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特斯拉等5家人形機器人企業都採取什麼減速器方案？7家減速器企業那家強？
特斯拉人形機器人機器人產品迭代迅速，正給全球機器人市場帶來“鯰魚效應”，為減速器注入新的強心劑。此前部分調研報告認為，車端和人形機器人的部分零部件具一定技術相通性，供應鏈重合度較高，汽車領域有產品和技術儲備的玩家有望實現車端向人形機器人產業的延伸。為此，雙環傳動作為減速器領域和汽車領域的核心企業受到了大量關注。
近日，雙環傳動由於拆分子公司環動科技上市，而被質疑人形機器人屬性，A股市場股價大幅下滑。精密減速器作為人形機器人的核心部件，是連接動力源和執行機構的中間機構，具有匹配轉速和傳遞轉矩的作用，正催生精密減速器龐大增量需求。那麼，除了拆分子公司上市的雙環傳動，還有那些值得關注的人形機器人減速器公司？
▍減速器企業分類
在瞭解具體企業之前，我們先瞭解減速器的分類及在人形機器人中起到的作用。按應用場景的不同，人形機器人精密減速器可分為行星減速器、諧波減速器、RV減速器。
行星減速器的核心傳動部件是行星齒輪組，依託純齒輪機構運行，通過齒輪間的力矩實現減速效果。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，通常應用於人形機器人的關節傳動、手臂運動和步態控制等方面。
諧波減速器主要由波發生器、柔輪、鋼輪、柔性軸承組成，靠波發生器裝配上柔性軸承使柔性齒輪產生可控彈性變形，並與剛性齒輪相齧合來傳遞運動和動力的齒輪傳動。諧波減速器具有結構簡單、體積小、質量小、傳動比大、運動精度高等優點，可在密閉空間內傳遞運動，通常用於人形機器人的小臂、腕部、手部等輕負載部分，是用量最大的產品。
RV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，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，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齧合，第二級減速是通過正齒輪驅動偏心軸，帶動RV齒輪做偏心運動，從而實現轉速的傳遞。RV減速器具有傳動比範圍大、傳動效率高、承載能力強、運行平穩、精度高、壽命長等特點，通常應用於人形機器人的重負載位置，如機座、大臂、肩部等。
在人形機器人中，減速器能將電機的旋轉運動轉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。同時，通過減速器，機器人能將電機輸出的轉速降低，增大輸出扭矩，使人形機器人可執行更重的負載任務。減速器還用於提高人形機器人的響應速度，可快速響應控制訊號，實現快速啟動和停止，提高人形機器人的動態性能和靈活性。不僅如此，減速器還能減少人形機器人在高動態運動過程中的震動和衝擊，提高人形機器人的運行穩定性。
▍不同減速器一體化關節應用
目前，人形機器人的設計方案還在探索期，不同人機器人廠商改採取的方案有所差異，但大多機電一體化產品都是整合諧波減速器、超扁平力矩電機、匯流排型驅動器、編碼器、制動器、智能感測器等於一體，無框電機+雙編碼器+力矩感測器+諧波減速器這類方案得到越來越多的應用。
以下列出了幾家主流廠商所可能採取的減速器方案。
（1）特斯拉人形：諧波+行星減速器
特斯拉Optimus 機器人的旋轉執行模組主要在手臂、腿、軀幹和頸部等部位，對應採用 14 個諧波減速器，主要分為 20Nm/0.55kg、110Nm/1.62kg、180Nm/2.26kg 三種。Optimus在手部採用行星齒輪箱。據華創證券測算，在特斯拉人形機器人Optimus中，諧波減速器的成本位居Top4行列，佔比約為13%。
（2）智元：諧波減速器
智元機器人在2023年8月推出A1人形機器人時就採用了諧波一體關節+自研的關節電機PowerFlow，PowerFlow使用準直驅關節方案實現低齒槽轉矩設計，重量僅為1.6kg，搭配10速比以內的高力矩透明度行星減速器、共鉅同軸雙編碼器一體液冷循環散熱系統，以及自研的向量控制驅動器。智元A2在本體硬體設計方面，智元團隊在機器人全身搭載了包括諧波一體關節、直線推桿、無刷行星伺服、空心杯電機等在內一共49個自由度各類的執行器，採用高可靠、輕量化、超高槽滿率繞線工藝的量產自研一體化關節，最高峰值扭矩430Nm，電機扭矩密度50Nm/kg，動態性能佳，關節可靠支援長時間穩定行走。同時，智元對關節電機PowerFlow進行了迭代最佳化，在可靠性和穩定性方面針對量產開展了大量最佳化和測試。
