电气设备行业专题研究：人形机器人系列专题之减速器，供需缺口有望出现，国内厂商加速导入

人形机器人系列专题之减速器：供需缺口有望出现，国内厂商加速导入 挖掘价值投资成长 强于大市（维持） 2025年02月05日 证券分析师：周旭辉证书编号：S1160521050001证券分析师：李京波证书编号：S1160522120001 减速器是动力源和执行机构间降低转速、增加扭矩的机械传动装置。按原理可分为三类：1）行星减速器：核心部件包括太阳轮、行星轮、行星架和内齿圈，体积小、寿命长、效率高，多用于步进电机和伺服电机上；2）谐波减速器：主要由柔轮、刚轮、波发生器组成，通过柔轮的弹性变形传递运动，传动比大、精度高、体积重量小，多用于小负载机器人的小臂、腕部和手部等关节；3）RV减速器：由行星减速器前级和摆线针轮减速器后级组成，传动比大、精度高，多用于机器人基座、腰部、大臂等大转矩、重负载关节。 2030年精密减速器全球市场规模约为1500亿元，24-30年CAGR为29%。减速器约占人形机器人零部件成本15%，精密行星和谐波减速器为各大人形机器人本体厂商主流方案，中性预期下，我们预计2030年全球人形机器人用精密行星、谐波减速器市场规模将分别达到72.1、378.7亿元。 《人形机器人系列专题之力传感器：六维力核心壁垒高，国产企业崭露头角》2025.01.22 供需缺口有望出现，国内企业加速导入：1）需求：2026-2027年特斯拉机器人有望每年10倍增长。马斯克表示Optimus人形机器人2025年产量预计为数千台，2026、2027年产量分别有望达到5-10、50-100万台；其他机器人厂商如宇树科技、优必选等也存在减速器需求。2）供给：日本哈默纳科小幅扩产。日本企业扩产保守，而且由于设备、工艺等瓶颈，扩产需要一定周期，行业总体产能扩张不快。我们测算，2027年前后供需缺口有望出现。3）国内厂商加速导入：当前减速器行业仍为海外企业主导，当供需缺口出现时，国内厂商存在代工、二供、零部件供应等机会。 《澳洲锂矿最新动态追踪》2024.12.31 《国内外头部玩家躬身入局人形机器人，央地政策鼓励》2024.12.14 《固态电池产业链梳理》2024.12.02 【配置建议】 《创新引领，东方既白》2024.11.29 受益标的：1)中大力德：掌握核心技术，产品结构完善；2）丰立智能：小模数齿轮行业龙头，精密减速器业务占比提升；3）绿的谐波：国内谐波龙头，拓展全球市场；4）斯菱股份：传统汽车轴承业务稳健，谐波减速器业务有望突破；5）恒工精密：掌握连续铸铁核心技术，国内份额第一；6）环动科技：国内RV减速器龙头。 【风险提示】 人形机器人量产及商业化不及预期。人形机器人作为精密减速器未来重要的需求增量，若量产或商业化进度推迟，将会显著影响精密减速器的行业未来的增速。 人形机器人用减速器方案迭代风险。目前人形机器人厂商使用谐波减速器或精密行星减速器作为主流方案，若后续技术迭代方向转变，可能存在减速器使用种类及数量大幅变动或出现其他替代方案的风险。 传统应用领域需求不及预期。目前精密减速器的主要应用领域仍然是工业机器人、工业机床等高端制造业，若需求不及预期，可能对行业产生较大影响。 行业竞争格局恶化。目前减速器行业依然由外资企业主导，若后续行业竞争加剧，可能对本土厂商市场份额产生负面影响。 正文目录 1.行星、谐波与RV：结构复杂度和负载能力递增.......................51.1.减速器作用为降低转速+增加扭矩，精密级减速器有三大路线........51.2.行星减速器：结构简单，多应用于伺服电机.......................61.3.谐波减速器：柔性传动，多用于轻负载场景.......................71.4.RV减速器：多级传动，多用于中高负载场景.......................81.5.效率、精度、可靠性为核心技术壁垒，机电一体化为主要趋势.......92.市场空间：2030年全球1500亿元，24-30年CAGR为29%.............122.1.传统场景：工业机器人为主要下游，24-27年全球销量CAGR为4%...122.2.人形机器人：BOM成本占比15%，单机用量14个以上..............142.2.1.特斯拉Optimus机器人：单体使用14个谐波减速器.............152.2.2.傅利叶机器人：GR-1单体内置32个谐波+行星减速器............152.2.3.宇树科技通用人形机器人：单体可能采用23-43个行星减速器....162.2.4.优必选机器人：Walker系列36-41个自由度，主要采用谐波减速器172.2.5.达闼机器人：单体34-41个自由度，行星/谐波减速器均可能采用.182.3.空间测算：2030年全球市场规模1500亿元，24-30年CAGR为29%...183.技术+产能差距缩小，国产供应链有望加速导入.....................203.1.技术：本土厂商努力追赶......................................203.2.产能：谐波产能缺口或出现在2027年...........................223.3.格局：国产厂商有望导入全球供应链............................244.投资建议：供需缺口有望出现，国内厂商加速导入..................264.1.中大力德：掌握核心技术，产品结构完善........................264.2.丰立智能：小模数齿轮龙头，减速器业务有望放量................274.3.绿的谐波：国产谐波减速器龙头，人形机器人应用蓄势待发........284.4.斯菱股份：汽车轴承专业制造商，谐波减速器有望突破............294.5.