機器人旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)核心零部件,諧波減速器或迎百億新藍海：市場增長至 267.4 億元，國內(nèi)市場份額提升

機器人“關(guān)節(jié)”，通過錯齒運動實現(xiàn)低速高扭矩輸出。諧波減速器由波發(fā)生 器、柔輪和鋼輪組成。按機械波數(shù)量分類，可分為單波/雙波/三波傳動，目 前最常用的為雙波傳動，柔輪與鋼輪的齒數(shù)差為 2，當波發(fā)生器轉(zhuǎn)一圈后， 柔輪才向轉(zhuǎn)動的反方向后退兩個齒。諧波減速器具有體積小、重量輕、傳動 比大、承載力高、傳動精度高、傳動效率高等優(yōu)勢，廣泛應用于機器人、數(shù) 控機床、光伏設(shè)備、醫(yī)療器械、半導體設(shè)備、航空航天等其他領(lǐng)域，其中機 器人為最大的應用市場，在關(guān)節(jié)傳動系統(tǒng)中起到降低輸出轉(zhuǎn)速、增大輸出扭 矩作用，幫助機器人提升抓取精度，提高承載力量。

技術(shù)密集型行業(yè)，多環(huán)節(jié)存難點。諧波減速器的失效主要由柔輪的疲勞斷裂 和柔性軸承的損壞引起，二者在工作中均會產(chǎn)生彈性形變。從各零部件材 料、工藝等方面分析如下：

柔輪：1）材料：含雜質(zhì)材料影響疲勞性能。柔輪材料多為 40Cr 合金 鋼，如 40CrMoNiA/40CrA 等，為保證材料純凈度，長期依賴進口。

2） 齒形：齒輪齒形影響傳動性能。較小的齒高會導致柔輪過早發(fā)生疲勞斷 裂，新進入者較難避開齒形專利限制設(shè)計出性能相近的齒形。

3）工藝：熱處理工藝需根據(jù)材料自主研發(fā)，齒輪精密加工仍依賴高價值量進設(shè)備。

由于各公司產(chǎn)品材料有一定差異，為保證產(chǎn)品精度，應具備自 主研發(fā)的熱處理工藝；且精加工環(huán)節(jié)高度依賴進口設(shè)備如制齒機、磨床 等，單位產(chǎn)能設(shè)備投資額超 800 萬。  柔性軸承：軸承材料微合金元素配比和熱處理工藝的調(diào)整可使軸承更耐 沖擊，使用壽命更長。

工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)需求向好，夯實諧波減速器穩(wěn)增長基礎(chǔ)。諧波減速器最常應 用在工業(yè)機器人領(lǐng)域，勞動力短缺、勞動力成本上漲疊加下游需求長期向好 等因素有望驅(qū)動工業(yè)機器人需求持續(xù)增長。預計 2021-2025 年全球工業(yè)機器 人用諧波減速器市場將由 29.5 億元增長至 39.1 億元，CAGR 為 7.3%；中國工 業(yè)機器人用諧波減速器市場將由14.4億元增長至23.7億元，CAGR為13.2%。

特斯拉入局加速產(chǎn)業(yè)化進程，人形機器人有望開辟百億新增量。特斯拉布局 人形機器人后實現(xiàn)快速迭代，2023 年追覓、傅利葉、宇樹科技等國產(chǎn)品牌也 陸續(xù)發(fā)布人形機器人。隨著海外龍頭的持續(xù)推進和國內(nèi)利好政策的相繼頒 布，2024 年有望成為人形機器人量產(chǎn)元年，參考特斯拉 Optimus 使用的旋轉(zhuǎn) 關(guān)節(jié)方案，預計 2024-2030 年全球人形機器人用諧波減速器市場將由 0.2 億元 增長至 267.4 億元。

行業(yè)集中度較高，國產(chǎn)品牌打破外資壟斷。日本龍頭哈默納科長期處于壟斷 地位，國產(chǎn)品牌綠的諧波強勢突圍。據(jù) MIR，2022 年哈默納科、綠的諧波、 來福諧波中國諧波減速器市占率位列前三，分別為 38%/26%/8%。對比海內(nèi) 外龍頭企業(yè)，國產(chǎn)諧波減速器雖在轉(zhuǎn)矩/背隙/滯后損失等產(chǎn)品參數(shù)方面仍略 有差距，但性價比較高，成本優(yōu)勢明顯，且持續(xù)布局高端產(chǎn)品產(chǎn)能，有望在 未來進一步提升國內(nèi)市場份額。

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