減速器行業(yè)市場前景及投資研究報告：機器人核心部件國產(chǎn)應(yīng)用空間廣闊

證券研究報告證券研究報告減速器行業(yè)深度：機器人核心部件，國產(chǎn)替代及應(yīng)用拓寬空間廣闊2024年

01月10日華安證券研究所證券研究報告核心邏輯?

精密減速器是機器人核心零部件：減速器是連接動力源及執(zhí)行機構(gòu)的中間機構(gòu)，起到匹配轉(zhuǎn)速及傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。減速器主要分為一般傳動減速器和精密減速器兩類。一般傳動減速器主要用于滿足基礎(chǔ)的動力傳輸需求，控制精度較低；而精密減速器則主要用于高精度、高穩(wěn)定性的應(yīng)用場景，如工業(yè)機器人等。工業(yè)機器人使用的精密減速器主要有諧波減速器、RV減速器和行星減速器三類，其能夠影響機器人的定位精度及重復(fù)精度等，從而直接影響到機器人的整體性能。?

機器人應(yīng)用擴大帶動上游減速器市場擴容，多品類進口替代空間廣闊：?

減速器下游應(yīng)用廣泛，其中機器人作為主要下游之一占比達到11%。根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)，2023年1-11月我國工業(yè)機器人產(chǎn)量達到38.76萬臺，同比-2.8%。2021年中國工業(yè)機器人減速器總需求量為93.11萬臺，同比增長78.06%。其中增量需求為82.41萬臺，同比增長95.05%；存量替換量為10.70萬臺，同比增長6.57%。未來機器人應(yīng)用持續(xù)拓寬，減速器市場有望持續(xù)增長。?

分產(chǎn)品類別來看，各類減速器進口替代空間巨大。諧波減速器全球龍頭為哈默納克，2021年在全球市場及中國市場中分別占據(jù)82%、35.5%的市占率，國內(nèi)生產(chǎn)諧波減速器的企業(yè)實力較強的有綠的諧波、來福諧波、福德機器人、大族傳動，四家企業(yè)在中國市場上的占有率之和由2020年35.9%提升至2021年41.1%。RV減速器市場中納博特斯克占據(jù)全球及中國主要競爭地位，2020年市占率分別達到61%、55%，國內(nèi)廠商中雙環(huán)傳動、中大力德、秦川機床等廠商市占率較高，2021年國內(nèi)市占率分別達到15%、7.2%、2.6%。?

人形機器人產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，持續(xù)拓寬市場空間：由于人形機器人具有復(fù)雜的運動和眾多的關(guān)節(jié)，對減速器的需求也大幅增加。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，工業(yè)機器人通常有3~6個自由度，而人形機器人自由度則更高，由此持續(xù)拓寬減速器應(yīng)用空間。根據(jù)我們的測算，在保守情境下預(yù)計2030年由人形機器人推動產(chǎn)生的三種減速器市場規(guī)?？偤陀型_到182億元，市場空間廣闊。?

建議關(guān)注標的：雙環(huán)傳動、中大力德、豐立智秦能川、機床、綠的諧波?

風險提示：技術(shù)開發(fā)不及預(yù)期；下游客戶產(chǎn)品接受及產(chǎn)品驗證不及預(yù)期；市場需求波動風險；原材料成本大幅提升影響生產(chǎn)成本風險；研究依據(jù)的信息更新不及時，未能充分反映公司最新狀況的風險。華安證券研究所2證券研究報告目錄1減速器：精密減速器是機器人核心零部件2下游：工業(yè)機器人應(yīng)用擴大帶動上游減速器市場擴容，多品類進口替代空間廣闊3人形機器人：新技術(shù)新產(chǎn)品加快孕育，增量市場前景廣闊4建議關(guān)注標的：雙環(huán)傳動、中大力德、豐立智能、秦川機床、綠的諧波5風險提示證券研究報告1.1精密減速器主要含諧波減速器、RV減速器和行星減速器?

減速器分為一般傳動減速器和精密減速器。減速器是連接動力源和執(zhí)行機構(gòu)的中間機構(gòu)，起到匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。根據(jù)控制精度的要求，減速器分為一般傳動減速器和精密減速器。?

工業(yè)機器人用的精密減速器主要有三種類型。一般傳動減速器通常用于滿足基本的動力傳輸需求，其控制精度較低。工業(yè)機器人用的精密減速器主要有三種類型分別為諧波減速器、RV減速器、行星減速器。?

精密減速器的性能直接決定機器人的整體性能水平。精密減速器是工業(yè)機器人最重要的基礎(chǔ)部件，直接關(guān)系到機器人的反應(yīng)速度和功能實現(xiàn)精度。工業(yè)機器人主要使用的精密減速器有諧波和RV兩種。由于體積小巧，承載能力相對較低，諧波減速器主要用于腕部、手部和小臂等執(zhí)行機構(gòu)的末端位置。相比之下，由于RV減速器的體積、質(zhì)量較大但穩(wěn)定性強，并擁有更大的承載能力，它通常應(yīng)用于基座、肩膀、大臂等部位。對于一個擁有六個關(guān)節(jié)的機器人來說，關(guān)節(jié)A1-A3通常采用RV減速器，而末端執(zhí)行關(guān)節(jié)A4-A6則主要選用諧波減速器。移動機器人的輪部可使用精密行星減速器。圖表1

減速器分類圖表2

六軸機器人活動關(guān)節(jié)與減速器配置諧波減速器傳動減速器諧波減速器行星減速器減速器RV減速器精密減速器行星減速器資料：綠的諧波官網(wǎng)，Nabtesco官網(wǎng)，中大力德官網(wǎng)，資料：工業(yè)機器人，華安證券研究所，知網(wǎng)，華安證券研究所華安證券研究所4證券研究報告1.1精密減速器主要含諧波減速器、RV減速器和行星減速器?

諧波減速器是一種基于圓柱彈性殼體理論的新型齒輪傳動。它通常由柔輪（Flexspline）、剛輪（Circular

Spline）和波發(fā)生器（Wave

Generator）三個主要構(gòu)件組成。諧波減速器的工作原理是通過柔輪的周期性波動變形，迫使柔輪與剛輪之間的少齒差內(nèi)嚙合，從而實現(xiàn)動力和運動的傳遞。由于柔輪和剛輪的齒數(shù)之間的差距很小，因此可以獲得大的傳動比。諧波減速器相對于傳統(tǒng)減速器具有多個優(yōu)點。它已從最初的航天航空裝備領(lǐng)域迅速擴展到其他領(lǐng)域，包括儀器儀表、機床、仿生學(xué)（機械手、機器人、假肢）、醫(yī)療器械、能源、光學(xué)系統(tǒng)和原子反應(yīng)堆等。這種廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域使得諧波減速器成為一種非常有價值的傳動裝置。?

RV(rotatevector)減速器是由擺線針輪行星減速器發(fā)展而來，主要由第一級漸開線圓柱齒輪行星減速機構(gòu)和第二級擺線針輪行星減速機構(gòu)兩個部分構(gòu)成。比擺線行星減速器具有更緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計和更優(yōu)越的使用性能以及更高的傳動精度，被廣泛用于機器人、醫(yī)療和軍事等工程領(lǐng)域，尤其在機器人領(lǐng)域RV減速器占有越來越大的比重。與機器人關(guān)節(jié)常用的諧波減速器相比，RV精密減速器具有很高的疲勞強度、剛度和壽命，最大的特點是回差精度穩(wěn)定，不會像諧波減速器那樣隨著使用時間的增加運動精度會顯著降低，因此滿足類似機器人關(guān)節(jié)等對運動精度要求長期穩(wěn)定的傳動場合?，F(xiàn)今世界上大部分國家高精度的機器人傳動多采用RV減速器作為關(guān)鍵零部件。隨著機器人技術(shù)的發(fā)展，RV精密減速器已成為現(xiàn)代機器人關(guān)鍵技術(shù)之一，對于機器人的性能具有重要影響。?

精密行星減速器是一種緊湊的減速裝置，由行星輪、太陽輪和內(nèi)齒圈組成。其結(jié)構(gòu)相對簡單，傳動比通常在10以內(nèi)，減速級數(shù)一般不超過3級。在精密行星減速器的運行過程中，一個太陽輪通常會驅(qū)動3個行星輪繞行星軸旋轉(zhuǎn)，這使得它的體積小、質(zhì)量輕，啟動更加平穩(wěn)。此外，精密行星減速器具有卓越的剛性、高精度和高扭矩傳遞能力。精密行星減速器主要應(yīng)用于步進電機和伺服電機，用于減小轉(zhuǎn)速并提高扭矩輸出。這種減速器廣泛應(yīng)用于工業(yè)機器人、精密機床、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。圖表3

諧波減速器結(jié)構(gòu)圖表4

RV減速器結(jié)構(gòu)圖表5

行星減速器結(jié)構(gòu)資料：鑫松自動化官網(wǎng)，華安證券研究所資料：川銘精工官網(wǎng)，華安證券研究所資料：知網(wǎng)，華安證券研究所華安證券研究所5證券研究報告1.2

壽命是考量減速器性能的重要指標?

