减速器：人形机器人核心零部件，国产替代加速

减速器又称减速机，是一种常用的机械装置，通常用于将输入轴的高转速转换为输出轴的低转速，同时增加输出扭矩。减速器主要通过齿轮、蜗杆、行星齿轮等传动机构来实现这一功能。

按照构架和传动原理的不同，减速器可分为通用减速器、专用减速器、精密减速器，其中精密减速器具有体积小、重量轻、精度高、使用寿命长、稳定性高等特点，可对机械传动实现精准控制，主要应用于人形机器人等高端制造领域。

按应用场景的不同，精密减速器可分为精密行星减速器、谐波减速器、RV减速器。这三类减速器在人形机器人细分领域的应用情况如下：

（1）精密行星减速器：该类减速器的核心传动部件是行星齿轮组，依托纯齿轮机构运行，通过齿轮间的力矩实现减速效果。精密行星减速器具有高刚性、高精度、高传动效率、体积小、终身免维护等特点，通常应用于人形机器人的关节传动、手臂运动和步态控制等方面。

（2）谐波减速器：该类减速器主要由波发生器、柔轮、钢轮、柔性轴承组成，靠波发生器装配上柔性轴承使柔性齿轮产生可控弹性变形，并与刚性齿轮相啮合来传递运动和动力的齿轮传动。

谐波减速器具有结构简单、体积小、质量小、传动比大、运动精度高等优点，可在密闭空间内传递运动，通常用于人形机器人的小臂、腕部、手部等轻负载部分。但谐波减速器容易引起材料的疲劳损坏，损耗功率大，同时刚性差，使用时间增长会导致运动精度显著降低。

（3）RV减速器：该类减速器包含两级传动装置，第一级是渐开线行星齿轮传动机构，包括行星直齿轮、偏心轴和中心轮等；第二级是摆线针轮行星传动机构，包括摆线轮、偏心轴、针齿轮和行星架等。第一级减速是对输入和输出齿轮进行外啮合，第二级减速是通过正齿轮驱动偏心轴，带动RV齿轮做偏心运动，从而实现转速的传递。

RV减速器具有传动比范围大、传动效率高、承载能力强、运行平稳、精度高、寿命长等特点，通常应用于人形机器人的重负载位置，如机座、大臂、肩部等。由于RV减速器体积较大，其在轻负载领域发展受到限制，加之其零部件数量较多，制造和装配难度较大，难以大规模生产。

在人形机器人中，精密减速器是重要的零部件之一，主要起到以下作用：

（1）提高精度：将电机的旋转运动转换成所需的速度和力矩，同时大幅减少运动中的误差，提高人形机器人的操作精度；

（2）增大扭矩：通过减速器，将电机输出的转速降低，同时增大输出扭矩，使人形机器人可执行更重的负载任务；

（3）提高响应速度：精密减速器可快速响应控制信号，实现快速启动和停止，提高人形机器人的动态性能和灵活性；

（4）提高稳定性：精密减速器减少运动过程中的震动和冲击，提高人形机器人的运行稳定性；

（5）减少体积和重量：精密减速器设计紧凑，在提供足够扭矩的同时，保持相对较小的体积和重量，有助于减轻人形机器人整体重量。

据华创证券测算，在特斯拉人形机器人Optimus中，谐波减速器的成本位居Top4行列，占比约为13%。

从公开资料看，各人形机器人厂商会采用不同的减速器方案，如优必选Walker X采用谐波减速器，而宇树科技Unitree H1则以行星减速器为主。从下表可知，谐波减速器、行星减速器是当前人形机器人中主要的减速器类型。

在谐波减速器方面，全球谐波减速器市场集中度较高，仍以海外厂商为主，但国产市占率不断提高。据科峰智能招股书显示，2021年全球谐波减速器市场中，拥有50余年技术积累和市场经验的哈默纳科（日本）市占率约82.0%，而绿的谐波（中国）仅约占7.0%。在国内谐波减速器市场，2021年哈默纳科、绿的谐波、来福谐波（中国）市占率分别为35.5%、24.7%、7.7%。

随着国产谐波减速器厂商在技术方面不断突破，研发出的产品在性能和稳定性等方面已达到国际领先水平，加之国产机器人的需求增加，谐波减速器国产化率正不断提升，而哈默纳科、新宝/尼得科传动在中国的市占率持续下降。

在精密行星减速器方面，全球精密行星减速器市场相对分散，日本、德国等国家的精密行星减速器处于行业领先地位，其在材料、精度、可靠性、使用寿命等方面更具优势，但国内厂商的研发实力和品牌影响力也在不断提升。

从全球角度看，据QY Research显示，2022年精密行星减速器前五的厂商分别为新宝/尼得科传动（日本）、纽卡特（德国）、威腾斯坦（德国）、精锐科技（中国台湾）、科峰智能（中国），市场份额合计占比为47.4%，而在2023年，前五厂商的市场份额合计为43.8%，集中度略有下降。

在国内市场，2022年精密行星减速器前五的厂商分别为新宝/尼得科传动（日本）、科峰智能（中国）、纽氏达特（中国）、精锐科技（中国台湾）、利茗（中国台湾），市场份额分别为20.4%、11.7%、9.4%、7.1%、5.3%。

在2022年特斯拉AI Day上，马斯克称特斯拉人形机器人Optimus有望在3-5年内交付，生产规模可达数百万台。基于此，在中性情形下，假设到2030年，人形机器人出货量达100万台。在谐波减速器方面，假设单台人形机器人身体谐波减速器需求为14个（基于Optimus方案），单价在2030年下降至600元，则对应的谐波减速器市场空间为84亿元。在精密行星减速器方面，假设单台人形机器人对精密行星减速器需求为4个（双腿各1个+髋部2个），单价在2030年下降至300元，则对应的谐波减速器市场空间为12亿元。在此情形下，人形机器人预计将可为精密减速器带来近百亿的市场空间。

受系列利好政策出台、大模型等技术持续突破、硬件成本不断下降、劳动力缺口加大市场对人形机器人的需求增加等因素驱动，预计人形机器人市场规模将继续保持增长。作为人形机器人重要零部件之一的精密减速器，也将随之迎来更加广阔的增量需求。

投融动态

近一年来，获得融资的减速器企业已成立5年及以上，主要原因在于减速器是技术密集型行业，在材料、加工工艺、加工设备等方面存在较高技术壁垒，需要较长时间的技术积累和市场验证，先进入者具备先发优势，初创企业难以快速获得市场认可和投资。

此外，人形机器人相关技术不断突破，应用领域正持续拓宽，量产时点渐行渐近，减速器将随着人形机器人的量产迎来更广阔的机会，有望吸引更多机构关注。

下表是2024年1-10月减速器赛道主要投融事件，感兴趣的读者可以登录 Rime PEVC 平台获取减速器领域全量融资案例、被投项目及深度数据分析。