2022年人形機器人精密減速器產能缺口空間預測及相關公司分析報告（34頁）.pdf

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1、2022 年深度行業分析研究報告 目目 錄錄 1、聚焦機器人核心零部件之精密減速器：其勢如水，賦能百業.4 1.1、諧波減速器：小而精的傳動裝置，日本占據優勢、中國步步緊追.6 1.2、哈默納科：工藝為盾、性能為矛，建立諧波減速器行業日不落帝國.11 1.3、RV 減速器：投入大、加工難，國產替代之路行穩致遠.14 1.4、納博特斯克：運動控制領域常勝將軍，始于創新、恒于提升.17 2、人形機器人題材有情緒，減速器產能缺口空間可想象.19 2.1、人形機器人對零部件的核心要求在于小型、輕量、集成.19 2.2、人形機器人落地后，供少于求或將成為減速器行業的中長期格局.20 3、受益標的.22

2、3.1、漢宇集團：國內諧波減速器后起之秀，實力展現、以待良局.24 3.2、雙環傳動：國內精密齒輪加工領導者，布局 RV、優勢復制.27 3.3、綠的諧波：諧波減速器國產化先鋒，自主創新、謀定宏圖.29 3.4、中大力德：深耕機械傳動二十載，首尾不懈、拾級而上.31 3.5、秦川機床：精密齒輪加工機床核心標的，大國工匠、重啟成長.32 圖表目錄圖表目錄 圖 1：工業機器人減速器占總成本的 32%.4 圖 2：諧波減速器龍頭哈默納科下游應用廣泛.4 圖 3：2021 年中國工業機器人用減速器市場 71 億元.5 圖 4：工業機器人用精密減速器國產率逐年上升.5 圖 5：精密減速器具備成套的技術、

3、裝備和工藝.5 圖 6：精密減速器碩博論文數量持續增長體現出我國減速器領域人才隊伍擴大.6 圖 7：諧波減速器由柔輪、鋼輪、波發生器構成.7 圖 8：諧波減速器最早用于航天領域.7 圖 9：諧波減速器通過錯齒運動完成減速.7 圖 10：光學顯微鏡下，國產材料（b、c）組織粗大不均.7 圖 11：協作機器人可以按照協作程度與安全性要求分類.10 圖 12：協作機器人市場規模自 2020 年起增幅較明顯.10 圖 13：國內諧波減速器產業發展歷程與日本相似.11 圖 14：2021 年全球工業機器人用諧波減速器市場 68.6 億元.11 圖 15：諧波減速器國產化率 50%.11 圖 16：IH

4、齒形保持了使用漸開線齒形時的流暢性，并提高了精度、剛性、壽命.12 圖 17：柔輪（F/S）齒底疲勞極限改善.13 圖 18：疲勞極限扭矩增加一倍.13 圖 19：提高剛度、縮小體積、機電一體是哈默納科產品迭代趨勢.13 圖 20：減速器、電機及驅動器、傳感器、控制器以及其他元件協同進行運動控制.14 圖 21：RV 減速器的結構相較諧波減速器更復雜.15 圖 22：結構 6 同時作為二級傳動輸出結構和一級傳動行星架，從而構成 RV 減速器的兩級閉式反饋.15 圖 23：2021 年全球工業機器人用 RV 減速器市場規模 109 億元.16 圖 24：我國 RV 減速器起步較晚，處于技術追趕階

5、段.16 圖 25：RV 減速器中主要有四類精密軸承.17 1VBVTU4X5ZOVFZCUbR9R9PmOnNpNsQiNqQyQfQnNpN6MnNuNvPnMsQvPoNpP 圖 26：納博特斯克引領 RV 減速器發展.18 圖 27：公司內部具備濃厚的創新氛圍.18 圖 28：納博特斯承接過往經驗，加強全產業鏈研發實力.18 圖 29：1889 年，日本第一臺國產車床由池貝公司制造.19 圖 30：池貝公司于上世紀初生產的機床.19 圖 31：圖中六軸機器人的 J4、J5、J6 軸使用諧波減速器.20 圖 32：RV 減速器用于上臂、下臂等大慣量關節減速.20 圖 33：納博特斯克產能

6、擴張溫和.21 圖 34：尼得科（新寶）月產能 10 萬臺.21 圖 35：哈默納科凈利率水平較低.22 圖 36：手工檢查零部件性能.22 圖 37：研發諧波減速器首先進行技術路徑的選擇.23 圖 38：國內機器人本體廠商毛利率水平較低.24 圖 39：日本池貝公司的未完成訂單占比呈上升態勢.24 圖 40：諧波減速器廠商毛利率水平高于 RV 廠商.24 圖 41：2022Q1 固定資產對比，RV 減速器廠商投入更大.24 圖 42：同川科技自 2015 開始研發諧波減速器至今，已具備較強的產品實力.25 圖 43：齒輪加工流程從初加工到熱處理以及精加工.25 圖 44：車齒工藝相比滾齒、插

7、齒加工效率更高.25 圖 45：球墨鑄鐵具備易于精密加工、輕量、剛度強等性能優勢.26 圖 46：海伯森六維傳感器可應用于工業機械臂中.27 圖 47：2011-2021 年累計資本開支超 61 億元.28 圖 48：2021 年，折舊與營收之比迎來拐點.28 圖 49：2021 年，毛利率、凈利率均同比提升.29 圖 50：2018-2021 年，減速器業務營收 CAGR=43%.29 圖 51：綠的諧波產品技術路徑設計環環相扣.30 圖 52：2018 年公司營收、凈利潤實現較大增長.31 圖 53：日本機器人年產值周期性變化.31 圖 54：公司自 2000 年成立以來產品版圖不斷拓寬.

8、31 圖 55：中大力德 2018-2021 年營收復合增速 16.7%.32 圖 56：毛利率同比改善.32 圖 57：從四個角度分析中大力德的競爭優勢.32 圖 58：2020 年實現扭虧為盈，但目前利潤水平仍較低.33 圖 59：RV 減速器工藝流程，需用到非標磨齒機.33 圖 60：秦川機床同時布局 RV 減速器和磨齒機產生協同效應.34 表 1：行星減速器因減速比較低、精度較差，少用于機器人.6 表 2：除機器人外，諧波減速器在光伏、航天、半導體等領域有廣泛應用.8 表 3：人形機器人落地后，精密減速器市場有望擴容.20 表 4：中觀情境下諧波減速器產能缺口有望達數千萬臺,RV 減速

9、器產能缺口有望達數百萬臺.22 表 5：公司齒輪加工設備功能先進，保障加工效率和精度.28 表 6：公司齒輪加工機床制造積累深厚.33 表 7：公司磨齒機設備定位中低端，價格更低.34 表 8：受益標的為在諧波、RV 減速器領域各具優勢的廠商.34 1、聚焦聚焦機器人核心零部件之機器人核心零部件之精密減速精密減速器：器：其勢如水，賦能百其勢如水，賦能百業業 精密減速器是連接動力源和執行機構之間的中間裝置，其作用是降低伺服電機的高轉速、通過齒輪減速比放大伺服電機的原始扭矩，并提供高剛性保持、高精度定位。賦能工業機器人，賦能工業機器人，助力助力制造業制造業自動化自動化轉型轉型實現降本增效實現降本增

10、效。精密減速機是機器人的核心零部件，成本約占工業機器人總成本的 32%。根據國家統計局披露的我國工業機器人產量，按照平均一臺工業機器人搭載 3 臺諧波減速器、3 臺 RV 減速器，且諧波減速器平均單價 2500 元，RV 減速器平均單價 4000 元測算，2021 年我國工業機器人減速器市場規模約為 71 億元。精密減速器下游市場多點開花，除工業機器人外還可以應用至半導體設備、數控機床、醫療器械等對工作精度要求高的設備變速裝置上，加速各行業智能化轉型。圖圖1：工業機器人工業機器人減速器占總成本的減速器占總成本的 32%圖圖2：諧波減速器龍頭哈默納科下游應用廣泛諧波減速器龍頭哈默納科下游應用廣泛

11、 數據來源：GGII、開源證券研究所 數據來源：哈默納科 2019 年年報，開源證券研究所 精密減速器國產替代：路徑清晰，曙精密減速器國產替代：路徑清晰，曙光已現。光已現。我國工業機器人用精密減速器國產化率從2014 年的 11.4%上升至 2021年的40.6%。在具備機器人供應鏈向國內轉移、國際巨頭發展各遇瓶頸以及國產減速器突破量產的三點核心優勢下，減速器國產替代具備強確定性。32%22%12%25%9%減速器伺服系統控制系統本體其他 圖圖3：2021 年年中國中國工業機器人用工業機器人用減速器市場減速器市場 71 億元億元 圖圖4：工業機器人用精密減速器國產率逐年上升工業機器人用精密減速

12、器國產率逐年上升 數據來源：Wind、開源證券研究所 數據來源：GGII、開源證券研究所 我國精密減速器我國精密減速器生態生態發展現狀：產業生態發展現狀：產業生態更優，更優，技術生態技術生態建設亟待完善。建設亟待完善。精密減速器是一個具有特定功能的機械部件，有其成套技術、成套裝備和工藝，基于此生產出的減速器、電機和傳感器構成了機器人的關節單元。關節單元再構成機器人，最終，機器人為用戶使用。因此，精密減速器的技術生態包含因此，精密減速器的技術生態包含減速器本身的技術、減速器本身的技術、減速器與關節單元協同、減速器與機器人整體性能協同減速器與關節單元協同、減速器與機器人整體性能協同的三個層次。的三

13、個層次。目前，國內的研究重點放在對減速器本身技術以及與關節單元協同的研究，對于如何與機器人本體性能協同的研究幾乎一片空白。圖圖5：精密減速器精密減速器具備成套的技術、裝備和工藝具備成套的技術、裝備和工藝 資料來源：創新我國機器人精密減速器的發展生態，石照耀著 國產機器人精密減速器國產機器人精密減速器與國外先進產品的與國外先進產品的主要差距在精度壽命主要差距在精度壽命、傳動效率以及傳動效率以及產品穩定性。產品穩定性。從整體技術生態層面思考，造成差距的主要原因在于：（1）基礎研究不足，尚未完全掌握正向主動設計技術與集成設計分析軟件。（2）精度壽命待驗證，包括失效機理及規律、高性能材料優選等研究缺乏

14、。（3）裝配質量尚未完全可控，尤其是用于精密齒輪加工的高端數控機床，基本進口自日本和歐洲。（4）工程應用數據庫建設不到位，導致性能跟蹤的反饋與優化缺失。戰略戰略引導引導、政策、政策扶持扶持、需求倒逼的成熟產業生態、需求倒逼的成熟產業生態。我國擁有世界上最大并將持續擴大的機器人市場需求，工業機器人是制造強國的重點領域。從我國精密減速器領域碩博論文數量節節增長可窺探出人才培養、資金投入始終在助力精密減速器產業生態發展。然而，產業發展的背后，仍需關注競爭無序、減速器企業與主機企業融合發展不夠等問題對于產業生態發展持續向好的阻礙。0%10%20%30%40%50%0204060801002020202

15、12022E2023E中國工業機器人產量（萬臺）工業機器人減速器市場規模(億元）市場規模增速（%）0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%外資品牌國產品牌 圖圖6：精密減速器碩博論文數量持續增長體現出我國減速器領域人才隊伍擴大精密減速器碩博論文數量持續增長體現出我國減速器領域人才隊伍擴大 數據來源：創新我國機器人精密減速器的發展生態，石照耀著、開源證券研究所 應用于工業機器人的減速器主要分為諧波減速器、應用于工業機器人的減速器主要分為諧波減速器、RV 減速器和行星減速器三種。減速器和行星減速器三種。行星減速器因其減速比、精度較低的特點較少應用于工業以及行星減速器因其減

