减速器机械设备传动之核 心，机器人活动之关节
机械设备输入动力源通常尺寸较小、转速较大，而输出执行机构通常负载较重、转速 较小，因此就需要使用减速器以达到降低转速、提高扭矩的目的。 圆柱齿形和蜗轮蜗杆减速器为较为传统的结构。外摆线年代在渐 开线行星齿轮基础上发展而来，后经过日企改良大规模应用；80年代后，摆线与渐开 线行星齿轮组合形成了RV、摆线针轮行星齿轮减速器。谐波减速器于上世纪50年代左 右被提出并应用，其亦应用行星齿轮传动原理。
减速器应用场景十分广泛，减速比、传动精度、输出扭矩、传动效率和常规使用的寿命是其较为核心的技术指标。负载较大、精度要求 不高的工业场景主要是采用圆柱齿形、蜗轮蜗杆和摆线针轮减速器，摆线针轮减速器在绝大多数场景下可以替代前两种减速器。精 度要求高的机器人、数字控制机床、航空航天等领域主要是采用精密行星减速器、谐波减速器和RV减速器。
谐波减速器体积小、传动比大，适用于机器人小臂、手部、 腕部等部分。 结构特点：主要由柔轮、刚轮和波发生器组成；柔轮是一个 薄壁圆柱外齿轮，刚轮是一个刚性环状内齿轮；波发生器是 安装在椭圆凸轮上的薄壁滚子轴承，椭圆的长径略大于柔轮 内径。谐波减速器结构较为简单，因此质量体积较小。 运动特点：一般将波发生器作为主动轴，其旋转带动柔轮产 生周期性椭圆形弹性形变，长轴与刚轮啮合、短轴脱开。连 续转动时柔轮变形错齿运动。输入旋转一圈，输出端仅转动 柔轮和刚轮齿数差的角度，因此减速比范围大。 使用特点：由于啮合的齿数比例为30%且为180啮合，啮合 误差平均效应使传动精度较高；啮合齿面相对滑动位移小， 因此传动效率较高、磨损较低。但柔轮长时间挤压变形容易 出现疲劳断裂的情况。
减速器是工业机器人活动关节的重要组成部分。工业机器人使用的精密减速器主 要是谐波和RV减速器，前者因体积小、负载较低被用于腕部、手部和小臂等执行 机构末端，后者体积质量较大、稳定性强、负载较大，通常用于基座、肩膀和大 臂。一个六轴机器人的A1~A3关节通常用RV，末端执行关节A4和A5主要使用谐 波减速器。移动机器人轮部可使用精密行星减速器。 减速器占工业机器人生产所带来的成本比重较大，本土量产后价格降幅大。精密减速器成 本占工业机器人总成本的36%。根据绿的谐波招股书，2017至2019年，其谐波减 速器产量提高了29%，均价由1923元降至1632元，降幅15%，后续成本有望随着 产量提升逐步降低而实现更广泛的普及。
国产谐波减速器和RV减速器部分参数已达到国际顶尖水平。谐波减速器方面，以哈默纳科为代表的日本产品扭矩更大、传动精 度更高，空程、背隙均较小，且寿命高达50,000小时，国产谐波减速器在减速比范围、空程、重量上相对占优，其中昊志机电产 品传动精度、寿命基本与哈默纳科产品相当。RV减速器方面，中大力德推出的BX系列新产品在大部分指标上与纳博特斯克的RV-E系 列产品相当，但精度表现上较小差距。整体看来，国产减速器与世界领先水平仍有一定差距，但部分参数已经相当。
由于谐波减速器结构较为简单，相较于RV减速器，国内生产企业更容易接近国际前沿水平。国内谐波减速器存在的主体问题有： ①精度和保持能力比较差；②承载能力比较差；③设计寿命较短。RV结构中的高精度摆线齿轮质量与齿轮修形质量、齿廓精度直接挂 钩，同时，多种零件考验装配精度，对于国内生产企业设计端、工艺端和装配端三个环节提出了综合性的挑战。
