特斯拉Optimus人形机器人近期有望迎来量产前的重大升级，并计划在2025年正式量产，将生产数千台Optimus机器人部署至工厂进行实地测试。随后两年内将以每年10倍的速度实现爆发式增长。

海外多家AI巨头也明确表示，机器人将成为下一步战略发展的核心之一。

国内机器人厂商如宇树科技、乐聚机器人、众擎机器人、智元等加速产品的更新迭代。此外，小米、小鹏、蔚来等国内车企也纷纷宣布进军人形机器人领域。据统计，目前全球已有18家车企加入了人形机器人的竞逐行列。

特斯拉人形机器人进入量产爆发前夜，有望给全球机器人市场带来“鲶鱼效应”。

产业链核心环节包括减速器、丝杠、电机、传感器等高价值零部件都值得重点关注。

本文重点梳理人形机器人三大核心减速器：谐波减速器、行星减速器和RV减速器。

人形机器人减速器行业概览

减速器是连接电机与执行机构的机械装置，起到桥梁作用，能够降低转速并增大扭矩。

从功能上看，人形机器人用的减速器可类比汽车变速箱，是机器人的核心精密零部件之一。

按照应用场景，人形机器人减速器分为谐波减速器、精密行星减速器、RV减速器三类。

不同减速器因其特性适用于不同的部位。

关节传动：在人形机器人的关节部位，如肘关节、腕关节等，减速器主要用以实现精确的传动和控制。例如，谐波减速器因其体积小、重量轻、传动比大等特点，常被用于这些需要精细操作的部位。

集成应用：行星减速器等类型的减速器被集成于伺服电机、步进电机等执行机构中，以实现更紧凑和高效的传动系统。

负载支撑：对于负载较大的关节部位，如腿部、腰部和肘部等，RV减速器因具有较高的承载能力和稳定性而被广泛采用。

根据特斯拉、智元、宇树、傅利叶、优必选的人形机器人减速器方案，各厂商基于不同减速器的特征和成本等因素的考量，采用不同的减速器方案。

以特斯拉-OptimusGen2为例，选择旋转关节均使用谐波减速器，灵巧手（单只）带有6个自由度，腿部和手臂分别有超过5个自由度；整体大约需要14个谐波减速器。

优必选人形机器人主要采用谐波减速器，同时自研谐波行星减速器；智元远征A1机器人采用谐波一体关节，以及自研带行星减速器的关节电机；宇树自研自产G1的关节模组，共有3种类别，带双编码器的行星减速器关节模组最大瞬时扭矩140Nm；傅利叶人形机器人采用谐波行星减速器方案。

宇树人形机器人：

整体来看，人形机器人强调大扭矩、高精度、小空间的关节会采用谐波减速器；而强调高效率、低成本、空间大小不敏感的关节会采用行星减速器。谐波减速器因优秀的性能成为首选，行星减速器则作为谐波减速器的有效补充方案在某些场景下得以应用。

01 谐波减速器

谐波减速器是旋转执行器的核心，由柔轮、刚轮、波发生器三个核心零部件组成。

柔轮：谐波减速器核心部件，其外齿与钢轮内齿不断进行啮入、啮合、啮出和脱开的往复循环。其采用40Cr合金钢制造，例如40CrMoNiA、40CrA，目前柔轮材料大多依赖从国外进口。国内厂商方面，翔楼新材料精密冷轧和热处理领域核心技术引领国产替代，是国内唯一一家通过绿的谐波产品检验并进入验厂环节的柔轮材料供应商；长盛轴承的谐波减速器专利中，柔轮部分采用了金属杯环和注塑壳的组合结构，其中金属杯环固定设置在注塑壳内，并设置有至少一个通孔，这种设计既保证了柔轮的强度和刚度，且降低了制造成本。

刚轮：多采用球墨铸铁制造，能够提供良好的韧性、耐磨性。

波发生器：由柔性轴承与椭圆形凸轮组成，目前国内谐波减速器厂商已经开始加速轴承的国产化进程，以绿的谐波为例，其谐波减速器用轴承以自产为主，外购轴承主要为特定型号的深沟球轴承。例如，五洲新春拥有日本阪村与瑞士哈特贝尔的高速镦锻机，适合大批量生产深沟球轴承。