國內(nèi)諧波減速器壽命較國外更低。減速器的疲勞壽命直接決定著機器人的正常工作時長，壽命是考量減速器性能的重要指標。國內(nèi)的諧波減速器產(chǎn)品壽命普遍在3000h以內(nèi)，主要的失效形式表現(xiàn)為齒輪磨損后導(dǎo)致傳動精度嚴重下降；國外產(chǎn)品壽命則高達7000

h，其主要失效形式為柔性軸承的破壞，而不是齒輪副磨損失效。?

諧波減速器齒輪設(shè)計經(jīng)歷了多個階段的演進。最初齒輪的設(shè)計主要以實現(xiàn)齒面的簡單直線接觸為目標。而后漸開線齒形廣泛應(yīng)用，為齒輪傳動提供了更高的效率和平穩(wěn)性。近期圓弧齒形逐漸嶄露頭角，這種設(shè)計在降低應(yīng)力、延長使用壽命方面表現(xiàn)出色。齒輪的齒形和結(jié)構(gòu)是其最關(guān)鍵的組成部分，直接影響著齒輪的傳動性能。其他方面的改進只能在齒形基礎(chǔ)上進行局部的優(yōu)化。早期的齒輪設(shè)計對于傳輸速度和功率的要求相對較低，因此齒廓通常采用簡單的直線或不太精確的曲線。隨著數(shù)學(xué)理論的不斷發(fā)展和應(yīng)用，齒輪的齒廓設(shè)計變得更加精確和可預(yù)測，這為齒輪傳動提供了更堅實的理論基礎(chǔ)。圖表6

各參數(shù)對壽命的影響圖表7

諧波減速器齒形種類參數(shù)對壽命的影響齒形優(yōu)勢缺點無法保證曲線上點的法線方向與阿基米德螺線的矢徑的夾角為恒值，即無法保證剛輪與柔輪共軛嚙合，產(chǎn)生的傳動比誤差較大在滿足柔輪強度設(shè)計的前提下減小筒體壁厚，可有效降低柔輪的最大應(yīng)力值，進而延長柔輪的疲勞壽命滿足了定傳動比傳動，實現(xiàn)了輪齒間的面接觸，通過將柔輪中性層變形的工作段曲線當做阿基米德螺線處理，得到定傳動比。筒體壁厚直線齒形在一定范圍內(nèi)，隨著柔輪筒長增加，柔輪的最大應(yīng)力值隨筒長增加而降低;筒長過長時，筒體所受的最大扭轉(zhuǎn)量隨之增大，導(dǎo)致輪齒之間的嚙合狀況惡化，出現(xiàn)應(yīng)力集中的現(xiàn)象。在空載狀態(tài)下，只有少數(shù)幾對輪齒同時參與嚙合；在負載狀態(tài)下，由于輪齒及筒體的變形，同時嚙合的齒對數(shù)增多，但大部分輪齒均處于邊緣嚙合狀態(tài)，難以在輪齒間形成油膜；共軛區(qū)間相對狹小，承載能力有限當柔輪齒數(shù)較多時，漸開線齒廓則可近似為直線齒廓，且擁有比直線齒廓更好的傳遞性能柔輪筒長輪齒齒寬漸開線齒形圓弧齒形能有效地改善柔輪齒根處的應(yīng)力狀況，同時能提高其傳動的嚙合質(zhì)量，且圓弧齒形在嚙合過程中存在楔形空間，有利于油膜的形成，減小輪齒之間的摩擦。當齒寬稍大于波發(fā)生器的寬度時，可降低柔輪的最大應(yīng)力值。圓弧齒形擺線齒形“S”齒形加工復(fù)雜且需使用特種刀具，導(dǎo)致加工成本高昂在一定范圍內(nèi)增加嚙合齒對數(shù)時，可將柔輪所受的整嚙合齒對數(shù)分析

體彎曲應(yīng)力分散到更多的輪齒上，從而降低了單個輪齒的應(yīng)力值。該齒形可使用帶直邊切削刃的插刀進行加工，且完美地繼承了圓弧齒廓所具有的優(yōu)點設(shè)計較為復(fù)雜困難，制造誤差和裝配誤差會嚴重影響諧波傳動的精度，且保持嚙合時準確的中心距比較困難相比于漸開線齒形，在相同傳動效率的情況下，同時參與嚙合齒數(shù)加倍，齒根處的圓角半徑增大，使柔輪輪齒的抗疲勞強度能力提升1倍，扭轉(zhuǎn)剛度也提高了70%~100%?！癝”齒形對柔輪的加工工藝要求非常高，生產(chǎn)過程很復(fù)雜，這大大地增加了生產(chǎn)的成本。當輪齒數(shù)較少時，誤差增大，因而，該齒形的理論基礎(chǔ)還不夠堅實。柔輪的徑向變形量決定了柔輪的變形規(guī)律，柔輪筒體的彎曲應(yīng)力與其最大變形量呈線性正相關(guān);較大的變形量會減少柔輪的疲勞壽命。最大徑向變形量分析綠的諧波自主知識產(chǎn)權(quán)的“P”齒形的齒高較低，能承載更大的轉(zhuǎn)矩；齒寬較大，降低了齒根斷裂的風險；柔輪變形量較小，柔輪的疲勞壽命得到提高；20%～30%的齒同時參與嚙合，齒面比壓較小。“P”齒形諧波減速機運行過程中降低了傳動精度柔輪扭轉(zhuǎn)剛度的大小影響減速器運行過程中的滯后性;增加扭轉(zhuǎn)剛度的措施有減小最大徑向變形量、減小長徑比、增加筒體壁厚；但剛度的增加會使輪齒的接觸應(yīng)力增加，降低了柔輪的疲勞壽命。柔輪扭轉(zhuǎn)剛度浙江來福諧波傳動推出的“δ”齒形，壽命提高超過30%，轉(zhuǎn)矩容量提升超過30%，傳動的平穩(wěn)性得到顯著提高。在振動與噪聲方面得到了較大的改善。“δ”齒形資料：知網(wǎng)，華安證券研究所資料：知網(wǎng)，華安證券研究所華安證券研究所6證券研究報告1.3

精密減速器性能影響機器人定位精度及重復(fù)精度等?

精密減速器的傳動誤差與扭轉(zhuǎn)特性對工業(yè)機器人的定位精度和重復(fù)精度影響明顯。RV減速器和諧波減速器的主要性能指標有：額定輸出轉(zhuǎn)矩、額定輸出轉(zhuǎn)速、額定輸入功率、額定壽命、回差（背隙）、滯回特性、扭轉(zhuǎn)剛度、角度傳遞誤差、轉(zhuǎn)動慣量、傳動比、啟停允許轉(zhuǎn)矩、瞬時最大轉(zhuǎn)矩、重量、噪聲等。其中額定參數(shù)、允許參數(shù)、轉(zhuǎn)動慣量和傳動比等主要為設(shè)計制造時確定的靜態(tài)指標。?

在工業(yè)機器人領(lǐng)域為了保證機器人減速器的動態(tài)特性、使用壽命、保證工作的穩(wěn)定性及可靠性，以及降低運轉(zhuǎn)中的噪聲等，對減速器的技術(shù)指標有一定檢測及計量需求。

精密減速器的傳動誤差與扭轉(zhuǎn)特性對工業(yè)機器人的定位精度和重復(fù)精度影響明顯，同時扭轉(zhuǎn)剛性和動態(tài)特性與機器人的動態(tài)性能關(guān)系緊密。圖表8

不同類型機器人減速器需求量圖表9

工業(yè)機器人與精密減速器性能密切相關(guān)工業(yè)機器人性能機器人分類單臺設(shè)備諧波減速器需求量

RV減速器平均用量加速特性

停頓時間

負載能力

定位精度

重復(fù)精度根據(jù)負載不同，使用1-6臺諧多關(guān)節(jié)機器人4臺RV減速器波減速器傳動誤差重復(fù)精度√√√√√平面多關(guān)節(jié)機器人

一般單臺設(shè)備使用2-3臺諧波精密-(SCARA)減速器一般單臺設(shè)備使用3臺諧波減

回查（背隙）速√√√√√√并聯(lián)機器(DELTA)-減速器器

扭轉(zhuǎn)剛度√√√一般單臺設(shè)備使用1臺諧波直角坐標機器人協(xié)作機器人3臺RV減速器-性能減速器負載能力一般單臺設(shè)備使用6-7臺諧波減速器動態(tài)特性√√其他（圓柱形/其-1臺RV減速器他）資料：華經(jīng)情報網(wǎng)，華安證券研究所資料：知網(wǎng)，華安證券研究所華安證券研究所7證券研究報告1.4三種機器人關(guān)節(jié)減速器的特點與應(yīng)用對比?

