（报告出品方/作者：华泰证券，肖群稀，关东奇来，时彧，黄菁伦）

运动控制成为人形机器人供应链的主要领域

机器人产业链框架

人形机器人产业链涉及的四大环节：感知、交互、运控、导航。自动化装置包括：1）传感器：本体感受传感器、触觉+视觉+声音传感器、机器视觉等（数量较多）；2）执行器：减速器、伺服系统、微电机等（数量较多）；3）计划控制：控制器、工控系统、AI系统等。

运动控制硬件领域有望成为人形机器人主要外部供应链

根据特斯拉产品发布会信息，人形机器人Optimus（擎天柱）主要配置为：身高1.72m，体重57kg，可负载20kg，最快运动速度8km/h；采用Autopilot的摄像头作为视觉感知传感器，共八个摄像头；采用FSDComputer作为计算核心；脖子、胳膊、手、腿、躯干累计搭载了40个机电传动器；搭载多相机神经网络、基于神经网络的规化、自动标记、算法训练等。Optimus单价位于17~30万元之间，有望进入消费级、商级等各类场景。

人形机器人对运动控制能力及感知计算能力要求较高，人形和工业机器人的核心零部件基本相同，数量和质量上有升级需求。在特斯拉的产品介绍中，软件装置，如全自动驾驶计算机FSD进行行为决策与运动控制，Dojo超级计算机进行神经网络自动训练，主要是特斯拉自己完成。硬件方面，机电传动器领域预计会采取和外部供应链合作的方式。与工业机器人2-6的自由度相比，人形机器人通常有30-40自由度，对应的伺服电机、减速器数量有较大增长空间。伺服系统和减速器（谐波）环节国内产业化能力相对较强；控制系统与工业机器人差别较大，开发和供应模式尚不明确；传感器环节，与外部环境感知和导航相关的自动驾驶类传感器有望受益。

成本构成上，人形机器人中运动控制占比接近50%，其中减速器占比22%，伺服系统占比16%，控制器占比11%。

减速器：机器人运动的关节

减速器可以通过降低转速而提高扭矩，以传递较大的负荷，克服伺服电机功率有限导致输出的扭矩较小的缺陷。根据构架和传动原理的不同，减速器可分为RV减速器、谐波减速器、齿轮减速器和摆线针轮减速器等。

谐波、RV减速器的构造及工作原理：谐波减速器构造主要包括刚轮（带有内齿圈的刚性齿轮）、柔轮（带有外齿圈的柔性齿轮）、以及波发生器，通常采用波发生器主动-刚轮固定柔轮输出形式，当波发生器装入柔轮内圆时，迫使柔轮产生弹性变形而呈椭圆状，此时长轴处柔轮齿轮插入刚轮的轮齿槽内，为完全啮合状态；而短轴处则为脱开状态，当波发生器连续转动时，迫使柔轮不断产生变形并产生了错齿运动，从而实现波发生器与柔轮的运动传递。RV减速器由正齿轮（行星轮）、RV齿轮、曲柄轴、销（针齿销）、外壳（针轮）、输出轴等组成，其中RV齿轮位于正中是减速器的核心，其工作原理是通过正齿轮变速、差动齿轮变速进行变速。

机器人使用的减速机主要有三种：RV减速机、谐波减速机、行星减速机，最常用的是RV和谐波。谐波减速器在多关节机器人、SCARA、协作机器人、DELTA机器人中平均应用3.5台、3台、7台与1台，下游主要是多关节机器人（占比36.22%）、协作机器人（占比32.41%），RV减速器在中大负载的多关节机器人中应用数量较多，RV在小型的SCARA、协作机器人中应用较少。行星减速机因精度较低，在机器人行业应用较少，常用在DELTA上，少量使用在SCARA上。

我们测算：人形机器人减速器使用数量或在40~50个，将大幅抬升减速器的需求天花板。主要逻辑：减速器数量主要取决于手指数量、手腕弯曲度、腿部弯曲度等。若是人形机器人想达到人类相似的活动自由度，共需要78个减速器，使用谐波减速器约60个（在人形机器人小臂、腕部、手部等部件），RV减速器约18个（在人形机器人的腰、上臂、下臂等大惯量、高转矩输出部件）。若是基本满足人形机器人需求的情况下，共需要减速器40~50个。

预计25年中国工业机器人RV/谐波需求为45.7/41.2亿元

我们预测年中国工业机器人RV减速器市场需求45.7亿元，谐波减速器市场需求为41.2亿元。工业机器人的工作寿命一般为8-10年，减速器的使用寿命通常在两年左右，当前保有的工业机器人维修保养亦需要大量的减速器替换。新增的工业机器人需求是减速器产业发展的主要驱动力，机器人存量市场的更换亦是需求方向之一。核心假设：1）据MIR预测，~年中国工业机器人销量将从25.64万台增长至45.72万台；2）单台工业机器人所需RV减速器、谐波减速器分别为2个和3个；3）RV减速器和谐波减速器单价分别为元/台和元/台。

竞争格局：谐波实现进口替代，RV持续进步

谐波的龙头是哈默纳科（HD），RV的霸主是纳博特斯克（帝人），年这两家全球市场份额合计75%左右，其中纳博特斯克占60%。谐波减速器国产替代趋势明显，本土企业快速追赶哈默纳科。年，哈默纳科占中国谐波减速器38%的市场份额，相较年过半的市场份额显著下降。以绿的谐波为代表的国产谐波减速器份额提升明显，但在全球市场跟国际巨头的市场份额依然存在差距。同时，国内入局新玩家增多，除日本新宝、来福等原有厂商，同川、大族等企业也占据了一定的市场份额。据GGII统计数据显示，中国市场超家本土企业涉足精密减速器的生产，其中谐波减速器企业超50家，国内企业增多叠加技术迭代升级，继续推动国产份额提升。

日企掌握全球80%以上的RV减速器市场份额。据前瞻产业研究院数据，截至年，日本机器人减速器企业占据了全球80%以上的市场份额，RV三巨头是纳博特斯克、住友、SPINEA，其中博特斯克市场份额达到60%。采埃孚减速机的性能跟精度也处于前列，主要应用在高端机床上，工业机器人行业应用较少。国产RV减速器在技术领域有所突破，但高端市场、重负载市场的市占率、产品系列完善度方面有待进一步提高。国产RV以模仿起步，目前国内规模靠前的企业有双环传动、中大力德、南高齿、南通振康、力克精密等。

国内厂商加快扩产节奏，满足减速器增长需求。近年来主流减速器日企产能扩张计划受疫情影响进度减缓，加之日本的人工成本较高，国内厂商在扩产成本上备具一定优势。绿的谐波减速器产能已突破30万台/年。RV减速器方面，双环传动21年均实现6万台套以上产能，并计划进一步产能扩充。

技术壁垒：加工设备、材料、工艺

国产减速器精度、寿命与外资仍有一定差距。在效率、减速比、传动精度、扭矩刚度等关键指标参数上，国产减速器已经基本达到了国际领先的产品水平，但是在使用寿命、故障率等方面仍有差距。根据

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