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精密减速器行业报告:机器人关键部件有望受益人形机器人产业化-240308(37页).pdf

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精密减速器行业报告:机器人关键部件有望受益人形机器人产业化-240308(37页).pdf

1、精密减速器行业报告:精密减速器行业报告:机器人关键部件,有望受益人形机器人产业化机器人关键部件,有望受益人形机器人产业化姚健(证券分析师)李亦桐(证券分析师)S0350522030001S证券研究报告2024年03月08日通用设备请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明2要点摘要要点摘要 减速器是在原动机和工作机之间起着匹配转速和传递扭矩作用的部件,绝大多数工作机负载大、转速低,不适宜用原动机直接驱动,需通过减速器来降低转速、增加扭矩,因此绝大多数的工作机均需要配用减速器。上游主要为齿轮、轴承、箱体等基础零件,上游供应链较为简单;下游行业应用较为广泛,包括工业机器人、精密机床、工程机械、冶金设

2、备、矿山机械等多个行业,具备较强通用性。谐波减速器:谐波减速器传动装置主要由波发生器、柔轮和刚轮组成,波发生器驱动柔轮发生弹性变形,实现错齿运动;齿轮齿形直接决定传动性能;根据科峰智能招股书,中国谐波减速器市场规模2017-2020年CAGR为7.1%;2022年中国谐波减速器市场中,哈默纳科份额为38%,绿的谐波份额为26%,两家总份额64%。精密行星减速器:行星减速器通过太阳轮和行星齿轮的相对运动实现传动变化;根据QYResearch的数据,中国精密行星减速器市场规模2019-2022年CAGR17.1%;2022年中国精密行星减速器市场中,日本新宝占比20.4%,科峰智能占比11.7%,

3、CR5为53.9%。RV减速器:RV减速器主要是由两级减速结构组合而成,包括渐开线行星齿轮传动和摆线针轮行星传动;根据华经产业研究院的数据,中国RV减速器市场规模2018-2021年CAGR为15.9%;2022年中国RV减速器市场中纳博特斯克份额为52%,国产替代空间充足。根据我们测算,我们预计远期全球人形机器人精密减速器市场空间约在29-112亿元之间。风险提示:行业竞争加剧;精密减速器国产替代不及预期;人形机器人研发推广不及预期;制造业复苏不及预期;精密减速器规模化降价不及预期;产品研发不及预期。VYZYYYFVOZBVPZ7N8Q7NpNoOsQmQeRmMpMlOnMpObRrQnN

4、uOnOmPvPsQqM请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明3核心提要核心提要精密减速器减速器原理:改变输出转速、扭矩、承载能力的基础通用部件分类:运动方式可分为定轴、偏心驱动、斜面放大三类供应链:上游供应链较为简单,下游通用性较强工业机器人:2022年减速器占工业机器人价值量的35%,对工业机器人成本影响较高精密减速器谐波减速器RV减速器精密行星减速器原理:波发生器带动柔轮变形,实现错齿运动优点:精度高、传动比大、承载能力高、体积小、重量轻、寿命长、传动平稳、无冲击、噪音小特征:齿轮齿形直接决定传动性能,绿的谐波“P”齿形增强转矩承载市场规模:根据科峰智能招股书,2020年中国谐波减速器

5、市场规模19.3亿元,2017-2020年CAGR为7.1%格局:2022年哈默纳科份额38%,绿的谐波份额26%,二线厂商较多原理:通过中心轮、行星轮相对运动进行传动变化优点:扭矩大、精度可高达1以内、单级传动效率高达97%、质量轻、寿命可长达2万小时、免保养市场规模:根据QYResearch的数据,2022年中国行星减速器市场规模5亿美元,2019-2022年CAGR17.1%格局:中国精密行星减速器市场日本新宝占比20.4%,科峰智能占比11.7%,整体市场较为分散原理:RV减速器主要是由行星齿轮、摆线针轮两级减速结构组合而成优点:传动比范围广至31-171,传动效率高达85%-92%,

6、传动平稳性高,承载能力强,刚性和耐过载冲击性能好,传动精度市场规模:根据华经产业研究院的数据,2021年中国RV减速器市场规模43亿元,2018-2021年CAGR为15.9%格局:纳博特斯克份额52%,国产双环传动份额15%,日本住友及国产的珠海飞马、中大力德、南通振康、智同科技、秦川机床等占据一定份额人形机器人精密减速器市场规模:根据测算,我们预计远期全球人形机器人精密减速器市场空间约在29-112亿元之间人形机器人产业化瓶颈-减速器:不考虑其他硬件,不同减速器方案下,人形机器人毛利率在12.5%-15.6%之间,净利润盈利空间较小相关标的:绿的谐波、国茂股份、中大力德人形机器人应用相关标

7、的请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明41、减速器:改变输出转速、扭矩的基础通用部件、减速器:改变输出转速、扭矩的基础通用部件请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明51.1 减速器:改变转速、扭矩的部件,可分为三大类减速器:改变转速、扭矩的部件,可分为三大类资料来源:国茂股份招股书,国茂股份官网,中大力德招股书,绿的谐波招股书,国海证券研究所 减速器是在原动机和工作机之间起着匹配转速和传递扭矩作用的部件,绝大多数工作机负载大、转速低,不适宜用原动机直接驱动,需通过减速器来降低转速、增加扭矩,因此绝大多数的工作机均需要配用减速器。减速器可分为三个类型:1)通用减速器:模块化、系列化,可广泛