RV減速器、諧波減速器和行星減速器性能有較大差異。機器人關(guān)節(jié)減速器（精密減速器）需要具有傳動鏈短、體積小、功率大、質(zhì)量輕和易控制等特點，RV減速器體積大、負載重，多用于大臂、肩部等大關(guān)節(jié)；諧波減速器體積小，負載輕，多用于腕部、手部等小關(guān)節(jié)；行星減速器高剛性，高耐磨，多用于直角坐標機器人及傳統(tǒng)工業(yè)自動化中。圖表10三種減速器對比諧波減速器RV減速器精密行星減速器主要由柔輪、剛輪、波發(fā)生器三個核心零

一般采用兩級傳動結(jié)構(gòu)，由行星齒輪減速器

主要傳動結(jié)構(gòu)包括行星輪、太陽輪、內(nèi)結(jié)構(gòu)組成產(chǎn)品性能部件組成，通過柔輪的彈性變形傳遞運動

的前級和擺線針輪減速器的后級組成體積小、減速比大、精密度高、可以在密齒圈體積小、質(zhì)量輕、高剛性、高耐磨性、高扭矩、高傳動效率、壽命長大體積、高負載能力和高剛度閉空間內(nèi)傳遞運動運動精度高，傳動比大，較小的傳動慣量，高負載，傳動比范圍大（31-171）、壽命長、在同等輸出力矩時，體積可以縮小到其他

精度保持穩(wěn)定、效率高（85%-92%）、傳動

結(jié)構(gòu)簡單，剛性和耐磨性更好優(yōu)點減速器的1/3，重量縮減1/2平穩(wěn)柔輪每轉(zhuǎn)發(fā)生兩次橢圓變形，容易引起材料的疲勞損壞，損耗功率大，同時，回程誤差，不具有自鎖外形尺寸大，零部件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難

存在多級傳動體積過大、精密化后性能缺點度大，價格貴降低等問題主要應(yīng)用于機器人小臂、腕部或手部等輕

一般應(yīng)用于多關(guān)節(jié)機器人中機座、大臂、肩

多用于直角坐標機器人及傳統(tǒng)工業(yè)自動應(yīng)用場景負載領(lǐng)域部等重負載的位置化3C、半導(dǎo)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負載以下的機器人汽車、運輸、港口碼頭等行業(yè)中通常使用配

多用于步進電機和伺服電機的減速運動，終端領(lǐng)域價格有RV減速器的重負載機器人主要用于傳統(tǒng)自動化領(lǐng)域1000-5000元/臺5000-8000元/臺200-2000元/臺資料：研究院，知網(wǎng)，華安證券研究所華安證券研究所8證券研究報告目錄1減速器：精密減速器是機器人核心零部件2下游：工業(yè)機器人應(yīng)用擴大帶動上游減速器市場擴容，多品類進口替代空間廣闊3人形機器人：新技術(shù)新產(chǎn)品加快孕育，增量市場前景廣闊4建議關(guān)注標的：雙環(huán)傳動、中大力德、豐立智能、秦川機床、綠的諧波5風險提示證券研究報告2.1下游機器人產(chǎn)業(yè)：精密減速器性能直接決定機器人整體性能水平?減速器下游應(yīng)用領(lǐng)域分布廣泛。近年來，我國減速器逐漸實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)和規(guī)?；瘧?yīng)用，包括起重運輸、水泥建材、機器人、重型礦山、冶金、電力等眾多領(lǐng)域。其中，起重運輸、水泥建材、機器人分別為應(yīng)用市場前三名，市場分別占比25%、15%、11%。?精密減速器的性能直接決定機器人的整體性能水平。精密減速器是工業(yè)機器人最重要的基礎(chǔ)部件，直接關(guān)系到機器人的反應(yīng)速度和功能實現(xiàn)精度。工業(yè)機器人主要使用的精密減速器有諧波和RV兩種。由于體積小巧，承載能力相對較低，諧波減速器主要用于腕部、手部和小臂等執(zhí)行機構(gòu)的末端位置。相比之下，由于RV減速器的體積、質(zhì)量較大但穩(wěn)定性強，并擁有更大的承載能力，它通常應(yīng)用于基座、肩膀、大臂等部位。對于一個擁有六個關(guān)節(jié)的機器人來說，關(guān)節(jié)A1-A3通常采用RV減速器，而末端執(zhí)行關(guān)節(jié)A4-A6則主要選用諧波減速器。移動機器人的輪部可使用精密行星減速器。圖表11

中國減速器產(chǎn)品下游應(yīng)用領(lǐng)域分布起重運輸

水泥建材

機器人

重型礦山

冶金

電力

其他圖表13

中國減速器產(chǎn)業(yè)鏈全景圖25%25%5%9%15%10%

11%資料：，華安證券研究所圖表12

我國機器人核心零部件組成占比減速器伺服電機控制器其他32%34%資料：研究院，華安證券研究所12%22%資料：中國知網(wǎng)，華安證券研究所華安證券研究所10證券研究報告2.2政策支持，精密傳動裝置行業(yè)高速發(fā)展?

近年來，國內(nèi)精密傳動裝置產(chǎn)業(yè)在國家政策支持下不斷發(fā)展。在《中國制造

2025》規(guī)劃中，機器人與高檔數(shù)控機床被列入政府需大力推動實現(xiàn)突破發(fā)展的十大重點領(lǐng)域；《“十四五”機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》也已制定完成。同時，基于體積小、精度高、傳動效率高的特點，除了工業(yè)機器人領(lǐng)域以外，精密傳動裝置還廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床、移動機器人、半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備、新能源等高速發(fā)展的領(lǐng)域。受益于政策支持和主要下游需求驅(qū)動，精密傳動裝置行業(yè)迎來快速發(fā)展時期。圖表14減速器行業(yè)最新政策發(fā)布時間發(fā)布單位政策名稱主要內(nèi)容工信部、財政

《電子信息制造業(yè)2023-2024年穩(wěn)增長行2023年9月鼓勵加大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施和人工智能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，滿足人工智能、大模型應(yīng)用需求。部動方案》工信部、科技

《新產(chǎn)業(yè)標準化領(lǐng)航工程實施方案(2023部等四部門

一2035年)》2023年8月2023年6月在關(guān)鍵部件系統(tǒng)方面，研制電機控制器、減速器總成等驅(qū)動電機系統(tǒng)標準。提高工業(yè)機器人用精密減速器、智能控制器，儀器儀表用控制部件、傳感器、源部件、探測器、樣品前處理器等關(guān)鍵專用基礎(chǔ)零部件和高端軸承、精密齒輪、高強度緊固件、高性能密封件等通用基礎(chǔ)零部件的可靠性水平。工信部教部等《制造業(yè)可靠性提升實施意見》五部門科技部、教育

《關(guān)于加快場景創(chuàng)新以人工智能高水平

通過場景創(chuàng)新促進人工智能關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)平臺優(yōu)化升級，形成技術(shù)供給和場景需求互動演進的持續(xù)創(chuàng)部、工信部等

應(yīng)用促進經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》

新力。2022年7月2022年1月著力提升基礎(chǔ)軟硬件、核心電子元器件、關(guān)鍵基礎(chǔ)材料和生產(chǎn)裝備的供給水平，強化關(guān)鍵產(chǎn)品自給保障能力。國務(wù)院《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》大力發(fā)展智能制造裝備，提高基礎(chǔ)零部件和裝置水平。研發(fā)微納位移傳感器、柔性觸覺傳感器、高分辨率視覺傳感器、成分在線檢測儀器、先進控制器、高精度伺服驅(qū)動系統(tǒng)、高性能高可靠減速器、可穿戴人機交互設(shè)備、工業(yè)現(xiàn)場定位設(shè)備、智能數(shù)控系統(tǒng)等。2021年12月2021年11月2021年3月工信部等工信部《“十四五”軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)發(fā)

