機(jī)器人系列深度報(bào)告

1、減速機(jī)定義機(jī)器人“自由度”，價(jià)值量高減速機(jī)是機(jī)器人的“關(guān)節(jié)”，價(jià)值量占比最高減速器是工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)， 作用在于降低轉(zhuǎn)速、增加扭矩，保證機(jī)器人平穩(wěn)精確運(yùn)行。工業(yè)機(jī)器人主要由控制器、伺服和減速器三大零部件構(gòu)成。這三個(gè)部件搭配共同實(shí)現(xiàn)機(jī)器人可控、平穩(wěn)、精準(zhǔn)地完成標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作，每個(gè)部件都缺一不可?？刂破鳎鹤鳛闄C(jī)器人的“大腦”，通過硬軟件結(jié)合來控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)位置、姿態(tài)和軌跡；伺服電機(jī)：作為機(jī)器人的“驅(qū)動(dòng)力“，根據(jù)控制器發(fā)出的命令輸出力矩，動(dòng)態(tài)控制機(jī)器人的速度和位置；減速器：伺服電機(jī)一般輸出的轉(zhuǎn)速高、力矩小，不能滿足機(jī)器人本體的運(yùn)動(dòng)需求，需要通過減速器來降低轉(zhuǎn)速、增加力矩。圖 1：減速器在工業(yè)機(jī)器人當(dāng)中的

2、位置安川電機(jī)官網(wǎng)、埃斯頓官網(wǎng)、研究減速器是機(jī)器人本體中成本占比最高的環(huán)節(jié)。減速器位于機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈的上游零部件環(huán)節(jié)，產(chǎn)業(yè)鏈中游是機(jī)器人本體制造，下游是集成應(yīng)用。根據(jù)高工機(jī)器人數(shù)據(jù)，工業(yè)機(jī)器人總成本中減速器占比最高，占 32%，其次伺服、外殼和控制器分別占比 20%、18%、15%。圖 2：工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈：減速器處于上游零部件環(huán)節(jié)資料來源：綠的諧波公告、研究圖 3：減速器工業(yè)機(jī)器人成本結(jié)構(gòu)中占比最高 32%其他, 15%外殼, 18%控制器, 15%減速器, 32%伺服, 20%減速器伺服 控制器外殼 其他GGII、研究產(chǎn)品形態(tài)：RV 減速器和諧波減速器各有優(yōu)勢(shì)，互為補(bǔ)充精密減速器以 RV 減速

3、器和諧波減速器為主。減速器種類繁多，根據(jù)傳動(dòng)類型可分為蝸桿減速器、行星減速器、齒輪減速器。工業(yè)機(jī)器人使用的精密減速器通常包括 RV 減速器、擺線針輪行星減速器、諧波減速器、精密行星減速器、濾波齒輪減速器等。工業(yè)機(jī)器人本體廠商通常會(huì)根據(jù)精度、速度、體積大小等的不同需要，組合搭配不同類型的減速器。其中，RV 減速器和諧波減速器應(yīng)用最多。RV 減速器與諧波減速器各有優(yōu)劣，相互互補(bǔ)。RV 減速器剛性好、抗沖擊能力強(qiáng)、傳動(dòng)平穩(wěn)、精度高，適合中、重負(fù)載應(yīng)用，通常用于多關(guān)節(jié)機(jī)器人的機(jī)座、大臂、肩部等重負(fù)載環(huán)節(jié)，應(yīng)用場(chǎng)景包括汽車、運(yùn)輸、港口碼頭等；諧波減速器體積小、零部件數(shù)量少，同樣具有精度高、傳動(dòng)比的特點(diǎn)，

4、適合小型、中低負(fù)載應(yīng)用，通常用于機(jī)器人小臂、腕部和手部，應(yīng)用場(chǎng)景包括 3C、半導(dǎo)體、食品、注塑、磨具、醫(yī)療等。圖 4：RV 減速器示意圖圖 5：諧波減速器示意圖 納博特斯克官網(wǎng)、研究綠的諧波官網(wǎng)、研究表 1：RV 減速器與諧波減速器對(duì)比RV 減速器諧波減速器技術(shù)特點(diǎn)通過多級(jí)減速實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，一般由行星齒輪減速器的前級(jí)和擺線針輪減速器的后級(jí)組成，組成的零部件較多。通過柔輪的彈性變形傳遞運(yùn)動(dòng)，主要由柔輪、剛輪、波發(fā)生器三個(gè)核心零部件組成，使用的材料、體積及重量大幅度下降。背向間隙60 arc sec20 arc sec傳動(dòng)效率80%75%溫升4540技術(shù)指標(biāo)噪聲70db60db減速比30-192.43

5、0-160額定轉(zhuǎn)矩下使用壽命6000h8000h額定輸出轉(zhuǎn)矩101-6135 Nm6.6-921 Nm扭轉(zhuǎn)剛性20-1176 Nm/arc min1.34-54.09 Nm/arc min共同點(diǎn)共同優(yōu)勢(shì)：精度高、傳動(dòng)比大不同點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：負(fù)載高、剛度高、疲勞強(qiáng)度較高劣勢(shì)：重量重、體積大，無法用于輕負(fù)載領(lǐng)域；零部件數(shù)量多、制造和裝配難度大，不利于大規(guī)模生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)：體積小、零部件數(shù)量少劣勢(shì)：負(fù)載輕，容許力矩負(fù)載在 1,500Nm 以內(nèi)，難以用于重負(fù)載部位；由于柔輪的反復(fù)變形，存在疲勞強(qiáng)度的問題應(yīng)用場(chǎng)景一般應(yīng)用于多關(guān)節(jié)機(jī)器人中機(jī)座、大臂、肩部等重負(fù)載的位置。汽車、運(yùn)輸、港口碼頭等行業(yè)中通常使主要應(yīng)用于機(jī)器人

6、小臂、腕部或手部。3C、半導(dǎo)體、食品、注塑、模具、醫(yī)療等行業(yè)中通常終端領(lǐng)域用配有 RV 減速器的重負(fù)載機(jī)器人。使用由諧波減速器組成的 30kg 負(fù)載以下的機(jī)器人。價(jià)格區(qū)間5000-8000 元/臺(tái)1000-5000 元/臺(tái)資料來源：綠的諧波公告、研究使用量：取決于機(jī)器人關(guān)節(jié)數(shù)量，呈增加趨勢(shì)減速器使用數(shù)量取決于“自由度“的數(shù)量。通常來說，六軸機(jī)器人使用 6 個(gè)諧波/RV減速器，協(xié)作機(jī)器人使用 6-7 個(gè)諧波減速器，SCARA 機(jī)器人使用 3 個(gè)諧波/RV 減速器,并聯(lián)/DELTA 機(jī)器人使用1 個(gè)諧波減速器，人形機(jī)器人的腿部+手臂+ 腰部+頸部共使用15-40個(gè)減速器，每條腿各配置 6 個(gè)諧波減

7、速器，使用量隨著肢體使用量和復(fù)雜度的提高而提高。根據(jù)負(fù)載、體積、速度、精度的要求，機(jī)器人本體廠商在 RV 減速器、諧波減速器或者其他類型減速器中進(jìn)行選擇及搭配組合應(yīng)用。圖 6：各類機(jī)器人使用減速器數(shù)量綠的諧波公告、波士頓動(dòng)力官網(wǎng)、研究減速器的平均使用數(shù)量有望增加。根據(jù)GGII 數(shù)據(jù)，2020 年多關(guān)節(jié)機(jī)器人、SCARA 機(jī)器人、協(xié)作機(jī)器人和坐標(biāo)機(jī)器人的市場(chǎng)占比分別為 63%、30%、4% 和 3%，多關(guān)節(jié)機(jī)器人使用 6 臺(tái)減速器，大大拉動(dòng)了減速器的需求量；協(xié)作機(jī)器人可以與人近距離互動(dòng)，協(xié)助生產(chǎn)，目前尚處于起步階段，每臺(tái)機(jī)器人搭配 7 臺(tái)諧波減速器，將形成較大增量需求；人形機(jī)器人在特斯拉、戴森等

