人形机器人关节传动新方向：摆线减速器技术优势与国内产业进展
1、摆线减速器兼具谐波减速器和行星减速器的优势，是人形机器人关节传动的新方向
摆线减速器作为一种结合了谐波减速器与行星减速器优势的传动装置，正逐渐成为人形机器人关节传动的新兴选择。其采用行星传动结构，通过摆线轮与内齿圈的多齿啮合实现高减速比。即便在高减速比与高精度工况下，摆线减速器仍能保持较高的负载能力，但也存在体积与重量相对较大的挑战。因此，尽管其性能可满足人形机器人关节的传动需求，仍需通过针对性优化设计，以进一步提升综合性能，成为更理想的关节解决方案。
摆线减速器的核心竞争力在于其“多齿啮合”特性。相比传统齿轮仅1-2对齿啮合，摆线减速器可实现60%以上的齿同时参与啮合，使载荷分布更为均匀，相同体积下的承载能力较谐波减速器提升300%以上。这一结构特点为其带来以下显著优势：
摆线减速器结构优势
资料来源：普华有策
这些特性使摆线针轮减速器具备大扭矩、高抗冲击性和高传动精度等优点，广泛应用于对可靠性、精度与负载要求较高的工业领域。总体来看，摆线减速器在高减速比与高精度传动中仍能维持较高负载能力，虽在体积与重量方面存在一定局限，但通过结构与材料的优化，有望更好地适配人形机器人关节的性能需求。
2、国内企业布局与技术进展
（1）双环传动
公司在RV减速器基础上实现技术突破，产品尤其适用于人形机器人的膝关节与髋关节，具备高精度、高刚性、高稳定性和大承载能力。通过仿人体关节运动规律构建齿形修正模型，经ANSYS模拟验证，齿轮接触应力均匀性提升40%，磨损显著降低。采用双摆线针轮错位啮合技术，将回差控制于15弧秒（约0.004毫米）。在材料与工艺方面，摆线轮采用20CrMnTiH合金钢，针齿销选用GCr15轴承钢并经贝氏体淬火处理，齿轮表面通过激光焊接WC-Co超硬合金，抗疲劳强度提升50%，达到德国DIN 3990最高标准。
该减速器已应用于优必选Walker X和特斯拉Optimus机器人。2025年第一季度，其RV-80E型号进入特斯拉上海工厂的PVT阶段，为Optimus膝、髋关节提供配套，需通过200万次屈伸循环（相当于人类10年步行）且齿面磨损小于0.005毫米的耐久测试，以及-40℃至85℃温度范围内连续运行1000小时、传动精度衰减不超过5%的环境可靠性验证。
（2）禾川科技
推出Hu-MCS系列轻量化高效摆线关节执行器，专为人形机器人设计，具备如下特点：
兼有高精度与高抗冲击性，低背隙设计可承受瞬时过载；
高爆发扭矩与毫秒级响应，额定与峰值转速适配步态调整与动态平衡场景；
轻量化与高集成度，去除冗余结构，同等扭矩下重量低于传统方案；
高可靠性与稳定性，全生命周期性能衰减低，无需额外传感器即可实现安全交互。
（3）中大力德
公司产品线覆盖广泛，其“摆线针轮精密减速器”曾中标工信部2017工业强基工程，“永磁无刷电机行星齿轮减速机构”被列入国家火炬计划，RV减速器与谐波减速器也入选浙江省首台套名单。作为深耕减速器领域的头部企业，中大力德在设备与工艺方面积累深厚，有望进入人形机器人核心供应链。
（4）豪能股份
在重庆璧山区政府支持下，公司将机器人用高精密减速机纳入长远发展规划，目前已积极开展相关技术研发，涵盖减速机与关节驱动总成。未来拟参与璧山区人工智能机器人项目，共同构建机器人产业生态，推动高精密减速机业务发展。
（5）科盟创新
推出新型轻量化摆线减速机，采用Peek材料实现结构减重，弥补了谐波减速器抗冲击性弱的缺陷。通过小数、多齿数、高减速比设计，实现重量降低73%，扭矩重量比提升51%，传动效率提高至90%。
3、摆线减速器行业发展趋势
摆线减速器行业正迎来高速发展期，主要受人形机器人及工业自动化需求的强劲驱动。该部件因兼具高精度、大扭矩和高可靠性，成为人形机器人下肢、腰髋等重负载关节的理想选择，推动市场持续增长。技术演进围绕轻量化（如采用PEEK材料）、更高精度和更高强度方向发展，同时国产化进程显著加速，以双环传动、中大力德为代表的国内企业突破技术壁垒，逐步切入国际主流供应链。随着规模化生产带来成本下降以及人形机器人产业化逐步落地，摆线减速器有望在更多高端领域获得广泛应用。
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