支持人工智能算法庫、工具集等研發(fā)。加快發(fā)展新型機器學(xué)習、生物特征識別、自然語言理解、新型人展規(guī)劃》

機交互、智能控制與決策等產(chǎn)品和服務(wù)。摧動人工智能開放平臺建設(shè)?！吨腥A人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展

瞄準人工智能、量子信息、集成電路、生命健康、腦科學(xué)、生物育種、空天科技、深地深海等前沿領(lǐng)域，全國人大第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱

實施一批具有前瞻性、戰(zhàn)略性的國家重大科技項目。聚焦高端芯片、操作系統(tǒng)、人工智能關(guān)鍵算法、傳要》感器等關(guān)鍵領(lǐng)域，加快推進基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)算法、裝備材料等研發(fā)突破與迭代應(yīng)用。到2023年，初步建立人工智能標準體系，重點研制數(shù)據(jù)、算法、系統(tǒng)、服務(wù)等重點急需標準，并率先在制造、交通、金融、安防、家居、養(yǎng)老、環(huán)保、教育、醫(yī)療健康、司法等重點行業(yè)和領(lǐng)域進行推進。建設(shè)人工智能標準實驗驗證平臺，提供公共服務(wù)能力?！秶倚乱淮斯ぶ悄軜藴鼠w系建設(shè)指南》2020年7月國家等資料：、華安證券研究所華安證券研究所11證券研究報告2.3工業(yè)機器人產(chǎn)能擴大，減速器需求同步提升?國內(nèi)機器人產(chǎn)量持續(xù)加大，上游減速器市場前景廣闊。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院和國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)，近年來全國工業(yè)機器人產(chǎn)能不斷擴大，2022年產(chǎn)量為44.3萬套，同比增長21%，2023年1-11月，工業(yè)機器人產(chǎn)量達到38.76萬臺，同比-2.8%。主要受下游需求波動影響。?工業(yè)機器人行業(yè)需求大幅增長，存量替換需求同步提升。據(jù)GGII數(shù)據(jù)顯示，2021年中國工業(yè)機器人減速器總需求量為93.11萬臺，同比增長78.06%。其中增量需求82.41萬臺，同比增長95.05%；存量替換量為10.70萬臺，同比增長6.57%。隨著數(shù)字化進程的加快推進，機器換人將受益其中，預(yù)計未來幾年減速器市場增長的確定性將進一步增強。圖表15

2015-2023/01~11我國工業(yè)機器人產(chǎn)量圖表16

2017-2022年中國工業(yè)機器人減速器需求產(chǎn)量（套）同比增速（右軸）增量需求（萬臺）存量需求（萬臺）同比增速（右軸）12010080604020090%80%70%60%50%40%30%20%10%500000450000400000350000300000250000200000150000100000500000140%120%100%80%60%40%20%0%0%-20%-10%-20%2022E20172018201920202021資料所：Ifind，國家統(tǒng)計局，華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，華安證券研究資料：GGII，研究院，華安證券研究所華安證券研究所12證券研究報告2.3工業(yè)機器人產(chǎn)能擴大，減速器需求同步提升?全球減速機市場規(guī)模達上千億美元。據(jù)ReportLinker，2020年全球減速機市場規(guī)模約為1331億美元。預(yù)計2026年全球減速機市場規(guī)模可達1766億美元，年復(fù)合增速為4.9%。?中國減速器市場持續(xù)增長，2022年市場規(guī)模達1321億元。近年來，隨著國家產(chǎn)業(yè)政策的支持和下游市場需求的不斷增長，我國減速器市場規(guī)模呈現(xiàn)持續(xù)增長態(tài)勢。研究院發(fā)布的《2022-2027年全球及中國工業(yè)機器人減速器行業(yè)研究報告》顯示，2022年中國減速器行業(yè)市場規(guī)模達到1321億元，同比增長5.01%，2023年市場規(guī)模預(yù)計達到1387億。圖表18

2018-2023年中國減速器市場規(guī)模及預(yù)測圖表17

全球減速機市場規(guī)模及預(yù)測（億美元）200018001600140012001000800市場規(guī)模（億元）同比增速（右軸）160014001200100080060040020006%5%4%3%2%1%0%CAGR=4.9%600400200020202026E201820192020202120222023E資料：ReportLinker，，華安證券研究所資料：，華安證券研究所華安證券研究所13證券研究報告2.4國產(chǎn)精密減速器產(chǎn)品力持續(xù)提升，部分接近國際前沿水平?國產(chǎn)與進口減速器差距收斂，部分接近國際前沿水平。自20世紀60年代諧波減速器技術(shù)引入我國之后，經(jīng)過多年發(fā)展，現(xiàn)階段國產(chǎn)諧波減速器和RV減速器部分參數(shù)已經(jīng)達到國際前沿水平。諧波減速器方面，以哈默納科為代表的日本產(chǎn)品扭矩更大、背隙較小，且壽命高達50,000小時，國產(chǎn)諧波減速器在空程上相對占優(yōu)，其中綠的諧波產(chǎn)品減速比、轉(zhuǎn)速基本與哈默納科產(chǎn)品相當。RV減速器方面，南通振康推出的ZKRV-E系列產(chǎn)品在大部分指標上與納博特斯克的RV-E系列產(chǎn)品相當，且有更大的輸出扭矩范圍。但是，由于材料、加工工藝和裝備等方面存在一定技術(shù)壁壘，國內(nèi)減速器產(chǎn)業(yè)在精度保持性、使用壽命和大批量產(chǎn)品性能一致性方面與國外企業(yè)存在一定差距。總體來看，國產(chǎn)減速器與世界先進國內(nèi)外減速器廠商差距收斂，進口替代逐漸加速。圖表19

國內(nèi)外工業(yè)機器人用典型減速產(chǎn)品對比生產(chǎn)廠商型號減速比輸出扭矩/N·m

輸出轉(zhuǎn)速/(r/min)

傳動效率/%

傳動精度

空程背隙平均壽命/h圖例HarmonicDriveCSG系列50~1607~12362065~850.5'~2'1'~3'3’‘~60''50000諧波減速器LCS系列LCD系列LHS系列LHD系列1001001001007.4~4465.1~3137.4~4465.1~175231202020205--<40''

<20''/<10''

9000~15000<40''

<20''

9000~10000<40''

<20''/<10''

9000~15000--綠的諧波----<40''<1.5'<1.5'<1.5'<20''<60"<60"<60"9000~1000085~9585~9585~95<23"<23"<23"---NabtescoRV-E系列31~192.44121525RV減速器353南通鎮(zhèn)康ZKRV-E系列

25~192.4329~441015~5080~8550''~90"

1'~1.5'--數(shù)據(jù)：各公司官網(wǎng)、公眾號，那博傳動，中國知網(wǎng)，華安證券研究所華安證券研究所14證券研究報告2.5

性能提升推動國產(chǎn)廠商市占率增長，持續(xù)加速諧波減速器：市場規(guī)模穩(wěn)步增長，進口替代加速?諧波減速機市場規(guī)模穩(wěn)步增長。諧波減速機主要適用于輕負載的小臂、腕部等機器人手臂上，這種機器人多應(yīng)用在3C、消費等下游領(lǐng)域，因此需求量較大。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù)，2021年全球機器人下游諧波減速器市場規(guī)模為23億元，預(yù)計2022年達到29億元，2025年接近49億元，2022-2025年市場空間CAGR為19.1%左右。?全球諧波減速器市場較為集中。主要參與者為日本的哈默納科、新寶，中國的綠的諧波、中技克美等。2021年哈默納科全球市占率為82%，綠的諧波占據(jù)7%的市場份額，其他廠商占比為11%。圖表20

2017-2025年全球機器人諧波減速器市場規(guī)模圖表21

2021年全球諧波減速器市場格局市場規(guī)模（億元）增速（%）哈默納科11%綠的諧波其他605040302010030%20%10%0%7%-10%-20%-30%82%資料：華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，華安證券研究所資料：華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，華安證券研究所華安證券研究所15證券研究報告2.5

性能提升推動國產(chǎn)廠商市占率增長，持續(xù)加速諧波減速器：市場規(guī)模穩(wěn)步增長，進口替代加速?2025年我國諧波減速器市場規(guī)模預(yù)計達30億元，行業(yè)發(fā)展空間較大。諧波減速器行業(yè)受益于政策和主要下游行業(yè)的驅(qū)動，迎來快速發(fā)展時期，據(jù)統(tǒng)計，2021年我國機器人下游諧波減速器市場規(guī)模為12.1億元，預(yù)計2022年達到15.9億元左右，2025年超過30億元，2022-2025年市場空間CAGR為23.7%左右。?國產(chǎn)品牌四大品牌市占率由2020年35.9%提升至2021年41.1%，進口替代加速。