恒工精密：掌握连续铸铁核心技术，国内份额第一................304.6.环动科技：国产RV减速器龙头，期待上市融资进展...............314.7.投资建议：国内厂商加速导入..................................335.风险提示......................................................34 图表目录 3图表1：减速器工作原理...........................................5图表2：行星减速器精度级别划分标准...............................5图表3：谐波减速器精度级别划分标准...............................5图表4：主要精密减速器类型及特点.................................5图表5：主要精密减速器性能指标...................................6图表6：行星减速器基本内部结构...................................7图表7：行星减速器多级驱动结构...................................7图表8：谐波减速器传动装置构成...................................7图表9：谐波减速器工作原理.......................................7图表10：RV减速器内部结构........................................8图表11：RV减速器工作原理........................................9图表12：哈默纳科减速器迭代方向.................................10图表13：哈默纳科减速器业务布局.................................10图表14：谐波减速器代表性齿轮齿形示意图.........................10图表15：失效柔性轴承与日本柔性轴承显微组织及原始奥氏体晶粒形貌.11图表16：失效柔性轴承的观察位置与断口形貌及能谱图...............11 4图表17：精密减速器机电一体化模组示意图.........................11图表18：减速器行业代表性企业收入分行业构成.....................12图表19：2018-2027E全球工业机器人销量...........................12图表20：2019-2023年国内国产工业机器人份额......................12图表21：2015-2023年中国工业机器人减速器需求（万台）............13图表22：2014-2023年中国工业机器人用减速器消费量（万台）........13图表23：2019-2025E中国数控机床市场规模.........................13图表24：2019-2023年中国半导体设备市场规模......................13图表25：减速器行业下游驱动因素演变.............................14图表26：人形机器人各零部件价值量构成...........................14图表27：Tesla Optimus减速器方案................................15图表28：傅利叶通用人形机器人GR-1形态及自由度..................16图表29：宇树科技通用人形机器人G1部件示意图....................17图表30：优必选伺服驱动器示意图（谐波减速器）...................17图表31：优必选伺服驱动器示意图（行星减速器）...................17图表32：达闼机器人五大系列智能柔性执行器产品...................18图表33：精密行星/谐波/RV减速器全球&中国市场规模及增速（不含人形机器人）........................................................19图表34：人形机器人精密减速器市场空间测算.......................19图表35：国内外谐波减速器发展历史...............................20图表36：国内外RV减速器发展历史................................20图表37：全球谐波减速器技术专利申请量Top15（项）................21图表38：工业机器人用RV减速器专利申请流向图（项）..............21图表39：工业机器人用RV减速器重要申请人专利技术分布............21图表40：国内外厂商谐波减速器产品技术对比.......................21图表41：哈默纳科历史产能及扩张规划（万台/月）..................22图表42：绿的谐波产能规划（万台/年）............................22图表43：人形机器人用谐波减速器供需平衡测算.....................23图表44：纳博特斯克产能规划（万台/年）..........................23图表45：2023年中国精密行星/谐波/RV减速器竞争格局..............24图表46：2013-2027E中国工业机器人减速器国产品牌份额.............24图表47：外资品牌vs.本土品牌精密减速器价格对比（元/台）.........25图表48