16、速比、精度較低的特點較少應用于工業以及消費消費類機器人。本文類機器人。本文重點分析諧波減速器和重點分析諧波減速器和 RV 減速器。減速器。表表1：行星減速器因減速比較低、精度較差，少用于機器人行星減速器因減速比較低、精度較差，少用于機器人 減速器減速器 組成架構組成架構 優點優點 缺點缺點 RV 減速器 行星齒輪減速器前級+擺線針輪減速器后級 傳動比大、剛性強、適合中、重負載 制造難、價格貴 諧波減速器 柔輪、鋼輪、波發生器 傳動精度高、質量輕、體積小、適合小型化、低、重負載應用 材料容易疲勞損壞 精密行星減速器 行星輪、太陽輪、外齒圈 剛性、耐磨性強 減速比低、精度較差 資料來源：GGII、

17、開源證券研究所 1.1、諧波減速諧波減速器器：小而精的傳動裝置，日本：小而精的傳動裝置，日本占據優勢占據優勢、中國步步緊追、中國步步緊追 諧波齒輪傳動諧波齒輪傳動技術誕生于技術誕生于 20 世紀世紀 50 年代，年代，是是伴隨航天技術的發展而催生出的伴隨航天技術的發展而催生出的一種新型傳動技術一種新型傳動技術。它建立在柔性元件變形的基礎上來實現運動的傳遞，該原理由蘇聯工程師 O.于 1947 年首次提出。美國工程師 Musser.C.W.于 1959年提出具有機械波發生器的諧波齒輪傳動，提高了諧波傳動的承載能力及其傳遞效率，獲得專利并于 1960 年在紐約展出實物。05010015020025

18、030020052006200720082009201020112012201320142015201620172018201920202021我國精密減速器領域碩博論文數量 圖圖7：諧波減速器由柔輪、鋼輪、波發生器構成諧波減速器由柔輪、鋼輪、波發生器構成 圖圖8：諧波減速器最早用于航天領域諧波減速器最早用于航天領域 資料來源：工業機器人由入門到應用，龔仲華著 資料來源：USM 官網 諧波減速器是基于諧波減速器是基于諧波傳動諧波傳動原理發明的齒輪傳動裝置，原理發明的齒輪傳動裝置，由由柔輪、鋼輪、諧波發柔輪、鋼輪、諧波發生器三部分生器三部分構成。構成。通過波發生器裝配柔性軸承使柔輪產生可控彈性變

19、形，當波發生器連續轉動時，迫使柔輪不斷產生變形，使剛輪和柔輪的齒輪在進行嚙入、嚙合、嚙出、脫開的過程中不斷改變各自的工作狀態，產生了錯齒運動，從而實現了傳遞運動和動力的傳動。通過通過錯齒運動完成諧波傳動裝置的減速功能。錯齒運動完成諧波傳動裝置的減速功能。如圖 10 所示，波發生器一般作為輸入端，而柔輪一般作為輸出端。假設從某一時刻開始，當波發生器轉動 0時，柔輪與波發生器長軸接觸部分的輪齒與鋼輪輪齒處于嚙合狀態，而與波發生器短軸接觸部分則與鋼輪脫離；在波發生器順時針轉動過程中，由于長軸位置不斷發生變化，柔輪各齒與鋼輪各齒不斷重復嚙入嚙出這一過程。當波發生器順時針轉動 180時，由于柔輪齒數比鋼

20、輪齒數少 2 齒，柔輪輪齒會相對鋼輪輪齒逆時針錯開 1 齒；正是這一錯齒運動，便將輸入端的高速轉動轉變為輸出端的低速轉動。圖圖9：諧波減速器諧波減速器通過錯齒運動完成減速通過錯齒運動完成減速 圖圖10：光學顯微鏡下，國產材料（光學顯微鏡下，國產材料（b、c）組織粗大不均）組織粗大不均 資料來源：哈默納科產品手冊 資料來源：諧波減速器特殊鋼材質柔輪的組織和力學性能分析，張朝磊等著 柔輪材料的強度和熱處理工藝是柔輪材料的強度和熱處理工藝是決定決定諧波減速器壽命的關鍵因素諧波減速器壽命的關鍵因素。在諧波減速器運行過程中，柔輪長期承受周期性的交變應力，不斷產生變形。在嚙合過程中，柔輪內壁與柔性軸承外圈

21、間磨損較嚴重，兩輪齒之間也存在一定的磨損，磨損降低了傳動效率及精度，嚴重的情況還會引起噪聲及振動。國內的諧波減速器產品壽命普遍在 3000h 以內，主要的失效形式表現為齒輪磨損后導致傳動精度嚴重下降；國外產品壽命則高達 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。從微觀結構來分析，柔輪失效的主要原因是局部微裂紋和尺寸精度的變化，其根本原因系由于熱處理工藝積累薄弱造成的柔輪材料結構中晶粒和鐵氧體相的不合理。由諧波減速器的結構和原理可見，與其他傳動裝置相比，其主要特點為：傳動精度高傳動精度高，齒輪傳動裝置的傳動精度與其同時嚙合的齒數密切相關齒輪傳動裝置的傳動精度與其同時嚙合的

22、齒數密切相關。多齒同時嚙合可起到減小單位面積載荷、均化誤差從而提高傳動精度的作用。諧波減速器有兩個 180對稱方向的部位同時嚙合，固其齒距誤差和累積齒距誤差可以得到較好的均化，傳動精度相較普通傳動裝置提高 4 倍。傳動比大，傳動效率高。傳動比大，傳動效率高。傳動效率與減速比、負載、溫度等因素相關。齒差為 1 的行星齒輪傳動效率約為 0.85-0.9，而諧波齒輪傳動的傳動效率可達0.65-0.96。體積小、質量輕。體積小、質量輕。諧波減速器只有 3 個基本部件，和相同傳動比的普通齒輪傳動相比，其零件數可減少 50%左右。運行噪聲小，運行噪聲小，使用壽命長。使用壽命長。齒形設計可以使得柔輪和鋼輪的

23、嚙合、退出過程實現連續漸進、漸出，嚙合時齒面相對滑移速度小且無突變，因此其運行噪聲小。加之其同時嚙合的齒數多，齒輪單位面積載荷小，因此齒的磨損較小，傳動裝置壽命可達 7000-10000 小時。諧波減速器的應用領域廣泛。諧波減速器的應用領域廣泛。下游應用覆蓋工業機器人、服務機器人、半導體液晶生產裝置、光伏設備、光學儀器、醫療設備、精密機床等尖端領域。表表2：除機器人外，諧波減速器在光伏、航天、半導體等領域有廣泛應用除機器人外，諧波減速器在光伏、航天、半導體等領域有廣泛應用 應用領域應用領域 圖示圖示 采光板追蹤太陽光，聚集太采光板追蹤太陽光，聚集太 陽能。該裝置的驅動部分安陽能。該裝置的驅動部

24、分安 裝諧波減速器裝諧波減速器 紅外線望遠鏡在主鏡部背側裝配了紅外線望遠鏡在主鏡部背側裝配了264 個諧波減速器個諧波減速器 為油田和天然氣產業提供的操舵挖為油田和天然氣產業提供的操舵挖掘系統，在下降孔挖掘機的操舵系統掘系統，在下降孔挖掘機的操舵系統中安裝諧波減速器可獲得準確的挖中安裝諧波減速器可獲得準確的挖掘孔和挖掘速度掘孔和挖掘速度，從而提高了油井和從而提高了油井和天然氣井的生產效率天然氣井的生產效率 德、法、英三國的聯合企業空中客機德、法、英三國的聯合企業空中客機公司。其飛機導航系統（慣性導航系公司。其飛機導航系統（慣性導航系統）也使用諧波減速器以保證飛機安統）也使用諧波減速器以保證飛機

25、安全飛行。全飛行。手術系統對動作精確度的要求高手術系統對動作精確度的要求高。波波減速器保證了卓越精度的定位控制。減速器保證了卓越精度的定位控制。半導體晶片搬運機器人。半導體晶片搬運機器人。太陽電池板的位置和姿勢控制系統，太陽電池板的位置和姿勢控制系統，其驅動部分中起重要作用的就是其驅動部分中起重要作用的就是諧諧波減速器，以波減速器，以保證在宇宙保證在宇宙 空間的惡劣環境中長期使用空間的惡劣環境中長期使用。資料來源：哈默納科公司介紹手冊、開源證券研究所 在工業機器人領域，協作機器人（在工業機器人領域，協作機器人（Collaborative Robot）是搭載諧波減速器最多是搭載諧波減速器最多的機

26、型，單臺平均搭載的機型，單臺平均搭載 6 個諧波減速器個諧波減速器，負載負載20Kg，是一種被設計成可以安全的與人類進行直接交互/接觸的機器人。與傳統工業機器人不同，協作機器人拓展了機器人功能內涵中“人”的屬性，使機器人具備一定的自主行為和協作能力，可在非結構的環境下與人配合完成復雜的動作和任務，結合人的智力、靈巧性和機器的體力、力量和準確性，人機協作完成諸如精密裝配等工作，解決傳統工業機器人應用 的局限性。正因如此，協作機器人的正因如此，協作機器人的功能定位功能定位可視為可視為介于工業機器人和人形機器人介于工業機器人和人形機器人之間。之間。協作機器人自重及負載都較小，產品安裝方式及其移動部署

27、相對靈活。因此，“機電一體”的輕量化、模塊化設計概念在協作機器人上的體現尤為突出，協作機器人也更適用于柔性、靈活度和精準度要求較高的行業，如電子、醫藥、精密儀器等。2021 年，協作機器人市場規模同比增長 81.3%，達到 15.7 億元。2022Q1，受疫情影響銷量環比小幅下降 1.2%圖圖11：協作機器人協作機器人可以按照協作程度與安全性要求分類可以按照協作程度與安全性要求分類 資料來源：2021 中國工業機器人產業發展白皮書 圖圖12：協作機器人市場規模自協作機器人市場規模自 2020 年年起增幅較明顯起增幅較明顯 數據來源：MIR、開源證券研究所 諧波減速器諧波減速器市場市場增量需求較

28、大，增量需求較大，全球競爭呈現全球競爭呈現日本領先，中國日本領先，中國并跑并跑的格局的格局。根據國家統計局披露的中國工業機器人產量數據、中國占據全球工業機器人 40%的產量，按照平均一臺工業機器人搭載 3 臺諧波減速器、2021 年單臺諧波減速器價格為2500 元測算，2021 年，全球工業機器人用諧波減速器市場規模約為 68.6 億元。從歷史進程看，國內諧波減速器的發展歷程與國外相似，已從跟跑進入并跑階段。根據0.0%20.0%40.0%60.0%80.0%100.0%120.0%024681012141618201920202021協作機器人國內銷量（萬臺）協作機器人國內市場規模（億元)銷

29、量yoy(%)市場規模yoy(%)高工機器人數據，2021 年諧波減速器的國產化率約為 50%。圖圖13：國內諧波減速器產業發展歷程與日本相似國內諧波減速器產業發展歷程與日本相似 資料來源：創新我國機器人精密減速器的發展生態，石照耀著 圖圖14：2021 年全球工業機器人用諧波減速器市場年全球工業機器人用諧波減速器市場 68.6 億億元元 圖圖15：諧波減速器國產化率諧波減速器國產化率 50%數據來源：國家統計局、開源證券研究所 數據來源：GGII、開源證券研究所 1.2、哈默納科：哈默納科：工藝為盾、性能為矛，工藝為盾、性能為矛，建建立諧波減速器立諧波減速器行業行業日不落帝國日不落帝國 哈默