2020-2021年，我國市場最大的兩個外資品牌——哈默納科和日本新寶在中國市場的占有率由46%降低至42.9%。國內(nèi)生產(chǎn)諧波減速器的企業(yè)總計超30家，實力較強的有綠的諧波、來福諧波、福德機器人、大族傳動等企業(yè)，2020-2021年，這四家企業(yè)在中國市場上的占有率之和由35.9%提升至41.1%，國產(chǎn)品牌市占率提升加速進口替代。圖表22

2017-2025年中國機器人諧波減速器市場規(guī)模情況圖表23

2020-2021年國內(nèi)諧波減速器市場競爭格局哈默納科

日本新寶

綠的諧波

來福諧波

福德機器人

大族傳動

其他市場規(guī)模（億元）增速（%）100%353025201510535%30%25%20%15%10%5%18.1%4.1%16.0%4.5%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%4.2%7.7%4.7%6.1%國產(chǎn)品牌市占率提升21.0%24.7%7.4%9.0%0%日本品牌-5%-10%-15%市占率下降37.0%35.5%02017

2018

2019

2020

2021

2022E

2023E

2024E

2025E20202021資料：華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，華安證券研究所資料：華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，華安證券研究所華安證券研究所16證券研究報告2.5

性能提升推動國產(chǎn)廠商市占率增長，持續(xù)加速RV減速器：全球2025年規(guī)模有望突破100億元，國產(chǎn)廠商市占率增加?RV減速器2020年全球市場規(guī)模達8.57億美元。

RV減速器是工業(yè)機器人中應(yīng)用范圍最廣泛的精密減速器，據(jù)QYResearch數(shù)據(jù)，預(yù)計2027年全球市場銷售額將達15.4億美元，2021-2027年CAGR為7.74%。?全球RV減速器市場集中度高。2020年全球減速器前十廠商份額占比超83%，納博特斯克、住友和SPINEA占據(jù)了全球市場的前三份額，其中納博特斯克占據(jù)全球市場61.41%的市場份額，住友和SPINEA分別占據(jù)了17.49%和4.12%。圖表24

2016-2027年全球RV減速機市場銷售額及增長率圖表25

2020年全球RV減速器市場格局銷售額（億美元）增長率（%）納博特斯克住友SPINEA其他1816141210825%20%15%10%5%16.98%4.12%0%6-5%420-10%-15%-20%17.49%61.41%資料：QYresearch，華安證券研究所資料：QYresearch，華安證券研究所華安證券研究所17證券研究報告2.5

性能提升推動國產(chǎn)廠商市占率增長，持續(xù)加速RV減速器：全球2025年規(guī)模有望突破100億元，國產(chǎn)廠商市占率增加?中國RV減速機市場規(guī)模有望進一步擴大，

2014-2021年CAGR達21.75%

。

2021年我國RV減速器市場規(guī)模約42.9億元，同比增長50.53%。隨著國家對智能制造行業(yè)的支持力度的加大等因素，減速器下游應(yīng)用領(lǐng)域有望加速發(fā)展，從而帶動減速器市場規(guī)模增長。據(jù)達60億元。研究院預(yù)測，2025年RV減速器市場規(guī)模有望?國內(nèi)RV減速器市場高度集中，國產(chǎn)廠商市占率增加。據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院估算，2021年，納博特斯克作為行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，占據(jù)了中國RV減速器市場的51.8%的份額，而國內(nèi)廠商雙環(huán)傳動緊隨其后，占市場份額15.1%。近年來，隨著中國國產(chǎn)RV減速器的發(fā)展，日企在中國的市場份額已經(jīng)低于全球水平并有降低的趨勢。2021年，納博特斯克的市占率相比2020年降低了3pct，住友下降了2.3pct。然而，國產(chǎn)廠商雙環(huán)傳動和中大力德的市占率分別增加5.8pct和1pct。圖表26

2014-2021年中國RV減速機市場規(guī)模變化趨勢圖表27

2020-2021中國RV減速器行業(yè)市場競爭格局市場規(guī)模（億元）同比增長（右軸）2020年2021年504540353025201510570%60%50%40%30%20%10%0%60%50%40%30%20%10%0%-10%-20%02014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021資料：前瞻經(jīng)濟學(xué)人，研究院，華安證券研究所資料：華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院，華安證券研究所華安證券研究所18證券研究報告2.5

性能提升推動國產(chǎn)廠商市占率增長，持續(xù)加速行星減速器：市場規(guī)模穩(wěn)步增長，高端精密行星減速器國產(chǎn)化率有待提升?全球行星減速機市場規(guī)模預(yù)期穩(wěn)步增長。據(jù)QYResearch測算，全球行星減速器銷售規(guī)模2022年為12.03億美元，2018至2023年，全球行星減速器市場規(guī)模CAGR預(yù)計為6.78%，2023年達到12.55億美元。?全球行星減速器市場較為分散。在行星減速器領(lǐng)域，由于其技術(shù)含量高，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，存在較高的進入壁壘，目前市場主要參與者為外資廠商、合資廠商，高端精密行星減速器國產(chǎn)化率有待提升。目前全球市場行星減速機頭部廠商主要包括賽威傳動、紐卡特、威騰斯坦和精銳科技等，據(jù)QYResearch數(shù)據(jù)，前三大廠商占有全球35.52%的市場份額。圖表28

2018-2023年全球行星減速器銷售額預(yù)測趨勢圖表29

2022年全球行星減速器市場占有率賽威傳動紐卡特威騰斯坦精銳科技紐氏達特其他銷售額（億美元）同比增速（右軸）141210825%20%15%10%5%12.18%11.73%47.26%611.61%4210.23%6.99%00%201820192020202120222023E資料：QYResearch，研究院，華安證券研究所資料：QYResearch，華安證券研究所華安證券研究所19證券研究報告2.5

性能提升推動國產(chǎn)廠商市占率增長，持續(xù)加速行星減速器：市場規(guī)模穩(wěn)步增長，高端精密行星減速器國產(chǎn)化率有待提升?國內(nèi)市場規(guī)模有望進一步擴大。我國從20世紀60年代起開始研制應(yīng)用行星減速器，20世紀70年代首次制訂了NGW型漸開線行星齒輪減速器標準，并生產(chǎn)了多種高速大功率行星減速器。20世紀80年代開始生產(chǎn)低速大轉(zhuǎn)矩的行星減速器。數(shù)據(jù)顯示，2018到2022年中國行星減速器銷售額持續(xù)增長，2022年達5億美元，預(yù)計2023年將達5.2億美元，預(yù)計2018-2023年復(fù)合年均增長率達11.93%。市場發(fā)展空間廣闊。?科峰智能等國產(chǎn)廠商進入第一梯隊。日本新寶、科峰智能及紐氏達特是我國精密行星減速器市場的主要供應(yīng)商，2022年日本新寶以20.4%的市占率位居龍頭，科峰智能、紐氏達特分別占11.7%、9.4%。圖表30

2018-2023年中國行星減速器銷售額預(yù)測趨勢圖圖表31

2022年中國精密行星減速器市場份額情況銷售額（億美元）同比增速（右軸）日本新寶科峰智能紐氏達特精銳科技利茗其他廠商654321040%35%30%25%20%15%10%5%20.40%46.10%11.70%9.40%0%201820192020202120222023E5.30%7.10%資料：QYResearch，研究院，華安證券研究所資料：QYResearch，研究院，華安證券研究所華安證券研究所20證券研究報告目錄1減速器：精密減速器是機器人核心零部件2下游：工業(yè)機器人應(yīng)用擴大帶動上游減速器市場擴容，多品類進口替代空間廣闊3人形機器人：新技術(shù)新產(chǎn)品加快孕育，增量市場前景廣闊4建議關(guān)注標的：雙環(huán)傳動、中大力德、豐立智能、秦川機床、綠的諧波5風險提示證券研究報告3.1各大廠商加速布局，機器人新技術(shù)新產(chǎn)品加快孕育?波士頓動力Atlas擁有出色的運動能力。Atlas是全球最活躍的人形機器人之一，憑借先進的控制系統(tǒng)硬件，Atlas被賦予了動力和平衡能力，使其展現(xiàn)出卓越的運動能力和敏捷性.由波士頓動力官網(wǎng)發(fā)布的最新演示視頻可見，視頻中Atlas能夠上下樓梯、躲避障礙；能使用雙手進行全方位互動；能通過深度傳感器觀察周圍環(huán)境；還能使用機器人動力學(xué)模型來預(yù)測其運動隨時間的演變。Atlas不僅擁有生活中常見的移動能力，也展示出一定的感知力和智能。圖表32

