載能力強，傳動平穩。擺線輪呈180°相位角對稱分布，使得擺線輪受力均勻;同時嚙合齒數較多，增加了減速器的傳動平穩性和承載能力。另外，采用兩端支撐的輸出結構，比普通的擺線減速器具有更大的剛性、更高的抗過載沖擊性能。

4）在正確的設計和嚴格的制造工藝保證下，可獲得較高的傳動精度。

RV減速器的劣勢:

1）結構復雜，制造工藝和成本控制難度大。

2）產線投資相對其他類型精密減速器更高。

3）體積重量相對諧波減速器大。

2.3、精密行星減速器：結構簡單，剛性較好，傳動效率高。

行星減速器主要零件及結構圖

精密行星減速器主要由太陽輪、行星輪、內齒圈構成，其減速傳動原理就是齒輪減速原理。通過太陽輪輸入轉速與行星輪嚙合，行星輪嚙合自轉的同時圍繞中心輪公轉，最后由行星架將轉速和扭矩傳到輸出軸上。精密行星減速器通過對重量結構精密化，以及嚴格的零部件制造和裝配工藝控制，獲得相對普通行星減速器具備更為優異的性能，通常配合步進電機或伺服電機應用于工業機器人關節中。

精密行星減速器的優勢:

1）相對普通行星減速器體積重量小，精度高。通過對重量結構精密化，以及嚴格的零部件制造和裝配工藝控制,獲得相對普通行星減速器更優異的性能指標。

2）傳動效率高。行星減速器傳動結構對稱,均勻分布的行星輪使得作用中心輪與行星架軸承的反作用力相互平衡，能有效提高傳動效率，單級傳動效率可達97-98%。

3）承載能力強、抗沖擊和振動性能好，運動平穩。多個行星輪的使用增加嚙合齒數、分擔載荷，對稱結構使得慣力平衡，提高了減速器的承載能力。

4）結構簡單、成本相對諧波、RV低。通常行星減速器價格低于500元。

精密行星減速器劣勢:

1）單級精密行星減速器傳動比小,多級減速的長度重量限制其使用場景。精密行星減速器單級傳動減速比最小為3，最大一般不超過10。當一級行星齒輪傳動系統無法滿足較大減速比需要時,則需2-3級減速來滿足較大的減速比需求。但由于增加了傳動級數和齒輪數量，多級精密行星減速器的長度重量也會有所增加，這限制了其使用場景。

2）需要定期維護，同時高精度、高效率等特殊要求會帶來更高的制造成本。精密行星減速器需要定期維護和保養(包括定期更換潤滑油和維修傳動部件等)，以確保其長期可靠性。同時對于精度、效率等的額外要求會相應增加制造成本,例如人形機器人若要使用行星減速器則需要對電機進行扁平化設計，同時行星減速器也需要定制成微型多級傳動的形式(但不排除部分特定場合使用定制化行星減速器仍具備經濟效益)。

行星減速器有三大特性：

1）高扭力耐沖擊：行星減速器齒輪可以實現接觸面 360 度負荷，相較于傳統的點接觸擠壓 驅動，行星減速器可以避免單點負荷較高進而容易斷裂的問題，行星齒輪結構具備高扭 力耐沖擊的特性。

