减速器专题研究：人形机器人带来产业变局

人形机器人催生精密减速器材料/结构变革，有望成为其发展的重要引擎。

1）赛道变革往往打破“工艺刚性”，国产品牌有望破局。①材料变革：乘机器人发展之东风，各头部减速器厂商积极寻求成本更低、性能更优异的核心材料以获取成本优势，强化自身技术优势，抢占市场份额。连铸球墨铸铁成本低、轻量化契合减速器厂商核心诉求。据我们测算，预计2030年连铸球墨铸铁在全球机器人减速器市场总规模达109.35亿元，其中连铸球墨铸铁在人形机器人减速器市场规模有望达50.72亿元，在工业机器人减速器市场规模有望达58.62亿元。②结构改型：RV减速器耐重载、抗冲击性更强，适用于较大载荷的作业场景。人形机器人腰部、髋部等位置受力较大，未来有望使用类RV减速器匹配相应场景。

2）精密减速器市场空间预计将显著扩大。2022年全球精密减速器市场规模约为197亿元。我们测算，若全球人形机器人产量达100万台，则有望给精密行星/RV/谐波减速器分别带来20.1/95.6/53.6亿元的增量空间。

精密减速器分类与比较：按结构分为行星、RV、谐波三大类

精密减速器定义与分类

1）精密减速器是一种高端设备传动装置，可以提供更高的控制精度，匹配适当的转速并传递所需的转矩，对于机器人等高精度设备尤为重要，根据不同的构造和传动方式，可分为行星、RV、谐波等类型。

2）行星减速器：精密行星减速器结构简单且传动效率高，多安装在伺服电机上，用来降低转速，提升扭矩，精确定位,其常被用于机器人中对精度要求低的部分身体旋转关节。

3）RV减速器：RV减速器的名称来源于旋转矢量（Rotary Vector）减速器的简称，很久前由日本发明，用于实现高扭矩输出和高精度的旋转运动，通常适用于机器人基座、大臂、肩部等重负载的位置。

4）谐波减速器：谐波减速器由于其体积小、重量轻，结构简单紧凑，传动精度高，更适合应用于3C、半导体、医疗器械等行业的工业机器人之中，主要适用于机器人小臂、腕部、手部等部件。

行星减速器：结构简单快速，运行平稳、抗冲击

精密行星减速器劣势：单级精密行星减速器传动比小，多级减速的长度、重量限制其使用场景。单级行星减速器减速比一般不小于3，限额不超过10，级数一般不超过3级

精密行星减速器主要零部件加工：由于各部件的功能不同，加工工艺存在一定差异。其中，齿轮、行星架、内齿圈是行星减速器中的关键部件：1）齿轮加工工艺难点：需要采用专用高速数控干切滚齿机配套高速系列干切滚齿刀具联合加工，确保尺寸和形状符合设计。2）行星架加工工艺难点：相较于齿轮加工，行星架加工添加了调质和精加工行星孔环节，需要使用自动化组合加工机床及组合夹具实现工行星孔的精加工序。3）内齿圈加工工艺难点：相较于行星架和齿轮，由于内齿圈的内部结构为齿槽和齿形，而且其尺寸相对小巧，所以内齿圈对高精度的匹配性和传动效率有更严格的要求，因此采用特殊的内部齿轮车削工艺用于确保齿轮形状和精度符合设计标准。

RV减速器：扭矩输出高，设计精密、承载力强

RV减速器优势：1)高扭矩输出。RV减速器精密的齿轮结构设计以及相对较大的体积，其能够在在高扭矩应用下表现出色。2)平稳性好，承载能力强。RV减速器低速级摆线轮结构为180°对称分布，使得摆线轮的结构受力均匀、啮合次数增加，提高了减速器传动的平稳性和减速器的承载能力。3)减速比范围较大，传动效率高。RV减速器采用两级传动结构，故其传动比的范围较其他结构的减速器更大，传动效率更高。根据测算，RV减速器的传动比可在31-171范围内浮动，同时传动效率可达85%-92%。

RV减速器劣势：1)体积较大。为了实现较大的扭矩传递能力，RV减速器齿轮的齿数相对较多且其附加的轴承、润滑系统和密封件等附属部件较多，这些导致RV减速器体积较大。2)成本较高。RV减速器的制造过程相对复杂，需要高精度的加工工艺和特殊的制造设备。这使得生产和装配过程更加复杂和耗时，增加了制造成本。

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