波士頓動力Atlas的運動能力展示圖表33

波士頓動力Atlas的動態(tài)感知能力展示資料：波士頓動力官網(wǎng)，華安證券研究所資料：波士頓動力官網(wǎng)，華安證券研究所華安證券研究所22證券研究報告3.1各大廠商加速布局，新技術(shù)新產(chǎn)品加快孕育?小米CyberOne是一款全尺寸人形仿生機器人，具有強大的感知能力和運動能力。通過自研的深度視覺模組和AI算法，它可以對真實世界進行三維虛擬重建，并實現(xiàn)雙足運動姿態(tài)平衡。其機身內(nèi)置多個電機，配合自研的人形雙足控制算法，行走姿態(tài)更加平穩(wěn)。它還可以模擬人的各項動作，擁有21個自由度，并能實現(xiàn)各自由度0.5毫秒級別的實時響應(yīng)。CyberOne的智能能力也十分強大，搭載了自研的環(huán)境音識別和語音情緒識別引擎，可以識別85種環(huán)境音和6大類45種人類情緒。配合曲面OLED顯示模組，進行交互信息實時顯示。?繼發(fā)布CyberOne后，小米參投人形機器人創(chuàng)新中心。2023年11月2日，北京小米機器人技術(shù)有限公司、北京優(yōu)必選智能機器人有限公司、北京京城機電產(chǎn)業(yè)投資有限公司共同持股成立北京人形機器人創(chuàng)新中心有限公司，注冊資本3億人民幣，經(jīng)營范圍含工業(yè)機器人制造、智能機器人研發(fā)、人工智能應(yīng)用軟件開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)、新材料技術(shù)推廣服務(wù)、軟件銷售、科技中介服務(wù)等。圖表35

小米CyberOne感知層設(shè)計圖表34

小米人形機器人CyberOne資料：中國機器人網(wǎng)公眾號，華安證券研究所資料：中國機器人網(wǎng)公眾號，華安證券研究所華安證券研究所23證券研究報告3.1各大廠商加速布局，新技術(shù)新產(chǎn)品加快孕育?2023年11月17日，深開鴻與樂聚機器人宣布，推出首款基于開源鴻蒙的KaihongOS人形機器人。該人形機器人搭載萬物智聯(lián)教學(xué)系統(tǒng)，適配智慧醫(yī)療、智慧家庭、智慧工廠等場景。該人形機器人有17個自由度，尺寸為346mm*224mm*118mm，重1.73Kg，外殼采用鋁合金+PC/ABS塑膠材質(zhì)，搭載雙攝像頭和STM32、RK3568雙運算系統(tǒng)，以及人體紅外、溫濕度等七種傳感器，Aelos開源鴻蒙版支持圖形編程、C/C++、Js／ArkTS高級編程語言。?2023年11月17日，開普勒先行者系列通用人形機器人面世，包括先行者K1、先行者S1和先行者D1三個型號。此人形機器人身高178cm，體重85kg，智能靈巧手共有12個自由度，高度仿真人類手部結(jié)構(gòu)，獲專屬外觀專利，全身多達40個關(guān)節(jié)自由度，具備復(fù)雜地形行走、智能規(guī)避障礙、手部靈活操控、強力負重搬運、手眼協(xié)同操作、智能交互溝通等功能。預(yù)估對外售價2-3萬美金之間。圖表36

首款開源鴻蒙人形機器人圖表37

開普勒人形機器人熒幕首秀資料：中國機器人網(wǎng)公眾號，華安證券研究所資料：中國機器人網(wǎng)公眾號，華安證券研究所華安證券研究所24證券研究報告3.2人形機器人當前多采用諧波減速器或行星減速器?

人形機器人運動復(fù)雜、關(guān)節(jié)多，對減速器的需求大幅增加。協(xié)作機器人與人類的接觸壓力對其安全性、靈活性提出了較高要求。據(jù)統(tǒng)計，工業(yè)機器人大多有3~6自由度，而人形機器人自由度則更高，小米人形機器人自由度達到21個。圖表39

optimus旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器?

目前市場上主流的人形機器人大多采用諧波減速器和行星減速器：?

特斯拉Optimus上配有3種共14個旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器，旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器采用諧波減速器。特斯拉旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器由角接觸軸承、諧波減速器、交叉滾子軸承、編碼器、無框電機、力矩傳感器構(gòu)成。其中力矩傳感器、諧波減速器、無框電機和編碼器為旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器重要零部件。?

優(yōu)必選WalkerX機器人的伺服驅(qū)動器迭代多代，配置包括高密度無框力矩電機、雙位置編碼器、諧波減速器。?

追覓科技通用人形機器人的減速器的設(shè)計采用了行星及其衍生的行星傳動類型，其中，負責傳遞載荷的傳動件采用了具有優(yōu)秀淬透性的高強度鉻鋼，結(jié)構(gòu)部分采用了鋁合金和鎂合金。資料：特斯拉AI

day、華安證券研究所圖表40

智元遠征A1關(guān)節(jié)電機?

達闥CloudGinger是基于智能柔性執(zhí)行器構(gòu)建的云端智能服務(wù)機器人，其智能柔性執(zhí)行器

SCA2.0采用優(yōu)化行星減速器。?

智元遠征A1機器人的專用關(guān)節(jié)PowerFlow關(guān)節(jié)電機采用了無刷電機方案，搭配了高力矩透明度的行星減速器。圖表38各品牌人形機器人采用的減速器類型公司名稱特斯拉機器人名稱Optimus采用的減速器類型諧波減速器資料：智元遠征A1發(fā)布會、華安證券研究所小米CyberOne-諧波一體關(guān)節(jié)圖表41

達闥智能柔性執(zhí)行器智元機器人優(yōu)必選遠征A1Walker

X諧波減速器達闥CloudGinger通用人形機器人智能柔性執(zhí)行器

SCA2.0采用優(yōu)化行星減速器行星及其衍生的行星傳動類型追覓科技資料：智元遠征A1發(fā)布會、智東西、達闥官網(wǎng)、機器之心、特斯拉AIDAY、華安證券研究所資料：達闥官網(wǎng)、華安證券研究所華安證券研究所證券研究報告3.2

人形機器人當前多采用諧波減速器或行星減速器?以特斯拉為例，特斯拉人形機器人Optimus整體軀干共有28個關(guān)節(jié)執(zhí)行器，其中旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器（諧波減速器）14個，線性執(zhí)行器14個。Optimus上配有3種共14個旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器，可以產(chǎn)生20Nm，110Nm和180Nm的扭矩。分別位于肩部6個、肘部2個、腰部2個和髖部4個旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器。Optimus的旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器采用諧波減速器。特斯拉旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器由角接觸軸承、諧波減速器、交叉滾子軸承、編碼器、無框電機、力矩傳感器構(gòu)成。其中力矩傳感器、諧波減速器、無框電機和編碼器為旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器重要零部件。這28個執(zhí)行器可以完成Pitch（繞X軸旋轉(zhuǎn)）、Yaw（繞Z軸旋轉(zhuǎn)）和Roll（繞Y軸旋轉(zhuǎn)）等不同動作。研發(fā)團隊通過AI仿真模型和實際驗證，在低功耗、低成本和最輕質(zhì)量的目標下，選取關(guān)節(jié)的最佳設(shè)計。圖表42

特斯拉人形機器人具有28個執(zhí)行器圖表43

Optimus的3種旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器方案圖示角接觸軸承磁鐵諧波齒輪機械離合器非接觸扭矩傳感器輸入位置傳感器輸出位置傳感器交叉滾子軸承資料：《Tesla

AI

Day2022》，華安證券研究所資料：《Tesla

AI

Day2022》，華安證券研究所華安證券研究所26證券研究報告3.3保守估算，人形機器人2030年為減速器帶來182億元增量?人形機器人身體核心零部件減速器市場空間測算：據(jù)研究院，RV減速器單價為5000-8000元，諧波減速器單價為1000-5000元，行星減速器單價為200-2000元。我們結(jié)合上市公司產(chǎn)品均價及行業(yè)情況，假設(shè)2023年RV/諧波/行星減速器市場均價分別為4000/2000/1000元。同時，根據(jù)近年市場競爭情況，假設(shè)其均價以每年5%的速度下降。特斯拉Optimus使用14個諧波減速器，我們假設(shè)單臺人形機器人使用15個諧波減速器；由于人形機器人腰部、髖部對承載能力要求較高，假設(shè)配備5個RV減速器；機器人手部是未來重要的增量市場，我們假設(shè)需要行星減速器15個。我們以樂觀/中性/保守情況預(yù)測全球2030年人形機器人需求量，假設(shè)分別達到100/60/40萬臺。由此，我們預(yù)測在樂觀/中性/保守情況下，2030年全球三種減速器市場規(guī)?？偤蛯⒎謩e達454/272/182億元。圖表44

