精密减速器因结构差异而各具优劣：
结构与原理：行星齿轮传动机构主要由行星齿轮、行星架和太阳轮构成。精密行星减速器工作时，通常是伺服电机等原动机驱动太阳轮旋转，太 阳轮与行星轮的啮合驱动行星轮产生自转；同时，由于行星轮另外一侧与减速器壳体内壁上的环形内齿圈啮合，最终行星轮在自转驱动下将沿着 与太阳轮旋转相同方向在环形内齿圈上滚动，形成围绕太阳轮旋转的“公转”运动。行星轮通过公转驱动行星架旋转，行星架与输出轴联接，带动 输出轴输出扭矩。
行星减速器的特点
精密行星减速器优点：高承载能力、高传动效率、低成本。 较高承载能力：行星减速器的结构设计合理，行星轮均匀分布在中心轮周围，共享负载，使得每个齿轮承受的负载减小，从而提高了整体承 载能力。高传动效率：行星减速器的传动结构具有对比度和均匀分布的特点，行星轮作用于中心轮和臂轴承的反作用力可以相互平衡，减少了摩擦损 失，提高了传动效率。 成本较低：由于行星减速器本身的结构简单，相较于RV减速器、谐波减速器来说生产组装过程中所需加工组装的零件少，从而降低了生产成 本。 精密行星减速器缺点：较低的传动比、较低的传动精度。 单级传动比较低：行星减速器单级传动比在3-10左右，不超过10。在单级行星减速器中，由于齿轮数量有限，齿数比例的选择范围也相对较 小，从而限制了传动比的提高。若通过叠加级数提高传动比则会增大体积和质量。 传动精度较低：由于行星齿轮与太阳齿轮之间的啮合间隙，以及行星齿轮之间的相对运动，可能导致一定的传动误差积累，这在多级结构中 更为明显。
行星减速器的核心竞争要素
密行星减速器的核心竞争力主要体现在结构设计能力、工艺技术能力以及资金储备上。 结构设计能力 齿轮结构布局设计：行星减速器由于单级减速比较低，往往需要采用多级结构去提升其整体减速比，此时如何在有限的空间内进行齿轮间的 排布以达到尽可能高的传动比便成为新的问题，目前存在多种排布方案，但各有利弊，需要根据需求进行适当的选择及修改。 资金储备 研发投资：精密行星减速器的研发需要投入大量的资金，包括研发人员的薪酬、实验设备的购置和维护、原材料的研发和采购等。这些投 资需要企业具备较强的经济实力和财务稳健性。 生产设备投资：为了生产高质量的精密行星减速器，企业需要购置高精度的生产设备，如磨齿机、插齿机、滚齿机等。目前高端精密加工 设备主要依赖进口，单价高昂,同时进口设备的采购交付周期普遍在10个月以上，最久的长达15个月，对企业的资金周转能力提出了不小 的要求。这些设备的购置和维护成本较高，增加了企业的资金压力。
工艺技术能力： 加工精度：精密行星减速器的齿轮和轴等关键部件需要采用高精度加工技术，如磨齿、插齿、滚齿等，以确保产品的精度和性能。这些加 工技术需要高精度的设备和专业的操作技能，增加了工艺技术的难度。行星减速器的高承载力通过行星齿轮组平分负载来实现，但当存在 制造误差时，可能会影响到行星齿轮组的共享负载机制，从而导致减速器整体的负载能力下降。检测技术：为了确保精密行星减速器的质量，需要采用先进的检测技术对产品的各项性能指标进行检测。这些检测技术需要高精度的测量 设备和专业的操作技能，以确保检测结果的准确性和可靠性。
行星减速器的市场竞争格局
精密行星减速器市场主要由日系、德系品牌主导，行业集中度相对分散： 全球市场方面，全球CR3约35%，头部企业竞争格局较为均衡。其中，日本新宝的市场份额为13%，纽卡特和威腾斯坦紧随其后，均有11%的市场份 额。 国内市场方面，国内CR3约41%，相比全球市场来说集中度更高。其中，日本新宝的市场份额为20%，占比最高，威腾斯坦占比约12%，纽卡特9%， CR3在国内市场地位与全球市场的地位类似。我国从20世纪60年代起开始研制应用行星减速器，在三大精密减速器中开发时间最早，并且相对来 说行星减速器的结构较为简单，技术设计壁垒较低，国内自主品牌的市占率正在稳步提升。