减速器下游工业机器人、高端数字控制机床等高精密传动领域发展 迅速。 以精密谐波减速器产品为代表的高精密传动零部件总体供给量 存在比较大缺口，对高精密传动领域产品的需求与日俱增，下游 装备制造厂商需求尚且没得到满足。 前瞻产业研究院预测，2024年中国数字控制机床市场规模达到5728 亿元，工业机器人销售额有望持续扩大。
全球：工业机器人市场进入稳定增长期。 根据IFR的数据，2016-2021年全球工业机器人年安装量呈增长趋势，2014年以来全球工业机器人存量长期保持大于10%的高增长速 度，2021年全球工业机器人存量已达3,477万台。 精密减速器、机电一体化产品在内的精密传动装置下游产业需求持续扩张。全球机器人行业创新机构与企业围绕技术研发和场景 开发不断探索，在汽车制造、电子制造、仓储运输、医疗康复、应急救援等领域的应用不断深入拓展，推动机器人产业持续蓬勃 发展。根据IFR和中国电子学会的数据，2021年全球机器人市场规模超过420亿美元，其中工业机器人市场规模达到175亿美元，服 务机器人达到172亿美元，特种机器人达到82亿美元。中国电子学会预计，到2024年，全球机器人市场规模将突破650亿美元。
全球谐波减速器市场：稳步增长，日本企业一派独大。 全球谐波减速机市场规模稳步增长。根据华经产业研究院的数据，2021年全球机器人下游谐波减速器市场规模为23亿元，预 计2022年达到29亿元，2025年接近49亿元，2022-2025年市场空间CAGR为19.1%左右。 全球谐波减速器市场较为集中。主要参与者为日本的哈默纳科、新宝，中国的绿的谐波、中技克美等。2020年哈默纳科全球 市场占有率大于82%，绿的谐波占据7%的市场份额。根据前瞻网的数据，2022年全球精密减速机市场中，排名前二的日系品 牌纳博特斯克和哈默纳科就垄断了75%的市场份额。
中国RV减速机市场规模有望进一步扩大。根据MIR的数据，2021年中国RV减速机市场规模为42.95亿元，预计在2025年达到65.53亿 元，年复合增长率为11.1%。 国内RV减速器市场高度集中。根据华经产业研究院的测算，2021年，行业龙头纳博特斯克占据51.8%的国内RV减速器市场，国内厂 商双环传动以15.1%紧随其后。近年来伴随国产RV减速器发展，日企在中国的市场份额已经低于全球水平并有降低趋势，2021年纳 博特斯克市占率相比2020年降低3%、住友市占率下降2.3%，而国产厂商双环传动、中大力德的市占率均在增加，双环传动市占率增 加5.8%、中大力德增加1%。
中国机床工具行业老牌龙头，产品涉及领域广泛。秦川机床是 国家级高新技术企业和创新型试点企业，产品主要分为机床、 零部件、工具、仪器仪表四大板块，核心产品有高端数控装备、 机器人减速器、精密齿轮箱、精密仪器仪表、智能制造等。 老牌机床国企重整旗鼓，逐渐走出低谷。公司2012至2019年经 营情况震荡，2019年费用超支2.38亿元、计提各类资产减值损 失2.57亿元，亏损扩大。2020年起公司确立“5221”战略、聚 焦精益管理、清理亏损企业、并购优质股权，组合出击、成效 显著，实现扭亏为盈。
高端制造重点推进，减速器提供杠杆支点。2020年公司首台机器 人减速器下线，标志公司机器人减速器数字化项目正式投用。公 司已成为机器人关节减速器研发制造基地，目标将减速器打造为 高端精密制造重要发力点，截止2023H1已有 5 大系列、23 种规 格、130 种速比RV减速器，种类多样、型号覆盖广。 掌握生产设备核心科技，协同助推内生增长。根据丰立智能问询 回复，超精密车床、刚轮柔轮加工设备占减速器专用设备投资占 比较大。秦川机床作为中国精密数控机床与复杂工具研发制造基 地，掌握减速器核心加工装备开发能力。
