在智能制造與機(jī)器人產(chǎn)業(yè)爆發(fā)的浪潮中，精密減速器作為高端裝備的“核心關(guān)節(jié)”，憑借更高的傳動精度、扭矩密度和壽命等特性，支撐著工業(yè)機(jī)器人精準(zhǔn)定位、五軸機(jī)床微米級加工等高端場景，但其核心技術(shù)曾長期被外資壟斷。如今，以自消隙結(jié)構(gòu)、PEEK材料注塑工藝為代表的新技術(shù)，正突破傳統(tǒng)傳動邏輯和工藝瓶頸;同時，工業(yè)機(jī)器人、五軸機(jī)床以及即將規(guī)模化量產(chǎn)的人形機(jī)器人，進(jìn)一步推動精密減速器技術(shù)加速迭代，開啟國產(chǎn)替代與產(chǎn)業(yè)變革的新征程。

      近日，由MIR 睿工業(yè)主編的《2025年中國精密減速器行業(yè)發(fā)展白皮書》正式發(fā)布(以下簡稱“白皮書”)。白皮書聚焦精密減速器產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)演進(jìn)與市場變革，深度剖析行業(yè)內(nèi)外資格局及未來發(fā)展趨勢，探討新興技術(shù)如何突破高端制造“關(guān)節(jié)卡喉”難題，并基于工業(yè)機(jī)器人、五軸機(jī)床等高精密應(yīng)用場景的市場數(shù)據(jù)，勾勒精密減速器市場的發(fā)展路徑。

      01中國精密減速器市場分析

      1減速器定義

      減速器是一種常見的機(jī)械傳動裝置，通常由齒輪傳動、蝸桿傳動或齒輪-蝸桿復(fù)合傳動機(jī)構(gòu)封裝于剛性殼體內(nèi)，作為電機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的中間連接部件，其主要功能是降低轉(zhuǎn)速、增加輸出扭矩。

      減速器根據(jù)精度劃分為一般傳動減速器和精密減速器兩大類。其中，一般傳動減速器控制精度低，用于滿足通用機(jī)械設(shè)備或特殊行業(yè)設(shè)備基本的動力傳動需求。而相比一般傳動減速器，精密減速器的空程*≤7弧分，具有更高傳動精度、更小回差、更大扭轉(zhuǎn)剛度的特點(diǎn)，常用于機(jī)器人和高端機(jī)床等高精度需求行業(yè)。

      *空程：減速器有多個因素會影響其整體傳動精度，這些因素長期以來一直是工業(yè)機(jī)器人、高端機(jī)床用減速器的研發(fā)重點(diǎn)。大量的研究表明，背隙在減速器傳動精度上起主要作用。背隙會導(dǎo)致輸入和輸出軸之間產(chǎn)生空程，有高精度需求的精密設(shè)備，如機(jī)器人則很難在運(yùn)動中實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位。一般來說，減速器的精密程度越高，其背隙就越小?？粘淌菍X隙理論的進(jìn)一步表述，它描述了在剛度滯回測試曲線中，在輸出端施加±100%的額定扭矩，而僅應(yīng)用±3%的標(biāo)稱輸入扭矩所產(chǎn)生的角位移。

      精密減速器結(jié)構(gòu)形式多樣，按嚙合方式可分為精密擺線類減速器、諧波類減速器、精密行星類減速器、精密蝸桿類減速器。


      2整體市場

      據(jù)白皮書數(shù)據(jù)顯示，2024年中國減速器市場規(guī)模達(dá)923億元，其中精密減速器作為高端制造的“核心關(guān)節(jié)”，主要應(yīng)用于機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、半導(dǎo)體等精密制造領(lǐng)域，占整體市場規(guī)模的10%左右。



      近幾年，中國精密減速器市場規(guī)模呈快速增長趨勢。

      從細(xì)分產(chǎn)品來看，諧波減速器和RV減速器由于高精度、結(jié)構(gòu)扁平化的特點(diǎn)主要應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人行業(yè)，伴隨工業(yè)機(jī)器人銷量增長，減速器的市場規(guī)模也隨之上漲;而精密行星減速器、精密蝸桿類減速器如滾子凸輪、蝸輪蝸桿主要應(yīng)用在機(jī)床行業(yè)，受近年高端精密機(jī)床需求增長及國產(chǎn)替代拉動，機(jī)床行業(yè)對精密減速器需求增加，帶動精密行星減速器、精密蝸桿類減速器較高增速增長。

      未來，在中國高端產(chǎn)業(yè)的持續(xù)升級下，精密減速器將更多地應(yīng)用在工業(yè)與非工業(yè)市場。在工業(yè)領(lǐng)域，精密機(jī)床對精度與效率提升的需求日益迫切，疊加新能源、半導(dǎo)體等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，將持續(xù)催生對高精度、高可靠性減速器的規(guī)?；枨?在非工業(yè)領(lǐng)域，醫(yī)療設(shè)備的智能化升級、航空航天裝備的性能革新，以及軍用裝備的精密化發(fā)展，均對精密減速器的技術(shù)迭代提出更高要求。