（3）宇樹：行星減速器
2024年5月13日，宇樹發佈了最新一代人形機器人——Unitree G1人形智能體，售價9.9萬元起，擁有超大關節運動空間角度，23-43個關節自由度，力控靈巧手。G1人形機器人有G1和G1 EDU兩種型號，共個43自由度、承載能力、手臂負載重量、關節運動空間等方面較優。此外，宇樹自研自產G1的關節模組，共有3種類別，帶雙編碼器的行星減速器關節模組最大瞬時扭矩140Nm。
（4）傅利葉：諧波+行星減速器
傅利葉通用人形機器人GR-1擁有高度仿生的軀幹構型和擬人化的運動控制，全身最多達44個自由度，最大關節峰值扭矩達230Nm，具備快速行走，敏捷避障，穩健下坡，抗衝擊干擾等運動功能，內建32個全自研FSA高性能一體化執行器，內部整合電機、驅動器、減速器及編碼器，最大峰值扭矩達230Nm，具備高動態響應能力，實現高難動作力度和精度的精準控制。可模擬人類不同運動方式，實現轉頭、扭腰、和抓取、跑步、跳躍等擬人化運動。機構預計32個執行器為頭部、腰部、手臂和腿部，上半身選擇使用諧波減速器，下半身髖關節則採用行星減速器。
（5）優必選：諧波減速器
優必選人形機器人主要採用諧波減速器，同時自研諧波+行星減速器一體化關節。優必選Walker具有36個高性能伺服關節，內部採用精密諧波減速器，伸展狀態單臂能夠實現負載1.5kg。Walker X和Walker S具有41個高性能伺服關節，分別能夠達到最大轉矩200Nm、300Nm，最大轉速90rpm、130rpm。優必選自研的伺服驅動器內整合了高密度無框力矩電機、雙位置編碼器、行星/諧波減速器和高性能處理控製器，可以滿足高功率密度、大扭矩輸出的需求。目前支援最大扭矩≥200Nm，具有高整合度、高性價比、高同步性、高精度、低虛位、抗衝擊能力強、高壽命、低噪音的優點。
▍重點上市減速器供應商一覽
（1）綠的諧波
綠的諧波核心產品為諧波減速器，並圍繞諧波減速器進一步整合和延伸，佈局下游機電一體化產品、智慧型手機器人等多個領域，目前延展出、機電一體化執行器及精密零部件等更加適用於人形機器人的新產品。綠的諧波在國內是第一梯隊企業，其在技術上為了避開國際巨頭哈默納科在齒形設計上的專利壁壘，突破了以傳統 Willis 定理為基礎的漸開線齒輪設計理論，發明了全新的P型齒結構並形成差異化路線，大幅提升了諧波減速器的輸出效率和承載扭矩；同時，綠的諧波的產品極具性價比，同類型產品售價一般較同行低40-50%，更適合全球人形機器人當前的降本需求。
不僅如此，前不久，綠的諧波展出了專為人形機器人設計最佳化的減速機、用於靈巧手的微型減速機、高剛性減速機、極致減重的輕量型減速機、高扭矩透明性(低反扭)減速機、高頻響(低轉動慣量)減速機等，同時聯合意優機器人，發佈了人形機器人專用一體化關節模組PHT系列共計有PHT14、PHT17、PHT20、PHT25四個型號，可適配於人形機器人大多數需求，該系列產品具備極致輕薄、輕巧領先、穩定強勁三大特點，充分滿足了開發人形機器人首要條件。
在產能上，上市前，綠的諧波年產能約為9萬台，IPO募投項目為新增50萬台減速器產能，2023年已經達產， 2024年7月份，綠的諧波20億定增項目獲批，計畫新增年產100萬台諧波減速器和20萬台機電一體化產品，以滿足工業機器人、人形機器人市場需求。按照公司規劃，至2027年，公司總產能將達到諧波減速器159萬台、機電一體化產品20萬台。同時，綠的諧波還與三花智控在墨西哥合資建廠，以規避特斯拉產業鏈轉移風險。
（2）瑞迪智驅
瑞迪智驅深耕制動、減速器和傳動三大領域，產品包括電磁製動器、諧波減速器、脹套、聯軸器、同步輪等。2015年瑞迪智驅開始成立諧波減速器課題組從零研發，2019年開始送樣測試，2021年實現產品量產。瑞迪智驅獨創的RH齒形，具有連續多圓弧咕合曲面的特點，能適應較大彈性變形。在承受大載荷時，同時齧合的齒數大於36%，非常適用於機器人的大負載場景。
瑞迪智驅還基於可控彈性變形的原理，採用數位化技術對齒形進行參數化建模，形成一套自主智慧財產權的齒形自動化生成系統，同時瑞迪智驅還積極推進產線數位化，通過諧波減速機生產檢測系統，線上對諧波減速機的參數和性能進行檢測和記錄，利用資訊系統對諧波減速機零件參數進行最優配對，最終所研發生產的諧波減速機以其回差小、運動精度高、傳動比大、體積小、重量輕等特點。
目前，瑞迪智驅已經對達闥機器人、上海新松機器人、敬科深圳機器人、蕪湖藦卡機器人科技有限公司等形成供貨，目前諧波減速器客戶已超過60個。2023年銷售13230套減速器產品，單價1137元/套。
（3）福德機器人（川機器人）
