汽车行业专题报告：关注机器人执行器技术变化与核心标的

行业评级：看好2025年7月15日——汽车行业专题报告分析师刘巍邮箱liuwei03@stocke.com.cn证书编号S1230524040001证券研究报告关注机器人执行器技术变化与核心标的分析师白浪邮箱bailang@stocke.com.cn证书编号S1230525010003研究助理张逸辰邮箱zhangyichen@stocke.com.cn投资摘要2✓持续关注机器人执行机构变化：丝杠与减速器技术路线持续迭代。✓丝杠：行星滚柱丝杠应用于人形机器人，微型丝杠有望应用于灵巧手。核心为螺纹加工能力，壁垒为螺纹磨床设备。✓谐波减速器：具有轻量化、精度高优势，有望应用于手腕、灵巧手等环节。关注材料和设计端持续迭代的国产厂商。谐波减速器的柔轮（合金钢）及刚轮（球墨铸铁）因为持续受力，对材料韧性、耐磨性等具有较高要求。✓摆线减速器：结构紧凑、传动比大，有望应用于人形机器人重负载环节。摆线针轮减速器的传动比范围大，单级传动比可达1:87，多级传动比更大。同时，摆线制造工艺较高，加工壁垒高。✓关注机器人零部件卡位好、有变化、主业稳健的上市公司：✓隆盛科技：新能源驱动领军，战略卡位 [ 灵巧手、传感器和谐波减速器 ] 。✓豪能股份：车端业务增长强劲，传动龙头强势卡位机器人 [ 减速器 ] 。✓西菱动力：汽车及航空业务景气向上，机器人业务打开成长空间 [ 谐波减速器 ] 。✓美湖股份：泵类产品龙头，全面布局机器人核心零部件 [ 轻量化 ] 。✓雷迪克：轴承头部企业，通过参股北方机械、控股誊展精密，全面布局 [ 关节大丝杠和灵巧手微型丝杠 ] 。✓浙江荣泰：并购补齐手部模组总成零部件，业务边界不断拓展 [ 微型丝杠、精密减速器 ] 。✓风险提示✓下游需求不及预期；行业竞争加剧；产业落地进程不及预期。机器人执行器技术变化更新01Partone34丝杠简介与分类4➢ 丝杠是一种将电机端旋转运动转化为直线运动的机械部件。➢ 丝杠从设计结构角度分为：梯形丝杠、滚珠丝杠和行星滚柱丝杠。1、滚珠丝杠相较于梯形丝杠：螺母和丝杠之间的滑动摩擦转化为螺珠和丝杠之间的滚动摩擦，摩擦更小，精度更高。2、行星滚柱丝杠相较于滚珠丝杠：螺柱替代螺珠，滚柱是线接触，滚珠是点接触，承载能力更大。➢ 行星滚柱丝杠根据其运动关系的不同可分为标准式行星滚柱丝杠、反向式行星滚柱丝杠。反向式：螺母作为主动件，适合更紧凑的应用场景，如人形机器人。丝杠梯形丝杠滚动丝杠滚珠丝杠行星滚柱丝杠标准式反向式图：丝杠分类梯形丝杠滚珠丝杠行星滚柱丝杠承载能力低中高精度低中高摩擦高低低使用寿命低中高成本低中高驱动优点缺点标准式丝杠转动驱动螺母线性运动应用更广泛、负载高体积大反向式螺母转动驱动丝杠线性运动体积小、更紧凑 行程小，负载不如标准式01丝杠类型性能对比行星滚柱丝杠性能对比资料来源：《行星滚柱丝杠副产品产业化应用分析》，《行星滚柱丝杠传动精度分析与设计》，新剑传动官网，乐晴智库，浙商证券研究所5谐波减速器产品性能受齿形、柔轮材料和工艺流程的影响025性能影响因素产品性能谐波减速器常见问题1.齿轮磨损：长时间运转或使用耐磨性较差的材料可能导致齿面磨损、齿轮轴孔和键槽磨损等问题，同时，柔轮齿轮与钢轮轮齿之间也存在传动磨损，这些磨损会降低谐波传动的效率和精度，引起噪声和振动，甚至导致柔轮的破坏。2.齿轮变形：由于谐波减速器工作负荷大、温度变化等原因，齿轮及其他传动部件可能会发生变形，导致传动间隙变化、齿轮啮合出现问题。3.轮齿折断现象：过载或材料质量问题可能导致谐波减速器齿轮的折断和损坏。