《人形機器人行業專題報告:人形機器人賽道深度之減速器減速增扭需求倍增-250221(38頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《人形機器人行業專題報告:人形機器人賽道深度之減速器減速增扭需求倍增-250221(38頁).pdf(38頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、人形機器人賽道深度之減速器:減速增扭,需求倍增人形機器人賽道深度之減速器:減速增扭,需求倍增-人形機器人行業專題報告人形機器人行業專題報告分析師|齊天翔 S0800524040003 郵箱地址:分析師|張磊S0800524070001 郵箱地址:西部證券研發中心2025年02月21日證券研究報告請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明核心結論核心結論2精密減速器核心功能是減速增扭精密減速器核心功能是減速增扭,是精密傳動領域不可或缺的裝置是精密傳動領域不可或缺的裝置。減速器是一種動力傳動裝置,是連接動力源和執行機構的中間機構,可通過內部的齒輪、蝸桿等傳動機構,將高轉速、低轉矩的輸入轉換為低轉速
2、、高轉矩的輸出。同時,還能起到增加傳動精度和增加負載能力的作用。其中,回程間隙小、傳動精度高的精密減速器技術壁壘較高、市場需求旺盛。精密減速器根據結構一般可分為行星減速器、諧波減速器、RV減速器,常用于機器人、數控機床等高端領域。人形機器人產業發展助力精密行星減速器和諧波減速器的市場快速擴容人形機器人產業發展助力精密行星減速器和諧波減速器的市場快速擴容。從當前各家人形機器人本體結構上看,使用了較多行星和諧波減速器。以特斯拉人形機器人Optimus Gen-2為例,其全身共使用了14個諧波減速器和12個行星減速器,14個諧波減速器分別用于肩部、肘部、腰部等部位的旋轉關節中,12個行星減速器則用于
3、靈巧手內部傳動裝置中(單手用6個)。另外,智元遠征A1、宇樹G1、優必選Walker X等國產人形機器人本體設計中也使用了精密行星或諧波減速器。哈默納科在諧波減速器領域優勢明顯哈默納科在諧波減速器領域優勢明顯,綠的諧波等國內企業奮起直追綠的諧波等國內企業奮起直追。根據GGII數據顯示,2021年,哈默納科在諧波減速器領域的市場份額超過80%,競爭優勢明顯。我國在精密諧波減速器領域起步較晚,國內諧波減速器企業市占率較低,但是以綠的諧波為代表的自主企業,經過多年研發,在國內率先實現了諧波減速器的工業化生產和規?;瘧?,打破了國際品牌在國內機器人諧波減速器領域的壟斷。隨著國產自主品牌減速器廠商與國產
4、機器人廠商通力合作,自主品牌市場份額正穩步提升。另外,當前國內人形機器人產業百花齊放,憑借快速響應和成本優勢,自主品牌精密減速器企業有望充分受益。智能汽車與智能汽車與AI機器人技術同源機器人技術同源,國內汽車零部件企業爭先布局人形機器人國內汽車零部件企業爭先布局人形機器人,二者產業鏈或將高度重合二者產業鏈或將高度重合。特斯拉直接將FSD和Autopilot技術復用到Optimus人形機器人,顯示出智能汽車和機器人軟件算法上具有同源性。小鵬、小米、比亞迪、廣汽等汽車主機廠已經開始投入人形機器人研發,而且汽車零部件里的典型企業(如拓普、三花、北特、貝斯特、豪能等)也紛紛拓展人形機器人相關零部件業務
5、,我們認為,未來汽車主機廠或將成為人形機器人重要生產商和終端用戶(如生產制造場景),汽車產業鏈和人形機器人產業鏈有望高度重合?!就顿Y建議投資建議】隨著AI技術持續迭代,科技大廠和創業先鋒企業相繼入局人形機器人產業,人形機器人作為AI重要終端應用之一,有望迎來快速發展。我們認為,精密減速器作為人形機器人的必備部件或將充分受益,國產替代空間廣闊,已有相關產品布局或擬入局精密減速器賽道的企業有望迎來快速成長。精密減速器國內領先企業:綠的諧波綠的諧波、中大力德中大力德、雙環傳動雙環傳動、秦川機床秦川機床、豐立智能豐立智能、瑞迪智驅瑞迪智驅、國茂股份國茂股份通過內生外延拓展機器人精密減速器的企業:豪能股
6、份豪能股份、福達股份福達股份、中鼎股份中鼎股份、斯菱股份斯菱股份、富臨精工富臨精工潛在入局減速器的企業:藍黛科技藍黛科技【風險提示風險提示】人形機器人產業發展不及預期、精密減速器技術迭代風險、精密減速器國產替代不及預期CONTENTS目目錄錄CONTENTS目目 錄錄精密減速器在人形機器人上的應用典型企業投資建議010203不同減速器的介紹及對比分析不同減速器的介紹及對比分析04風險提示05請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明減速器:減速增扭的關鍵傳動部件減速器:減速增扭的關鍵傳動部件4 定義:定義:減速器是處于動力源和執行機構中間的裝置,是一種動力傳達機構,其利用齒輪的速度轉換器,將電
7、機的回轉數減速到所要的回轉數,并得到較大轉矩的裝置。作用:作用:a)a)降低轉速降低轉速:在設備運轉過程中,電機可以提供較高的轉速,但不同的應用場景和功能需求需要匹配不同的轉速,因此需要使用減速器對電機的輸出轉速進行減速。b)b)增大扭矩:增大扭矩:轉速的降低換來的是扭矩的提高,從而使得額定輸出功率不變的電機能夠應對更大的負載、對抗更大的阻力。c)c)增加傳動精度:增加傳動精度:減速器能夠提高電機的傳動精度,減小了傳動誤差和回程誤差,適用于對傳動精度要求較高的場合。d)d)增加負載能力:增加負載能力:減速電機通過減速器提高了輸出扭矩,增加了系統對負載的適應能力,能夠承受更大的負載和沖擊負荷。分
8、類:分類:減速器按用途和精度可分為三類:1)通用減速器通用減速器,廣泛應用于多領域,滿足基礎動力傳動需求;2)專用減速器專用減速器,以大型、特大型為主,多為非標、行業專用產品,包括船用齒輪箱、冶金齒輪箱、風力發電齒輪箱、工程機械齒輪箱等;3)精密減速器精密減速器,回程間隙小、傳動精度高,常用于機器人、數控機床等高端領域,包括精密行星減速器、RV減速器和諧波減速器等。資料來源:中菱科技公眾號、觀研天下公眾號、科峰智能招股說明書、納博特斯克官網、思瀚研究院公眾號、西部證券研發中心圖表:減速機的應用圖表:減速機的應用按用途分類按用途分類特點特點應用場景應用場景通用減速器控制精度較低,但足以滿足機械設
9、備基本的動力傳動需求。廣泛應用于各種需要減速傳動的機械設備中。專用減速器針對于特定行業或特定設備設計的減速器,具有更高的適應性。應用于船舶、工程機械、風力發電等特定行業。精密減速器回程間隙小、傳動精度高。應用于機器人、數控機床等高端領域。圖表:減速器分類圖表:減速器分類圖表:減速器功能示意圖圖表:減速器功能示意圖請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明精密減速器主要包括行星精密減速器主要包括行星、RV、諧波減速器諧波減速器5資料來源:上海嘉奕晟科技有限公司官網、環動科技招股說明書、深圳市機器人協會公眾號、痛點設計公眾號、環動科技招股說明書、綠的諧波官網及招股說明書、西部證券研發中心 精密減速
10、器根據結構可分為三類:精密減速器根據結構可分為三類:1 1)行星減速器行星減速器,主要由行星輪、太陽輪和內齒圈構成,結構緊湊且傳動效率高,適用于機器人中對精度要求低的部分身體旋轉關節;2)RVRV減速器減速器,減速比范圍大且承載能力強,剛性和耐過載沖擊性能好,廣泛應用于機器人基座、大臂、肩部等重負載位置;3)諧波減速器諧波減速器,基于柔輪的彈性變形原理,體積小、重量輕且傳動精度高,但承載能力相對較弱,更適合應用于3C、半導體、醫療器械等行業的工業機器人小臂、腕部、手部等部件。分類分類簡介簡介特點特點應用領域應用領域圖示圖示行星減速器行星減速器主要由行星輪、太陽輪和內齒圈組成,其中太陽輪位于中心
