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首頁-星耀娛樂「主頁導讀： 近一年來，人形機器人的應用場景持續(xù)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)開發(fā)區(qū)管委會指導的全球首個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月開賽。可見，人形機器人正不斷進入人類的日常生活中。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(xiàn)狀如何？在人形機器人中的價值量占比如何？投融資情況如何？本文嘗試分析和探討。
減速器又稱減速機，是一種常用的機械裝置，通常用于將輸入軸的高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為輸出軸的低轉(zhuǎn)速，同時增加輸出扭矩。減速器主要通過齒輪、蝸桿、行星齒輪等傳動機構(gòu)來實現(xiàn)這一功能。
按照構(gòu)架和傳動原理的不同，減速器可分為通用減速器、專用減速器、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、穩(wěn)定性高等特點，可對機械傳動實現(xiàn)精準控制，主要應用于人形機器人等高端制造領域。
按應用場景的不同，精密減速器可分為精密行星減速器、諧波減速器、RV減速器。這三類減速器在人形機器人細分領域的應用情況如下：
（1）精密行星減速器：該類減速器的核心傳動部件是行星齒輪組，依托純齒輪機構(gòu)運行，通過齒輪間的力矩實現(xiàn)減速效果。精密行星減速器具有高剛性、高精度、高傳動效率、體積小、終身免維護等特點，通常應用于人形機器人的關(guān)節(jié)傳動、手臂運動和步態(tài)控制等方面。
（2）諧波減速器：該類減速器主要由波發(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傳遞運動和動力的齒輪傳動。
諧波減速器具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、質(zhì)量小、傳動比大、運動精度高等優(yōu)點，可在密閉空間內(nèi)傳遞運動，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，同時剛性差，使用時間增長會導致運動精度顯著降低。
?。?）RV減速器：該類減速器包含兩級傳動裝置，第一級是漸開線行星齒輪傳動機構(gòu)，包括行星直齒輪、偏心軸和中心輪等；第二級是擺線針輪行星傳動機構(gòu)，包括擺線輪、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行外嚙合，第二級減速是通過正齒輪驅(qū)動偏心軸，帶動RV齒輪做偏心運動，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的傳遞。
RV減速器具有傳動比范圍大、傳動效率高、承載能力強、運行平穩(wěn)、精度高、壽命長等特點，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，其在輕負載領域發(fā)展受到限制，加之其零部件數(shù)量較多，制造和裝配難度較大，難以大規(guī)模生產(chǎn)。
（1）提高精度：將電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成所需的速度和力矩，同時大幅減少運動中的誤差，提高人形機器人的操作精度；
（2）增大扭矩：通過減速器，將電機輸出的轉(zhuǎn)速降低，同時增大輸出扭矩，使人形機器人可執(zhí)行更重的負載任務；
?。?）提高響應速度：精密減速器可快速響應控制信號，實現(xiàn)快速啟動和停止，提高人形機器人的動態(tài)性能和靈活性；
?。?）提高穩(wěn)定性：精密減速器減少運動過程中的震動和沖擊，提高人形機器人的運行穩(wěn)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，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(jù)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%。
從公開資料看，各人形機器人廠商會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型。
在諧波減速器方面，全球諧波減速器市場集中度較高，仍以海外廠商為主，但國產(chǎn)市占率不斷提高。據(jù)科峰智能招股書顯示，2021年全球諧波減速器市場中，擁有50余年技術(shù)積累和市場經(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(nèi)諧波減速器市場，2021年哈默納科、綠的諧波、來福諧波（中國）市占率分別為35.5%、24.7%、7.7%。
隨著國產(chǎn)諧波減速器廠商在技術(shù)方面不斷突破，研發(fā)出的產(chǎn)品在性能和穩(wěn)定性等方面已達到國際領先水平，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/尼得科傳動在中國的市占率持續(xù)下降。
在精密行星減速器方面，全球精密行星減速器市場相對分散，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(nèi)廠商的研發(fā)實力和品牌影響力也在不斷提升。
從全球角度看，據(jù)QY Research顯示，2022年精密行星減速器前五的廠商分別為新寶/尼得科傳動（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），市場份額合計占比為47.4%，而在2023年，前五廠商的市場份額合計為43.8%，集中度略有下降。
在國內(nèi)市場，2022年精密行星減速器前五的廠商分別為新寶/尼得科傳動（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，馬斯克稱特斯拉人形機器人Optimus有望在3-5年內(nèi)交付，生產(chǎn)規(guī)?？蛇_數(shù)百萬臺?；诖?，在中性情形下，假設到2030年，人形機器人出貨量達100萬臺。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（基于Optimus方案），單價在2030年下降至600元，則對應的諧波減速器市場空間為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（雙腿各1個+髖部2個），單價在2030年下降至300元，則對應的諧波減速器市場空間為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近百億的市場空間。
受系列利好政策出臺、大模型等技術(shù)持續(xù)突破、硬件成本不斷下降、勞動力缺口加大市場對人形機器人的需求增加等因素驅(qū)動，預計人形機器人市場規(guī)模將繼續(xù)保持增長。作為人形機器人重要零部件之一的精密減速器，也將隨之迎來更加廣闊的增量需求。
近一年來，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，需要較長時間的技術(shù)積累和市場驗證，先進入者具備先發(fā)優(yōu)勢，初創(chuàng)企業(yè)難以快速獲得市場認可和投資。
此外，人形機器人相關(guān)技術(shù)不斷突破，應用領域正持續(xù)拓寬，量產(chǎn)時點漸行漸近，減速器將隨著人形機器人的量產(chǎn)迎來更廣闊的機會，有望吸引更多機構(gòu)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 平臺獲取減速器領域全量融資案例、被投項目及深度數(shù)據(jù)分析。
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