8、应用于各个行业;2)专用减速器:规格以大型、特大型为主,多为非标、行业专用产品;3)精密减速器:回程间隙小、精度较高、使用寿命长,可靠稳定。分类特点公司通用减速器规格以中小型为主,模块化、系列化,可广泛应用于各个行业SEW、西门子、本公司、宁波东力、泰隆、中大力德等专用减速器规格以大型、特大型为主,多为非标、行业专用产品中国高速传动、杭齿前进、重齿等精密减速器回程间隙小、精度较高、使用寿命长,可靠稳定,应用于机器人、数控机床等高端领域哈默纳克、绿的谐波、中大力德等图表:减速器可分为三大类图表:减速器可分为三大类图表:国茂股份图表:国茂股份GFGF系列减速器系列减速器请务必阅读报告附注中的风险提

9、示和免责声明61.2 减速器:运动方式可分为定轴、偏心驱动、斜面放大三类减速器:运动方式可分为定轴、偏心驱动、斜面放大三类资料来源:减速器的分类创新研究梁锡昌等,国海证券研究所 从减速器的运动方式来看,可分为定轴、偏心驱动、斜面放大三类,其中的圆柱齿轮减速器、摆线针轮减速器、行星减速器、谐波减速器等产品技术较为成熟。减速原理举例技术成熟度/市场细分优缺点一般齿比减速圆柱齿轮减速器传统/成熟/占据主要市场减速比不大,体积较大摆线针轮减速器很成熟/中比范围占据主要市场制造工艺复杂,制造精度要求高少齿差减速三环减速器正在试推广阶段/市场份额很小冲击噪声大,安装调整要求高二环减速器技术不成熟/试向市场

10、推广结构简单、速比范围宽,传递功率不能太大三齿轮减速行星减速器技术较成熟减速零件多,径向尺寸大谐波减速谐波减速器技术成熟,结构尚需完善/占据高端市场 结构紧凑,速比范围大,工艺复杂,成本高斜面减速螺旋作动器研究阶段/待推向市场结构紧凑,功率密度高,不适用于全传动活齿减速活齿减速器尚存在关键技术问题待突破/市场上尚无结构紧凑,减速输出机构集成,易发热工质变性磁触变无级减速器研究阶段/市场上尚无振动小、噪声低、无级变速图表:减速器可按照减速原理划分图表:减速器可按照减速原理划分圆柱齿轮减速器减速器定轴偏心驱动斜面放大两轮类三轮类作动器涡轮类减速器摆线针轮减速器三环减速器行星减速器谐波减速器活齿减速

11、器机翼旋转作动器舰船舵机阀用作动器螺旋减速器内驱外驱变形类单齿伸缩图表:减速器可按照运动方式划分图表:减速器可按照运动方式划分请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明71.3 减速器:上游供应链较为简单,下游通用性较强减速器:上游供应链较为简单,下游通用性较强资料来源:中商产业研究院,华经产业研究院,Ofweek,国海证券研究所上游:原材料中游:减速器下游:行业应用轴系部分齿轮、轴、轴承等箱体附件窥视孔和窥视孔盖、通气器、游标尺、起吊装置、放油孔及放油螺塞等通用减速器齿轮减速器、行星减速器、蜗杆涡轮减速器专用减速器工业机器人减速器、汽车减速器、光伏/风电减速器等精密减速器谐波减速器、RV减速器

12、、摆线针轮行星减速器等工业机器人精密机床工程机械混凝土设备纺织设备冶金设备矿山机械环保设备图表:图表:20232023年中国减速器产业链上中下游市场分析年中国减速器产业链上中下游市场分析 上游供应链较为简单上游供应链较为简单,下游通用性较强下游通用性较强。从2023年中国减速器产业链来看,减速器上游主要为齿轮、轴承、箱体等基础零件,上游供应链较为简单;下游行业应用较为广泛,包括工业机器人、精密机床、工程机械、冶金设备、矿山机械等多个行业,具备较强通用性。减速器占工业机器人成本的减速器占工业机器人成本的3535%,对工业机器人成本影响较高对工业机器人成本影响较高。以2022年工业机器人成本拆分为

13、例,减速器占工业机器人成本的35%,高于伺服系统、控制系统、本体,对工业机器人成本影响较高。35%25%10%15%15%减速器伺服系统控制系统本体其他图表:图表:20222022年减速器占工业机器人成本的年减速器占工业机器人成本的35%35%请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明82、精密减速器:差异化的机器人传动部件、精密减速器:差异化的机器人传动部件请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明92.1 谐波减速器:波发生器带动柔轮变形,实现错齿运动谐波减速器:波发生器带动柔轮变形,实现错齿运动资料来源:来福谐波官网,国海证券研究所 谐波传动装置谐波传动装置主要主要由波发生器由波发生器、柔轮

14、和刚轮组成柔轮和刚轮组成。1 1)波发生器波发生器:包括柔性轴承和椭圆形凸轮,通常安装在减速器输入端。柔性轴承内圈固定在凸轮上,外圈通过滚珠实现弹性变形成椭圆形;2 2)柔轮柔轮:带有外齿圈的柔性薄壁弹性体零件,安装在减速器输出端;3 3)刚轮刚轮:带有内齿圈的刚性圆环状零件,通常固定在减速器机体上。波发生器驱动柔轮发生弹性变形波发生器驱动柔轮发生弹性变形,实现错齿运动实现错齿运动。根据来福谐波官网的信息,当波发生器装入柔轮内圆时,柔轮呈椭圆状,使其长轴处轮齿插入刚轮的轮齿槽内,实现完全啮合状态;而短轴处两轮轮齿完全不接触,处于脱开状态。在啮合到脱开的过程中,发生啮入或啮出状态。波发生器连续转