11、,行星輪圍繞太陽輪公轉的同時自轉,通過行星架輸出減速。結構緊湊、傳動效率高(單級可達97%98%)、精度高、承載能力強、抗沖擊和振動性能好。適用于機器人中對精度要求低的部分身體旋轉關節,也有用于手部的關節,如特斯拉Optimus。RV減速器減速器RV減速器是在擺線針輪行星傳動基礎上發展起來的一種剛性齒輪減速器,主要由輸入軸、行星輪、曲柄軸、擺線輪、針齒輪和行星架等組成。大體積、高負載能力(容許力矩負載可達 28,000Nm)、高剛度、范圍大、傳動效率高(85%-92%)、精度穩定。廣泛應用于機器人基座、大臂、肩部等重負載位置,以及數控機床、醫療檢測設備、衛星接收系統等領域。諧波減速器諧波減速器
12、基于柔輪的彈性變形原理的一種傳動機構,由柔輪、剛輪和波發生器三個基本構件組成。通過波發生器的變形使柔輪與剛輪產生嚙合作用,實現減速。體積小、重量輕、結構簡單緊湊、傳動精度高、減速比范圍大。但承載能力相對較弱,容易疲勞損壞。更適合應用于3C、半導體、醫療器械等行業的工業機器人之中。主要適用于機器人小臂、腕部、手部等部件。圖表:精密減速器分類圖表:精密減速器分類請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明三種精密減速器特點對比三種精密減速器特點對比6資料來源:綠的諧波招股說明書、科峰智能招股說明書、環動科技招股說明書、中大力德招股說明書、工業機器人精密減速器綜述(黃興等,2015)、朱氏螞蟻官網、深
13、圳市機器人協會公眾號、西部證券研發中心 精密減速器因結構差異而各具優劣:精密行星減速器精密減速器因結構差異而各具優劣:精密行星減速器以其高剛性、高傳動效率、強抗沖擊能力、緊湊的體積、經濟的價格及長壽命著稱,但傳動比相對較低,多級結構會導致體積增大,輸出扭矩有限,且相對精度稍遜。RV減速器減速器則以其高效的傳動、高精度的輸出、大扭矩、高剛性、廣泛的傳動比范圍及穩定的精度表現突出,然而,其質量與體積較大,壽命相對較短,加工工藝復雜,價格偏高。諧波減速器諧波減速器在精度、傳動比方面表現優異,傳動慣量小,體積/重量可大幅減小至其他減速器的三分之一/二分之一,但柔輪每轉兩次橢圓變形易導致材料疲勞損壞,損
14、耗功率大,且存在回程誤差,不具備自鎖功能,對散熱也有一定要求。圖表:精密減速器對比圖表:精密減速器對比精密行星減速器精密行星減速器RV減速器減速器諧波減速器諧波減速器體積體積較小大小質量質量高輕傳動效率傳動效率97%-98%(單級)85%-92%70%以上傳動比傳動比單級3-1030-192.430-160傳動精度(傳動精度()1806060設計壽命(設計壽命(h)2000060008000扭轉剛度(扭轉剛度(N m/arc min)10-37020-11761.34-54.09額定輸出轉矩額定輸出轉矩(N m)40-1200101-61356.6-921噪音(噪音(db)657060溫升(溫
15、升()304540優勢優勢高剛性、高傳動效率高剛性、高傳動效率、抗沖擊能力強、體積小、體積小、價格低、壽命長價格低、壽命長。傳動效率高、精度高傳動效率高、精度高、輸出扭矩大、高剛性、傳動比范圍大傳動比范圍大、精度保持穩定。精度高,傳動比大精度高,傳動比大,較小的傳動慣量,在同等輸出力矩時,體積可以縮小到其他在同等輸出力矩時,體積可以縮小到其他減速器的減速器的 1/3,重量縮減,重量縮減 1/2劣勢劣勢傳動比較低,若采用多級結構則體積龐大、輸出傳動比較低,若采用多級結構則體積龐大、輸出扭矩較低、相對精度較低。扭矩較低、相對精度較低。質量及體積較大、壽命相對較短質量及體積較大、壽命相對較短、加工工
16、藝復雜、價格較高價格較高。柔輪每轉發生兩次橢圓變形,極易引起材料的疲勞損壞極易引起材料的疲勞損壞,損損耗功率大耗功率大。存在一定回程誤差、不具有自鎖功能、同時對散熱有所要求對散熱有所要求。請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 結構與原理:結構與原理:行星齒輪傳動機構主要由行星齒輪、行星架和太陽輪構成。精密行星減速器工作時,通常是伺服電機等原動機驅動太陽輪旋轉,太陽輪與行星輪的嚙合驅動行星輪產生自轉;同時,由于行星輪另外一側與減速器殼體內壁上的環形內齒圈嚙合,最終行星輪在自轉驅動下將沿著與太陽輪旋轉相同方向在環形內齒圈上滾動,形成圍繞太陽輪旋轉的“公轉”運動。行星輪通過公轉驅動行星架旋轉,
17、行星架與輸出軸聯接,帶動輸出軸輸出扭矩。資料來源:科峰智能招股說明書、普尼柯科技官網、西部證券研發中心行星減速器的結構行星減速器的結構7圖表:行星減速器結構爆炸圖圖表:行星減速器結構爆炸圖圖表:行星減速器傳動結構圖表:行星減速器傳動結構請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明行星減速器的特點行星減速器的特點8資料來源:綠的諧波招股說明書、科峰智能招股說明書、環動科技招股說明書、中大力德招股說明書、工業機器人精密減速器綜述(黃興等,2015)、齒廓修形對行星減速器嚙合干涉現象影響的研究(羅仲龍,現代制造工程)、朱氏螞蟻官網、今日減速機公眾號、深圳市機器人協會公眾號、西部證券研發中心圖表:減速器
18、參數對比圖表:減速器參數對比 精密行星減速器優點:高承載能力精密行星減速器優點:高承載能力、高傳動效率高傳動效率、低成本低成本。較高承載能力較高承載能力:行星減速器的結構設計合理,行星輪均勻分布在中心輪周圍,共享負載,使得每個齒輪承受的負載減小,從而提高了整體承載能力。高傳動效率高傳動效率:行星減速器的傳動結構具有對比度和均勻分布的特點,行星輪作用于中心輪和臂軸承的反作用力可以相互平衡,減少了摩擦損失,提高了傳動效率。成本較低成本較低:由于行星減速器本身的結構簡單,相較于RV減速器、諧波減速器來說生產組裝過程中所需加工組裝的零件少,從而降低了生產成本。精密行星減速器缺點:較低的傳動比精密行星減
19、速器缺點:較低的傳動比、較低的傳動精度較低的傳動精度。單級傳動比較低單級傳動比較低:行星減速器單級傳動比在3-10左右,不超過10。在單級行星減速器中,由于齒輪數量有限,齒數比例的選擇范圍也相對較小,從而限制了傳動比的提高。若通過疊加級數提高傳動比則會增大體積和質量。傳動精度傳動精度較低較低:由于行星齒輪與太陽齒輪之間的嚙合間隙,以及行星齒輪之間的相對運動,可能導致一定的傳動誤差積累,這在多級結構中更為明顯。989270精密行星RV諧波傳動效率(傳動效率(%)10192.4160精密行星RV諧波最大單級傳動比最大單級傳動比1806060精密行星RV諧波最大傳動誤差(最大傳動誤差()請務必仔細閱
20、讀報告尾部的投資評級說明和聲明行星減速器的核心競爭要素行星減速器的核心競爭要素9資料來源:中大力德招股說明書、優匠時代、on-the-potential-of-high-ratio-planetary-gearboxes-for-next-generation-robotics、西部證券研發中心 精密行星減速器的核心競爭力主要體現在結構設計能力精密行星減速器的核心競爭力主要體現在結構設計能力、工藝技術能力以及資金儲備上工藝技術能力以及資金儲備上。結構設計能力結構設計能力齒輪結構布局設計:齒輪結構布局設計:行星減速器由于單級減速比較低,往往需要采用多級結構去提升其整體減速比,此時如何在有限的空間
21、內進行齒輪間的排布以達到盡可能高的傳動比便成為新的問題,目前存在多種排布方案,但各有利弊,需要根據需求進行適當的選擇及修改。資金儲備資金儲備研發投資研發投資:精密行星減速器的研發需要投入大量的資金,包括研發人員的薪酬、實驗設備的購置和維護、原材料的研發和采購等。這些投資需要企業具備較強的經濟實力和財務穩健性。生產設備投資生產設備投資:為了生產高質量的精密行星減速器,企業需要購置高精度的生產設備,如磨齒機、插齒機、滾齒機等。目前高端精密加工設備主要依賴進口,單價高昂,同時進口設備的采購交付周期普遍在10個月以上,最久的長達15個月,對企業的資金周轉能力提出了不小的要求。這些設備的購置和維護成本較
