人形机器人或将新突破！日本全球率先量产球形齿轮，中国紧跟其后

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日本抢先一步宣布将在2027年实现球形齿轮的全球首次量产，中国则在同一周内高调宣布完成关键技术攻关。

日本抢“首发权”，中国拼“产业化”，两个亚洲强国几乎同时发力，掀起了人形机器人核心关节技术的时间竞赛。

2022年，日本兼松公司与山形大学悄然启动了一项合作计划，目标是研发一种可替代传统塑料材质的金属球形齿轮。

起初，这个项目看上去不过是一次实验室的小型试水，外界关注度并不高。

但到了2025年9月，《日本经济新闻》突然披露，兼松不仅已完成金属化工艺的确立，还与兄弟工业合作，准备在2027年实现全球首次量产。

这一消息如同平地惊雷，瞬间点燃了全球机器人领域的神经。

几乎是在同一时间，中国媒体同步报道，来自陕西的华拓科技也完成了重大技术突破。

这家原本并不广为人知的企业，悄然完成了金属球形齿轮的自主设计与制造，并已成功用于具备双旋转自由度的人形机器人核心关节部件中。

信息一经披露，国内产业界沸腾了。

有人称其为“国产替代的重大突破”，也有人将其视为“中国人形机器人最关键的一步”。

球形齿轮并不陌生，但能够实现360度全方位旋转、具备两个自由度、同时还要承担工业级负载的金属版本，真正完成量产的国家至今尚无。

它的结构并不复杂：一个带齿球体，两个特殊形状的鞍形齿轮，三件套的组合，取代了原本需要多个减速部件的复杂系统。

看似简单的设计，背后却是对高精度加工、热处理控制、啮合精度的极限挑战。

在现有的人形机器人中，每一个自由度的动作都需要独立的减速器、电机与编码器组合。

比如肘部、膝盖、颈部等部位，如果要实现流畅的人体动作，每一个动作方向就意味着一套复杂的机械结构。

这不仅让设备笨重、发热严重，还显著拉高了制造与维护成本。而球形齿轮的出现，为这道难题提供了一种前所未有的解决思路。

一个结构紧凑的球体，就能实现两个方向的同步旋转输出。

这意味着，同样的动作需求下，原本需要四五个部件才能完成的动作，现在一个球形齿轮就可以解决。

机器人关节将更轻、更灵活、更接近人类的自然动作。

日本之所以能率先宣布量产计划，背后是其长久以来对高端制造的精准布局。

兄弟工业早已建立了一整套金属精密加工体系，从数控车床、热处理到专用夹具，已基本具备工业化的条件。

在兼松主导研发的同时，量产工艺也同步推进，确保了技术一旦成熟即可迅速落地。

但中国的优势，在于更为迅速的实际应用转化能力。

华拓科技的做法是直接瞄准人形机器人核心关节，围绕实际需求逆向设计球形齿轮。

从材料选择、齿形设计到五轴加工路径控制，全部由团队自主完成。加工精度达到微米级别，通过实际测试后已成功装配到人形机器人样机中。

尽管日本宣布2027年正式量产，但从产业化角度来看，中国的速度并不比日本慢。

华拓科技虽然没有宣布具体时间表，但其战略布局明显更倾向于“先应用、再推广”。

目前，公司已与多家机器人企业展开合作，力图通过产业链整合，在2年内形成规模化冲击。

这种“快应用、快迭代”的模式，正是中国制造的优势所在。

尤其是在仿生机器人领域，国内产业园如雨后春笋般崛起，各地政府密集出台扶持政策。以长三角、珠三角为代表的高端制造集群，正迅速将实验室技术变为商品。

球形齿轮的突破，极有可能成为引爆下一波“人形机器人竞赛”的核心火种。

从产业链角度来看，球形齿轮的广泛应用带动的不只是机器人制造本身，更将撬动整个高端装备制造体系。

金属切削设备、伺服系统、感知传感、AI控制算法、精密装配等多个领域将因此受益。

这场中日之间围绕“球形齿轮”的技术竞速，其实不仅是两个国家在比拼研发能力，更深层次上，是对未来制造业主导权的争夺。

从趋势来看，未来3至5年，全球人形机器人关节市场规模将突破500亿美元，相关服务与应用市场或将超过2000亿美元。

谁能率先掌握核心技术、建立产业生态，谁就能在新一轮产业革命中占据制高点。

尽管目前两国在技术路径上各有优势，但全球市场并不会坐视中日“二分天下”。

美欧一些企业也正在悄然布局，试图从材料技术和复杂曲面加工方面实现弯道超车。一旦形成技术突破，可能会打破现有格局，演变为多国竞赛的复杂局面。

当然，球形齿轮看似简单，真正要实现稳定量产，仍有不小挑战。

金属齿轮的三维加工要求极高，装配精度、材料疲劳测试、热处理均需长期积累。

中国企业虽然在应用端表现活跃，但在某些高端设备与特种材料方面仍有待突破。

日本的工艺成熟度与质量稳定性则是其不可忽视的护城河。

但从整体产业势能来看，中国正在以惊人的速度补齐短板。越来越多的高校与科研机构投入到相关基础材料与制造工艺研究中。资本市场也迅速嗅到风向，围绕球形齿轮的上下游企业迎来融资热潮。

与此同时，多个“人形机器人产业园”项目陆续开工，构建起一张覆盖设计、加工、测试、装配全流程的产业网络。

这场没有硝烟的中日角力，最终将决定未来机器人世界的骨骼与神经由谁来主导。

球形齿轮，作为这场工业革命的关键转折点，正悄然改变全球制造业的走向。

来源：兼松、兄弟工业：2027年将全球首量产球形齿轮

2025-09-15 13:48·和讯网