人形機器人減速器選擇應滿足兼具輕小化、較高額定輸出扭矩的要求。根據《高扭矩仿人機器人驅動單元研究》，輸出扭矩高的驅動單元往往外形尺寸更大，但在面向多自由度、小體積仿人機器人應用時會導致關節龐大笨重，嚴重影響機器人的運動性能；而較小體積的驅動單元其扭矩密度較小，會導致人形機器人無法勝任負載需求較高的任務，從而限制機器人應用場景。由驅動單元的情況可以看出對減速器選擇上應兼顧輸出扭矩高的同時對質量和尺寸更小的要求。

10kg 末端負載的仿人機械臂要求其減速器最大輸出扭矩不低于 30Nm。人形機械手臂一般要求其擁有搬運貨物和協助操作工完成裝配等任務的功能，根據仿人機械臂的結構設計，以浙江大學團隊設計的末端負載為 10kg 的仿人機械臂為例，樣機的外形尺寸為 88.5mmx35mm，總重量為 0.834kg， 其需要做往復擺臂運動，仿真后獲得單個運動周期內最大扭矩為 25.64Nm， 考慮到冗余設計，減速器最大輸出扭矩應不低于 30Nm。

人形機器人腿部結構和運動體系復雜，需要設計多個自由度，因此對減速器質量和性能要求更大。人形機器人是一個非常復雜的運動體系，需要做 到平衡和靈活運動，因此在其腿部結構設計上的運動平衡和控制尤為重要。根據 Tesla Bot 發布信息，其腿部一共配有 12 個自由度，結合相關文獻顯示，廣東工業大學團隊設計的一款機器人中其腿部也包含 12 個自由度，分別為髖關節 3 個自由度，包含偏航、翻轉、俯仰關節；膝關節 1 個自由度，包含一個俯仰關節；踝關節 2 個自由度，包含俯仰、翻轉關節。

在與人體比例相仿的腿部環節，要求關節輸出扭矩至少保證 50±5Nm 。常見的仿人機器人下半身質心通常在膝關節或膝關節略高一點的位置，因此，低功耗、高效率的腿部設計應盡可能提高質心高度。根據《基于準力矩電機驅動的仿人機器人系統設計》所列指數，其設計的產品腿部長度為 875mm，胯度 348mm，側寬 183mm，大腿長 300mm，小腿長 350mm，總體與人體比例相仿。測試得到腿部關節輸出扭矩至少要保證 50±5Nm 。

結合機器人關節對于重量、尺寸以及輸出扭矩的較高要求，精密行星減速器、RV 減速器、諧波減速器有望率先用于機器人關節。圓柱減速器、三環減速器以及擺線針輪減速器即使將重量、體積等參數做到很小，但對于額定輸出功率將很難滿足要求；低傳動比的行星減速器可以通過多級傳動的方式來提升額定輸出扭矩；濾波減速器雖然性能較優，但由于還處于技術研發階段，未能大面積商用。因此，從當下人形機器人關節設計的角度來看，行星減速器、諧波減速器以及 RV 減速器有望率先使用。

人形機器人用減速器市場，我們判斷行星減速器、諧波減速器以及 RV 減 速器有望率先受益，以 Tesla Bot 人形機器人為例，我們根據其各關節自由 度情況，假設其單臺機器人關節處所用行星減速器/諧波減速器/RV 減速器 用量分別為 25/20/3 個左右，則在樂觀假設下，100 萬臺 Tesla Bot 人形機 器人有望實現 275 億市場規模。

精密減速器作為技術密集型行業，其包括材料、加工工藝、加工設備等方 面存在較高技術壁壘，先進入者具備先發優勢。因此當下精密減速器市場 仍由德日品牌主導。其中，以哈默納科為主導的諧波減速器市場有望進一 步向輕量化、電機一體化方向發展；以納博特斯克為主導的 RV 減速器市 場國產替代趨勢正在加速。