本文是永鑫方舟投資團隊第46篇原創行研

前  言

精密減速器屬于高端精密制造核心零部件，受限于海外技術專利及生產過程中對于進口高端工業母機的依賴，國產品牌在產品精度、一致性、壽命及產能方面始終無法替代進口，屬于“卡脖子”工程。本行研主要針對減速器細分賽道，探討國內外的發展現狀，尋求潛在投資機會。若存在任何問題或錯誤，歡迎讀者批評指正。

1、行業研究

1.1 行業背景

近日，第十三屆中國數控機床展覽會（CCMT2024）在上海新國際博覽中心隆重開幕，吸引來自28個國家和地區的近2000家機床工具企業同臺競技，其中不乏中國本土研發能力強的企業帶來很多一流尖端機床及零部件，熱門的人形機器人及新質生產力都讓更多人關注到減速器這個賽道。

減速器是實現工業現代化、工業自動化的重要基礎裝備。無論是汽車、航空航天、能源、船舶、電子、精密儀器等眾多領域，都需要依賴減速器來實現重復精密加工。我國減速器目前處于中高端產品國產化階段，目前我國減速器市場第一陣營仍然以長期深耕的外資企業為主，第二陣營為具備一定技術實力和知名度的上市公司或民企等，第三陣營為技術含量低、規模小的眾多民營企業，我國減速器的綜合競爭力逐步顯現，國產替代空間較大。在推動傳統產業改造升級的環境下，近期熱門的“以舊換新”政策及提升新質生產力的剛需孕育出了更多投資機會。

1.2 什么是減速器？

減速器：連接動力源和執行機構的中間機構，在機械設備中起傳動功能，具有匹配轉速和傳遞轉矩的作用，主要分為一般傳動減速器和精密減速器兩類。一般傳動減速器主要用于滿足基礎的動力傳輸需求，控制精度較低；精密減速器則主要用于在高精度、高穩定性的應用場景（如工業機器人），幫助實現精密運動控制，主要包括諧波減速器、RV減速器和精密行星減速器三類。

圖1 減速器分類

資料來源：36氪研究院，華福證券研究院

諧波減速器（Harmonic Drive Gearbox，或稱Harmonic Drive，簡稱HD）是一種精密的齒輪傳動裝置，美國C.W.馬瑟博士于1953年創造發明，利用彈性變形和嚙合原理實現高減速比、高精度的動力傳遞。其名稱源于工作過程中產生的機械振動波形與諧波相似。由以下部件組成：

剛輪：一個內部帶有固定齒的剛性內齒輪。

柔輪：一種薄壁且具有彈性的外齒輪，能夠承受較大變形。

波發生器：通常由一個橢圓凸輪、柔性軸承和可能的轉臂或滾子組成，它在輸入動力的作用下產生可控的彈性變形，并將這種變形傳遞給柔輪。

諧波減速器的工作原理基于波發生器驅動柔輪進行彈性變形，使得柔輪的齒按照一定的規律與剛輪的齒相嚙合。柔輪由于受到波發生器的驅動而呈橢圓形運動，從而帶動整個傳動系統完成減速過程。在柔輪轉動的過程中，由于其特殊的構造和彈性變形特性，可以確保在大部分時間內至少有一部分齒始終處于嚙合狀態，這樣就能以較小的體積實現高減速比和高精度的傳動。

圖2 諧波減速器組成

資料來源：36氪研究院，華福證券研究院

視頻1 諧波減速器

視頻來源：蘿卜腦袋-協作機器人諧波減速器工作原理（哈默納科）-嗶哩嗶哩

精密行星減速器是一種采用行星齒輪傳動結構的高精度減速裝置，發明時間可以追溯到19世紀初期，主要用于將輸入軸的高速、小扭矩轉換為輸出軸的低速、大扭矩。因其內部采用多個行星齒輪圍繞太陽輪旋轉并同時與內齒圈嚙合，從而實現多點接觸和負載均勻分布，具有結構緊湊、傳動效率高、回程間隙小、壽命長、運行平穩等特點。內部結構是：