      尤為值得關(guān)注的是，人形機(jī)器人在工業(yè)場景與非工業(yè)場景(如服務(wù)機(jī)器人、特種作業(yè))的爆發(fā)式增長預(yù)期，將成為拉動精密減速器市場高速發(fā)展的重要增量市場。


      3國產(chǎn)化趨勢

      當(dāng)前中國精密減速器市場仍呈現(xiàn)著“外資主導(dǎo)高端、國產(chǎn)加速替代中低端”的競爭格局。據(jù)MIR DATABANK統(tǒng)計(jì)，2024年國產(chǎn)品牌在中國市場份額按營收計(jì)占57%，但按銷量計(jì)則達(dá)70%。

      這種差異主要源于：內(nèi)資產(chǎn)品在一致性和穩(wěn)定性方面仍與外資存在差距，目前主要應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人簡單搬運(yùn)、上下料等簡單場景(產(chǎn)品單價較低)，而汽車點(diǎn)焊等高價值量高端領(lǐng)域仍由外資廠商主導(dǎo)。


      02精密減速器技術(shù)分析

      在工業(yè)自動化與智能化深度融合的產(chǎn)業(yè)背景下，精密減速器作為工業(yè)機(jī)器人、高端數(shù)控機(jī)床等先進(jìn)制造裝備的核心傳動部件，其技術(shù)發(fā)展直接關(guān)聯(lián)現(xiàn)代制造業(yè)的精度控制能力與智能化實(shí)現(xiàn)水平。自20世紀(jì)中后期工業(yè)自動化技術(shù)普及以來，該領(lǐng)域經(jīng)歷了從機(jī)械傳動原理創(chuàng)新到材料工藝體系迭代的系統(tǒng)性技術(shù)演進(jìn)，通過多學(xué)科技術(shù)交叉融合，持續(xù)突破傳動精度、承載能力及壽命周期的工程應(yīng)用邊界。

      1精密減速器技術(shù)發(fā)展歷程

      20世紀(jì)后期，隨著工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的興起，精密傳動技術(shù)需求推動減速器進(jìn)入精密化發(fā)展階段。諧波傳動技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用(如哈默納科工業(yè)級產(chǎn)品)突破了傳統(tǒng)剛性傳動限制，其柔性傳動結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)180角秒以內(nèi)的精度控制，成為輕載機(jī)器人關(guān)節(jié)的核心部件。RV減速器(納博特斯克)通過擺線針輪與行星齒輪的復(fù)合傳動設(shè)計(jì)，解決了重載工況下的高精度傳動難題，滿足工業(yè)機(jī)器人高負(fù)載關(guān)節(jié)的應(yīng)用需求。

      進(jìn)入21世紀(jì)，制造業(yè)對高精度、長壽命傳動部件的需求持續(xù)提升，推動減速器技術(shù)向智能化、綠色化方向發(fā)展。PSC錐形齒輪自消隙行星減速器通過自動補(bǔ)償技術(shù)實(shí)現(xiàn)齒輪間隙動態(tài)調(diào)節(jié)，維持傳動精度的長期穩(wěn)定性;愛磁科技研發(fā)的變位行星架自消隙行星減速器大大提高了減速器精度和壽命，以及自消隙塑料諧波減速器，突破傳統(tǒng)金屬加工限制，采用注塑工藝實(shí)現(xiàn)塑料基諧波減速器的規(guī)?；a(chǎn)，顯著提升了產(chǎn)能彈性。這些技術(shù)創(chuàng)新在材料應(yīng)用、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制造工藝方面形成突破，推動減速器技術(shù)體系的持續(xù)迭代。

      但隨著中國高端制造業(yè)的快速發(fā)展對減速器性能提出更高的要求，以及五軸機(jī)床等高端設(shè)備需要更高精度和更長精度壽命的減速器產(chǎn)品，與此同時，制造業(yè)競爭加劇促使廠商降本壓力增大。由于高端減速器核心技術(shù)長期被國外廠商壟斷，外資減速器價格居高不下，與國內(nèi)市場強(qiáng)烈的降本需求形成矛盾，導(dǎo)致外資傳統(tǒng)高端技術(shù)產(chǎn)品的市場接受度持續(xù)下降。

      綜合來看，傳統(tǒng)主流的減速器技術(shù)產(chǎn)品在中國市場應(yīng)用中普遍存在以下痛點(diǎn)。

      在此背景下，具備高精度、高扭矩剛性、高效率以及長精度壽命的新型減速器技術(shù)將更有可能獲得高端市場份額，并在新一輪產(chǎn)業(yè)變革中占據(jù)領(lǐng)先地位。