30、納科哈默納科是是全球諧波減速機龍頭、整體運動控制的領軍企業全球諧波減速機龍頭、整體運動控制的領軍企業，公司主營業務為，公司主營業務為減速裝置及機電一體化產品。減速裝置及機電一體化產品。1970 年，哈默納科的前身長谷川株式會社與美國 USM公司共同出資成立哈默納科，總部位于日本東京。2004 年，公司在 JASDAQ 上市。自 1984 之后約 30 年間，哈默納科逐步擴張海外版圖，在美國、德國、中國、韓國分設 11 家子公司。加工工藝精進、理論研究功底深厚，三次里程碑式產品升級夯實哈默納科的全加工工藝精進、理論研究功底深厚，三次里程碑式產品升級夯實哈默納科的全球諧波減速器龍頭地位。哈默納科諧

31、波減速器推陳出新過程中有三次里程碑式突破。球諧波減速器龍頭地位。哈默納科諧波減速器推陳出新過程中有三次里程碑式突破。第一，提高柔輪材料強度。第一，提高柔輪材料強度。諧波傳動技術引進初期，柔輪材料采用管道材料和壓板材料的焊接結構，焊接結構對柔輪來說強度不夠，容易反復變形，并且焊接部分的質量無法得到保證。因此，哈默納科自 CS-2A 系列起開始用鍛造材料加工柔輪，0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%020406080100202020212022E2023E全球工業機器人用諧波減速器市場規模(億元）同比增速（%)35.51%24.72%7.69%7.40%5.70%4.45%

32、4.24%10.28%2021哈默納科綠的來福新寶同川大族福德其他 大幅增強了柔輪的強度。第二，研發第二，研發 IH 齒形再度提升柔輪材料的疲勞極限。齒形再度提升柔輪材料的疲勞極限。20 世紀 80 年代，當諧波減速器開始應用于工業機器人時，柔輪的齒根和杯口出現疲勞失效。通過 FEM 分析技術及車床的數控轉換，成功研發出 IH 齒形。相比傳統漸開線齒形，IH 齒形有效增加柔了輪齒槽的齒厚比，顯著增加嚙合齒數至總齒數的 30%。齒底應力松弛使得柔輪的疲勞極限得到了極大的改善。同時嚙合的齒數的顯著增加也使扭轉剛度提高了約 2 倍。第三，利用中空技術縮短軸向長度，提高產品緊湊性。第三，利用中空技術縮

33、短軸向長度，提高產品緊湊性。在工業機器人中，如果驅動每個關節電機的電線能夠穿透減速箱的內部，同時盡量減少布線的彎曲，提高布線的壽命，就可以使機器人更加智能?；谶@種要求，哈默納科于 1986 年開發了柔輪杯部向外敞開的 SH 型中空結構諧波減速機，但這種形狀在柔輪的主體和向外延伸的膜片之間的連接處造成了很大的應力集中。90 年代中期，通過應力松弛設計、數控車床進行精確減薄等途徑縮短柔輪的軸向長度成為可能，從而使減速器更加緊湊。圖圖16：IH 齒形保持了使用漸開線齒形時的流暢性，并提高了精度、剛性、壽命齒形保持了使用漸開線齒形時的流暢性，并提高了精度、剛性、壽命 資料來源：哈默納科產品手冊 圖圖

34、17：柔輪（柔輪（F/S）齒底疲勞極限齒底疲勞極限改善改善 圖圖18：疲勞極限扭矩增加一倍疲勞極限扭矩增加一倍 資料來源：支精密減速機、清澤芳秀著 資料來源：支精密減速機，清澤芳秀著 哈默納科哈默納科諧波減速器產品諧波減速器產品演演進的重點聚焦于剛度、強度、輕量等性能指標的提進的重點聚焦于剛度、強度、輕量等性能指標的提升升。于 1988 年推出的 CSS 系列產品首次使用公司研發的 IH 齒形，產品剛性、強度、壽命比 CS 系列提升 2 倍以上。1991 年推出的 CSF 系列軸向長度縮短 1/2，厚度縮減為 3/5，最大轉矩提升 2 倍。1999 年推出的 CSG 系列首次將產品壽命從 70

35、00 小時提升至 100000 小時，最大轉矩在 CSF 系列基礎上再次提升 30%。2000 年年以來，以來，哈默哈默納科以納科以獨立研發的獨立研發的模數模數 0.042mm 的極小齒輪的高精度切削加工技術與的極小齒輪的高精度切削加工技術與 70m（SI單位）的薄壁切削加工技術單位）的薄壁切削加工技術不斷開發更輕量不斷開發更輕量、高轉矩、高轉矩、高精度、高精度的諧波減速裝置的諧波減速裝置。圖圖19：提高剛度、縮小體積、機電一體是哈默納科產品迭代趨勢提高剛度、縮小體積、機電一體是哈默納科產品迭代趨勢 資料來源：哈默納科產品手冊、開源證券研究所 哈默納科哈默納科致力打造成為整體運動控制領域的領軍

36、企業致力打造成為整體運動控制領域的領軍企業，將將開拓整體運動控制技開拓整體運動控制技術的未來。術的未來。所謂整體運動控制，亦可稱為“機電一體化”，是指將精密減速器、電機及驅動器、傳感器進行組裝形成一個基本傳動單元，再通過控制器控制這個高度集成化的傳動關節以實現對本體的運動控制。哈默納科自 1977 年開始生產銷售機電一體化產品，通過布局諧波減速器、交流伺服電動機和驅動器、中空復合驅動機構、光學掃描儀和驅動器、線型驅動機構等一系列產品實現整體運動控制方案。圖圖20：減速器、電機及驅動器、傳感器、控制器以及其他元件協同進行運動控制減速器、電機及驅動器、傳感器、控制器以及其他元件協同進行運動控制 資

37、料來源：哈默納科官方介紹手冊 國內企業綠的諧波也在國內企業綠的諧波也在初步初步布局其提供整體運動控制方案的能力布局其提供整體運動控制方案的能力。江蘇開璇智能科技有限公司系綠的諧波 100%控股的子公司，主營 Ether CAT 總線型伺服驅動器、結構緊湊型伺服電機、無框力矩電機旋轉執行器、諧波減速模組等產品。公司自動化生產線年產能超過 10 萬套。蘇州麻雀智能科技有限公司是綠的諧波控股 70%的子公司，致力于非標自動化設備、機器人應用集成、高精密檢測設備、工業視覺系統、人機交互系統、MES、SCADA 等智能制造全方位解決方案的開發與應用。1.3、RV 減速器：投入大、加工難，國產替代之路行穩

38、致遠減速器：投入大、加工難，國產替代之路行穩致遠 RV 減速器由普通擺線針輪減速器發展而來，它由兩級行星齒輪傳動系統組成。減速器由普通擺線針輪減速器發展而來，它由兩級行星齒輪傳動系統組成。第一級為漸開線外嚙合行星齒輪傳動，第二級為擺線針輪行星傳動。經過兩級傳動系統耦合，組成兩級同軸式減速機構，簡稱 RV 傳動機構。漸開線行星傳動部分包括齒輪軸和行星輪；擺線針輪傳動部分包括曲柄軸、擺線輪、針輪、針齒殼、行星架等。齒輪軸：作為輸入軸與中心輪構成齒輪軸并作為功率輸入端與行星齒輪嚙合傳動。行星輪：行星輪和齒輪軸相嚙合并將運動傳遞到擺線針輪傳動部分，與齒輪軸構成了一級減速部分。曲柄軸：曲柄軸的一端與漸開

39、線行星輪相連接且運動狀態與行星輪完全相同；另一端與行星架相連接并使擺線輪自轉的同時繞著針齒輪中心公轉。擺線輪：兩個相同的擺線輪對稱安裝并與針輪嚙合來達到平衡徑向力目的，在傳動過程中由曲柄軸帶動做偏心運動。針齒輪：針齒輪包括針齒與針齒殼且通常是固定不動的，針齒安裝在均勻分布的針齒溝槽內并與擺線輪嚙合。行星架：行星架的輸出機構主要由前支撐機構與后支撐機構構成并通過內六角圓柱頭螺釘連接，一般用于 RV 減速器與外部從動件相接；行星架與曲柄軸通過支承軸承連接且曲柄軸孔均勻分布在行星架上。圖圖21：RV 減減速器速器的的結構相較諧波減速器更復雜結構相較諧波減速器更復雜 圖圖22：結構結構 6 同時作為二

40、級傳動輸出結構和一級傳動同時作為二級傳動輸出結構和一級傳動行星架，從而構成行星架，從而構成 RV 減速器的減速器的兩兩級閉式反饋級閉式反饋 資料來源：RV 減速器關鍵零部件公差設計方法研究，曹代佳著 資料來源：RV 減速器關鍵零部件公差設計方法研究，曹代佳著 RV 減速器的減速器的兩級閉式反饋兩級閉式反饋傳動原理：傳動原理：如圖 21，在 RV 減速器傳遞運動時，力與運動從輸入齒輪軸 1 輸入，通過齒輪嚙合均勻傳遞給多個行星齒輪 2，進行第一級減速。行星齒輪 2 與曲軸 7 固定連接后，組成多個“行星輪-曲軸”固連構件，將行星齒輪 2 的運動通過曲軸 7 傳遞給擺線輪 5。由于兩片擺線輪 18

41、0布置、多根曲軸平行布置，因此構成擺線針輪行星傳動的平行四邊形輸入，使兩片擺線輪產生偏心平動。兩片擺線輪同時與針輪 4 嚙合產生繞其幾何中心的自轉運動，此運動又通過曲軸 7 傳遞給輸出行星架 6 實現等速轉動輸出。由于輸出構件由于輸出構件 6 同時作為第一級行星同時作為第一級行星傳動的行星架，輸出構件傳動的行星架，輸出構件 6 的運動也將通過曲軸的運動也將通過曲軸 7 反饋給第一級行星傳動形成運動反饋給第一級行星傳動形成運動封閉。故整體而言，封閉。故整體而言，RV 傳動機構可稱為兩級閉式反饋機構。傳動機構可稱為兩級閉式反饋機構。兩級減速兩級減速機制使得機制使得 RV減速器的傳動比更大，即，減速

42、程度更大。減速器的傳動比更大，即，減速程度更大。RV 減速器剛性好、抗沖擊能力強、傳動平穩、精度高，適合中、重載荷的應用。但是，RV 減速器需要傳遞很大的扭矩，承受很大的過載沖擊，保證預期的工作壽命，因而在設計上使用了相對復雜的過定位結構，制造工藝和成本控制難度較大。我國RV 減速器產業化起步晚于日本二十多年，過去十多年的發展處于技術追趕階段，目前國產化率仍然較低，僅約為 20%-30%，國產替代空間廣闊。圖圖23：2021 年年全球全球工業機器人用工業機器人用 RV 減速器市場規模減速器市場規模109 億元億元 圖圖24：我國我國 RV 減速器起步較晚，減速器起步較晚，處于技術追趕階段處于技

43、術追趕階段 數據來源：IFR、開源證券研究所 資料來源：創新我國機器人精密減速器的發展生態，石照耀著 對比當前中日對比當前中日 RV 減速器廠商差距，我們減速器廠商差距，我們認為認為，以以公差公差分配為代表的零部件加分配為代表的零部件加工工藝積累薄弱工工藝積累薄弱、國產軸承穩定性較差國產軸承穩定性較差，原材料純度低原材料純度低且且熱處理水平欠缺是造成國熱處理水平欠缺是造成國產產 RV 減速器市占率始終較低的核心減速器市占率始終較低的核心原因原因。工業機器人重復定位精度直接由工業機器人重復定位精度直接由 RV 減速器的回差決定，減速器的回差決定，故控制 RV 減速器的回差極為重要，其關鍵零部件公

