机器人备件(一文读懂减速机——机器人零部件最大单品，“关节”定义仿生自由度)

Posted 2023-05-29

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机器人备件(一文读懂减速机——机器人零部件最大单品，“关节”定义仿生自由度)

工业机器人概念持续火热，而减速器是工业机器人的关节，作用在于降低转速、增加扭矩，保证机器人平稳精确运行。

申万宏源证券王珂团队表示，减速器是机器人零部件中最大单品，卡位高成长性、高景气、高壁垒优质赛道，人形机器人未来可期，打开精密减速器天花板。

减速机定义机器人“自由度”，价值量高

工业机器人主要由控制器、伺服和减速器三大零部件构成。这三个部件搭配共同实现机器人可控、平稳、精准地完成标准动作，每个部件都缺一不可。

（1）控制器：作为机器人的“大脑”，通过硬软件结合来控制机器人的运动位置、姿态和轨迹；
（2）伺服电机：作为机器人的“驱动力“，根据控制器发出的命令输出力矩，动态控制机器人的速度和位置；
（3）减速器：伺服电机一般输出的转速高、力矩小，不能满足机器人本体的运动需求，需要通过减速器来降低转速、增加力矩。

减速器是机器人本体中成本占比最高的环节。减速器位于机器人产业链的上游零部件环节，产业链中游是机器人本体制造，下游是集成应用。根据高工机器人数据，工业机器人总成本中减速器占比最高，占32%，其次伺服、外壳和控制器分别占比20%、18%、15%。

产品形态：精密减速器以RV减速器和谐波减速器为主。RV减速器与谐波减速器各有优劣，相互互补。

RV减速器刚性好、抗冲击能力强、传动平稳、精度高，适合中、重负载应用，通常用于多关节机器人的机座、大臂、肩部等重负载环节，应用场景包括汽车、运输、港口码头等；

谐波减速器体积小、零部件数量少，同样具有精度高、传动比的特点，适合小型、中低负载应用，通常用于机器人小臂、腕部和手部，应用场景包括3C、半导体、食品、注塑、磨具、医疗等。

使用量：减速器使用数量取决于“自由度“的数量。通常来说，六轴机器人使用6个谐波/RV减速器，协作机器人使用6-7个谐波减速器，SCARA机器人使用3个谐波/RV减速器,并联/DELTA机器人使用1个谐波减速器，人形机器人的腿部+手臂+腰部+颈部共使用15-40个减速器，每条腿各配置6个谐波减速器，使用量随着肢体使用量和复杂度的提高而提高。根据负载、体积、速度、精度的要求，机器人本体厂商在RV减速器、谐波减速器或者其他类型减速器中进行选择及搭配组合应用。

减速器的平均使用数量有望增加。根据GGII数据，2020年多关节机器人、SCARA机器人、协作机器人和坐标机器人的市场占比分别为63%、30%、4%和3%，多关节机器人使用6台减速器，大大拉动了减速器的需求量；协作机器人可以与人近距离互动，协助生产，目前尚处于起步阶段，每台机器人搭配7台谐波减速器，将形成较大增量需求。

卡位优质赛道：高成长、高景气、高壁垒

工业机器人是RV减速器及谐波减速器最主要的下游应用领域，因此工业机器人行业的高速成长为精密减速器市场贡献了最大增量。

高成长：机器换人大势所趋。工业机器人是精密减速器最主要的下游应用领域，在劳动力结构性缺口+劳动力成本上升+机器人成本下降+自动化升级的背景下，发展前景广阔，根据测算，仅考虑工业机器人领域，2022 年国内谐波、RV减速器市场规模为20亿元、43 亿元；同时在机床、半导体设备、医疗器械等传统领域正逐渐渗透。

高景气度：机器替人浪潮推动行业需求爆发，供不应求。2022年疫情影响机器人生产与交付，但需求端订单依然强劲，从日本机器人订单和生产数据来看，2022Q1日本机器人订单额增速104%，生产额增速仅4%，存在较大供需缺口。

高壁垒：精密减速器行业是技术密集型行业。谐波、RV 减速器均对材料、加工精度和工艺有极高要求，具有较高的进入门槛。因此市场长期被两家日本品牌垄断，市占率达到60%+，下游的本体厂商极少自主开发，均选择外购。

人形机器人未来可期，打开精密减速机天花板

2021年8月，在特斯拉首次人工智能日（AI Day）上，马斯克宣布推出特斯拉机器人Tesla Bot；2022年1月，马斯克在财报电话会议上表示“开发人形机器人将是今年最重要的工作”；2022年4月，据彭博社称，马斯克在接受采访时说Tesla Bot-Optimus（擎天柱）最早将于 2023 年投入生产。2022年6月，马斯克在推特上表示，Tesla Bot原型机将于2022年9月30日AI Day现身，引发全球的关注与热议。

除了特斯拉以外，2022年戴森宣布未来十年推出可以做家务的人形机器人，戴森总工程师Jake Dyson表示“和可穿戴设备一样，机器人也是戴森的未来”。

人形机器人相比工业机器人，自由度倍增，减速器数量同步倍增，蕴藏巨大增量需求。

垄断格局有望重塑，国产化趋势正在形成

过去我国工业机器人减速器依赖进口，国产品牌难以突破。为了摆脱海外的技术限制，中央及地方密集出台政策，扶持全产业链补足短板，行业发展明显提速。国内减速器厂商迎来发展机遇，充分受益减速器国产替代进程。

目前，我国工业机器人减速器国产化趋势正在形成，根据GGII数据，2014-2021年工业机器人精密减速器国产品牌份市场份额由11%提升至 41%。

本文主要观点来自《减速机：机器人零部件最大单品， “关节”定义仿生自由度——申万机器人系列深度报告》，原文作者：申万宏源证券王珂、刘洋、李蕾、刘建伟

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