      從技術(shù)原理創(chuàng)新來看，中國高端制造對精密減速器高精度和長壽命需求強(qiáng)烈，背隙是影響其性能的關(guān)鍵因素，自消隙技術(shù)作為重要發(fā)展方向，可有效抑制背隙影響。

      新材料應(yīng)用方面，PEEK材料因具有優(yōu)異性能在中高端領(lǐng)域有替代金屬材料的趨勢，但存在磨損快導(dǎo)致精度與剛度易失效的缺陷，限制其大規(guī)模應(yīng)用。

      生產(chǎn)加工工藝上，傳統(tǒng)減速器生產(chǎn)依賴進(jìn)口設(shè)備和人工操作，流程復(fù)雜，難以大規(guī)模量產(chǎn)，且面臨人形機(jī)器人減速器技術(shù)路線未定的風(fēng)險，而結(jié)合PEEK材料采用注塑工藝生產(chǎn)的方案在當(dāng)前人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)背景下更具競爭力與發(fā)展?jié)摿Α?br />

      2新型技術(shù)代表廠商

      1)Melior Motion

      Melior Motion及其前身公司Stephan-Werke為機(jī)器人制造商和工業(yè)自動化應(yīng)用開發(fā)精密齒輪已有30多年歷史。2011年，Stephan-Werke被Premium公司收購。Melior Motion作為獨(dú)立公司，成立于2017年，總部位于德國哈梅林，同年，Melior Motion將首批新型工業(yè)機(jī)器人行星齒輪箱推向市場，并迅速成為全球領(lǐng)先的工業(yè)機(jī)器人精密減速機(jī)供應(yīng)商。

      錐形齒輪自消隙行星技術(shù)：Melior Motion的PSC減速器技術(shù)采用其專利特有的自消隙技術(shù)，采用錐形齒輪的行星齒輪系統(tǒng)，即末級行星齒輪與內(nèi)齒圈為互相配合的錐形齒輪，行星輪有軸向自由度，并在該方向上裝有一個類似彈簧的小型自調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)能持續(xù)對行星齒輪和齒圈間的嚙合面施加一個恒定預(yù)壓力。因此，該彈簧機(jī)構(gòu)與錐形齒輪的設(shè)計(jì)能帶來的嚙合預(yù)緊力，能在齒面出現(xiàn)極微小間隙時自動將齒面“咬”緊。其專利的自調(diào)節(jié)彈簧機(jī)構(gòu)保證隨磨損自動補(bǔ)償、長壽命維持極低背隙。但由于PSC減速器價格較高，在中國市場的接受度較低。


      2)愛磁科技

      愛磁科技創(chuàng)立于2015年，是專門從事精密減速器的創(chuàng)新型科技公司，公司獨(dú)創(chuàng)的H3K減速器、自消隙塑料諧波減速器在精度和精度壽命等性能上明顯提升，是突破外資高端應(yīng)用封鎖的新型行星、諧波減速器的技術(shù)代表。

      愛磁科技目前擁有多種先進(jìn)的自消隙技術(shù)：

      變位行星架自消隙技術(shù)：通過創(chuàng)新性的變位行星架系統(tǒng)，以自鎖錐套、可變形行星架等取代傳統(tǒng)剛性行星架，當(dāng)出現(xiàn)齒隙時，行星架彈簧系統(tǒng)主動變形調(diào)節(jié)行星輪位置，確保無側(cè)隙嚙合，相比傳統(tǒng)行星減速器，能實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的傳動精度、重復(fù)定位精度，還可減緩齒面磨損，延長精度壽命。

      自消隙諧波技術(shù)：采用“雙柔輪+限位環(huán)”結(jié)構(gòu)，用限位環(huán)與外柔輪替代傳統(tǒng)剛輪，使內(nèi)外柔輪彈性變形并緊密嚙合，克服傳統(tǒng)諧波減速器因加工或磨損導(dǎo)致精度下降的問題。

      自消隙塑料諧波技術(shù)：內(nèi)外柔輪采用PEEK材料，結(jié)合獨(dú)創(chuàng)的自消隙諧波減速器技術(shù)，在輕量化與耐久性上實(shí)現(xiàn)跨越式提升，通過消隙諧波技術(shù)補(bǔ)償機(jī)制，即使PEEK材質(zhì)齒輪磨損也能維持嚙合精度，保持全生命周期高精度特性。


      03精密減速器下游市場分析

      精密減速器在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，目前主要集中在工業(yè)機(jī)器人、精密機(jī)床、半導(dǎo)體等具有高精度要求的行業(yè)。