2）體積小重量輕：傳統齒輪減速機大小齒輪之間需要一定距離咬合，整體占據空間體積較大，行星減速器可以實現段數重復連接，有效改善了空間和體積問題。

3）高效率低背隙：行星齒輪可以實現多點均勻密合，外齒輪環與行星齒輪緊密結合，提升了減速機效率。

2.4、性能指標對比

綜合來看，針對減速器主要指標：

傳動效率方面：精密行星減速器最優，RV 減速器次之，諧波減速器位居第三位；

傳動精度方面：精密行星減速器依舊最優，RV 減速器與諧波減速器不相上下；

傳動比方面：RV 減速器與諧波減速器略優于精密行星減速器。

3、國內減速器公司梳理

3.1、諧波減速器

在國內各方勢力相繼布局下，諧波減速器的相關技術也在逐步提升。

1）綠的諧波：綠的諧波主要產品包括諧波減速器及精密零部件、機電一體化產品、智能自動化裝備等，主要的下游應用領域為工業機器人和服務機器人。

綠的諧波諧波減速器產品系列

2）同川科技：同川精密創立于2012年，產品主要有諧波減速器、機電一體化執行器、協作機器人關節模塊、人形機器人關節模塊等。

同川科技諧波減速器產品系列

3）大族激光：大族傳動是大族激光科技產業集團股份有限公司的子公司，專注于精密減速器及裝置、機器人系統、機電一體化設備的研發、生產與銷售。大族傳動的產品線涵蓋了諧波減速器，擁有自主研發生產的多個系列和型號。

杉川諧波諧波減速器產品系列

4）昊志機電：廣州市昊志機電股份有限公司成立于2006年，主要經營中高端數控機床及機器人核心功能部件、新能源汽車和節能環保領域的核心功能部件。昊志機電在諧波減速器領域，已經形成了14至50型號的減速器，速比涵蓋30-160，擁有完整的產品族譜。

昊志機電諧波減速器產品系列

5）橫河精密：公司依托模具業務作為基礎，向下游拓展，分別在齒輪傳動、輕量化零部件、智能家電等領域進行重點研究，已成功為客戶開發了多款諧波減速器、掃地機器人減速箱等項目。

6）奧聯電子，持股恒翼通23.25%股權，有10萬臺精密減速器（含諧波）產能，但2021年7月公告股權被售出。

7）來福諧波：成立于2013年，專注于自研自產諧波減速器、力矩電機、編碼器、驅動器、精密軸承、行星減速器等精密傳動產品，形成了諧波減速器、關節模組及精密零部件三大業務板塊。來福諧波的諧波減速器產品線覆蓋全面，包括標準結構、高扭矩型號、輕量化型號和超薄結構等。

來福諧波諧波減速器產品系列

8）福德機器人：四川福德機器人股份有限公司成立于2012年，核心團隊來自西南科技大學，位于四川綿陽國家級高新技術產業開發區，是新三板掛牌企業，專注于機器人核心零部件的研發與設計。主要產品包括諧波減速器以及機器人，服務客戶包括國內外本體企業。

福德機器人諧波減速器產品系列

9）德美精密傳動：深圳市山卓諧波傳動科技有限公司成立于2017年，專注于諧波減速器的研發、生產和銷售，2021年被德美精密傳動（淄博）有限公司全資收購。 已完成190個規格型號的諧波減速器開發，實現標準化、批量化生產。

德美精密諧波減速器產品系列

10)瑞迪智驅: 成都瑞迪智驅科技股份有限公司，產品包括電磁制動器、精密傳動件和諧波減速器等，廣泛用于數控機床、機器人、電梯等領域。

瑞迪智驅諧波減速器產品系列

11）科峰智能：湖北科峰智能成立于2010年，是一家專業集研發、設計、生產、銷售和服務為一體的精密行星減速器、工程機械用行星減速器、諧波減速器、機電一體化產品的民營高新技術企業。 形成了精密行星減速器、工程機械用行星減速器、諧波減速器、精密零部件及其他的四大系列化產品。

科峰智能諧波減速器產品系列

12）國茂精密：國茂股份在2021年開始布局諧波減速器，成立子公司國茂精密，積極布局諧波減速器等精密傳動業務。

13）極亞精機：成立于2021年7月5日，為美的集團全資子公司，專注于諧波減速機的研發和生產。2022年極亞精機的諧波減速機通過了庫卡機器人有限公司10000小時壽命測試。

極亞精機諧波減速器產品系列

14）中技克美：北京中技克美諧波傳動股份有限公司成立于1994年，是國家科技部批準的“國家諧波傳動技術研究推廣中心”。

主要產品包括諧波減速器、諧波傳動組件及按用戶所需設計非標電機套裝。

3.2、RV減速器

1）雙環傳動：雙環傳動控股子公司，原專注于RV減速器，現擴展至諧波減速器。目前諧波減速器業務已實現多型號穩定供貨，RV減速器業務產銷量同比、環比均有顯著增長，市場占有率進一步提升。

