一、前言
在具身机器人从实验室走向量产的进程中,灵巧手作为核心的执行末端,其关节的设计正面临着精度与应用场景的双重考验。在手指的极小空间内,传动部件需要在输出力矩、体积限制与长期可靠性之间找到精妙的平衡。
目前,微型行星齿轮箱正越来越多地被部署于手指等末端结构,用于支持精细的动作控制。西格传动推出的SG-PG12行星结构减速箱,便是这样一款针对此类应用约束而设计的产品。

二、尺寸并非一味求小,而是在合理适配
在灵巧手指关节的设计中,外径尺寸是一个牵一发而动全身的关键参数。西格传动SG-PG12外径为12mm,并非单纯追求微型化,而是在结构强度与空间兼容性之间做出权衡。它恰如其分地嵌入大多数仿人手指结构,为结构设计留出余量,同时守住了齿轮的刚性底线,不至于因过度微型化而牺牲模数与壁厚,导致强度不足。
这个尺寸的设定,本质上是对“可用可靠性”的精准诠释:不是盲目的微型化竞赛,而是在受限空间与性能输出间找到黄金平衡点,实现传动系统微型化、高扭矩密度与长期可靠性的统一。

三、四级减速的力矩谱系
SG-PG12通过堆叠不同级数的行星齿轮架,同一款减速箱能够覆盖一个宽广的力矩谱系。减速箱的整体高度在11.35mm至19.6mm之间变化,每一级长度的增加都对应着减速比范围的扩展与负载能力的提升。
1、一级减速(11.35mm)
提供3.5~4.75的减速比,效率可达90%,适配快速响应与复位等精细动作场景,比如快速轻触、打字或进行精细的位置归零,额定与瞬间允许负载分别为2Kgf·cm和4Kgf·cm。
2、二级减速(14.10mm)
减速比范围扩展至12.25~22.6,效率为80%。负载能力相比于一级减速有所提升,额定负载与瞬间负载分别达到3Kgf·cm和6Kgf·cm,适用于握持一支笔或操作工具。
3、三级减速(16.85mm)
可选的减速比大幅增加,达到42.9~107.2,效率为73%。此时额定负载提升至3.6Kgf·cm,瞬间负载为7.2Kgf·cm,开始具备稳定夹持的力矩输出能力,如稳稳抓起一个水杯或握住门把手的动作。
4、四级减速(19.6mm)
提供从150.1~509.1的宽范围减速比选择,效率为66%,并达到4.2Kgf·cm的额定负载与8.4Kgf·cm的瞬间允许负载,适用于在需要短时爆发的场景,如拧紧瓶盖或执行自锁动作。
这种设计带来的直接价值在于平台化与灵活性,整机设计者无需为不同力矩需求重新设计结构,只需在标准化平台上调整减速级数,即可实现从“轻捏”到“稳夹”的力控覆盖,显著降低了微型关节的开发复杂度。
四、机加工艺:为长期可靠性买单
对于微型减速箱而言,齿轮制造工艺直接决定了其全生命周期内的精度保持能力。SG-PG12采用机加工艺,相较于粉末冶金或注塑方案,虽然单件成本更高,但能获得更优的齿面精度与材料疲劳寿命。
在灵巧手高频使用的场景下,机加工艺配合适当处理,能够有效延缓背隙扩大与齿面磨损,将精度寿命延长至数年,这对于注重长期可靠性的机器人产品而言,意味着更低的维护成本与更稳定的力控表现。
五、应用指向:面向灵巧操作的系统级方案
综合来看,SG-PG12展现的不仅是单一零件的性能指标,而是一套经过标准化设计的动力传动模组。其小于1.5°的空载背隙与宽域负载能力,使其能够适配从医疗器械到无人机等多种场景。
尤其对于灵巧手指关节,它提供了一种在有限空间内实现力量弹性覆盖的可行路径,通过同一平台的不同级数组合,即可满足从轻触按键到稳定夹持的多样化力控需求。
六、结语
当下具身智能行业快速发展,市场对微型传动部件的需求持续细分。一味压缩尺寸、单纯压低成本的产品思路,难以匹配机器人长期稳定作业的核心诉求。
微型传动件的研发核心,应当以整机实际工况为基准,平衡尺寸、力矩、精度、寿命四大维度,依托标准化一体化设计降低行业整体研发成本,依靠精密制造工艺补齐长期可靠性短板,才能真正适配灵巧操作、特种执行机构等高端应用的长期发展需求。
七、西格传动硬核实力
自2008年进入精密传动领域以来,西格传动已从微型齿轮起步,逐步构建起覆盖设计、制造与系统集成的综合能力平台。
1、生产规模与制造能力
▶生产基地:
依托20,000平米的综合产业空间与11条高效产线,为客户提供从研发打样到批量交付的所有环节的一站式解决方案,实现精准品控并显著缩短产品上市周期。
▶核心设备:
西格传动自建标准化厂区,配备专用齿轮加工与检测设备,实现从原材料到成品全流程自主管控,从源头奠定齿轮精度基础。
●滚齿机:奠定齿轮基础齿形
专用滚齿机精准加工行星轮、太阳轮齿坯,优化齿面粗糙度与齿形公差,为低背隙提供基础保障。
●齿机:内齿圈一体成型加工
配套专用拉齿设备加工减速箱外壳内齿,一次性成型筒状内齿结构,齿面光洁度统一,让行星轮与内齿圈咬合顺滑,确保全速比区间传动稳定。
●进口齿轮检测设备:出厂精度把关
引入德国克林贝格p26、日本大阪齿轮啮合仪GTR-4LS、日本三丰三坐标测量机CRT-AC544、哈尔滨智达ZE20等众多高精度齿轮检测设备,核验齿距偏差、径向跳动、齿轮啮合、精度检测等关键参数,从源头严格把控性能指标。
2、研发与技术实力
▶团队与历史:
研发团队在齿轮传动领域拥有超过20年的开发与制造经验,具备从理论计算到量产落地的完整经验。团队将精密传动能力成功复用于具身机器人、割草机器人、无人机等快速增长的市场,每一段历程都是对可靠性边界的拓展。
▶知识产权:
截至2026年5月底,公司已累积授权及在申专利50余项,覆盖减速器结构设计、传动效率优化及制造工艺等关键技术节点,反映出在精密传动方向持续、扎实的技术投入。
▶设计理念:
坚持“面向量产的设计”原则,在产品定义阶段即导入工艺可行性与成本结构的逆向评估,从而在源头实现性能、可制造性与经济性的平衡。
3、质量体系与精度
▶制造精度:
齿轮加工精度稳定达成国标5级水平,充分满足机器人关节等高端应用场景对传动平稳性与位置精度的严苛要求。
▶品质认证:
公司已建立覆盖全流程的质量管理体系,先后通过ISO9001国际质量管理体系认证、IATF16949汽车行业质量管理体系认证,以及CE欧盟安全认证。
4、应用领域与产品布局
西格传动的产品体系并未局限于单一领域,而是贯穿多个高增长赛道,形成了以轮毂减速电机、关节减速电机模组、摆线针轮减速箱及行星齿轮箱系列为核心的多元化产品矩阵。
其技术方案已在以下场景中得到广泛应用与验证:
▶机器人领域:
覆盖具身机器人、运动外骨骼、庭院机器人(如智能割草机)的关节执行与轮毂驱动;
▶智慧出行领域:
应用于E-bike中置电机系统及AGV自动导引车的驱动单元;
▶多元应用领域:
延伸至特种机器人、医疗器械、无人机等对精密传动有严苛要求的行业。
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