Harmonic drive, czyli przekładnia harmoniczna, to specjalny rodzaj przekładni, który w małej i lekkiej obudowie osiąga bardzo wysokie przełożenie praktycznie bez luzu. Właśnie zerowy luz (zero backlash) i wynikająca z niego precyzja sprawiają, że jest chętnie stosowana w stawach robotów humanoidalnych, gdzie liczy się powtarzalność i precyzyjne sterowanie siłą.
Zasada działania jest pomysłowa i wykorzystuje sprężystość metalu. Przekładnia składa się z trzech głównych części: generatora fali, elastycznego koła zębatego (flexspline) i sztywnego koła zębatego (circular spline). Generator fali ma kształt eliptyczny i odkształca cienkie elastyczne koło tak, że jego zęby zazębiają się ze sztywnym kołem tylko w dwóch przeciwległych miejscach wzdłuż głównej osi elipsy. Elastyczne koło ma o dwa zęby mniej niż sztywne, dlatego jeden obrót generatora przesuwa elastyczne koło zaledwie o dwa zęby — stąd pochodzi bardzo wysokie przełożenie. Ponieważ zęby są stale w zazębieniu i wstępnie naprężone, przekładnia nie ma mechanicznego luzu.
Dla robotyki oznacza to kilka zasadniczych zalet. Wysokie przełożenie pozwala uzyskać duży moment obrotowy z szybkiego, lecz stosunkowo słabego silnika BLDC w kompaktowym stawie. Zerowy luz gwarantuje, że robot dokładnie wie, gdzie znajduje się staw, i może precyzyjnie regulować zarówno położenie, jak i siłę. Mała masa jest szczególnie istotna w ramionach i przedramionach, gdzie każdy gram wpływa na sprawność.
Przekładnię harmoniczną znajdziemy w aktuatorach wielu zaawansowanych robotów humanoidalnych — stosują ją m.in. Atlas, Optimus, Figure oraz chiński Fourier GR-1. Ceną za precyzję są wyższy koszt i gorsza odwrotna kinetyczność: ze względu na wysokie przełożenie staw stawia duży opór, gdy zostanie pchnięty z zewnątrz. Dlatego do zadań wymagających podatności i szybkiej reakcji niektórzy producenci wolą napęd quasi-bezpośredni (QDD) lub bardziej wytrzymałą przekładnię planetarną.