在快速發展的工業自動化領域，高精度傳動部件的需求日益凸顯，尤其是在工業機器人、數控機床及新興的人形機器人行業中，傳動系統的效能直接關系到裝置的整體效能和穩定性。然而，長期以來，這些領域中的關鍵傳動部件——諧波減速器，市場長期被國際巨頭所壟斷，高昂的價格和供應的不穩定性成為制約行業發展的痛點之一。隨著全球制造業的轉型升級和對智慧化裝置需求的激增，市場對高效能、高價效比諧波減速器的渴望愈發迫切。
諧波減速器憑借其獨特的錯齒運動原理，實作了體積小、重量輕、傳動比大、傳動精度高等諸多優勢，有效解決了傳統傳動部件在高精度、高負載套用場景下的局限性。據市場數據顯示，近年來中國諧波減速器市場規模持續擴大，預計未來幾年將保持高速增長態勢，特別是隨著人形機器人技術的不斷突破和成本最佳化，諧波減速器的市場需求將迎來爆發式增長。在此背景下，諧波減速器不僅成為突破行業技術瓶頸的關鍵，更是推動工業自動化行程的重要力量。
▍ 諧波減速器的技術原理與優勢
諧波減速器是一種精密傳動裝置，其核心在於剛輪與柔輪之間的錯齒運動。一般而言，柔輪比剛輪少兩個齒，透過調整柔輪和剛輪的相對齒數，可以獲得不同的傳動比。減速器主要由波發生器、柔輪和剛輪三部份組成。
主流減速器重點參數及對比
波發生器內圈固定在橢圓形凸輪上，外圈是柔性軸承與輸入軸相連，透過滾珠發生彈性形變。柔輪采用柔性金屬材料制成，一端開口部外圈有齒，另一端大部份封閉形成薄杯狀。剛輪則使用剛性材料制成，內圈有齒。在實際套用中，通常固定剛輪，利用電機帶動波發生器，使柔輪與剛輪發生錯齒運動，從而實作減速效果。
諧波減速器相較於傳統減速器其體積小巧且重量輕，為機器人設計提供了更高的靈活性，同時也減輕了整體重量。諧波減速器擁有大傳動比，單級傳動比範圍廣泛，多級傳動能實作更高的速比，完全滿足高精度和大力矩的傳動需求。
諧波減速器結構拆解圖與實拍
此外諧波減速器承載能力出色，柔輪采用高強度材料，且齒與齒之間為面接觸，增強了結構的穩固性和耐久性。傳動精度高是諧波減速器的另一大亮點，多齒嚙合機制有效補償了誤差，確保了精準傳動。
此外，諧波減速器還具備反向傳動無間隙的特點，提高了傳動的穩定性和精確性。即使在高速傳動條件下，諧波減速器也能保持高效率執行，輪齒磨損小，從而延長了裝置的使用壽命。
▍ 諧波減速器市場規模與行業現狀
近年來，隨著全球制造業的轉型升級和工業自動化水平的提升，諧波減速器的市場需求呈現出強勁的增長態勢。特別是在中國，作為世界上最大的制造業國家之一，諧波減速器的市場規模正以前所未有的速度擴張。根據中商產業研究院釋出的數據，2022年中國諧波減速器市場規模約為21億元，預計到2025年市場規模將超過30億元。下遊套用主要集中在工業機器人和數控機床領域，其中工業機器人的套用占據了市場的主要份額。
2019-2025E 中國諧波減速器市場規模（億元）
在國內政策支持和市場需求雙重驅動下，中國工業機器人市場保持快速增長。據中商產業研究院數據，2022年中國工業機器人市場規模達到585.17億元，年均復合增長率達16.5%，預計2024年市場規模將增至726.42億元。諧波減速器作為工業機器人核心傳動部件之一，其市場需求也隨之穩步增長。
2022年中國諧波減速器市場份額占比
在過去，諧波減速器市場長期被國際巨頭所壟斷，國產品牌在技術和市場占有率上均處於劣勢。然而，隨著國內企業在技術研發和產能建設上的不斷投入，國產諧波減速器的效能已經接近甚至趕超國際先進水平，同時價格優勢也逐步顯現。目前，綠的諧波、昊誌機電、豐立智慧等國產品牌已具備較強競爭力，並在技術上不斷追趕國際先進水平。隨著國產諧波減速器在減速比、輸出轉速、傳動精度等方面的不斷提升，國產替代趨勢愈發明顯。
Tesla Optimus旋轉執行器的結構中包含諧波減速器
