一文读懂减速机——机器人零部件最大单品，“关节”定义仿生自由度

工业机器人概念持续火热，而减速器是工业机器人的关节，作用在于降低转速、增加扭矩，保证机器人平稳精确运行。

申万宏源证券王珂团队表示，减速器是机器人零部件中最大单品，卡位高成长性、高景气、高壁垒优质赛道，人形机器人未来可期，打开精密减速器天花板。

减速机定义机器人“自由度”，价值量高

工业机器人主要由控制器、伺服和减速器三大零部件构成。这三个部件搭配共同实现机器人可控、平稳、精准地完成标准动作，每个部件都缺一不可。

（1）控制器：作为机器人的“大脑”，通过硬软件结合来控制机器人的运动位置、 姿态和轨迹；

（2）伺服电机：作为机器人的“驱动力“，根据控制器发出的命令输出力矩，动态控制机器人的速度和位置；

（3）减速器：伺服电机一般输出的转速高、力矩小，不能满足机器人本体的运动需求，需要通过减速器来降低转速、增加力矩。

减速器是机器人本体中成本占比最高的环节。 减速器位于机器人产业链的上游零部件环节，产业链中游是机器人本体制造，下游是集成应用。根据高工机器人数据，工业机器人总成本中减速器占比最高，占32%， 其次伺服、外壳和控制器分别占比20%、18%、15%。

产品形态： 精密减速器以RV减速器和谐波减速器为主。RV减速器与谐波减速器各有优劣，相互互补。

RV减速器刚性好、抗冲击能力强、传动平稳、精度高，适合中、重负载应用，通常用于多关节机器人的机座、大臂、肩部等重负载环节， 应用场景包括汽车、运输、港口码头等；

谐波减速器体积小、零部件数量少，同样具有精度高、传动比的特点，适合小型、中低负载应用，通常用于机器人小臂、腕部和手部， 应用场景包括3C、半导体、食品、注塑、磨具、医疗等。

使用量： 减速器使用数量取决于“自由度“的数量。 通常来说，六轴机器人使用6个谐波/RV减速器，协作机器人使用6-7个谐波减速器，SCARA机器人使用3个谐波/RV减速器,并联/DELTA机器人使用1个谐波减速器，人形机器人的腿部+手臂+腰部+颈部共使用15-40个减速器，每条腿各配置6个谐波减速器，使用量随着肢体使用量和复杂度的提高而提高。根据负载、体积、速度、精度的要求，机器人本体厂商在RV减速器、谐波减速器或者其他类型减速器中进行选择及搭配组合应用。

减速器的平均使用数量有望增加。 根据GGII数据，2020年多关节机器人、SCARA机器人、协作机器人和坐标机器人的市场占比分别为63%、30%、4%和3%，多关节机器人使用6台减速器，大大拉动了减速器的需求量；协作机器人可以与人近距离互动，协助生产，目前尚处于起步阶段，每台机器人搭配7台谐波减速器，将形成较大增量需求。

卡位优质赛道：高成长、高景气、高壁垒

工业机器人是RV减速器及谐波减速器最主要的下游应用领域，因此工业机器人行业的高速成长为精密减速器市场贡献了最大增量。

高成长： 机器换人大势所趋。工业机器人是精密减速器最主要的下游应用领域，在劳动力结构性缺口+劳动力成本上升+机器人成本下降+自动化升级的背景下，发展前景广阔，根据测算，仅考虑工业机器人领域，2022 年国 内谐波、RV减速器市场规模为20亿元、43 亿元；同时在机床、半导体设备、医疗器械等传统领域正逐渐渗透。

高景气度： 机器替人浪潮推动行业需求爆发，供不应求。2022年疫情影响机器人生产与交付，但需求端订单依然强劲，从日本机器人订单和生产数据来看，2022Q1日本机器人订单额增速104%，生产额增速仅4%，存在较大供需缺口。

高壁垒： 精密减速器行业是技术密集型行业。谐波、RV 减速器均对材料、加工精度和工艺有极高要求，具有较高的进入门槛。因此市场长期被两家日本品牌垄断，市占率达到60%+，下游的本体厂商极少自主开发，均选择外购。

人形机器人未来可期，打开精密减速机天花板

2021年8月，在特斯拉首次人工智能日（AI Day）上，马斯克宣布推出特斯拉机器人Tesla Bot；2022年1月，马斯克在财报电话会议上表示“开发人形机器人将是今年最重要的工作”；2022年4月，据彭博社称，马斯克在接受采访时说Tesla Bot-Optimus（擎天柱）最早将于 2023 年投入生产。2022年6月，马斯克在推特上表示，Tesla Bot原型机将于2022年9月30日AI Day现身，引发全球的关注与热议。

除了特斯拉以外，2022年戴森宣布未来十年推出可以做家务的人形机器人，戴森总工程师Jake Dyson表示“和可穿戴设备一样，机器人也是戴森的未来”。

人形机器人相比工业机器人，自由度倍增，减速器数量同步倍增，蕴藏巨大增量需求。

垄断格局有望重塑，国产化趋势正在形成

过去我国工业机器人减速器依赖进口，国产品牌难以突破。为了摆脱海外的技术限制，中央及地方密集出台政策，扶持全产业链补足短板，行业发展明显提速。国内减速器厂商迎来发展机遇，充分受益减速器国产替代进程。

目前，我国工业机器人减速器国产化趋势正在形成，根据GGII数据，2014-2021年工业机器人精密减速器国产品牌份市场份额由11%提升至 41%。

本文主要观点来自《减速机：机器人零部件最大单品， “关节”定义仿生自由度——申万机器人系列深度报告》，原文作者：申万宏源证券王珂、刘洋、李蕾、刘建伟

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伺服减速机和普通减速机的区别

伺服减速机和普通减速机都是在工业和机械领域中常见的动力传动装置，它们在性能、应用和控制方式等方面存在一些区别。下面是伺服减速机和普通减速机的主要区别：

1. 工作原理和控制方式：

- 普通减速机： 普通减速机是机械传动装置，通过机械齿轮、皮带、链条等来降低输入轴的转速，同时增加输出轴的扭矩。普通减速机一般没有自身的控制系统，需要与电机等其他设备配合使用。

- 伺服减速机： 伺服减速机结合了伺服电机和减速机的特点，它集成了闭环控制系统，可以实现精确的位置和速度控制。伺服减速机能够接收外部控制信号，通过反馈信息来调整电机的输出，实现高精度的运动控制。

2. 精度和控制性能：

- 普通减速机： 普通减速机的精度一般相对较低，适用于一些对精度要求不高的应用，如一些传输、提升和搅拌等场景。

- 伺服减速机： 伺服减速机具有高精度的位置和速度控制能力，适用于需要精确定位、同步运动和高性能控制的应用，如机器人、自动化生产线、CNC机床等。

3. 响应速度：

- 普通减速机： 普通减速机的响应速度相对较低，其控制性能受限于机械传动的特性。

- 伺服减速机： 伺服减速机能够实现快速的响应和调整，因为其闭环控制系统可以实时调整电机的输出，以匹配控制信号要求。

4. 应用范围：

- 普通减速机： 普通减速机适用于一些不要求高精度控制的场景，如输送、提升、搅拌等。

- 伺服减速机： 伺服减速机适用于需要高精度位置和速度控制的应用，如自动化生产线、机器人、医疗设备等。

总之，伺服减速机在控制性能、精度和响应速度方面更为优越，适用于需要高精度和高性能控制的应用。普通减速机则适用于一些对控制精度要求不高的场景，例如物料输送等。选择合适的传动装置需要根据具体应用需求来决定。

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