8、企業(yè)的拉動(dòng)之下，有望從概念階段加速進(jìn)入產(chǎn)業(yè)階段，其“自由度”相比工業(yè)機(jī)器人大幅增加，對(duì)應(yīng)的減速器需求規(guī)?？捎^。圖 7：2019 年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)占比圖 8：2020 年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)占比4.86%9.72%4% 3%18.75%30%66.67%63%多關(guān)節(jié)機(jī)器人SCARA機(jī)器人坐標(biāo)機(jī)器人其他多關(guān)節(jié)機(jī)器人SCARA機(jī)器人協(xié)作機(jī)器人坐標(biāo)機(jī)器人IFR、研究MIR 睿工業(yè)、研究核心指標(biāo)：參數(shù)僅供參考，無形指標(biāo)決定產(chǎn)品優(yōu)劣國(guó)內(nèi)眾多品牌的減速器參數(shù)指標(biāo)已基本達(dá)到海外龍頭的同等水平。用來挑選和評(píng)價(jià)減速器的性能指標(biāo)主要包括減速比范圍、傳動(dòng)精度、傳動(dòng)效率、扭轉(zhuǎn)剛性、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、額定扭矩、滯后損失/ 空程

9、、噪音等。根據(jù)各公司官網(wǎng)公布的同類型產(chǎn)品性能參數(shù)，我們發(fā)現(xiàn)，內(nèi)資品牌的 RV 減速器在精度、效率、過載、扭轉(zhuǎn)剛性、噪聲等大部分參數(shù)上基本與日本品牌納博特斯克持平，在傳動(dòng)效率、減速比范圍上略有差距；內(nèi)資品牌的諧波減速器在精度、效率、溫升、噪聲、減速比、重量等參數(shù)上與日本品牌哈默納科基本持平，在允許輸入最高轉(zhuǎn)速、最大沖擊扭矩上略有差距?？傮w而言，國(guó)內(nèi)品牌減速器的性能參數(shù)已基本與納博與哈默納科持平。那么為什么后者長(zhǎng)期在下游市場(chǎng)占據(jù)壟斷地位？是因?yàn)閰?shù)之外的無形指標(biāo)才是真正的壁壘?！坝昧瞬胖馈保瑹o形指標(biāo)更為關(guān)鍵。機(jī)器人本體廠商在選購(gòu)減速器時(shí)，會(huì)參考客戶給出的指標(biāo)參數(shù)，但是產(chǎn)品的使用壽命、可靠性、一致

10、性等只有在使用之后才能反饋與評(píng)價(jià)。盡管各個(gè)品牌之間的參數(shù)指標(biāo)差異不大，但是在實(shí)際運(yùn)行中，部分減速器會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定、壽命短、易損壞等現(xiàn)象，與初始的指標(biāo)參數(shù)偏離，進(jìn)而對(duì)整個(gè)機(jī)器人的運(yùn)行造成很大影響。因此，對(duì)于減速器產(chǎn)品而言，客戶的下單數(shù)量、復(fù)購(gòu)率才是真正檢驗(yàn)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的核心指標(biāo)。表 2：減速器的重要參數(shù)指標(biāo)性能指標(biāo)解釋減速比范圍輸入轉(zhuǎn)速到輸出轉(zhuǎn)速的減速范圍大小傳動(dòng)精度輸出軸的實(shí)際轉(zhuǎn)角與理論轉(zhuǎn)角的接近程度傳動(dòng)效率輸出功率與輸入功率的比值，受到減速比、轉(zhuǎn)速、負(fù)載扭矩、溫度、潤(rùn)滑條件影響扭轉(zhuǎn)剛性材料或結(jié)構(gòu)在受力時(shí)抵抗彈性形變的能力啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩空載啟動(dòng)時(shí)，所施加的力矩額定扭矩輸入轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時(shí)的容許連續(xù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩滯后

11、損失/空程當(dāng)輸入軸由正向改為反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，輸出軸在轉(zhuǎn)角上的滯后量疲勞壽命能夠連續(xù)重復(fù)工作的最長(zhǎng)時(shí)間噪音工作時(shí)的噪音，噪音對(duì)平穩(wěn)性、精度都較大影響資料來源：工業(yè)機(jī)器人精密減速器綜述、研究表 3：國(guó)內(nèi)外廠商同類型 RV 減速器產(chǎn)品性能參數(shù)對(duì)比性能指標(biāo)南通振康 RV-40E秦川機(jī)床 RV-40E環(huán)動(dòng)科技 SHPR-40E納博特斯克 Nab-40E齒隙精度1arcmin1arcmin1aromin1arcmin傳動(dòng)精度1arcmin1arcmin1arcmin1.5arcmin效率80%80%85%X95%85%X95%溫升47454545噪聲75dB(A)70dB(A)75dB(A)70dB(A)過載

12、250%200%X250%250%250%減速比57-15357-15356-15330-191允許最高輸入轉(zhuǎn)速(rads/min)70707070額定扭矩412412412353扭轉(zhuǎn)剛度108108108108回差10101010GGII、各公司官網(wǎng)、研究表 4：國(guó)內(nèi)外廠商同類型諧波減速器產(chǎn)品性能參數(shù)對(duì)比性能指標(biāo)綠的(LHS-32)來福(LHT-32)鈞興(KSHG-32)HD(HPG-32)齒隙精度1arcmin1arcmin1aromin1arcmin傳動(dòng)精度1arcmin1arcmin1arcmin1arcmin效率80%80%80%85%溫升40404040噪聲75dB(A)75dB

13、(A)75dB(A)75dB(A)允許最高輸入轉(zhuǎn)速(rads/min)4500400048005000最大沖擊轉(zhuǎn)矩51-13099-17895-170200-686額定扭矩190-652497-892450-86854-137減速比30-16050-16050-16030-160回差10105x105x10重量2.53.153.153.2GGII、各公司官網(wǎng)、研究卡位優(yōu)質(zhì)賽道：高成長(zhǎng)、高景氣、高壁壘高成長(zhǎng)性：機(jī)器換人大勢(shì)所趨，潛在市場(chǎng)空間大工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用廣泛，潛在市場(chǎng)空間巨大工業(yè)機(jī)器人是 RV 減速器及諧波減速器最主要的下游應(yīng)用領(lǐng)域，因此工業(yè)機(jī)器人行業(yè)的高速成長(zhǎng)為精密減速器市場(chǎng)貢獻(xiàn)了最大增量。

14、工業(yè)機(jī)器人降本提效，用途廣泛，具有巨大的潛在增長(zhǎng)空間。工業(yè)機(jī)器人也稱機(jī)械臂，可代替人完成部分重復(fù)性、高危險(xiǎn)的作業(yè)，包括上下料、裝配、焊接、點(diǎn)膠、包裝、搬運(yùn)等，在汽車制造業(yè)、金屬加工、3C 電子、食品飲料等行業(yè)均有廣泛應(yīng)用。2020 年全球在用工業(yè)機(jī)器人 301.5 萬臺(tái)，近六年來保持 10%+的同比增速。2021 年全球工業(yè)機(jī)器人銷量48.7 萬臺(tái)，同比+26.77%，其中亞洲市場(chǎng)、歐洲、北美為主要市場(chǎng)，分別占比 73%、16%和 10%。中國(guó)市場(chǎng)發(fā)展勢(shì)頭正旺，連續(xù)多年貢獻(xiàn)最大增量，2021 年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷量26.1 萬臺(tái)，同比增長(zhǎng) 54%，近五年CAGR 高達(dá) 25%。圖 9：全球在用工

15、業(yè)機(jī)器人數(shù)量（千臺(tái)，%）圖 10：全球工業(yè)機(jī)器人銷量（千臺(tái)，%）350030002500200015001000500018%16%14%12%10%8%6%4%2%0%-2%-4%6005004003002001000120%100%80%60%40%20%0%-20%-40%20082009201020112012201320142015201620172018201920202021-60%全球工業(yè)機(jī)器人在用量(千臺(tái))同比增長(zhǎng)全球工業(yè)機(jī)器人年銷量(千臺(tái))同比增長(zhǎng)IFR、研究IFR、研究圖 11：2010-2020 年全球主要國(guó)家工業(yè)機(jī)器人銷量&中國(guó)占比（千臺(tái)，%）180160140120