22、高,增加了企業的資金壓力。圖表:中大力德年產圖表:中大力德年產2020萬臺精密減速器生產設施成本萬臺精密減速器生產設施成本圖表:不同行星減速器布局圖表:不同行星減速器布局請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明行星減速器的核心競爭要素行星減速器的核心競爭要素10資料來源:中大力德招股說明書、An Experimental Study of the Influence of Manufacturing Errors on the Planetary Gear Stresses and Planet Load Sharing、西部證券研發中心工藝技術能力:工藝技術能力:加工精度加工精度:精密行星
23、減速器的齒輪和軸等關鍵部件需要采用高精度加工技術,如磨齒、插齒、滾齒等,以確保產品的精度和性能。這些加工技術需要高精度的設備和專業的操作技能,增加了工藝技術的難度。行星減速器的高承載力通過行星齒輪組平分負載來實現,但當存在制造誤差時,可能會影響到行星齒輪組的共享負載機制,從而導致減速器整體的負載能力下降。檢測技術檢測技術:為了確保精密行星減速器的質量,需要采用先進的檢測技術對產品的各項性能指標進行檢測。這些檢測技術需要高精度的測量設備和專業的操作技能,以確保檢測結果的準確性和可靠性。圖表:不同類型的制造誤差如何影響行星齒接觸面的位置圖表:不同類型的制造誤差如何影響行星齒接觸面的位置圖表:行星減
24、速器工藝流程圖表:行星減速器工藝流程請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明行星減速器的市場競爭格局行星減速器的市場競爭格局11資料來源:QY Research、科峰智能招股說明書、西部證券研發中心圖表:圖表:2022年行星減速器全球市場競爭格局年行星減速器全球市場競爭格局 精密行星減速器市場主要由日系精密行星減速器市場主要由日系、德系品牌主導德系品牌主導,行業集中度相對分散:行業集中度相對分散:全球市場方面全球市場方面,全球全球CRCR3 3約約3535%,頭部企業競爭格局較為均衡頭部企業競爭格局較為均衡。其中,日本新寶的市場份額為13%,紐卡特和威騰斯坦緊隨其后,均有11%的市場份額。國
25、內市場方面國內市場方面,國內國內CRCR3 3約約4141%,相比全球市場來說集中度更高相比全球市場來說集中度更高。其中,日本新寶的市場份額為20%,占比最高,威騰斯坦占比約12%,紐卡特9%,CR3在國內市場地位與全球市場的地位類似。我國從20世紀60年代起開始研制應用行星減速器,在三大精密減速器中開發時間最早,并且相對來說行星減速器的結構較為簡單,技術設計壁壘較低,國內自主品牌的市占率正在穩步提升。圖表:圖表:2022年行星減速器國內市場競爭格局年行星減速器國內市場競爭格局20.40%11.70%9.40%7.10%5.30%46.10%日本新寶威騰斯坦紐卡特精銳科技利茗其他12.90%1
26、0.90%10.70%7.50%5.40%52.70%日本新寶紐卡特威騰斯坦精銳科技科峰智能其他請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 RV 減速器是由行星齒輪減速機一級減速器是由行星齒輪減速機一級+擺線針輪減速機后級組成的二級減速機:擺線針輪減速機后級組成的二級減速機:第一級減速:第一級減速:電機帶動中心輪旋轉,中心輪旋轉帶動與其嚙合的行星輪轉動。由于中心輪齒數小于行星輪齒數,從而形成第一級減速。第二級減速:第二級減速:每個行星輪與各自的曲柄軸相連,中心輪帶動行星輪轉動從而帶動曲柄軸以相同的轉速轉動。曲柄軸的偏心部通過滾針軸承安裝的2個擺線輪(RV 齒輪)在外殼內側的針齒槽中的針齒數比
27、RV齒輪多 1 齒。曲柄軸旋轉 1 周時,2 個擺線輪也進行 1 次偏心運動(曲軸運動)。擺線輪沿著與曲柄軸運動方向相反方向轉動 1 個齒,從而實現減速。資料來源:RV 減速器輕量優化設計(王明楠,2022)、環動科技招股說明書、西部證券研發中心RV減速器的結構減速器的結構12圖:圖:RV減速器結構爆炸圖減速器結構爆炸圖圖:精密行星減速器傳動結構圖:精密行星減速器傳動結構請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明RV減速器的特點減速器的特點13資料來源:基于優化承載能力的RV減速器擺線齒輪齒廓的等距-移距修形、今日減速機公眾號、環動科技招股說明書、RV減速器針齒殼零件加工工藝設計與分析、RV減
28、速器擺線輪軸承的受力分析與壽命校核、西部證券研發中心圖:圖:RV減速器傳動簡圖減速器傳動簡圖 RV減速器具有高扭矩減速器具有高扭矩、高傳動比高傳動比、高承載能力的優勢高承載能力的優勢。高承載能力高承載能力:RV減速器低速級擺線輪結構為180對稱分布,擺線輪與針輪的理論最大嚙合齒數可達總齒數1/2,載荷被均勻分配到多個接觸點,使得擺線輪的結構受力均勻,提高了減速器傳動的平穩性和減速器的承載能力。高傳動比高傳動比:RV減速器由兩級減速構成,整體的傳動比是兩級傳動比的乘積,故其具有較大的傳動比范圍,能夠提供更高的傳動比。高扭轉剛度高扭轉剛度:輸出機構即為兩端支承的行星架,用行星架左端的剛性大圓盤輸出
29、,大圓盤與工作機構用螺栓聯結,其扭轉剛度遠大于一般擺線針輪行星減速器的輸出機構。劣勢在于其相對較大的體積質量以及較高的價格劣勢在于其相對較大的體積質量以及較高的價格。較大的體積質量較大的體積質量:RV減速器本質上是一種二級減速器,同時擺線針輪本身體積質量較高,因此導致RV減速器整體體積質量較大。較高的價格:較高的價格:其復雜的行星+擺線針輪減速結構使得在生產過程中需要生產組裝大量的高精度零部件比如針齒等,使得整體成本較高。圖表:圖表:RV減速器復雜工序減速器復雜工序請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明RV減速器的核心競爭要素減速器的核心競爭要素14資料來源:A New Tooth Pro
30、file Modification Method of Cycloidal Gears in Precision Reducers for Robots、RV 減速器關鍵零部件公差設計方法研究、基于優化承載能力的RV減速器擺線齒輪齒廓的等距-移距修形西部證券研發中心設計能力設計能力修形設計:修形設計:擺線齒輪的齒形較復雜,加工工藝要求嚴格,其修形質量以及齒廓幾何精度直接決定著擺線針輪行星傳動的運動精度和使用性能。通過擺線輪修形,可以產生擺線傳動所需的嚙合間隙,補償制造和安裝側隙或誤差,保證合理的徑向側隙,以利于潤滑和保證裝拆方便。為了補償裝配誤差,保持合理的齒隙,便于潤滑和裝配,行星齒輪傳動中
31、的圓柱齒行星傳動的理論齒廓一般通過修改設計加工而成,齒廓修改質量是保證機器人精密減速器運動精度的關鍵。公差分配設計:公差分配設計:RV減速器對回差有較高要求,一般要求不超過1 arcmin,以確保運動的精確性和穩定性。因此在若干減速器部件中分配誤差需要在制造前提前考慮,不同部件對回差有不同程度的影響,設計者需要對每個部件的誤差進行合理分配。圖表:不同齒輪齒廓修改對傳輸誤差的影響圖表:不同齒輪齒廓修改對傳輸誤差的影響圖表:回差的影響因素圖表:回差的影響因素請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明RV減速器的核心競爭要素減速器的核心競爭要素15資料來源:金屬加工公眾號、36氪pro公眾號、優匠時
32、代公眾號、RV減速器擺線輪齒廓修形與傳動性能分析、工業機器人精密減速器綜述、環動科技招股說明書、西部證券研發中心工藝技術能力工藝技術能力高精度擺線輪的制造能力:高精度擺線輪的制造能力:RV減速器需要高精度擺線輪來確保傳動的穩定性和精度。擺線齒輪的修形精度以及制造誤差是影響擺線針輪傳動精度的一個重要方面。過大的修形量將產生較大的嚙合間隙,會降低其傳動精度;而過小的修形量將產生不了足夠的嚙合間隙,會導致傳動時發生干涉以至于卡死等現象。質量管理體系:質量管理體系:由于RV減速器的制造過程中涉及到大量精密部件的制造與組裝,例如滾針,擺線輪,曲柄軸等等。因此需要在每一個制造環節控制產物質量。否則RV減速