人形機器人減速器市場空間測算20210.100.100.1044322216110852022E0.220.200.1942112105105352023E0.460.410.3840002000100052024E1.000.840.743800190095052025E2.151.721.433610180590352026E4.643.492.793430171585752027E10.007.115.433258162981552028E21.5414.4810.5630951548774515152029E46.4229.4820.5629401470735515152030E100.0060.0040.002793139769851515全球人形機器人需求量（樂觀情況）（萬臺）全球人形機器人需求量（中性情況）（萬臺）全球人形機器人需求量（保守情況）（萬臺）RV減速器價格（元/臺）諧波減速器價格（元/臺）行星減速器價格（元/臺）單臺人形機器人RV減速器需求量單臺人形機器人諧波減速器需求量單臺人形機器行星減速器需求量1515151515151515151515151515樂觀情況RV減速器市場規(guī)模（億元）諧波減速器市場規(guī)模（億元）行星減速器市場規(guī)模（億元）0.220.330.170.450.680.340.931.390.701.902.851.433.895.832.927.9611.945.9716.2924.4412.2233.3450.0125.0168.24102.3651.18139.67209.50104.75中性情況RV減速器市場規(guī)模（億元）諧波減速器市場規(guī)模（億元）行星減速器市場規(guī)模（億元）0.220.330.170.430.640.320.831.240.621.602.401.203.104.652.325.998.994.4911.5917.388.6922.4133.6116.8143.3465.0032.5083.80125.7062.85保守情況RV減速器市場規(guī)模（億元）諧波減速器市場規(guī)模（億元）行星減速器市場規(guī)模（億元）0.220.330.170.410.610.310.761.140.571.402.101.052.593.881.944.787.183.598.8413.276.6316.3524.5212.2630.2245.3322.6755.8783.8041.90資料：華安證券研究所測算華安證券研究所27證券研究報告目錄1減速器：精密減速器是機器人核心零部件2下游：工業(yè)機器人應(yīng)用擴大帶動上游減速器市場擴容，多品類進口替代空間廣闊3人形機器人：新技術(shù)新產(chǎn)品加快孕育，增量市場前景廣闊4建議關(guān)注標的：雙環(huán)傳動、中大力德、豐立智能、秦川機床、綠的諧波5風險提示證券研究報告4.1雙環(huán)傳動：RV減速器市場領(lǐng)軍品牌，產(chǎn)品譜系不斷完善?雙環(huán)傳動Q1-Q3營收穩(wěn)定增長，凈利潤表現(xiàn)超預(yù)期。雙環(huán)傳動2023年Q1-Q3實現(xiàn)營業(yè)收入58.72億元，2017-2022年營業(yè)收入復(fù)合增速達20.98%。2023年H1凈利潤6.14億元，同比增長47.24%，目前已超過2022年水平。?雙環(huán)傳動利潤率較上年持平，費用率穩(wěn)中有降。公司2017至2019年毛利率、凈利率持續(xù)下滑，2021年以來持續(xù)正增長，2023Q1-Q3毛利率、凈利率分別為21.37%和10.45%。公司三項費率占比在2017-2023Q3期間，由13.03%下降為5.12%，費用管控能力強。圖表45

雙環(huán)傳動營業(yè)收入與同比增速圖表46

雙環(huán)傳動凈利潤與同比增速營業(yè)收入(萬元）同比增速（右軸）凈利潤（萬元）同比增速（右軸）800000600000400000200000060%40%20%0%800006000040000200000400%300%200%100%0%-100%2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023Q1-Q32017

2018

2019

2020

2021

2022

2023Q1-Q3資料：同花順iFinD，華安證券研究所資料：同花順iFinD，華安證券研究所圖表47

雙環(huán)傳動毛利率和凈利率變動情況圖表48

雙環(huán)傳動期間費用率變動情況銷售費率財務(wù)費率管理費率三項費率匯總300%200%100%0%毛利率凈利率20%10%0%2017

2018

2019

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2021

2022

2023Q1-Q32017

2018

2019

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2022

2023Q1-Q3-100%資料：同花順iFinD，華安證券研究所資料：同花順iFinD，華安證券研究所華安證券研究所29證券研究報告4.1雙環(huán)傳動：RV減速器市場領(lǐng)軍品牌，產(chǎn)品譜系不斷完善?公司RV減速器國內(nèi)市占率位居第二，國產(chǎn)品牌第一。據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2021年雙環(huán)傳動占據(jù)RV減速器市場15.1%的市場份額，僅次于納博特斯克之后，位居國產(chǎn)品牌第一。公司具備進口替代領(lǐng)先優(yōu)勢，客戶群體優(yōu)質(zhì)，渠道優(yōu)勢顯著，可滿足下游機器人廠商對關(guān)鍵核心部件加快國產(chǎn)化的訴求，在國內(nèi)高負載機器人領(lǐng)域達到較高滲透率。公司機器人精密減速器業(yè)務(wù)呈現(xiàn)良好增長態(tài)勢，減速器及其他業(yè)務(wù)收入不斷增長，2022年營收4.57億元，2023年H1營收3.16億元，同比增長66.35%。?產(chǎn)品譜系不斷完善，減速器業(yè)務(wù)營收增長迅猛。公司減速器工藝成熟、產(chǎn)品譜系完善，逐步打破日本廠商長期壟斷格局。子公司環(huán)動科技密切關(guān)注國內(nèi)外重點新客戶、新產(chǎn)品的開發(fā)與導(dǎo)入，擁有SHPR-C、SHPR-E、高精密諧波減速機等產(chǎn)品系列，共計40余種型號。2021年已逐步實現(xiàn)6-1000KG工業(yè)機器人所需精密減速器的全覆蓋，產(chǎn)品譜系得到進一步完善。諧波減速器已形成多個型號產(chǎn)品批量供貨。圖表49

雙環(huán)傳動減速器及其他營收情況圖表50

雙環(huán)傳動RV減速器、諧波減速器產(chǎn)品示例營業(yè)收入（萬元）同比增長（右軸）500004500040000350003000025000200001500010000500080%70%60%50%40%30%20%10%0%0201720182019202020212022

2023H1資料：公司公告，華安證券研究所資料：公司官網(wǎng)，華安證券研究所華安證券研究所30證券研究報告4.2中大力德：多品類覆蓋，精密減速器積累深厚?中大力德營業(yè)收入與凈利潤恢復(fù)增長。中大力德2017-2022年營業(yè)收入復(fù)合增速達12.50

%，2022年實現(xiàn)營業(yè)收入

8.98億元，同比下降

5.81%。2023Q1-Q3中大力德營業(yè)收入8.22

億元，同比增長22.86%。

2017-2022年凈利潤復(fù)合增速達

2.15%，2022實現(xiàn)凈利潤

6634.18萬元。2023Q1-Q3凈利潤為5727.88萬元，同比增長34.47%。?利潤率水平逐漸下滑，期間費用率總體呈現(xiàn)下降趨勢，費用管控能力良好。2023年Q1-Q3毛利率為22.20

%，相較2022年下降1.9

pct；凈利率為6.97

%，主要系行星減速器降價所致。中大力德銷售費用、管理費用及財務(wù)費用總體呈現(xiàn)穩(wěn)步下降趨勢，三費占比由2017年的

17.19%下降為2023Q1-Q3的8.59

%，體現(xiàn)公司良好的費用管控，提升中大力德整體盈利能力。圖表51

中大力德營業(yè)收入與同比增速圖表52

中大力德凈利潤與同比增速營業(yè)收入（萬元）yoy(%)凈利潤（萬元）yoy(%)150000100000500000403020100100008000600040002000040200-20-40-102017

2018

2019

2020

2021

2022

2023Q1-Q32017

2018

2019

2020

2021

2022

2023Q1-Q3資料：同花順iFinD，華安證券研究所資料：同花順iFinD，華安證券研究所圖表53

中大力德毛利率和凈利率變動情況圖表54

中大力德期間費用率變動情況40302010020凈利率(%)毛利率(%)銷售費用（%）財務(wù)費用（%）管理費用（%）三費加總（%）151052017201820192020202120222023Q1-Q302017201820192020202120222023Q1-Q3資料：同花順iFinD，華安證券研究所資料：同花順iFinD，華安證券研究所華安證券研究所31證券研究報告4.2中大力德：多品類覆蓋，精密減速器積累深厚?中大力德是從事機械傳動與控制應(yīng)用領(lǐng)域關(guān)鍵零部件的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，成立以來深耕自動化傳動與驅(qū)動裝置的研發(fā)和制造，為各類機械設(shè)備提供安全、高效、精密的動力傳動與控制應(yīng)用解決方案。中大力德一直從事減速電機、減速器等核心零部件的生產(chǎn)和銷售，并不斷結(jié)合市場需求，借鑒國內(nèi)外先進經(jīng)驗，加大研發(fā)投入，相繼推出微型無刷直流減速電機、精密行星減速器、滾筒電機、RV