16、10080604020020102011201220132014201520162017201820192020中國(guó)日本美國(guó)韓國(guó)德國(guó)中國(guó)/全球占比50%45%40%35%30%25%20%15%10%5%0%IFR在勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)性缺口+ 勞動(dòng)力成本上升+ 機(jī)器人成本下降+制造業(yè)自動(dòng)化升級(jí)等多方面推動(dòng)之下，工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展前景依舊廣闊。 在勞動(dòng)力人數(shù)逐年下滑+結(jié)構(gòu)性缺口背景下，機(jī)器換人成為必然選擇。從勞動(dòng)力總?cè)藬?shù)來看，勞動(dòng)力數(shù)量呈現(xiàn)逐年下滑趨勢(shì)，新出生人口不足，未來勞動(dòng)力市場(chǎng)存在缺口的形勢(shì)將更為嚴(yán)重。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2021 年中國(guó)勞動(dòng)力人口數(shù)量占比 62.5%，勞動(dòng)年齡人口的數(shù)量和比重自 2

17、012 年 9 年連降。當(dāng)下年輕人對(duì)工作重復(fù)性高、工作環(huán)境惡劣行業(yè)的就業(yè)意愿減弱，再加上人口紅利的消退，部分行業(yè)“招工難”“用工荒”“人員流失”等現(xiàn)象日益加劇，制造業(yè)企業(yè)不得不采用工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行替代。 勞動(dòng)力成本上升，機(jī)器人成本下降，機(jī)器替人經(jīng)濟(jì)性凸顯。2020 年，全國(guó)就業(yè)人員平均工資達(dá) 9.74 萬元/年，同比增長(zhǎng) 7.6%。其中，采礦業(yè)，制造業(yè)，電力、燃?xì)饧八纳a(chǎn)和供應(yīng)，建筑業(yè)等第二產(chǎn)業(yè)的平均工資水平連續(xù)十年增長(zhǎng)，2010-2020 年制造業(yè)生產(chǎn)工人年薪由 4.64 萬元增長(zhǎng)至 8.28 萬元，基本翻倍，人力成本的大幅增加壓縮了企業(yè)的利潤(rùn)空間，選擇成本更低的機(jī)器人成為重要解決途徑之一。

18、同時(shí)，隨著工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)進(jìn)步、零部件國(guó)產(chǎn)化和規(guī)模化生產(chǎn)，平均銷售價(jià)格持續(xù)下降，機(jī)器替換人工可以大幅節(jié)省制造成本。根據(jù)2020 年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書，2020 年工業(yè)機(jī)器人平均價(jià)格為 21.66 萬元，能夠在工廠中服役 10 年，每年分?jǐn)偝杀?2 萬元，通常一個(gè)工業(yè)機(jī)器人可以代替 4 個(gè)操作工人，一個(gè)工人年薪 8 萬元，則單位機(jī)器人每年可為公司節(jié)省 22 萬元，降本效果十分顯著。 我國(guó)制造業(yè)自動(dòng)化升級(jí)，帶動(dòng)自動(dòng)化設(shè)備需求釋放。德國(guó)、日本等制造業(yè)強(qiáng)國(guó)已實(shí)現(xiàn)精細(xì)化生產(chǎn)，生產(chǎn)、檢測(cè)、包裝、倉(cāng)儲(chǔ)全流程自動(dòng)化程度高，以保障產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。相比之下，我國(guó)制造業(yè)的自動(dòng)化水平較低，多處于產(chǎn)業(yè)鏈

19、中“低附加值”環(huán)節(jié)中。目前我國(guó)制造業(yè)發(fā)展模式已從粗放式轉(zhuǎn)向精細(xì)化、高附加值制造，制造業(yè)向制造業(yè)、智能化方向發(fā)展，拉動(dòng)工業(yè)機(jī)器人等自動(dòng)化設(shè)備的需求釋放。圖 12：勞動(dòng)力人口數(shù)量日益減少圖 13：制造業(yè)人員平均工資 VS 工業(yè)機(jī)器人價(jià)格7.907.85中國(guó)勞動(dòng)力人口數(shù)（億人）31.863528.8730252027.39 26.55 24.886.457.2124.517.81 8.2823.0241.6610.008.006.007.807.757.7015104.64505.14 5.53 5.954.002.000.007.657.602013 2014 2015 2016 2017 201

20、8 2019 2020機(jī)器人均價(jià)（萬元/臺(tái)）制造業(yè)生產(chǎn)工人年薪（萬元/人/年） 國(guó)家統(tǒng)計(jì)局、研究國(guó)家統(tǒng)計(jì)局、2020 年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書、研究隨著工業(yè)機(jī)器人的市場(chǎng)空間不斷打開，精密減速器需求也逐步釋放。我國(guó)制造業(yè)向自動(dòng)化方向升級(jí)，機(jī)器人密度向制造業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家靠攏，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人需求量有望持續(xù)增加，從而帶來這部分精密減速器的增量需求。根據(jù)我們測(cè)算，2022 年國(guó)內(nèi)諧波減速器、RV 減速器的市場(chǎng)規(guī)模分別為 20 億元、43 億元。核心假設(shè)： 根據(jù)國(guó)際機(jī)器人協(xié)會(huì)IFR 數(shù)據(jù)，我國(guó)制造業(yè)機(jī)器人密度 2020 年 246 臺(tái)/百萬工人，相比韓國(guó)、新加坡等 800-900 臺(tái)/百萬工人仍存在較大

21、差距，預(yù)計(jì)未來五年機(jī)器人密度依然保持較快增速，假設(shè) 21-22 年增速 30%，23-25 增速放緩 20%； 根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，15-20 年我國(guó)城鎮(zhèn)制造業(yè)就業(yè)人數(shù)復(fù)合年增速為-3%，假設(shè)未來五年增速保持在-3%； 根據(jù)IFR 報(bào)告，假設(shè)工業(yè)機(jī)器人 10 年更換； 根據(jù)前述分析，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人中多關(guān)節(jié)機(jī)器人（4 個(gè)諧波減速器+2 個(gè)RV 減速器）占比 63%、SCARA 機(jī)器人（3個(gè)諧波減速器/RV 減速器）占比 30%，假設(shè)單個(gè)工業(yè)機(jī)器人平均使用諧波減速器數(shù)量 3 個(gè)，RV 減速器 2 個(gè)。 根據(jù)綠的諧波招股說明書，諧波減速器價(jià)格 1000-5000 元/臺(tái)，RV 減速器 5000-80

22、00 元/臺(tái)，并參考網(wǎng)上價(jià)格數(shù)據(jù)，假設(shè)諧波減速器和 RV 減速器單價(jià)為 2000元/臺(tái)、6500 元/臺(tái)。推導(dǎo)過程： 國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人保有量= 制造業(yè)機(jī)器人密度制造業(yè)人數(shù)， 國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人需求量=新增需求+ 替代需求； 減速器市場(chǎng)規(guī)模=工業(yè)機(jī)器人需求量 單個(gè)機(jī)器人的減速器使用量 單價(jià)。最終推算得出，2022 年諧波減速器、RV 減速器需求量分別為 99萬臺(tái)、66 萬臺(tái)。表 5：工業(yè)機(jī)器人減速器市場(chǎng)空間測(cè)算20202021E2022E2023E2024E2025E我國(guó)工業(yè)機(jī)器人保有量（萬臺(tái)）94.30117.18147.76172.00200.21233.04工業(yè)機(jī)器人銷量（萬臺(tái)）16.8424.

