机械设备行业专题：减速器——国产替代演绎存量市场，机器人新兴产业绑定增量空间

1证券研究报告作者：行业评级：上次评级：行业报告|请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明机械设备强于大市强于大市维持2023年10月10日（评级）分析师 朱晔SAC执业证书编号：S1110522080001减速器——国产替代演绎存量市场，机器人新兴产业绑定增量空间行业专题研究摘要2请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明减速器是传动核心装置，在机器人中应用广、占比重➢减速器是机械设备中动力源与执行机构之间的独立传动装置，机器人用精密减速器主要为谐波、RV和精密行星减速器：1）谐波减速器主要结构为柔轮、刚轮和波发生器，特点是减速比大，精度高，但负载较低，柔轮抗冲击性较小，长期使用柔轮长时间变形导致精度下降，一般用于机器人末端、上肢等部分；2）RV减速器为摆线针轮+行星齿轮二级结构，负载高，精度高，抗冲击性较大，但结构复杂成本较高，尺寸较大，常用于机器人大臂、基座；3）精密行星减速器主要结构是行星轮、太阳轮和内齿环，传动效率高，但单级减速比较小，需要多级使用，尺寸较大，常用于轮部。三种减速器在协作机器人应用上仍存在技术路线之争，减速器是机器人的三大核心零部件之一，每个活动关节都需要配置，其价值占机器人生产成本超过30%。机器人产业商业化进程加快，人形机器人打开减速器增量市场➢减速器下游细分市场中机器人占比在50%以上，包括工业机器人、人形机器人和多足机器人。全球工业机器人年安装量预计在2025年达到69万台，其通常配置3~6个自由度，中国工业机器人年安装量已经超过其他所有国家总和，已经成为全球工业机器人最大市场，谐波减速器与RV减速器的机器人行业需求基本持平。多足机器人自由度大幅增加，小米预计，2~3年内四足机器人会呈现To C的趋势，随着产业链的成熟，价格有望降至5000元以下；人形机器人仍在开发中，自由度可高达68，特斯拉、小米、宇树等人形机器人自由度为15~40，有望带动减速器用量大幅提升，但在具体减速机类型上，行星和谐波两种方案都有应用。国产性能接近世界水平，国产替代在存量市场持续演绎➢减速器下游主要应用于多关节机器人、协作机器人、高端数控机床等领域，2024年中国数控机床市场规模预计达到5728亿元、机器人市场规模达到110亿美元。谐波、RV减速器市场均基本由日系厂商垄断，日系全球市场份额占比约80%，国内市场份额占比约40~60%，占比靠前的国内企业有绿的谐波、来福谐波、双环传动、中大力德，目前已形成中日双寡头的局面；而行星减速器市场较为分散，国内市占率较高的企业为科峰智能、纽氏达特、精锐科技。从性能参数上来看，国产减速器性能接近世界先进水平，随着国内企业市场产量进一步提高、价格下降，减速器存量市场中国产替代空间较大。建议关注：中大力德、昊志机电、绿的谐波、秦川机床、双环传动（中小市值和汽车团队联合覆盖）、丰立智能、精锻科技风险提示：下游市场扩张不及预期；政策推动效应不达预期；技术研发与技术升级替代风险；市场竞争加剧减速器——机械设备传动之核心，机器人活动之关节13请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明图：动力源、减速器与执行设备连接示意图减速器是机械设备中动力源和执行机构之间的独立传动装置，发展历史悠久，型号、种类繁多。➢机械设备输入动力源通常尺寸较小、转速较大，而输出执行机构通常负载较重、转速较小，因此需要使用减速器以达到降低转速、提高扭矩的目的。➢圆柱齿形和蜗轮蜗杆减速器为较为传统的结构。