15、动时,迫使柔轮不断变形,使两轮轮齿在进行啮入、啮合、啮出、脱出的过程中改变各自的工作状态,从而实现错齿运动,实现主动波发生器与柔轮的运动传递。图表:谐波减速器由三大部分组成图表:谐波减速器由三大部分组成图表:波发生器带动柔轮变形,实现错齿运动图表:波发生器带动柔轮变形,实现错齿运动请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明102.1 谐波减速器:高谐波减速器:高精度精度、大、大传动比传动比、小型化、小型化资料来源:来福谐波官网,谐波减速器研究现状及问题研究向珍琳等,国海证券研究所 谐波减速器具备多项优点:谐波减速器具备多项优点:1 1)高精度:多齿同时在两个对称位置啮合,齿轮齿距误差和积累齿距误

16、差对旋转精度的影响较为均匀,实现了极高的位置和旋转精度。2 2)大传动比:单级谐波齿轮传动的传动比可达i=30500,结构简单,仅需三个基本零部件在同一轴上,即可实现高减速比。3 3)高承载能力:齿与齿的啮合为面接触,同时啮合齿数众多,导致单位面积载荷小,承载能力远高于其他传动形式。4 4)小体积、轻重量:相较于普通齿轮装置,谐波减速器体积和重量显著降低,实现了小型化和轻量化的设计。5 5)长寿命:谐波减速器具备较长的使用寿命。6 6)平稳传动、无冲击、低噪音:在操作中保持传动平稳,无冲击且噪音水平较低。图表:谐波减速器结构图表:谐波减速器结构图表:谐波减速器运动示意图图表:谐波减速器运动示意

17、图请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明112.1 谐波减速器:齿轮齿形直接决定传动性能谐波减速器:齿轮齿形直接决定传动性能资料来源:谐波减速器研究现状及问题研究向珍琳等,绿的谐波领跑机器人精密谐波减速器李谦,国海证券研究所 齿轮齿形直接决定传动性能齿轮齿形直接决定传动性能。谐波减速器齿轮的齿形是齿轮最核心的部分,直接决定齿轮的传动性能,其他方面的改进主要是在此基础上做局部的优化。哈默纳科哈默纳科“S S”齿形增强抗疲劳强度能力及扭转刚度齿形增强抗疲劳强度能力及扭转刚度。哈默纳科开发具有自主知识产权的“S”齿形,在空载条件下基本实现了连续接触,突破了传统齿形只有在负载条件下才能实现多齿啮合的

18、连续接触的状况;相比于渐开线齿形,在相同传动效率的情况下,同时参与啮合齿数加倍,齿根处的圆角半径增大,使柔轮轮齿的抗疲劳强度能力提升1倍,扭转刚度提高了70%-100%;“S”齿形对柔轮的加工工艺要求较高,生产过程复杂,大幅增加生产的成本。绿的谐波绿的谐波“P P”齿形增强转矩承载齿形增强转矩承载。绿的谐波开发出自主知识产权的“P”齿形;“P”齿形的齿高较低,能承载更大的转矩;齿宽较大,降低了齿根断裂的风险;柔轮变形量较小,柔轮的疲劳寿命得到提高;20%-30%的齿同时参与啮合,齿面比压较小。“P”齿形为获得更大的承载能力,将齿高设计的较低,同时也带来了问题,即谐波减速器运行过程中降低了传动精

19、度。来福谐波来福谐波“”“”齿形增强寿命和平稳性齿形增强寿命和平稳性。浙江来福谐波开发出“”齿形,新产品上全面使用“”齿形,寿命提高超过30%,转矩容量提升超过30%,传动平稳性显著提高。图表:哈默纳科“图表:哈默纳科“S S”齿形”齿形图表:绿的谐波“图表:绿的谐波“P”P”齿形齿形图表:来福谐波“图表:来福谐波“”齿形齿形请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明122.2 行星减速器:通过太阳轮、行星齿轮相对运动进行传动变化行星减速器:通过太阳轮、行星齿轮相对运动进行传动变化资料来源:高功率密度行星减速器设计的关键核心技术综述张建润等,科峰智能招股书,中大力德官网,国海证券研究所 行星减速

20、器通过太阳轮和行星齿轮的相对运动实现传动变化行星减速器通过太阳轮和行星齿轮的相对运动实现传动变化。其主要构成包括行星齿轮、行星架以及太阳轮。在精密行星减速器的工作过程中,通常由伺服电机等原动机驱动太阳轮旋转。太阳轮与行星轮的啮合带动行星轮自转,同时行星轮的另一侧与减速器壳体内壁上的环形内齿圈啮合,使行星轮在自转的同时沿着与太阳轮旋转相同方向在环形内齿圈上滚动,形成围绕太阳轮旋转的“公转”运动。行星轮通过公转驱动行星架旋转,行星架与输出轴连接,从而带动输出轴输出扭矩。一般而言,每个精密行星减速器都配备多个行星轮,这些轮在输入轴和太阳轮的旋转驱动下,同时绕太阳轮旋转,协同输出动力,实现负载的运动。

21、太阳轮和环形内齿圈存在齿数差异,从而实现减速的效果。图表:行星减速器运行原理图表:行星减速器运行原理图表:中大力德行星减速器外观图表:中大力德行星减速器外观图表:精密行星减速器结构图图表:精密行星减速器结构图请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明132.2 行星减速器:动力学设计和相关材料为提升性能的关键行星减速器:动力学设计和相关材料为提升性能的关键资料来源:高功率密度行星减速器设计的关键核心技术综述张建润等,国海证券研究所 目前高功率密度行星减速器的结构和设计技术主要体现以下几个方面:1 1)机电一体化模块式结构:机电一体化模块式结构:设计趋向于将行星减速器与电机装置集成一体,形成机电一

