2024年精密减速器行业研究报告：机器人关键部件，有望受益人形机器人产业化

1、减速器：改变输出转速、扭矩的基础通用部件

减速器：改变转速、扭矩的部件，可分为三大类

减速器是在原动机和工作机之间起着匹配转速和传递扭矩作用的部件，绝大多数工作机负载大、转速低，不适宜用原动机直接 驱动，需通过减速器来降低转速、增加扭矩，因此绝大多数的工作机均需要配用减速器。 减速器可分为三个类型：1）通用减速器：模块化、系列化，可广泛应用于各个行业；2）专用减速器：规格以大型、特大型为 主，多为非标、行业专用产品；3）精密减速器：回程间隙小、精度较高、使用寿命长，可靠稳定。

减速器：运动方式可分为定轴、偏心驱动、斜面放大三类

从减速器的运动方式来看，可分为定轴、偏心驱动、斜面放大三类，其中的圆柱齿轮减速器、摆线针轮减速器、行星减速器、 谐波减速器等产品技术较为成熟。

减速器：上游供应链较为简单，下游通用性较强

上游供应链较为简单，下游通用性较强。从2023年中国减速器产业链来看，减速器上游主要为齿轮、轴承、箱体等基础零件， 上游供应链较为简单；下游行业应用较为广泛，包括工业机器人、精密机床、工程机械、冶金设备、矿山机械等多个行业，具 备较强通用性。 减速器占工业机器人成本的35%，对工业机器人成本影响较高。以2022年工业机器人成本拆分为例，减速器占工业机器人成 本的35%，高于伺服系统、控制系统、本体，对工业机器人成本影响较高。

2、精密减速器：差异化的机器人传动部件

谐波减速器：波发生器带动柔轮变形，实现错齿运动

谐波传动装置主要由波发生器、柔轮和刚轮组成。1）波发生器：包括柔性轴承和椭圆形凸轮，通常安装在减速器输入端。柔 性轴承内圈固定在凸轮上，外圈通过滚珠实现弹性变形成椭圆形；2）柔轮：带有外齿圈的柔性薄壁弹性体零件，安装在减速器 输出端；3）刚轮：带有内齿圈的刚性圆环状零件，通常固定在减速器机体上。

波发生器驱动柔轮发生弹性变形，实现错齿运动。根据来福谐波官网的信息，当波发生器装入柔轮内圆时，柔轮呈椭圆状，使 其长轴处轮齿插入刚轮的轮齿槽内，实现完全啮合状态；而短轴处两轮轮齿完全不接触，处于脱开状态。在啮合到脱开的过程 中，发生啮入或啮出状态。波发生器连续转动时，迫使柔轮不断变形，使两轮轮齿在进行啮入、啮合、啮出、脱出的过程中改 变各自的工作状态，从而实现错齿运动，实现主动波发生器与柔轮的运动传递。

谐波减速器：齿轮齿形直接决定传动性能

齿轮齿形直接决定传动性能。谐波减速器齿轮的齿形是齿轮最核心的部分，直接决定齿轮的传动性能，其他方面的改进主要是 在此基础上做局部的优化。

哈默纳科“S”齿形增强抗疲劳强度能力及扭转刚度。哈默纳科开发具有自主知识产权的“S”齿形，在空载条件下基本实现了 连续接触，突破了传统齿形只有在负载条件下才能实现多齿啮合的连续接触的状况；相比于渐开线齿形，在相同传动效率的情 况下，同时参与啮合齿数加倍，齿根处的圆角半径增大，使柔轮轮齿的抗疲劳强度能力提升1倍，扭转刚度提高了70%-100%； “S”齿形对柔轮的加工工艺要求较高，生产过程复杂，大幅增加生产的成本。

绿的谐波“P”齿形增强转矩承载。绿的谐波开发出自主知识产权的“P”齿形；“P”齿形的齿高较低，能承载更大的转矩； 齿宽较大，降低了齿根断裂的风险；柔轮变形量较小，柔轮的疲劳寿命得到提高；20%-30%的齿同时参与啮合，齿面比压较 小。 “P”齿形为获得更大的承载能力，将齿高设计的较低，同时也带来了问题，即谐波减速器运行过程中降低了传动精度。