44、差設計是研發過程中的一大難點?；夭钍侵篙斎胼S反向轉動時，由于存在間隙和制造、裝配誤差等原因，輸出軸在運動上滯后于輸入軸所對應的轉角。由于材料密度變化、加工刀具磨損、機床彈性變化等原因，公差必然存在，關鍵是設計出合理的公差范圍，保證每個零部件的公差都在規定范圍之內。公差分配工藝決定公差分配工藝決定 RV 減速器的精度。減速器的精度。在在 RV 減速器的實際設計過程中減速器的實際設計過程中往往是往往是給出減速器回差的設計要求（通常給出減速器回差的設計要求（通常1arcmin），要求工程師對），要求工程師對 RV 減速器零部件進減速器零部件進行公差分配。行公差分配。公差分配就是要把 1arcmin

45、的許用回差合理地分配到各回差影響因素中，實現對關鍵零部件公差的初步分配以及后續優化。由于 RV 減速器內部有超過 200個零部件，在 1arcmin 的公差范圍內進行分配時，很容易由于分配不當造成軸承與安裝孔之間產生縫隙或者軸承無法插入安裝孔內，從而降低 RV 減速器的精度。軸承是軸承是 RV 減速器的薄弱環節，受力時很容易突破軸承受力極限而導致軸承異減速器的薄弱環節，受力時很容易突破軸承受力極限而導致軸承異常磨損或破裂。在高速運轉時這個問題更突出，所以常磨損或破裂。在高速運轉時這個問題更突出，所以 RV 減速機的額定扭矩隨輸入減速機的額定扭矩隨輸入轉速下降非常明顯。轉速下降非常明顯。RV 減

46、速器用精密軸承主要包括主軸承、擺線輪支承軸承、偏心軸支承軸承及太陽輪支承軸承。對于 RV 減速器，軸承的外形結構、精密定位是其結構緊湊、剛性優良、傳動精密關鍵因素，因此對軸承的材料、熱處理工藝等都具有較高要求。主軸承：主軸承：主軸承幾乎承受了 RV 減速器的全部外載荷，因此需要具有高承載、高剛性及運轉平穩性。日本住友精密 RV 減速器選用薄壁圓錐滾子軸承作為主軸承。主軸承材料的加工難點在于：主軸承材料的加工難點在于：套圈熱處理后的橢圓、套圈精磨后的平面翹曲以及接觸角測量及偏差的控制非常困難。前兩者可以通過工藝優化以及采用工序能力指數較高的加工設備改善，后者則需在產品設計及工藝制訂時就進行軸承套

47、圈匹配優化，以實現加工過程中接觸角偏差 100%合格。0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%0.020.040.060.080.0100.0120.0140.0160.0202020212022E2023E工業機器人用RV減速器市場規模(億元）同比增速（%)圖圖25：RV 減速器中減速器中主要有四類精密軸承主要有四類精密軸承 資料來源：工業機器人V 減速器專用精密軸承技術分析，王東峰等著、開源證券研究所 擺線輪支承軸承擺線輪支承軸承：承擺線輪圓周運動的作用，多選用 M 形金屬保持架和圓柱滾子組件。軸承在實際應用過程中最突出的問題是保持架脫落金屬屑和軸承竄動導致擺線輪卡死，主

48、要原因系車制、壓膜后的處理不當以及保持架方形兜孔被加工成了菱形造成軸向分力。偏心軸支承軸承偏心軸支承軸承與太陽輪支承軸承與太陽輪支承軸承：由于偏心軸的受力復雜，兩端需要受到支承軸承作用。太陽輪支承軸承安裝于 RV 減速器行星架的剛性盤內，主要起精確定位減速器太陽輪位置的作用。應用過程中需嚴格控制太陽輪支承軸承的徑向游隙。軸承鋼軸承鋼材材：我國的軸承鋼氧含量雖然可以控制到接近世界先進水平，但是在夾雜物的組成、數量、尺寸以及分布等方面不能夠得到穩定控制，這會直接導致鋼材的疲勞性能低、服役時間短。此外，我國軸承鋼在品種和規格方面并不完善，且生產的多是低檔次軸承鋼，鋼材的質量、穩定性及外觀較差，達不到

49、較高的專業化生產，成本降低效果不明顯。技術無捷徑，全產業鏈玩家技術無捷徑，全產業鏈玩家需要需要堅持難而正確的自主研發道路，以助力國產堅持難而正確的自主研發道路，以助力國產 RV減速器早日突破高端。減速器早日突破高端。雖然海外軸承廠商的產品在性能上明顯優于國內，但由于一臺 RV 減速器需要配備 9-15 套軸承，若全部采用海外產品則成本較大，甚至會存在入不敷出的情況，因此國內 RV 減速器廠商大多選擇國產軸承供應商。在材料供應商選擇方面，不同于諧波減速器廠商外購海外柔輪材料，RV 減速器廠商受限于零部件數量多帶來的成本問題，也傾向于選擇國內材料供應商。但選擇國產軸承、國產原材料必然會帶來產品一致

50、性、穩定性較差的問題。當前，國產 RV 減速器在中低端領域尚可應用，但想在高端市場突圍還需要國內軸承、材料廠商與 RV 減速器廠商在產品性能、功能提升上進一步研發積累。1.4、納博特斯克：運動控制領域常勝將軍，始于創新、恒于提升納博特斯克：運動控制領域常勝將軍，始于創新、恒于提升 納博特斯克（Nabtesco Corporation）是日本帝人制機公司和 NABCO.Ltd.于 2003年在液壓設備業務領域建立業務伙伴關系后成立的控股公司。納博特斯克以運動控制技術為核心，在海陸空相關的廣泛業務領域中全球市場占有率第一，在中大型工業機器人用 RV 減速器領域占據全球 60%的市場份額。從從 19

51、60 年到年到 2005 年，年，帝人制機帝人制機 50 年工藝積累是后年工藝積累是后來來者無法企及的者無法企及的先發先發優勢。優勢。成立于 1944 年的帝人制機是日本著名的紡織機械、液壓、包裝機械等生產企業，1945年開始從事化纖、紡織機械的生產。1955 年后，開始拓航空產品、包裝機械、液壓等業務并于 1960 年代發明液壓行走馬達，應用于工程機械。80 年代初，該公司應機器人制造商的要求，對擺線針輪減速器進行了結構改進，于 1985 年發明了 RV 減速器，取得專利以及 20 年專利保護期。專利保護期間任何公司不可以生產同樣結構的減速器。納博特斯克承接帝人制機在 RV 減速器領域近 5

52、0 年的技術積淀，成就了其在 RV 減速器市場上的不敗地位。圖圖26：納博特斯克納博特斯克引領引領 RV 減速器發展減速器發展 資料來源：納博特斯克（中國）官方、開源證券研究所 創新永不止步。創新永不止步。納博特斯克在承接帝人集團的切割、集成加工工藝以及 Nabco公司在流體控制、氣動控制技術上的積累之后，開始在表面處理、材料熱處理、增材制造等加工工藝以及 CAE 軟件設計等方面加大研發，以具備優化全產業鏈工藝設計的能力。公司始終重視創新與研發，發明者比例持續增長。圖圖27：公司內部具備濃厚的創新氛圍公司內部具備濃厚的創新氛圍 圖圖28：納博特斯承接過往經驗，加強全產業鏈研發實力納博特斯承接過

53、往經驗，加強全產業鏈研發實力 數據來源：Nabtesco2021ValueReport、開源證券研究所 資料來源：Nabtesco2021ValueReport、開源證券研究所 產業產業生態建設完善，生態建設完善，日本成熟的精密齒輪加工設備供應商為日本成熟的精密齒輪加工設備供應商為機械傳動機械傳動零部件零部件企企30%26%32%43%46%52%53%62%80%0%20%40%60%80%100%公司內部可以引領創新的研發者占總員工比例 業業的的產品研發產品研發、優化保駕護航。優化保駕護航。池貝公司（IKEGAI）成立于 1889 年，是日本國產第一臺 NC 數控機床的制造商?？ㄏ８换鶆摿?/p>

54、于 1913 年，1932 年起開始正式生產和銷售滾齒機，1956 年生產的滾齒機首次應用于汽車制造領域?？ㄏ８换a品性能國際領先，產品結構涵蓋數控滾齒機、數控齒輪精加工機床、齒輪研磨機，數控滾刀磨床等多種金屬加工機床，占據日本滾齒機市場 50%以上份額。三菱重工業公司是日本最大的綜合性的重工業公司，三菱重工集團的機床業務擁有 80 年的歷史（2021年被日本電產 Nidec 收購）磨齒機占據日本 60%以上份額。優質的設備廠商為精密減速器廠家提高頂尖的設備和全方位的支持和服務，從而保障產品性能持續領先，量產能力穩步增長。圖圖29：1889 年，日本第一臺國產車床由池貝公司制造年，日本第一臺國

55、產車床由池貝公司制造 圖圖30：池貝公司于上世紀初生產的機床池貝公司于上世紀初生產的機床 資料來源：GGII 資料來源：GGII 2、人形人形機器人機器人題材有情緒，題材有情緒，減速器產能缺口減速器產能缺口空間可想象空間可想象 2.1、人形機器人對零部件的核心要求在于小型、輕量、集成人形機器人對零部件的核心要求在于小型、輕量、集成 諧波減速器柔輪需要柔性變化的特征決定了其剛度和強度存在極限。因此，諧波減速器多用于工業機器人的小臂、腕部、手部等小負載部位的關節處。而 RV 減速器的結構剛性更強，在中、重負負載型機器人中用量更廣，市占率約達 90%。比如10-20KG 的機器人的 J1、J2、J3

56、、J4 的關節會用 RV 減速機；50-160KG 機器人一般六個關節都使用 RV 減速機。人形機器人人形機器人更多得更多得面向機器人滲透率較低的面向機器人滲透率較低的 To C 藍海市場藍海市場，對減速器的輕量化、對減速器的輕量化、集成化要求更高。因此，集成化要求更高。因此，人形人形機器人中諧波減速器的用量需求更大，并且機電一體機器人中諧波減速器的用量需求更大，并且機電一體化產品的應用會更廣?；a品的應用會更廣。圖圖31：圖中六軸機器人的圖中六軸機器人的 J4、J5、J6 軸使用諧波減速器軸使用諧波減速器 圖圖32：RV 減速器用于上臂、下臂等大慣量關節減速減速器用于上臂、下臂等大慣量關節減

57、速 資料來源：高工機器人 資料來源：納博特斯克（中國）官方 2.2、人形機器人落地后，供少于求或將成為減速器行業的中長期格局人形機器人落地后，供少于求或將成為減速器行業的中長期格局 需求需求端測算端測算核心假設核心假設：（1）工業機器人工業機器人用精密減速器用精密減速器需求量需求量。2021 年，全球工業機器人銷量 48.7 萬臺，同比增長 27%。2022 年，疫情反復導致產業鏈各環節交期延長，全球工業機器人銷量增速下滑，給予 10%的銷量增速。根據 IFR 的指引，并考慮中國的機器人密度仍具備較大提升空間，穩健假設 2022-2026 年全球工業機器人銷量 CAGR 達 22%。同時假設單

58、臺工業機器人平均搭載 3 臺諧波減速器和 3臺 RV 減速器，以測算全球工業機器人用精密減速器需求量。（2）人形人形機器人機器人用精用精密減速器密減速器需求量。需求量。本報告中，我們調整在特斯拉機器人風起，國產供應鏈遠航報告中對關鍵零部件需求量的測算。假設 2023 年 Demo 機落地后，當年銷量 5 萬臺，2024 年銷量 10 萬臺。2025 年規?；慨a后，謹慎估算銷量為 30 萬臺，樂觀情境下銷量 50 萬臺。量產后實現產線復制，擴產速度加快，假設 2026 年實現銷量 100 萬臺，2027 年銷量 150 萬臺。我們按照單臺特斯拉機器人搭載 20 個諧波減速器、3 個RV 減速器

