精密減速器行業(yè)研究報告：精密減速器：人形機器人孕育下的藍海市場VIP

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u減速器為工業(yè)機器人核心零部件，成本占比1機器人常用精密減速器包括諧波、、精密行星三種 4精密行星減速器：結構簡單，減速比較低 4諧波減速器：結構簡單，減速比高，傳動精度和傳動效率高 6RV減速器：減速比高，結構復雜，主要用于重負載部位 8精密減速器壁壘高，體現(xiàn)在材料、設計、加工等多方面 10供需缺口、技術提升、國產替代，國產減速器迎來破局時刻 12人形機器人常用諧波和行星減速器方案，市場空間超百億 12精密減速器供需缺口增加，國產企業(yè)迎發(fā)展機遇 15國產精密減速器廠商技術提升，國產替代進行時 16重點關注：國產精密減速器領軍企業(yè) 18風險提示 19圖目錄圖1：工業(yè)機器人產業(yè)鏈 1圖2：工業(yè)機器人成本結構 2圖3：工業(yè)機器人各環(huán)節(jié)毛利率 2圖4：國內外RV減速器的歷史演進 3圖5：國內外諧波減速器的歷史演進 4圖6：精密行星減速器結構和制造工藝流程 5圖7：2022年全球精密行星減速器市場格局 5圖8：2022年我國精密行星減速器市場格局 5圖9：諧波減速器結構示意圖 6圖10：諧波減速器運行示意圖 6圖11：諧波減速器制造工藝流程 7圖12：RV減速器結構示意圖 8圖13：RV減速器結構示意圖 8圖14：RV減速器制造工藝流程 9圖15：碳鋼、合金鋼、普通球墨鑄鐵、力學性能的比較 10圖16：綠的諧波發(fā)明了全新的諧波嚙合齒形“P型齒” 10圖17：特斯拉Optimus身體旋轉關節(jié)使用諧波減速器方案 14圖18：小鵬機器人使用諧波減速器和行星減速器結合的方案 14圖19：2022年綠的諧波成本結構（諧波減速器及金屬部件業(yè)務） 17圖20：2022年科峰智能成本結構（精密行星減速器業(yè)務） 17圖21：哈默納科諧波減速器全球市占率80% 17圖22：2021年我國機器人用諧波減速器市場占比情況 17圖23：納博特斯克RV精密減速器全球市占率18圖24：2021年我國機器人用RV減速器市場占比情況 18表目錄表1：減速器分類 1表2：四種精密行星減速器對比 2表3：評價精密減速器的技術指標 2表4：諧波減速器生產流程的主要環(huán)節(jié)和主要功能 7表5：諧波減速器和RV減速器在工業(yè)機器人領域的應用對比 9表6：對柔輪輪齒采用兩段螺旋線修形方法進行修形，修形前后主要參數(shù)指標比較 11表7：常用的齒形加工方法 11表8：工業(yè)機器人領域諧波減速器需求測算 12表9：工業(yè)機器人領域RV減速器需求測算 13表10：人形機器人諧波減速器市場空間測算 14表11：精密減速器公司對比 15表12：哈默納科產能情況 16表13：Nabtesco產能情況 161減速器為工業(yè)機器人核心零部件，成本占比30%為通用、專用兩大類。通用減速器的規(guī)格以中小型為主，模塊化、系列化，可廣泛應用于各個行業(yè)，例如化工、橡膠、塑料等，代表公司為SEW、西門子、國茂股份、寧波東力，專石油開采設備、環(huán)保、冶金等領域，代表公司包括中國高速傳動、杭齒前進、重齒等，其中納博特斯克、綠的諧波、雙環(huán)傳動等。表1：減速器分類減速器類型特點主要代表公司通用減速器規(guī)格以中小型為主，模塊化、系列化，可廣泛應用于各個行業(yè)力、泰隆、中大力德等專用減速器除機器人外的專用減速器例如工程機械、石油開采設備、環(huán)保、冶金等中國高速傳動、杭齒前進、重齒等機器人專用精密減速器精度較高、使用壽命長，更加可靠穩(wěn)定雙環(huán)傳動等數(shù)據(jù)來源：國茂股份招股說明書，減速器為機器人的核心零部件，價值量占比30-40%，進入壁壘高，為機器人行業(yè)的優(yōu)根據(jù)維科網機器人，減速器成本最高，占比35%，伺服系統(tǒng)占20%，控制器占15%；毛利率方面，成本占比最高的減速器毛利率也最高，毛利率高達40%，其次是伺服系統(tǒng)（和控制器（%圖1：工業(yè)機器人產業(yè)鏈數(shù)據(jù)來源：綠的諧波招股說明書，圖2：工業(yè)機器人成本結構 圖3：工業(yè)機器人各環(huán)節(jié)毛利率本體

