人形机器人高壁垒环节:三大减速器市场格局梳理
一. 精密减速器分类
减速器是连接电机和执行机构的减速传动装备,具有匹配转速和传递转矩的作用,主要分为通用、专用、精密减速器。
精密减速器精度较高、使用寿命长,稳定性高,主要应用于人形机器人等高端领域。
精密减速器主要分为行星减速器、RV减速器、谐波减速器三类:
(1)行星减速器
结构及工作原理:由行星轮、太阳轮、内齿圈组成;行星轮在太阳轮的驱动下转动,实现减速输出。
优点:承载能力高,刚性好,耐磨性强,寿命长。
缺点:减速比低,精度较差。
应用范围:直角坐标机器人;人形机器人方面,一般作为谐波的补充方案。
(2)RV减速器
结构及工作原理:结构较复杂,分为两级传动装置,渐开线行星齿轮传动、摆线针轮行星传动。
优点:承载能力强,刚性好,输出扭矩大。
缺点:制造难度大,成本高。
应用范围:人形机器人重负载部位,如大臂、肩部、腿部等。
(3)谐波减速器
由波发生器、柔轮、刚轮组成;波发生器产生谐波运动,通过柔轮弹性变形传递运动。
优点:体积小,结构简单,减速比高,传动精度高。
缺点:耐磨性较差。
应用范围:人形机器人轻负载部位,如小臂、腕部、灵巧手等。
二. 人形机器人减速器方案
总体看,谐波、行星减速器用于轻负载部位,RV减速器用于重负载部位,目前为人形机器人关节主流解决方案:
特斯拉OptimusGen2旋转关节使用谐波减速器,共14个;
优必选walker主要采用谐波减速器方案;
智元远征A1机器人采用谐波一体关节;傅利叶GR-1采用谐波+行星减速器方案;宇树采用自研的双编码器行星减速器关节模组。
三. 减速器市场格局
(1)行星减速器
行星减速器技术门槛较低,市场格局相对分散,前三大厂商为日本新宝、德国纽卡特、德国威腾斯坦,全球合计市占率约40%。
从性能角度来看,国内厂商与海外厂商产品并无显著差距,竞争较为激烈,国内前二厂商为:科峰智能、纽氏达特。
其余国内厂商包括:中大力德、兆威机电、新时达。
中大力德:国内综合性精密减速器厂商,产品包括精密减速器、行星减速器、减速电机等。
(2)RV减速器
RV减速器全球市场集中度较高,日本纳博特斯克一家独大,全球市场份额超60%。
国内厂商包括:双环传动、秦川机床、巨轮智能。
双环传动:国内新能源汽车齿轮头部供应商,RV减速器国产品牌份额第一。
(3)谐波减速器
谐波减速器全球市场集中度较高,日本哈默纳科一家独大,全球市场份额约80%。
国内厂商包括:绿的谐波、昊志机电、汉宇集团、丰立智能、斯菱股份。
绿的谐波:国内谐波减速器龙头厂商,产品包括谐波减速器、机电一体化执行器、精密零部件。
汉宇集团:控股子公司同川科技主营谐波减速器、机器人关节、机电一体化执行器等,谐波减速器年产能10万个。
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