电力设备及新能源行业人形机器人系列之五：旋转关节核心零部件，谐波减速器或迎百亿新蓝海（华创证券研报）

每经AI快讯，2024年1月12日，华创证券发布研报点评电力设备及新能源行业。

机器人“关节”，通过错齿运动实现低速高扭矩输出。谐波减速器由波发生器、柔轮和钢轮组成。按机械波数量分类，可分为单波/双波/三波传动，目前最常用的为双波传动，柔轮与钢轮的齿数差为2，当波发生器转一圈后，柔轮才向转动的反方向后退两个齿。谐波减速器具有体积小、重量轻、传动比大、承载力高、传动精度高、传动效率高等优势，广泛应用于机器人、数控机床、光伏设备、医疗器械、半导体设备、航空航天等其他领域，其中机器人为最大的应用市场，在关节传动系统中起到降低输出转速、增大输出扭矩作用，帮助机器人提升抓取精度，提高承载力量。

技术密集型行业，多环节存难点。谐波减速器的失效主要由柔轮的疲劳断裂和柔性轴承的损坏引起，二者在工作中均会产生弹性形变。从各零部件材料、工艺等方面分析如下：

柔轮：1）材料：含杂质材料影响疲劳性能。柔轮材料多为40Cr合金钢，如40CrMoNiA/40CrA等，为保证材料纯净度，长期依赖进口。2）齿形：齿轮齿形影响传动性能。较小的齿高会导致柔轮过早发生疲劳断裂，新进入者较难避开齿形专利限制设计出性能相近的齿形。3）工艺：热处理工艺需根据材料自主研发，齿轮精密加工仍依赖高价值量进口设备。由于各公司产品材料有一定差异，为保证产品精度，应具备自主研发的热处理工艺；且精加工环节高度依赖进口设备如制齿机、磨床等，单位产能设备投资额超800万。

柔性轴承：轴承材料微合金元素配比和热处理工艺的调整可使轴承更耐冲击，使用寿命更长。

工业机器人产业需求向好，夯实谐波减速器稳增长基础。谐波减速器最常应用在工业机器人领域，劳动力短缺、劳动力成本上涨叠加下游需求长期向好等因素有望驱动工业机器人需求持续增长。预计2021-2025年全球工业机器人用谐波减速器市场将由29.5亿元增长至39.1亿元，CAGR为7.3%；中国工业机器人用谐波减速器市场将由14.4亿元增长至23.7亿元，CAGR为13.2%。

特斯拉入局加速产业化进程，人形机器人有望开辟百亿新增量。特斯拉布局人形机器人后实现快速迭代，2023年追觅、傅利叶、宇树科技等国产品牌也陆续发布人形机器人。随着海外龙头的持续推进和国内利好政策的相继颁布，2024年有望成为人形机器人量产元年，参考特斯拉Optimus使用的旋转关节方案，预计2024-2030年全球人形机器人用谐波减速器市场将由0.2亿元增长至267.4亿元。

行业集中度较高，国产品牌打破外资垄断。日本龙头哈默纳科长期处于垄断地位，国产品牌绿的谐波强势突围。据MIR，2022年哈默纳科、绿的谐波、来福谐波中国谐波减速器市占率位列前三，分别为38%/26%/8%。对比海内外龙头企业，国产谐波减速器虽在转矩/背隙/滞后损失等产品参数方面仍略有差距，但性价比较高，成本优势明显，且持续布局高端产品产能，有望在未来进一步提升国内市场份额。

投资建议。考虑到人形机器人商业化加速，谐波减速器需求迈上新台阶，且该行业自身为技术密集型行业，竞争格局较为集中，存国产替代逻辑，建议关注积极布局谐波减速器的企业：

绿的谐波，谐波减速器龙头，引领国产替代进程。自主设计“P齿形”，具备新一代三次谐波技术，产品系列覆盖领域全面。

双环传动，国内RV减速器龙头企业，17年布局谐波减速器业务。RV减速器已成功批量应用于国内各机器人头部企业。

中大力德，可同时提供RV、谐波、行星减速器和电机、伺服驱动、机电一体化等全系列产品，其中RV减速器打破外资垄断，谐波减速器2020年实现批量供货。

丰立智能，深耕小模数齿轮产业多年，借助电动工具减速器（齿轮箱）部分设备和技术通用性切入精密减速器领域，募投项目达产后新增谐波减速器产能3.5万件。

国茂股份，通用减速器龙头，2021年前瞻布局谐波减速器领域，成立子公司国茂精密，已顺利完成了10种型号的新品开发工作。

风险提示：人形机器人放量不及预期、国产替代进程不及预期、工业自动化需求不及预期等。

(来源：慧博投研)

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(编辑 曾健辉)