其他,15%

減速器,35％

40%35%40%35%25%15%10%控制器,15%

伺服系統(tǒng),20%

5%0%減速器 伺服系統(tǒng) 控制器 本體制造 系統(tǒng)集成數(shù)據(jù)來源：維科網機器人， 數(shù)據(jù)來源：億歐智庫，速、高轉矩的運動，決定機器人的精度和負載。一般傳動減速器控制精度低，可滿足機械設其中應用最廣泛的是用于重負載轉傳動的精密減速器的技術指標包括：減速比、轉矩參數(shù)、壽命、背隙、空程、傳動精度、傳動誤差等。表2：四種精密行星減速器對比減速器類型組成部分優(yōu)點缺點RV減速器通過多級減速實現(xiàn)傳動，一般由行星齒輪減速器的前級和擺線針輪減速器的后級組成高負載能力、高剛度結構復雜，加工難度大，價格貴，產品尺寸受限制，不能做到太小諧波減速器波發(fā)生器、柔輪、鋼輪重量輕柔輪壽命有限，輸入轉速不宜過高行星減速器行星輪、太陽輪、外齒圈（做到一級傳動減速比偏低擺線針輪減速器擺線輪與針齒輪（輸入部分、減速部分、輸出部分）結構復雜，制造安裝精度要求高，軸承承受力大，影響軸承壽命和承載能力數(shù)據(jù)來源：哈工創(chuàng)投，表3：評價精密減速器的技術指標指標名稱指標解釋減速比輸出轉速和輸入轉速之比。級數(shù)減速齒輪的套數(shù)。一般最大為三級，效率會有所降低。轉矩參數(shù)額定輸出轉矩額定轉矩是假設減速器以額定輸出轉速連續(xù)工作時的最大輸出轉矩值。啟制動峰值轉矩減速器在正常啟制動時，短時間允許的最大負載轉矩。瞬間最大轉矩減速器工作出現(xiàn)異常（如負載出現(xiàn)碰撞、沖擊）時，保證減速器不損壞的瞬間極限轉矩。負載參數(shù)負載平均轉矩減速器實際工作時，輸出側的等效負載轉矩，需要根據(jù)減速器的實際運行狀態(tài)計算得到。指標名稱指標解釋負載平均轉速減速器實際工作時，輸出側的等效負載轉速，需要根據(jù)減速器的實際運行狀態(tài)計算得到。使用壽命額定壽命減速器以額定輸出轉矩、額定輸出轉速運行時的壽命時間。實際壽命減速器的實際使用時間，實際使用壽命與工作時的負載轉矩、輸出轉速有關。扭轉剛度指的是當扭轉力矩作用于減速器構件時構件本身的抗變形能力，一般用輸出軸扭矩/輸出角度來衡量。背隙當在精密減速器輸入端添加一定量的額定轉矩時，減速器的輸入端會產生一個微小位移角，這個位移角就是背隙。背隙的存在會影響輸入端的輸出精度?？粘讨冈诠ぷ鳡顟B(tài)下，當輸入軸由正向改變反向旋轉時，輸出軸在轉角上的滯后量。傳動誤差傳動誤差指的是輸入軸單向旋轉時，輸出軸實際輸出角度與理論輸出角度的差值。傳動效率精密減速器輸出軸實際輸出功率與理論輸出功率的比值為傳動效率。傳動精度減速器工作時，輸入軸輸入動力后，輸出軸會存在實際轉角和相對理論轉角兩個轉角。這兩個轉角的接近程度就是傳動精度，會影響整個減速器的正常工作。數(shù)據(jù)來源：《ABB工業(yè)機器人應用技術全集》，減速器產業(yè)化起步較晚，處于技術追趕階段。減速器的發(fā)展歷程，年德國的LorenzBlanc傳動理論，1986減速器投入市場，并持續(xù)更年代引入針擺傳動，80年代末開始RV理論研究，21世紀初實現(xiàn)產業(yè)化，整體處于技術追趕的階段。圖4：國內外RV減速器的歷史演進數(shù)據(jù)來源：《創(chuàng)新我國機器人精密減速器的發(fā)展生態(tài)_石照耀》，我國諧波減速器的發(fā)展歷程相對較快，從跟跑進入并跑階段。1955年美國發(fā)明家C.W.Musser發(fā)明諧波傳動，1964年引入日本開始進行產業(yè)化研究和生產，此后不斷更新迭代，實現(xiàn)軸向長度的縮短、負載能力的提升、重量的減少等；1961年諧波傳動引入我國，1962年第一臺諧波減速器研制成功，1993年后以綠的諧波為首的國產諧波減速器企業(yè)逐步實現(xiàn)了產業(yè)化。