33、器獨特的兩級減速結構會將每一級減速中的誤差成倍的放大,可能會對整體的傳動精度與傳動效率產生極大的影響。資金儲備資金儲備設備方面投資較大,據智同科技介紹,針齒殼和擺線輪的加工設備從歐洲進口,單臺均價超1500萬,國產機床在精度和工藝方面還無法滿足要求。前期設備投入至少1個億以上,而能做到批量生產需要3個億左右投入。設備采購周期在一年以上,對資金儲備有較高要求。圖表:圖表:RV RV 減速器工藝流程減速器工藝流程圖表:環動科技年產圖表:環動科技年產3232萬套萬套RVRV減速器生產基地投入減速器生產基地投入請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明RV減速器的市場格局減速器的市場格局16資料來源:
34、科勁官網、環動科技招股說明書、西部證券研發中心圖表:圖表:2020-2023年國內年國內RV減速器市場變化減速器市場變化 日系品牌納博特斯克占據日系品牌納博特斯克占據RV減速器市場主導地位減速器市場主導地位。1926年德國的Lorenz Blanc提出針擺行星傳動,后經住友引進、擺線磨床的研制成功,1980年日本帝人精機提出RV傳動理論,1986年RV減速器正式大規模生產。先發優勢使得納博特斯克一直主導該領域。但隨著本土企業開始進入RV減速器領域,在中低端和中低負載產品上正逐步替代納博特斯克。國內自主品牌國內自主品牌RV減速器企業市占率快速提升減速器企業市占率快速提升。隨著本土廠商的技術不斷積
35、累,與國內機器人廠商合作持續加強,國內自主RV減速器企業市占率近年來持續提升。其中,環動科技(雙環傳動的控股子公司)國內市占率提升明顯,從2020年的5.25%上升到2023年的18.89%,已穩居第二。納博特斯克市占率則持續降低,已從2020年54.8%下降到2023年的40.17%。請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 結構:結構:諧波齒輪減速器是一種靠波發生器使柔輪產生可控的彈性變形波,通過其與剛輪的相互作用,實現運動和動力傳遞的傳動裝置,其構造主要由帶有內齒圈的剛性齒輪(剛輪)、帶有外齒圈的柔性齒輪(柔輪)、波發生器三個基本構件組成。原理:原理:諧波減速器工作時,電機驅動波發生器
36、旋轉,剛輪固定,柔輪作為輸出端。波發生器迫使柔輪由圓形變為橢圓形,長軸端齒與剛輪完全嚙合,短軸端則脫開,其余齒處于過渡狀態。隨著波發生器連續轉動,柔輪變形不斷變化,嚙合狀態也隨之改變,經歷嚙入、嚙合、嚙出、脫開再嚙入的循環,從而實現柔輪相對剛輪沿波發生器相反方向的平穩旋轉。資料來源:科峰智能招股說明書、浙江大學湖州研究院公眾號、西部證券研發中心諧波減速器的結構諧波減速器的結構17圖表:諧波減速器結構爆炸圖圖表:諧波減速器結構爆炸圖圖表:諧波減速器傳動結構圖表:諧波減速器傳動結構請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明諧波減速器的特點諧波減速器的特點18資料來源:環動科技招股說明書、科峰智能招
37、股說明書、工業機器人精密減速器綜述(黃興等,2015)、今日減速機公眾號、來福諧波官網、諧波減速器嚙合特性與應力變形分析、諧波減速器柔輪疲勞壽命及其力學性能分析、西部證券研發中心圖表:減速器參數對比圖表:減速器參數對比 諧波減速器具有高傳動精度諧波減速器具有高傳動精度、較高傳動比較高傳動比、小體積質量的優勢小體積質量的優勢。高傳動精度高傳動精度:因為諧波傳動中同時嚙合的齒數多,誤差平均化,即多齒嚙合對誤差有相互補償作用,故傳動精度高。在齒輪精度等級相同的情況下,傳動誤差只有普通圓柱齒輪傳動的1/4左右。同時可采用微量改變波發生器的半徑來增加柔輪的變形使齒隙很小,甚至能做到無側隙嚙合,因此傳動空
38、程小,適用于反向轉動。較高傳動比:較高傳動比:波發生器每旋轉180度,由于柔輪和剛輪只存在部分接觸,從而只會使得剛輪改變一個齒的位置,從而形成減速效果,因此也具有了較高的傳動比。小體積質量小體積質量:諧波減速器由于其特殊的柔輪傳動結構,使得其核心部件較少,在輸出力矩相同的情況下,體積可減少2/3,重量可減輕1/2。劣勢在于其相對較低的傳動效率劣勢在于其相對較低的傳動效率、低扭矩以及較短的壽命低扭矩以及較短的壽命。較低的傳動效率較低的傳動效率:諧波減速器在傳動過程中由于柔輪的彈性變形和嚙合摩擦等因素,會產生一定的能量損失,導致傳動效率相對較低。低扭矩低扭矩:諧波減速器在承受大扭矩時可能會面臨柔輪
39、變形過大或嚙合不良等問題,因此一般情況下輸出扭矩較低。壽命較短:壽命較短:諧波減速器的工作原理依賴于柔輪的彈性變形,這種變形在長期的使用過程中會導致材料的疲勞和磨損。柔輪需要反復高速變形,因而較為脆弱,容易在應力集中區域出現裂紋或斷裂。98927010192.4160050100150200250精密行星RV諧波傳動效率(%)最大單級傳動比圖表:柔輪應力云圖、圖表:柔輪應力云圖、柔性軸承變形云圖柔性軸承變形云圖請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明諧波減速器的技術壁壘諧波減速器的技術壁壘19資料來源:材質對諧波減速器剛輪的耐磨性能影響、諧波減速器中雙圓弧柔輪的齒形修形及試驗研究、諧波減速器
40、研究現狀及問題研究、浙江大學湖州研究院、優匠時代公眾號、西部證券研發中心 諧波減速器技術壁壘主要體現在柔輪技術諧波減速器技術壁壘主要體現在柔輪技術、剛輪材料選擇上剛輪材料選擇上。柔輪技術柔輪技術材料選擇材料選擇:例如,國內外柔輪材料較多使用40Cr材料,但晶粒和鐵氧體相的不合理會導致局部微裂紋和尺寸精度的變化,因此,需要選擇原始坯料純度高、包含的雜質和非金屬夾雜物水平低的材料。齒形設計與加工齒形設計與加工:不同的齒形設計會對傳動性能產生影響,例如漸開線齒形的傳動誤差較大;圓弧齒形工作性能良好、摩擦??;擺線齒形繼承了圓弧齒廓所具有的優點,但擺線齒輪齒的設計較為復雜困難,制造誤差和裝配誤差會嚴重影
41、響諧波傳動的精度。目前國內大部分廠商采用傳統的慢走絲或滾齒、插齒工藝,在生產效率及產量上與國際龍頭企業存在一定的差距。剛輪材料選擇剛輪材料選擇剛輪在傳動過程中需要不斷地和柔輪相接觸,通過摩擦來傳動。因此剛輪的抗磨擦程度直接關系到減速器的壽命。例如2Cr13不銹鋼、40Cr中碳合金鋼、45鋼中硬度相近條件下,40Cr表現出比2Cr13更優異的耐磨性能。45鋼與摩擦副材料的硬度值相差最大,耐磨性能最差。這些都需要通過經驗積累進行優化選擇。圖表:不同齒形下變形位移云圖圖表:不同齒形下變形位移云圖圖表:不同材料磨損面形貌對比圖表:不同材料磨損面形貌對比請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明諧波減速
42、器的市場競爭格局諧波減速器的市場競爭格局20資料來源:華經產業研究院公眾號、機器人大講堂公眾號、西部證券研發中心圖表:圖表:2022年諧波減速器國內市場競爭格局年諧波減速器國內市場競爭格局 諧波減速器市場競爭格局較為集中諧波減速器市場競爭格局較為集中,分市場來看:分市場來看:全球市場方面:Top1哈默納科占據82%的市場份額,領先優勢顯著;綠的諧波的市場份額為7%,排名第二,具備一定競爭力。國內市場方面:CR3占比約72%,市場集中度較高。其中,CR3 哈默納科/綠的諧波/來福諧波的市場占比分別為38%/26%/8%。隨后是日本新寶、同川科技分別占比7%/6%。在國內市場中,綠的諧波與哈默納科
43、的市場份額差距不明顯。圖表:圖表:2021年諧波減速器全球市場競爭格局年諧波減速器全球市場競爭格局82%7%11%哈默納科綠的諧波其他38%26%8%7%6%4%11%哈默納科綠的諧波來福諧波日本新寶同川科技大族其他CONTENTS目目錄錄CONTENTS目目 錄錄精密減速器在人形機器人上的應用精密減速器在人形機器人上的應用典型企業投資建議010203不同減速器的介紹及對比分析04風險提示05請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 特斯拉人形機器人特斯拉人形機器人Optimus Gen-2全身共使用了全身共使用了14個諧波減速器和個諧波減速器和12個行星減速器個行星減速器。根據在特斯拉AI