23、3832.8826.5331.9138.53城鎮(zhèn)制造業(yè)就業(yè)人數(shù)（萬人）371736063497339232913192制造業(yè)機(jī)器人密度（臺(tái)/萬人）250325423507608730單機(jī)器人使用數(shù)量（臺(tái)）333333需求量（萬臺(tái)）5173998096116單價(jià)（元）200020002000200020002000市場(chǎng)規(guī)模（億元）101520161923單機(jī)器人使用數(shù)量（臺(tái)）222222需求量（萬臺(tái)）344966536477單價(jià)（元）650065006500650065006500諧波減速器RV 減速器市場(chǎng)規(guī)模（億元）223243344150IFR、國(guó)家統(tǒng)計(jì)局、綠的諧波公告、研究 注：制造業(yè)機(jī)器

24、人密度為計(jì)算值，與 IFR 的機(jī)器人密度略有差異傳統(tǒng)領(lǐng)域逐漸滲透，拓展新增長(zhǎng)曲線精密減速器用途廣泛，傳統(tǒng)領(lǐng)域有望逐步滲透。除工業(yè)機(jī)器人之外，精密減速器還還可用于其他應(yīng)用場(chǎng)景，包括機(jī)床、半導(dǎo)體設(shè)備、醫(yī)療機(jī)械。由于 RV 減速器和諧波減速器具有精度高、減速比高的特點(diǎn)，可提升工業(yè)設(shè)備的精細(xì)化程度，進(jìn)而提高產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性，在制造業(yè)升級(jí)的趨勢(shì)之下有望在部分領(lǐng)域取代傳統(tǒng)的行星減速器。全球減速器龍頭積極尋找新應(yīng)用場(chǎng)景，帶動(dòng)行業(yè)增量需求。根據(jù)納博特斯克官網(wǎng)，RV減速器在半導(dǎo)體設(shè)備、運(yùn)輸、檢測(cè)儀器中均有應(yīng)用，應(yīng)用場(chǎng)景不斷拓展。根據(jù)哈默那科公告顯示，其收入增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)力不斷切換，從 2000 年開始半導(dǎo)體設(shè)備

25、、面板生產(chǎn)設(shè)備、醫(yī)療器械陸續(xù)貢獻(xiàn)增量收入、2020 年之后服務(wù)機(jī)器人和航空領(lǐng)域是公司目標(biāo)拓展領(lǐng)域。圖 14：RV 減速器應(yīng)用場(chǎng)景圖 15：諧波減速器應(yīng)用場(chǎng)景納博特斯克官網(wǎng)、研究哈默那科官網(wǎng)、研究高景氣度：機(jī)器人浪潮延續(xù)，訂單飽滿，供不應(yīng)求2020 年以來工業(yè)機(jī)器人供需兩旺，景氣度由低轉(zhuǎn)高再回落。生產(chǎn)端，根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2021 年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量各月均實(shí)現(xiàn)同比正增長(zhǎng)，增速明顯加快。銷售端，根據(jù) GGII 數(shù)據(jù)，2021 年Q1-Q4 同比增速分別為 93%/68%/38%/52%，增速持續(xù)維持在較高水平。機(jī)器人的旺盛需求拉動(dòng)減速器需求量快速增長(zhǎng)。圖 16：2021 年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量增

26、速高（臺(tái)、%） 圖 17：2021 年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人銷量增速高（臺(tái)、%）50000450004000035000300002500020000150001000050000100%80%60%40%20%0%-20%9000080000700006000050000400003000020000100000100%80%60%40%20%0%2019Q12019Q22019Q32019Q42020Q12020Q22020Q32020Q42021Q12021Q22021Q32021Q42022Q12022Q2E2022Q3E2022Q4E-20%國(guó)家統(tǒng)計(jì)局、研究GGII、研究2022 年Q2 疫

27、情影響機(jī)器人生產(chǎn)與交付，需求訂單依然強(qiáng)勁。生產(chǎn)端，根據(jù)國(guó)際統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2022 年Q2 工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量呈現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)，系華東區(qū)域疫情嚴(yán)峻，對(duì)零部件、工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)交付均造成一定影響。銷售端，需求訂單依然飽滿。從日本機(jī)器人訂單和生產(chǎn)數(shù)據(jù)來看，2022 年 Q1 日本機(jī)器人訂單額增速 104%，生產(chǎn)額增速僅 4%，存在較大供需缺口；從全球龍頭機(jī)器人廠商的訂單數(shù)據(jù)來看，2022 年 1 季度，發(fā)那科、ABB、安川電機(jī)、庫(kù)卡的工業(yè)機(jī)器人訂單額增速分別為 23%、56%、33%、32%，銷售額受到零部件短缺和交付困難的影響，增速分別為 6%、-14%、9%、-6%，訂單積壓量持續(xù)上升。隨著疫情逐步放開，國(guó)

28、內(nèi)外供應(yīng)鏈恢復(fù)正常，工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)交付速度有望回升，帶動(dòng)核心零部件減速器的需求同步回升。圖 ：日本機(jī)器人訂單額和生產(chǎn)額3000002500002000001500001000005000002020Q1 2020Q2 2020Q3 2020Q4 2021Q1 2021Q2 2021Q3 2021Q4 2022Q1訂單金額（百萬日元）生產(chǎn)金額（百萬日元）YoY-訂單額YoY-生產(chǎn)額200%150%100%50%0%-50%JARAZ圖 19：發(fā)那科機(jī)器人訂單和收入圖 20：ABB 機(jī)器人及離散自動(dòng)化訂單和收入100.080.060.040.020.00.0100%80%60%40%20%0%-

29、20%-40%140012001000800600400200080%60%40%20%0%-20%-40% 發(fā)那科公告、研究 注：發(fā)那科財(cái)年截至3 月31 日，會(huì)計(jì)年度的2021Q4 為自然年度的2022Q1ABB 公告、研究圖 21：安川電機(jī)機(jī)器人訂單和收入圖 22：庫(kù)卡機(jī)器人訂單和收入7060%6050%40%5030%4020%3010%200%-10%10-20%0-30%500400300200100040%20%0%-20%-40%安川電機(jī)公告、研究庫(kù)卡公告、研究高壁壘：技術(shù)門檻高，市場(chǎng)高度集中從組成結(jié)構(gòu)與減速原理看技術(shù)難點(diǎn)諧波減速器：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、體積小諧波減速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，

30、原理精妙。諧波減速器由剛輪、柔輪、波發(fā)生器三個(gè)基本構(gòu)件組成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。其減速原理為： 波發(fā)生器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，迫使柔輪變形，柔輪的齒不斷由嚙合轉(zhuǎn)向嚙出，由嚙出轉(zhuǎn)向脫開，由脫開轉(zhuǎn)向嚙入，由嚙入轉(zhuǎn)向嚙和，從而使柔輪發(fā)生相反方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)波發(fā)生器轉(zhuǎn)過一周，柔輪相對(duì)于剛輪在相反方向上轉(zhuǎn)過兩者的齒數(shù)差。傳動(dòng)比為剛輪齒數(shù)/剛輪與柔輪的齒數(shù)差。剛輪和柔輪一般差 2 個(gè)齒，即當(dāng)波發(fā)生器轉(zhuǎn)動(dòng)一周，柔輪向相反方向轉(zhuǎn)動(dòng) 2 個(gè)齒的角度。圖 23：諧波減速器構(gòu)成、減速原理示意圖資料來源：哈默納科公告、研究諧波減速器的優(yōu)勢(shì)為體積小、精度高、傳動(dòng)比大，劣勢(shì)為負(fù)載能力較弱、疲勞壽命較短。諧波減速器的特點(diǎn)包括： 體積小、質(zhì)量小。