圖5：國內外諧波減速器的歷史演進數(shù)據(jù)來源：《創(chuàng)新我國機器人精密減速器的發(fā)展生態(tài)_石照耀》，機器人常用精密減速器包括諧波、、精密行星三種行星減速器結構簡單，減速比較低。精密行星減速器結構較為簡單，主要包括行星輪、太陽輪和內齒圈。精密行星減速器一級傳動比一般在10以內，且減速級數(shù)一般不會超過3級，剛性較高，主要搭配步進電機和伺服電機，用以降低轉速，提升扭矩。從生產流程來看，行星減速器的制造流程主要包括毛坯加工、熱處理、裝配等，壁壘主要體現(xiàn)在齒形加工以及熱處理環(huán)節(jié)，制造壁壘低于諧波和RV減速器。圖6：精密行星減速器結構和制造工藝流程數(shù)據(jù)來源：科峰智能招股說明書，全球精密行星減速器市場規(guī)模12億美元，我國5億美元。QYResearch，2022年全球行星減速器銷量為540.1萬臺，銷售金額為12.0億美元，其中中國境內銷量為231.9522.3億美元，中國市場規(guī)模達11.5億美元。QYResearch，全球精密行星減速器市場的主要供應商包括日本新寶、紐卡特、威騰斯坦等，12.9%、10.9%、；中國精密行星減速器市場的主要供應商包括日本新寶2年中國市場占有率分別為.%、、9.4%。圖7：2022年全球精密行星減速器市場格局 圖8：2022年我國精密行星減速器市場格局12.910.912.910.952.710.77.55.420.446.111.79.45.37.1日本新寶紐卡特威騰斯坦精銳科技科峰智能其他廠商

日本新寶 科峰智能 紐氏達特 精銳科技 利茗 其他廠商數(shù)據(jù)來源：科峰智能招股說明書（申報稿），QYResearch， 數(shù)據(jù)來源：科峰智能招股說明書（申報稿），QYResearch，諧波減速器主要由3個基本部件構成：剛輪、柔輪、諧波發(fā)生器?？晒潭ㄆ渲械娜我庖粋€，其余2個可分別連接輸入（主動、輸出（從動，以實現(xiàn)減速或增速。剛輪：是一個加工有連接孔的剛性內齒圈，其齒數(shù)比柔輪略多（24齒。通常用于減速器安裝和固定，在超薄形或微型減速器上，剛輪一般與交叉滾子軸承設計成一體，構成減速器單元。柔輪：是一個可產生較大變形的薄壁金屬彈性體，有水杯、禮帽、薄餅等形狀。柔輪通過外齒圈與剛輪嚙合，通常用來連接輸出軸。諧波減速器中波發(fā)生器轉動一周時，柔輪向相反方向轉過兩個齒的角度。諧波發(fā)生器：通常與輸入軸連接，旋轉時可使柔輪齒與剛輪齒的嚙合位置不斷改變。諧波減速器傳動原理：通過具有柔性的薄壁外齒輪產生彈性變形后與剛性的內齒輪進行內嚙合來實現(xiàn)傳動。其通常采用波發(fā)生器主動、剛輪固定、柔輪輸出形式，當波發(fā)生器裝入柔輪內圓時，迫使柔輪產生彈性變形而呈橢圓狀，使其長軸處柔輪齒輪插入剛輪的輪齒槽內，成為完全嚙合狀態(tài)；而其短軸處兩輪輪齒完全不接觸，處于脫開狀態(tài)，當波發(fā)生器連續(xù)轉動時，迫使柔輪不斷產生變形并產生了錯齒運動，從而實現(xiàn)波發(fā)生器與柔輪的運動傳遞。圖9：諧波減速器結構示意圖 圖10：諧波減速器運行示意圖數(shù)據(jù)來源：綠的諧波招股說明書， 數(shù)據(jù)來源：綠的諧波招股說明書，根據(jù)《ABB工業(yè)機器人應用技術全集》，諧波減速器的主要特點：承載能力較強，傳動精度高。諧波齒輪傳動裝置有兩個180°對稱方向的部位同時嚙合，其同時嚙合齒數(shù)可達30%差比普通齒輪傳動裝置小。減速比大，傳動效率較高。諧波齒輪傳動的基本減速比為30-320，額定負載輸出時的傳動效率可達65%-96%，均大于普通齒輪傳動裝置。結構簡單，體積小，重量輕，壽命長。只有3個基本部件，體積、重量大致為普通齒輪傳動裝置的1/3左右。此外，在傳動過程中，柔輪齒只進行均勻的徑向移動，齒間相對滑移速度只有普通漸開線齒輪傳動的運動無沖擊，因此齒磨損較小，使用壽命可長達7000h以上。