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智观察 | 从“补短板”到“换赛道”,机器人精密关节实现国产替代

2025-11-04 17:33

作为机器人的核心部件之一,减速器的性能优劣直接决定着设备运行的精度、效率与可靠性。然而当下,全球减速器市场被日企垄断,国产替代正成为我国产业破局的关键。同时,以直驱技术为代表的新型驱动方案,也为行业开辟一条全新的技术赛道。

减速器:

机器人的“精密关节”与产业痛点

在机器人精密的“身体构造”中,减速器承担着无可替代的核心作用。

作为连接电机与执行机构的精密传动装置,减速器通过齿轮啮合实现“降速增扭”,将电机输出的高转速低扭矩动力,转化为机器人关节所需的低转速高扭矩,以满足其对动力和运动精度的严苛要求。

从技术指标来看,减速器的性能直接影响着机器人的三大关键参数,形成紧密关联的技术体系。重复定位精度决定了机器人执行动作的精准度,精密减速器的齿轮啮合间隙可控制在微米级;负载能力由减速器的扭矩传递效率决定,其性能优劣直接影响机器人可承受的负载上限;而在工业机器人长时间连续运转的工作场景下,减速器的使用寿命更是保障设备稳定运行的关键。

在全球减速器市场,日本企业凭借先发优势和深厚的技术积累,构筑起难以逾越的“护城河”。例如在谐波减速器领域,哈默纳科(Harmonic Drive)对柔性齿轮材料配方与加工工艺的绝对掌控,以及数千项专利形成的“专利丛林”,垄断了超80%的市场份额;在RV减速器市场,纳博特斯克(Nabtesco)以超60%的市占率占据主导地位。从核心技术到设备材料,日企通过全链条控制,形成了对全球减速器市场的寡头垄断格局。

破局之路:

从“补短板”到“换赛道”的双重探索

面对海外技术垄断的困境,中国机器人产业要实现突围,传统减速器的自主创新成为必由之路。

为摆脱技术限制,从中央到地方,一系列政策密集出台,为减速器产业发展注入强大动力。例如在《“十四五”机器人产业发展规划》中,明确将精密减速器列为重点突破方向。与此同时,中央财政设立专项研发资金,助力企业打破垄断。

在政策与资的双重推动下,一批本土企业崭露头角,走出了一条“攻坚之路”。

君联资本所投企业杉川谐波通过自主创新,在材料科学、传动基础研究、精密加工等核心技术层面取得关键进展,技术指标逐步向国际先进水平靠拢。杉川谐波的产品已广泛应用于机器人、航空航天、通信设备等领域,成功在航空航天等高可靠性场景实现国产替代,打破了国外产品在该领域的长期垄断。

联想创投所投企业来福谐波聚焦于协作机器人爆发市场的痛点——谐波减速器的柔轮疲劳寿命。通过攻克材料配方、热处理工艺和独特的齿形设计,来福谐波显著提升了柔轮寿命至国际先进水平,其产品广泛应用于机器人、数控机床、航空航天设备、半导体制造设备等领域,在协作机器人领域实现批量应用,成为国内外主流厂商的核心供应商,推动了协作机器人的普及和国产产业链竞争力的提升。

传统减速器的自主创新稳步推进时,另一种更具颠覆性的创新思路正在崛起——以直驱技术替代传统减速器,为机器人做“减法”。

联想之星、联想创投共同投资企业本末科技,便是这一赛道的引领者。直驱技术采用高扭矩密度电机直接驱动关节,通过扁线电机技术提升功率密度,运用先进的伺服控制算法解决转矩波动问题,并将电机、传感器、控制器进行一体化设计。

这一创新技术为机器人带来了“减重提效”的突破。具体而言,它使机器人关节体积缩小,重量降低,更适合对负载敏感的场景;省去减速器后,大幅提升能效。本末科技的技术突破已获得市场验证,其产品在多个领域的应用落地,则证明了技术的实用性与商业价值。

传统减速器自主创新到直驱技术的换道超车,机器人核心部件的变革,本质上是一场产业逻辑的重构。这不仅是机械工程与电气工程两种技术路径的竞争,也是成本控制与生态协同能力的较量。直驱技术虽然前景广阔,但“去减速器化”并非否定传统技术的价值。在重载、高冲击等特定场景中,RV减速器等传统技术仍不可替代,未来的机器人产业,或将呈现“传统减速器+直驱技术”长期并存、各展所长的格局。

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