環動科技諧波減速器產品系列

2）中大力德：寧波中大力德智能傳動始于1998年，是一家集電機驅動、微特電機、精密減速器、機器人結構本體及一體化智能執行單元的研發、制造、銷售、服務于一體的高新技術企業。主要產品包括微型無刷直流減速電機、精密行星減速器、滾筒電機、RV減速器、諧波減速器、伺服驅動、永磁直流減速電機等。

中大力德諧波減速器產品系列

3）秦川機床：秦川機床于1998年深交所主板上市，2013年開始進行機器人關節減速器的研發。目前秦川機床的機器人關節減速器已有5大系列、23種規格、130種速比，是國內規格最全，系列最多的工業機器人關節減速器生產制造商之一。

4）上海機電：上海機電是一家主營做電梯的公司，但在工業機器人領域卻有深入布局，其合資公司股東納博特斯克在減速器行業內市場份額第一。

5）南通振康：國內率先實現RV減速機批量生產的制造商，獲得國家863項目支持，大量應用于國內外工業機器人、轉臺、沖壓機械手和機床等行業。

6）珠海飛馬傳動：珠海飛馬傳動成立于2008年，是由志富（中國）有限公司、西北工業集團有限公司、意大利O.M.G集團共同投資組建，專業從事工業機器人用精密行星擺線減速器、諧波減速器及混凝土攪拌機、攪拌車、皮帶機、干粉砂漿機、施工升降機等設備所使用的精密減速器，以及齒輪、軸類零件等傳動機械產品的研發、生產和銷售的中外合資企業。

在產品方面，珠海飛馬傳動現擁有32種標準型SMRV減速器（6E~1500E），可以覆蓋一噸以內所有標準機器人及自動化組裝的需求。其中，珠海飛馬傳動完全自主正向設計的超大型SMRV減速器—1200C、1500E，已在2021年正式配套國內玻璃制造標桿企業—意大利保特羅公司。

7）斯微特傳動：斯微特傳動前身是成立于上世紀90年代的武漢精華減速器廠，2018年，機器人關節減速器研發團隊開始從武漢精華減速器廠獨立，成立湖北斯微特傳動有限公司。

2023年，斯微特傳動取得了優異的成績，成功研發出世界最大的RV減速器，該RV減速器自重2000公斤、輸出45.9萬N.m、速比9255：1；B系列含驅動減速機（可無縫替代諧波）一體機研制成功；20E，40E，80E，50C等常規減速機產能提升至1000臺/天；成功進入頭部機器人企業及自動化企業供應鏈體系；南京埃斯頓第一階段測試取得重大成果。

8）羿弓精密：成立于2017年，是一家致力于機器人及核心部件研發、設計和生產的高科技企業，公司主打產品為工業機器人用高精密RV減速器。

9）北京智同：北京智同成立于2015年，是國家高新技術企業、國家級專精特新“小巨人”企業。北京智同所生產的機器人高精密擺線CT-CRV減速機主要應用在工業機器人關節部位， 是一種應用行星式嚙合傳動原理而開發的擺線針輪行星減速機。

3.3、行星減速器

1）杭齒前進：杭齒前進成立于 1960 年，是中國最早的船用齒輪箱制造商。公司立足傳動裝置主業，業務覆蓋船舶、工程機械、風力發電、農業機械等領域，目前船用齒輪箱通過了ABS、BV、GL、KR、LR 等多個國家船級社的產品認證。

2）寧波東力：寧波東力股份有限公司從事的主要業務是專注于齒輪箱、電機及傳動裝置的研發、生產和服務。公司主要產品有傳動設備、門控系統。公司的行星減速器主要應用于礦山、水利、環保等行業。

3）兆威機電：兆威機電是一家專業從事微型傳動系統、微型驅動系統的研發、生產與銷售的高新技術企業，在工業裝備領域，兆威機電研發了滾筒電機驅動系統、電動抓夾執行器等。