傳動平穩(wěn)，無沖擊，噪聲小。程實現(xiàn)連續(xù)漸進、漸出，齒面滑移速度無突變，其傳動平穩(wěn)，嚙合無沖擊，運行噪聲小。間隙小，安裝調整方便。生器的外徑調整，做到無側隙嚙合。要求高。諧波減速器內部的柔輪將會在轉動的過程中每轉發(fā)生兩次橢圓變形，橢圓變形的存度及加工精度、熱處理的要求均很高，制造工藝較復雜。圖11：諧波減速器制造工藝流程數(shù)據(jù)來源：科峰智能招股說明書（申報稿），表4：諧波減速器生產流程的主要環(huán)節(jié)和主要功能主要生產環(huán)節(jié)主要功能粗加工及熱處理將鋸料件、鍛造件粗車至基礎輪廓并進行熱處理精密加工對初加工件進行精密車、銑、鉆加工等精密加工齒輪加工對精密加工件進行制齒加工后道處理對精密加工件進行修毛刺等處理裝配將多個特精零件配對裝配成諧波減速器成品檢驗對諧波減速器進行關鍵性能指標的多道檢驗及測試入庫對合格的諧波減速器進行標記、防護后進入成品倉庫數(shù)據(jù)來源：綠的諧波公司公告，RV減速器是以擺線針輪行星傳動為基礎發(fā)展而來的。RV減速器主要包括兩級傳動裝置，分別為漸開線行星齒輪傳動和擺線針輪行星傳動。行星齒輪傳動機構中包括行星齒輪、偏心軸和中心輪，擺線針輪行星傳動機構中包括擺線輪、偏心軸、針齒和行星架。圖12：減速器結構示意圖 圖13：減速器結構示意圖數(shù)據(jù)來源：《精密齒輪傳動RV減速器研究現(xiàn)狀_賈吉帥》， 數(shù)據(jù)來源：Nabtesco，根據(jù)《ABB工業(yè)機器人應用技術全集RV減速器的主要特點：減速比范圍大，傳動效率高。RV減速器的傳動比可在31-171范圍內浮動，同時傳動效率可達85%-92%。平穩(wěn)性好，承載能力強。減速器低速級擺線輪結構為180°對稱分布，使得擺線輪的結構受力均勻、嚙合次數(shù)增加，提高了減速器傳動的平穩(wěn)性和減速器的承載能力。剛性好，傳動精度高。減速器采用兩端支撐的輸出結構，相比普通的擺線減速器，其剛性和耐過載沖擊性能得到大幅度提升，傳動精度與傳動誤差得到大幅優(yōu)化。相比于諧波減速器來說，RV減速器結構復雜，零部件種類和數(shù)量更多，更考驗零部件的加工工藝和裝配能力。圖14：RV減速器制造工藝流程數(shù)據(jù)來源：減速器主要用于重負載部位，互為補充。減速器具有更高的剛性和扭矩承載能力，在機器人大臂、機座等重負載部位擁有優(yōu)勢。表5：諧波減速器和RV減速器在工業(yè)機器人領域的應用對比項目RV減速器諧波減速器技術特點器使用的材料、體積及重量大幅度下降。產品性能大體積、高負載能力和高剛度體積小、傳動比高、精密度高應用場景一般應用于多關節(jié)機器人中機座、大臂、肩部等重負載的位置。主要應用于機器人小臂、腕部或手部。終端領域減速器的重負載機器人。3C、半導體、食品、注塑、模具、醫(yī)療等行業(yè)中通常使用由諧波減速器組成的30kg負載以下的機器人。價格區(qū)間5000-8000元/臺1000-5000元/臺數(shù)據(jù)來源：綠的諧波招股說明書，精密減速器的制造難點體現(xiàn)在材料、齒形設計/修形、齒形加工、熱處理、零部件裝配、測試、批量生產等多方面。與國外先進產品相比，國產機器人精密減速器主要差距在精度壽命和傳動效率，此外，國產產品質量參差不齊、性能不夠穩(wěn)定等問題也有待改善。①材料：減速器材料一般使用合金鋼，高性能材料優(yōu)選是關鍵。球墨鑄鐵是指鐵液在凝固過程中碳以球型石墨析出的鑄鐵，與鋼材相比，球墨鑄鐵成本相對較低，但是基體組織粗大，力學性能欠佳。柔輪作為減速器的核心部件之一，目前國內外主要采用40CrMoNiA、40CrA、30CrMoNiA、38Cr2Mo2VA等中碳合金鋼。圖15：碳鋼、合金鋼、普通球墨鑄鐵、ADI力學性能的比較數(shù)據(jù)來源：《等溫淬火球墨鑄鐵（ADI）理論、生產技術及應用》，②齒形設計：齒形設計/修形為核心。