来福谐波“δ”齿形增强寿命和平稳性。浙江来福谐波开发出“δ”齿形，新产品上全面使用“δ”齿形，寿命提高超过30%， 转矩容量提升超过30%，传动平稳性显著提高。

精密行星、谐波、RV减速器适用于机器人领域不同场景

根据科峰职能招股书（2023年6月30日）的数据，目前机器人等精密领域主要采用精密行星减速器、谐波减速器、RV减速器 三类，针对其不同特性，适用于不同的部位及场景。

3、市场规模&格局：精密减速器规模快速增长，外资处于领先地位

谐波减速器：中国市场规模2017-2020年CAGR为7.1%

中国谐波减速器市场规模稳健增长。根据科峰智能招股书，2020年中国谐波减速器市场规模19.3亿元，2017-2020年CAGR 为7.1%，规模维持稳健增长；2025年中国谐波减速器规模41亿元，对应2020-2025年CAGR为16.3%。

谐波减速器：中国谐波减速器市场两强占比64%

全球谐波减速器市场呈现“一强主导”格局。根据华经产业研究院的数据，2021年全球谐波减速器市场中，哈默纳科份额为 82%，占据主导，绿的谐波占比7%，呈现“一强主导”格局。

中国谐波减速器市场两强占比60%以上，存在较多二线厂商。根据中商产业研究院的数据，2022年中国谐波减速器市场中， 哈默纳科份额为38%，绿的谐波份额为26%，两家总份额64%；国产二线厂商来福、同川、大族及日本新宝等份额在4%-8% 之间。

行星减速器：中国市场规模2019-2022年CAGR17.1%

全球行星减速器市场规模稳健增长。根据QYResearch数据，2022年全球行星减速器市场规模12.03亿美元，2019-2022年 CAGR为9.1%；根据QYResearch预测，2025年全球行星减速器市场规模15.06亿美元，2022-2025年CAGR为7.8%。 中国行星减速器市场规模保持快速增长。根据QYResearch数据，2022年中国行星减速器市场规模5亿美元，2019-2022年 CAGR为17.1%；根据QYResearch预测，2025年中国行星减速器市场规模6.65亿美元，2022-2025年CAGR为10%。 亚太占据全球行星减速器市场主导地位。根据QYResearch数据，2022年全球行星减速器市场中亚太占比54.5%，占据主导 地位。

精密行星减速器：日德产品为主，CR5为53.9%

全球精密行星减速器市场以日德厂商为主。根据QYResearch和科峰智能招股书的数据，2022年全球精密行星减速器市场中， 日本新宝、纽卡特、威腾斯坦份额分别为12.9%、10.9%、10.7%，国产精锐科技、科峰智能份额为7.5%、5.4%，以日德厂 商为主。 中国精密行星减速器市场较为分散。根据QYResearch和科峰智能招股书的数据，2022年中国精密行星减速器市场中，日本 新宝占比20.4%，科峰智能占比11.7%，CR5为53.9%。

4、人形机器人：精密减速器增量可期，成本及产能为瓶颈

预计远期全球人形机器人精密减速器市场空间约在29-112亿之间

根据TeslaAIDay的信息，参考TeslaBot结构，假设单台人形机器人需要14个旋转关节，1）假设每个关节需要1个精密减速器； 2）假设两种方案，方案一全部使用谐波减速器，方案二在肩部、腕部精度要求较高的部分采用谐波减速器，腰部、髋部采用精 密行星减速器；3）年出货量分为保守（25万台）、中性（50万台）、乐观（100万台）进行测算；4）假设规模效应下，减速 器价格有所下降。 根据我们测算，我们预计方案一中远期全球人形机器人减速器市场规模在35-112亿元之间，方案二中市场规模在29-91亿元 之间。

减速器降本对人形机器人利润率影响有限

参考前文假设，在不考虑其他硬件降本的情况下，以谐波减速器价格为1000元/个计算，假设减速器成本占比10%，则其他成 本约为12.6万元，并假设人形机器人16万元/台售价（参考TeslaBot2万美元的售价目标），计算减速器影响下的毛利率弹性。 根据测算结果，不考虑其他硬件降本情况下，不同减速器方案下，人形机器人毛利率在12.5%-15.6%之间，实际的净利润盈 利空间较小；人形机器人实际量产、盈利，仍需要其他硬件部分的降本。

报告节选：

编辑：火腿肠