太陽輪：位于中心位置，通常由輸入軸驅動。

行星輪：圍繞太陽輪轉動，并通過支撐在行星架上的軸承與太陽輪及內齒圈形成嚙合。

行星架：承載行星齒輪，將其動力傳遞至輸出軸。

內齒圈：固定在外殼上，作為行星齒輪的另一嚙合對象。

外殼：提供整體結構支撐，保持各部件相對位置穩定，并且起到保護作用。

精密行星減速器的工作原理是當動力從輸入軸傳到太陽輪時，太陽輪帶動周圍的行星齒輪轉動。行星齒輪不僅繞自身的軸線自轉，還隨著行星架公轉。行星齒輪在自轉過程中，其齒廓始終與內齒圈嚙合，這樣就實現了力矩的增大和速度的降低。由于有多顆行星齒輪同時參與嚙合，所以能夠平衡負載并且提高傳動效率。

圖3 精密行星減速器組成

資料來源：36氪研究院，華福證券研究院

視頻2 精密行星減速器

資料來源：德齒傳動升降機專家-精密行星減速機你了解多少-嗶哩嗶哩

RV減速器（Rotary Vector Reducer，有時也稱為RV齒輪箱）是一種精密行星齒輪傳動裝置，1980年左右日本帝人實現量產，特別以其高扭矩承載能力、大傳動比和優良的剛性著稱，成功應用于機器人行業，這一創新顯著提升了工業機器人的耐用性和性能，降低了其因沖擊而受損的風險，對機器人技術領域產生了重要影響。2003年，日本帝人制機與納博克株式會社進行了合并，形成了新的控股公司——納博特斯克。這次合并標志著兩家公司繼續在精密減速器領域保持領先地位，尤其是其知名的RV減速器產品，廣泛應用于工業機器人、自動化設備和其他需要高精度定位和大扭矩傳輸的應用場合

RV減速器結合了行星齒輪減速機的前級與擺線針輪減速機構的后級，以實現高效的力矩放大和速度降低。由以下組成：

行星齒輪減速部分：作為第一級減速機構，采用行星齒輪組進行初步的減速增扭。

擺線針輪減速部分：這是RV減速器的特色部分，包括輸入軸上的直齒輪、曲柄軸、RV齒輪（擺線輪）以及內齒殼體上的針齒板或針齒套。其中，直齒輪通過曲柄軸驅動RV齒輪做偏心運動，RV齒輪上的外擺線齒廓與針齒板形成點接觸嚙合，從而實現第二次大幅度的減速。

 RV減速器的工作原理：輸入動力首先經過行星齒輪減速單元傳遞并降速。降速后的動力繼續傳遞給直齒輪，直齒輪連接在曲柄軸上，并帶動RV齒輪作偏心轉動。RV齒輪與固定在外殼內部的針齒板相互作用，由于RV齒輪的特殊齒形設計（類似于外擺線），其齒廓在轉動過程中會連續地與不同位置的針齒接觸，從而實現平穩而高效的動力傳輸和大的減速比。這種連續不斷的嚙合過程使得RV減速器能夠承受重載荷的同時保持較小的振動和噪音，且具有良好的自鎖性能。

圖4 RV減速器組成

資料來源：36氪研究院，華福證券研究院

視頻3 RV減速器組成

資料來源：錦衣夜行說-RV減速機內部結構及原理（納博特斯科）-嗶哩嗶哩

1.3 技術壁壘

復雜、高精尖的終端應用場景需要高性能機器人，進而對精密減速器提出了多重核心性能指標要求。由于材料、加工工藝和裝備等方面存在技術壁壘，目前國產精密減速器在精度保持性、使用壽命和大批量產品性能一致性方面與國外存在差距，高端核心產品依賴進口，存在“卡脖子”風險，其中技術壁壘最高的是RV和諧波減速器。

所有精密減速器都需滿足多樣化的終端應用場景如大負載、高節拍、高精度、高復雜度、流水線生產。減速器的性能指標直接影響設備的競爭力，如定位精度、重復精度、承載能力、精度壽命、穩定性、回差、扭轉剛度、角度傳遞誤差（傳動精度）及額定壽命（精度保持使用壽命）。而不同減速器還有各自的研發制造挑戰：

