摘要:2025全国机器人精密减速器与关节创新论坛将于9月20日在青岛拉开帷幕。作为机器人产业年度顶级盛会,本次论坛以"技术突破与生态协同"为主题,汇聚全球顶尖科研机构、产业链企业及投资机构,共同探讨人形机器人时代下核心运动部件的技术演进与产业协同路径。这一背景折射出
2025全国机器人精密减速器与关节创新论坛将于9月20日在青岛拉开帷幕。作为机器人产业年度顶级盛会,本次论坛以"技术突破与生态协同"为主题,汇聚全球顶尖科研机构、产业链企业及投资机构,共同探讨人形机器人时代下核心运动部件的技术演进与产业协同路径。这一背景折射出全球机器人产业正经历深刻变革:随着AI大模型与运动控制技术的突破,人形机器人从实验室走向商业化应用的速度显著加快,而精密减速器与关节作为连接"大脑"与"肢体"的关键部件,其性能直接决定了机器人的运动能力、操作精度及环境适应性,已成为全球科技竞争的战略高地。
在全球机器人加速向人形化、智能化发展的背景下,精密减速器与关节的技术要求正经历质的飞跃。传统工业机器人以固定场景下的重复性操作为主,其减速器主要追求高扭矩密度与寿命;而人形机器人需在复杂动态环境中完成行走、抓取、操作等多样化任务,对减速器的体积、重量、精度及响应速度提出严苛要求。例如,单台人形机器人通常需要20-40个减速器(工业机器人平均为4-6个),且每个关节需集成力传感、位置反馈及温度监测等多维感知功能,技术复杂度呈指数级上升。这种需求变革催生了谐波减速器、行星滚柱丝杠、摆线针轮减速器等新型技术路线的竞争,也推动了材料科学、精密加工及智能控制等跨学科技术的融合创新。
行业数据显示,2025年全球人形机器人市场规模预计突破500亿美元,其中精密减速器与关节模块占比超40%。单个人形机器人对减速器的需求量是工业机器人的5-8倍,且随着特斯拉Optimus、小米CyberOne、优必选Walker等标杆产品进入量产阶段,市场需求呈现爆发式增长。据测算,若2025年全球人形机器人出货量达到50万台,仅减速器市场规模就将超过200亿元,叠加工业机器人、服务机器人及航空航天等高端装备领域的持续需求,精密减速器与关节产业正步入黄金发展期。
面对海外巨头(如日本哈默纳科、纳博特斯克)在谐波减速器、RV减速器领域的技术垄断,国内企业通过"产学研用"协同创新,在材料热处理、齿形设计、装配工艺等关键环节取得突破。例如,绿地谐波通过自研螺纹磨削技术,将谐波减速器寿命提升至2万小时以上;领益智造优化摆线针轮减速器结构,使扭矩密度达到国际领先水平。与此同时,国内企业正加速构建"减速器+电机+控制器+传感器"的一体化解决方案能力,通过生态协同提升产品附加值。本次论坛特别设置"技术突破与生态协同"分论坛,旨在推动产业链上下游在标准制定、测试验证及场景应用等环节的深度合作。
减速器作为连接动力源与执行结构的"桥梁",其核心功能是将伺服电机的高转速(通常3000-6000rpm)转化为关节所需的低转速(5-20rpm),同时放大扭矩(传动比可达30-320),确保机器人在行走、抓取等动作中兼具力量与精度。从技术原理看,主流减速器可分为谐波减速器、RV减速器、行星减速器及行星滚柱丝杠四大类,其中谐波减速器因体积小、精度高(重复定位精度≤1弧分)、传动比大,成为人形机器人手指、手腕等小负载关节的首选;而行星滚柱丝杠凭借高承载(承载能力是滚珠丝杠的3倍以上)、长寿命(寿命可达滚珠丝杠的10倍)及高速响应特性,逐步应用于人形机器人腿部、髋部等大负载关节。
谐波减速器由波发生器、柔轮和刚轮组成,通过柔轮的弹性变形实现传动。其技术难点在于柔轮的材料与热处理工艺(需兼顾高强度与弹性)、齿形设计(影响传动精度与寿命)及装配工艺(齿侧隙需控制在微米级)。国内企业如绿地谐波通过自主研发的"IH齿形",将传动误差降低至30弧秒以内,寿命突破2万小时,达到国际先进水平。在人形机器人领域,谐波减速器已广泛应用于灵巧手、手腕及颈部等关节,单台机器人用量可达12-20个。
行星滚柱丝杠通过螺纹滚柱在螺母与丝杠之间的滚动实现传动,其核心优势在于高承载与高刚性。技术突破点包括螺纹磨削精度(需达到±1μm)、滚柱与螺母的预紧力控制(影响寿命与噪音)及润滑系统设计(高温环境下需保持稳定润滑)。万通液压开发的行星滚柱丝杠副项目,通过优化滚柱齿形与螺母结构,将承载能力提升至50kN以上,寿命超过5000万次,可满足人形机器人腿部关节的动态负载需求。