44、 DAY中所披露的信息,特斯拉Optimus機器人全身共有40個關節,其中,28個關節分布在肩部、肘部、腰部等部位,全身28處關節采用了3種旋轉執行器,3種線性執行器。另外12個關節則集中分布在靈巧手上,單只手6個關節。旋轉執行器:旋轉執行器:三種型號分別為 1)扭矩20Nm,重量0.55kg;2)扭矩11Nm,重量1.62kg;3)扭矩180Nm,重量2.26kg。旋轉執行器采用無框電機+諧波減速器諧波減速器+位置傳感器+離合器+力矩傳感器的結構。靈巧手關節:靈巧手關節:多級行星減速器連接電機和手指關節,安裝在靈巧手的內部。資料來源:人形機器人洞察研究公眾號、古月居公眾號、痛點設計公眾號、西
45、部證券研發中心精密減速器在人形機器人中的應用精密減速器在人形機器人中的應用22圖表:圖表:Optimus旋轉關節和靈巧手方案旋轉關節和靈巧手方案諧波減速器角接觸球軸承機械離合器交叉圓柱滾子軸承無框電機位置傳感器位置傳感器扭矩傳感器圖表:圖表:Optimus旋轉關節位置分布圖旋轉關節位置分布圖肩部:6*旋轉執行器肘部:2*旋轉執行器腰部:6*旋轉執行器總計:總計:14*旋轉執行器旋轉執行器請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明 國內人形機器人廠商減速器方案較為多樣化國內人形機器人廠商減速器方案較為多樣化,諧波和行星減速器等均有應用:諧波和行星減速器等均有應用:智元遠征智元遠征A1:全身共有4
46、9個自由度,手部具有17個自由度,其關節采用自研的PowerFlow關節,采用行星減速器。宇樹宇樹G1:全身擁有至多43個關節電機,最高支持43個自由度,采用三指力控靈巧手,關節處主要采用行星減速器方案。優必選優必選WalkerX:全身共41個自由度,關鍵關節采用諧波減速器。同時申請多個關于諧波、行星減速器的專利。傅利葉傅利葉GR-1:采用高度一體化設計的FSA執行器作為關節驅動,擁有諧波、行星減速器關節專利。資料來源:各公司官網、機器人大講堂公眾號、CSDN公眾號、西部證券研發中心精密減速器在人形機器人中的應用精密減速器在人形機器人中的應用23圖表:國內主流機器人自由度及減速器選擇圖表:國內
47、主流機器人自由度及減速器選擇參數參數智元遠征智元遠征A1宇樹宇樹G1優必選優必選Walker X傅利葉傅利葉GR-1身高(身高(cm)175130130165體重(體重(kg)55356355總自由度總自由度49+434144關節減速器關節減速器諧波、行星行星諧波諧波、行星最大關節扭矩(最大關節扭矩(Nm)350120200230圖示圖示請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明精密減速器在人形機器人中的應用精密減速器在人形機器人中的應用24資料來源:國家知識產權局、宇樹G1開發指南、西部證券研發中心 國內頭部機器人廠商的減速器專利主要集中在行星和諧波減速器國內頭部機器人廠商的減速器專利主要集
48、中在行星和諧波減速器。優必選自2017年來申請21個有關行星減速器專利,15個諧波減速器專利,其中4個為行星諧波組合專利;傅利葉申請與機器人關節有關的行星減速器專利6項,諧波減速器2項;宇樹申請機器人關節相關行星減速器專利9項,諧波2項;智元申請行星減速器4項,諧波減速器1項。49621000012215智元宇樹傅利葉優必選行星減速器RV減速器諧波減速器圖表:宇樹圖表:宇樹G1減速器使用情況減速器使用情況圖表:部分國內人形機器人廠商減速器專利分布(項)圖表:部分國內人形機器人廠商減速器專利分布(項)CONTENTS目目錄錄CONTENTS目目 錄錄精密減速器在人形機器人上的應用典型企業典型企業
49、投資建議010203不同減速器的介紹及對比分析04風險提示05請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明精密減速器傳統領先企業精密減速器傳統領先企業26資料來源:各公司官網、各公司招股說明書、各公司投資者交流、中國機器人網、浙江大學湖州研究院公眾號、西部證券研發中心公司公司簡介簡介精密減速器相關產品精密減速器相關產品配套客戶配套客戶哈默納科/Harmonic Drive成立于 1970 年,總部位于日本東京,是日本東京證券交易所上市公司(6324.T),主要從事諧波減速器、機電一體化產品、精密行星減速器等的生產和銷售,是整體運動控制的領軍企業,其生產的諧波減速器被廣泛應用于各種傳動系統中,在全
50、球工業機器人領域中有著較高的市場占有率。行星減速器:HPG-R系列螺旋齒輪型、HPG-U1系列輸入軸組合型、HPF系列中空軸組合型諧波減速器:CSG系列、CSF系列、CSD系列、SHG系列、SHF系列、SHD系列發那科、ABB、安川、庫卡等納博特斯克/Nabtesco成立于 2003 年,總部位于日本,主營業務為精密減速器制造,產品在 RV 減速器領域全球市場占有率超過 80%,公司的精密減速器客戶主要包括工業機器人和機床,其中工業機器人客戶覆蓋全球四大家族機器人企業以及各知名機器人廠商。作為RV減速器的開創者,該企業在運動控制領域占據領先地位,是全球規模最大的機器人RV減速器生產商。RV減速
51、器:RV-CSeries、RV-ESeries、RV-NSeries發那科、ABB、安川、庫卡等綠的諧波成立于2011年,總部位于中國江蘇省蘇州市,主營業務為精密諧波減速器制造。公司在諧波減速器領域具有顯著的技術優勢和市場影響力。公司的精密諧波減速器客戶廣泛,主要包括工業機器人制造商、機械裝備企業、數控機床生產商以及醫療器械領域,特別是在工業機器人領域,與眾多知名廠商建立了合作關系。作為諧波減速器的專業制造商,綠的諧波在運動控制和傳動技術領域占據重要地位,是國內領先的諧波減速器生產商之一,于2022年國內市場占有率達到26%,位居國產品牌首位,并積極拓展國際市場。諧波減速器:LCD系列、LCS
52、系列、LCSG系列、LHD系列、LHS系列、LHSG系列ABB、通用電氣、新松機器人、華數機器人、新時達、優必選雙環傳動雙環傳動,全稱浙江雙環傳動機械股份有限公司,是一家專注于機械傳動齒輪及其相關零部件的研發、設計與制造的企業。公司主營業務涵蓋汽車傳動系統、新能源汽車動力驅動、非道路機械傳動裝置,以及軌道交通、風力發電、電動工具、機器人自動化等多個行業的驅動與傳動應用場景。成立子公司環動科技,主攻精密減速器領域。經過多年發展,在RV減速器領域取得進展,2023年國內市場占有率達到18.89%,僅次于老牌企業納博特斯克。RV減速器:SHPR-C系列、SHPR-E系列諧波減速器:SHXB-CSF系
53、列、SHXB-SHF系列南京埃斯頓自動化、埃夫特智能裝備、成都卡諾普機器人技術、上海新時達機器人等中大力德中大力德始創于1998年,總部位于寧波,是一家專注于電機驅動、微特電機、精密減速器及機器人結構本體等智能傳動產品研發、制造、銷售與服務的高新技術企業。公司主營業務涵蓋多個系列的標準產品及定制化減速電機,廣泛應用于多個機械裝備領域。憑借差異化和高性價比優勢,中大力德在國內外市場占有一定份額,并具備行星、RV、諧波減速器生產研發能力,產品遠銷全球多個國家和地區。行星減速器:精密行星減速器ZDE系列,斜齒精密行星減速器AE、AF系列RV減速器:BX-RVE系列擺線針輪精密減速器、BX-RCA中空
54、帶法蘭型擺線針輪精密減速器叉車企業:諾力股份、安徽合力、杭叉集團等機械手、機器人生產企業:哈工大機器人集團、廣州數控設備、拓斯達、伯朗特、宇樹科技等機床企業:沈陽機床、大連機床集團豐立智能立豐智能在精密減速器領域布局廣泛且深入,專注于小模數齒輪、精密減速器(含諧波)及零部件等產品的研發、生產與銷售。公司憑借核心技術支撐和技術互通性,主攻諧波、行星減速器,成功研發多種類常規型號產品以及用于機器人的超薄款諧波減速器,用于靈巧手的直錐齒輪等產品。公司諧波廠區規劃以4條線布局預留,目前投入1 條產線,預計年產能3.5萬套。在人形機器人領域已開發相關產品并實現小批量出貨,包括可用于機器人身體關節和靈巧手