59、估算減速器需求量。表表3：人形機器人落地后，精密減速器市場人形機器人落地后，精密減速器市場有望有望擴容擴容 2022 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E 謹慎 樂觀 特斯拉機器人銷量(萬臺)0 5 10 30 50 100 150 諧波需求量 0 150 240 720 1100 2000 3000 RV 需求量 0 15 30 90 150 300 450 全球工業機器人銷量（萬臺）53.5 64.3 80.3 100.4 120.5 144.6 工業機器人諧波需求（萬臺）160.5 192.9 240.9 301.2 361.5 433.8 工業機器人 RV 需求（

60、萬臺）160.5 192.9 240.9 301.2 361.5 433.8 諧波減速器總需求（萬臺）160.5 342.9 480.9 1021.2 1401.2 2361.5 3433.8 RV 減速器總需求（萬臺）160.5 207.9 270.9 391.2 451.2 661.5 883.8 數據來源：IFR、開源證券研究所 注：根據現有的人形機器人生產制造對供應鏈的要求，通常在早期階段，對關鍵零部件的備貨需要多 50%當銷量規模處于 10 萬-50 萬臺之間時，對零部件備貨需多 10%-20%供給端供給端分析：分析：我們觀察到，我們觀察到，資金實力更強的資金實力更強的日系精密減速器

61、日系精密減速器廠商擴產策略溫和廠商擴產策略溫和，相比之下，國內廠商擴產意愿更強相比之下，國內廠商擴產意愿更強。納博特斯克在 2018-2020 三個財年間僅共擴產14 萬臺減速器，2020-2022 財年以年增 9 萬臺速度擴產。根據 2021 年財報披露，公司計劃到 2026 年達到年產 200 萬臺 RV 減速器。尼得科（新寶）在 2021 年財報中披 露其產能計劃為保持月產 10 萬臺。綠的諧波 2020 年上市前產能僅為 9 萬臺/年，在投資者交流紀要中披露截至 2021 年年底產能為 30 萬臺/年，最終產能計劃為 50 萬臺/年。RV 減速器廠商秦川機床在投資者交流中披露當前減速器

62、年產能 9 萬臺，設計產能 18 萬臺。圖圖33：納博特斯克納博特斯克產能產能擴張溫和擴張溫和 圖圖34：尼得科尼得科（新寶）月產能（新寶）月產能 10 萬臺萬臺 數據來源：納博特斯克 2021 年年報、開源證券研究所 資料來源：日本電產 2021 年年報 我們從以下我們從以下六點原因六點原因分析分析哈默納科哈默納科為何為何擴產謹慎擴產謹慎：第一，第一，預訂單水平高企。預訂單水平高企。公司在 2022 年 5 月的投資者交流會中表示，2021財年公司的預訂單水平較高，預計后續財年訂單水平會降低。第二，第二，管理層管理層對對本體廠商本體廠商潛在潛在砍單砍單可能的擔憂可能的擔憂。上一輪機器人上行周

63、期減速器供給緊張，本體廠商普遍加大備貨力度，但目前公司的渠道信息顯示，本體廠商不缺減速器而是缺其他部件和材料。第三，第三，與本體廠商生產計劃的緊密配合。與本體廠商生產計劃的緊密配合。哈默納科和主要本體客戶聯系密切，有本體廠商 3 個月的生產規劃，公司會較為嚴格得根據本體廠商的生產節奏來規劃自己的產能。第四，第四，中國大陸的疫情管控中國大陸的疫情管控政策政策。全球超過 35%的機器人在中國銷售，歐洲重要本體廠商也在中國建廠，2022 年上海封閉期間港口海運受到較大影響。在此情況下，哈默納科會對資本開支保持更加謹慎的態度。第五第五，日系企業日系企業穩健的穩健的經營風格。經營風格。哈默納科歷年財報中

64、顯示，公司每三年會制定一個涵蓋經營目標、產能建設等的中期計劃。在這三個財年期間，即使計劃提前或延后實現，也不會更改計劃，以方便在下一個周期開始前對比過去的執行表現。本輪中期計劃從 2021 財年執行到 2023 財年結束，產能基本穩定在 200 萬臺/年。第六，第六，后端裝配成本高企后端裝配成本高企，盈利水平較低。，盈利水平較低。不同于納博特斯克在中國常州建廠以降低生產成本，哈默納科的三個重要生產基地分別在日本、美國和德國（美、德主要生產交叉滾子軸承）。哈默納科堅持在最后一道裝配線中靠技術精湛的老師傅手工完成，以保障產品質量。因此，產線的自動化程度較低，對檢測人員需求較大。在美德日三地勞動力成

65、本較高的情況下，哈默納科的凈利率水平僅保持在 15%左右，遠低于國內諧波減速器廠商。為了保障一定的盈利能力，管理層不會進行激進的擴產政策。7084848495106200050100150200250201720182019202020212022 2026E年產能（萬臺）圖圖35：哈默納科哈默納科凈利凈利率率水平水平較低較低 圖圖36：手工檢查零部件性能手工檢查零部件性能 數據來源：Bloomberg、開源證券研究所 資料來源：日本 JAXA 新事業促進部 基于以上分析假設，我們基于以上分析假設，我們得出得出 2022-2027 年產業鏈供需格局預測結論：年產業鏈供需格局預測結論：人形人形機

66、機器人落地后器人落地后，中觀中觀情境下諧波減速器產能缺口達數千情境下諧波減速器產能缺口達數千萬萬臺，臺，RV 減速器產能缺口達數減速器產能缺口達數百百萬萬臺臺，百億級市場空間靜待國內減速器廠商填補。百億級市場空間靜待國內減速器廠商填補。此外，我們觀察到國內市場也存在逐步布局人形機器人的玩家，市場規模擴容或更樂觀。表表4：中觀中觀情境下諧波減速器產能缺口情境下諧波減速器產能缺口有望有望達數千萬臺達數千萬臺,RV 減速器減速器產能缺口有望達數百萬臺產能缺口有望達數百萬臺 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E 謹慎 樂觀 諧波減速器 供給（萬臺）162.9 304.

67、3 369.3 475.3 475.3 501.5 511.5 需求（萬臺）160.5 342.9 480.9 1021.2 1401.2 2361.5 3433.8 缺口（萬臺）(2.4)38.7 111.7 546 925.9 1860 2922.3 RV 減速器 供給（萬臺）156.8 158.4 196.2 229.5 229.5 265.5 297 需求（萬臺）160.5 207.9 270.9 391.2 451.2 661.5 883.8 缺口（萬臺）3.8 49.5 74.7 161.7 221.7 396 586.8 數據來源：Wind、IFR、開源證券研究所 注：正數為缺口

68、，負數為供過于求 3、受益標的受益標的 對于諧波減速器生產商，對于諧波減速器生產商，我們判斷，我們判斷，技術路徑更合理技術路徑更合理、具備整體運動控制實力、具備整體運動控制實力、工藝積累更深工藝積累更深并且并且成本管控更優成本管控更優的企業的企業會率先實現產品一致性較強的規?；慨a，會率先實現產品一致性較強的規?；慨a，并并受益于受益于消費級消費級機器人放量機器人放量后后帶來的中長期帶來的中長期減速器減速器供給缺口。具體供給缺口。具體分析分析如下：如下：第一，第一，生產一臺生產一臺諧波諧波減速器減速器，從數理模型設計、從數理模型設計、材料材料熱處理熱處理理解理解到到設備選擇、設備選擇、加工工藝

69、等環環相扣。加工工藝等環環相扣。具體過程是：首先設計柔輪齒型，柔輪的齒形決定加工設備的選擇，而設備的選擇又決定鋼輪使用哪種制造材料。在柔輪材料的選擇上，目前國內外均使用 40CrMoNiA、40CrA 等碳合金鋼，國內企業的材料熱處理水平相差不大，但總體低于國外水平。因此，鋼輪加工技術路徑的差異直接決定國內諧波減速器廠商產能釋放的快慢以及生產成本的高低。-20.0%0.0%20.0%40.0%60.0%毛利率（%）凈利率（%）圖圖37：研發諧波減速器首先進行技術路徑的選擇研發諧波減速器首先進行技術路徑的選擇 資料來源：開源證券研究所 第第二二，哈默納科以不斷精進的整體運動控制實力樹立行業標桿，

70、長期來看，構，哈默納科以不斷精進的整體運動控制實力樹立行業標桿，長期來看，構建更高水準的整體運動控制方案是諧波減速器廠商的競爭焦點。建更高水準的整體運動控制方案是諧波減速器廠商的競爭焦點。哈默納科自 1977 年開始生產銷售機電一體化產品，陸續布局諧波減速器、交流伺服電動機和驅動器、中空復合驅動機構、光學掃描儀和驅動器、線型驅動機構等一系列。如今，哈默納科正將長期積累的精密加工技術和控制技術作為基礎，以更高層次的定位精度為目標，努力構建整體運動控制。目前，國內廠商在整體運動控制領域布局較少，綠的諧波緊跟哈默納科引領的行業趨勢，開始在整體運動控制領域進行初步布局。同川科技通過參股高端傳感器企業海

71、伯森加強其機電一體化實力，在整體運動控制領域具備較強優勢。我們認為，哈默納科作為引領諧波減速器行業多年的龍頭企業，其我們認為，哈默納科作為引領諧波減速器行業多年的龍頭企業，其產業布產業布局方案是判斷行業趨勢的風向標。同時，人形機器人對關節小型、輕量的要局方案是判斷行業趨勢的風向標。同時，人形機器人對關節小型、輕量的要求也在對機電一體化產品有更高的需求。因此，整體運動控制實力是諧波減速器廠求也在對機電一體化產品有更高的需求。因此，整體運動控制實力是諧波減速器廠商需要建立的核心競爭力。商需要建立的核心競爭力。第第三三，堅持以正向研發的方式深耕加工工藝是決定企業能否規?；慨a出性能，堅持以正向研發的

72、方式深耕加工工藝是決定企業能否規?；慨a出性能穩定產品的最根本要素。穩定產品的最根本要素。國內廠商生產齒輪的設備大多從海外進口，設備自身的性能可以得到保障，但由于國內企業的工藝積累仍良莠不齊，生產效率也會出現較大差異。哈默納科董事長在 2022 年的投資者交流會中多次強調，過去 50 年發展不斷試錯改進帶來的對加工工藝的深刻理解鑄就了哈默納科最穩固的護城河。加工工藝決定產品是否能在更長的壽命內穩定、一致地運行，進而增強客戶粘性、鞏固市場地位。哈默納科董事長稱“對比兩臺新諧波減速器好壞的時間不是當下，而是 5 年后”。第第四四，機器人本體廠商盈利能力機器人本體廠商盈利能力下降擠壓上游零部件商利潤

73、、下降擠壓上游零部件商利潤、產品同質化競爭產品同質化競爭造成諧波減速器價格持續下探，成本管控良好的企業具備較強資金實力保障擴產。造成諧波減速器價格持續下探，成本管控良好的企業具備較強資金實力保障擴產。由于機器人本體的硬件技術已經趨于成熟，外資巨頭的優勢逐漸向軟件轉移。國內本體廠商在軟件和智能技術應用上的能力仍有較大欠缺，盈利能力較差，因此對于零部件的價格較為敏感。買方市場環境下，國內減速器廠商議價權較弱。此外，諧波減速器產品迭代速度較慢，先發者的非對稱競爭優勢容易受到技術、人才，工藝等要素擴散的影響而轉化為對稱性競爭優勢，進而降低其盈利能力。國內諧波減速器平均單價逐年降低，以行業龍頭綠的諧波為