高质驱动引领发展，客户资源长期沉淀。丰立智能致力于成为 全球领先的智能驱动研造及系统集成服务商，产品主要为小模 数齿轮、精密减速器及零部件，新能源传动以及气动工具等产 品，与博世等国际电动工具龙头建立了长期稳定的合作关系。 行业处于去库存周期，发展韧性仍为充足。2018至2021年公司 收入CAGR为25.8%，2021年下游客户订单激增导致库存量较大， 后续进入去库存周期，2022年叠加疫情影响从而导致主营业务 收入增速放缓。公司立足主业，不断拓展产品线，电动工具、 机器人减速器市场成长空间逐渐打开，发展韧性充足。
减速器+电机+本体，深度绑定机器人产业。中大力德是机械传动 与控制领域的高新技术企业，致力于提供安全、高效、精密的传 动与控制应用解决方案，集电机、精密减速器、机器人结构本体 及一体化智能执行单元的产、销、服于一体，产品型谱广，全面 覆盖行星齿轮、摆线针轮、谐波和RV四种减速器。 发展长期稳健，疫情冲击有限。公司上市以来上涨的速度较快， 2017至2022年营业收入CAGR为12.5%，2022年受到市场压力和外部 环境影响营收首次下降，但影响有限，2023H1营收、归母净利润 同比回升19.03%、6.98%，营收、归母净利润逐渐修复。
收入利润有所恢复，净利率基本持平。2019至2020年公司营收 和归母净利润出现下滑，自2021年开始有所恢复。2023年上半 年，公司营业总收入9.5亿元，归母净利润1.3亿元，分别同比增 长24.32%和19.37%；归母净利率为13.52%，同比持平。 公司基本的产品是锥齿轮类、结合齿类、差速器总成类和其他乘 用车齿轮。公司锥齿轮类和结合齿类产品占营收比重年年在下降， 合计从2019年的76.6%降至57.1%，差速器总成类、其他乘用车 齿轮类产品占比不断上升。
专注谐波减速器产品，逐渐扩展产品类别。谐波减速器持续成 为公司营收占比最大的产品，占比从2018年的99%逐步降至 2023上半年的90%左右，公司也逐步从减速器扩展至机电一体 化产品和智能自动化设备，2023年上半年二者分别占营收8.9% 和1.1%。 2022年公司营业总收入4.5亿元，归母净利润1.6亿元，分别同 比+0.54%和-17.91%；销售毛利率、归母净利率下降至48.69%和 34.84%，分别同比下降3.83和7.83个百分点。
聚焦齿轮主业，减速器占比持续增加。公司营收中齿轮产品占比 70-80%，近年来减速器相关业务占比持续增加，2023H1占比上升 至7.4%。 收入利润表现超预期，毛利净利恢复。公司2018至2020年归母净 利润持续下滑，2021年以来持续正增长，2023H1营收、归母净利 润同比分别增长46.89%和18.99%。2020年后公司毛利率和净利率 有所恢复，目前已经高于2018年水平，2023H1毛利率和归母净利 率分别为21.2%和10.0%。
主轴行业有突出贡献的公司，高端装备重点突破。昊志机电以主轴行业为 立足点，不断向数字控制机床、机器人、新能源汽车等高端装备的核心功能部件领域横向扩张。公司在电主轴领域全球市场占有率第 一，谐波减速器冲击世界级精度和寿命。 行业承压叠加投融步伐，收入净利波动较大。公司营收、净利润 波动较大，原因较为复杂：①宏观经济波动，机床行业下行， “口罩经济”昙花一现；②20年瑞士Infranor并表，营收占比30%； ③并购项目带来较大期间费用和减值压力；④再融资建设项目 2022年底转固带来一定折旧压力。