31、諧波減速器的組成部分僅有三個(gè)，相較于 RV 減速器零部件數(shù)量至少減少 50%，體積和質(zhì)量減少 1/3，最小的諧波減速器甚至僅有 2cm，在空間范圍極小的場(chǎng)景中具有優(yōu)勢(shì)。 運(yùn)動(dòng)精度高。由于剛輪和柔輪的多齒同時(shí)嚙合，因此齒距誤差較小，可以達(dá)到極高的位置精度和旋轉(zhuǎn)精度。 傳動(dòng)比大，減速范圍大。波發(fā)生器每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，柔輪轉(zhuǎn)動(dòng)2 個(gè)齒的角度，因此傳動(dòng)比可以達(dá)到極大，達(dá)到50-100。 負(fù)載能力較弱。由于柔輪在減速過程中不停發(fā)生形變，過大的負(fù)載將導(dǎo)致柔輪變形不均勻，并且柔輪本身很薄，在反復(fù)高頻的運(yùn)動(dòng)中容易變得脆弱，因此負(fù)載能力較弱，不適用于重負(fù)載領(lǐng)域。 疲勞壽命較短。諧波齒輪傳動(dòng)中柔輪每轉(zhuǎn)發(fā)生兩次橢圓變形，

32、極易引起材料的疲勞損壞，損耗功率大。諧波減速器的難點(diǎn)主要在于齒形設(shè)計(jì)、材料、加工設(shè)備、工藝和一致性。諧波減速器的組成結(jié)構(gòu)和減速原理均顯而易見，但依然被日本廠商哈默那科壟斷數(shù)十年之久，國(guó)內(nèi)外鮮有其他專業(yè)廠商可以生產(chǎn)。技術(shù)難點(diǎn)具體包括： 齒形設(shè)計(jì)：由于諧波減速器的傳動(dòng)原理為兩個(gè)齒輪之間的嚙合運(yùn)動(dòng)，且柔輪不斷發(fā)生形變，因此齒輪的高度、寬度、形狀等設(shè)計(jì)對(duì)減速性能較大影響。傳統(tǒng)齒形為漸開線齒輪設(shè)計(jì)；哈默那科早期設(shè)計(jì)出 IH 齒形；綠的諧波采用三次諧波理論，創(chuàng)新研發(fā)P 型齒，從而改良了精度與剛度。 材料：柔輪不斷形變傳遞力矩，對(duì)材料的一致性、載荷、精度、疲勞壽命都有較大挑戰(zhàn)，普通的金屬和合金難以達(dá)到要求。

33、 加工設(shè)備：柔輪很薄，厚度約 100m，加工和切割要求高，高精度數(shù)控磨床、滾齒機(jī)均需要進(jìn)口，而日本高精度機(jī)床對(duì)我國(guó)有限制。 加工工藝：柔輪的加工和切割要求高，有一些過程仍然依賴于員工的經(jīng)驗(yàn)積累。 一致性：在規(guī)模化量產(chǎn)情況下，降低次品率，保持產(chǎn)品的一致性水平有很大難度。RV 減速器：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度高、剛度高RV 減速度設(shè)計(jì)更復(fù)雜，零部件數(shù)量多于諧波減速器。RV 減速器由第一級(jí)漸開線圓柱齒輪行星減速機(jī)構(gòu)、第二級(jí)擺線針輪行星減速機(jī)構(gòu)兩部分構(gòu)成。其減速原理為：伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)從輸入齒輪傳遞至正齒輪，按輸入齒輪與和正齒輪的齒數(shù)比進(jìn)行減速；曲柄軸直接與正齒輪相連接，以與正齒輪相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)；如果曲柄軸旋轉(zhuǎn)，

34、則安裝在偏心部的 2 個(gè) RV 齒輪也進(jìn)行偏心運(yùn)動(dòng)。另一方面,在外殼內(nèi)側(cè)的針齒槽中設(shè)有以等距離排列的針齒，其數(shù)目比 RV 齒輪的齒數(shù)多 1 個(gè)；如果曲柄軸旋轉(zhuǎn) 1 圈，RV 齒輪在與針齒接觸的同時(shí)進(jìn)行 1 圈的偏心運(yùn)動(dòng)；結(jié)果，RV 齒輪沿著與曲柄軸的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向上旋轉(zhuǎn) 1 個(gè)齒數(shù)的距離；該旋轉(zhuǎn)通過曲柄軸傳遞至輸出軸，得到減速，減速比為針齒數(shù)。 總減速比為第 1 減速部的減速比與第 2 減速部的減速比之積。圖 24：RV 減速器構(gòu)成與零件資料來源：納博特斯克官網(wǎng)、研究圖 25：RV 減速器減速原理示意圖資料來源：納博特斯克官網(wǎng)、研究RV 減速器具有傳動(dòng)比大、剛度大、精度高、承載能力強(qiáng)、壽命

35、長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。RV 減速器具有以下特點(diǎn)： 傳動(dòng)比大。采用一齒差或少齒差傳動(dòng)，擺線針輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比大小取決于擺線針輪的齒數(shù)，齒數(shù)越多，傳動(dòng)比越大； 扭轉(zhuǎn)剛度大。輸出結(jié)構(gòu)為兩端支撐的行星架，用行星架左端的剛性大圓盤輸出，大圓盤與工作結(jié)構(gòu)用螺栓聯(lián)結(jié)，扭轉(zhuǎn)剛度較大； 運(yùn)動(dòng)精度高、傳動(dòng)效率高。擺線針輪行星減速裝置中的傳動(dòng)零件剛度高、接觸應(yīng)力小，零件加工和安裝精度易于實(shí)現(xiàn)高精度，使得擺線針輪傳動(dòng)的效率很高； 承載能力較大。擺線針輪傳動(dòng)同時(shí)嚙合的齒數(shù)要比漸開線外齒傳動(dòng)同時(shí)嚙合的齒數(shù)多，因此承載能力較大；壽命更長(zhǎng)。擺線輪和針輪的輪齒均淬硬、精磨，比漸開線少齒差傳動(dòng)中內(nèi)齒輪的加工性能更好、齒面硬度更高，使用壽命更長(zhǎng)

36、。RV 減速器相比諧波減速器結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，對(duì)加工精度和工藝要求更為嚴(yán)苛。因此，即使 RV 減速器的原理早已公開，且未有專利保護(hù)，但依然被日企壟斷。其技術(shù)難點(diǎn)具體為： 加工精度：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)際工況中 RV 減速器需要反復(fù)精確定位，相當(dāng)于不斷啟動(dòng)和剎車，保持精度不衰減，如果精度低將會(huì)造成產(chǎn)品的磨損。 加工工藝：各項(xiàng)工藝的密切配合，包括：齒面熱處理、加工精度、零件對(duì)稱性、成組技術(shù)、裝配精度，這些工藝總裝公差將會(huì)造成產(chǎn)品的磨損和壽命。 一致性：作為精密零部件，單個(gè)產(chǎn)品達(dá)到較高性能難度不高，但規(guī)?；慨a(chǎn)的產(chǎn)品均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)性能是極大挑戰(zhàn)。技術(shù)密集型行業(yè)，行業(yè)集中度高，下游客戶極少自研RV 減速器與諧波減速器

37、被兩家日本品牌長(zhǎng)期壟斷。在 RV 減速器領(lǐng)域，納博特斯克一家獨(dú)大，地位牢固。根據(jù)納博的年報(bào)，2021 年其在全球市場(chǎng)的市占率 60%。21 年底哈默那科的 RV 減速器產(chǎn)能 95 萬臺(tái)，22 年底預(yù)計(jì)擴(kuò)產(chǎn)至 106 萬臺(tái)，遠(yuǎn)高于國(guó)內(nèi)中大力德、環(huán)動(dòng)科技等產(chǎn)能總和 74 萬臺(tái)。在諧波減速器領(lǐng)域，哈默那科占據(jù)壟斷地位，22 年 3 月哈默那科的諧波減速器產(chǎn)能 150 萬臺(tái)（不含車載），加上車載 222 萬臺(tái)，而國(guó)內(nèi)綠的諧波、來福等品牌產(chǎn)能之和僅 140 萬臺(tái)。圖 26：各品牌諧波減速器產(chǎn)能（萬臺(tái)/年）圖 27：各品牌 RV 減速器產(chǎn)能（萬臺(tái)/年）其他中技克美福德珠海均興宏遠(yuǎn)皓軒渭河工 同川精密大族精

