日本綜合商社兼松*早將于2027年在全球*量產(chǎn)球形齒輪，這項突破性技術(shù)可將機器人關(guān)節(jié)重量減輕30%，讓人形機器人的動作更加接近人類。

日本兄弟工業(yè)旗下的齒輪巨頭NISSEI*近確定了能穩(wěn)定量產(chǎn)的工藝，并開始研發(fā)具體的設(shè)備零部件。球形齒輪由帶有齒狀凸起的球形零部件和兩個與之嚙合的“鞍形齒輪”組成，可實現(xiàn)360度無限制旋轉(zhuǎn)。

與此同時，中國廠商也在積極布局機器人關(guān)節(jié)技術(shù)。天太機器人推出的新一代驅(qū)控一體化關(guān)節(jié)模組，重量僅310克，卻能提升30公斤重物，價格更是*降至三位數(shù)。

01、球形齒輪突破，日本搶占技術(shù)先機

日本企業(yè)在球形齒輪技術(shù)方面取得了重大突破。兼松與山形大學(xué)自2022年起就聯(lián)合開發(fā)金屬材質(zhì)的球形齒輪，相比之前的樹脂材質(zhì)，金屬球形齒輪耐用性大幅提升，更適合工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用。

這種齒輪的核心創(chuàng)新在于其獨特結(jié)構(gòu)：由一個帶有齒狀凸起的球形部件和兩個與之嚙合的“鞍形齒輪”組成。它打破了傳統(tǒng)齒輪只能朝一個方向旋轉(zhuǎn)的限制，實現(xiàn)了360度無限制旋轉(zhuǎn)，大大擴大了可動范圍。

球形齒輪的應(yīng)用將帶來多重優(yōu)勢：減少零部件數(shù)量、實現(xiàn)輕量化和省力化，提高設(shè)備可靠性，減輕驅(qū)動源的負(fù)荷。以相機云臺為例，采用球形齒輪后，可以減輕約30%的重量。

02、應(yīng)用前景廣闊，從機器人到太空科技

球形齒輪的技術(shù)特性使其在人形機器人領(lǐng)域具有特別廣闊的應(yīng)用前景。目前機器人關(guān)節(jié)主要依賴諧波減速器和RV減速器，只能完成一個自由度的可控輸出。

為實現(xiàn)雙自由度動作，通常需要組合安裝兩套減速器，導(dǎo)致體積大、重量大、傳輸力矩小且發(fā)熱嚴(yán)重。球形齒輪可以直接完成雙旋轉(zhuǎn)自由度的同步輸出，簡化結(jié)構(gòu)的同時提高效率，使機器人的動作更加接近人類。

除了人形機器人，球形齒輪還可用在人造衛(wèi)星太陽能電池板的軸部、化工及醫(yī)藥領(lǐng)域的研究設(shè)備、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、汽車傳動設(shè)備、工業(yè)機械臂等領(lǐng)域。在太空環(huán)境中，機械臂采用球形齒輪有助于提升能源效率并降低故障風(fēng)險。

03、中國技術(shù)突圍，成本性能雙突破

面對日本在球形齒輪領(lǐng)域的技術(shù)*，中國企業(yè)選擇了不同的創(chuàng)新路徑。天太機器人作為機器人核心運動單元領(lǐng)域的國家標(biāo)準(zhǔn)制定者，在2025年8月發(fā)布了全新一代驅(qū)控一體化關(guān)節(jié)模組。

天太牽頭制定的《精密電驅(qū)動諧波齒輪模組通用技術(shù)規(guī)范》（GB/T45865-2025）已于2025年8月1日正式實施，成為廣東省*機器人核心零部件國家標(biāo)準(zhǔn)。

他們的創(chuàng)新成果令人矚目：重量僅310g（約一個蘋果），厚度40mm（如乒乓球），卻能提升30kg重物，超越自重近100倍；額定轉(zhuǎn)矩5-320N.m，精準(zhǔn)適配從精密手術(shù)到汽車焊接的全領(lǐng)域任務(wù)。

*引人注目的是，天太的關(guān)節(jié)模組單價*進入三位數(shù)，同比成本降幅超50%，極大降低人形機器人、協(xié)作機器人整機門檻。

04、諧波減速器突破，國產(chǎn)替代加速

在諧波減速器領(lǐng)域，中國廠商也取得了顯著進展。2025年9月，武漢泛洲精密科技股份有限公司自主研發(fā)的“一種諧波減速器柔輪結(jié)構(gòu)及加工工藝”，正式獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局授予的發(fā)明專利。

