人形机器人行业专题报告:人形机器人赛道深度之减速器,减速增扭,需求倍增

人形机器人赛道深度之减速器:减速增扭,需求倍增-人形机器人行业专题报告分析师 | 齐天翔 S0800524040003 邮箱地址:qitianxiang@research.xbmail.com.cn分析师 | 张磊S0800524070001 邮箱地址:zhanglei@research.xbmail.com.cn西部证券研发中心2025年02月21日证券研究报告请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明核心结论2精密减速器核心功能是减速增扭,是精密传动领域不可或缺的装置。减速器是一种动力传动装置,是连接动力源和执行机构的中间机构,可通过内部的齿轮、蜗杆等传动机构,将高转速、低转矩的输入转换为低转速、高转矩的输出。同时,还能起到增加传动精度和增加负载能力的作用。其中,回程间隙小、传动精度高的精密减速器技术壁垒较高、市场需求旺盛。精密减速器根据结构一般可分为行星减速器、谐波减速器、RV减速器,常用于机器人、数控机床等高端领域。人形机器人产业发展助力精密行星减速器和谐波减速器的市场快速扩容。从当前各家人形机器人本体结构上看,使用了较多行星和谐波减速器。以特斯拉人形机器人Optimus Gen-2为例,其全身共使用了14个谐波减速器和12个行星减速器,14个谐波减速器分别用于肩部、肘部、腰部等部位的旋转关节中,12个行星减速器则用于灵巧手内部传动装置中(单手用6个)。另外,智元远征A1、宇树G1、优必选Walker X等国产人形机器人本体设计中也使用了精密行星或谐波减速器。哈默纳科在谐波减速器领域优势明显,绿的谐波等国内企业奋起直追。根据GGII数据显示,2021年,哈默纳科在谐波减速器领域的市场份额超过80%,竞争优势明显。我国在精密谐波减速器领域起步较晚,国内谐波减速器企业市占率较低,但是以绿的谐波为代表的自主企业,经过多年研发,在国内率先实现了谐波减速器的工业化生产和规模化应用,打破了国际品牌在国内机器人谐波减速器领域的垄断。随着国产自主品牌减速器厂商与国产机器人厂商通力合作,自主品牌市场份额正稳步提升。另外,当前国内人形机器人产业百花齐放,凭借快速响应和成本优势,自主品牌精密减速器企业有望充分受益。智能汽车与AI机器人技术同源,国内汽车零部件企业争先布局人形机器人,二者产业链或将高度重合。特斯拉直接将FSD和Autopilot技术复用到Optimus人形机器人,显示出智能汽车和机器人软件算法上具有同源性。小鹏、小米、比亚迪、广汽等汽车主机厂已经开始投入人形机器人研发,而且汽车零部件里的典型企业(如拓普、三花、北特、贝斯特、豪能等)也纷纷拓展人形机器人相关零部件业务,我们认为,未来汽车主机厂或将成为人形机器人重要生产商和终端用户(如生产制造场景),汽车产业链和人形机器人产业链有望高度重合。【投资建议】随着AI技术持续迭代,科技大厂和创业先锋企业相继入局人形机器人产业,人形机器人作为AI重要终端应用之一,有望迎来快速发展。我们认为,精密减速器作为人形机器人的必备部件或将充分受益,国产替代空间广阔,已有相关产品布局或拟入局精密减速器赛道的企业有望迎来快速成长。①精密减速器国内领先企业:绿的谐波、中大力德、双环传动、秦川机床、丰立智能、瑞迪智驱、国茂股份②通过内生外延拓展机器人精密减速器的企业:豪能股份、福达股份、中鼎股份、斯菱股份、富临精工③潜在入局减速器的企业:蓝黛科技【风险提示】人形机器人产业发展不及预期、精密减速器技术迭代风险、精密减速器国产替代不及预期CONTENTS目录CONTENTS目 录精密减速器在人形机器人上的应用典型企业投资建议010203不同减速器的介绍及对比分析04风险提示05请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明减速器:减速增扭的关键传动部件4 定义:减速器是处于动力源和执行机构中间的装置,是一种动力传达机构,其利用齿轮的速度转换器,将电机的回转数减速到所要的回转数,并得到较大转矩的装置。 