74、例，其諧波減速器單價由 2017 年的1920 元降至 2019 年的 1631 元。同時，主要數控機床廠商交期不斷延長也阻礙著國內企業的擴產進度。我們認為，我們認為，以更低的價格、更短的交期購入加工設備以更低的價格、更短的交期購入加工設備的渠道優的渠道優勢是公司勢是公司成本管控實力成本管控實力的核心，成本管控實力強的企業更能夠在行業低價競爭中保的核心，成本管控實力強的企業更能夠在行業低價競爭中保障盈利能力和穩定的現金流，從而保障障盈利能力和穩定的現金流，從而保障擴產擴產。圖圖38：國內機器人本體廠商毛利率水平較低國內機器人本體廠商毛利率水平較低 圖圖39：日本池貝公司的未完成訂單占比呈上升態

75、勢日本池貝公司的未完成訂單占比呈上升態勢 數據來源：Wind、開源證券研究所 數據來源：Bloomberg、開源證券研究所 我們認為，可以通過機加工工藝積累、產品集成化能力兩點判斷我們認為，可以通過機加工工藝積累、產品集成化能力兩點判斷 RV 減速器廠減速器廠商相對競爭實力。商相對競爭實力。第一，第一，RV 減速器設備投入更大，制造難度更高，需要企業具備較強的機加工實減速器設備投入更大，制造難度更高，需要企業具備較強的機加工實力支撐產品大規模生產力支撐產品大規模生產,以實現規模效應降低成本。以實現規模效應降低成本。國內 RV 企業的毛利率、凈利率水平普遍低于諧波廠家。原因系前期設備投入大，且

76、RV 減速器制造難度大、量產規?；潭炔粔?，成本無法攤薄。同時，海外設備的交期延長對 RV 減速器廠商影響低于諧波。由于 RV 減速器擴產速度相對諧波更慢，且設備已經有了前期積累，穩定擴產情況下對新設備需求不會驟然上升，海外設備廠商交期延長對于 RV 減速器廠商的擴產進度影響較小。第二，第二，具備產品集成化能力。具備產品集成化能力。RV 減速器相對諧波減速器體積、質量更大。而消費級機器人需要使用相對輕量化的零部件以保證其運動的靈活性。我們判斷，具備機電一體的產品集成化能力更有利于國內 RV 減速器廠商受益于消費級機器人帶來的市場需求。圖圖40：諧波減速器廠商毛利諧波減速器廠商毛利率水平高于率水

77、平高于 RV 廠商廠商 圖圖41：2022Q1 固定資產對比固定資產對比，RV 減速器廠商減速器廠商投入更投入更大大 數據來源：Wind、開源證券研究所 數據來源：Wind、開源證券研究所 3.1、漢宇集團漢宇集團：國內諧波減速器：國內諧波減速器后起之秀后起之秀，實力展現、以待良局，實力展現、以待良局 同川科技同川科技系漢宇集團控股系漢宇集團控股 60%的子公司的子公司，于，于 2012 年成立，年成立，2015 年開始逐步投年開始逐步投入研發諧波減速器。入研發諧波減速器。公司諧波減速器產品性能位列國內第一梯隊，主要應用于工業機器人，具備年產十萬臺級的量產能力。目前公司在積極拓展海內外機器人本

78、體客目前公司在積極拓展海內外機器人本體客0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%60.0%201920202021埃斯頓毛利率（%）拓斯達毛利率（%）埃夫特毛利率（%）01002003004005002013201420152016201720182019未完成訂單（百萬美元）已接收訂單（百萬美元）0.0%20.0%40.0%60.0%2019202020212022Q1綠的諧波毛利率（%）秦川機床毛利率（%）中大力德毛利率（%）0.05.010.015.020.025.030.0綠的諧波秦川機床2021年底固定資產賬面額（億元）戶，戶，產品結構產品結構向向諧波減速器諧波減速

79、器進一步聚焦進一步聚焦，并持續拓展其整體運動控制能力。，并持續拓展其整體運動控制能力。圖圖42：同川科技同川科技自自 2015 開始研發諧波減速器至今，已具備較強的產品實力開始研發諧波減速器至今，已具備較強的產品實力 資料來源：漢宇集團投資者交流紀要 同川科技創立初期同川科技創立初期，通過多次赴日調研通過多次赴日調研諧波減速器相關設備和技術諧波減速器相關設備和技術，在數理模在數理模型型搭建搭建、技術路徑、技術路徑選擇選擇以及以及加工工藝加工工藝研究研究方面打下了堅實的基礎方面打下了堅實的基礎，對機電一體化設對機電一體化設計有較深理解計有較深理解。日系企業的技術路徑以哈默那科為主，即，鋼輪材料選

80、用球墨鑄鐵，采用插齒機、滾齒機等數控機床進行加工。由于由于齒輪在不同構件之間實現動力的傳遞，齒輪在不同構件之間實現動力的傳遞，其其加工質量直接影響其實際工作狀加工質量直接影響其實際工作狀況，包括傳動精度、振動噪聲、疲勞壽命等。況，包括傳動精度、振動噪聲、疲勞壽命等。通常的齒輪加工工藝流程中，齒坯經過滾、插、車、剃等加工，以及熱處理后為了消除存留的齒形誤差而進行的以磨齒、強力珩齒為主的精加工。車齒工藝車齒工藝較插齒、滾齒具備成形精度更高的優勢。較插齒、滾齒具備成形精度更高的優勢。滾齒是齒輪加工中生產率較高、應用最廣的加工方法之一，滾齒工藝可以加工不同類型的齒輪，且可以獲得較高運動精度，但相對表面

81、粗糙度較差。插齒加工齒形精度和粗糙度較好，但齒輪運動精度較差，插齒主要適用于齒輪的內齒加工以及一些受結構干涉的外齒加工。車齒主要利用齒輪型刀具與工件之間進行強制嚙合，按空間展成法切制齒輪齒面，具有材料去除率高、成形精度好等優點，近期應用和發展較快。圖圖43：齒輪加工齒輪加工流程從初加工到熱處理以及精加工流程從初加工到熱處理以及精加工 圖圖44：車齒工藝相比滾齒、插齒加工效率更高車齒工藝相比滾齒、插齒加工效率更高 資料來源：齒輪精密制造關鍵工藝、機床及數控系統韓江等著 資料來源：齒輪精密制造關鍵工藝、機床及數控系統韓江等著 以哈默納科為主的企業鋼輪材料選擇球磨鑄鐵以哈默納科為主的企業鋼輪材料選擇

82、球磨鑄鐵，具備，具備強度強度高、高、抗腐蝕性抗腐蝕性強，加強，加工成本低工成本低的核心優勢的核心優勢。碳含量在 2.7%以上的鐵碳合金稱為鑄鐵。鑄鐵內的碳以游離石墨薄片形式存在，這種石墨薄片通過特殊的處理方法變化成微小的球體，從而使得球墨鑄鐵相比鑄鐵和鋼具有更加良好的展延性和抗沖擊性。由于球墨鑄鐵的球狀 石墨微觀結構，協助減弱振動的能力更強，因此更加有利于降低應力。球墨鑄鐵是通過鑄造工藝完成的合金，鑄造技術可以使得復雜產品一次成形，無需后續加工，從而提高材料利用率并降低加工成本。因此，球墨鑄鐵的價格也是金屬材料中最低。圖圖45：球墨鑄鐵具備易于精密加工、輕量、剛度強等性能優勢球墨鑄鐵具備易于精

83、密加工、輕量、剛度強等性能優勢 資料來源：高工機器人、開源證券研究所 國內精密鑄造行業市場競爭較分散，其中，聯誠精密是國內實力較強的專注于國內精密鑄造行業市場競爭較分散，其中，聯誠精密是國內實力較強的專注于鐵、鋁等金屬鑄件產品制造的廠商。鐵、鋁等金屬鑄件產品制造的廠商。公司創始人及董事長郭元強具備較強的專業技術背景，先后于清華大學攻讀機械工程系鑄造專業、于上海交通大學攻讀材料科學系復合材料專業。1992 年加入上海工程技術激光所工作，1995 年創辦公司前身山東聯誠集團。公司鑄鐵件產品由球墨鑄鐵和灰鑄鐵構成，產品實力較強。公司鑄鐵件產品由球墨鑄鐵和灰鑄鐵構成，產品實力較強。公司產品廣泛應用于乘

84、用車、商用車、工程機械、商用壓縮機、液壓機械、新能源等多種行業或領域。憑借較強的產品力，已成功立足于通用、福特、克萊斯勒、德國大眾、通用電氣、康明斯、菲亞特、沃爾沃、卡特彼勒等國際知名廠商的全球采購體系。目前，公司減速類產品主要應用于工程機械的液壓行走馬達和旋轉馬達，機器人相關零部件市場正在積極開拓中。同川科技同川科技參參股海股海伯伯森森技術有限公司技術有限公司 6.05%的股份的股份以以布局傳感單元，布局傳感單元，延伸公司機延伸公司機電一體化電一體化能力能力。傳感器是機電一體化系統的首腦，機器人需要通過內部和外部的各種傳感器來感知自身、操作對象和作業環境的狀態，以實現精準的位置控制。海博森是

85、國產高端智能傳感器專業研發制造商，2021 年，年，海伯森海伯森 HPS-FT 系列六維力傳系列六維力傳感器獲得感器獲得全球全球協作機器人大廠協作機器人大廠丹麥丹麥優傲（優傲（universal-robots）獨家認證）獨家認證，成為成為國內國內首首家獲得“家獲得“UR+”官方認證的高端智能化傳感器研發生產企業”官方認證的高端智能化傳感器研發生產企業，一舉突破了長期以來一舉突破了長期以來美日德等國的壟斷式技術圍堵美日德等國的壟斷式技術圍堵。潛心研發，劍指高端，潛心研發，劍指高端，海伯森是海伯森是我國我國高端智能傳感器高端智能傳感器領域領域的開拓者的開拓者。公司創始人兼董事長王國安博士階段的研究

86、方向是納米磁性薄膜傳感器。2011 年 9 月獲得了日本名古屋大學博士學位后在日本知名企業負責磁場傳感器研發工作，在傳感器的研發、設計、生產和銷售等方面經驗較為豐富。在日期間觀察到國內企業因高端傳感器研發投入大，回報周期長而集中布局中低端傳感器，高端產品進口依賴程度大，便決心研發量產國產的高端傳感器。2014 年，王國安博士從日本回國，開始籌建創辦海伯森科技。六維力傳感器，可實時測量六維力傳感器，可實時測量 XYZ 三個方向受到的力和力矩。三個方向受到的力和力矩。六維力傳感器可為高精度應變計及結構設計實現更高的信噪比和靈敏度實現更高的信噪比和靈敏度；具備高靜態過載保護能力，即使被施加了量程外的

87、負荷，它的偏移量也會非常小它的偏移量也會非常??；傳感器可配合 EtherCAT 和Ethernet 適配器使用，配合機器人的急停 IO 鏈接，可實現在可實現在 0.5ms 內的預警和急停內的預警和急?？刂??？刂?。這些功能對機器人來說非常重要，因為很多高精度的加工需要非常精確的刀 具中心點，想實現此功能往往需要額外的巨額投入。如果傳感器在負載下偏移量很多，那么這種準確性將不復存在。六維力傳感器賦予了機器人更能多的感知能力六維力傳感器賦予了機器人更能多的感知能力。一般來說，機器人是沒有觸覺一般來說，機器人是沒有觸覺的的，但是，但是海伯森成熟的傳感器解決方案實現了機器人可以觸摸并“感覺得到”這一海伯

88、森成熟的傳感器解決方案實現了機器人可以觸摸并“感覺得到”這一技術技術。在機器人技術中，視覺和觸覺是互補的方式。一臺真正高集成的精密力感知系統，使協作式機器人更具安全性，在發生碰撞或出現障礙的情況下，將立即關閉運行。這也意味著它們可以在員工身邊工作，在進行風險評估后，無需額外的安全防護。六維力傳感器在工業機器人領域也擁有強勢地位。六維力傳感器在工業機器人領域也擁有強勢地位。配置了六維力傳感器的工業機械臂操作可控，由于工業機械臂的結構特點，整體架構屬于費力杠桿，并且傳動齒輪間隙的存在也會降低機械臂的剛度及運動精度，因此提高機械手臂的負載能力、提高整體剛度及降低驅動能耗成了機械臂性能提升的關鍵問題。

