人力成本增加下機器人發展迫切 減速器行業隨之得到加速發展

勞動力成本抬升，推動機器人及減速器行業發展

1947年，前蘇聯工程師首次提出諧波機械傳動原理；20 世紀 50 年代，美國工程師 Musser C. W.根據空間應用需求發明了諧波減速機并取得專利。由此可見，前蘇聯、美國很早就開始研究諧波減速器，但主要集中在空間應用領域；日本雖起步稍晚，但發展迅速，在機器人領域后來居上；我國對諧波減速器的研究始于 1961 年，1985 年“諧波減速器標準系列產品”正式通過鑒定，成為繼美國、日本、俄羅斯后第四個具有諧波傳動減速器標準系列產品的國家。

諧波減速器由波發生器、柔輪和鋼輪組成。按機械波數量分類，可分為單波/雙波/三波傳動，剛輪和柔輪的齒數差應等于機械波的整數倍，通常取為波數，目前最常用的為雙波傳動。其中鋼輪為帶有內齒圈的剛性圓環狀零件，通常固定在減速器機體上，具有良好的抵抗外載荷不變形的能力；柔輪為帶有外齒圈的柔性薄壁彈性體零件，通常安裝在減速器輸出端；波發生器由柔性軸承和剛性橢圓凸輪組成，通常安裝在減速器輸入端，柔性軸承內圈固定在凸輪上，外圈通過滾珠實現彈性變形成橢圓形。

從結構和傳動原理方面來看，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、傳動效率高等優勢。與普通減速器相比，其體積減小 2/3，重量減輕 1/2；單級傳動比可達 30-500；傳動效率可達 69%-96%?；谝陨蟽瀯?，諧波減速器可廣泛運用于機器人、數控機床、光伏設備、醫療器械、半導體設備、航空航天等其他領域。

資料來源：公開資料整理

據《機器人用諧波齒輪減速器》（GB/T 30819-2014）國家標準，減速器的精密等級可通過傳動誤差和空程來衡量，傳動誤差≤30 弧秒為高精密級減速器，30 弧秒＜傳動誤差≤1 弧分為精密級減速器，1 弧分＜傳動誤差≤3 弧分為普通級減速器；空程≤1 弧分為 1 級，1 弧分＜空程≤3 弧分為 2 級，3 弧分＜空程≤6 弧分為 3 級。參考各公司產品參數，應用在機器人中的多為精密級減速器，等級在 2 級以上。

機器人用諧波齒輪減速器國家標準（以傳動誤差衡量）

資料來源：公開資料整理

機器人用諧波齒輪減速器國家標準（以空程衡量）

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從 2022 年工業機器人大國的人口數量來看，美國/德國總人口增長率短期受移民增加影響小有上漲，但長期下降趨勢不變；中國人口自然增長率首次為負值；日/韓人口數量分別同比-0.4%/-0.2%。從人口結構來看，老齡化程度日益加深，以我國情況為例，60 周歲及以上人口比例逐年上漲，2022 年為 19.8%，同比+0.9pct。人口減少、老齡化加劇問題將使得強度大、重復性高、條件惡劣的低端工作面臨用工荒的問題。

隨著全球范圍內勞動力成本提高，各國工業自動化滲透率和制造業機械設備密度有望逐步提高，或帶動傳動基礎部件減速器的需求持續上升，預計2026年全球減速器市場規?？蛇_1766億美元。

資料來源：ReportLinker，觀研天下數據中心整理

根據觀研報告網發布的《中國減速器行業發展深度研究與投資前景分析報告（2024-2031年）》顯示，目前全球制造業正向著自動化、集成化、智能化及綠色化方向發展，在疫情的催化作用下，2020 年起中國工業機器人產業引領全球市場迎來了快速發展期，新增安裝量增速維持較高水平，但通過對比各國工業機器人密度可見，中國與其他國家仍有差距，發展空間仍然較大。

資料來源：IFR，觀研天下數據中心整理

工業機器人可分為六軸/協作/SCARA 和 DELTA 機器人，諧波減速器一般用于手臂、腕部或手部關節。每臺六軸多關節機器人需搭配 6 臺精密減速器，其中輕負荷的可用諧波減速器；協作機器人全部關節均用諧波減速器，一般為 6-7 臺；SCARA 機器人一般使用 2-3 臺諧波減速器；DELTA 機器人需使用 3 臺諧波減速器?？紤]到多關節機器人靈活性和自由度高，可適應不同的工作環境和任務，隨著機器人技術的不斷進步和應用場景的不斷拓展，多關節機器人的應用將會更加廣泛，因此單臺用諧波減速器數量將呈上升趨勢。

不同類型工業機器人的諧波減速器需求對比

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工業機器人三大核心零部件包括精密減速器、伺服系統及控制器，上述三大零部件在工業機器人成本中占比約高達60%，其中精密減速器在三類零部件成本中占比最高，約達到30%。精密減速器一般以諧波減速器和RV減速器為主；其中諧波減速器主要應用于機器人小臂、腕部或手部等輕負載領域；RV減速器多應用于多關節機器人中機座、大臂、肩部等重負載的位置。

資料來源：綠的諧波，觀研天下數據中心整理

特斯拉提出人形機器人計劃，我國政府亦持續推動其發展

特斯拉于 2021 年 AI Day 首次提出人形機器人計劃；于 2022 年 AI Day 發布 Optimus 原型機，實現了行走、揮手、搬運貨物、給花澆水等動作；2023 年 5 月股東大會上，Optimus 靈活性有所提高，可執行更復雜的任務，實現更為流暢的行走和抓取物品。從計劃到樣機發布，特斯拉僅用了不到 1 年的時間，人形機器人正式開始走進現實。

我國對人形機器人的研發起步相對較晚，初期多為高校參與，北理工、浙江大學等已取得較好的成果，為中國人形機器人產業化打下了堅實的理論基礎。目前由于該領域技術壁壘較高，國內研發人形機器人本體的公司除高校研究機構孵化公司外，其余多為高科技公司，且隨著特斯拉Optimus 的問世，國內企業加速布局。2023 年以來，追覓、傅利葉、宇樹科技等相繼發布人形機器人，意味著人形機器人正逐步走向商用化。

人形機器人技術雖已取得顯著進展，但在本體能力、運動能力和智能能力方面仍面臨一定挑戰，且大部分企業的生產成本仍處于較高水平，不利于量產。為推動產業化進程，山東、深圳、上海、北京陸續出臺相關政策支持人形機器人的創新發展和規?；瘧?。2023 年 9 月 13 日，工信部印發《關于組織開展 2023 年未來產業創新任務揭榜掛帥工作的通知》，在人形機器人揭榜掛帥任務榜單中以 2025 年為檢驗時間點，提出了多項創新任務和預期目標，如集成減速器、電機、驅動器的一體化旋轉電驅動關節峰值輸出功率密度應優于 600W/kg，峰值力矩密度應優于 100N.m/kg。2023 年 10 月 20 日，《人形機器人創新發展指導意見》發布，明確 2025 年人形機器人創新體系初步建立；2027 年技術創新能力顯著提升等目標。

我國人形機器人政策總結

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一直以來，日本企業在減速器市場長期處于壟斷地位，但近幾年國產替代趨勢明確，綠的諧波市占率逐漸提升。

資料來源：MIR，觀研天下數據中心整理（YM）