RV 减速器是由行星齿轮减速机一级+摆线针轮减速机后级组成的二级减速机： 第一级减速：电机带动中心轮旋转，中心轮旋转带动与其啮合的行星轮转动。由于中心轮齿数小于行星轮齿数，从而形成第一级减速。 第二级减速：每个行星轮与各自的曲柄轴相连，中心轮带动行星轮转动从而带动曲柄轴以相同的转速转动。曲柄轴的偏心部通过滚针轴承安装的 2个摆线轮（RV 齿轮）在外壳内侧的针齿槽中的针齿数比 RV齿轮多 1 齿。曲柄轴旋转 1 周时，2 个摆线轮也进行 1 次偏心运动（曲轴运动）。 摆线轮沿着与曲柄轴运动方向相反方向转动 1 个齿，从而实现减速。
RV减速器的特点
RV减速器具有高扭矩、高传动比、高承载能力的优势。 高承载能力：RV减速器低速级摆线轮结构为180°对称分布，摆线轮与针轮的理论最大啮合齿数可达总齿数1/2，载荷被均匀分配到多个接触 点，使得摆线轮的结构受力均匀，提高了减速器传动的平稳性和减速器的承载能力。 高传动比：RV减速器由两级减速构成，整体的传动比是两级传动比的乘积，故其具有较大的传动比范围，能够提供更高的传动比。 高扭转刚度：输出机构即为两端支承的行星架，用行星架左端的刚性大圆盘输出，大圆盘与工作机构用螺栓联结，其扭转刚度远大于一般摆 线针轮行星减速器的输出机构。 劣势在于其相对较大的体积质量以及较高的价格。 较大的体积质量：RV减速器本质上是一种二级减速器，同时摆线针轮本身体积质量较高，因此导致RV减速器整体体积质量较大。 较高的价格：其复杂的行星+摆线针轮减速结构使得在生产过程中需要生产组装大量的高精度零部件比如针齿等，使得整体成本较高。
RV减速器的核心竞争要素
设计能力。 修形设计：摆线齿轮的齿形较复杂,加工工艺要求严格,其修形质量以及齿廓几何精度直接决定着摆线针轮行星传动的运动精度和使用性能。 通过摆线轮修形,可以产生摆线传动所需的啮合间隙,补偿制造和安装侧隙或误差,保证合理的径向侧隙,以利于润滑和保证装拆方便。为了 补偿装配误差，保持合理的齿隙，便于润滑和装配，行星齿轮传动中的圆柱齿行星传动的理论齿廓一般通过修改设计加工而成，齿廓修改 质量是保证机器人精密减速器运动精度的关键。 公差分配设计：RV减速器对回差有较高要求，一般要求不超过1 arcmin，以确保运动的精确性和稳定性。因此在若干减速器部件中分配误 差需要在制造前提前考虑，不同部件对回差有不同程度的影响，设计者需要对每个部件的误差进行合理分配。
工艺技术能力 ：高精度摆线轮的制造能力：RV减速器需要高精度摆线轮来确保传动的稳定性和精度。摆线齿轮的修形精度以及制造误差是影响摆线针轮传 动精度的一个重要方面。过大的修形量将产生较大的啮合间隙,会降低其传动精度; 而过小的修形量将产生不了足够的啮合间隙,会导致传 动时发生干涉以至于卡死等现象。 质量管理体系：由于RV减速器的制造过程中涉及到大量精密部件的制造与组装，例如滚针，摆线轮，曲柄轴等等。因此需要在每一个制造 环节控制产物质量。否则RV减速器独特的两级减速结构会将每一级减速中的误差成倍的放大，可能会对整体的传动精度与传动效率产生极 大的影响。
资金储备 ： 设备方面投资较大，据智同科技介绍，针齿壳和摆线轮的加工设备从欧洲进口，单台均价超1500万，国产机床在精度和工艺方面还无法满 足要求。前期设备投入至少1个亿以上，而能做到批量生产需要3个亿左右投入。设备采购周期在一年以上，对资金储备有较高要求。
RV减速器的市场格局
日系品牌纳博特斯克占据RV减速器市场主导地位。1926年德国的Lorenz Blanc提出针摆行星传动，后经住友引进、摆线磨床的研制成功，1980 年日本帝人精机提出RV传动理论，1986年RV减速器正式大规模生产。先发优势使得纳博特斯克一直主导该领域。但随着本土企业开始进入RV减速 器领域，在中低端和中低负载产品上正逐步替代纳博特斯克。 国内自主品牌RV减速器企业市占率快速提升。随着本土厂商的技术不断积累，与国内机器人厂商合作持续加强，国内自主RV减速器企业市占率 近年来持续提升。其中，环动科技（双环传动的控股子公司）国内市占率提升明显，从2020年的5.25%上升到2023年的18.89%，已稳居第二。 纳博特斯克市占率则持续降低，已从2020年54.8%下降到2023年的40.17%。