外摆线行星齿轮于上世纪20年代在渐开线行星齿轮基础上发展而来，后经过日企改良大规模应用；80年代后，摆线与渐开线行星齿轮组合形成了RV、摆线针轮行星齿轮减速器。谐波减速器于上世纪50年代左右被提出并应用，其亦应用行星齿轮传动原理。1.1 减速器是连接动力与执行机构的核心装置，历史悠久，种类繁多4图：主流减速器类型发展历程资料来源：伍勒斯精密机械官网，林江海等《工业机器人用精密减速器研究现状》，科峰智能招股书，黄兴等《工业机器人精密减速器综述》，马可波罗网，绿的谐波招股书等，天风证券研究所减速器一般齿轮传动原理斜面正交传动原理行星齿轮传动原理圆柱齿形减速器蜗轮蜗杆减速器（渐开线）行星齿轮减速器（2K-H）摆线针轮减速器（K-H-V）精密行星减速器（2K-H）谐波减速器RV减速器（2K-V）精密摆线针轮行星减速器（K-H-V）1.1 减速器是连接动力与执行机构的核心装置，历史悠久，种类繁多5表：主流减速器技术指标与应用场景对比资料来源：各公司官网，各公司公告，黄兴等《工业机器人精密减速器综述》、官浩《空间谐波减速器性能退化与寿命分析研究》等，天风证券研究所减速器应用场景十分广泛，减速比、传动精度、输出扭矩、传动效率和使用寿命是其较为核心的技术指标。负载较大、精度要求不高的工业场景主要采用圆柱齿形、蜗轮蜗杆和摆线针轮减速器，摆线针轮减速器在绝大多数场景下可以替代前两种减速器。精度要求高的机器人、数控机床、航空航天等领域主要采用精密行星减速器、谐波减速器和RV减速器。谐波减速器RV减速器精密行星减速器行星齿轮减速器摆线针轮减速器蜗杆蜗轮减速器圆柱齿轮减速器传动原理行星齿轮传动斜面正交传动一般齿轮传动结构特征柔性内轮、刚性外轮、波发生器行星轮前级、摆线针轮后级太阳轮、行星轮、内齿圈摆线轮、针齿轮、偏心轴蜗轮、蜗杆传动轴、多级直齿轮减速比单级50-500单级11-87双级121-7500单级2.8-12.5双级14-160单级6-119双级121-7569单级8-80单级1-5双级3-30输出扭矩一般高一般高低低传动效率0.7-0.90.9-0.940.8-0.950.9-0.950.7-0.90.6-0.9刚度一般一般一般一般一般一般传动精度高高高一般高一般低使用寿命＞8000h＞6000h＞20000h，免保养----可靠性一般一般一般一般差一般振动噪音≤60dB≤70dB≤65dB----重量体积小中中，径向长度大中大很大制造要求高较高高较高高一般成本(元/台)1000-5000元5000-8000元200-2000元----适用场景较低负载、高精度场景：工业机器人、仿生机器人、智慧物流、数控机床、航空航天、医疗器械、半导体、新能源较高负载、低精度场景：工程建设、市政环境、石油化工、能源、工程机械、地质钻探、港口码头、船舶交运、林业设备、纺织印染、食品药品机器人腕部、手部、小臂机器人基座、大臂、肩膀移动机器人；集成于步进、伺服电机主要厂商哈默纳科（日）、尼得科（日，原新宝）、绿的谐波、中技克美、大族传动、来福谐波、中大力德、双环传动、昊志机电、丰立智能等纳博特斯克（日）、威腾斯坦（德）、南通振康、双环传动、秦川机床、南高齿（中国传动）、中大力德、昊志机电等住友 、SEW（德）、ABB、尼得科、纽氏达特、中大力德、科峰智能、昊志机电、丰立智能等住友、Dojen（美）、Spinea（斯洛伐克）、浙江恒丰泰、泰星减速器、国茂股份、秦川机床等61.2 精密减速器详比：原理相同、实现方式各有千秋、不可相互替代资料来源：中技克美官网，张宗鑫《谐波减速器磨损性能及磨粒类型辨识研究》，天风证券研究所谐波减速器体积小、传动比大，适用于机器人小臂、手部、腕部等部分。➢结构特点：主要由柔轮、刚轮和波发生