55、模組的齒輪,以及用于旋轉執行器的諧波和行星減速器等。與唯一一家清華大學占股的人形機器人企業星動紀元達成深度合作。精密行星減速器、諧波減速器博世集團、史丹利百得、牧田、創科實業等瑞驅智控成都瑞迪智控科技股份有限公司,是一家專注于自動化設備傳動與制動系統關鍵零部件研發、生產與銷售的高新技術企業。公司主營業務廣泛,涵蓋數控機床、機器人、電梯等多個自動化設備領域。經過多年技術創新與市場拓展,公司在精密傳動件、電磁制動器以及諧波減速機等領域擁有較高的技術水平。在市場競爭中,公司與業內龍頭優質客戶建立了穩定的合作關系,產品得到了廣泛應用與認可。諧波減速器:迷你型諧波、超薄型諧波、雙鋼輪諧波、制動諧波、協作
56、型諧波、通用型諧波匯川技術、日立電梯、株式會社東芝、奧的斯電梯、德國靈飛達、南京埃斯頓自動化股份有限公司等國茂股份江蘇國茂減速機股份有限公司是中國通用機械工業、減變速機行業的標桿型專業制造服務企業和領軍企業。專注減速機行業30年,公司主營產品為齒輪減速機和擺線針輪減速機,年產量超70萬臺,產品廣泛應用于工程機械、智能物流與倉儲、工業自動化、冶金、環保、新能源、食品輕工、港口機械、資源開采等通用機械行業各領域。時下,國茂股份正立足高質量發展,致力成為具有國際一流競爭力的行業標桿型傳動機械制造企業。精密行星減速器:帽型諧波減速機、其他精密行星、杯型諧波減速機云深處、沈陽機床等請務必仔細閱讀報告尾部
57、的投資評級說明和聲明多家汽零企業入局機器人精密減速器賽道多家汽零企業入局機器人精密減速器賽道27資料來源:各公司官網、各公司招股說明書、各公司投資者交流、新華社、中國機器人網公眾號、西部證券研發中心公司公司簡介簡介精密減速器相關產品精密減速器相關產品備注備注斯菱股份浙江斯菱汽車軸承股份有限公司(簡稱斯菱股份)是一家專業生產汽車軸承的汽車零部件制造企業,主營業務為汽車軸承的研發、制造和銷售。所研發的產品涉及輪轂軸承、輪轂軸承單元、圓錐軸承、離合器、漲緊輪及惰輪軸承等多個產品系列。諧波減速器諧波減速器諧波減速器的核心設備已于諧波減速器的核心設備已于2024年底陸續到位,安裝調試結束后年底陸續到位,
58、安裝調試結束后可開始小批量量產??砷_始小批量量產。福達股份桂林福達股份有限公司,一家專注于汽車零部件領域的公司,其業務核心涵蓋汽車及內燃機零部件的研發、生產與銷售。公司主營業務廣泛,不僅涉及傳統汽車曲軸、離合器等產品,還積極拓展新能源電驅動齒輪新業務。公司持續關注機器人零部件產業的迅速發展,并于2024年上半年迅速組建了專門的技術團隊,專注于機器人關鍵零部件產品的研發,特別是結合其現有的精密齒輪生產能力,在機器人減速器產品上已取得了相應成果。機器人減速器機器人減速器在機器人減速器產品上已獲得相在機器人減速器產品上已獲得相應成果,積極拓展機器人減速器應成果,積極拓展機器人減速器產品定點項目。產品
59、定點項目。富臨精工富臨精工股份有限公司,創始于1997年,總部位于綿陽市高端裝備制造產業園。公司主營業務涵蓋汽車發動機、變速箱零部件及鋰電正極材料的研發、生產和銷售。公司在精密減速器領域積極布局,依托其在汽車精密制造零部件領域的深厚積累,將車載電驅動減速器的技術優勢及精密機械加工技術工藝延伸至機器人產業。公司正積極推進機器人關節部件的開發和測試,特別是機器人電關節項目,相關產品已通過客戶驗證并逐步開始交付,預計明年將實現批量供應。同時,富臨精工也在積極探索與機器人領域頭部公司的合作,以打開產品應用場景,并抓住機器人產業市場機遇,滿足客戶和市場需求,加速國產替代進程。機器人電關機、精密減速器精密
60、減速器機器人電關節開始小批量交付。機器人電關節開始小批量交付。預計預計25年實現批量供應。年實現批量供應。豪能股份成立于2006年,坐落于四川成都,是一家深耕于汽車零部件及航空航天零部件領域,集研發、生產、銷售于一體的高新技術企業。公司主營業務涵蓋汽車零部件如同步器、差速器等多元化產品,廣泛應用于汽車領域。在精密減速器領域有所布局,主要體現在汽車零部件業務上,公司通過拓展新項目,涉及空心電機軸和行星減速器的研發、生產和銷售,以豐富公司產品結構。高精密行星減速器高精密行星減速器、關節驅動總成已與多個客戶進行技術交流及開已與多個客戶進行技術交流及開展項目合作。展項目合作。中鼎股份創建于1980年,
61、總部位于安徽省寧國市。中鼎集團現已成為擁有下屬企業百余家,員工總數2.8萬人,以機械基礎件和汽車零部件為主導的跨國民營企業集團。除寧國總部基地外,中鼎還在上海、天津、江蘇、廣東等地建立產業基地,并通過海外并購在美國、德國等地擁有KACO、WEGU、AMK、TFH等20余家多個細分領域的隱形冠軍企業。機器人部件總成、諧波減速器諧波減速器/智能汽車與智能汽車與AI機器人技術同源機器人技術同源,國內汽車零部件企業爭先布局人形機器人國內汽車零部件企業爭先布局人形機器人,二者產業鏈或將高度重合二者產業鏈或將高度重合。特斯拉直接將FSD和Autopilot技術復用到Optimus人形機器人,顯示出智能汽車
62、和機器人軟件算法上具有同源性。小鵬、小米、比亞迪、廣汽等汽車主機廠已經開始投入人形機器人研發,而且汽車零部件企業(如拓普、三花、北特、貝斯特、豪能等)也紛紛拓展人形機器人相關零部件業務。我們認為,未來汽車主機廠或將成為人形機器人重要生產商和終端用戶(如生產制造場景),汽車產業鏈和人形機器人產業鏈有望高度重合。汽零企業紛紛布局機器人精密減速器賽道汽零企業紛紛布局機器人精密減速器賽道,制造能力和商務資源優勢明顯制造能力和商務資源優勢明顯。據公開信息,已正式宣布入局機器人減速器的汽零企業包括豪能股份、福達股份、中鼎股份、富臨精工、斯菱股份等。我們認為,汽零企業具有優秀的大批量生產制造、質量管控及成本
63、管控能力,從汽車零部件業務拓展到人形機器人零部件業務邏輯較順。而且,汽零企業與汽車主機廠有著較強合作綁定關系,隨著各大汽車主機廠入局人形機器人賽道,布局機器人精密減速器領域的汽零企業有望脫穎而出。圖表:布局機器人減速器業務的汽零企業(部分)圖表:布局機器人減速器業務的汽零企業(部分)請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明哈默納科:全球諧波減速器龍頭企業哈默納科:全球諧波減速器龍頭企業28資料來源:哈默納科官網、中國機器人網、人形機器人研究院公眾號、西部證券研發中心 哈默納科是世界上最早成功商業化諧波減速器的公司之一哈默納科是世界上最早成功商業化諧波減速器的公司之一,專注于諧波減速器技術的研
64、發與創新專注于諧波減速器技術的研發與創新。自20世紀50年代初,哈默納科(HarmonicDrive)以其HD產品首次亮相日本市場為起點,踏上了穩步成長與全球拓展的征程。歷經HDG在日本市場的成功進軍、HD在美國的上市等重要里程碑,公司不僅穩固了本土市場,更開啟了國際化的大門。在此過程中,哈默納科推出了包括AccuDrive、Mecantronics及Harmonic DrivePlanetary在內的多項革新性產品,展現了強大的技術實力與市場洞察力。同時,通過與SAMICK ADM、Ome lron Casting Co.Ltd.等企業的深度合作,以及HDL、HIP、HDSys等多個分支機構
65、的建立,公司進一步拓寬了業務領域與市場份額。哈默納科下游主要應用場景和客戶:哈默納科下游主要應用場景和客戶:哈默納科的產品廣泛應用于機器人、半導體設備、面板制造設備、機床、光學儀器、檢測設備、車載等領域。其中,工業機器人是最大的下游應用領域,占比超過50%。其諧波減速器在全球諧波減速器市場中占據了超過70%的市場份額。諧波減速器產能方面:諧波減速器產能方面:基于公司公開信息,據不完全統計,公司現有工業諧波減速器產能約17萬/月;車載諧波減速器產能約9萬/月,其中一條線預計將被改造用于人形機器人相關產品生產制造。圖表:哈默納科產品線圖表:哈默納科產品線圖表:哈默納科主要產品產能情況圖表:哈默納科