4）英洛華：主要研制和開發當今世界上高尖端產——稀土永磁釹鐵硼系列產品，公司具備行星減速器的量產能力，目前有小批量應用于工業機器人領域。

5) 六環傳動:成立于2015年，是一家專業從事精密齒輪加工、精密行星齒輪減速器研發、設計及制造的高新技術企業。六環傳動的6R系列減速器，是由六環傳動自主研發并制造，面向高端裝備制藥業領域的核心零部件。據了解，6R減速器是采用三級行星傳動結構的高精密減速器，由于其結構全部采用漸開線行星齒輪傳動，從原理上完全區別于其他廠商所采用的擺線結構。

6) 兆威機電：兆威機電是一家專業從事微型傳動系統、微型驅動系統的研發、生產與銷售的高新技術企業，在工業裝備領域，兆威機電研發了滾筒電機驅動系統、電動抓夾執行器等。公司精密行星減速器是指具有較高傳動精度的小模數行星減速器，其具備體積小、精度高、成本低、噪音小、重量輕等優勢。

4、國外減速器公司梳理

1）日本哈默納科：日本HDSI成立于1970年，是全球最大的諧波減速器生產商，也是整體運動控制的領軍企業，其生產的HarmonicDrive組合型諧波減速機，具有輕量小型、無齒輪間隙、高轉矩容量等特點，被廣泛應用于工業機器人、仿人機器人、半導體液晶生產裝置、光伏設備、光學儀器、精密機床等各種尖端領域。

2）日本納博：納博由帝人制機株式會社和納博克株式會社于2003年合并而來，是全球最大的精密擺線針輪減速機制造商，市場占有率達60%。上海電機13年5月公告增資入股納博傳動，上海機電占合資公司51%股權，日本納博特斯克株式會社占49%股權。

3）日本住友：日本住友是擁有世界500強企業住友集團旗下的建設機械廠家，在世界范圍享有盛譽。住友重機投放在中國市場的減速器主要是中空型的C系列和類似RV的T系列，主攻方向是系統集成領域。

4）斯洛伐克共和國SPINEA：Spinea公司成立于1994年，致力于高精密軸承減速機的研發，生產和銷售，在世界排名第4位的軸承減速機生產商。Spinea減速器有T系列(包括60-140的TB小型系列，170-300大型系列)、E系列、H系列以及B系列。

5)德國SEW:德國SEW集團成立于1931年，是專業生產各種系列電機、減速機和變頻控制設備的跨國性國際集團。致力于電機驅動技術制造、生產和銷售的國際化企業，提供分散式安裝的部件、電控驅動、機械式變速齒輪電機驅動解決方案。

6)德國FLENDER:: FLENDER始創于1899年德國，全球領先的機械傳動系統制造商，20世紀初開始涉足齒輪生產，并在二戰后逐漸成長為全球知名齒輪及轉動系統制造商之一。旗下產品廣泛覆蓋汽車制造、食品、醫藥等多個領域。

7）意大利邦飛利減速機：邦飛利減速機有限公司成立于1956年，專業生產齒輪減速電機、行星齒輪減速機、電動機和變頻器，是意大利最大的齒輪減速機制造商，在動力傳輸和控制領域享有國際盛譽。

8）韓國賽勁減速機(SEJIN)：韓國SEJIN生產的高精密行星減速機，精度高，出力大，噪音低，壽命長，可適用于各類精度要求極高的機械設備中。2006年，新加坡SERVODYMAMICS公司與韓國SEJINIGB公司共同投資興建蘇州賽勁精密設備有限公司，主要研發、生產、銷售高精密擺線齒輪箱、行星齒輪箱、直角集成齒輪箱和滾輪齒條直線運動系列產品等，產品普遍應用于精密機床，工業機械手，機器人，風力發電，雷達以及軍工等行業和領域。

9）意大利羅爾西(ROSSI)減速機：羅爾西(ROSSI)，歐洲著名品牌，100%歐洲本土生產。具有多面安裝、多輸入軸、標準IEC法蘭、中間系列齊全、免維護等等優點；在攪拌行業和注塑行業有特殊設計，歐洲唯一一家三年質保企業(歐洲本土)。

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