减速器是人形机器人旋转关节核心部件，通过降速增矩保证机器人运动控制的高精度与稳定性。

人形机器人减速器分类

人形机器人关节模组精密减速器主要是谐波减速器、RV减速器和行星减速器。

1）谐波减速器由带有内齿圈的刚性齿轮（刚轮）、带有外齿圈的柔性齿轮（柔轮）、波发生器三个基本构件组成。

谐波减速器具备单级传动比高、传动精度高、体积小、结构简单紧凑等特点。在人形机器人中，主要应用于机器人小臂、腕部或手部。在特斯拉人形机器人Optimus中，谐波减速器是旋转执行器的核心零部件。

2）RV减速器分为第一级行星减速机构和第二级摆线针轮减速机构两部分，由输入齿轮（太阳轮）、正齿轮（行星轮）、RV齿轮、曲轴、针齿销、外壳、输出轴等组成。

RV减速器具备高精度、高刚性、高耐久性等特点，能够为承重关节提供稳定而可靠的动力支持，主要应用于机器人的腰部、腿部等承重关节部位。

3）行星减速器主要由内齿轮（行星架）、太阳齿轮、行星齿轮，输出法兰等组成。

精密行星减速器具有体积小、重量轻、高扭矩等特点，在采用准直驱方案的人形机器人旋转执行器中，得到较为广泛的应用。

谐波减速器制造难点

谐波减速器关键性能指标为使用寿命、传动精度、传动效率、刚度、升温、噪声等。

谐波减速器的制造具备较高的技术壁垒，核心难点在于材料制备、齿形设计和生产工艺。

1）材料制备：柔性轴承需用超纯净钢冶炼技术。柔轮+柔性轴承需要承受周期性的变形，对材料的疲劳强度和纯净度要求极高。柔轮和柔性轴承材料目前多为40Cr合金钢，但国内提纯技术不足，导致材料杂质较多，影响产品的疲劳寿命。

2）齿形设计：新进齿形专利限制。齿形的精度直接影响传动效率和寿命，传统齿形设计如渐开线齿形和双圆弧齿形存在一定的局限性，而先进的齿形设计（如哈默纳科的“IH”齿形）被国外企业垄断，新进入者难以绕开专利限制。

3）生产工艺：齿形磨削工艺达到微米级。谐波减速器的加工精度高，误差需控制在1μm，多依赖于进口高精度设备，设备成本高昂，工艺需长期的经验积累。

此外，谐波减速器的装配工艺复杂，其中柔轮和钢轮装配中无法完全自动化，还需根据总装技术要求进行精细调整和校正，新进入者难以在短时间内培养出足够经验丰富的技工。

谐波减速器的生产技术壁垒较高，瓶颈分布于热处理、加工、装配、润滑、检测等。

•热处理：高精度齿轮成型的核心，决定齿轮的硬度和耐磨性，需根据材料自主研发，需要长时间的技术积累和不断试错优化；

•机加工：车削、滚齿/插齿，加工精度要求高，工艺效率有待提升，多依赖于进口设备，交付期约为8-12个月；

•装配：工艺复杂，装配中无法完全自动化，还需要精细调整和校正，需要足够经验丰富的技工；

•润滑：润滑脂高度依赖进口，其对寿命有显著影响，核心专利被美日企业垄断；

•检测：检测需使用高精度测量设备，检测零部件的尺寸精度。

在齿轮加工方面，分为慢走丝、插齿、滚齿等工艺，其中慢走丝加工精度高，但生产效率低，通常用于产品打样阶段；滚齿连续切割，生产效率高，但加工精度低，主要用于柔轮的齿形加工。插齿的生产效率和加工精度介于慢走丝和滚齿之间。

（4）PEEK材料在齿轮制造中的应用与加工技术

　　——南京高精齿轮集团有限公司

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