22、体化模块化的整体结构,提高了系统的整体效率和紧凑度,使得设备更易于安装和维护。2 2)动力学设计技术的应用:动力学设计技术的应用:在传统的静力学设计基础上,应用动力学设计技术,提升了行星减速器的设计水平,代表更全面、深入地考虑了运动学和动力学因素,以优化减速器的性能。3 3)新型齿轮材料和工艺的研发:新型齿轮材料和工艺的研发:进行新型齿轮材料的研发,推出热处理新工艺,并开发齿轮加工新技术,以提高齿轮的精度、刚度、强度和寿命。4 4)高效润滑与冷却技术的研究:高效润滑与冷却技术的研究:研究齿轮传动系统的高效润滑与冷却介质,确保在减速器运行过程中保持精度和性能的稳定性,有助于提高系统的可靠性和寿命

23、。图表:行星减速器安全因子云图图表:行星减速器安全因子云图图表:行星减速器系统热变形云图图表:行星减速器系统热变形云图图表:行星减速器传动系统温度场分布图图表:行星减速器传动系统温度场分布图请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明142.3 RV减速器:行星齿轮及摆线针轮两级结构,平稳性较高减速器:行星齿轮及摆线针轮两级结构,平稳性较高资料来源:纳博特斯克产品手册,科峰智能招股书,国海证券研究所 RV减速器主要是由两级减速结构组合而成,包括渐开线行星齿轮传动和摆线针轮行星传动。RV减速器传动平稳性高,承载能力强,刚性和耐过载冲击性能好,传动精度较高。图表:图表:RVRV减速器内部结构减速器内部

24、结构图表:摆线针轮减速器结构图表:摆线针轮减速器结构请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明152.4 精密行星、谐波、精密行星、谐波、RV减速器适用于机器人领域不同场景减速器适用于机器人领域不同场景资料来源:科峰智能招股书,国海证券研究所 根据科峰职能招股书(2023年6月30日)的数据,目前机器人等精密领域主要采用精密行星减速器、谐波减速器、RV减速器三类,针对其不同特性,适用于不同的部位及场景。减速器类别结构特点优点缺点应用领域精密行星减速器体积比较小,主要包括行星轮、太阳轮和内齿圈。精密行星减速器单级传动比都在10以内,且减速级数一般不会超过3级扭矩大、精度可高达1以内、单级传动效率高

25、达97%、质量轻、寿命可长达2万小时、免保养单级传动比范围小移动机器人、新能源设备、高端机床、智能交通等行业的精密传动装置谐波减速器主要包括波发生器、柔轮与刚轮。减速器工作时,波发生器会发生可控变形,同时依靠柔轮、刚轮的啮合传递动力传动精度高,重量和体积小,运转平稳、传动比大传递扭矩相对较小,传动效率低、使用寿命有限机器人中负载较小的小臂、腕部和手部等关节、航空航天、精密加工设备和医疗设备领域RV减速器主要包括两级传动装置,分别为渐开线行星齿轮传动和摆线针轮行星传动传动比范围广至31-171,传动效率高达85%-92%,传动平稳性高,承载能力强,刚性和耐过载冲击性能好,传动精度高结构复杂、制造

26、难度大、成本高机器人中负载较重的机座、大臂、肩部等大关节主要指标精密行星减速器谐波减速器RV减速器传动效率95%70%80%传动精度()1806060传动比3-51230-16030-192.4设计寿命(h)20,0008,0006,000扭转刚度(N m/arcmin)10-3701.34-54.0920-1,176额定输出转矩(N m)40-1,2006.6-921101-6,135噪音(db)656070温升()304045图表:三种精密减速器特点对比图表:三种精密减速器特点对比图表:三种精密减速器参数对比图表:三种精密减速器参数对比请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明163、市场规

27、模、市场规模&格局:精密减速器规模快速增长,外资处于领先地位格局:精密减速器规模快速增长,外资处于领先地位请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明173.1 谐波减速器:中国市场规模谐波减速器:中国市场规模2017-2020年年CAGR为为7.1%资料来源:科峰智能招股书,国海证券研究所 中国谐波减速器市场规模稳健增长中国谐波减速器市场规模稳健增长。根据科峰智能招股书,2020年中国谐波减速器市场规模19.3亿元,2017-2020年CAGR为7.1%,规模维持稳健增长;2025年中国谐波减速器规模41亿元,对应2020-2025年CAGR为16.3%。图表:中国谐波减速器市场规模图表:中国谐

28、波减速器市场规模20年年CAGRCAGR为为7.1%7.1%-20%-10%0%10%20%30%40%50%60%70%05540452001920202021E2022E2023E2024E2025E中国谐波减速器市场规模(亿元)同比请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明183.1 谐波减速器:中国谐波减速器市场两强占比谐波减速器:中国谐波减速器市场两强占比64%资料来源:华经产业研究院,中商产业研究院,国海证券研究所 全球谐波减速器市场呈现全球谐波减速器市场呈现“一强主导一强主导”格局格局。根据华经产业研究院的数

29、据,2021年全球谐波减速器市场中,哈默纳科份额为82%,占据主导,绿的谐波占比7%,呈现“一强主导”格局。中国谐波减速器市场两强占比中国谐波减速器市场两强占比6060%以上以上,存在较多二线厂商存在较多二线厂商。根据中商产业研究院的数据,2022年中国谐波减速器市场中,哈默纳科份额为38%,绿的谐波份额为26%,两家总份额64%;国产二线厂商来福、同川、大族及日本新宝等份额在4%-8%之间。图表:图表:20222022年哈默纳科、绿的谐波在中国谐波减速器市场份额年哈默纳科、绿的谐波在中国谐波减速器市场份额64%64%38%26%8%7%6%4%11%哈默纳科绿的谐波来福新宝同川大族其他图表:

30、图表:20212021年哈默纳科在全球谐波减速器中市场份额年哈默纳科在全球谐波减速器中市场份额82%82%82%7%11%哈默纳科绿的谐波其他请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明193.2 行星减速器:中国市场规模行星减速器:中国市场规模2019-2022年年CAGR17.1%资料来源:QYResearch,科峰智能招股书,国海证券研究所 全球行星减速器市场规模稳健增长全球行星减速器市场规模稳健增长。根据QYResearch数据,2022年全球行星减速器市场规模12.03亿美元,2019-2022年CAGR为9.1%;根据QYResearch预测,2025年全球行星减速器市场规模15.06

31、亿美元,2022-2025年CAGR为7.8%。中国行星减速器市场规模保持快速增长中国行星减速器市场规模保持快速增长。根据QYResearch数据,2022年中国行星减速器市场规模5亿美元,2019-2022年CAGR为17.1%;根据QYResearch预测,2025年中国行星减速器市场规模6.65亿美元,2022-2025年CAGR为10%。亚太占据全球行星减速器市场主导地位亚太占据全球行星减速器市场主导地位。根据QYResearch数据,2022年全球行星减速器市场中亚太占比54.5%,占据主导地位。图表:图表:20年全球行星减速器规模年全球行星减速器规模C

32、AGR9.1%CAGR9.1%54.5%20.5%20.1%2.7%2.2%亚太北美欧洲拉美中东及非洲-5%0%5%10%15%20%25%0510152025全球行星减速器市场规模(亿美元)同比0%5%10%15%20%25%30%35%40%02468101214中国行星减速器市场规模(亿美元)同比图表:图表:20年中国行星减速器规模年中国行星减速器规模CAGR17.1%CAGR17.1%图表:图表:20222022年全球行星减速器市场中亚太占比年全球行星减速器市场中亚太占比54.5%54.5%请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明20资料来源:科峰智能招股

33、书,QYResearch,国海证券研究所 全球精密行星减速器市场以日德厂商为主全球精密行星减速器市场以日德厂商为主。根据QYResearch和科峰智能招股书的数据,2022年全球精密行星减速器市场中,日本新宝、纽卡特、威腾斯坦份额分别为12.9%、10.9%、10.7%,国产精锐科技、科峰智能份额为7.5%、5.4%,以日德厂商为主。中国精密行星减速器市场较为分散中国精密行星减速器市场较为分散。根据QYResearch和科峰智能招股书的数据,2022年中国精密行星减速器市场中,日本新宝占比20.4%,科峰智能占比11.7%,CR5为53.9%。图表:图表:20222022年中国精密行星减速器市

34、场较为分散,日本新宝占比年中国精密行星减速器市场较为分散,日本新宝占比20.4%20.4%20.4%11.7%9.4%7.1%5.3%46.1%日本新宝科峰智能纽氏达特精锐科技利茗其他图表:图表:20222022年全球精密行星减速器市场以日德厂商为主年全球精密行星减速器市场以日德厂商为主12.9%10.9%10.7%7.5%5.4%52.6%日本新宝纽卡特威腾斯坦精锐科技科峰智能其他3.2 精密行星减速器:日德产品为主,精密行星减速器:日德产品为主,CR5为为53.9%请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明213.3 RV减速器:中国市场规模减速器:中国市场规模2018-2021年年CAGR

35、为为15.9%资料来源:华经产业研究院,国海证券研究所 根据华经产业研究院的数据,2020年全球RV减速器市场规模8.57亿美元,呈现一定的周期波动。中国中国RVRV减速器市场规模减速器市场规模20年年CAGRCAGR为为1515.9 9%。根据华经产业研究院的数据,2021年中国RV减速器市场规模43亿元,2018-2021年CAGR为15.9%,增速较快。图表:中国图表:中国RVRV减速器市场规模减速器市场规模20年年CAGRCAGR为为15.9%15.9%-20%-10%0%10%20%30%40%50%60%70%051015

36、202530354045502001920202021中国RV减速器市场规模(亿元)同比图表:全球谐波减速器市场规模呈现一定的周期波动图表:全球谐波减速器市场规模呈现一定的周期波动-20%-15%-10%-5%0%5%10%15%20%25%024687201820192020全球RV减速器市场规模(亿美元)同比请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明22资料来源:中商产业研究院,GGII,国海证券研究所 纳博特斯克占据纳博特斯克占据RVRV减速器市场主导减速器市场主导,国产替代空间充足国产替代空间充足。根据中商产业研究院和GGII的数据,2021年

37、中国RV减速器市场中纳博特斯克份额为53%,国产双环传动份额为14%,日本住友及国产的珠海飞马、中大力德、南通振康、智同科技、秦川机床等占据一定份额,国产替代空间充足。图表:图表:20212021年中国年中国RVRV减速器市场中纳博特斯克占比减速器市场中纳博特斯克占比52%52%3.3 RV减速器:纳博特斯克占据中国市场主导,国产替代空间充足减速器:纳博特斯克占据中国市场主导,国产替代空间充足53%14%5%4%4%3%3%2%12%纳博特斯克双环传动住友珠海飞马中大力德南通振康智同科技秦川机床其他请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明234、人形机器人:精密减速器增量可期,成本及产能为瓶颈