摆线针轮减速器由输入轴、摆线轮、针齿壳及输出机构组成,通过摆线轮与针齿的啮合实现传动。其技术壁垒在于摆线轮的齿形修形(需平衡传动效率与寿命)、针齿壳的热处理工艺(硬度需达到HRC58-62)及装配精度(针齿与摆线轮的间隙需控制在2-5μm)。领益智造自研的摆线针轮减速器,通过优化齿形参数与装配工艺,将扭矩密度提升至200N·m/kg以上,寿命突破1.5万小时,已应用于人形机器人腰部与髋部关节。
结合2025年中报财务数据,我们筛选出同时具备人形机器人与减速器概念、且归母净利润同比增长较快的6家公司,从技术积累、产品布局及客户生态等维度进行深度解析。
细分领域:轴承保持架及配件、精密零部件
人形机器人布局:公司基于定转子产品在汽车领域的成熟经验,延伸至eVTOL电机、无人清扫车电机及人形机器人电机等新兴领域。目前,人形机器人电机产品处于样品测试或小批量试产阶段,重点突破高功率密度(≥5kW/kg)、低噪音(≤50dB)及高可靠性(MTBF≥10万小时)技术指标。
减速器产品:推出谐波减速机保持架、谐波减速机带齿保持架两类产品。其中,谐波减速机保持架针对机器人手指关节设计,采用高强度铝合金材料(抗拉强度≥400MPa),通过精密冲压与表面处理工艺,实现尺寸精度±0.01mm、重量较传统产品降低30%的突破,已通过多家机器人厂商的台架测试。
公司亮点:作为轴承保持架领域的国家级单项冠军企业,产品覆盖风电、汽车、工程机械等高端装备领域,主导或参与12项国家及行业标准制定。核心客户涵盖斯凯孚、舍弗勒等全球八大轴承厂商,以及采埃孚、爱信、蔚来、长城等知名企业,为技术迭代与规模化生产提供了坚实基础。
细分领域:精密功能件、结构件、模组
人形机器人布局:已向人形机器人客户供应头部、灵巧手、四肢总成及高功率充散热方案等核心硬件,具备联合开发与整机组装经验。例如,其灵巧手产品集成6个自由度与12个驱动单元,通过模块化设计实现快速更换与维护,单手负载能力达5kg,定位精度±0.1mm,已应用于服务机器人场景。
减速器产品:持续优化自研摆线针轮减速器,推出扭矩更大(峰值扭矩≥500N·m)、寿命更长(寿命≥1.5万小时)的小尺寸产品(直径≤80mm),适配具身智能机器人的腰部与髋部关节。通过优化齿形参数与装配工艺,将传动效率提升至85%以上,噪音降低至60dB以下。
公司亮点:作为消费电子精密功能件行业领先企业,具备原材料、精密功能件和结构件、模组及充电器业务的一站式智能制造能力,产品广泛应用于AI终端、新能源汽车及光伏储能等领域,进入苹果、华为等头部企业供应链。在人形机器人领域,与智元机器人、北京人形机器人创新中心、强脑科技等知名企业密切合作,加速技术验证与场景落地。
细分领域:液压油缸
人形机器人布局:开发行星滚柱丝杠布局人形机器人赛道,重点研发关节用高精度高可靠性行星滚柱丝杠副项目。通过优化滚柱齿形(采用圆弧-摆线复合齿形)与螺母结构(双螺母预紧设计),将承载能力提升至50kN以上,寿命超过5000万次,定位精度±5μm,可满足人形机器人腿部关节的动态负载需求。
减速器产品:自研双用行星式多级减速器,通过多级行星齿轮系(3级传动)将高速低扭矩输入(输入转速3000rpm,扭矩10N·m)转为低速高扭矩输出(输出转速15rpm,扭矩2000N·m),并兼备手摇驱动功能(手动输入扭矩≤50N·m时,输出转速≥5rpm)。该产品已应用于工业机器人重载场景,并逐步向人形机器人腰部关节拓展。
公司亮点:作为国内油气弹簧领域领军企业,主导产品包括自卸车液压油缸、工程机械油缸、液压系统及油气弹簧等,广泛应用于商用车辆、智能矿山与工程机械等领域。被评为国家级高新技术企业、国家级专精特新"小巨人"企业,拥有省级技术中心与工程实验室,为技术迭代提供了研发支撑。
细分领域:谐波减速器、行星滚柱丝杠及精密零部件
人形机器人布局:深度布局人形机器人领域,基于自研螺纹磨削技术(磨削精度±1μm),成功开发高精度、大承载、长寿命行星滚柱丝杠,适配人形机器人直线关节。其产品采用反向式结构(螺母固定、丝杠旋转),通过优化滚柱齿形(圆弧-渐开线复合齿形)与预紧力控制(预紧力范围500-2000N),将承载能力提升至30kN以上,寿命超过8000万次,定位精度±3μm,已通过多家机器人厂商的台架测试。