89、海伯森的六維力傳感器產品 HPS-FT 系列應用場景包括拖動示教、路徑規劃、力控打磨和拋光、力控碼垛、精密裝配、上下料、力矩反饋等。圖圖46：海伯森六維傳感器可應用于工業機械臂中海伯森六維傳感器可應用于工業機械臂中 資料來源：海伯森官網 同川科技有望通過同川科技有望通過參參股海伯森科技股海伯森科技擴大潛在合作擴大潛在合作客戶群客戶群體體。優傲優傲作作為國際協作為國際協作機器人頭部廠商，其協作機器人產品對關節的輕量、集成有更高機器人頭部廠商，其協作機器人產品對關節的輕量、集成有更高的要求和的要求和更廣泛的更廣泛的需求。需求。海伯森海伯森通過通過優傲的優傲的認證后認證后為同川科技帶來為同川科技帶來

90、潛在的潛在的合作契機合作契機。3.2、雙環傳動：國內精密齒輪加工領導者，布局雙環傳動：國內精密齒輪加工領導者，布局 RV、優勢復制、優勢復制 公司是國內精密齒輪加工龍頭。產品實力強勁、客戶結構優質的背后是公司在公司是國內精密齒輪加工龍頭。產品實力強勁、客戶結構優質的背后是公司在精密齒輪制造領域四十余載的工藝經驗積累。精密齒輪制造領域四十余載的工藝經驗積累。成立于 1980 年，公司發展歷程中堅持投入高端設備，并通過和設備磨合參透齒輪生產工藝，是國內少數可以大批量供應 4級精度齒輪的廠商。在汽車齒輪領域，公司已綁定采埃孚、一汽、上汽、廣汽、通用和福特等客戶，2021 年雙環全資子公司與邦奇標致雪

91、鐵龍電氣化變速箱簽訂合作。公司齒輪銷售收入占總收入之比維持在 75%以上。表表5：公司公司齒輪加工設備功能先進，保障加工效率和精度齒輪加工設備功能先進，保障加工效率和精度 主要主要齒輪加工齒輪加工設備設備 設備核心優勢設備核心優勢 德國德國 Kaap 磨齒機磨齒機 自動精確對刀，可穩定生產自動精確對刀，可穩定生產 DIN 標標 5 級高精度齒輪。級高精度齒輪?？梢詫崿F三截面反扭曲功能可以實現三截面反扭曲功能 齒面粗糙度可達齒面粗糙度可達 Ra0.4 加裝側頭，可以實現在線測量齒形齒向加裝側頭，可以實現在線測量齒形齒向 德國德國 PRAWEMA 強力強力珩齒機珩齒機 縮短加工節拍?？s短加工節拍。

92、珩前檢測，識別毛坯質量，優化珩齒工藝，配置在機珩前檢測，識別毛坯質量，優化珩齒工藝，配置在機測量裝置，大輻減少產品切換或更換刀具后的待機時測量裝置，大輻減少產品切換或更換刀具后的待機時間。間。美國格里森螺旋傘齒輪美國格里森螺旋傘齒輪設備設備 刀盤主軸和工件主軸采用了大功率的直接驅動電機，刀盤主軸和工件主軸采用了大功率的直接驅動電機，實現高效強力干切實現高效強力干切 資料來源：公司官網、開源證券研究所 前瞻視野、逆勢布局，產能爬坡順利，利潤水平提升。前瞻視野、逆勢布局，產能爬坡順利，利潤水平提升。2000 年，公司第二代領導人吳長鴻上任后，通過設備引進、人才注入、布局海外市場等途徑全方面增強公司

93、實力。行業景氣下行期間，公司也堅持布局產能，2011-2021 年，公司累積資本開支超 61 億元，現擁有浙江臺州、浙江嘉興、江蘇淮安、遼寧大連與重慶五大生產基地。由于產能的提前布局，公司凈利潤水平處于相對低位。2021 年，折舊與營收之比拐點顯現，收入開始釋放，凈利潤水平提升。圖圖47：2011-2021 年累計資本開支超年累計資本開支超 61 億元億元 圖圖48：2021 年，折舊與營收之比迎來拐點年，折舊與營收之比迎來拐點 數據來源：公司歷年年報、開源證券研究所 數據來源：公司歷年年報、開源證券研究所 -100%-50%0%50%100%150%05101520資本開支（億元）yoy（%

94、）8.6%7.0%7.9%10.3%10.7%8.2%0.0%2.0%4.0%6.0%8.0%10.0%12.0%201620172018201920202021當年折舊占當年營收的比例（%）圖圖49：2021 年，毛利率、凈利率均同比提升年，毛利率、凈利率均同比提升 圖圖50：2018-2021 年，減速器業務營收年，減速器業務營收 CAGR=43%數據來源：Wind、開源證券研究所 數據來源：Wind、開源證券研究所 競爭優勢可復制：競爭優勢可復制：RV 減速器生產與齒輪制造技術同源，前期產能擴張的設備投減速器生產與齒輪制造技術同源，前期產能擴張的設備投入可保障減速器穩定擴產。入可保障減速

95、器穩定擴產。RV 減速器研發經驗豐富。減速器研發經驗豐富。2013 年初，公司開始布局 RV 減速器，年內完成了 SHPR-E、SHPR-C 兩大系列多種型號減速機的研發工作。2015 年雙環傳動承擔國家 863 計劃，推出自主研發德高精密擺線減速機；2016 年在市場實現批量銷售；為打破國外 RV 減速器技術壟斷，2020 年 5 月雙環傳動子公司環動科技成立。業績表現優良，業績增長可期。業績表現優良，業績增長可期。2018-2021 年，公司 RV 減速器營收 CARG達 43.1%。目前，公司 RV 減速器尚未大規模放量，看好公司在具備工藝實力和設備前期投入之下穩健擴張產能，以減速器業務

96、打開第二成長曲線。3.3、綠的諧波：綠的諧波：諧波諧波減速減速器器國產化先鋒國產化先鋒，自主創新、謀定宏圖，自主創新、謀定宏圖 綠的諧波綠的諧波的的減速器減速器國產化國產化進程進程從從 0 到到 10 初戰告捷，初戰告捷，10 到到 100 任重道遠。任重道遠?！癙”齒形是綠的諧波開發的具有自主知識產權的新齒形?！癙”齒形的齒高較低，能承載更大的轉矩；齒寬較大，降低了齒根斷裂的風險；柔輪變形量較小，柔輪的疲勞壽命得到提高；20%-30%的齒輪同時參與嚙合，齒面比壓較小。然而，“P”齒形為獲得更大的承載能力，將齒高設計得較低的同時也帶來了問題，即諧波減速機運行過程中降低了傳動精度，出現震動、漏油

97、的情況。因此，綠的諧波因此，綠的諧波通過改進齒形來減少齒輪的磨損通過改進齒形來減少齒輪的磨損，N 系列和系列和 Y 系列分別在原有系列分別在原有P 齒形的基礎上進行了優化設計。齒形的基礎上進行了優化設計。慢走絲切割機床在工作過程中需要設置參數，而插齒機一旦參數設置完成就不可以修改，對于需要多次改善齒形的廠商來說，慢走絲切割機更符合需求。因此，公司選用慢走絲線切割機加工齒輪。用線切割加工鑄件容易受到鑄件雜質和氣孔兩大關鍵因素限制而導致斷絲，損耗設備。因此，綠的諧波的鋼輪材料選用以合金鋼為主的鍛件鋼材。合金鋼必須經過二次焊接處理才可使用，因此制造成本相較鑄件更高。慢走絲是利用連續移動的細金屬絲作電

98、極，對工件進行脈沖火花放電，產生 6000度以上高溫，蝕除金屬、切割成工件的一種數控加工機床。多次切割技術是提高低速走絲電火花線切割加工精度及表面質量的根本手段。一般是通過一次切割成形，二次切割提高精度，三次以上切割提高表面質量。慢走絲的多次切割技術的應用，慢走絲的多次切割技術的應用，導致生產效率低。故而慢走絲工藝更適合運用在產品的打樣階段，而非批量化生產導致生產效率低。故而慢走絲工藝更適合運用在產品的打樣階段，而非批量化生產19.5%6.1%0.0%5.0%10.0%15.0%20.0%25.0%201620172018201920202021毛利率（%）凈利率（%）0.0%1.0%2.0%

99、3.0%4.0%5.0%0.00.51.01.52.02018201920202021減速器業務板塊收入（億元）減速器業務收入占總收入比例（%）階段。階段。實際工作中，實際工作中，慢走絲線切割機存在加工效率低、表面質量差、加工精度低的問慢走絲線切割機存在加工效率低、表面質量差、加工精度低的問題。題。加工效率方面，加工效率方面，主切加工過程中高壓水不能有效沖入切縫會導致加工效率大幅度降低，修切加工過程中，工件容易發生變形。表面質量來看，表面質量來看，存在表面出現條紋、粗糙度不及要求以及表面變質層過厚的情況。加工精度上，加工精度上，由于慢走絲線切割加工走絲速度較慢，主切加工中電極絲會發生損耗。因此

100、其切縫出現上寬下窄的錐度現象。此外，加工中火花通道的壓力對電極絲產生較大的后向推力，使電極絲發生微量彎曲，電極絲的這種滯后表現，在切割拐角時容易造成角部塌陷，從而導致形狀誤差。綜合以上問題來看綜合以上問題來看，線切割機的加工效率，線切割機的加工效率僅約僅約為插齒為插齒數控數控機床的機床的 1/10。圖圖51：綠的諧波綠的諧波產品技術路徑設計環環相扣產品技術路徑設計環環相扣 資料來源：開源證券研究所 我們我們認為認為，為了維護競爭優勢為了維護競爭優勢、保障并提升市場份額保障并提升市場份額，綠的諧波的技術綠的諧波的技術路徑短路徑短期內不會改變，期內不會改變，具體具體分析如下分析如下：第一，第一，技

101、術路徑技術路徑切換切換后，設備、加工工藝等要素全部需要后，設備、加工工藝等要素全部需要隨之隨之更改，更改，渠道、工渠道、工藝藝積累積累等等優勢不再優勢不再，市場，市場份份額受到威脅。額受到威脅。2016-2018 年全球機器人行業景氣上行，日系企業產能掣肘造成供給缺口，綠的諧波憑借高性價比的產品成功導入國內外重要本體廠商供應鏈，市場份額增長，也從此奠定了公司在國內諧波減速器行業的龍頭地位。在日本等自動化水平發達的國家，工業機器人行業呈現強周期性。相比周期性，中國工業機器人行業目前成長屬性更強。從當前行業的成長性來看，綠的諧波需要以高市占率充分受益于行業的高景氣度擴充資金實力，以維持研發強度、拓

102、展下游應用領域；從長期的周期屬性來看，龍頭企業更需要憑借市占率的絕對優勢來獲得穩定的現金流?；谝陨蟽牲c分析，我們認為公司不會徹底改變技術路徑。圖圖52：2018 年年公司公司營收、凈利潤營收、凈利潤實現較大增長實現較大增長 圖圖53：日本機器人日本機器人年產值年產值周期性周期性變化變化 數據來源：Wind、開源證券研究所 數據來源：Japan Robot Association、開源證券研究所 第第二二，制造業公司的規模效應需匹配一定程度的客戶粘性才能創造真正的競爭制造業公司的規模效應需匹配一定程度的客戶粘性才能創造真正的競爭優勢優勢，而完全改變技術路徑存在較大的客戶流失風險。首先，而完全改

