国信证券-人形机器人系列专题之减速器：国产品牌有望迎来产业升级机遇-240926-48页

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证券研究报告 | 2024年09月26日

优于大市

人形机器人系列专题之减速器

国产品牌有望迎来产业升级机遇

核心观点

行业研究·行业专题

汽车

优于大市·维持

证券分析师：唐旭霞

证券分析师：孙树林

0755-81981814

0755-81982598

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sunshulin@guosen.com.cn

S0980519080002

S0980524070005

市场走势

资料来源：Wind、国信证券经济研究所整理

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车端和机器人部分零部件生产、制造等环节共通性高，带来汽车零部件公司

产业升级机遇。部分人形机器人零部件与汽车零部件在原材料、设计、工艺、

设备及成本管控、质量要求上具一定相通性，二者往往具备相似的底层制造

逻辑，带来相关零部件（电机、减速器、传感器、丝杠等）从汽车向人形机

器人领域的产业升级机遇；后续在大厂入局（特斯拉+英伟达等）、技术迭

代、政策催化的加持下，人形机器人产业后续有望迎来“新能源汽车时刻”。

匹配转速、传递转矩，减速器为人形机器人核心部件。减速器可实现原动机

和执行机构间匹配转速+传递转矩，具精度高、寿命长、稳定性优等特点，

在人形机器人等领域有明确应用需求（以特斯拉为例，预计规模化量产后占

人形机器人成本 15%-20%）；不同减速器各有千秋：谐波方案（传动比大、

体积小）、行星方案（体积小、寿命高）、RV 方案（精度高、疲劳强度高）

减速器制造整体是“系统工程”，工艺、材料、设备等环节均存在较高壁垒。

减速器在设计、材料、设备、工艺、装配、批产等多环节均具较高壁垒，是

一项“系统工程”；整体而言不同减速器壁垒各有侧重，RV 减速器主要难点

为高精度部件需高加工精度与装配技术；谐波减速器主要难点为柔轮材料选

择处理、加工工艺（如热处理）等；行星减速器的核心为高加工精度。

外资仍占精密减速器主导地位，国产减速器替代进程加速。凭借技术专利和

在工业机器人应用的先发优势，外资品牌如哈默纳科（谐波减速器全球份额

80%+）、纳博特斯克（RV 减速器全球份额 60%+）目前主导减速器市场；国

内厂商起步晚，但在主机厂降本诉求+自身品质提升+合作响应高效三重奏

下，陆续突破垄断；行业趋势层面，预计减速器将有两大演进方向，1）横

向(品类迭代）：负载谱系拓展+产品性能升级：2）纵向（机电一体化）：

将减速器与电机、编码器、传感器等组合，形成高附加值模块化产品。

人形机器人催生减速器行业全新驱动力。复盘谐波龙头哈默纳科，其需求拉

动力从中低端（机床等）逐步迈向高端领域（半导体设备、高端医疗、航空

航天等），展望后续人形机器人有望打开新的增量空间；当下人形机器人主

要采用谐波或行星减速器；我们测算中性情形下，中期全球人形机器人关节

用减速器市场（谐波+行星）空间约 200 亿元，带来零部件公司成长机遇。

风险提示：行业进展不及预期，技术发展不及预期。

投资建议：把握产业升级机遇，看好人形机器人进展带来的投资机遇。看好

在技术升级迭代下人形机器人发展，看好机器人量产后带来的潜在供应链零

部件的需求和投资机会，推荐人形机器人潜在总成供应商三花智控、拓普集

团，减速器领域汽车零部件公司双环传动、精锻科技等。

重点公司盈利预测及投资评级

公司

投资

昨收盘

总市值

EPS

代码

名称

评级

（元）

（亿元）

2024E

2025E

2024E

2025E

601689.SH

拓普集团

优于大市

37.57

633

1.75

2.30

002050.SZ

三花智控

优于大市

18.71

698

0.95

1.15

002472.SZ

双环传动

优于大市

21.81

184

1.22

1.59

300258.SZ

精锻科技

优于大市

7.40

0.54

0.68

资料来源：Wind、国信证券经济研究所预测

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证券研究报告
2
内容目录
前言：机器人与车端供应链高度重合度，带来产业升级机遇 .......................... 6
机器人与车端供应链高度重合 ............................................................ 6
人形机器人发展有望带来相关零部件投资新机会 ............................................ 9
精密减速器：匹配转速、传递转矩，机器人旋转关节核心零部件 ..................... 11
谐波减速器 ........................................................................... 13
精密行星减速器 ....................................................................... 14
RV 减速器 ............................................................................ 16
壁垒分析：工艺、材料、设备等环节均具难点的系统工程 ........................... 18
谐波减速器：柔轮材料与制造工艺是核心壁垒 ............................................. 19
行星减速器：加工精度要求高 ........................................................... 22
RV 减速器：结构复杂，加工精度与资金要求高 ............................................ 23
市场格局：当前日系仍为主导，国产减速器替代进程加速 ........................... 27
格局梳理：先发优势下外资品牌主导减速器市场 ........................................... 27
趋势演绎：国产厂商不断缩小差距 ....................................................... 28
国内进展：技术持续突破，中高端+多品类推进 ............................................ 30
空间测算：人形机器人有望催生全新增量空间 ..................................... 32
市场规模：精密减速器应用领域不断升级 ................................................. 32
方案选择：谐波+行星为主流减速器技术路径 .............................................. 34
空间测算：预计下全球人形机器人减速器中期规模约 200 亿元 ............................... 37
投资建议：推荐车与机器人协同的零部件 ......................................... 39
拓普集团 ......................................................................... 39
