前有特斯拉Optimus在工廠里笨拙地分揀電池,后有宇樹科技人形機器人甩手絹走紅,2025年,人形機器人正站在量產與國產的時代路口。
隨著人形機器人量產的呼聲越來越高,精密減速器作為機器人核心零部件之一,也迸發出了新的市場活力。
行業數據顯示,在人形機器人領域,減速器占據整機成本的15%-20%。人形機器人產業化進程加速的背后,是近百億的市場增量空間,同時也為不斷增強技術實力與品牌影響力的國產減速器廠商,提供了新的發展機遇。
減速器的主要分類及應用
減速器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。減速器相當于機器人的關節,減速器越多,機器人的行動就越靈活,其重要性不言而喻。
根據原理不同,減速器主要分為精密行星減速器、諧波減速器、RV減速器。三類精密減速器結構特點、優缺點及應用領域如下:
工業機器人使用的精密減速器主要是諧波和RV減速器,前者因體積小、負載較低被用于腕部、手部和小臂等執行機構末端,后者體積質量較大、穩定性強、負載較大,通常用于基座、肩膀和大臂。一個六軸機器人的A1~A3關節一般使用RV減速器,末端執行關節A4和A5主要使用諧波減速器。移動機器人的輪部多使用精密行星減速器。
人形機器人主要選擇諧波減速器和精密行星減速器,以宇樹科技通用人形機器人 Unitree G1 為例,其擁有 23-43 個自由度,關節電機采用行星減速器。
其他人形機器人廠商的減速器方案如下:
全球減速器的競爭格局
全球范圍內勞動力成本的提高和制造業轉型升級的加速,使得各國都在加緊智能制造計劃的實施,自動化、高能效的減速器和傳動系統成為下游客戶新的需求增長點。在全球和國內工業機器人產業蓬勃發展的背景下,亞太、歐洲地區是減速器設備主要市場。近年來,亞太和歐洲地區減速器行業經歷高速的發展,成為全球份額最大的減速器市場。
作為工業機器人產業鏈上游最難突破、成本占比最高的零部件之一,減速器早期主要被納博特斯克、哈默納科兩家日本廠商壟斷,國產廠商攻入不易。壟斷成因除了材料壁壘、工藝護城河外,長達20年與四大機器人巨頭(發那科、ABB、庫卡、安川)的生態綁定,也使日系減速器廠商長期占據高端市場。
在精密行星減速器方面,全球精密行星減速器市場相對分散,日本、德國等國家的精密行星減速器處于行業領先地位,但國內廠商的研發實力和品牌影響力也在不斷提升。
在諧波減速器方面,全球諧波減速器市場集中度較高,仍以海外廠商為主,但國產市占率不斷提高。
在RV 減速器方面,市場仍然被外資壟斷,納博特斯克市占率超 70%。
國產廠商有望導入全球供應鏈
當前國內精密減速器市場集中度較高,外資品牌仍占據主導地位。不過,隨著國內機器人產業的發展,為解決成本高、交付周期長的“卡脖子”問題,減速器行業本土化布局節奏加快。此外,人形機器人受市場關注度越來越高,應用領域正持續拓寬,量產時點漸行漸近,國產減速器將隨著人形機器人的量產迎來更廣闊的機會。
產業化上,國產減速器產業生態逐漸完善。對比海外,國內精密減速器行業起步較晚,經過長期的技術追趕,當前已基本完成產業化。例如,綠的諧波率先突破諧波減速器量產,有消息稱綠的諧波已進入特斯拉人形機器人供應商名錄,并為宇樹科技機器人提供諧波減速器。
技術上,具體廠商而言,以哈默納科、納博特斯克為首的日本精密減速器廠商依然表現出顯著優勢,但與綠的諧波、環動科技等國產企業差距不斷縮小產品技術指標層面,國內外廠商減速器在減速比、輸出轉速、傳動精度等方面差距縮小,僅在傳動效率、使用壽命、譜系完整度上有較大提升空間。
專利上,國內精密減速器專利累積申請量已接近日本,國產廠商地位顯著提升。其中,諧波減速器方面,專利申請主要集中在日、中、美、德等國家,日本占比最高;RV 減速器方面,中、日存在絕對專利數量優勢,日本申請量最多、全球布局最廣。
價格上,外資和本土品牌減速器價差 20%以上,性價比優勢有望加速減速器國產替代。在諧波減速器行業國產品牌價格優勢明顯,對應價差能達到 28%-50%。例如外資品牌的諧波減速器價格為5000元,本土品牌則需 2500-3600 元/臺。
10年前,中國工業機器人減速器國產品牌份額11%,如今已提升至55%。展望未來,降本或為各廠商突圍關鍵。相比人形機器人產業鏈其他零部件,減速器產業成熟度相對較高,規模優勢和供應鏈管理能力是企業的核心競爭力之一。