减速器产品:深耕谐波传动领域近20年,已实现谐波减速器轻量化突破(同等出力下减重超30%,重量≤0.8kg/台),并同步研制灵巧手专用微型谐波减速器(直径≤20mm,传动比100:1)。通过优化齿形设计(IH齿形)与热处理工艺(柔轮硬度HRC58-62),将传动误差降低至30弧秒以内,寿命突破2万小时,达到国际先进水平。
公司亮点:作为我国减速器行业龙头企业,是国内少数实现谐波减速器自主研发与规模生产的厂商,突破国际品牌垄断。产品广泛应用于工业机器人、人形机器人等高端领域,客户涵盖新松、埃斯顿、优必选等国内厂商及UR、ABB、通用电气等国际企业。2025年上半年,其谐波减速器出货量同比增长60%,市占率提升至25%,成为国产替代的核心力量。
细分领域:汽车零部件、新型储能
人形机器人布局:成立机器人项目公司,布局机器人电机、谐波减速器、行星减速器等关节模组产品。其人形机器人电机采用无框力矩电机设计(峰值扭矩≥10N·m,功率密度≥3kW/kg),通过集成双编码器(绝对式+增量式)实现高精度位置反馈(定位精度±0.01°),已应用于人形机器人手臂关节。
减速器产品:利用多年积累的齿轮工艺设计(齿轮精度等级ISO 6级)与精密制造能力(热处理变形量≤0.01mm),重点研发谐波减速器(传动比80:1-320:1)和行星减速器(传动比3:1-10:1)产品。其谐波减速器采用FS齿形设计,将柔轮疲劳寿命提升至1.5万小时以上;行星减速器通过优化行星轮分布(4行星轮结构),将扭矩密度提升至150N·m/kg,已通过多家机器人厂商的寿命测试。
公司亮点:作为我国汽车变速器行业龙头企业,连续4年位列中国汽车零部件百强企业。商用车变速器年产80万台,覆盖微/轻/中/重型全系,配套中国重汽、一汽集团等主流车企;乘用车变速器CVT25两获"世界十佳变速器",是国内规模领先的自主品牌。其精密制造能力(齿轮加工精度±0.005mm)与规模化生产优势(年产齿轮1亿件以上),为机器人减速器的成本控制与质量稳定提供了保障。
细分领域:汽车零部件、机器人传动系统精密零部件
人形机器人布局:将机器人核心零部件业务确立为未来战略重点,专门成立研发团队(50人以上)和机器人事业部,重点突破行星减速器、行星滚柱丝杠及谐波减速器技术。其人形机器人用行星减速器产品采用双级传动设计(一级行星+一级平行轴),通过优化行星轮齿形(渐开线齿形)与轴承布局(四点接触球轴承),将传动效率提升至92%以上,噪音降低至65dB以下,已成功完成台架试验验证(寿命≥1万小时,扭矩波动≤3%)。
减速器产品:机器人减速器首样于2024年7月完成,11月通过台架测试(输入转速3000rpm,输出扭矩200N·m,寿命5000小时),目前正积极推进搭载验证工作(计划2025年Q3完成整机测试)。其产品采用模块化设计(可适配不同电机接口),支持快速更换与维护,目标定价较国际品牌低30%-40%,具备显著性价比优势。
公司亮点:作为国内领先的全尺寸曲轴供应商(年产曲轴200万根)和离合器行业龙头企业,专注汽车核心零部件30余年,拥有国家级企业技术中心、省级工程实验室及300多项专利,掌握曲轴、离合器及齿轮制造核心技术(如曲轴中频淬火技术、离合器摩擦材料配方)。积极转型新能源领域,混动曲轴市场占有率超40%,并快速拓展电驱齿轮业务(2025年规划产能500万件)。依托精密制造优势(齿轮加工精度ISO 5级),开发行星减速器及行星滚柱丝杠等机器人零部件作为新战略方向,形成"汽车+机器人"双轮驱动格局。
随着人形机器人产业化进程加速,精密减速器与关节产业正迎来历史性机遇。技术层面,材料科学(如高强度铝合金、陶瓷轴承)、精密加工(如螺纹磨削、齿轮修形)及智能控制(如力控算法、状态监测)的融合创新将持续推动产品性能提升;产业层面,国内企业需通过"技术突破+生态协同+规模化生产"构建核心竞争力,加速国产替代进程。本次论坛的召开,将为产业链上下游提供技术交流、标准制定及场景落地的平台,推动中国机器人产业向全球价值链高端攀升。
特别声明:本文基于公开信息整理,所涉及公司财务数据及业务布局均来自企业公告与行业报告,不构成任何投资建议、引导或承诺。投资者应结合自身风险承受能力,审慎决策。
来源:史海峰山东