机械设备深度报告:谐波减速器—机器人轻负载关节的核心传动部件.pdf

谐波减速器是机器人领域传动的核心。减速器是机械行业中应用
极为广泛的元件,连接并调和动力源与执行机构,其核心指标包含减速比、传动效率、精度、寿命等。谐波减速器相较传统减速器结构简单,使得其体积小、传动比大,适用于机器人的小关节场景。谐波减速器的核心原理在于刚轮与柔轮之间的错齿运动。一般情况下,柔轮会比刚轮少两个齿,通过调整柔轮和刚轮的相对齿数,可以获得不同的传动比。谐波减速器具有体积小、重量轻、承载能力大、传动精度高、反向传动无间隙、单级传动比大、高扭矩等优点。下游工业机器人领域的应用中,以谐波与RV减速器为主流,谐波相较来说在小臂、腕部、手部等部位更具优势。人形机器人中轻负载的关节主要会需求谐波减速器,每台人形机器人上需要配备14台谐波减速器。
行业市场规模稳健成长,国产替代正当时。中国谐波减速器整体市场规模有望突破30亿,下游应用主要为工业机器人和数控机床等。海外龙头哈莫纳科市场份额最大,但国产品牌正加紧实现国产替代。下游工业机器人市场的应用需求稳步增长。人形机器人规模化量产应用,有望打开谐波减速器巨大增量市场。作为技术密集产业,原材料及制造工艺尚需突破。谐波减速器行业技术壁垒较高,柔轮材料、齿形及轴承工艺是决定产品性能的核心点。针对行业技术壁垒,国产品牌正在不断追赶并有所收获。
人形机器人开始规模化量产落地,谐波减速器作为核心标品部件将迎来较大成长机遇。如谐波减速器之类技术含量较高的标品部件,就会形成有效的市场化竞争,最终跑出行业新龙头。重点关注标的:绿的谐波、昊志机电、丰立智能、国茂股份。相关标的还有双环传动和中大力德,都是精密减速器领域中的领先企业,不过这两家公司的产品以RV减速器为主。
● 风险提示:
人形机器人规模化不及预期风险;谐波减速器降本不达预期风险;人形机器人产业竞争加剧风险;产品技术突破受阻风险。减速器是机械行业中应用极为广泛的元件,连接并调和动力源与执行机构,其核心指标包含减速比、传动效率、精度、寿命等。工业场景中一般负载较大但需求精度不高,多应用圆柱齿轮减速器、三环减速器、蜗轮蜗杆和摆线针轮减速器;我们所关注的人形机器人应用场景精度要求极高,现阶段实现规模应用的高精度场景主要包括工业机器人、数控机床、航空航天等领域,一般会应用精密齿轮减速器、谐波减速器或RV减速器。针对于精度要求高的场景,部分主流减速器的对比情况如下图所示:谐波减速器相较传统减速器结构简单,使得其体积小、传动比大,适用于机器人的小关节场景。谐波减速器的结构主要包含波发生器、柔轮和刚轮三部分,波发生器内圈固定在椭圆形凸轮上,外圈是柔性轴承与输入轴相连,通过滚珠发生弹性形变;柔轮采用柔性金属材料制成,一端开口部外圈有齿,另一端大部分封闭形成薄杯状;刚轮使用刚性材料制成,内圈有齿。三部分可以任意固定其一,

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