諧波減速器的柔輪和剛輪的齒形通常采用漸開線，漸開線諧波齒輪傳動嚙合參數(shù)合理選擇所應遵循的基本原則是：在保證傳動不發(fā)生嚙合干涉的前提下，獲得較大的嚙入深度和嚙合區(qū)，且保證有合理的嚙合側隙。齒輪齒形修形能提高P型齒”結構，與國外主流齒形技術路線實現(xiàn)了差異化（形齒輪結構。圖16：綠的諧波發(fā)明了全新的諧波嚙合齒形“P型齒”數(shù)據(jù)來源：綠的諧波官網，表6：對柔輪輪齒采用兩段螺旋線修形方法進行修形，修形前后主要參數(shù)指標比較參數(shù)名稱修形前修形后啟動轉矩（/0.320.19回程誤差（/"）3920傳動誤差（/"）5940傳動效率/%5965數(shù)據(jù)來源：《諧波減速器中雙圓弧柔輪的齒形修形及試驗研究_黃炳》，③齒形加工：齒輪的加工制造包括慢走絲/滾插磨齒兩大類型工藝，滾插磨齒較為常用。慢走絲工藝使用的線切割機是采取線電極連續(xù)供絲的方式，加工精度較高，但是因其多次切割技術的應用，導致生產效率低，更適合運用在產品的打樣階段。滾齒工藝運用展成法原理用滾刀來加工齒輪，相當于一對交錯螺旋輪嚙合，插齒則是用插齒刀按展成法或成形法加工內、外齒輪或齒條等的齒面，磨齒屬于齒形的精加工方法。目前我國高端關鍵精密加工設備仍然依賴進口。表7：常用的齒形加工方法加工方法加工原理精度表面粗糙度生產率設備應用范圍銑齒成形法96.3-3.2低普通銑床低精度圓柱齒輪、錐齒輪、渦輪拉齒成形法71.6-高拉床齒輪拉床制造復雜、應用少插齒展成法8-73.2-1.6較高插齒機內齒輪、扇形齒輪、人字齒輪、帶凸臺齒輪、間距小多聯(lián)齒輪滾齒展成法8-73.2-1.6較高滾齒機直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、蝸輪剃齒展成法7-60.8-0.4高剃齒機精加工未淬火的圓柱齒輪磨齒成形法展成法6-30.8-0.2較低磨齒機精加工已淬火的圓柱齒輪珩齒展成法改善不大0.8-0.4很高珩齒機光整加工已淬火的圓柱齒輪研齒展成法改善不大1.6-0.4很高研齒機光整加工已淬火的圓柱齒輪數(shù)據(jù)來源：CNKI，④熱處理為關鍵工序，目的在于增加材料硬度和韌性以便切削加工。熱處理的方法包括表面淬火、滲碳淬火、調質等，選定合適的淬火介質和制定合適的熱處理工藝以達到要求的顯微組織、力學性能及熱處理變形等要求是關鍵所在。熱處理目的：增加材料硬度方便公司切削加工，磨削要保持足夠硬度，提高硬度的同時保證組織足夠的韌性，金相組織要達到要求，從而保證精度。⑤裝配環(huán)節(jié)依賴人工，直接影響減速器的精度。由于減速器的零部件的種類較多、大小不一，因此目前裝配這一環(huán)節(jié)仍然依賴于人工，經驗豐富的老師傅更具有優(yōu)勢。例如RV的擺線輪、曲軸、針齒殼等零部件精度要求很高，只有幾微米，而溫度會對零部件產生熱脹冷縮影響，因此裝配環(huán)節(jié)直接影響減速器最后的精度。其中負載測試的測試成本大，對裝備要求較高。測試有助于提升產品的一致性、可靠性。⑦批量生產的一致性和穩(wěn)定性。目前國產減速器廠商的產能和產量大多數(shù)在10萬臺以下，未來大批量生產后如何保證生產的一致性和穩(wěn)定性也是較大的難點。供需缺口、技術提升、自主開發(fā)，國產減速器迎來破局時刻在工業(yè)機器人領域，諧波減速器一般應用在機器人的手臂、腕部或手部關節(jié)。1）六軸多關節(jié)機器人一般需要搭配6臺精密減速器，其中負載10kg以下機器人主要使用諧波減速器；10-20kg及更高負載的機器人小臂、手腕關節(jié)可以采用諧波減速器；負載30kg以上的，3）SCARA臺諧波減速器；機器人一般使用3臺諧波減速器。工業(yè)機器人領域諧波減速器需求測算：假設每臺工業(yè)機器人平均所需諧波減速器數(shù)量為臺，根據(jù)綠的諧波招股說明書年綠的諧波的諧波減速器單價元/元/臺，則：IFR，2022年全球工業(yè)機器人安裝量55.3年達到66.2萬臺，測算年全29億元，預計到年達到35億元，2021-2025年。