38、密昊志機(jī)電來福綠的諧波哈默那科050100150其他珠海飛馬 智同科技 南通振康 秦川機(jī)床 環(huán)動(dòng)科技 中大力德 納博特斯克020406080100 GGII、各公司年報(bào)、研究 注：哈默那科產(chǎn)能不含車載GGII、各公司年報(bào)、研究機(jī)器人本體廠商基本選擇外購(gòu)，原因主要有三： 減速器在機(jī)器人中具有重要作用，決定了機(jī)器人運(yùn)行的平滑度、穩(wěn)定度，如果機(jī)器人本體廠商采用價(jià)格低廉的減速器，會(huì)犧牲機(jī)器人性能，降低產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，因此愿意支付較高溢價(jià)； 減速器是機(jī)械結(jié)構(gòu)件，技術(shù)壁壘較高，精密減速器更是需要常年累月的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)積累，新進(jìn)入者難以進(jìn)入； 機(jī)器人本體廠商的優(yōu)勢(shì)在于運(yùn)動(dòng)控制和集成應(yīng)用，并不擅長(zhǎng)精密加工，即使自主

39、研發(fā)減速器，其性能很難超過專業(yè)的減速器廠商，因此直接外采是最佳選擇。表 6：國(guó)內(nèi)外機(jī)器人本體廠商均外購(gòu)減速器公司減速器伺服控制器伺服驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)ABB外購(gòu)自制外購(gòu)自制外資發(fā)那科外購(gòu)自制自制自制庫(kù)卡外購(gòu)?fù)赓?gòu)?fù)赓?gòu)自制安川外購(gòu)自制自制自制機(jī)器人外購(gòu)?fù)赓?gòu)替代中替代中內(nèi)資埃斯頓外購(gòu)自制自制自制新時(shí)達(dá)外購(gòu)自制外購(gòu)部分自制埃夫特外購(gòu)自制外購(gòu)自制資料來源：埃夫特公告、2020 年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)白皮書、研究人形機(jī)器人未來可期，打開精密減速機(jī)天花板特斯拉宣布推出人形機(jī)器人，引發(fā)技術(shù)遐想特斯拉高調(diào)宣布人形機(jī)器人，今年 9 月 30 日將展示原型機(jī)。2021 年 8 月，在特斯拉首次人工智能日（AI Day）上，

40、馬斯克宣布推出特斯拉機(jī)器人Tesla Bot，它將替代人類去做危險(xiǎn)的、重復(fù)的、無聊的任務(wù)，并用PPT 的形式展示了Tesla Bot 的外形設(shè)計(jì)、技術(shù)參數(shù)和 AI 技術(shù)。2022 年 1 月，馬斯克在財(cái)報(bào)電話會(huì)議上表示“開發(fā)人形機(jī)器人將是今年最重要的工作”、“隨著時(shí)間推移，特斯拉機(jī)器人業(yè)務(wù)甚至有超越汽車業(yè)務(wù)的潛力”。2022年 4 月，據(jù)彭博社稱，馬斯克在接受采訪時(shí)說 Tesla Bot-Optimus（擎天柱）最早將于 2023年投入生產(chǎn)。2022 年 6 月，馬斯克在推特上表示，Tesla Bot 原型機(jī)將于 2022 年 9 月 30日AI Day 現(xiàn)身，引發(fā)全球的關(guān)注與熱議。Tesla

41、 Bot 機(jī)器人外形：身高：5 英尺 8 英寸，約 172cm體重：125 磅，約 56.7kg承載能力：45 磅，約 20.4kg硬拉負(fù)載：150 磅，約 68.0kg最快行走速度：5 英里/小時(shí)，約 8km/h圖 28：Tesla Bot 機(jī)器人外形Tesla AI DayTesla Bot 技術(shù)參數(shù)：面部：一塊屏幕，用于展示信息雙手：類似人類的雙手，可以靈活使用十指雙腳：通過力反饋感應(yīng)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)和敏捷雙腳行走軀體：搭載 40 個(gè)機(jī)電推桿：胳膊 12 個(gè)，手 12 個(gè)，腿 12 個(gè)，脖子 2 個(gè)，腰 2 個(gè)圖 29：Tesla Bot 技術(shù)參數(shù)Tesla AI DayAI 技術(shù)：視覺：

42、眼睛是 Autopilot cameras，技術(shù)來自特斯拉汽車的自動(dòng)輔助駕駛系統(tǒng)，汽車共搭載 8 個(gè)攝像頭人工智能：胸腔內(nèi)是特斯拉 FSD computer 軟硬件系統(tǒng)（Full Self-Driving，自動(dòng)輔助駕駛），作為機(jī)器人的“器官”，以訓(xùn)練自動(dòng)駕駛系統(tǒng)AI 的方式訓(xùn)練機(jī)器人的 AI，并搭配使用多攝像頭視覺架構(gòu)的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，包括規(guī)劃、自動(dòng)標(biāo)注、仿真、DOJO 訓(xùn)練。根據(jù) AI 大會(huì)上介紹，特斯拉 DOJO 是史上最快的 AI 訓(xùn)練計(jì)算機(jī)，同等功耗下比現(xiàn)有計(jì)算機(jī)性能提升 4 倍、能效提高 1.3 倍。圖 30：Tesla Bot 技術(shù)參數(shù)Tesla AI Day總結(jié)來說，Tesla

43、 Bot 將是一款外形幾乎與人類等同的機(jī)器人，全身關(guān)節(jié)處搭載機(jī)電結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)靈活活動(dòng)，采用自動(dòng)駕駛的視覺、芯片、算法等方案，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在真實(shí)場(chǎng)景中的適用性。由于 Tesla Bot 設(shè)計(jì)接近人形，意味著在不考慮技術(shù)實(shí)現(xiàn)程度和人類接受度的條件下，Tesla Bot 可以在廣泛的工業(yè)和生活場(chǎng)景中，代替人類實(shí)現(xiàn)各種各樣的勞動(dòng)作業(yè)。 本次技術(shù)革新值得期待。人形服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速目前產(chǎn)業(yè)化落地的人形機(jī)器人寥寥無幾。當(dāng)前全球人形機(jī)器人玩家較少，已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的公司包括日本本田、日本豐田（已停產(chǎn)）、美國(guó)波士頓動(dòng)力、美國(guó)敏捷機(jī)器人、中國(guó)優(yōu)必選等。現(xiàn)有人形機(jī)器人在AI 人工智能、機(jī)械傳動(dòng)、外形材料、成本控制

44、等方面仍然面臨較大的挑戰(zhàn)，所以尚未有真正意義上的人形機(jī)器人商業(yè)化落地。表 7：全球目前主要人形機(jī)器人對(duì)比本田 ASIMO波士頓 AtlasAgility Robot優(yōu)必選 WalkersTesla Bot國(guó)家日本美國(guó)美國(guó)中國(guó)美國(guó)開發(fā)時(shí)間2000 年2013 年2015 年2018 年2022 年價(jià)格造價(jià) 300-400 萬美元200 萬美元+幾十萬美元新一代 1.5-2 萬美元低于汽車，估計(jì) 35萬美元以下身高130cm150cm158cm130cm172cm體重48kg75kg45kg63kg56.7kg應(yīng)用場(chǎng)景展覽搜索、救援等特種場(chǎng)物流、倉(cāng)庫(kù)遠(yuǎn)程控制教育、物流、醫(yī)療康家務(wù)、工業(yè)等景和工業(yè)檢

45、測(cè)等養(yǎng)、展覽特點(diǎn)動(dòng)作靈活，可跑步、跳躍、上下樓梯目前最先進(jìn)機(jī)器人，靈活，剛性強(qiáng)，可跳舞、后空翻負(fù)載 18kg，整體設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔緊湊、輕量化，雙臂操作能力較強(qiáng)具有室外行走能力，量產(chǎn)能力擁有人類靈活雙手，與人形最為類似，AI技術(shù)強(qiáng)產(chǎn)業(yè)化水平未產(chǎn)業(yè)化實(shí)驗(yàn)室19 年 6 臺(tái)，估計(jì)目前幾十臺(tái)已商業(yè)化落地開發(fā)中資料來源：各公司官網(wǎng)、研究全球巨頭入局有望加速產(chǎn)業(yè)發(fā)展。除了特斯拉以外，2022 年戴森宣布未來十年推出可以做家務(wù)的人形機(jī)器人，戴森總工程師 Jake Dyson 表示“和可穿戴設(shè)備一樣，機(jī)器人也是戴森的未來”。特斯拉與戴森在 AI 智能技術(shù)、動(dòng)力系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等方面具有多年研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)，