38、、人形机器人:精密减速器增量可期,成本及产能为瓶颈请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明244.1 预计远期全球人形机器人精密减速器市场空间约在预计远期全球人形机器人精密减速器市场空间约在29-112亿之间亿之间资料来源:TeslaAIDay2022,爱采购,盖世汽车,国海证券研究所 根据TeslaAIDay的信息,参考TeslaBot结构,假设单台人形机器人需要14个旋转关节,1)假设每个关节需要1个精密减速器;2)假设两种方案,方案一全部使用谐波减速器,方案二在肩部、腕部精度要求较高的部分采用谐波减速器,腰部、髋部采用精密行星减速器;3)年出货量分为保守(25万台)、中性(50万台)、乐

39、观(100万台)进行测算;4)假设规模效应下,减速器价格有所下降。根据我们测算根据我们测算,我们预计方案一中远期全球人形机器人减速器市场规模在我们预计方案一中远期全球人形机器人减速器市场规模在亿元之间亿元之间,方案二中市场规模在方案二中市场规模在2929-9191亿元亿元之间之间。方案一:谐波减速器方案二:谐波减速器+精密行星减速器保守中性乐观保守中性乐观人形机器人出货量(万台)25501002550100人形机器人旋转关节数量(个/台)4谐波减速器数量(个/台)141414888精密行星减速器数量(个/台)-666谐波减速器单价(元/个)10009

40、008001000900800精密行星减速器单价(元/个)-600500450谐波减速器需求量(万个)35070000精密行星减速器需求量(万个)-150300600谐波减速器市场规模(亿元)35.063.0112.020.036.064.0精密行星减速器市场规模(亿元)-9.015.027.0人形机器人减速器市场规模(亿元)35.063.0112.029.051.091.0肩部3X2腕部1X2腰部2髋部2X2图表:预计远期全球人形机器人精密减速器市场空间约在图表:预计远期全球人形机器人精密减速器市场空间约在亿之间亿之间图表图表:假设:假设Tesla

41、Bot14TeslaBot14个旋转关节个旋转关节请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明254.2 减速器降本对人形机器人利润率影响有限减速器降本对人形机器人利润率影响有限资料来源:钱江晚报,TeslaAIDay2022,国海证券研究所 参考前文假设,在不考虑其他硬件降本的情况下,以谐波减速器价格为1000元/个计算,假设减速器成本占比10%,则其他成本约为12.6万元,并假设人形机器人16万元/台售价(参考TeslaBot2万美元的售价目标),计算减速器影响下的毛利率弹性。根据测算结果,不考虑其他硬件降本情况下,不同减速器方案下,人形机器人毛利率在12.5%-15.6%之间,实际的净利润盈

42、利空间较小;人形机器人实际量产、盈利,仍需要其他硬件部分的降本。方案一方案二保守中性乐观保守中性乐观人形机器人旋转关节数量(个/台)4谐波减速器数量(个/台)141414888精密行星减速器数量(个/台)-666谐波减速器单价(元/个)000900800精密行星减速器单价(元/个)-600500450谐波减速器成本(元/台)06400精密行星减速器成本(元/台)-360030002700人形机器人减速器成本(万元/台)1.41.31.11.21.00.9减速器成本占比10.0%9.1%8.2%8.4%7.5

43、%6.7%其他成本(万元/台)12.612.612.612.612.612.6人形机器人成本(万元/台)14.013.913.713.813.613.5人形机器人售价(万元/台)16.016.016.016.016.016.0毛利率12.5%13.4%14.3%14.0%14.9%15.6%图表:减速器降本对人形机器人利润率影响有限图表:减速器降本对人形机器人利润率影响有限请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明265、相关标的、相关标的请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明275.1 绿的谐波:长期业绩快速增长,短期承压受绿的谐波:长期业绩快速增长,短期承压受下游景气下游景气波动影响波动影

44、响资料来源:Wind,国海证券研究所 长期业绩快速增长长期业绩快速增长,下游景气影响公司业绩短期承压下游景气影响公司业绩短期承压。绿的谐波2023年前三季度营业收入2.54亿元,同比-26.3%,2018-2022年CAGR为19.4%;2023年前三季度归母净利润0.73亿元,同比-43.4%,2018-2022年CAGR为24.3%,2023年前三季度业绩短期承压,主要为工业机器人需求放缓所致。利润率短期存在压力利润率短期存在压力。2023年前三季度毛利率41.7%,同比-9.4pct,归母净利率28.5%,同比-8.6pct,受下游影响利润率短期存在压力。图表:公司图表:公司201820

45、18-20222022年营业收入年营业收入CAGR19.4%CAGR19.4%0%10%20%30%40%50%60%20020202120222023Q1-Q3毛利率归母净利率-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.020020202120222023Q1-Q3营业收入(亿元)同比-60%-40%-20%0%20%40%60%80%100%120%140%0.00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0200202021202

46、22023Q1-Q3归母净利润(亿元)同比图表:公司图表:公司20年归母净利润年归母净利润CAGR24.3%CAGR24.3%图表:公司毛利率水平维持图表:公司毛利率水平维持40%40%以上高位以上高位请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明285.1 绿的谐波:国内谐波减速器龙头,深耕机器人领域绿的谐波:国内谐波减速器龙头,深耕机器人领域资料来源:Wind,绿的谐波招股书,华经产业研究院,中商产业研究院,国海证券研究所 国内谐波减速器龙头国内谐波减速器龙头,主持编制谐波减速器国家标准主持编制谐波减速器国家标准。绿的谐波为国内谐波减速器龙头,在全球/中国谐波减速器

47、的市场份额分别为7%/24.7%,仅次于哈默纳科;2014年,公司参与起草编制GB/T30819-2014机器人用谐波齿轮减速器国家标准。深耕机器人领域深耕机器人领域,下游覆盖国内外头部厂商下游覆盖国内外头部厂商。2022年绿的谐波收入中机器人占比81%,占据主导,公司下游覆盖埃斯顿、埃夫特、新松、广州数控、ABB、通用电气等国内外机器人头部厂商。谐波减速器产能持续扩张谐波减速器产能持续扩张。绿的谐波谐波减速器产能于2019年达到9万台,IPO募投“年产50万台精密减速器”项目,2023年定增募投中进一步新增100万台谐波减速器年产能;总规划产能约159万台谐波减速器年产能。图表:图表:202