结构：谐波齿轮减速器是一种靠波发生器使柔轮产生可控的弹性变形波，通过其与刚轮的相互作用，实现运动和动力传递的传动装置，其构造主 要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。 原理：谐波减速器工作时，电机驱动波发生器旋转，刚轮固定，柔轮作为输出端。波发生器迫使柔轮由圆形变为椭圆形，长轴端齿与刚轮完全啮 合，短轴端则脱开，其余齿处于过渡状态。随着波发生器连续转动，柔轮变形不断变化，啮合状态也随之改变，经历啮入、啮合、啮出、脱开再 啮入的循环，从而实现柔轮相对刚轮沿波发生器相反方向的平稳旋转。
谐波减速器的特点
谐波减速器具有高传动精度、较高传动比、小体积质量的优势。 高传动精度：因为谐波传动中同时啮合的齿数多，误差平均化，即多齿啮合对误差有相互补偿作用，故传动精度高。在齿轮精度等级相同的 情况下，传动误差只有普通圆柱齿轮传动的1/4左右。同时可采用微量改变波发生器的半径来增加柔轮的变形使齿隙很小，甚至能做到无侧 隙啮合，因此传动空程小，适用于反向转动。 较高传动比：波发生器每旋转180度，由于柔轮和刚轮只存在部分接触，从而只会使得刚轮改变一个齿的位置，从而形成减速效果，因此也 具有了较高的传动比。 小体积质量：谐波减速器由于其特殊的柔轮传动结构，使得其核心部件较少，在输出力矩相同的情况下，体积可减少2/3，重量可减轻1/2。
劣势在于其相对较低的传动效率、低扭矩以及较短的寿命。 较低的传动效率：谐波减速器在传动过程中由于柔轮的弹性变形和啮合摩擦等因素，会产生一定的能量损失，导致传动效率相对较低。 低扭矩：谐波减速器在承受大扭矩时可能会面临柔轮变形过大或啮合不良等问题，因此一般情况下输出扭矩较低。 寿命较短：谐波减速器的工作原理依赖于柔轮的弹性变形，这种变形在长期的使用过程中会导致材料的疲劳和磨损。柔轮需要反复高速变形， 因而较为脆弱，容易在应力集中区域出现裂纹或断裂。
谐波减速器的技术壁垒
谐波减速器技术壁垒主要体现在柔轮技术、刚轮材料选择上。 柔轮技术 材料选择：例如，国内外柔轮材料较多使用40Cr材料，但晶粒和铁氧体相的不合理会导致局部微裂纹和尺寸精度的变化，因此，需要选择 原始坯料纯度高、包含的杂质和非金属夹杂物水平低的材料。 齿形设计与加工：不同的齿形设计会对传动性能产生影响，例如渐开线齿形的传动误差较大；圆弧齿形工作性能良好、摩擦小；摆线齿形 继承了圆弧齿廓所具有的优点，但摆线齿轮齿的设计较为复杂困难，制造误差和装配误差会严重影响谐波传动的精度。目前国内大部分厂 商采用传统的慢走丝或滚齿、插齿工艺，在生产效率及产量上与国际龙头企业存在一定的差距。 刚轮材料选择 刚轮在传动过程中需要不断地和柔轮相接触，通过摩擦来传动。因此刚轮的抗磨擦程度直接关系到减速器的寿命。例如2Cr13不锈钢、 40Cr中碳合金钢、45钢中硬度相近条件下，40Cr表现出比2Cr13更优异的耐磨性能。45钢与摩擦副材料的硬度值相差最大，耐磨性能最 差。这些都需要通过经验积累进行优化选择。
谐波减速器的市场竞争格局
谐波减速器市场竞争格局较为集中，分市场来看： 全球市场方面：Top1哈默纳科占据82%的市场份额，领先优势显著；绿的谐波的市场份额为7%，排名第二，具备一定竞争力。 国内市场方面：CR3占比约72%，市场集中度较高。其中，CR3 哈默纳科/绿的谐波/来福谐波的市场占比分别为38%/26%/8%。随后是日本新宝、同 川科技分别占比7%/6%。在国内市场中，绿的谐波与哈默纳科的市场份额差距不明显。