46、擁有全球最優(yōu)秀的科研人才和實(shí)驗(yàn)室，有望突破人形機(jī)器人的發(fā)展瓶頸，加速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。圖 31：現(xiàn)有人形機(jī)器人主要玩家以及新入局巨頭公司資料來源：各公司官網(wǎng)、研究諧波減速器有望成為主流傳動(dòng)技術(shù)諧波減速器更輕、薄、小，有望成為主流傳動(dòng)技術(shù)。目前較為成熟的減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括諧波減速器、RV 減速器和行星減速器，其中諧波減速器體積最小、重量最輕、減速比最高，適合同于空間狹小、重要要求高、低于 20kg 負(fù)載的場(chǎng)景中，而 RV 減速器和行星減速器體積大、重量大，一般用于重負(fù)載場(chǎng)景。從 Tesla Bot 公布的參數(shù)來看，體重 56.7kg，負(fù)載 20kg，四肢為類似人體的細(xì)長(zhǎng)型，全身搭載 40 個(gè)機(jī)電結(jié)構(gòu)

47、，對(duì)總重量要求較高。從現(xiàn)有的優(yōu)必選 Walker 的配置來看，雙腿合計(jì) 12 個(gè)關(guān)節(jié)處均采用諧波減速器。因此，諧波減速器是最有可能應(yīng)用的減速器類型。人形機(jī)器人自由度倍增，減速器數(shù)量同步倍增，蘊(yùn)藏巨大增量需求。人形機(jī)器人相比工業(yè)機(jī)器人，從“單臂”變?yōu)椤八闹?“身體”+“頭部”，驅(qū)動(dòng)部件數(shù)量倍數(shù)增加，且額外增加 AI 人工智能、機(jī)器視覺、傳感器等部件。通常來說，驅(qū)動(dòng)部件占 50%，包括伺服、電機(jī)、減速器等，價(jià)值量占比較高。理論上來說，機(jī)器人一個(gè)自由度對(duì)應(yīng)一個(gè)伺服+減速器，僅考慮人形機(jī)器人的腿、胳膊、腰、頸，共有 26+26+2+1=25 個(gè)自由度，對(duì)應(yīng)需要至少 25 個(gè)減速器，相比多關(guān)節(jié)機(jī)器人

48、6 個(gè)減速器大幅增加。人形機(jī)器人的巨大發(fā)展空間疊加減速器需求量倍數(shù)增長(zhǎng)，潛在的增長(zhǎng)空間巨大。圖 32：人形機(jī)器人的零部件構(gòu)成及減速器使用位置資料來源：優(yōu)必選官網(wǎng)、研究壟斷格局有望重塑，國(guó)產(chǎn)化趨勢(shì)正在形成現(xiàn)狀：我國(guó)精密減速器長(zhǎng)期依賴進(jìn)口，受制海外過去我國(guó)工業(yè)機(jī)器人減速器依賴進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)品牌難以突破，導(dǎo)致我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展受制于人。背后的原因在于： 以四大家族為首的工業(yè)機(jī)器人行業(yè)格局穩(wěn)固，而四大家族與納博和哈默那科深度綁定，導(dǎo)致我國(guó)本土企業(yè)難以切入供應(yīng)鏈。發(fā)那科、安川、庫(kù)卡、 ABB 四大家族的成長(zhǎng)過程同樣是汽車制造業(yè)的自動(dòng)化升級(jí)過程，由于汽車行業(yè)對(duì)供應(yīng)商要求極高，認(rèn)證周期極長(zhǎng)，且長(zhǎng)期不更換，因此

49、四大家族市場(chǎng)份額日益穩(wěn)固。四大家族的機(jī)器人的減速器全部外購(gòu)自納博特斯克和哈默那科，彼此在長(zhǎng)期合作中形成深刻的綁定關(guān)系，我國(guó)本土企業(yè)難以取得商業(yè)化應(yīng)用的機(jī)會(huì)。 精密減速器技術(shù)門檻較高，且依賴于國(guó)內(nèi)制造業(yè)的資源稟賦，我國(guó)企業(yè)難以突破技術(shù)封鎖。類似于軸承的“卡脖子“，RV 減速器和諧波減速器的生產(chǎn)同樣需要高性能的材料、精密的加工制造設(shè)備和加工工藝。日本的自動(dòng)化行業(yè)已發(fā)展 50 余年，高精度機(jī)床的性能達(dá)到全球最領(lǐng)先水平，生產(chǎn)人員積累了深厚的工藝經(jīng)驗(yàn)；而我國(guó)自動(dòng)化行業(yè)起步較晚，短時(shí)間內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的全面提升。表 8：四大家族采購(gòu)體系公司減速器伺服控制器RV 減速器諧波減速器驅(qū)動(dòng)器伺服電機(jī)ABB納博特斯

50、克哈默納科自制外購(gòu)、自制自制發(fā)那科納博特斯克哈默納科自制自制自制庫(kù)卡納博特斯克哈默納科西門子、倫茨、高創(chuàng)等、自制自制安川納博特斯克哈默納科自制自制自制資料來源：埃夫特公告、2020 年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)白皮書、研究政策扶持+技術(shù)突破，產(chǎn)業(yè)鏈短板加速補(bǔ)齊政策扶持全產(chǎn)業(yè)鏈補(bǔ)足短板，擺脫海外的技術(shù)限制。2016 年，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展被寫入“十三五”規(guī)劃，而后中央及地方密集出臺(tái)相關(guān)政策。政策覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)、零部件性能、產(chǎn)業(yè)目標(biāo)等全方面，助力我國(guó)機(jī)器人全產(chǎn)業(yè)鏈快速崛起，逐漸減少我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距。2021 年 12 月“十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃提出：到 2025 年整機(jī)綜合指數(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，

51、關(guān)鍵零部件性能和可靠性達(dá)到國(guó)際同類產(chǎn)品水平；機(jī)器人產(chǎn)業(yè)營(yíng)收年均增速超 20%；制造業(yè)機(jī)器人密度實(shí)現(xiàn)翻番；到 2035 年機(jī)器人成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活、社會(huì)治理的重要組成。圖 33：中央與地方持續(xù)出臺(tái)相關(guān)政策，助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展中國(guó)政府網(wǎng)，國(guó)務(wù)院、工信部、科技部國(guó)產(chǎn)品牌份額快速提升，國(guó)產(chǎn)替代趨勢(shì)正在形成現(xiàn)在我國(guó)工業(yè)機(jī)器人減速器國(guó)產(chǎn)化趨勢(shì)正在形成。一方面，我國(guó)國(guó)產(chǎn)機(jī)器人的市場(chǎng)打開，在降本需求下給國(guó)內(nèi)減速器廠商更多機(jī)會(huì)。在國(guó)內(nèi)自動(dòng)化浪潮下，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人廠商迎來發(fā)展機(jī)遇，涌現(xiàn)出埃斯頓、匯川技術(shù)、新時(shí)達(dá)、埃夫特等國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)機(jī)器人公司，由于哈默那科的諧波減速器價(jià)格高昂，在降本壓力下選擇采用價(jià)格較低的國(guó)產(chǎn)減速器（價(jià)格

