PEEK 谐波减速器
人形机器人关键模组
这是一个天才的设计，它名为谐波减速器，是一种能将高速低扭矩输入转化为低速高扭矩输出的精密装置。
谐波减速器主要由三部分组成：
左边：外部的刚轮，为带内齿的刚性环。
中间：柔轮，为可弹性形变的薄壁外齿齿轮，通常比钢轮少两齿。
右边：波发生器，呈椭圆形并配有滚珠轴承。
它在人形机器人关节中如何发挥作用？
其核心技术壁垒又在哪里？
运行原理
当波发生器装入柔轮内部，柔轮被挤压成椭圆形，使其外齿与刚轮内齿在椭圆长轴两端啮合，在短轴处完全脱开。随着波发生器转动，柔轮产生周期性径向形变。由于柔轮齿数少两齿，二者产生相对运动，波发生器顺时针转180°，柔轮相对钢轮逆时针移动一齿；波发生器转一整圈，柔轮移动两齿，从而实现高减速比与扭矩放大。且由于谐波减速器结构紧凑，因而在人形机器人中获得广泛应用。
技术核心壁垒
柔轮在极微小尺度内承受频繁弹性变形，要求材料兼具高弹性极限与高抗疲劳强度，必须选用特殊钢材并严格控制杂质。热处理的时间与温度也需精准控制，以获取高韧性、高强度。
钢轮在与柔轮啮合过程中，自身几乎不发生弹性变形，从而将波发生器引入的形变完全传递至柔轮，确保精确的齿间运动。这就要求材料兼具高刚性与耐磨性。
PEEK5600CF30材料具有高模量、低摩擦系数及低磨损等特性。
采用PEEK5600CF30的钢轮与钢材的柔轮啮合时，可在保证传动精度的同时，实现系统减重、提升耐磨性及降低运行噪音的综合优势。
此外，人形机器人的谐波减速机组件也可以使用PEEK进行制造，可以达到减重40%，压缩空间20%。减重可以提高人形机器人的有效负载，延长电池续航时间。
齿形设计则决定减速器的精度、寿命、刚度及传动效率，优秀齿形能保证啮合连续平稳、无间隙，将传动误差降至最低。
生产中，柔轮与波发生器需达微米级精度，依赖高精度五轴机床、车齿机及专用刀具，且设备昂贵，对操作人员有高技术需求。量产还需材料性能稳定、加工与装配流程可靠、检测体系完善且可追溯，并进行严格的成本核算，才能实现低成本批量生产。
展望未来
人形机器人行业正快速发展，呈现爆发式增长。国内外众多企业积极投入，产业链加速成熟。作为机器人关节的核心零部件，谐波减速器也迎来快速增长机遇。
目前主流人形机器人使用数量如何？以国外人形机器人为例，其全身28个旋转执行器中，14个采用谐波减速器。国内机器人平均使用3-6个，未来PEEK谐波减速器仍有很大提升空间。
展望未来全球市场需求：据东吴证券预测：2025年谐波减速器需求约为16万台，2026年达90万台，2027年增至600万台。至2030年，全球人形机器人销量预计达350万台，若平均每台使用10台谐波减速器，整体市场空间将超过4200万台。
作为PEEK材料领域的专业供应商，君华股份拥有完整的产业链生产能力，致力于为客户提供专业的PEEK在人形机器人领域的应用解决方案，全程配合客户需求，助力人形机器人轻量化及降本量产！
