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首頁(yè)-星耀娛樂(lè )「主頁(yè)導讀： 近一年來(lái)，人形機器人的應用場(chǎng)景持續拓寬，例如，OpenAI投資的1X Technologies旗下人形機器人與網(wǎng)紅廚師比拼廚藝，成功煎制五分熟牛排；由北京市經(jīng)濟和信息化局、北京經(jīng)濟技術(shù)開(kāi)發(fā)區管委會(huì )指導的全球首個(gè)人形機器人馬拉松比賽發(fā)布了“人形機器人馬拉松征集令”，將在2025年4月開(kāi)賽?？梢?jiàn)，人形機器人正不斷進(jìn)入人類(lèi)的日常生活中。在人形機器人中，減速器是核心零部件之一。減速器的發(fā)展現狀如何？在人形機器人中的價(jià)值量占比如何？投融資情況如何？本文嘗試分析和探討。
減速器又稱(chēng)減速機，是一種常用的機械裝置，通常用于將輸入軸的高轉速轉換為輸出軸的低轉速，同時(shí)增加輸出扭矩。減速器主要通過(guò)齒輪、蝸桿、行星齒輪等傳動(dòng)機構來(lái)實(shí)現這一功能。
按照構架和傳動(dòng)原理的不同，減速器可分為通用減速器、專(zhuān)用減速器、精密減速器，其中精密減速器具有體積小、重量輕、精度高、使用壽命長(cháng)、穩定性高等特點(diǎn)，可對機械傳動(dòng)實(shí)現精準控制，主要應用于人形機器人等高端制造領(lǐng)域。
按應用場(chǎng)景的不同，精密減速器可分為精密行星減速器、諧波減速器、RV減速器。這三類(lèi)減速器在人形機器人細分領(lǐng)域的應用情況如下：
?。?）精密行星減速器：該類(lèi)減速器的核心傳動(dòng)部件是行星齒輪組，依托純齒輪機構運行，通過(guò)齒輪間的力矩實(shí)現減速效果。精密行星減速器具有高剛性、高精度、高傳動(dòng)效率、體積小、終身免維護等特點(diǎn)，通常應用于人形機器人的關(guān)節傳動(dòng)、手臂運動(dòng)和步態(tài)控制等方面。
?。?）諧波減速器：該類(lèi)減速器主要由波發(fā)生器、柔輪、鋼輪、柔性軸承組成，靠波發(fā)生器裝配上柔性軸承使柔性齒輪產(chǎn)生可控彈性變形，并與剛性齒輪相嚙合來(lái)傳遞運動(dòng)和動(dòng)力的齒輪傳動(dòng)。
諧波減速器具有結構簡(jiǎn)單、體積小、質(zhì)量小、傳動(dòng)比大、運動(dòng)精度高等優(yōu)點(diǎn)，可在密閉空間內傳遞運動(dòng)，通常用于人形機器人的小臂、腕部、手部等輕負載部分。但諧波減速器容易引起材料的疲勞損壞，損耗功率大，同時(shí)剛性差，使用時(shí)間增長(cháng)會(huì )導致運動(dòng)精度顯著(zhù)降低。
?。?）RV減速器：該類(lèi)減速器包含兩級傳動(dòng)裝置，第一級是漸開(kāi)線(xiàn)行星齒輪傳動(dòng)機構，包括行星直齒輪、偏心軸和中心輪等；第二級是擺線(xiàn)針輪行星傳動(dòng)機構，包括擺線(xiàn)輪、偏心軸、針齒輪和行星架等。第一級減速是對輸入和輸出齒輪進(jìn)行外嚙合，第二級減速是通過(guò)正齒輪驅動(dòng)偏心軸，帶動(dòng)RV齒輪做偏心運動(dòng)，從而實(shí)現轉速的傳遞。
RV減速器具有傳動(dòng)比范圍大、傳動(dòng)效率高、承載能力強、運行平穩、精度高、壽命長(cháng)等特點(diǎn)，通常應用于人形機器人的重負載位置，如機座、大臂、肩部等。由于RV減速器體積較大，其在輕負載領(lǐng)域發(fā)展受到限制，加之其零部件數量較多，制造和裝配難度較大，難以大規模生產(chǎn)。
?。?）提高精度：將電機的旋轉運動(dòng)轉換成所需的速度和力矩，同時(shí)大幅減少運動(dòng)中的誤差，提高人形機器人的操作精度；
?。?）增大扭矩：通過(guò)減速器，將電機輸出的轉速降低，同時(shí)增大輸出扭矩，使人形機器人可執行更重的負載任務(wù)；
?。?）提高響應速度：精密減速器可快速響應控制信號，實(shí)現快速啟動(dòng)和停止，提高人形機器人的動(dòng)態(tài)性能和靈活性；
?。?）提高穩定性：精密減速器減少運動(dòng)過(guò)程中的震動(dòng)和沖擊，提高人形機器人的運行穩定性；
?。?）減少體積和重量：精密減速器設計緊湊，在提供足夠扭矩的同時(shí)，保持相對較小的體積和重量，有助于減輕人形機器人整體重量。
據華創(chuàng )證券測算，在特斯拉人形機器人Optimus中，諧波減速器的成本位居Top4行列，占比約為13%。