這是武漢經(jīng)開區(qū)在人形機器人諧波減速器領(lǐng)域獲得的*發(fā)明專利，標(biāo)志著國產(chǎn)諧波減速器在高精度、長壽命與小型化制造道路上實現(xiàn)關(guān)鍵突破。

諧波減速器是人形機器人上肢組件的核心“關(guān)節(jié)”，而柔輪是諧波減速器*易疲勞失效的核心薄壁零件。泛洲精密此次專利創(chuàng)新性地提出冷沖壓工藝革新和仿生應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計兩大突破，將柔輪疲勞壽命提升1.2倍，在耐久性上對齊國際*水平，傳動精度達(dá)到1arcmin以內(nèi)。

05、市場規(guī)模龐大，中日展開競爭

齒輪市場規(guī)模龐大，據(jù)GlobalInformation透露，預(yù)計2025年全球齒輪市場規(guī)模將達(dá)到2221億美元，到2030年將增長32%，達(dá)到2940億美元。

齒輪不僅在汽車零部件中被大量采用，隨著以亞洲為中心機械化進程的推進，以及全球風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、人形機器人的增加，齒輪需求將會持續(xù)擴大。

2024年中國精密減速器市場規(guī)模約92億元，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、智能機器人、醫(yī)療器械、汽車零部件、低空經(jīng)濟等領(lǐng)域4。其中，精密齒輪箱因其體積小、精度高、傳動效率高等特點，成為機器人關(guān)節(jié)模組的重要零部件，下游需求快速增長。

06、中國產(chǎn)業(yè)鏈整合，加速技術(shù)產(chǎn)業(yè)化

中國齒輪企業(yè)正在通過產(chǎn)業(yè)鏈整合加速技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。2025年9月，鼎智科技發(fā)布公告，公司擬支付現(xiàn)金1.01億元收購賽侖特51%的股權(quán)。

賽侖特成立于2006年，深耕小模數(shù)齒輪行業(yè)及微型精密行星減速箱行業(yè)，屬國家高新技術(shù)企業(yè)。2024年賽侖特實現(xiàn)營業(yè)收入6775萬元，凈利潤1333萬元，凈利率達(dá)20%。

雙方整合后，將形成較強的機電一體化設(shè)計、生產(chǎn)、交付能力，打造高精度、高可靠的一體化“電機+減速器”機電模組，提升模組整體傳動效率、縮短客戶研發(fā)周期、并降低生產(chǎn)成本。

07、應(yīng)用場景拓展，從工業(yè)到家庭服務(wù)

隨著技術(shù)進步，機器人應(yīng)用場景正在從工業(yè)領(lǐng)域向家庭服務(wù)領(lǐng)域拓展。天太機器人2025年8月披露了全球*10000臺人形機器人訂單，推出面向家庭場景的輪式人形機器人，聚焦健康監(jiān)護、情感陪伴、無人看家等剛性需求。

該產(chǎn)品集成多項突破性功能：不僅支持“云醫(yī)生”健康監(jiān)測、中醫(yī)三指診脈與智能按摩，還搭載全系投影娛樂交互、數(shù)字化教育及家庭環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，成為真正意義上的全家人的智能伙伴。

天太正推進多款面向全球的機器人整機研發(fā)，覆蓋家庭服務(wù)、物流運輸、娛樂陪伴及智能安防四大賽道，每款產(chǎn)品未上市即獲超萬臺訂單。

日本計劃在2027年實現(xiàn)球形齒輪的量產(chǎn)，而中國企業(yè)則在諧波減速器和關(guān)節(jié)模組方面取得了突破性進展。

天太機器人的聯(lián)合創(chuàng)始人張興華表示：“我們不只是制造關(guān)節(jié)，我們正在制造未來。”隨著中日兩國在機器人關(guān)節(jié)技術(shù)上的競爭加劇，人形機器人普及的時代正在加速到來。

機器人核心零部件領(lǐng)域的創(chuàng)新競賽，不僅關(guān)乎技術(shù)優(yōu)勢，更決定著未來智能裝備產(chǎn)業(yè)的全球格局。這場關(guān)乎未來的競賽，才剛剛開始。

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