精密减速器的国产替代呈现“谐波快、RV慢”的分化格局。 谐波减速器因设计相对简单,国产厂商可通过原创性的形状设计弥补材料、加工精度等方面的不足,国产替代进度更快——哈默纳科在国内的市场占有率已萎缩至36%,绿的谐波达到25%;而RV减速器组成复杂,对材料、加工精度和工艺要求更高,国产厂商需要更长时间实现技术突破,纳博特斯克在国内仍占据52%的份额,环动以15%位居内资领先。整体来看,精密减速器的自主可控已在谐波路线上取得明显进展,RV路线仍处于追赶阶段。

为什么谐波减速器替代更快

两者的技术结构决定了替代难度不同。谐波减速器通过柔轮的弹性变形传递运动,主要由柔轮、刚轮、波发生器三个核心零部件组成,与RV及其他精密减速器相比,使用的材料、体积及重量大幅度下降,这给国产厂商留下了通过形状设计实现差异化突破的空间。RV减速器则通过多级减速实现传动,一般由行星齿轮减速器的前级和摆线针轮减速器的后级组成,组成的零部件较多,对材料、加工精度和工艺的要求相应更高。

从国内市场数据看,这一差异已经体现得比较清楚:

路线国内龙头(外资)内资领先者
谐波减速器哈默纳科 36%绿的谐波 25%
RV减速器纳博特斯克 52%环动 15%

(数据来源:GGII、申万宏源研究,2021年中国工业机器人市场口径)

参数之外的真正壁垒

值得注意的是,单纯比较性能参数,内资品牌的大部分指标已经与日企龙头持平,只有少数指标还存在一定差距。真正的壁垒在于参数之外的无形指标——使用寿命、可靠性、一致性等只有在实际使用之后才能反馈与评价,部分产品在实际运行中会出现不稳定、寿命短、易损坏等现象,与初始指标偏离。因此,客户的下单数量和复购率才是检验产品竞争力的核心指标,这也是国产替代需要持续积累的部分。

人形机器人时代的份额变量

人形机器人的自由度指数上升,至少需要15个减速器,其中由于对精度和重量要求非常高,谐波减速器有望成为主流传动技术。基于产能、价格、服务三个逻辑,国产厂商有望获得更大份额:产能端,日本人工成本较高、扩产速度较慢,哈默纳科产品交期已延长至六个月左右,明显长于绿的谐波的两三个月;价格端,国产减速器价格远低于国外产品,而人形机器人对硬件成本控制极为严苛;服务端,国内厂商在本土化服务和定制化服务方面具备较强优势。

常见问题

谐波减速器和RV减速器分别用在机器人哪些部位?

RV减速器一般应用于多关节机器人中机座、大臂、肩部等重负载的位置,终端多见于汽车、运输、港口码头等行业的重负载机器人;谐波减速器主要应用于机器人小臂、腕部或手部,终端多见于3C、半导体、食品、注塑、模具、医疗等行业中30kg负载以下的机器人。

为什么国产减速器参数接近,份额却仍有差距?

因为参数外的无形指标才是真正的壁垒。机器人本体厂商选购时会参考客户给出的指标参数,但产品的使用寿命、可靠性、一致性等只有在使用之后才能反馈与评价,客户的下单数量和复购率才能真正检验产品竞争力。

人形机器人会带动哪类减速器需求?

人形机器人至少需要15个减速器,由于其对精度和重量要求非常高,谐波减速器有望成为主流传动技术。随着人形机器人逐步渗透,减速器需求量将明显增加。