三花智控 ......................................................................... 41
双环传动 ......................................................................... 42
精锻科技 ......................................................................... 44
风险提示 ..................................................................... 46

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证券研究报告
3
图表目录
图1： 特斯拉人形机器人产品进展 ............................................................ 6
图2： 特斯拉车端 VS 人形机器人 ............................................................. 8
图3： 线控制动核心部件拆解 ................................................................ 8
图4： 带输出轴行星减速机 .................................................................. 9
图5： Lucid 行星齿轮传动箱 .................................................................9
图6： 特斯拉人形机器人零部件价量拆分 ..................................................... 10
图7： 特斯拉人形机器人核心部件拆解图 ..................................................... 10
图8： 减速器基本功能原理 ................................................................. 11
图9： 中国工业机器人产量数据（万辆）及增速 ............................................... 12
图10： 工业机器人平均成本占比拆分 ........................................................ 12
图11： 谐波齿轮传动装置的结构 ............................................................ 14
图12： 行星减速器组成构件 ................................................................ 15
图13： 行星减速器传动过程示意图 .......................................................... 15
图14： 行星减速器工作原理 ................................................................ 15
图15： 三级行星减速器示意图 .............................................................. 16
图16： 1~3 级行星减速器减速比情况（输入转速 3000pm） ...................................... 16
图17： RV 减速机在机器人关节的应用 ........................................................ 16
图18： RV 减速器拆解爆炸图 ................................................................ 16
图19： RV 减速器主要构件 .................................................................. 17
图20： RV 减速器运作原理 .................................................................. 17
图21： 减速器制造难点梳理 ................................................................ 19
图22： 国产和日产谐波减速器柔轮组织比较 .................................................. 20
图23： 热处理工艺流程及相关核心要求 ...................................................... 21
图24： 谐波减速器主要齿形的特点及示意图 .................................................. 21
图25： 慢走丝、滚齿、插齿工艺对比 ........................................................ 22
图26： 绿的谐波产品生产流程及使用设备情况 ................................................ 22
图27： 行星减速器耦合设计分析 ............................................................ 23
图28： 行星减速器专用高速数控干切滚齿机 .................................................. 23
图29： 行星减速器高速系列干切滚齿刀具 .................................................... 23
图30： 优化前后的摆线轮齿廓设计 .......................................................... 24
图31： RV 减速器回差影响因素多 ............................................................ 24
图32： RV 减速器摆线轮齿廓修形法 ..........................................................25
图33： 我国工业机器人出货量市场竞争格局 .................................................. 27
图34： 中国工业机器人本体销量国产品牌份额 ................................................ 27
图35： 减速器国内与全球竞争格局 .......................................................... 28
图36： 国内减速器行业历史沿革（2013-2023 年） ............................................. 29
图37： 2013-2027 年中国工业机器人减速器市场份额分布 ....................................... 29

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