諧波減速器面臨工藝、材料與設計的三重考驗。一致性：需要在大規模生產中保持產品一致性，提高良率是難點。齒輪設計直接影響性能和磨損，圓弧齒形逐漸替代傳統漸開線齒輪設計，包括S齒形（日本哈默納科）、P齒形（綠的諧波）、δ齒形（來福諧波）。國內外諧波減速器的柔性材料大部分為40Cr合金鋼，國內柔性材料的鋼純度不如國外，多用進口高純凈度合金鋼。減速器對加工工藝的要求極高，誤差需控制在1微米以內，熱處理工藝與材料的適配程度會極大地影響使用壽命和剛度，因此高精度加工設備需從日、德等國進口，導致設備價格高、 初期投入大，并可能面臨其他國家的出口管控，此外設備操控還需要高技術、經驗豐富的加工人員。

RV減速器有著更復雜的結構，更嚴苛的加工精度和工藝要求。結構復雜，實際工況中RV減速器需要反復精確定位，相當于不斷啟動和剎車，保持精度不衰減，如果精度低將會造成產品的磨損。各項工藝的密切配合，包括齒面熱處理、加工精度、零件對稱性、成組技術、裝配精度，這些工藝總裝公差將會造成損害產品壽命。規模化量產的產品均達到標準性能是極大挑戰。

精密行星減速器的產品結構復雜，制造安裝難度較大。作為高精密產品，產品安裝難度較大，研發周期長，對企業的資金、人才、技術等要求高，在生產時對企業的工藝、品控等要求高。

過去我國減速器的研發參考了成熟產品的制造思路，但為了突破原材料及加工設備帶來的高昂成本與限制，國內上市公司及民企依靠自己的研發能力在結構及加工工藝上做了改進創新，不斷朝著尖端產品努力。

1.4 應用領域

減速器種類較多，在接口、扭矩、精度、速比等不同規格也有不同產品線。作為精密的傳動零部件，減速器有以下功能：

提高精度與重復性：精密減速器具有極高的傳動精度，可以將電機的高速旋轉精確地轉換為所需的低速旋轉，同時保持極低的回程間隙（背隙），確保輸出軸在多次轉動過程中位置的一致性。這對于需要極高定位精度和重復定位精度的設備（如工業機器人、精密機床、測量儀器等）至關重要。

增大輸出扭矩：減速器通過齒輪或柔輪等傳動組件將電機的輸入扭矩按一定比例放大，從而在不顯著增加電機尺寸和功率消耗的情況下，提供遠高于電機直接輸出的扭矩。這對于處理重載荷、高阻力或需要大力矩驅動的應用（如重型機械、機器人關節、精密夾持裝置等）極為有利。

穩定輸出速度與減小振動：精密減速器能夠通過齒輪的嚙合或柔輪的彈性變形實現平穩的扭矩傳遞，有效抑制電機在低頻運轉時可能出現的振動，保證傳動系統的穩定性。這對于需要平穩運動和精密控制的應用（如精密雕刻、半導體生產設備、醫療設備等）非常重要。

小型化與輕量化：高性能精密減速器如諧波減速器、行星減速器等，由于其獨特的傳動原理和先進的制造工藝，能夠在提供高扭矩密度的同時實現緊湊的體積和輕巧的質量，有助于減輕整體設備重量，節省空間，尤其適用于對空間限制嚴格的機器人關節、航空航天設備等場合。

應用場景主要為機床、轉臺、工業機器人、AGV機器人、人型機器人等工業設備，也可以應用于醫療器械、航空航天、軍工等對運動控制精度有嚴格要求的的領域。

2、產業鏈

減速器處于工業產業鏈的中游，是機器人、機床等工業設備的關鍵零部件。

圖 5 減速器產業鏈

資料來源: 中商產業研究院，華安證券研究所

減速器的上游：材料及更基礎的軸承、齒輪等金屬加工件。

減速器中游：全球市場由主要由哈默納科（日本）、納博特斯克（日本）、威騰斯坦（德國）等外資企業壟斷，國內有綠的諧波、雙環傳動、中大力德、昊志機電等企業，與國外相比產品的性能和壽命等技術指標還有差距。

 減速器下游：機床、機器人等設備大廠，機器人主要是四大機器人龍頭發那科、ABB、安川、庫卡，還有川崎、愛默生、那智不二越、歐姆龍等，國內有埃斯頓、埃夫特等；機床領域有德馬吉森精機、山崎馬扎克、GF等海外大廠，國內有北京精雕、沈陽機床、大連機床、秦川機床等。中國在高端四軸、五軸機床上有很大替代空間。