48、22022年绿的谐波收入中机器人占比年绿的谐波收入中机器人占比81%81%81.0%9.5%6.0%2.8%0.8%机器人机械装备数控机床医疗器械其他图表:绿的谐波产能规划图表:绿的谐波产能规划201720182019IPO后2023年3月定增后谐波减速器产能(万台)79959159新增谐波减速器产能(万台)2050100请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明295.2 国茂股份:“弱复苏”背景下,业绩略有承压国茂股份:“弱复苏”背景下,业绩略有承压资料来源:Wind,国海证券研究所 20232023年前三季度业绩略有承压年前三季度业绩略有承压。国茂股份2023年前三季度营业收入20.11亿

49、元,同比-1.1%,2018-2022年CAGR为11.2%;2023年前三季度归母净利润2.66亿元,同比-8.6%,2018-2022年CAGR为17.4%,公司业绩短期略有承压。20232023年前三季度利润率水平基本维持稳定年前三季度利润率水平基本维持稳定。2023年前三季度毛利率26.2%,同比+0.1pct,归母净利率13.2%,同比-1.1pct,基本维持稳定。图表:公司图表:公司20年营业收入年营业收入CAGR11.2%CAGR11.2%0%5%10%15%20%25%30%35%20020202120222023Q1-Q3毛

50、利率归母净利率-15%-10%-5%0%5%10%15%20%25%30%35%40%0.05.010.015.020.025.030.035.020020202120222023Q1-Q3营业收入(亿元)同比-20%-10%0%10%20%30%40%50%60%70%0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.020020202120222023Q1-Q3归母净利润(亿元)同比图表:公司图表:公司20年归母净利润年归母净利润CAGR17.4%CAGR17.4%图表:图表:20232023年前三季度

51、公司毛利率维持平稳年前三季度公司毛利率维持平稳请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明305.2 国茂股份:积极延伸精密减速器业务,有望加速业绩放量国茂股份:积极延伸精密减速器业务,有望加速业绩放量资料来源:国茂股份公告,摩多利传动官网,国海证券研究所 国内通用减速器龙头国内通用减速器龙头。国茂股份为国内通用减速器领域龙头,在减速器及齿轮传动领域积累较深。积极延伸精密减速器业务积极延伸精密减速器业务。国茂股份积极延伸业务至精密减速器领域,2021年公司成立子公司国茂精密,并且收购安徽聚隆机器人、聚隆启帆精密传动的部分业务及资产收购,布局RV减速器及谐波减速器业务;2023年11月,公司收购国内

52、行星减速器龙头摩多利传动65%股权,布局精密行星减速器业务;摩多利传动精密行星减速器应用于激光切割机、数控机床、机器人等中高端装备领域,并于2016年成立法国合资公司ReckonDrivesInternational,向海外高端客户推广产品;根据公告业绩承诺,交易业绩承诺期为2023年、2024年和2025年,摩多利传动公司承诺在此期间实现的扣非归母净利润分别不低于2,100万元、4,400万元和7,200万元,对应每个会计年度。图表:摩多利精密行星减速器图表:摩多利精密行星减速器请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明315.3 中大力德:中大力德:2023年前三季度业绩逆势增长年前三季度业

53、绩逆势增长资料来源:Wind,国海证券研究所图表:中大力德图表:中大力德20年营业收入年营业收入CAGR10.6%CAGR10.6%0%5%10%15%20%25%30%35%20020202120222023Q1-Q3毛利率归母净利率-10%-5%0%5%10%15%20%25%30%0.02.04.06.08.010.012.020020202120222023Q1-Q3营业收入(亿元)同比-40%-30%-20%-10%0%10%20%30%40%0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.92017

54、2002120222023Q1-Q3归母净利润(亿元)同比图表:中大力德归母净利润呈现波动图表:中大力德归母净利润呈现波动图表:图表:20232023年前三季度中大力德利润率有所承压年前三季度中大力德利润率有所承压 20232023年前三季度业绩逆势增长年前三季度业绩逆势增长。公司2023年前三季度营业收入8.22亿元,同比+22.9%;2023年前三季度归母净利润0.57亿元,同比+34.5%;业绩逆势增长。利润率基本维持稳定利润率基本维持稳定。2023年前三季度毛利率22.2%,同比-1.4pct,归母净利率7.0%,同比+0.6pct,利润率基本维持稳定;归母净利率

55、与毛利率的差异主要源于2022年计提可转债费用带来的财务费用基数影响。请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明325.3 中大力德:产品线完善,精密减速器为核心业务中大力德:产品线完善,精密减速器为核心业务资料来源:Wind,中大力德2022年年报,国海证券研究所 业务丰富业务丰富,产品线完善产品线完善。公司产品覆盖精密减速器、传动行星减速器、小型及微型减速电机等,客户包括诺力股份、杭叉集团、OTC、新松等公司,产品线完善。精密减速器为核心业务精密减速器为核心业务,已覆盖机器人减速器产品已覆盖机器人减速器产品。2022年公司精密减速器收入占比22.6%,为公司核心业务。图表:图表:202220

