机器人旋转关节核心零部件,谐波减速器或迎百亿新蓝海：市场增长至 267.4 亿元，国内市场份额提升

机器人“关节”，通过错齿运动实现低速高扭矩输出。谐波减速器由波发生 器、柔轮和钢轮组成。按机械波数量分类，可分为单波/双波/三波传动，目 前最常用的为双波传动，柔轮与钢轮的齿数差为 2，当波发生器转一圈后， 柔轮才向转动的反方向后退两个齿。谐波减速器具有体积小、重量轻、传动 比大、承载力高、传动精度高、传动效率高等优势，广泛应用于机器人、数 控机床、光伏设备、医疗器械、半导体设备、航空航天等其他领域，其中机 器人为最大的应用市场，在关节传动系统中起到降低输出转速、增大输出扭 矩作用，帮助机器人提升抓取精度，提高承载力量。

技术密集型行业，多环节存难点。谐波减速器的失效主要由柔轮的疲劳断裂 和柔性轴承的损坏引起，二者在工作中均会产生弹性形变。从各零部件材 料、工艺等方面分析如下：

柔轮：1）材料：含杂质材料影响疲劳性能。柔轮材料多为 40Cr 合金 钢，如 40CrMoNiA/40CrA 等，为保证材料纯净度，长期依赖进口。

2） 齿形：齿轮齿形影响传动性能。较小的齿高会导致柔轮过早发生疲劳断 裂，新进入者较难避开齿形专利限制设计出性能相近的齿形。

3）工艺：热处理工艺需根据材料自主研发，齿轮精密加工仍依赖高价值量进设备。

由于各公司产品材料有一定差异，为保证产品精度，应具备自 主研发的热处理工艺；且精加工环节高度依赖进口设备如制齿机、磨床 等，单位产能设备投资额超 800 万。  柔性轴承：轴承材料微合金元素配比和热处理工艺的调整可使轴承更耐 冲击，使用寿命更长。

工业机器人产业需求向好，夯实谐波减速器稳增长基础。谐波减速器最常应 用在工业机器人领域，劳动力短缺、劳动力成本上涨叠加下游需求长期向好 等因素有望驱动工业机器人需求持续增长。预计 2021-2025 年全球工业机器 人用谐波减速器市场将由 29.5 亿元增长至 39.1 亿元，CAGR 为 7.3%；中国工 业机器人用谐波减速器市场将由14.4亿元增长至23.7亿元，CAGR为13.2%。

特斯拉入局加速产业化进程，人形机器人有望开辟百亿新增量。特斯拉布局 人形机器人后实现快速迭代，2023 年追觅、傅利叶、宇树科技等国产品牌也 陆续发布人形机器人。随着海外龙头的持续推进和国内利好政策的相继颁 布，2024 年有望成为人形机器人量产元年，参考特斯拉 Optimus 使用的旋转 关节方案，预计 2024-2030 年全球人形机器人用谐波减速器市场将由 0.2 亿元 增长至 267.4 亿元。

行业集中度较高，国产品牌打破外资垄断。日本龙头哈默纳科长期处于垄断 地位，国产品牌绿的谐波强势突围。据 MIR，2022 年哈默纳科、绿的谐波、 来福谐波中国谐波减速器市占率位列前三，分别为 38%/26%/8%。对比海内 外龙头企业，国产谐波减速器虽在转矩/背隙/滞后损失等产品参数方面仍略 有差距，但性价比较高，成本优势明显，且持续布局高端产品产能，有望在 未来进一步提升国内市场份额。

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