圖 6 工業機器人產業鏈

資料來源: 前瞻產業研究院

圖 7 數控機床產業鏈

資料來源: 前瞻產業研究院36氪研究院，華福證券研究院

3、市場空間

3.1全球市場

傳統市場2022年規模約138億，以工業機器人、精密機床等行業為主，預計2026年可達到242億，CAGR約14%；隨著商用機器人、新能源汽車的普及，預計2026年新產業藍海市場規模達158億，復合增長率達230%；2026年全球市場總體規模預計超400億。

資料來源：華經產業研究院，華安證券研究所

3.2國內細分市場

2025年我國諧波減速器市場規模預計達30億元，行業發展空間較大。諧波減速器行業受益于政策和主要下游行業的驅動，迎來快速發展時期，據統計，2021年我國機器人下游諧波減速器市場規模為12.1億元，預計2022年達到15.9億元左右，2025年超過30億元，2022-2025年市場空間CAGR約23.7%。

資料來源：華經產業研究院，華安證券研究所

2021年我國RV減速器市場規模約42.9億元，同比增長50.53%。隨著國家對智能制造行業的支持力度的加大，減速器下游應用領域有望加速發展，從而帶動減速器市場規模增長。據中商產業研究院預測，2025年RV減速器市場規模有望達60億元。

資料來源：華經產業研究院，華安證券研究所

數據顯示，2018到2022年中國行星減速器銷售額持續增長，2022年達5億美元，預計2023年達5.2億美元，預計2018-2023年復合年均增長率達11.93%，市場發展空間廣闊。

數據來源：華經產業研究院，華安證券研究所

綜上所述，按照市場份額，2023年中國總市場空間約為100億（諧波20億+RV50億+精密行星30億），2025年中國總市場空間約為130億（諧波30億+RV60億+精密行星40億）。

如果按照機器人出貨量及機臺需求量，精密減速器2025年的市場空間約為83億（工業機器人43萬*2*5000+機床40萬*2*5000），如2025年人形機器人進展順利并中國市場全年量產2萬臺，新增市場空間約為3.52億元（2萬*17600元）。

4、競爭格局

日本和德國占據減速器主要市場份額，如哈默納科、納博特斯克及威騰斯坦等國外企業。雖然進口產品價格比國產略高，但由于優秀的性能、使用壽命及穩定性，下游設備廠還是會優先選擇進口產品，國產仍有進步空間。

4.1 國外企業

4.2國內企業

由于進口產品價格高昂，很多企業逐漸攻克技術難關，自主研發出產品。產品暫時無法完全替代進口產品，未來有望打破國外壟斷。

現在市場上也有很多減速器新星企業活躍在資本市場，多家知名機構紛紛下注，以下是市場上比較知名的項目和情況：

5、永鑫觀點

減速器一定程度上決定了設備和工業機器人的精度、工作效率的上限，是保證運行的穩定性和產品良率的關鍵。永鑫投資團隊認為這個賽道有幾大難點：1、研發難度大，主要表現在現有結構龍頭公司已經做到極致，如果是“仿制”很難超越國外品牌。2、下游驗證導入周期長，大廠導入新供應鏈需要長時間驗證穩定性，且天生對國產產品不信任。3、資金要求高，高精機床依賴進口非常昂貴且產能不高，大批量生產需要非常大的固定資產投入。

目前國內龍頭主要還是以“仿制”為主，提高精度的前提還是采購被“卡脖子”的精密機床。跳出原材料及加工設備的限制，在結構上正向研發，創新“發明”是非常大的挑戰。尤其是在高端產品上，國產自研的可靠性難以達到客戶要求，該市場有很大需求且國產化率非常低。永鑫將持續關注該行業的“創新”公司的投資機會。

永鑫未來也會持續關注“芯”、“車”、“碳”產業鏈，深入挖掘產業鏈上下游優質企業，持續助力中國實體經濟。對于已投企業，永鑫將一如既往的從人力、供應鏈、訂單等多方面助力企業發展“讓創業不再艱難”。