減速器、諧波減速器、伺服驅(qū)動、永磁直流減速電機等產(chǎn)品。順應(yīng)行業(yè)小型化、集成化、一體化的發(fā)展趨勢，致力于整合核心零部件系統(tǒng)，圍繞工業(yè)自動化和工業(yè)機器人，形成了減速器+電機+驅(qū)動一體化的產(chǎn)品架構(gòu)，推出“精密行星減速器+伺服電機+驅(qū)動”一體機、“RV

減速器+伺服電機+驅(qū)動”一體機、“諧波減速器+伺服電機+驅(qū)動”一體機等模組化產(chǎn)品，實現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級。?2023年公司變更募集資金用途，瞄準智能執(zhí)行單元和大型RV減速器賽道。隨著公司業(yè)務(wù)發(fā)展，為加快產(chǎn)能規(guī)劃及產(chǎn)業(yè)布局，進一步提高募集資金的使用效率，2023年公司發(fā)布公告，擬通過全資子公司佛山中大力德驅(qū)動科技有限公司實施新增公開發(fā)行可轉(zhuǎn)換公司債券募投項目“智能執(zhí)行單元及大型

RV減速器生產(chǎn)線項目”，新增募投項目建設(shè)投資總額

17,500.00

萬元，其中擬使用募集資金

11,500.00

萬元，不足部分以自有資金支付。圖表55

募集資金使用情況變更前項目總投資（萬元）變更后擬投入募集資金（萬元）序號項目名稱智能執(zhí)行單元生產(chǎn)基地項目12319386.630009886.63000技術(shù)研發(fā)中心升級項目補充流動資金及償還銀行貸款400040004智能執(zhí)行單元及大型RV減速器生產(chǎn)線項目11500合計新增產(chǎn)能及產(chǎn)值資料

：公司公告，華安證券研究所26386.626386.6募投項目達產(chǎn)后預(yù)計將形成約35.5萬臺一體化智能執(zhí)行單元產(chǎn)品及0.5萬臺大型RV減速器的生產(chǎn)能力。預(yù)計達產(chǎn)年營收為2.154億元。華安證券研究所32證券研究報告4.3豐立智能：IPO大力布局精密減速器產(chǎn)品及零部件?豐立智能營業(yè)收入下降幅度逐步收窄。豐立智能2017-2022年營業(yè)收入復(fù)合增速達10.71%，2022年實現(xiàn)營業(yè)收入4.29億元，同比下降24.55%。2023Q1-Q3豐立智能營業(yè)收入3.17億元，同比減少9.56%。第三季度營收

1.17

億，同比上升

7.61%，主要原因是第一季度收入下降導(dǎo)致，第二季度收入比第一季度環(huán)比增幅

39.28%。第三季度環(huán)比略增。收入下降幅度逐步收窄。

2017-2022年凈利潤復(fù)合增速達11.05%，2022實現(xiàn)凈利潤4489.9萬元。?豐立智能利潤率趨穩(wěn)，期間費用率總體呈現(xiàn)波動下降趨勢。2023年Q1-Q3毛利率為19.81%，與上年同期基本持平；凈利率為9.35%，凈利率下降系募投項目包括新建廠房、新增設(shè)備陸續(xù)轉(zhuǎn)固增加計提折舊額而產(chǎn)能利用率暫時較低的所致。豐立智能銷售費用、管理費用及財務(wù)費用總體呈現(xiàn)穩(wěn)步下降趨勢，三費占比由2018年的10.25%下降為2023Q1-Q3的5.16%，體現(xiàn)公司良好的費用管控。圖表56

豐立智能營業(yè)收入與同比增速圖表57

豐立智能凈利潤與同比增速營業(yè)收入（萬元）yoy(%)凈利潤（萬元）yoy(%)6000040000200000604020080006000400020000150100500-20-40-50201820192020202120222023201820192020202120222023Q1-Q3Q1-Q3資料：同花順iFinD，華安證券研究所資料：同花順iFinD，華安證券研究所圖表58

豐立智能毛利率和凈利率變動情況圖表59

豐立智能期間費用率變動情況3015105凈利率(%)毛利率(%)銷售費用（%）財務(wù)費用（%）管理費用（%）三費加總（%）25201510500201820192020202120222023201820192020202120222023Q1-Q3Q1-Q3(5)資料：同花順iFinD，華安證券研究所資料：同花順iFinD，華安證券研究所華安證券研究所33證券研究報告4.3豐立智能：IPO大力布局精密減速器產(chǎn)品及零部件?豐立智能公司是專業(yè)從事小模數(shù)齒輪、精密減速器及零部件等產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)與銷售的高新技術(shù)企業(yè)，主要產(chǎn)品包括齒輪、精密減速器（含諧波）及零部件、新能源傳動以及氣動工具等產(chǎn)品。公司主要產(chǎn)品作為重要零部件被廣泛應(yīng)用于新能源汽車、機器人、智能家居、醫(yī)療器械、電動工具、電站遠程控制系統(tǒng)等領(lǐng)域提供具有核心競爭力和定制化的齒輪、精密減速器及相關(guān)零部件產(chǎn)品，現(xiàn)已進入全球一流企業(yè)供應(yīng)鏈體系，為小模數(shù)齒輪行業(yè)龍頭。?公司于2022年12月15日首次公開發(fā)行股票并在創(chuàng)業(yè)板上市，大力布局精密減速器產(chǎn)品及零部件。公司齒輪箱升級及改造項目達產(chǎn)后，預(yù)計將新增電動工具減速器產(chǎn)能

205萬件，精密諧波減速器產(chǎn)能

3.5

萬件。在立足傳統(tǒng)小模數(shù)齒輪業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，公司做大精密減速器業(yè)務(wù)規(guī)模，并將諧波減速器推向市場。圖表60

豐立智能IPO募資用途項目名稱投資總額（萬元）

擬使用募集資金（萬元）小模數(shù)精密齒輪及精密機械件擴產(chǎn)項目14,590.7814,000.00齒輪箱升級及改造項目研發(fā)中心升級項目11,177.336,266.6411,000.006,000.00補充流動資金合計7,000.007,000.0039,034.7538,000.00資料：公司公告，華安證券研究所華安證券研究所34證券研究報告4.4秦川機床：老牌國企煥發(fā)新顏，擴能增產(chǎn)滿足市場?秦川機床上半年業(yè)績承壓，長期成長空間廣闊。秦川機床2023年Q1-Q3實現(xiàn)營業(yè)收入28.29億元，2017-2022年營業(yè)收入復(fù)合增速達6.45%。2023年前三季度凈利潤0.98億元，同比下降56.28%，系控股子公司聯(lián)合美國工業(yè)公司進入破產(chǎn)清算程序，報告期內(nèi)公司喪失對該子公司的控制權(quán)，確認投資損失影響所致。公司作為老牌機床國企，精密磨床技術(shù)領(lǐng)先，具備稀缺的核心零部件量產(chǎn)能力，定增項目進一步推動產(chǎn)品高端化，有望持續(xù)受益自主可控趨勢。?秦川機床利潤率趨于穩(wěn)定，費用率有所下降，費用管控能力良好。公司近年來毛利率變化幅度維持在18%左右，2023前三季度毛利率18.06%；凈利率于2020年由負轉(zhuǎn)正后小幅上升，2023Q1-Q3為3.47%。公司三項費率占比在2017-2023年Q3期間由18.82%下降為11.28%，三費占比趨勢體現(xiàn)良好的費用管控能力。圖表61

秦川機床營業(yè)收入與同比增速圖表62

秦川機床凈利潤與同比增速凈利潤（萬元）同比增速（右軸）500.00%營業(yè)收入(萬元）同比增速（右軸）40000200000600000400000200000040.00%20.00%0.00%0.00%-20.00%-40.00%2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023Q1-Q3-500.00%-1000.00%-200002017

2018

2019

2020

2021

2022

2023Q1-Q3-40000資料：同花順iFinD，華安證券研究所資料：同花順iFinD，華安證券研究所圖表63