从行业壁垒来看，谐波减速器方案需用到力矩传感器做力控，结构和成本更加复杂，且数理模型、齿形设计和材料加工壁垒高。

国内厂商绿的谐波的核心团队从2003年开始研究谐波减速器，率先打破了国际品牌在国内机器人谐波减速器领域的垄断，已经建立起自身的技术壁垒，目前已经拓展至机电一体化等产品，与埃斯顿、新时达、三花智控等众多厂商合作。

绿的谐波产品图示：

图片来源：绿的谐波官网

汉宇集团的控股子公司同川科技、中大力德、斯菱股份、国茂股份、丰立智能、大族激光旗下子公司杉川谐波、昊志机电、瑞迪智驱、美的集团子公司极亚精机、中鼎股份、蓝黛科技、福达股份等众多厂商也有谐波减速器布局。

据公开资料显示，国茂股份全资子公司国茂精密传动谐波减速器、RV减速器等精密减速器，为杭州云深处科技四足机器人定制开发谐波减速器。中大力德拟在慈溪投资组建精密核心组件生产线项目，总投资额2亿元，通过以减速器为核心、延伸布局机电一体化产品的方式，给予终端下游提供更好更安心的解决方案及服务，实现公司产品结构升级，下游深度合作智元、宇树、傅里叶、乐聚、星动纪元等厂商。

行业发展趋势来看，减速器呈现微型化、一体化发展趋势，微型谐波减速器降本后有望应用于灵巧手。

全球谐波减速器龙头哈默纳科和国内绿的谐波等谐波减速器领先企业加码微型谐波减速器的相关研发。

微型谐波减速器小型化优势突出，制造设备和工艺与常规产品不同，制造难度大且价格高。

哈默纳科已开发集成微型谐波减速器、无刷伺服电机、编码器于一体的微型执行器，其应用于灵巧手上，单手指用量为2-3台。

绿的谐波已推出针对手指关节的6mm外径谐波减速器。

根据BusinessResearchinsights预测，2032年谐波减速器市场将达到12.6亿美元。

02 精密行星减速器

精密行星减速器常主要为人形机器人的关节提供动力支持。

其结构简单、体积小巧、承载力高且寿命长。

行星减速器主要包括行星轮、太阳轮和内齿圈。运动时中心太阳轮驱动内部受力旋转，带动行星齿轮在内齿圈轨道内进行旋转，依赖齿轮之间的啮合来实现转速的减小，行星架作为输出轴，将减速后的运动传递给负载。

精密行星减速器单级传动比都在10以内，一般行星减速器在1~3级的范围，微型行星减速器可以做到5级。

精密行星减速器供给格局相对谐波减速器更分散，全球CR3接近40%左右，由于市场竞争较为激烈，因此并没有明显的市场主导企业。

全球主要厂商包括日本新宝、德国纽卡特、德国威腾斯坦等。国内精密行星减速器厂家包括科峰智能、纽氏达特等。此外，兆威机电、鼎智科技、精锻科技、豪能股份、江南奕帆等也在该领域有所布局。

行星减速器图示：

03 RV减速器

RV减速器结构和制造工艺复杂，相较于谐波减速器具有更高的技术和投资门槛。

市场格局方面，RV减速器相对集中，两大龙头占据超过一半市场份额。

国产RV减速器已实现初步的国产替代，除双环传动外，珠海飞马、智同科技、中大力德、南通振康、秦川机床、六环传动、泰隆集团、斯微特等也是该领域具有实力的厂商，且具备大负载机器人减速器的定制化能力。巨轮智能、苏轴股份、埃夫特、钱江机器人等一些厂商在该领域也有所布局。

根据花旗银行11月发布的最新预测称，到2050年，全球人形机器人市场规模将达7万亿美元，全球人形机器人数量将达到6.48亿台。

目前我国超100家本土企业涉足精密减速器生产，企业数量逐渐增多，且技术和研发实力逐步提升。后续在主机厂降本诉求以及合作响应需求下，国产替代有望趋势逐渐明晰。

从长期视角观察，特斯拉人形机器人量产在即，同时宇树等国内厂商布局加速，产业趋势明确，有望为国产机器人产业链带来更大市场空间。

人形机器人减速器全景解析

01

谐波减速器

02

精密行星减速器

03

RV减速器