摆线减速器有望实现人形机器人搭载
思瀚产业研究院    2025-07-07

当前人形机器人关节模组方案以行星、谐波减速器为主，各有优劣。行星减速器结构简单、成本低，但背隙大影响精度，增加控制难度，且多级行星传动导致体积重量大；谐波减速器传动精度高，但柔轮反复变形导致抗冲击性、寿命与可靠性相对不足，限制其在高负载场景的应用。

摆线针轮减速器（或升级迭代、优化的版本）兼具精度（较行星）和负载能力（较谐波），且体积小、重量轻（较RV），同时具有较好的传动效率和传动比，成本也相对适中。我们认为，新型减速器在摆线减速器的基础上进行性能、结构、材料等维度的优化升级，有望逐步满足人形机器人部分场景减速器的需求，具有较大的应用潜力。人形机器人有望打开摆线针轮减速器应用空间，测算到 2030 年全球机器人用新型减速器的市场空间有望超 140 亿元。

摆线方案在机器人场景已有一定应用

25 年 4 月，科盟创新发布七款机器人核心传动技术新品，涵盖轻量化、结构紧凑、扭矩/重量比与高精度&高负载稳定性四大技术方向，为人形机器人和工业自动化提供全新技术支撑，其中包含 PEEK 轻量化摆线减速机，可以实现±1.5%低波动率，空间压缩 30%，抗冲击能力提升 200%，适配紧凑型高负载任务，其PEEK材料的应用不仅大幅降低重量，同时具备出色的耐磨性和高强度。

动易科技推出准直驱一体化摆线关节模组，从底层零部件全栈自研，融合高精度摆线减速器、自研力矩电机、驱动系统与双编码器，做到背隙仅有1 弧分，可承受 5 倍以上瞬时过载冲击力，具轻量化、高爆发、抗冲击、高精度、响应快、集成度高、稳定性强等特点。动易科技 PhyArc 系列关节模组创新选用轻质材料，在减轻重量的同时，让关节迸发出更强性能，同时为关节加入独特的散热方式，不至于过热，散热效率高，让电机在高功率运行时仍能保持稳定。

动易科技 PhyArc 系列摆线关节模组

由 Agility Robotics 开发的双足机器人 Cassie 及其全人形版本Digit参考了鸟类行走机械结构，在腿部采用了摆线减速器，实现了高行走性能。摆线减速器能够实现高减速比和低摩擦，可实现扭矩的精确传递。摆线减速器具有负载力高、传动精度高、体积重量轻等优势，在人形机器人腿部等高负载要求的部位有应用空间。

新型减速器有望持续渗透人形机器人关节方案

从减速器的视角来看，人形机器人关节模组方案目前以行星、谐波减速器为主，各自的技术特性决定其不同的应用边界；行星减速器优势在于结构简单、成本低，且依靠多级行星结构可输出高扭矩，缺点在于其背隙大，从而影响精度，增加控制难度，且行星减速器单级传动比较低，为了提高传动比通常采用多级行星传动，将增加体积重量；谐波减速器传动精度高，但柔轮强度不够，抗冲击性、寿命与可靠性相对不足，限制其在高负载场景的应用；

RV 减速器主要用于工业机械臂领域，其精度高、负载能力强，缺点在于体积和重量大，相对不适合用于人形机器人领域。从特斯拉 Optimus 结构来看，其下肢（大腿、小腿）高负载关节主要依靠的是抗冲击能力强的行星滚柱丝杠，减速器主要搭载于腰髋以及上肢环节。

对于特斯拉 Optimus，腰部*2+髋部 2*2=6 个旋转关节，对负载要求高（180Nm)，目前主要是搭载的谐波减速器方案，但谐波减速器存在负载能力弱+疲劳问题，无法完美满足需求，因而存在对腰髋环节减速器升级迭代的需求。而行星减速器传动比小且精度不足，纯 RV 减速器体积和重量大，均无法完美适配需求。

摆线针轮减速器（或升级迭代、优化的版本）兼具精度（较行星）和负载能力（较谐波），且（较 RV）体积小、重量轻，同时具有较好的传动效率和传动比，成本也相对适中。我们认为，在摆线减速器的基础上进行性能、结构、材料等维度的优化升级，有望逐步满足人形机器人部分场景减速器的需求，具有较大的应用潜力。

后续减速器迭代方向：横（性能升级）、纵（机电一体化）并举。我们认为，减速器具备两大潜在的行业演进方向：升级和延展。

横向（迭代产品性能）：我们认为后续“新型减速器”的方向将继续朝高精度、大扭矩、高效率、小体积、小重量和高负载等方向持续演绎迭代，并有望在材料、结构等方面做持续的创新升级，从而打开在更多领域的应用场景。

纵向（机电一体化）：国内外领跑企业纷纷开发一体化模块。国际谐波减速器厂商提出“整体运动控制”，国内龙头品牌绿的谐波、双环传动也在推进机电一体化布局，将谐波减速器与电机、编码器、制动器、传感器等组合，提供高附加值模块化产品，打开半导体、光学、测量等下游市场。机电一体化供货有望成为未来的趋势。

人形机器人有望打开摆线针轮减速器应用空间。据QYResearch，在未考虑人形机器人需求情况下，预计 2029 年全球摆线减速机市场规模将达23.6 亿美元（约170亿元人民币)，中国摆线减速机市场有望从 2021 年4.1 亿美元增长至2028年4.4亿美元。

目前摆线针轮减速器主要用于环保、建筑、电力、化工、矿山、石油等领域，未来需求放量叠加摆线减速器性能迭代，有望在人形机器人实现逐步搭载：我们认为新型减速器后续搭载路径将从负载要求最高的下肢，到负载较高的腰髋，以及负载要求一般的肩部等环节，打开“新型/摆线减速器”增量空间。价格层面，随着未来人形机器人需求放量及生产工艺的逐步优化，减速器价格有望逐步下探，测算到 2030 年全球机器人用新型减速器的市场空间有望超140亿元。

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