103、變技術路徑存在較大的客戶流失風險。首先，機器人本體廠商看重減速器作為一個部件在機器人系統中的整體作用與性能優化的裕度，本體的設計需要適配減速器。綠的諧波和本體廠長期以來的合作是寶貴的技術生態建設過程。買方市場環境下，技術路徑更改可能導致客戶切換供應商，使得公司憑借先發優勢建立的生態失去價值。此外，此外，完善的售后支持是產品生態建設的重要部份，也是提高客戶粘性的重要途徑。哈默納科在不斷精進產品力之外始終關注產品的易用性，力爭達到無需組裝調試，而可直接使用。綠的諧波已經積累了一定的售后支持經驗，更換路線后很可能短時間內無法提供完善的售后支持，減弱客戶粘性。因此我們認因此我們認為公司不會輕易放棄過去

104、在生態建設領域的積累。為公司不會輕易放棄過去在生態建設領域的積累。3.4、中大力德中大力德：深耕機械傳動深耕機械傳動二十載二十載，首尾不懈，首尾不懈、拾級而上、拾級而上 從產品發展史可以窺探出公司在精密傳動領域的工藝積累深厚。從產品發展史可以窺探出公司在精密傳動領域的工藝積累深厚。中大力德成立于 2006 年，企業前身是 1998 年成立的中大電機廠。自 2000 年始，公司陸續開發并量產微型交流齒輪減速電機、有刷直流齒輪減速電機，小型齒輪減速電機。于 2008、2012、2016 年分別開始研發行星減速器、RV 減速器，和諧波減速器。在減速電機和減速器產業鏈完善的過程中，公司秉承產業鏈互補的

105、原則又相繼開發了伺服驅動器、伺服電機、滾筒電機，形成了減速器+電機+驅動一體化的產品架構，實現了產品結構升級。公司各類產品廣泛應用于工業機器人、太陽能光伏跟蹤系統、電動叉車、AGV 無人搬運車、自動分揀系統、服務機器人等領域。圖圖54：公司公司自自 2000 年成立以來年成立以來產品版圖不斷拓寬產品版圖不斷拓寬 資料來源：公司官網、開源證券研究所 營收實現穩健增長，營收實現穩健增長，加大對加大對 RV 和諧波的布局和諧波的布局、提高公司整體盈利水平、提高公司整體盈利水平系公司系公司戰略核心。戰略核心。2018-2021 年公司營收復合增長率為 16.7%，營收體量穩步增長。從產品結構來看，行星

106、減速器在減速器業務板塊的收入貢獻最大，產品性能比肩日本住友。但是，行星減速器產品同質化競爭嚴重，普通的標準型產品價格區間已下降到-50%0%50%100%150%0.01.02.03.04.05.020172018201920202021營業收入（億元）歸母凈利潤（億元）營收增速(%)凈利潤增速(%)300-500 元，盈利能力較差。公司傳動行星類減速器受疫情影響出口受阻，也在一定程度上拉低毛利率水平。因此，因此，公司減速器業務板塊公司減速器業務板塊在保證行星減速器穩增長的同在保證行星減速器穩增長的同時，時，戰略重心戰略重心逐漸向諧波減速器和逐漸向諧波減速器和 RV 減速器傾斜減速器傾斜。20

107、22Q1，綜合毛利率，綜合毛利率 27.13%，同比增長同比增長 15.69pct,體現出公司產品結構升級優化體現出公司產品結構升級優化策略策略已初見成效。已初見成效。圖圖55：中大力德中大力德 2018-2021 年營收復合增速年營收復合增速 16.7%圖圖56：毛利率同比改善毛利率同比改善 數據來源：Wind、開源證券研究所 數據來源：Wind、開源證券研究所 結合公司發展歷程以及當前市場需求，我們認為結合公司發展歷程以及當前市場需求，我們認為公司在精密減速器領域公司在精密減速器領域有有四四點點主要主要優勢：優勢：第第一一，布局諧波減速器實現渠道復用。，布局諧波減速器實現渠道復用。諧波、諧

108、波、RV 減速器技術同源，但是減速器技術同源，但是諧波減速器在制造難度上略低于諧波減速器在制造難度上略低于 RV 減速器。從減速器。從 RV 做起布局諧波，在技術路徑上做起布局諧波，在技術路徑上具備先天優勢，在渠道拓展上可借助現有的優質客戶資源快速打開市場。具備先天優勢，在渠道拓展上可借助現有的優質客戶資源快速打開市場。公司諧波減速器 2021 年開始銷售，同年減速器營收同比增長 36.5%，增幅明顯高于 2020 年。第第二二，工藝積累助力，工藝積累助力 RV 減速器性能提升減速器性能提升，國產替代勢在必行。，國產替代勢在必行。國內機器人本體廠商對工業機器人用 RV 減速器的國產化需求仍然強

109、烈，公司產品憑借高性價比優勢批量供貨廣州數控，多家機器人本體廠商的產品測試進行中，未來有望切入更多國內外客戶的供應鏈，擴大市場份額。第三，機電一體第三，機電一體化產品化產品擴大市場縱深。擴大市場縱深。服務機器人以及消費級機器人對零部件集成化、小型化的要求更高。納博特斯克于 2021 年財報中表示未來 RV 減速器的業績增長點在于產品結構趨向系統集成化。相較行業友商，公司的產品集成化能力更強，2021 年智能執行單元（包含減速電機、伺服電機、結構件、減速器的集成化產品）業務板塊實現營收 1.47 億元。第四，第四，可轉債募投項目可轉債募投項目為產能擴建繼續加碼為產能擴建繼續加碼。公司在寧波慈溪、

110、杭州灣新區分別建設了 8 萬平方米的廠房，位于佛山的 10 萬平方米廠房正在籌建中。2022 年 4 月，公司發布可轉債募資公告，擬募集 2 億資金用于廠房建設。圖圖57：從四個角度分析中大力德的競爭優勢從四個角度分析中大力德的競爭優勢 資料來源：開源證券研究所 3.5、秦川機床秦川機床：精密齒輪加工機床核心標的，精密齒輪加工機床核心標的，大國工匠大國工匠、重啟成長重啟成長 公司是公司是國內齒輪加工機床龍頭國內齒輪加工機床龍頭。1965 年，上海機床廠三車間遷至寶雞建起年，上海機床廠三車間遷至寶雞建起秦川秦川機床機床廠廠，定位于精密磨床基地。，定位于精密磨床基地。2012-2019 年，公司經

111、營及盈利表現受機床行業下行影響，表現欠佳。2020 年法士特成為公司控股股東，進行系列整改，當年實現扭虧為盈。2021 年營收同比增長 23%，歸母凈利潤同比增長 84%。2022H1，公司業績受0%20%40%0.0010.0020.002018201920202021營業收入（億元）營收增速(%)24.0%26.0%28.0%30.0%2019202020212022Q1毛利率（%）疫情影響較大，但 RV 減速器的主要銷售地區華東、華南地區仍然實現收入增長。截至 2022 年 H1，公司齒輪機床在國內市場的占有率超過 60%。表表6：公司齒輪加工機床制造積累深厚公司齒輪加工機床制造積累深厚

112、 時間起點時間起點 來源來源 技術技術/產品積累產品積累 發展現狀發展現狀 1965 自主研發 磨齒機 國產龍頭 自主研發 滾齒機 國產第二 自主研發 液壓部件 業務弱化 1980 自主研發 塑料機械 業務弱化 自主研發 機電一體化 業務弱化 1990 自主研發 通用數控機床 國產前列 2003 并購 UAI 拉削機床刀具 國內領先 2006 重組 絲杠導軌、主軸、數控系統、齒輪箱等機床核心部件 主要自己自足 重組 刀具 國產領先協同機床銷售 2013 自主研發 RV 減速器 已經量產 2015 自主研發 工業機器人 國產領先，配合智能制造項目 2020 并購沃克齒輪 精密齒輪 國內領先，配套

113、法士特 2021 自主研發 諧波減速器 已實現小批量銷售 資料來源：公司公告、開源證券研究所 圖圖58：2020 年實現扭虧為盈，但目前利潤水平仍較低年實現扭虧為盈，但目前利潤水平仍較低 圖圖59：RV 減速器工藝流程，需用到非標磨齒機減速器工藝流程，需用到非標磨齒機 數據來源：Wind、開源證券研究所 資料來源：中大力德招股書 磨齒機磨齒機是是 RV 減速器在精加工階段的重要設備減速器在精加工階段的重要設備，公司通過磨齒機的自給自足實，公司通過磨齒機的自給自足實現成本管控和供應鏈安全保障?，F成本管控和供應鏈安全保障。磨齒是當今齒輪精加工的主要工藝，通過可靠有效地加工硬齒面齒輪，修正熱處理產生

114、的變形和粗加工的各項誤差，提高加工精度。目前，國產數控磨齒機已取得了長足發展，與海外知名品牌的最大差距在于精度的保持程度，即，設備是否可以滿足每一個生產出的零部件都維持同樣的高標準。公司生產的 RV 減速器規格較大，加工難度相比中小型 RV 減速器略低，可以使用自產的磨齒機進行加工。長期來看，相對于需要采購海外設備的友商，公司完善的自有供應鏈增強了其應對潛在進出口限制的風險管控能力。RV減速器工藝迭代與磨齒機設備升級相輔相成。減速器工藝迭代與磨齒機設備升級相輔相成。公司RV減速器研發積淀深厚，自 1998 年起便與大連交通大學聯合承擔了國家 863 項目開始了減速器的研發。2020-10.00

115、0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.002018201920202021營業收入（億元）歸母凈利潤（億元）年公司發布公告以 4.29 億元收購沃克齒輪 100%股權，沃克齒輪的負責人兼管秦川RV 減速器業務。沃克齒輪本是秦川機床的客戶，可以作為秦川機床最大的產品中試基地，對秦川的機床產品進行及時的反饋升級迭代，而高品質的設備又可以助力研發性能更優的 RV 減速器。沃克齒輪在齒輪方面優秀的技術積累，也能幫助秦川發展RV 減速器業務。根據 2021 年年報披露，公司目前 RV 減速器設計產能達 18 萬套/年。表表7：公司磨齒機設備定位中低端，價格更低公司磨齒機設備定位

116、中低端，價格更低 競爭地位競爭地位 代表公司 核心產品核心產品 均價（萬元）高端 美國格里森 磨齒機 700-1500 德國霍夫勒 磨齒機 德國利勃海爾 磨齒機 中高端 日本三菱 磨齒機 300-500 日本卡希富基 滾齒機 中端 秦川機床 磨齒機 200-300 中端 韓國 S&T 滾齒機 中低端 重慶機床、天津機床、南京二機等 滾齒機 100-200 資料來源：公司公告、開源證券研究所 圖圖60：秦川機床同時布局秦川機床同時布局 RV 減速器和磨齒機產生協同效應減速器和磨齒機產生協同效應 資料來源：開源證券研究所 表表8：受益標的受益標的為在諧波、為在諧波、RV 減速器領域各具優勢的廠商減

117、速器領域各具優勢的廠商 細分領域細分領域 受益標的受益標的 EPS PE 代碼代碼 公司名稱公司名稱 評級評級 2022E 2023E 2024E 2022E 2023E 2024E 精密減速器精密減速器 300403.SZ 漢宇集團 未評級 0.35 0.39-38.02 33.67-002472.SZ 雙環傳動 買入 0.68 0.97 1.31 46.81 32.91 24.28 688017.SH 綠的諧波 未評級 1.60 2.21 2.95 124.41 89.73 67.36 002896.SZ 中大力德 未評級-000827.SZ 秦川機床 未評級-資料來源：Wind、開源證券研究所 注：表中雙環傳動盈利預測來源為開源證券研究所，其余各公司盈利預測來源為 Wind 一致預測