机械设备：谐波减速器需求激增，国内企业拥抱国产化机遇

●目 前 谐 波 减 速 器 主 要 下 游 为 工 业 机 器 人 。由 于 谐 波 减 速 器 体 积 小 、 重 量 轻 、 传 动 比 大 的 特 点 ， 尤 其 适 合 空 间 受 限 、 对 精 度 和动 态 性 能 要 求 高 的 场 景 ， 使 其 在 工 业 机 器 人 、 机 床 和 人 形 机 器 人 等 领 域 具 有 优 势 。 工 业 机 器 人 平 均 使 用 谐 波 减 速 器 数 量 在3个 左 右 ， 为 第 一 大 应 用 领 域 ， 占 比 高 达7 5 %。2 0 2 3年 国 内 工 业 机 器 人 谐 波 减 速 器 消 费 量 达6 6 . 9 3万 台 ， 同 比+ 4 . 6 4 %。 从 市场 空 间 来 看 ，2 0 2 3年 我 国 谐 波 减 速 器 市 场 规 模 为2 4 . 9亿 元 。 根 据H D I N R e s e a r c h数 据 ，2 0 2 4年 全 球 市 场 规 模 为8 6亿 元 。●需 求 端 ： 人 形 机 器 人 量 产 加 速 ， 谐 波 减 速 器 需 求 激 增 。目 前 ， 国 内 外 人 形 机 器 人 产 品 正 呈 多 点 开 花 态 势 ， 多 个 主 要 企 业 陆 续披 露 量 产 规 划 。 根 据O p t i m u s量 产 计 划 ，2 0 2 6年5万 台 ，2 0 2 9年5 0 - 1 0 0万 台 ， 人 形 机 器 人 量 产 进 程 加 速 。 从 主 要 厂 家 的 旋转 关 节 减 速 器 方 案 来 看 ， 谐 波 减 速 器 和 行 星 减 速 器 为 主 流 方 案 。 根 据 主 要 公 司 量 产 规 划 情 况 ， 预 计2 0 2 9年 全 球 产 量1 0 0万 台 ，人 形 机 器 人 需 谐 波 减 速 器 需 求 将 达1 4 0 0万 个 ， 全 球 增 量 市 场 将 达8 4亿 元 ， 总 市 场 规 模 迎 来 翻 倍 。●供 给 端 ： 哈 默 纳 科 缓 速 扩 产 ， 国 内 厂 商 迎 来 机 遇 。哈 默 纳 科 占 全 球 谐 波 减 速 器 市 场8 5 %， 产 品 性 能 和 产 能 全 球 领 先 。 国 内 绿的 谐 波 占 全 球 市 场8 %， 位 居 第 二 。 虽 然 全 球 市 场 为 海 外 龙 头 主 导 ， 但 随 着 国 内 厂 商 技 术 突 破 和 工 艺 升 级 ， 逐 渐 展 现 强 劲 的竞 争 力 和 进 口 替 代 趋 势 。 从 龙 头 产 能 计 划 看 ， 截 止2 0 2 4年3月 ， 哈 默 纳 科 产 能 为3 0 6万 台/年 ， 到2 0 2 6年 产 能 将 达 到3 4 7万台/年 ， 扩 产 偏 谨 慎 幅 度 较 小 ， 未 能 覆 盖 人 形 机 器 人 量 产 增 长 需 求 。 国 内 绿 的 谐 波 等 公 司 正 通 过 自 有 资 金 和 募 投 资 金 积 极 扩产 谐 波 减 速 器 产 能 ， 有 望 凭 借 快 速 扩 产 和 性 价 比 优 势 ， 抢 占 人 形 机 器 人 行 业 更 多 份 额 ， 扩 大 全 球 市 场 影 响 力 。●建 议 关 注 ：国 内 在 谐 波 减 速 器 领 域 有 技 术 储 备 ， 配 备 高 端 加 工 设 备 ， 长 期 工 艺 技 术 积 累 ， 注 重 研 发 创 新 的 上 市 公 司 ，绿 的 谐波 、 瑞 迪 智 驱 、 中 大 力 德 、 斯 菱 股 份 、 丰 立 智 能 、 科 达 利 、 国 茂 股 份 、 恒 工 精 密 、 翔 楼 新 材 。●风 险 提 示 ： 人 形 机 器 人 量 产 进 程 不 及 预 期 ； 国 产 替 代 进 度 不 及 预 期 ； 原 材 料 价 格 波 动 风 险 ； 行 业 竞 争 风 险 。 ●根 据G B / T 3 0 8 1 9 - 2 0 1 4《 机 器 人 用 谐 波 齿 轮 减 速 器 》 定 义 ， 谐 波 齿 轮 减 速 器 是 一 种 靠 波 发 生 器 使 柔 轮 产 生 可 控 的 弹 性 变 形 波 ，通 过 其 与 刚 轮 的 相 互 作 用 ， 实 现 运 动 和 动 力 传 递 的 传 动 装 置 ， 其 构 造 主 要 由 带 有内 齿 圈 的 刚 性 齿 轮 （ 刚 轮 ） 、 带 有 外 齿 圈 的 柔性 齿 轮 （ 柔 轮 ） 、 波 发 生 器 三 个 基 本 构 件 组 成 。●谐 波 减 速 器 中 波 发 生 器 转 动 一 周 时 ， 柔 轮 向 相 反 方 向 转 过 两 个 齿 的 角 度 。谐 波 传 动 技 术 工 作 原 理 通 常 采 用 波 发 生 器 主 动 、 刚 轮固 定 、 柔 轮 输 出 形 式 ， 当 波 发 生 器 装 入 柔 轮 内 圆 时 ， 迫 使 柔 轮 产 生 弹 性 变 形 而 呈 椭 圆 状 ， 使 其 长 轴 处 柔 轮 齿 轮 插 入 刚 轮 的 轮 齿槽 内 ， 成 为 完 全 啮 合 状 态 ； 而 其 短 轴 处 两 轮 轮 齿 完 全 不 接 触 ， 处 于 脱 开 状 态 ， 当 波 发 生 器 连 续 转 动 时 ， 迫 使 柔 轮 不 断 产 生 变 形并 产 生 了 错 齿 运 动 ， 从 而 实 现 波 发 生 器 与 柔 轮 的 运 动 传 递 。资料来源：哈默纳科产品手册，绿的谐波公司公告，东海证券研究所图：谐波减速器结构示意图图：谐波减速器运行示意图 ●谐 波 减 速 器 研 制 具 备 高 门 槛 。谐 波 减 速 器 的 研 发 设 计 门 槛 高 、 涉 及 多 学 科 交 叉 、 工 艺 流 程 复 杂 、 资 金 投 入 量 大 。 其 制 造 工 艺 涉及 精 密 机 械 加 工 、 材 料 科 学 和 热 处 理 技 术 ， 核 心 在 于 保 证 柔 轮 、 刚 轮 和 波 发 生 器 之 间 的 精 密 配 合 。 错 误 的 谐 波 装 配 方 式 容 易 造成 减 速 机 振 动 、 噪 音 、 机 器 人 位 置 精 度 较 差 等 一 系 列 问 题 。 精 密 减 速 器 行 业 的 进 口 生 产 设 备 采 购 周 期 长 达1 - 2年 ， 熟 练 生 产 人 员培 养 周 期 长 达1年 ， 产 能 建 设 和 生 产 爬 坡 均 需 要 较 长 的 时 间 ， 因 此 产 能 建 设 规 划 要 提 前 布 局 。●谐 波 减 速 器 柔 轮 加 工 难 度 大 。谐 波 减 速 器 的 柔 轮 壁 厚 非 常 薄 ， 加 工 外 齿 圈 的 过 程 中 易 变 形 ， 热 处 理 过 程 中 也 极 容 易 发 生 变 形 ，工 艺 较 为 复 杂 。 柔 轮 材 料 的 抗 疲 劳 强 度 、 加 工 和 热 处 理 要 求 较 高 ， 国 内 外 工 艺 有 所 区 别 ， 国 内 成 熟 厂 商 较 少 。资料来源：绿的谐波招股说明书，东海证券研究所图：谐波减速器制造工艺流程 ●谐 波 减 速 器 具 有 体 积 小 、 质 量 小 、 运 动 精 度 高 的 优 点 。谐 波 减 速 器 具 有 结 构 紧 凑 、 体 积 小 、 重 量 轻 、 传 动 平 稳 、 噪 音 低 、 运 动精 度 高 、 传 动 比 大 、 承 载 能 力 高 等 优 点 ， 成 为 精 密 传 动 领 域 的 优 选 方 案 ， 尤 其 适 合 空 间 受 限 、 对 精 度 和 动 态 性 能 要 求 高 的 场 景 。这 使 其 在 工 业 机 器 人 、 机 床 和 人 形 机 器 人 小 臂 、 腕 部 、 手 部 等 部 件 具 有 较 强 优 势 。资料来源：科峰智能招股说明书，东海证券研究所整理类别图片结构特点优点缺点应用领域谐波减速器主要包括波发生器、柔轮与刚轮。