精密减速器除人形机器人外,当前最主要的应用场景仍是工业机器人,其需求占比超过50%,此外协作机器人、机床、航空航天等领域也贡献了重要增量。随着人形机器人自由度指数上升(单台至少需15个减速器),其潜在需求有望成为未来最大的单一增量来源,但短期内工业机器人仍为需求主体。

当前下游应用结构与需求特点

精密减速器(主要为RV减速器和谐波减速器)的核心下游是工业机器人。一台主流六轴多关节机器人通常使用6个减速器,负载10kg以内全部选用谐波减速器;负载超过20kg则全部替换为RV减速器;10-20kg负载的机器人则使用2个RV加4个谐波。协作机器人通常使用6-7个谐波减速器,因其负载普遍较低。机床、航空航天等领域的需求相对分散,合计占比约10%-15%。

不同场景对减速器类型有明确偏好:RV减速器因传动效率高、输出扭矩大,适用于重负载位置(如多关节机器人的机座、大臂、肩部),终端以汽车、运输、港口码头等行业为主;谐波减速器因体积小、重量轻、运动精度高,主要用于机器人小臂、腕部或手部,终端覆盖3C、半导体、食品、注塑、模具、医疗等30kg负载以下的行业。

人形机器人对需求结构的重塑

人形机器人的“自由度”指数上升(包括四肢、腰部、颈部等),单台至少需要15个减速器,其中谐波减速器有望成为主流传动技术(预计使用9-14个谐波加2-4个RV)。由于人形机器人对精度和重量要求极高,谐波减速器凭借其小体积、高精度的特点更受青睐。

从成本角度看,人形机器人对硬件成本极为敏感。以小米Cyberone为例,其发布版本成本在60-70万元之间,量产需将成本降至20万元左右,长期需低于15万元才有竞争力。国产减速器在价格上显著低于国外产品,且具备本土化服务响应快(如国产RV厂商振康,接到需求后通常一个月内可给出小样测试)、扩产速度快等优势,有望在人形机器人时代获得更大市场份额。

需求结构变化趋势

虽然人形机器人若达到百万台级将新增大量减速器需求,但当前阶段工业机器人仍是精密减速器最大的单一应用领域。未来需求结构将呈现两大趋势:一是谐波减速器占比持续提升,因其在人形机器人和协作机器人中的广泛应用;二是国产替代加速,尤其是在谐波减速器领域,国内厂商已通过原创性设计实现弯道超车(哈默纳科在国内市占率已从全球的82%降至36%)。RV减速器因技术壁垒更高,国产替代进程相对较慢,但本土企业正逐步缩小差距。

常见问题

人形机器人会成为精密减速器最大的应用场景吗?

长期来看,人形机器人有望成为最大单一应用,但短期内工业机器人仍占主导。人形机器人自由度指数增长,单台减速器使用量是工业机器人的2-3倍,但其大规模量产仍需时间。当前工业机器人需求占比超过50%,是人形机器人尚未放量前的绝对主力。

谐波减速器和RV减速器在应用上如何分工?

谐波减速器主攻轻负载、高精度场景,RV减速器承担重负载、高刚度需求。具体而言,谐波减速器用于机器人小臂、腕部、手部以及协作机器人全身;RV减速器用于多关节机器人的机座、大臂、肩部等重负载位置。两者互补而非替代,机器人厂商会根据负载和精度要求组合搭配。

国产精密减速器在竞争中处于什么位置?

在谐波减速器领域,国产替代进度较快;在RV减速器领域,国产替代仍在追赶中。2021年数据显示,谐波减速器领域哈默纳科在国内市占率已降至36%,绿的谐波占25%;RV减速器领域纳博特斯克仍占国内52%份额。国产厂商在扩产速度、价格优势(国产减速器价格显著低于进口)和本土化服务方面具备竞争力,有望在人形机器人时代进一步扩大份额。

延伸阅读