年我國工業(yè)機器人出貨量28.2年達到202299測算年我國工業(yè)機器人用諧波減速器市場規(guī)模15億元，預計到年達到232021-2025年。表8：工業(yè)機器人領域諧波減速器需求測算2020202120222023E2024E2025E全球工業(yè)機器人安裝量（萬臺）39.052.655.359.362.266.2我國工業(yè)機器人出貨量（萬臺）17.125.628.231.637.943.6每臺工業(yè)機器人平均所需諧波減速器（個）3.53.53.53.53.53.5全球諧波減速器需求量（萬臺國諧波減速器需求量（萬臺）609099111133153諧波減速器單價（元）150015001500150015001500全球諧波減速器市場空間（億元）20.527.629.031.132.734.8CAGR11.2%我國諧波減速器市場空間（億元）9.013.514.816.619.922.9CAGR20.5%數(shù)據(jù)來源：IFR，MIR，在工業(yè)機器人領域，RV減速器一般應用在多關節(jié)機器人中機座、大臂、肩部等重負載的位置。六軸多關節(jié)機器人一般需要搭配2-4臺RV減速器。工業(yè)機器人領域RV減速器需求測算：假設每臺工業(yè)機器人平均所需RV減速器數(shù)量為2臺，根據(jù)綠的諧波招股說明書RV減速器單價5000-8000元/臺，測算按照單價5000元/臺，則：IFR，2022年全球工業(yè)機器人安裝量55.3年達到66.2萬臺，測算年全球工業(yè)機器人用減速器市場規(guī)模55億元，預計到年達到66億元，2021-2025年。年我國工業(yè)機器人出貨量28.2年達到年我國工業(yè)機器人用56測算年我國工業(yè)機器人用減速器市場規(guī)模28億元，預計到年達到442021-2025年。表9：工業(yè)機器人領域RV減速器需求測算2020202120222023E2024E2025E全球工業(yè)機器人安裝量（萬臺）39.052.655.359.362.266.2我國工業(yè)機器人出貨量（萬臺）17.125.628.231.637.943.6每臺工業(yè)機器人平均所需RV減速器（個）222222全球RV減速器需求量（萬臺）78105111119124132我國RV減速器需求量（萬臺）345156637687RV減速器單價（元）500050005000500050005000全球RV減速器市場空間（億元）39.052.655.359.362.266.2CAGR11.2%我國RV減速器市場空間（億元）17.125.628.231.637.943.6CAGR20.5%數(shù)據(jù)來源：IFR，MIR，國產人形機器人多采用諧波行星減速器方案。諧波減速器的優(yōu)勢在于體積小、精度高，多節(jié)。1）20229AIOptimus原型Optimus28個關節(jié)，使用兩種方案：基于無框力矩電機諧波減速器的旋轉關節(jié)，基于無框力矩電機+行星滾柱絲杠的線性關節(jié)。2）20228月，雷軍正式發(fā)布人形機器人，CyberOne13個關節(jié)，使用諧波減速器和行星減速器結合的方案。3）20238通用人形機器人，關節(jié)使用諧波減速器和行星減速器結合的方案。4）20231016個自由度，關節(jié)使用諧波減速器和行星減速器結合的方案。圖17：特斯拉身體旋轉關節(jié)使用諧波減速器方案 圖18：小鵬機器人使用諧波減速器和行星減速器結合的方案數(shù)據(jù)來源：特斯拉AIDAY， 數(shù)據(jù)來源：小鵬，人形機器人減速器市場空間測算：9AIOptimus有望在年樂觀中性悲觀情況下人形機器人需求量分別為200/100/50萬臺：諧波減速器身體：Optimus14個，單元，2030年樂觀/中性悲觀情況下對應諧波減速器市場空間分別為168/84/42億元。諧波減速器手部：5個手指，330元，但是該方案成本目前成本遠高于行星齒輪箱，假設未來滲透率10%，則年樂觀中性/悲觀情況下對應微型諧波減速器市場空間分別為36/18/9億元。