人形机器人之减速器
发布时间：
2025-09-12
来源：
网络
作者：
永坤电机
机器人关节要靠减速器，把电机的高转速转化为低转速、高扭矩，同时保证转动精度。
减速器作用
(1) 匹配转速、扭矩
电机的特点是转得快、力气小，比如机器人关节电机可能每分钟转3000转，但关节需要的是每分钟几转的速度，同时扭矩要提升几十倍才能带动肢体。
减速器的作用就是降速增扭，把电机的高转速压下来，把扭矩提上去，让关节既能灵活转动，又有足够力气承载自身重量或抓取物品。
(2) 运动精度
人形机器人要完成走路、抓取等动作，关节转动误差不能超过1度，甚至更小。
减速器的背隙（输入轴反向转动时，输出轴的滞后角度）直接影响精度，背隙越小，关节转动越精准，比如拿杯子时不会因为误差而把杯子碰倒下。
(3) 承受冲击、磨损
机器人走路时关节会受到地面反作用力，抓取重物时会有负载冲击，减速器需要承受这些力而不损坏。
机器人可能每天运行数小时，减速器的寿命和可靠性直接决定机器人的使用成本。
特殊要求
(1) 高负载+轻量化
机器人下肢关节要承载全身重量，负载需求可达180Nm以上（比如特斯拉Optimus的髋部关节）
但如果减速器太重，会增加电机负担，导致机器人走路耗电快、灵活性差，所以减速器既要力气大，又要体重轻。
(2) 高精度+抗冲击
上肢关节需要精准抓取（比如拿笔、拧瓶盖），要求精度高；下肢关节在走路、上下楼梯时会受冲击，要求抗冲击能力强。
传统减速器往往顾此失彼，比如谐波减速器精度高但抗冲击弱，行星减速器抗冲击强但精度低。
(3) 低成本+长寿命
家用或商用场景下，人形机器人价格不能太高，减速器作为核心部件，成本需要控制；
同时，机器人至少要使用3-5年，减速器寿命必须跟上，不能频繁更换。
成本占比
规模化量产后，减速器占单台人形机器人成本的15%-20%。
一台成本20万元的人形机器人为例，减速器成本就达3-4万元，是除电机、控制器外的第三大成本项。
因此，减速器的技术迭代和成本下降，直接影响人形机器人的商业化速度。
目前工业机器人和人形机器人中常用的精密减速器有四种：谐波减速器、行星减速器、RV减速器、摆线针轮减速器。
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