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勞動力成本抬升，推動機器人及減速器行業(yè)發(fā)展 1947年，前蘇聯(lián)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(jù)空間應用需求發(fā)明了諧波減速機并取得專利。由此可見，前蘇聯(lián)、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(lǐng)域；日本雖起步稍晚，但發(fā)展迅速，在機器人領(lǐng)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(chǎn)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(chǎn)品的國家。 諧波減速器由波發(fā)生器、柔輪和鋼輪組成。按機械波數(shù)量分類，可分為單波/雙波/三波傳動，剛輪和柔輪的齒數(shù)差應等于機械波的整數(shù)倍，通常取為波數(shù)，目前最常用的為雙波傳動。其中鋼輪為帶有內(nèi)齒圈的剛性圓環(huán)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(fā)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(nèi)圈固定在凸輪上，外圈通過滾珠實現(xiàn)彈性變形成橢圓形。 從結(jié)構(gòu)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(yōu)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%。基于以上優(yōu)勢，諧波減速器可廣泛運用于機器人、數(shù)控機床、光伏設(shè)備、醫(yī)療器械、半導體設(shè)備、航空航天等其他領(lǐng)域。
資料來源：公開資料整理 據(jù)《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(chǎn)品參數(shù)，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）
資料來源：公開資料整理 從 2022 年工業(yè)機器人大國的人口數(shù)量來看，美國/德國總?cè)丝谠鲩L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(shù)量分別同比-0.4%/-0.2%。從人口結(jié)構(gòu)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(nèi)勞動力成本提高，各國工業(yè)自動化滲透率和制造業(yè)機械設(shè)備密度有望逐步提高，或帶動傳動基礎(chǔ)部件減速器的需求持續(xù)上升，預計2026年全球減速器市場規(guī)模可達1766億美元。
資料來源：ReportLinker，觀研天下數(shù)據(jù)中心整理 根據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國減速器行業(yè)發(fā)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(yè)正向著自動化、集成化、智能化及綠色化方向發(fā)展，在疫情的催化作用下，2020 年起中國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)全球市場迎來了快速發(fā)展期，新增安裝量增速維持較高水平，但通過對比各國工業(yè)機器人密度可見，中國與其他國家仍有差距，發(fā)展空間仍然較大。
資料來源：IFR，觀研天下數(shù)據(jù)中心整理 工業(yè)機器人可分為六軸/協(xié)作/SCARA 和 DELTA 機器人，諧波減速器一般用于手臂、腕部或手部關(guān)節(jié)。每臺六軸多關(guān)節(jié)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(xié)作機器人全部關(guān)節(jié)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。考慮到多關(guān)節(jié)機器人靈活性和自由度高，可適應不同的工作環(huán)境和任務，隨著機器人技術(shù)的不斷進步和應用場景的不斷拓展，多關(guān)節(jié)機器人的應用將會更加廣泛，因此單臺用諧波減速器數(shù)量將呈上升趨勢。 不同類型工業(yè)機器人的諧波減速器需求對比
資料來源：公開資料整理 工業(yè)機器人三大核心零部件包括精密減速器、伺服系統(tǒng)及控制器，上述三大零部件在工業(yè)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(lǐng)域；RV減速器多應用于多關(guān)節(jié)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(shù)據(jù)中心整理 特斯拉提出人形機器人計劃，我國政府亦持續(xù)推動其發(fā)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(fā)布 Optimus 原型機，實現(xiàn)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(zhí)行更復雜的任務，實現(xiàn)更為流暢的行走和抓取物品。從計劃到樣機發(fā)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(xiàn)實。 我國對人形機器人的研發(fā)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(chǎn)業(yè)化打下了堅實的理論基礎(chǔ)。目前由于該領(lǐng)域技術(shù)壁壘較高，國內(nèi)研發(fā)人形機器人本體的公司除高校研究機構(gòu)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(nèi)企業(yè)加速布局。2023 年以來，追覓、傅利葉、宇樹科技等相繼發(fā)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(shù)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(zhàn)，且大部分企業(yè)的生產(chǎn)成本仍處于較高水平，不利于量產(chǎn)。為推動產(chǎn)業(yè)化進程，山東、深圳、上海、北京陸續(xù)出臺相關(guān)政策支持人形機器人的創(chuàng)新發(fā)展和規(guī)模化應用。2023 年 9 月 13 日，工信部印發(fā)《關(guān)于組織開展 2023 年未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)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(chuàng)新任務和預期目標，如集成減速器、電機、驅(qū)動器的一體化旋轉(zhuǎn)電驅(qū)動關(guān)節(jié)峰值輸出功率密度應優(yōu)于 600W/kg，峰值力矩密度應優(yōu)于 100N.m/kg。2023 年 10 月 20 日，《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導意見》發(fā)布，明確 2025 年人形機器人創(chuàng)新體系初步建立；2027 年技術(shù)創(chuàng)新能力顯著提升等目標。 我國人形機器人政策總結(jié)
資料來源：公開資料整理 一直以來，日本企業(yè)在減速器市場長期處于壟斷地位，但近幾年國產(chǎn)替代趨勢明確，綠的諧波市占率逐漸提升。
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