4（1個+2個，單價從0元下降到00年樂觀/中性悲觀情況下對應行星減速器市場空間分16/8/4億元。表10：人形機器人諧波減速器市場空間測算2024E2025E2026E2027E2030E人形機器人出貨量樂觀（萬臺）5103050200中性（萬臺）351520100悲觀（萬臺）1251050身體-諧波減速器市場空間測算單價（元）1000900800700600單臺機器人諧波減速器數(shù)量（個）1414141414樂觀（億元）7.012.633.649.0168.0中性（億元）4.26.316.819.684.0悲觀（億元）1.42.55.69.842.0手部-微型諧波減速器市場空間測算單價（元）1000900800700600單臺機器人諧波減速器數(shù)量（個）30303030302024E2025E2026E2027E2030E方案滲透率10%10%10%10%10%樂觀（億元）1.52.77.210.536.0中性（億元）0.91.43.64.218.0悲觀（億元）0.30.51.22.19.0行星減速器市場空間測算單價（元）500400350300200單臺機器人行星減速器數(shù)量（個）44444樂觀（億元）1.01.64.26.016.0中性（億元）0.60.82.12.48.0悲觀（億元）0.20.30.71.24.0數(shù)據(jù)來源：特斯拉AIDAY，14個諧波減速器簡單測算，減萬臺/年、國內綠的諧波當前以及規(guī)劃產能共計159臺萬/年，供需缺口巨大，國產減速器機會到來。減速器技術壁壘高，海外頭部廠商具備先發(fā)優(yōu)勢，國產廠商近年加速追趕且持續(xù)技術突破，綠的諧波、環(huán)動科技優(yōu)秀公司涌現(xiàn)。同時，考慮人形機器人量產，相較于海外減速器廠商，國內供應鏈企業(yè)具備成本與效率顯著優(yōu)勢，在人形機器人持續(xù)放量的遠期，國內精密減速器廠商有望破局突圍。國內廠商積極擴產應對下游需求增長。減速器需求增長，機床的四五軸、半導體等領域同樣有精密減速器需求。國產企業(yè)擴產較為積極：1）27年達產后，預計59達產，屆時諧波減速器產能合計達到15920萬臺；10-12萬臺，年中15萬臺左右；國茂股份諧波減速器產能3萬臺左右，并且計劃收購精密減速器廠商摩多利；4）萬臺；5）8萬臺，諧波減速器產能5萬臺。表11：精密減速器公司對比公司產品產能收入規(guī)模綠的諧波諧波減速器2023年產能60萬臺，定增規(guī)劃100萬臺2022年4.46億元國茂股份諧波減速器2023年產能3萬臺千萬級雙環(huán)傳動RV減速器2022年產能10-12萬臺，2023年中15萬臺左右1億元+秦川機床RV減速器2023年產能6-9萬臺千萬級中大力德RV減速器2023年產能8萬臺千萬級諧波減速器2023年產能5萬臺行星減速器2023年產能80-100萬臺數(shù)據(jù)來源：公司公告，以哈默納科為代表的日企擴產較為謹慎。Limburg3月底非車載減速器9萬臺/月、4萬臺月、2.7萬臺月、0.8萬臺/16.5萬臺月，即198萬臺/年。表12：哈默納科產能情況工廠2018/032022/032022/092023/03日本-穗高工廠（臺/月）56000900009000090000日本-有明工廠（臺/月）10000（車載）60000（車載）90000（車載）90000（車載）德國-Limburg工廠（臺/月）10000270002700027000美國-Peabody工廠（臺/月）3000800080008000合計（臺/月，非車載）69000125000165000165000合計（臺/月，包括車載）79000185000255000255000數(shù)據(jù)來源：哈默納科公司公告，Nabtesco精密減速器產能有序擴張Nabtesco精密減速器業(yè)務目前有3個工廠—日本Q2（17萬臺89萬臺9月竣工，產能萬臺/年（年。