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日本一家大型综合贸易公司计划在2027年成为全球首个实现球形齿轮量产的企业。一家负责制造的子公司已经确定了生产流程，并开始研究相关设备部件。这种齿轮的活动范围更大，可以减少零件数量，从而让设备更轻、更省力。这项技术可能加速人形机器人和卫星太阳能板的发展。

从2022年开始，这家公司就与一所大学合作研发金属材质的球形齿轮。此前的齿轮是用塑料制成的，现在换成金属后，耐用性明显提升，使得它可以在工业中使用。

球形齿轮由一个带有齿的球体和两个驱动球体旋转的“鞍形齿轮”组成，总共三个部件。相比传统齿轮只能单向转动，球形齿轮可以360度任意方向旋转。

齿轮是许多机械系统的核心部件，无论是在船只、钟表、工厂还是卫星中，都能看到它的身影。如果这种新型齿轮能够投入使用，原本需要多个传统齿轮才能完成的动作，现在可以用一个球形齿轮替代，这样能减少零件数量，提高设备的稳定性，同时减轻动力系统的负担，对整个工业体系有深远影响。

以相机云台为例，目前要实现上下左右前后三个方向的旋转，需要组合三个框架，而未来只需一个球形齿轮，就能减轻约30%的重量。在太空等特殊环境中，使用这种齿轮还能提高能源效率，降低故障率。

在人形机器人领域，球形齿轮的应用前景更加广阔。现在的机器人关节主要依赖谐波减速器和RV减速器，只能完成一个方向的运动。为了实现两个方向的同时动作，通常需要安装两套减速器，这导致体积大、重量重、输出力小、容易发热。而球形齿轮可以直接实现双旋转动作，使机器人的动作更接近人类，同时简化结构，提高效率。

这种齿轮能让机器人动作更自然，也更可靠。高性能人形机器人价格昂贵，部分原因在于关节的自由度问题。自由度越多，机器人动作越复杂，但硬件数量也随之增加，每个关节都需要电机、编码器和齿轮系统支持。球形齿轮能大幅简化结构，有望解决这一难题。

虽然日本目前走在前面，但中国也在这一领域取得进展。西安的一家公司最近成功研发出双旋转自由度的球形齿轮关节，这是国内首次自主设计并制造该类部件。这项技术具有自主知识产权，具备高灵活性，适用于仿生机器人关节，尤其在人形机器人的四肢、颈部、胯部和腿部应用中表现突出。这项技术的推广将对中国智能机器人产业产生重要推动作用。