從公開(kāi)資料看，各人形機器人廠(chǎng)商會(huì )采用不同的減速器方案，如優(yōu)必選Walker X采用諧波減速器，而宇樹(shù)科技Unitree H1則以行星減速器為主。從下表可知，諧波減速器、行星減速器是當前人形機器人中主要的減速器類(lèi)型。
在諧波減速器方面，全球諧波減速器市場(chǎng)集中度較高，仍以海外廠(chǎng)商為主，但國產(chǎn)市占率不斷提高。據科峰智能招股書(shū)顯示，2021年全球諧波減速器市場(chǎng)中，擁有50余年技術(shù)積累和市場(chǎng)經(jīng)驗的哈默納科（日本）市占率約82.0%，而綠的諧波（中國）僅約占7.0%。在國內諧波減速器市場(chǎng)，2021年哈默納科、綠的諧波、來(lái)福諧波（中國）市占率分別為35.5%、24.7%、7.7%。
隨著(zhù)國產(chǎn)諧波減速器廠(chǎng)商在技術(shù)方面不斷突破，研發(fā)出的產(chǎn)品在性能和穩定性等方面已達到國際領(lǐng)先水平，加之國產(chǎn)機器人的需求增加，諧波減速器國產(chǎn)化率正不斷提升，而哈默納科、新寶/尼得科傳動(dòng)在中國的市占率持續下降。
在精密行星減速器方面，全球精密行星減速器市場(chǎng)相對分散，日本、德國等國家的精密行星減速器處于行業(yè)領(lǐng)先地位，其在材料、精度、可靠性、使用壽命等方面更具優(yōu)勢，但國內廠(chǎng)商的研發(fā)實(shí)力和品牌影響力也在不斷提升。
從全球角度看，據QY Research顯示，2022年精密行星減速器前五的廠(chǎng)商分別為新寶/尼得科傳動(dòng)（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），市場(chǎng)份額合計占比為47.4%，而在2023年，前五廠(chǎng)商的市場(chǎng)份額合計為43.8%，集中度略有下降。
在國內市場(chǎng)，2022年精密行星減速器前五的廠(chǎng)商分別為新寶/尼得科傳動(dòng)（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），市場(chǎng)份額分別為20.4%、11.7%、9.4%、7.1%、5.3%。
在2022年特斯拉AI Day上，馬斯克稱(chēng)特斯拉人形機器人Optimus有望在3-5年內交付，生產(chǎn)規?？蛇_數百萬(wàn)臺?；诖?，在中性情形下，假設到2030年，人形機器人出貨量達100萬(wàn)臺。在諧波減速器方面，假設單臺人形機器人身體諧波減速器需求為14個(gè)（基于Optimus方案），單價(jià)在2030年下降至600元，則對應的諧波減速器市場(chǎng)空間為84億元。在精密行星減速器方面，假設單臺人形機器人對精密行星減速器需求為4個(gè)（雙腿各1個(gè)+髖部2個(gè)），單價(jià)在2030年下降至300元，則對應的諧波減速器市場(chǎng)空間為12億元。在此情形下，人形機器人預計將可為精密減速器帶來(lái)近百億的市場(chǎng)空間。
受系列利好政策出臺、大模型等技術(shù)持續突破、硬件成本不斷下降、勞動(dòng)力缺口加大市場(chǎng)對人形機器人的需求增加等因素驅動(dòng)，預計人形機器人市場(chǎng)規模將繼續保持增長(cháng)。作為人形機器人重要零部件之一的精密減速器，也將隨之迎來(lái)更加廣闊的增量需求。
近一年來(lái)，獲得融資的減速器企業(yè)已成立5年及以上，主要原因在于減速器是技術(shù)密集型行業(yè)，在材料、加工工藝、加工設備等方面存在較高技術(shù)壁壘，需要較長(cháng)時(shí)間的技術(shù)積累和市場(chǎng)驗證，先進(jìn)入者具備先發(fā)優(yōu)勢，初創(chuàng )企業(yè)難以快速獲得市場(chǎng)認可和投資。
此外，人形機器人相關(guān)技術(shù)不斷突破，應用領(lǐng)域正持續拓寬，量產(chǎn)時(shí)點(diǎn)漸行漸近，減速器將隨著(zhù)人形機器人的量產(chǎn)迎來(lái)更廣闊的機會(huì )，有望吸引更多機構關(guān)注。
下表是2024年1-10月減速器賽道主要投融事件，感興趣的讀者可以登錄 Rime PEVC 平臺獲取減速器領(lǐng)域全量融資案例、被投項目及深度數據分析。
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