52、低品質(zhì)低），國(guó)產(chǎn)減速器的需求得以釋放。另一方面，關(guān)鍵零部件的攻堅(jiān)克難是我國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)政策的重點(diǎn)之一，在政策驅(qū)動(dòng)+技術(shù)研發(fā)的推動(dòng)下，我國(guó)精密減速器快速進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)彎道超車。根據(jù) GGII 統(tǒng)計(jì)，2014-2021 年，工業(yè)機(jī)器人精密減速器中國(guó)產(chǎn)品牌市場(chǎng)份額由 11.36%提升至 40.63%。圖 34：中國(guó)內(nèi)外資廠商工業(yè)機(jī)器人銷量（千臺(tái)）圖 35：中國(guó)內(nèi)外資工業(yè)機(jī)器人精密減速器市場(chǎng)份額140120100806040200201520162017201820192020外資廠商國(guó)產(chǎn)廠商100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%2014 2015 2016 2017 201

53、8 2019 2020 2021國(guó)產(chǎn)品牌外資品牌 IFR、研究GGII、研究RV 減速器和諧波減速器的國(guó)產(chǎn)品牌份額快速提升。根據(jù) GGII 報(bào)告，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人 RV 減速器市場(chǎng)中，2020 年日本品牌納博特斯克占比 54.80%、住友占比 6.60%，國(guó)產(chǎn)品牌環(huán)動(dòng)科技、中大力徳、南通振康、珠海飛馬、秦川分別合計(jì)占比 26.71%；2021 年納博特斯克占比 51.77%、住友占比 4.86%，略有下降，環(huán)動(dòng)科技、珠海飛馬、中大力徳、南通振康、智同和秦川合計(jì)占比 33.22%。中國(guó)諧波減速器市場(chǎng)中，2020 年日本品牌哈默那科占比 37%，新寶占比 9%，國(guó)產(chǎn)品牌綠的諧波、來福、福德、大族的占

54、有率為 21.03%、 6.09%、4.73%、4.06%；2021 年哈默那科的占比 35.51%，新寶占比 7.4%，均略有下滑，綠的諧波、來福、同川、大族、福德的占有率為 24.72%、7.69%、5.7%、4.45%、4.24%。國(guó)產(chǎn)品牌的市場(chǎng)份額均有所提升。諧波減速器國(guó)產(chǎn)替代的進(jìn)程相對(duì)更快。諧波減速器的設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，國(guó)產(chǎn)廠商可以通過原創(chuàng)性的形狀設(shè)計(jì)來彌補(bǔ)材料、加工精度和工藝等方面的不足，實(shí)現(xiàn)彎道超車，而 RV減速器組成復(fù)雜，對(duì)材料、加工精度和工藝有更高要求，國(guó)產(chǎn)廠商或需要更長(zhǎng)時(shí)間實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。圖 36：2020 年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人諧波減速器市場(chǎng)占比圖 37：2021 年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人諧

55、波減速器市場(chǎng)占比 18%4%5%6%9%21%37%哈默那科綠的新寶來福福德大族其他10%36%哈默那科綠的來福新寶同川大族福德其他 4%4%6%7%8%25%GGII、研究GGII、研究圖 38：2020 年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人 RV 減速器市場(chǎng)占比圖 39：2021 年中國(guó)工業(yè)機(jī)器人 RV 減速器市場(chǎng)占比2%4%12%5%6%7%9%55%Nab3%3%10%Nab環(huán)動(dòng)4%住友4%珠海飛馬5% 52%中大力徳5%南通振康15%智同秦川其他環(huán)動(dòng)住友中大力德南通振康珠海飛馬秦川其他GGII、研究GGII、研究從海外龍頭看減速機(jī)廠商成長(zhǎng)路徑哈默那科：諧波減速器長(zhǎng)期領(lǐng)跑者哈默那科是諧波傳動(dòng)領(lǐng)域的絕對(duì)領(lǐng)跑

56、者。1953 年，美國(guó) C.W.M usser 教授應(yīng)用諧波傳動(dòng)原理，發(fā)明制造了第一臺(tái)諧波齒輪減速機(jī)；1960 年美國(guó)USM 公司首次成功投入應(yīng)用諧波傳動(dòng)減速器，后來日本長(zhǎng)谷川公司取得 USM 生產(chǎn)許可；1970 年，長(zhǎng)谷川與 USM 各出資 50%在東京成立哈默那科，并將諧波減速器的命名為“HarmonicDrive”，逐漸形成一種減速器類別。截至目前，哈默那科一直是諧波傳動(dòng)領(lǐng)域的絕對(duì)領(lǐng)跑者，市占率在 60%以上。2022 年公司（會(huì)計(jì)年度）實(shí)現(xiàn)收入 572 億日元，折算約 29 億元人民幣，其中減速器業(yè)務(wù)和機(jī)電一體化產(chǎn)品分別為 24 億元、5 億元。圖 40：哈默那科發(fā)展歷史：1960 年

57、成功開發(fā)出諧波減速器，保持領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)至今哈默納科公告、研究圖 41：哈默納科的市值和 PE 變化歷程6005004003002001001999/8/62000/8/62001/8/62002/8/62003/8/62004/8/62005/8/62006/8/62007/8/62008/8/62009/8/62010/8/62011/8/62012/8/62013/8/62014/8/62015/8/62016/8/62017/8/62018/8/62019/8/62020/8/62021/8/601400 120010008006004002000市值/億元人民幣PE（右）Bloomberg

58、圖 42：2017-2022 年哈默那科營(yíng)業(yè)收入（億元人民幣）35302520151050201720182019202020212022減速器機(jī)電一體化資料來源：哈默納科公告、研究 注：根據(jù) 2022 年匯率 19.75 日元/元換算由于產(chǎn)品高度聚焦持續(xù)迭代，與客戶形成深度綁定關(guān)系，并通過海外擴(kuò)張和下游拓展不斷培育的新成長(zhǎng)曲線，因此哈默那科在諧波減速器領(lǐng)域保持領(lǐng)先： 公司業(yè)務(wù)聚焦諧波減速器領(lǐng)域，持續(xù)進(jìn)行產(chǎn)品迭代進(jìn)化。1988 年開發(fā)出IH 齒形的諧波減速器CSS 系列，與傳統(tǒng)的漸開線齒輪設(shè)計(jì)相比，精度、剛度和壽命均提升一倍；1991年開發(fā)出更節(jié)省空間和成本的CSF 系列，后續(xù)從三個(gè)方向提升性

59、能： 高負(fù)載及高可靠性： 1999 年推出CSG 系列； 更高減速比：1999 年推出減速比 30 系列； 小型化、輕量化：2011 年推出的 CSD 系列厚度縮小 30%50%，目前 CSG 和 CSF 系列產(chǎn)品的重量已減輕 30%。經(jīng)過數(shù)十年產(chǎn)品開發(fā)，目前諧波減速器形成八個(gè)系列，上千種類型，可以滿足下游客戶的多樣化需求 四大家族深度綁定。公司是四大家族的獨(dú)家供應(yīng)商，同納博一樣，與四大家族形成供應(yīng)商客戶關(guān)系，更是戰(zhàn)略合作關(guān)系。 海外擴(kuò)張+下游拓展，不斷突破增長(zhǎng)天花板。哈默那科逐步擴(kuò)張海外版圖，開拓美國(guó)、歐洲、中國(guó)市場(chǎng)。除工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域外，公司還持續(xù)拓展協(xié)作機(jī)器人、半導(dǎo)體設(shè)備、FPD 生產(chǎn)設(shè)備

60、等，不斷形成新的增長(zhǎng)曲線；產(chǎn)能方面，公司目前有兩個(gè)日本工廠、一個(gè)德國(guó)工廠和美國(guó)工廠，2018 年產(chǎn)能 95 萬臺(tái)，2022 年 3 月 150 萬臺(tái)（加上車載共 222 萬臺(tái)）， 23 年 3 月將達(dá)到 200 萬臺(tái)（加上車載共 300 萬臺(tái)）。圖 43：哈默那科專注于諧波減速器，產(chǎn)品持續(xù)迭代進(jìn)化哈默納科官網(wǎng)、研究2163.632.43069.632.43069.632.4156156833.610267.272108108108圖 44：2019-2023 年哈默那科產(chǎn)能建設(shè)與規(guī)劃（萬臺(tái)）3503002502001501005002018年3月2022年3月2022年9月E2023年三月E日