四川福德機器人股份有限公司成立於2012年，核心團隊來自於西南科技大學，新三板掛牌企業。福德機器人成立以來就深耕機器人的核心零部件的研發與設計，先後研製成功諧波減速機、無框力矩電機、驅動器、編碼器、機器人控製器以及機器視覺等核心產品和技術。福德諧波減速機採用有限元模擬分析與虛擬樣機技術設計出獨具特色的“RS齒形”，有多達25%~30%的齒齧合比例，能實現高的剛性與傳遞扭矩。結合先進的熱處理工藝與摩擦學設計，精密加工與檢測技術不斷迭代最佳化，使得減速機整機性能達到新的高度，高背間隙小於10弧秒，壽命可達10000小時以上。
2024年2月7日，福德機器人全資子公司天鏈機器人擬在四川省綿陽市設立全資子公司四川福德精密傳動有限公司（暫定），主營業務有諧波減速機及精密傳動部件等。不僅如此，福德機器人子公司天鏈機器人還自產人形機器人，該機器人全身自由度71個，搭載諧波減速機高達41台，佔減速機總量的57.7%。
（4）漢宇集團
漢宇集團2014年以60%控股深圳市同川科技有限公司，隨著同川科技的快速發展，2023 年底漢宇集團持股比例降為18.89%。同川科技成立於2012年，主要產品包括諧波減速器、機器人關節、機電一體化執行器等，公司與日本、歐洲的資深專家及博士合作，技術團隊覆蓋了材料處理、精密結構設計、軟體模擬等多個領域，並引進了大量高端專用加工裝置，率先研發出先進減速器齒形——3D曲面共軛雙圓弧齒廓，實現國產諧波減速器技術上的突破，有效提升諧波減速器服役壽命、傳動精度、一致性、振動噪音等性能和品質，技術及產品參數全面領先，整體性能達到國際領先水平，2021年實現了大批次諧波減速機出貨。
同川科技還提前佈局和掌握機器人傳動相關技術，針對協作機器人、人形機器人、服務機器人領域，推出系列機器人傳動關節模組，進一步減少機器人關節模組的體積和重量，實現高度整合化，在機器人關節的輕量化、模組化等方向技術領先。
（5）中大力德
寧波中大力德智能傳動股份有限公司始創於 1998 年，自成立以來，公司一直從事減速電機、減速器等核心零部件的生產和銷售，擁有機械工業精密齒輪減速電機工程研究中心，先後完成精密行星減速器和 RV 減速器的研發和量產。公司於 2016 年開始研發諧波減速器，生產裝置以進口為主，柔輪和剛輪的材料是日本進口。公司推出“精密行星減速器+伺服電機+驅動”一體機能夠用於人形機器人。同時，在RV+伺服電機一體化產品發麵，中大力德正繼續保持研發和推廣。
中大力德前不久公告稱，為滿足東南亞市場對減速電機、減速器等產品的日益增長需求和技術服務要求，公司擬在新加坡設立全資子公司新加坡中大力德智能傳動公司，總投資額不超過3680萬美元。同時，擬在泰國設立全資孫公司泰國中大力德智能傳動製造公司，總投資額不超3680萬美元。公司還規劃在佛山中大進行大規格RV減速器的研發、生產和製造。並擬使用1.15億元募集資金建設智能執行單元及大型RV減速器生產線項目項目達產後預計形成35.5萬台智能執行單元產品、0.5萬台大型RV減速器的生產能力。
目前，中大力德RV減速機目前年產量可達8萬台，位居國內第三。2024年上半年中大力德行星減速器出貨量約36萬台；諧波減速器出貨量約8300台，RV減速器出貨量約21000台，下半年有望持續增長。
（6）昊志機電
廣州市昊志機電股份有限公司成立於 2006 年，公司諧波減速器產品於 2019 年完成批次驗證。已經形成了14至50型號的減速器，速比涵蓋30-160，擁有完整的產品族譜，同時攻克了齒形設計、凸輪廓設計、齒輪表面處理等關鍵技術，建立了諧波減速器測試標準及檢測體系，並與大族機器人、湖南沁峰機器人、廣州數控、深圳眾為興等客戶建立業務合作關係。
在產能上，昊志機電年產能預計15萬台，同時其新建的年產30萬台精密減速器項目已正式投產，將進一步提升公司在精密減速器市場的競爭力。
（7）秦川機床
秦川機床工具集團股份公司成立於 1998 年，是中國機床工具行業龍頭骨幹，中國精密數控機床與複雜工具研發製造基地，目前秦川機床的機器人關節減速器已有5大系列、23種規格、130種速比，是國內規格最全，系列最多的工業機器人關節減速器生產製造商之一。秦川機床的RV 減速器已突破關鍵零件的瓶頸工序及核心工藝裝備，產能 6-9 萬台。目前，秦川機床減速器系列產品已實現批次生產和銷售，可滿足國內外使用者 5KG~800KG 不同機器人及自動化應用的減速器選型需求。
2020年7月，秦川機床新建的機器人減速器數位化車間正式投入使用，在產能上，秦川工業機器人減速器項目已具備年產6萬台的生產能力，能滿足現階段市場的需求，未來擴充產能還有空間。同時，秦川機床近日宣佈，其新建的年產10萬台精密減速器項目已正式投產，將進一步提升公司在精密減速器市場的競爭力。 (人形機器人發佈)