66、主要產品產能情況產品產品產地產地產能產能備注備注工業機械諧波減速器工業機械諧波減速器有明工廠(Ariake)4萬/月穗高工廠(Hotaka)9萬/月德國工廠3萬/月美國工廠1萬/月機電一體集成產品機電一體集成產品(執行器等)(執行器等)Harmonic Winbel Inc.5萬/月26年預計擴產到約8萬/月有明工廠(Ariake)0.7萬/月車載諧波減速器車載諧波減速器有明工廠(Ariake)9萬/月預計改造其中一條線用于人形機器人產品精密行星減速器精密行星減速器Harmonic AD Inc.0.6萬/月根據需求能夠擴展到1萬/月請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明納博特斯克:世界領
67、先納博特斯克:世界領先RV減速器制造商減速器制造商29資料來源:納博特斯克年報、納博特斯克官網、中大力德、環動科技招股說明書、西部證券研發中心 納博特斯克是一家在傳動技術領域具有深厚底蘊與創新能力的全球領先企業納博特斯克是一家在傳動技術領域具有深厚底蘊與創新能力的全球領先企業。其核心優勢聚焦于精密減速器,特別是RV減速器的研發、制造、銷售與服務。成立于2003年,總部位于日本,主營業務為精密減速器制造,產品在RV減速器領域全球市場占有率超過80%,公司的精密納博特斯克減速器客戶主要包括工業機器人和機床,其中工業機器人客戶覆蓋全球四大家族機器人企業以及各知名機器人廠商。納博特斯克高度重視技術研發
68、納博特斯克高度重視技術研發,申請了大量減速器專利申請了大量減速器專利。公司起源于合并之前的納博克與特斯克,自合并以來,納博特斯克順應日本制造業產品出海的趨勢,戰略側重海外擴張與產能建設,不斷鞏固行業優勢地位。公司強調研發投入,近五年累計投入研發費用近500億日元,在新一代精密減速器、自動門、飛行控制系統等核心產品上積累了豐厚的技術與專利。圖表:圖表:納博特斯克納博特斯克產品線產品線圖表:納博特斯克專利情況(單位:項)圖表:納博特斯克專利情況(單位:項)請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明綠的諧波:國產諧波減速器破局者綠的諧波:國產諧波減速器破局者,布局精密旋轉和直線運動核心產品布局精密旋
69、轉和直線運動核心產品30資料來源:綠的諧波官網、綠的諧波2024年半年報、綠的諧波招股說明書、西部證券研發中心圖表:綠的諧波產品線圖表:綠的諧波產品線圖表:綠的諧波業務構成圖表:綠的諧波業務構成 公司簡介:公司簡介:綠的諧波創立于2011年,公司是一家專業從事精密傳動裝置研發、設計、生產和銷售的高新技術企業,產品包括諧波減速器及精密零部件、機電一體化產品、智能自動化裝備等。公司產品廣泛應用于智能機器人、數控機床、醫療器械、半導體生產設備、新能源裝備等高端制造領域。公司在國內率先實現了諧波減速器的工業化生產和規?;瘧?,打破了國際品牌在國內機器人諧波減速器領域的壟斷。把握機器人產業發展機遇把握機
70、器人產業發展機遇,布局旋轉和直線運動相關部件布局旋轉和直線運動相關部件。公司在精密旋轉傳動中重點布局了諧波減速器相關技術和產品;在精密直線傳動領域公司正在積極布局了電靜液伺服閥和反向行星滾柱絲杠等產品,適用于大負載、高抗沖擊性、高頻響的應用場景。產能方面:產能方面:公司2023年完成了年產50萬臺精密減速器的擴產項目的房屋土建及相關設備采購工作,并計劃2024年內完成相關智能化產線的建設調試工作和達產工作。0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2020年2021年2022年2023年智能自動化裝備諧波減速器及金屬部件機電一體化產品其他請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級
71、說明和聲明0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2017年2018年2019年2020年2021年2022年2023年減速電機減速器配件其他業務收入智能執行單元布局零部件整合布局零部件整合中大力德:精密減速器國產替代先鋒中大力德:精密減速器國產替代先鋒,拓展機電一體化集成產品拓展機電一體化集成產品31資料來源:中大力德官網、中大力德2024年半年報、國家知識產權局、長江商報、西部證券研發中心 公司簡介:公司簡介:中大力德始創于1998年,是一家集電機驅動、微特電機、精密減速器、機器人結構本體及一體化智能執行單元的研發、制造、銷售、服務于一體的國家高新技術企業。其核心
72、產品線涵蓋了精密減速器系列、傳動行星減速器以及多元化的小型與微型減速電機等。公司深耕于國家產業政策大力扶持的先進制造業,其出品廣泛應用于工業機器人、智能物流系統、新能源產業、高端機床等多個領域,并在食品加工、包裝機械、紡織設備、電子設備、醫療設備等專用機械設備市場中占據一席之地。布局機電一體化集成產品布局機電一體化集成產品,有望受益機器人增量需求有望受益機器人增量需求。公司順應行業一體化、集成創新的發展趨勢,圍繞工業自動化和工業機器人,形成了減速器+電機+驅動一體化的產品架構,推出“精密行星減速器+伺服電機+驅動”一體機、“RV 減速器+伺服電機+驅動”一體機、“諧波減速器+伺服電機+驅動”一
73、體機等模組化產品,實現了產品結構升級。圖表:中大力德主營產品圖表:中大力德主營產品圖表:中大力德收入結構情況圖表:中大力德收入結構情況請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明雙環傳動:全球齒輪領先企業雙環傳動:全球齒輪領先企業,機器人減速器業務助力公司成長加速機器人減速器業務助力公司成長加速32資料來源:雙環傳動官網、雙環傳動2024年半年報&2023年年報、Wind、西部證券研發中心 公司簡介:公司簡介:浙江雙環傳動機械股份有限公司(股票代碼:002472.SZ)是全球專業齒輪制造領軍企業、中國機器人減速器制造領軍企業和中國新能源汽車齒輪制造領軍企業,以“改變齒輪行業自給自足的格局”為己任
74、,致力于為全球機械傳動系統提供高速低噪、安全低碳的產品。主營產品:主營產品:包括乘用車齒輪、商用車齒輪、工程機械齒輪、摩托車齒輪和電動工具齒輪、減速器及其他產品,主要面向車輛的電驅動系統、變速箱、車橋、電動工具、軌道交通、風電以及工業機器人等應用領域。公司在聚焦齒輪主業的同時,也拓展了拓展了智能執行機構智能執行機構、工業增工業增/減速機減速機(子公子公司環歐為主體司環歐為主體)、機器人高精密減速器機器人高精密減速器(子公司環動科技為主要實施主體子公司環動科技為主要實施主體)等新領域等新領域的產品。環動科技:環動科技:環動科技專注于高精密減速器的研發、設計與生產,能夠提供涵蓋31000Kg負載范
75、圍的機器人解決方案,包括 RV減速器減速器、諧波減速諧波減速器及機電控一體化關節模組器及機電控一體化關節模組、驅動執行器驅動執行器等,全方位滿足客戶需求。2023年年9月月,公司發布了籌劃子公司環動科技分拆上市的提示性公告公司發布了籌劃子公司環動科技分拆上市的提示性公告,當前當前分拆計劃仍在推進中分拆計劃仍在推進中,即使分拆后雙環傳動仍會掌握對環動科技的控股權即使分拆后雙環傳動仍會掌握對環動科技的控股權。圖表:雙環傳動主營產品圖表:雙環傳動主營產品圖表:公司主營業務占比情況圖表:公司主營業務占比情況圖表:公司歸母凈利潤(單位:億元)及同比增速圖表:公司歸母凈利潤(單位:億元)及同比增速0%10
76、%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2015年 2016年 2017年 2018年 2019年 2020年 2021年 2022年 2023年乘用車齒輪電動工具齒輪工程機械齒輪摩托車齒輪商用車齒輪鋼材銷售減速器及其他同步器民生齒輪1.371.862.431.950.780.513.265.828.167.3811.8%35.8%30.6%-19.5%-59.9%-34.6%537.0%78.4%40.3%25.2%-100.0%0.0%100.0%200.0%300.0%400.0%500.0%600.0%01234567892015A2017A2019A2021A202
