在快速发展的工业自动化领域，高精度传动部件的需求日益凸显，尤其是在工业机器人、数控机床及新兴的人形机器人行业中，传动系统的性能直接关系到设备的整体效能和稳定性。然而，长期以来，这些领域中的关键传动部件——谐波减速器，市场长期被国际巨头所垄断，高昂的价格和供应的不稳定性成为制约行业发展的痛点之一。随着全球制造业的转型升级和对智能化设备需求的激增，市场对高性能、高性价比谐波减速器的渴望愈发迫切。
谐波减速器凭借其独特的错齿运动原理，实现了体积小、重量轻、传动比大、传动精度高等诸多优势，有效解决了传统传动部件在高精度、高负载应用场景下的局限性。据市场数据显示，近年来中国谐波减速器市场规模持续扩大，预计未来几年将保持高速增长态势，特别是随着人形机器人技术的不断突破和成本优化，谐波减速器的市场需求将迎来爆发式增长。在此背景下，谐波减速器不仅成为突破行业技术瓶颈的关键，更是推动工业自动化进程的重要力量。
▍谐波减速器的技术原理与优势
谐波减速器是一种精密传动装置，其核心在于刚轮与柔轮之间的错齿运动。一般而言，柔轮比刚轮少两个齿，通过调整柔轮和刚轮的相对齿数，可以获得不同的传动比。减速器主要由波发生器、柔轮和刚轮三部分组成。
主流减速器重点参数及对比
波发生器内圈固定在椭圆形凸轮上，外圈是柔性轴承与输入轴相连，通过滚珠发生弹性形变。柔轮采用柔性金属材料制成，一端开口部外圈有齿，另一端大部分封闭形成薄杯状。刚轮则使用刚性材料制成，内圈有齿。在实际应用中，通常固定刚轮，利用电机带动波发生器，使柔轮与刚轮发生错齿运动，从而实现减速效果。
谐波减速器相较于传统减速器其体积小巧且重量轻，为机器人设计提供了更高的灵活性，同时也减轻了整体重量。谐波减速器拥有大传动比，单级传动比范围广泛，多级传动能实现更高的速比，完全满足高精度和大力矩的传动需求。
谐波减速器结构拆解图与实拍
此外谐波减速器承载能力出色，柔轮采用高强度材料，且齿与齿之间为面接触，增强了结构的稳固性和耐久性。传动精度高是谐波减速器的另一大亮点，多齿啮合机制有效补偿了误差，确保了精准传动。
此外，谐波减速器还具备反向传动无间隙的特点，提高了传动的稳定性和精确性。即使在高速传动条件下，谐波减速器也能保持高效率运行，轮齿磨损小，从而延长了设备的使用寿命。
▍谐波减速器市场规模与行业现状
近年来，随着全球制造业的转型升级和工业自动化水平的提升，谐波减速器的市场需求呈现出强劲的增长态势。特别是在中国，作为世界上最大的制造业国家之一，谐波减速器的市场规模正以前所未有的速度扩张。根据中商产业研究院发布的数据，2022年中国谐波减速器市场规模约为21亿元，预计到2025年市场规模将超过30亿元。下游应用主要集中在工业机器人和数控机床领域，其中工业机器人的应用占据了市场的主要份额。
2019-2025E 中国谐波减速器市场规模（亿元）
在国内政策支持和市场需求双重驱动下，我国工业机器人市场保持快速增长。据中商产业研究院数据，2022年中国工业机器人市场规模达到585.17亿元，年均复合增长率达16.5%，预计2024年市场规模将增至726.42亿元。谐波减速器作为工业机器人核心传动部件之一，其市场需求也随之稳步增长。
2022年中国谐波减速器市场份额占比
在过去，谐波减速器市场长期被国际巨头所垄断，国产品牌在技术和市场占有率上均处于劣势。然而，随着国内企业在技术研发和产能建设上的不断投入，国产谐波减速器的性能已经接近甚至赶超国际先进水平，同时价格优势也逐步显现。目前，绿的谐波、昊志机电、丰立智能等国产品牌已具备较强竞争力，并在技术上不断追赶国际先进水平。随着国产谐波减速器在减速比、输出转速、传动精度等方面的不断提升，国产替代趋势愈发明显。
Tesla Optimus旋转执行器的结构中包含谐波减速器