作用:a) 降低转速:在设备运转过程中,电机可以提供较高的转速,但不同的应用场景和功能需求需要匹配不同的转速,因此需要使用减速器对电机的输出转速进行减速。b) 增大扭矩:转速的降低换来的是扭矩的提高,从而使得额定输出功率不变的电机能够应对更大的负载、对抗更大的阻力。c) 增加传动精度:减速器能够提高电机的传动精度,减小了传动误差和回程误差,适用于对传动精度要求较高的场合。d) 增加负载能力:减速电机通过减速器提高了输出扭矩,增加了系统对负载的适应能力,能够承受更大的负载和冲击负荷。 分类:减速器按用途和精度可分为三类:1)通用减速器,广泛应用于多领域,满足基础动力传动需求;2)专用减速器,以大型、特大型为主,多为非标、行业专用产品,包括船用齿轮箱、冶金齿轮箱、风力发电齿轮箱、工程机械齿轮箱等;3)精密减速器,回程间隙小、传动精度高,常用于机器人、数控机床等高端领域,包括精密行星减速器、RV减速器和谐波减速器等。资料来源:中菱科技公众号、观研天下公众号、科峰智能招股说明书、纳博特斯克官网、思瀚研究院公众号、西部证券研发中心图表:减速机的应用按用途分类特点应用场景通用减速器控制精度较低,但足以满足机械设备基本的动力传动需求。广泛应用于各种需要减速传动的机械设备中。专用减速器针对于特定行业或特定设备设计的减速器,具有更高的适应性。应用于船舶、工程机械、风力发电等特定行业。精密减速器回程间隙小、传动精度高。应用于机器人、数控机床等高端领域。图表:减速器分类图表:减速器功能示意图请务必仔细阅读报告尾部的投资评级说明和声明精密减速器主要包括行星、RV、谐波减速器5资料来源: 上海嘉奕晟科技有限公司官网、环动科技招股说明书、深圳市机器人协会公众号、痛点设计公众号、环动科技招股说明书、绿的谐波官网及招股说明书、西部证券研发中心 精密减速器根据结构可分为三类:1)行星减速器,主要由行星轮、太阳轮和内齿圈构成,结构紧凑且传动效率高,适用于机器人中对精度要求低的部分身体旋转关节;2)RV减速器,减速比范围大且承载能力强,刚性和耐过载冲击性能好,广泛应用于机器人基座、大臂、肩部等重负载位置;3)谐波减速器,基于柔轮的弹性变形原理,体积小、重量轻且传动精度高,但承载能力相对较弱,更适合应用于3C、半导体、医疗器械等行业的工业机器人小臂、腕部、手部等部件。分类简介特点应用领域图示行星减速器主要由行星轮、太阳轮和内齿圈组成,其中太阳轮位于中心,行星轮围绕太阳轮公转的同时自转,通过行星架输出减速。结构紧凑、传动效率高(单级可达97%~98%)、精度高、承载能力强、抗冲击和振动性能好。适用于机器人中对精度要求低的部分身体旋转关节,也有用于手部的关节,如特斯拉Optimus。RV减速器RV减速器是在摆线针轮行星传动基础上发展起来的一种刚性齿轮减速器,主要由输入轴、行星轮、曲柄轴、摆线轮、针齿轮和行星架等组成。大体积、高负载能力(容许力矩负载可达 28,000N•m)、高刚度、范围大、传动效率高(85%-92%)、精度稳定。广泛应用于机器人基座、大臂、肩部等重负载位置,以及数控机床、医疗检测设备、卫星接收系统等领域。谐波减速器基于柔轮的弹性变形原理的一种传动机构,由柔轮、刚轮和波发生器三个基本构件组成。

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