表13：Nabtesco產能情況工廠2022/Q12023/Q22024E2026E2030E日本-Tsu工廠（萬臺/年）8589898989中國-常州工廠（萬臺/年）1617192525日本-濱松新工廠（萬臺/年）4092120合計（萬臺/年）101106148206234數(shù)據(jù)來源：Nabtesco公司公告，國產精密減速器廠商技術提升，自主開發(fā)進行時國產減速器廠商技術水平不斷提升。由于減速器較高的技術壁壘，國產廠商盡管不具備先發(fā)優(yōu)勢，但是在國產化的推動下也實現(xiàn)了一定的技術突破，龐大的國產市場培育了綠的諧波、環(huán)動科技等優(yōu)勢減速器公司，例如綠的諧波跳開了傳統(tǒng)的漸開線理論，發(fā)明了全新的“P型齒”，大幅提升了諧波減速器的輸出效率和承載扭矩，產品背隙、雙向傳動精度、重復定位精度等關鍵性能均達到國內領先水平，額定壽命大幅提高；并且公司研發(fā)應用的三次諧波技術，可進一步增強新一代諧波減速器適應不同使用下游行業(yè)場景能力，提高產品競爭力。國產減速器廠商具備成本優(yōu)勢。由于精密減速器目前裝配仍然依賴人工環(huán)節(jié)，人工成本在成本中占到20-30%的比例，國產廠商具備人工成本優(yōu)勢，并且磨齒機、插齒機等國產設備廠商技術實力也不斷提升，制造費用有望進一步下降，國產減速器廠商成本優(yōu)勢明顯。圖19：2022年綠的諧波成本結構（諧波減速器及金屬部件業(yè)務）圖20：2022年科峰智能成本結構（精密行星減速器業(yè)務）13.97%直接人工,委外加工費13.97%直接人工,

直接材料,34.85%

制造費用,23.68%制造費用,26.93%

直接材料,50.61%24.25%

直接人工,25.72%數(shù)據(jù)來源：綠的諧波公司公告， 數(shù)據(jù)來源：科峰智能招股說明書，哈默納科市占率領先，綠的諧波率先突圍。根據(jù)GGII，哈默納科諧波減速器全球市占率在80%。國產諧波減速器企業(yè)主要包括綠的諧波、來福諧波等，國產減速器廠商技術水平不斷接近海外龍頭，憑借成本與交付周期優(yōu)勢，正在加速實現(xiàn)自主開發(fā)。根據(jù)GGII，2021年我國機器人用諧波減速器市場中，哈默納科市占率約為35%，其次為綠的諧波，市占率約為25%，第三為來福，市占率為8%。圖21：哈默納科諧波減速器全球市占率80% 圖22：2021年我國機器人用諧波減速器市場占比情況其他大族福德川其他大族福德川新寶來福同哈默納科哈默納科,80% 綠的數(shù)據(jù)來源：維科網機器人， 數(shù)據(jù)來源：GGII，納博特斯克全球市占率60%，國產廠商快速追趕。國產RV減速器企業(yè)主要包括雙環(huán)、珠海飛馬、中大力德、南通振康等，根據(jù)GGII，2021年我國機器人用RV減速器市場中，納博特斯克市占率約為52%，其次為雙環(huán)傳動，市占率約為15%，第三為日本住友，市占率為5%，其次珠海飛馬和中大力德市占率分別在4%左右。圖23：納博特斯克精密減速器全球市占率圖24：2021年我國機器人用減速器市場占比情況其他秦川智同 南通振康中大力德珠海飛馬住友環(huán)動

Nab數(shù)據(jù)來源：Nabtesco公告， 數(shù)據(jù)來源：MIR，重點關注：國產精密減速器領軍企業(yè)（1）綠的諧波：國產諧波減速器龍頭，自主開發(fā)先驅公司深耕精密傳動領域二十載，率先實現(xiàn)諧波減速器的自主開發(fā)。公司產品包括諧波減速器及金屬部件、機電一體化產品及液壓產品，應用于工業(yè)機器人、服務機器人、數(shù)控機床、航空航天、醫(yī)療器械、半導體生產設備、新能源裝備等高端制造領域。公司下游客戶包括新松機器人、華數(shù)機器人、新時達、埃夫特、埃斯頓、UniversalRobots等國內外大型知名企業(yè)。公司積極擴產應對下游需求增長。27萬臺，募投項202359達產，屆時諧波減速器產能合計達到159萬臺，機電一體化產品產能達到20萬臺。（2）雙環(huán)傳動：汽車齒輪核心供應商，RV減