超负荷操作也可能会导致齿轮的过度应力和最终断裂。4.润滑油脂渗漏：设计不合理、选择不合理、油封材料使用不合理或装配工艺不正确等原因可能导致润滑油脂的渗漏。体积使用寿命精度齿形设计工艺流程柔轮材料➢ 我们认为，国内和海外厂商的差距主要为齿形设计、柔轮材料、工艺流程三个方面➢ 齿形设计、柔轮材料、工艺流程决定了谐波减速器产品的性能优势资料来源：《工业机器人谐波减速器柔轮结构优化及寿命预测》，浙商证券研究所谐波减速器材料：柔轮材料要求高026➢柔轮：谐波减速器工作过程中柔轮不断变形，并且要同时承受弯曲和扭转两种应力，容易导致疲劳断裂从而造成谐波减速器失效，因此柔轮材料需要满足扭转刚度高、耐磨性好等特点。目前，国内外的谐波减速器柔轮材料基本为40Cr合金钢，由于原材料中含有的杂质会导致微小裂纹进而影响使用寿命，因此对原始胚料的纯度要求极高。与进口产品相比，国产柔轮存在洁净度较差、组织粗大等问题。➢刚轮：多采用球墨铸铁制造，能够提供良好的韧性、耐磨性。由于石墨的润滑作用，球墨铸铁的摩擦因数低于40Cr钢，表现出更优异的耐磨性。➢波发生器：由柔性轴承与椭圆形凸轮组成，目前国内谐波减速器厂商已经开始加速轴承的国产化进程。谐波减速器结构示意图谐波减速器柔轮失效主要形式资料来源：绿的谐波招股说明书，《谐波减速器柔轮疲劳断裂失效分析》，《工业机器人谐波减速器柔轮结构优化及寿命预测》，融合创新，浙商证券研究所摆线减速器构成037➢ 摆线针轮减速器主要由输入机构、摆线轮、针轮及输出机构等部件组成：➢ 输入机构：主要由输入轴、偏心轴和轴承组成。输入轴与电机轴相连，偏心轴有 2 个，径向对称地安装于输入轴上，分别用于安装相位相差180°的2个摆线轮；偏心轴与摆线轮之间通过滚动轴承连接。➢ 摆线轮：以短幅外摆线的内侧等距曲线作为传动齿廓的传动齿轮，是摆线针轮减速器的核心构件。理论上一个摆线轮就能实现运动的传递，但实际机构一般采用两个相同的摆线轮沿径向对称安装，以使摆线轮在与针轮啮合过程中实现静力平衡，减轻振动，提高减速器的承载能力。➢ 针轮：摆线针轮减速器的关键部件之一，主要由针齿壳、针齿销和针齿套组成。当摆线轮与针齿套相啮合时，针齿套可绕针齿销转动，因而将其与摆线轮啮合中的相对滑移运动转化为纯滚动，以减少啮合摩擦损失。➢ 输出机构：输出机构主要由法兰盘、若干柱销和摆线轮上开有的柱销孔组成。柱销的一端固定在输出轴的法兰盘上，另一端插入两摆线轮端面的等分孔中，在柱销的悬臂上装有可移动的柱销套以减少摩擦损失。摆线轮上柱销孔推动着柱销转动，柱销固连着减速器两端的圆盘作为输出机构，由此将摆线轮的低速自转通过柱销输出。圆柱滚子轴承偏心轴摆线轮与输入轴装配针齿销和针齿套输入轴组件装配柱销、轴承与输出轴装配针齿壳组件资料来源：机电研习社公众号，思瀚产业研究院，《摆线针轮减速器实体建模和啮合特性分析_戴文婷》，浙商证券研究所摆线针轮减速器结构示意图摆线针轮减速器爆炸图摆线减速器原理038➢ 摆线针轮行星减速器是采用K－H－V少齿差一式传动原理及摆线针齿啮合的传动机械。➢在输入轴上装有一个错位180°的双偏心套，在偏心套上装有两个称为转臂的滚柱轴承，形成H机构、两个摆线轮的中心孔即为偏心套上转臂轴承的滚道，并由摆线轮与针齿轮上一组环形排列的针齿相啮合，以组成齿差为一齿的内啮合减速机构。为了减小摩擦，在速比小的减速机中，针齿上带有针齿套。➢当输入轴带着偏心套转动一周时，由于摆线轮上齿廓曲线的特点及其受针齿轮上针齿限制之故，摆线轮的运动成为既有公转又有自转的平面运动，在输入轴正转一周时，偏心套亦转动一周，摆线轮于相反方向转过一