77、3A歸母凈利潤同比增速CONTENTS目目錄錄CONTENTS目目 錄錄精密減速器在人形機器人上的應用典型企業投資建議投資建議010203不同減速器的介紹及對比分析04風險提示05請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明34投資建議投資建議投資建議:投資建議:隨著AI技術持續迭代,科技大廠和創業先鋒企業相繼入局人形機器人產業,人形機器人作為AI重要終端應用之一,有望迎來快速發展。同時,由于人形機器人應用場景復雜且豐富,人形機器人形態和功能短期內或難以形成收斂態勢,人形機器人廠商大概率呈現出百花齊放局面,行業需求或呈指數級增長。我們認為,精密減速器作為人形機器人的必備部件或將充分受益,國產替代
78、空間廣闊,已有相關產品布局或擬入局精密減速器賽道的企業有望迎來快速成長。重點標的如下:重點標的如下:1)精密減速器國內領先企業:綠的諧波精密減速器國內領先企業:綠的諧波、中大力德中大力德、雙環傳動雙環傳動、秦川機床秦川機床、豐立智能豐立智能、瑞迪智驅瑞迪智驅、國茂股份國茂股份2)通過內生外延拓展機器人精密減速器的企業:豪能股份通過內生外延拓展機器人精密減速器的企業:豪能股份、福達股份福達股份、中鼎股份中鼎股份、斯菱股份斯菱股份、富臨精工富臨精工3)潛在入局減速器的企業:藍黛科技潛在入局減速器的企業:藍黛科技CONTENTS目目錄錄CONTENTS目目 錄錄精密減速器在人形機器人上的應用典型企業
79、投資建議010203不同減速器的介紹及對比分析04風險提示風險提示05請務必仔細閱讀報告尾部的投資評級說明和聲明36風險提示風險提示人形機器人產業發展不及預期:人形機器人產業發展不及預期:盡管AI技術快速進步,越來越多的大廠爭先入局人形機器人賽道,但人形機器人屬于復雜系統工程,其核心技術(如運動控制、感知規劃等)迭代可能不及預期,導致產品功能或成本無法滿足商業化應用需求。精密減速器技術迭代風險:精密減速器技術迭代風險:人形機器人本體技術方案仍在持續迭代過程中,對于不同精密減速器的選型和用量仍有不確定性,導致相關標的的中長期成長測算邏輯或有瑕疵。精密減速器國產替代不及預期:精密減速器國產替代不及
80、預期:外資精密減速器企業技術及量產積累較多,具有一定先發優勢。盡管國內企業正加大研發投入,且研發和生產制造相比外資企業具有較大成本優勢,但仍有國產替代進展不及預期的風險。投資評級說明投資評級說明37西部證券西部證券投資評級說明投資評級說明行業評級行業評級超配:行業預期未來6-12個月內的漲幅超過市場基準指數10%以上中配:行業預期未來6-12個月內的波動幅度介于市場基準指數-10%到10%之間低配:行業預期未來6-12個月內的跌幅超過市場基準指數10%以上公司評級公司評級買入:公司未來 6-12個月的投資收益率領先市場基準指數20%以上增持:公司未來 6-12個月的投資收益率領先市場基準指數5
81、%到20%之間中性:公司未來 6-12個月的投資收益率與市場基準指數變動幅度相差-5%到5%賣出:公司未來 6-12個月的投資收益率落后市場基準指數大于5%報告中所涉及的投資評級采用相對評級體系報告中所涉及的投資評級采用相對評級體系,基于報告發布日后基于報告發布日后6-12個月內公司股價個月內公司股價(或行業指數或行業指數)相對同期當地市場基準指數的市場表現預期相對同期當地市場基準指數的市場表現預期。其中其中,A股市場以滬深股市場以滬深300指數為基準;香港市場以恒生指數為基準;美國市場以標普指數為基準;香港市場以恒生指數為基準;美國市場以標普500指數為基準指數為基準。分析師聲明分析師聲明本
82、人具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格并注冊為證券分析師,以勤勉的職業態度、專業審慎的研究方法,使用合法合規的信息,獨立、客觀地出具本報告。本報告清晰準確地反映了本人的研究觀點。本人不曾因,不因,也將不會因本報告中的具體推薦意見或觀點而直接或間接收到任何形式的補償。聯系地址聯系地址聯系地址:聯系地址:上海市浦東新區耀體路276號12層北京市西城區月壇南街59號新華大廈303深圳市福田區深南大道6008號深圳特區報業大廈10C聯系電話:聯系電話:021-38584209免責聲明免責聲明38本報告由西部證券股份有限公司(已具備中國證監會批復的證券投資咨詢業務資格)制作。本報告僅供西部證券股
83、份有限公司(以下簡稱“本公司”)機構客戶使用。本報告在未經本公司公開披露或者同意披露前,系本公司機密材料,如非收件人(或收到的電子郵件含錯誤信息),請立即通知發件人,及時刪除該郵件及所附報告并予以保密。發送本報告的電子郵件可能含有保密信息、版權專有信息或私人信息,未經授權者請勿針對郵件內容進行任何更改或以任何方式傳播、復制、轉發或以其他任何形式使用,發件人保留與該郵件相關的一切權利。同時本公司無法保證互聯網傳送本報告的及時、安全、無遺漏、無錯誤或無病毒,敬請諒解。本報告基于已公開的信息編制,但本公司對該等信息的真實性、準確性及完整性不作任何保證。本報告所載的意見、評估及預測僅為本報告出具日的觀
84、點和判斷,該等意見、評估及預測在出具日外無需通知即可隨時更改。在不同時期,本公司可能會發出與本報告所載意見、評估及預測不一致的研究報告。同時,本報告所指的證券或投資標的的價格、價值及投資收入可能會波動。本公司不保證本報告所含信息保持在最新狀態。對于本公司其他專業人士(包括但不限于銷售人員、交易人員)根據不同假設、研究方法、即時動態信息及市場表現,發表的與本報告不一致的分析評論或交易觀點,本公司沒有義務向本報告所有接收者進行更新。本公司對本報告所含信息可在不發出通知的情形下做出修改,投資者應當自行關注相應的更新或修改。本公司力求報告內容客觀、公正,但本報告所載的觀點、結論和建議僅供投資者參考之用
85、,并非作為購買或出售證券或其他投資標的的邀請或保證??蛻舨粦员緢蟾嫒〈洫毩⑴袛嗷蚋鶕緢蟾孀龀鰶Q策。該等觀點、建議并未考慮到獲取本報告人員的具體投資目的、財務狀況以及特定需求,在任何時候均不構成對客戶私人投資建議。投資者應當充分考慮自身特定狀況,并完整理解和使用本報告內容,不應視本報告為做出投資決策的唯一因素,必要時應就法律、商業、財務、稅收等方面咨詢專業財務顧問的意見。本公司以往相關研究報告預測與分析的準確,不預示與擔保本報告及本公司今后相關研究報告的表現。對依據或者使用本報告及本公司其他相關研究報告所造成的一切后果,本公司及作者不承擔任何法律責任。在法律許可的情況下,本公司可能與本報告
86、中提及公司正在建立或爭取建立業務關系或服務關系。因此,投資者應當考慮到本公司及/或其相關人員可能存在影響本報告觀點客觀性的潛在利益沖突。對于本報告可能附帶的其它網站地址或超級鏈接,本公司不對其內容負責,鏈接內容不構成本報告的任何部分,僅為方便客戶查閱所用,瀏覽這些網站可能產生的費用和風險由使用者自行承擔。本公司關于本報告的提示(包括但不限于本公司工作人員通過電話、短信、郵件、微信、微博、博客、QQ、視頻網站、百度官方貼吧、論壇、BBS)僅為研究觀點的簡要溝通,投資者對本報告的參考使用須以本報告的完整版本為準。本報告版權僅為本公司所有。未經本公司書面許可,任何機構或個人不得以翻版、復制、發表、引用或再次分發他人等任何形式侵犯本公司版權。如征得本公司同意進行引用、刊發的,需在允許的范圍內使用,并注明出處為“西部證券研究發展中心”,且不得對本報告進行任何有悖原意的引用、刪節和修改。如未經西部證券授權,私自轉載或者轉發本報告,所引起的一切后果及法律責任由私自轉載或轉發者承擔。本公司保留追究相關責任的權力。所有本報告中使用的商標、服務標記及標記均為本公司的商標、服務標記及標記。本公司具有中國證監會核準的“證券投資咨詢”業務資格,經營許可證編號為:91610000719782242D。