56、22年中大力德收入中精密减速器占比年中大力德收入中精密减速器占比22.6%22.6%41.6%22.6%34.2%0.4%1.2%减速电机精密减速器智能执行单元配件其他请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明336、风险提示、风险提示请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明346 风险提示风险提示 制造业复苏不及预期;制造业复苏不及预期;减速器的下游应用领域广泛,需求端与制造业周期相关性较强,制造业复苏不及预期会影响减速器需求景气度。人形机器人研发推广不及预期;人形机器人研发推广不及预期;下游人形机器人的研发与推广进度未能达到预期,可能会对精密减速器需求造成影响,从而影响到精密减速器市场景气度

57、。行业竞争加剧;行业竞争加剧;精密减速器行业的竞争日益激烈,需关注行业竞争的加剧可能带来的价格战风险。精密减速器国产替代不及预期;精密减速器国产替代不及预期;国产精密减速器企业仍面临外资产品的竞争,国产替代进程不及预期,可能会影响到国产减速器企业的业绩放量。精密减速器规模化降价不及预期;精密减速器规模化降价不及预期;精密减速器市场规模化降价未达预期,可能影响到下游人形机器人等行业的盈利水平,进而影响到人形机器人等新兴产品的上市。产品研发不及预期;产品研发不及预期;产品研发不及预期,可能导致精密减速器在各细分领域的放量。请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明35研究小组介绍研究小组介绍姚健,李

58、亦桐,本报告中的分析师均具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格并注册为证券分析师,以勤勉的职业态度,独立,客观的出具本报告。本报告清晰准确的反映了分析师本人的研究观点。分析师本人不曾因,不因,也将不会因本报告中的具体推荐意见或观点而直接或间接收取到任何形式的补偿。分析分析师承师承诺诺行业投资评级行业投资评级国海证券投资评级标准国海证券投资评级标准推荐:行业基本面向好,行业指数领先沪深300指数;中性:行业基本面稳定,行业指数跟随沪深300指数;回避:行业基本面向淡,行业指数落后沪深300指数。股票投资评级股票投资评级买入:相对沪深300指数涨幅20%以上;增持:相对沪深300指数涨幅介于

59、10%20%之间;中性:相对沪深300指数涨幅介于-10%10%之间;卖出:相对沪深300指数跌幅10%以上。机械小组介绍机械小组介绍姚健,复旦大学财务学硕士,7年证券从业经验,现任国海证券机械首席分析师,主要覆盖锂电设备、光伏设备、激光、检测检验、工业机器人、自动化、工程机械等若干领域,专注成长股挖掘。李亦桐,美国宾夕法尼亚大学硕士,哈尔滨工业大学学士,现任国海证券机械分析师,主要覆盖通用自动化、刀具、工控等领域。请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明36免责声明和风险提示免责声明和风险提示免责声明免责声明市场有风险,投资需谨慎。投资者不应将本报告为作出投资决策的唯一参考因素,亦不应认为本

60、报告可以取代自己的判断。在决定投资前,如有需要,投资者务必向本公司或其他专业人士咨询并谨慎决策。在任何情况下,本报告中的信息或所表述的意见均不构成对任何人的投资建议。投资者务必注意,其据此做出的任何投资决策与本公司、本公司员工或者关联机构无关。若本公司以外的其他机构(以下简称“该机构”)发送本报告,则由该机构独自为此发送行为负责。通过此途径获得本报告的投资者应自行联系该机构以要求获悉更详细信息。本报告不构成本公司向该机构之客户提供的投资建议。任何形式的分享证券投资收益或者分担证券投资损失的书面或口头承诺均为无效。本公司、本公司员工或者关联机构亦不为该机构之客户因使用本报告或报告所载内容引起的任

61、何损失承担任何责任。风险提示风险提示本报告版权归国海证券所有。未经本公司的明确书面特别授权或协议约定,除法律规定的情况外,任何人不得对本报告的任何内容进行发布、复制、编辑、改编、转载、播放、展示或以其他任何方式非法使用本报告的部分或者全部内容,否则均构成对本公司版权的侵害,本公司有权依法追究其法律责任。郑重声明郑重声明本报告的风险等级定级为R2,仅供符合国海证券股份有限公司(简称“本公司”)投资者适当性管理要求的的客户(简称“客户”)使用。本公司不会因接收人收到本报告而视其为客户。客户及/或投资者应当认识到有关本报告的短信提示、电话推荐等只是研究观点的简要沟通,需以本公司的完整报告为准,本公司

62、接受客户的后续问询。本公司具有中国证监会许可的证券投资咨询业务资格。本报告中的信息均来源于公开资料及合法获得的相关内部外部报告资料,本公司对这些信息的准确性及完整性不作任何保证,不保证其中的信息已做最新变更,也不保证相关的建议不会发生任何变更。本报告所载的资料、意见及推测仅反映本公司于发布本报告当日的判断,本报告所指的证券或投资标的的价格、价值及投资收入可能会波动。在不同时期,本公司可发出与本报告所载资料、意见及推测不一致的报告。报告中的内容和意见仅供参考,在任何情况下,本报告中所表达的意见并不构成对所述证券买卖的出价和征价。本公司及其本公司员工对使用本报告及其内容所引发的任何直接或间接损失概

63、不负责。本公司或关联机构可能会持有报告中所提到的公司所发行的证券头寸并进行交易,还可能为这些公司提供或争取提供投资银行、财务顾问或者金融产品等服务。本公司在知晓范围内依法合规地履行披露义务。心怀家国,洞悉四海国海研究深圳国海研究深圳深圳市福田区竹子林四路光大银行大厦28F邮编:518041电话:国海研究上海国海研究上海上海市黄浦区绿地外滩中心C1栋国海证券大厦邮编:200023电话:国海研究北京国海研究北京北京市海淀区西直门外大街168号腾达大厦25F邮编:100044电话:国海证券国海证券研究所研究所机械研究机械研究团队团队

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