减速器工作时，波发生器会发生可控变形，同时依靠柔轮、刚轮的啮合传递动力传动精度高，重量和体积小，运转平稳、传动比大传递扭矩相对较小，传动效率低、使用寿命有限机器人中负载较小的小臂、腕部和手部等关节、航空航天、精密加工设备和医疗设备领域行星减速器体积比较小，主要包括行星轮、太阳轮和内齿圈。精密行星减速器单级传动比都在10以内，且减速级数一般不会超过3级扭矩大、精度可高达1′以内、单级传动效率高达97%、质量轻、寿命可长达2万小时、免保养单级传动比范围小移动机器人、新能源设备、高端机床、智能交通等行业的精密传动装置RV减速器主要包括两级传动装置，分别为渐开线行星齿轮传动和摆线针轮行星传动传动比范围广至31-171，传动效率高达85%-92%，传动平稳性高，承载能力强，刚性和耐过载冲击性能好，传动精度高结构复杂、制造难度大、成本高机器人中负载较重的机座、大臂、肩部等大关节表：主要精密减速器分类 资料来源：绿的谐波招股说明书，《2024人形机器人核心硬件市场发展白皮书》觅途咨询，东海证券研究所整理图：谐波减速器应用领域●由 于 谐 波 减 速 器 体 积 小 、 重 量 轻 、 传 动 比 大 的 特 点 ， 使 其 能 够 在 精 密 传 动 领 域 广 泛 适 用 ，广 泛 涉 及工 业 机 器 人 、 服 务 机 器人 、 数 控 机 床 、 光 伏 设 备 、 医 疗 器 械 等 多 个 领 域， 应 用 行 业 有 不 断 拓 宽 趋 势。●工 业 机 器 人 为 谐 波 减 速 器 最 大 下 游。 从我 国 谐 波 减 速 器 下 游 应 用 领 域 来 看 ， 当 前 工 业 机 器 人 为 第 一 大 应 用 领 域，2 0 2 3年占 比 高 达 到7 5 %。 其 他 领 域 ， 机 床 、 半 导 体 、 医 疗 器 械 等 占 比 合 计 为2 5 %。图：2023年国内谐波减速器下游应用结构75%25%工业机器人工业自动化 资料来源：绿的谐波招股说明书，国家统计局，GGII，东海证券研究所整理●工 业 机 器 人 的 谐 波 减 速 器 的 平 均 使 用 数 量 在3个 左 右 。从 工 业 机 器 人 机 器 人 的 构 造 形 态 来 看 ， 每 台 六 轴 多 关 节 机 器 人 需 要 搭配6台 精 密 减 速 器 ， 其 中 负 载1 0 k g以 主 要 使 用 谐 波 减 速 器 ；1 0 - 2 0 k g及 更 高 负 载 的 机 器 人 小 臂 、 手 腕 关 节 可 以 采 用 谐 波 减 速器 ； 负 载3 0 k g以 上 的 ， 在 其 轻 负 荷 的 末 端 关 节 上 也 能 够 使 用 谐 波 减 速 器 。●工 业 机 器 人 的 谐 波 减 速 器 使 用 量 持 续 上 升 。受 益 我 国 制 造 业 转 型 升 级 ， 智 能 制 造 发 展 迅 速 ，2 0 1 9 - 2 0 2 4年工 业 机 器 人 需 求 量持 续 上 升 ， 带 动 谐 波 减 速 器 消 费 量 持 续 上 升 。2 0 2 4年国 内 工 业 机 器 人 谐 波 减 速 器 消 费 量达 到7 9 . 5 5万 台 ， 同 比 增 长1 8 . 8 6 %。应用场景谐波减速器应用数量应用场景谐波减速器应用数量协作机器人6-7个注塑机械手2个SCARA机器人2-3个摆臂冲压机器人1个DELTA机器人3个码垛机器人1个AGV机器人2-3个服务机器人多个表：工业机器人的谐波减速器使用数量图：国内工业机器人谐波减速器消费量24.7129.5755.2563.9666.9379.550%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%0102030405060708090201920202021202220232024我国工业机器人谐波减速器消费量(万台