随着人工智能和机器人技术的不断突破，人形机器人成为了市场关注的焦点。作为未来智能制造和服务机器人的重要发展方向之一，人形机器人对核心传动部件的需求巨大。特别是轻负载关节部位对传动精度和稳定性有着极高的要求，而谐波减速器凭借其优越的性能成为了人形机器人的理想选择。以特斯拉Optimus为例，全身共计28个执行器中旋转执行器占14个，每个旋转执行器内均包含谐波减速器。随着人形机器人技术的不断成熟和成本的不断降低，谐波减速器的市场需求将进一步扩大。
▍谐波减速器典型企业一览
绿的谐波：
公司自主研发突破多项技术专利，市占率仅次于哈默纳科，募资投建大力扩充产能。经过多年持续研发投入，公司在国内率先实现了谐波减速器的工业化生产和规模化应用，打破了国际品牌在国内机器人谐波减速器领域的垄断。
同时，公司通过自主创新、自主研发，发展完善了新一代谐波啮合“P齿形”设计理论体系、新一代三次谐波技术、轴承优化、独特材料改性技术、齿廓修形优化技术等核心技术。目前，公司已经成长为国内企业中谐波减速器行业龙头，在全球及中国市场上仅次于哈默纳科，且在国内市场的市占率逐年攀升。另外，公司通过上市募资投建的年产50万台精密谐波减速器项目，已经建成并投入使用，其产能足以应对未来人形机器人的规模化量产潮流。
昊志机电：
国内电主轴龙头，基于数控机床产品线不断外延向机器人领域。公司于 2014年开始进行谐波减速器的研发，目前已经形成了 6 大系列（DHSG、DCSG、DHS、DCS、DHD、DCD）、9 种规格（11、14、17、20、25、32、40、45、50）、6 大减速比（30、50、80、100、120、160）的双波、三波产品系列，产品的精度及寿命能够与世界一流品牌竞争。
同时，公司还开发了专业的谐波减速器测试平台，并建立了谐波减速器测试标准及检测体系，从而助力公司产品的市场推广。技术积累方面，公司不断推进境内研发团队与瑞士 Infranor 集团研发人员的交流、学习和合作，为国内市场引进助力。公司谐波减速器目前已经形成完整的产品族谱，可应用于汽车制造、金属制品、食品饮料、3C、医药、物流和美业等领域，且已形成批量销售。
丰立智能
专精特新小巨人企业，从精密齿轮相关延展至谐波减速器。公司做精密齿轮相关起家，目标向部件、系统集成不断延展，长期与博世建立良好的合作关系，易于获取订单或技术方面的支持。同时，公司募投项目重点放在新能源传动齿轮、座舱智能驱动和谐波减速器三块领域。
截至目前，谐波减速器所采购的海外设备已到位，去年下旬产线达成，常规型号全部研发完成。公司对谐波减速器新厂区空间预留四条产线，每条产线年产约 3.5 万台设置，目前已完成一条线的建设，进入小批量生产中，与人形机器人、协作及工业机器人等部分客户合作并产生小量营业额，后续公司会根据市场需求再逐步扩产。
国茂股份
深耕通用减速机行业，前瞻布局精密减速器业务。公司具备敏锐的市场洞察力，研判认为我国谐波减速器行业主要受国家产业政策以及主要下游行业的驱动，将迎来快速发展时期。公司把握机器人行业快速发展机遇，提前进行产业布局，于 2021 年通过新成立的子公司国茂精密收购某标的公司资产，积极布局谐波减速器等精密传动业务。
国茂精密目前具备谐波减速器月产约 2500 台的生产能力，谐波产品广泛应用于工业机器人、服务机器人、数控机床、医疗器械等行业。未来随着移动机器人有望进入消费级、商业级应用场景，谐波减速器行业成长空间将进一步打开。国茂精密还将制造基地从外省搬迁至常州总部工厂，同时新购置一批进口滚齿机、高精度慢走丝设备以及表面处理设备，为未来发展蓄能。
▍结语与未来：
随着工业机器人和人形机器人的快速发展，谐波减速器的市场需求将持续增长。下游应用领域的不断拓展和市场规模的持续扩大，为谐波减速器行业提供了广阔的发展空间。国产品牌在技术上的不断突破和市场占有率的逐步提升，将进一步推动谐波减速器行业的国产化进程。未来，谐波减速器行业将更加注重技术创新和产品质量，以满足市场对高精度、高可靠性产品的需求。同时，随着生产规模的扩大和制造工艺的改进，成本有望进一步降低，为谐波减速器的普及应用奠定基础。
