減速器行業(yè)分析

減速器行業(yè)分析1減速器：精密減速器是機(jī)器人核心零部件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(jī)構(gòu)的中間機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)器人的整體性能水平。精密減速器是工業(yè)機(jī)器人最重要的基礎(chǔ)部件，直接關(guān)系到機(jī)器人的反應(yīng)速度和功能實現(xiàn)精度。工業(yè)機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)器人的輪部可使用精密行星減速器。壽命是考量減速器性能的重要指標(biāo)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(jī)器人的正常工作時長，壽命是考量減速器性能的重要指標(biāo)。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(yán)重下降；國外產(chǎn)品壽命則高達(dá)7000h，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(jìn)。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(biāo)。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(jìn)只能在齒形基礎(chǔ)上進(jìn)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)。精密減速器性能影響機(jī)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(jī)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(biāo)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(biāo)。在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域為了保證機(jī)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(biāo)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(jī)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(jī)器人的動態(tài)性能關(guān)系緊密。2下游：工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用擴(kuò)大帶動上游減速器市場擴(kuò)容，多品類進(jìn)口替代空間廣闊下游機(jī)器人產(chǎn)業(yè)：精密減速器性能直接決定機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)器人的整體性能水平。精密減速器是工業(yè)機(jī)器人最重要的基礎(chǔ)部件，直接關(guān)系到機(jī)器人的反應(yīng)速度和功能實現(xiàn)精度。工業(yè)機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)器人的輪部可使用精密行星減速器。工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)能擴(kuò)大，減速器需求同步提升國內(nèi)機(jī)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?jǐn)?shù)據(jù)，近年來全國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)能不斷擴(kuò)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(jī)器人產(chǎn)量達(dá)到38.76萬臺，同比-2.8%。主要受下游需求波動影響。工業(yè)機(jī)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(jī)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(jìn)程的加快推進(jìn)，機(jī)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(jìn)一步增強。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(jìn)口減速器差距收斂，部分接近國際前沿水平。自20世紀(jì)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(dá)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(dá)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(dāng)。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(biāo)上與納博特斯克的RV-E系列產(chǎn)品相當(dāng)，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?？傮w來看，國產(chǎn)減速器與世界先進(jìn)國內(nèi)外減速器廠商差距收斂，進(jìn)口替代逐漸加速。3人形機(jī)器人：新技術(shù)新產(chǎn)品加快孕育，增量市場前景廣闊各大廠商加速布局，機(jī)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(jī)器人之一，憑借先進(jìn)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(jìn)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(jī)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。小米CyberOne是一款全尺寸人形仿生機(jī)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(jìn)行三維虛擬重建，并實現(xiàn)雙足運動姿態(tài)平衡。其機(jī)身內(nèi)置多個電機(jī)，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(jìn)行交互信息實時顯示。繼發(fā)布CyberOne后，小米參投人形機(jī)器人創(chuàng)新中心。2023年11月2日，北京小米機(jī)器人技術(shù)有限公司、北京優(yōu)必選智能機(jī)器人有限公司、北京京城機(jī)電產(chǎn)業(yè)投資有限公司共同持股成立北京人形機(jī)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(jī)器人制造、智能機(jī)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。人形機(jī)器人當(dāng)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(jī)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(jī)、力矩傳感器構(gòu)成。其中力矩傳感器、諧波減速器、無框電機(jī)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(tuán)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(biāo)下，選取關(guān)節(jié)的最佳設(shè)計。4重點公司分析雙環(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(dá)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。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(dá)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(dá)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1.9pct；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。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(dá)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。2017-20