本文将对减速器概念、减速器分类、减速器市场规模、不同类型减速器分析、减速器方案需求、重点企业等进行梳理，以供参考。
一、减速器概念
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。
二、减速器分类
精密减速器主要分为谐波减速器、RV减速器、行星减速器和摆线针轮减速器。
三、减速器市场规模
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。
四、不同类型减速器分析
（一）谐波减速器
1、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 ，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。
2、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。
3、消费量增长稳健，市场格局集中
工业机器人领域谐波减速器消费量预计延续稳健增长态势。 随着协作机器人的景气度延续 ，叠加人形机器人带来的新增量 ，据GGII预测未来几年谐波减速器市场需求有望迎来持续增长。到2028年 ，工业机器人领域谐波减速器消费量有望接近190万台。
市场集中度高 ，全球市场以哈默纳科为龙头，国内市场以绿的谐波为龙头。2024 年全球谐波减速器市场中 ， 哈默纳科以 58% 的销售收入份额位居第一 ， 出货量占比 40-50%；国内厂商绿的谐波全球份额 15% ， 位居第二； 来福谐波、 大族激光、 同川科技等全球份额分别为 4.83%、 3.35%、 1.25% ，处于第二梯队；中大力德、瑞迪智驱等第三梯队厂商全球份额不足 1%。
（二）行星减速器
1、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。
2、体积小，成本较低
精密行星减速器难点主要体现在制造、维护和工艺定制化。 1）制造： 精密行星减速器产品结构复杂 ， 制造安装难度较大；2）维护： 定期维护和保养（包括定期更换润滑油和维修传动部件等） ； 3）工艺： 人形机器人精度、效率等的额外要求会相应增加制造成本 ，如人形机器人若使用行星减速器则需要对电机进行扁平化设计 ， 同时行星减速器也需要定制成微型多级传动的形式。
行星减速器成本较低 ，制造难度相对低。行星减速器体积小、重量轻 ，承载能力高 ，使用寿命长、运转平稳 ， 噪声低。具有功率分流、 多齿啮合独用的特性。适用于起重运输、 工程机械、冶金、矿山、石油化工、建筑机械、轻工纺织。
（三）RV减速器
1、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。
2、体积小扭矩大，工艺复杂
RV传动是一种有显著优势的新型传动。体积小、抗冲击力强、扭矩大、定位精度高等特点 ，广泛应用于工业机器人、高端机床、 医疗检测设备、卫星接收系统等领域。
RV减速器由摆线针轮和行星支架组成 ，工艺要求高、零部件复杂。 1） 工艺： 各项工艺需密切配合 ，包含齿形设计、齿面热处理、加工精度、成组技术等 ， 由于结构复杂和零件众多带来误差累积 ，会导致产品在使用过程中加速磨损和寿命缩减； 2） 零部件： RV减速器结构复杂 ， 由数十个甚至上百个零件组成 ，且传动比大 ，负荷大 ，对轴承要求高 ，摆线轮(RV齿轮)支撑轴承位于曲柄轴和摆线轮之间 ，受限于减速器内部的空间、润滑、温升等因素 ，受力时易达到承载极值 ，导致磨损和破裂 ，对零部件质量要求较高。
3、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。
（四）摆线针轮减速器
1、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、传动比大、结构紧凑、传动效率高
摆线针轮减速器难点主要体现在齿廓设计与制造。 1） 齿廓设计： 摆线针轮设计与制造复杂 ，其齿廓是基于针轮齿圈的共轭外摆线曲线 ，需通过复杂的啮合方程计算齿廓参数 ，对参数设计要求较高。此外还需要齿廓修形技术来形成合理齿隙保证啮合的润滑。2）制造： 摆线轮、针齿销等主要零件采用材质较好的GCr15轴承钢制造 ，制造工艺复杂且精度高 ， 同时需要热处理 , 需购买磨床和热处理设备 ，成本较高。
摆线针轮减速器具有刚性好、传动比大、结构紧凑、传动效率高和承载能力强等显著优点 ， 同时运转平稳、 噪音低、寿命长 ，适用于高精度和重载场景。一是重工业领域（如冶金机械、起重设备和工程机械） ，发挥其高负载和抗冲击能力；二是精密传动领域（如航空航天、机器人 、数控机床和医疗器械） ，满足高刚性、低噪音的需求。
3、已在机器人核心传动领域实现应用
市场规模进一步扩大 ，市场格局分散。根据QY Research数据 ，摆线针轮减速器2024年全球市场规模达16.86亿美元 ，预计2031年增至20.63亿美元 ，2024-2031年期间CAGR达到2.70%。 2023年全球摆线针轮减速机市场CR5约占25% ，行业竞争格局分散。从地区来看亚太地区为最大市场 , 2023年约占全球30%的市场份额。
摆线针轮减速器已在机器人核心传动领域实现应用。摆线针轮减速器满足机器人下肢关节、腰髋等部位的高负载、高精度、长寿命以及轻量化要求。动易科技PhyArc系列摆线关节模组的实际测试显示 ， 其定位精度可达±0.01mm ， 可满足精密装配等任务需求； 智同科技CT-CHR系列摆线减速机模组应用于仿生或仿真拟人机器人、行走机器人、人体外骨骼和医疗康复机械。
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一、拟邀议题
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