      根據(jù)白皮書數(shù)據(jù)顯示，2024年精密減速器下游應(yīng)用行業(yè)中，工業(yè)機(jī)器人以36%的占比位居首位，主要使用諧波和RV減速器。機(jī)床行業(yè)以23%的占比緊隨其后，主要應(yīng)用精密行星減速器。人形機(jī)器人當(dāng)前市場份額雖小，但其在工業(yè)和商業(yè)領(lǐng)域的廣闊應(yīng)用前景將推動行業(yè)爆發(fā)式增長，作為核心部件的精密減速器，未來有望迎來大規(guī)模應(yīng)用機(jī)遇。

      1工業(yè)機(jī)器人

      根據(jù)MIR 睿工業(yè)測算，2024年中國市場，精密減速器在工業(yè)機(jī)器人行業(yè)出貨量約有109.7萬臺。預(yù)測到2030年，隨著工業(yè)機(jī)器人在更多下游行業(yè)的滲透以及國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人市場份額進(jìn)一步提升，精密減速器在工業(yè)機(jī)器人行業(yè)的出貨量將達(dá)173.4萬臺。未來長期內(nèi)，隨著智能化、柔性化工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展，以及國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的提升和在汽車等高端場景的不斷突破，都將持續(xù)帶動精密減速器出貨量的穩(wěn)定增長。



      2機(jī)床

      在機(jī)床行業(yè)，減速器是伺服電機(jī)與執(zhí)行端的“橋梁”，可以有效解決數(shù)控機(jī)床轉(zhuǎn)速扭矩不匹配、慣量過大等問題。

      數(shù)控機(jī)床是裝有程序系統(tǒng)的自動化機(jī)床，精度及柔性比傳統(tǒng)機(jī)床更高，二者傳動方式有根本區(qū)別。傳統(tǒng)機(jī)床通過齒輪箱、離合器等機(jī)械結(jié)構(gòu)變速，不需要額外減速器。數(shù)控機(jī)床采用伺服電機(jī)直接驅(qū)動滾珠絲杠或旋轉(zhuǎn)軸，但在高負(fù)載(如大型加工中心)或高精度(如五軸機(jī)床等)應(yīng)用中，會使用減速器來提升扭矩、剛性和精度。因此，白皮書重點(diǎn)研究了數(shù)控金屬切削機(jī)床的減速器應(yīng)用。

      機(jī)床行業(yè)對減速器的要求遠(yuǎn)超機(jī)器人、半導(dǎo)體設(shè)備等下游行業(yè)，高精度僅是基礎(chǔ)，剛出廠精度高，不代表一直都能穩(wěn)定可靠，精度壽命才是核心價值所在。轉(zhuǎn)臺、擺頭等關(guān)鍵部件需在千萬次回轉(zhuǎn)、重載沖擊及溫度變化下長期保持精度，這正是機(jī)床行業(yè)減速器的“隱形痛點(diǎn)”。

      但目前傳統(tǒng)的傳動方案都不能滿足較長的精度壽命，僅少數(shù)例如自消隙減速器PSC、H3K等高精度、高壽命產(chǎn)品能解決上述的痛點(diǎn)問題。


      3人形機(jī)器人

      為實(shí)現(xiàn)各類動作(如行走、搬運(yùn)、平衡等)，人形機(jī)器人通常采用“電機(jī)+減速器”組合的驅(qū)動關(guān)節(jié)，減速器可解決電機(jī)扭矩不足問題，滿足動作精確、穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)緊湊等需求。

      根據(jù)MIR 睿工業(yè)測算，2024年國內(nèi)人形機(jī)器人產(chǎn)量近2000臺，預(yù)計(jì)2025年產(chǎn)量將破萬臺;2024年中國減速器在人形機(jī)器人上的出貨約有4.3萬臺，隨著人形機(jī)器人產(chǎn)量進(jìn)一步提升，預(yù)計(jì)2025年中國減速器在人形機(jī)器人上的出貨將接近30萬臺。

      未來長期，人形機(jī)器人將在工業(yè)場景、服務(wù)型場景、戶外勘探場景等有更多應(yīng)用，其對高剛性、長壽命、高精度減速器的需求更加強(qiáng)烈，將拉動減速器出貨量持續(xù)高速增長。


      2024年人形機(jī)器人上諧波減速器與行星減速器出貨比例呈現(xiàn)6：4，其中諧波減速器出貨近2.5萬臺，行星減速器出貨超1.8萬臺。諧波減速器在輪式、雙足式人形機(jī)器人皆有應(yīng)用，行星減速器集中應(yīng)用于雙足式人形機(jī)器人的下肢部位。

      長期來看，根據(jù)目前主流減速器應(yīng)用方案，諧波減速器在人形機(jī)器人上出貨將更多，尤其是涉及類人動作的、高定位精度要求的機(jī)器人對諧波減速器需求多，而行星減速器將在中低端或成本較為敏感的場景中部署。


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