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

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证券研究报告

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行业研究

电力设备及新能源 2024 年01 月12 日

人形机器人系列之五

推荐

（维持）

旋转关节核心零部件，谐波减速器或迎百亿

新蓝海

 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。

证券分析师：黄麟

邮箱：huanglin1@hcyjs.com

执业编号：S0360522080001

行业基本数据

占比%

股票家数(只)

302

0.04

总市值(亿元)

46,449.60

5.52

流通市值(亿元)

38,360.75

5.89

相对指数表现

12M

绝对表现

0.4%

-23.9%

-30.2%

相对表现

4.6%

-9.4%

-11.9%

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2024-01-08

-34%

-21%

-7%

23/01 23/03 23/06 23/08 23/10 24/01

2023-01-12~2024-01-12

电力设备及新能源

沪深300

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人形机器人系列之五

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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。

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投资主题

报告亮点

本报告从谐波减速器产品情况、行业需求、竞争格局三大角度出发，深入

分析了谐波减速器的应用前景及市场空间。1）产品层面，从易失效的柔轮

和柔性轴承出发，分析各零部件的技术难点。2）行业需求层面，对目前最

大应用领域工业机器人用谐波减速器的市场空间及人形机器人放量所带来的

新增市场空间进行分析测算。3）竞争格局层面，通过对比国内外龙头企业

的发展情况，如收入规模、盈利能力、产品参数、产能布局等，分析目前行

业格局和未来发展趋势，并细数了谐波减速器核心供应商的研发情况。

投资逻辑

人形机器人商业化的加速为谐波减速器产业链带来新机遇。随着特斯拉人

形机器人的快速迭代，国内企业陆续发布人形机器人样机，叠加国内利好政

策频出，预计人形机器人产业化进程将加速，2024 年有望成为放量元年。

参考 Optimus 旋转关节采用谐波减速器的方案，人形机器人的放量有望为谐

波减速器带来百亿级蓝海市场。

竞争格局较优，国产替代方兴未艾。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%，市

场集中度较高。国内绿的谐波率先打破外资垄断，且多企业陆续布局谐波

减速器领域，国产品牌有望进一步提升国内市场份额。

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标签： #机器人 #谐波减速器

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