隨著人工智慧和機器人技術的不斷突破，人形機器人成為了市場關註的焦點。作為未來智慧制造和服務機器人的重要發展方向之一，人形機器人對核心傳動部件的需求巨大。特別是輕負載關節部位對傳動精度和穩定性有著極高的要求，而諧波減速器憑借其優越的效能成為了人形機器人的理想選擇。以特斯拉Optimus為例，全身共計28個執行器中旋轉執行器占14個，每個旋轉執行器內均包含諧波減速器。隨著人形機器人技術的不斷成熟和成本的不斷降低，諧波減速器的市場需求將進一步擴大。
▍ 諧波減速器典型企業一覽
綠的諧波：
公司自主研發突破多項技術專利，市占率僅次於哈默納科，募資投建大力擴充產能。經過多年持續研發投入，公司在國內率先實作了諧波減速器的工業化生產和規模化套用，打破了國際品牌在國內機器人諧波減速器領域的壟斷。
同時，公司透過自主創新、自主研發，發展完善了新一代諧波嚙合「P齒形」設計理論體系、新一代三次諧波技術、軸承最佳化、獨特材料改性技術、齒廓修形最佳化技術等核心技術。目前，公司已經成長為國內企業中諧波減速器行業龍頭，在全球及中國市場上僅次於哈默納科，且在國內市場的市占率逐年攀升。另外，公司透過上市募資投建的年產50萬台精密諧波減速器計畫，已經建成並投入使用，其產能足以應對未來人形機器人的規模化量產潮流。
昊誌機電：
國內電主軸龍頭，基於數控機床產品線不斷外延向機器人領域。公司於 2014年開始進行諧波減速器的研發，目前已經形成了 6 大系列（DHSG、DCSG、DHS、DCS、DHD、DCD）、9 種規格（11、14、17、20、25、32、40、45、50）、6 大減速比（30、50、80、100、120、160）的雙波、三波產品系列，產品的精度及壽命能夠與世界一流品牌競爭。
同時，公司還開發了專業的諧波減速器測試平台，並建立了諧波減速器測試標準及檢測體系，從而助力公司產品的市場推廣。技術積累方面，公司不斷推進境內研發團隊與瑞士 Infranor 集團研發人員的交流、學習和合作，為國內市場引進助力。公司諧波減速器目前已經形成完整的產品族譜，可套用於汽車制造、金屬制品、食品飲料、3C、醫藥、物流和美業等領域，且已形成批次銷售。
豐立智慧
專精特新小巨人企業，從精密齒輪相關延展至諧波減速器。公司做精密齒輪相關起家，目標向部件、系統整合不斷延展，長期與博世建立良好的合作關系，易於獲取訂單或技術方面的支持。同時，公司募投計畫重點放在新能源傳動齒輪、座艙智慧驅動和諧波減速器三塊領域。
截至目前，諧波減速器所采購的海外裝置已到位，去年下旬產線達成，常規型號全部研發完成。公司對諧波減速器新廠區空間預留四條產線，每條產線年產約 3.5 萬台設定，目前已完成一條線的建設，進入小批次生產中，與人形機器人、協作及工業機器人等部份客戶合作並產生小量營業額，後續公司會根據市場需求再逐步擴產。
國茂股份
深耕通用減速機行業，前瞻布局精密減速器業務。公司具備敏銳的市場洞察力，研判認為中國諧波減速器行業主要受國家產業政策以及主要下遊行業的驅動，將迎來快速發展時期。公司把握機器人行業快速發展機遇，提前進行產業布局，於 2021 年透過新成立的子公司國茂精密收購某標的公司資產，積極布局諧波減速器等精密傳動業務。
國茂精密目前具備諧波減速器月產約 2500 台的生產能力，諧波產品廣泛套用於工業機器人、服務機器人、數控機床、醫療器械等行業。未來隨著移動機器人有望進入消費級、商業級套用場景，諧波減速器行業成長空間將進一步開啟。國茂精密還將制造基地從外省搬遷至常州總部工廠，同時新購置一批進口滾齒機、高精度慢走絲裝置以及表面處理裝置，為未來發展蓄能。
▍ 結語與未來：
隨著工業機器人和人形機器人的快速發展，諧波減速器的市場需求將持續增長。下遊套用領域的不斷拓展和市場規模的持續擴大，為諧波減速器行業提供了廣闊的發展空間。國產品牌在技術上的不斷突破和市場占有率的逐步提升，將進一步推動諧波減速器行業的國產化行程。未來，諧波減速器行業將更加註重技術創新和產品品質，以滿足市場對高精度、高可靠性產品的需求。同時，隨著生產規模的擴大和制造工藝的改進，成本有望進一步降低，為諧波減速器的普及套用奠定基礎。
