被日本垄断的精密减速器，到底牛在哪？

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被日本垄断的精密减速器，到底牛在哪？

2014中国在人工智能机器人有什么成就，和美国日本差距有多大？

RV减速器原理

中大发债价值分析

一、被日本垄断的精密减速器，到底牛在哪？

【机械cax360第423期】全球工业机器人用的精密减速器基本为日本所垄断，最近几年，虽然国内也有量产的RV减速器，但却鲜有国产机器人企业选用，目前中国市场的减速器普遍依赖进口。

▲日本安川机器人挥刀削豌豆

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作为传统的制造强国，德国、意大利、日本等国家的减速机产品在材料、设计水平、质量控制、精度、功率密度、可靠性和使用寿命等方面处于行业领先地位。

减速器在机械传动领域是连接动力源和执行机构之间的中间装置，通常它把电动机、内燃机等高速运转的动力通过输入轴上的小齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，并传递更大的转矩。

在航空航天、机器人和医疗器械等发展的推动下，结构简单紧凑、传递功率大、噪声低、传动平稳的高性能精密减速器需求加大，其中RV减速器和谐波减速器更是精密减速器中重要的两种减速器。

精密减速机，是一种动力传达机构，其利用齿轮的速度转换器，将电机的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的装置。

▲Nabtesco减速机

目前全球能够提供规模化且性能可靠的精密减速器生产企业不多，绝大多数市场份额都被日本企业占据：Nabtesco的RV减速器约占60%，Harmonica的谐波减速器约占15%，还有住友重工(SUMITOMO，未查到比例)。尤其在机器人领域的应用比例，是压倒性的。

▲拆解精密减速机的内部结构

Nabtesco(纳博特斯克)是由帝人精机和纳博克(1956年生产了日本第一个自动门)这两家日本公司强强合并组成。作为运动控制系统和零部件的生产商，这两家公司都在其特定的业务领域，掌握了高端核心技术，控制着很大的市场份额。

作为世界上最大的精密摆线针轮减速机制造商，Nabtesco生产高性能减速机、中空轴减速机，以及单轴伺服执行器和控制器。

其生产的精密设备具有高扭矩、高刚性和高耐过载冲击荷载能力的同时，兼有高精密和非常低的回程间隙，被广泛应用于卫星、雷达天线、工业机器人、半导体和焊接技术等工业自动化领域。

▲工业机器人各关节应用精密减速机

日本Harmonic Drive Systems Inc.(简称HDSI)是整体运动控制的领军企业，其生产的Harmonic Drive组合型谐波减速机，具有轻量小型、无齿轮间隙、高转矩容量等特点，被广泛应用于工业机器人、仿人机器人、半导体液晶生产装置、光伏设备、光学仪器、精密机床等各种尖端领域。

▲谐波减速器内部结构

为了涵盖谐波减速机所不能做到的低减速比领域，HDSI产品还涉及到精密行星齿轮箱型谐波减速机Harmonic Planetary。独特的内齿圈形变工艺，可以使得行星齿轮与其啮合的更紧、消除背隙，已达到精密级的传动误差。

▲ Harmonic Planetary Gears谐波行星减速器

谐波传动减速器是一种靠波发生器使柔性齿轮产生可控弹性变形，并与刚性齿轮相啮合，从头传递运动和动力的齿轮传动系统。

▲ Harmonic Planetary Gears谐波行星减速器

日本住友SUMITOMO是拥有400多年历史的世界500强之一的住友集团旗下的建设机械厂家，住友产品在1967年凭借自身技术，开发研制了第一台液压挖掘机之后，目前世界各地到处活跃着住友液压挖掘机的身影。

▲住友减速机

住友减速机包含各种型号减速机，如住友大型斜齿轮减速箱，住友行星齿轮减速机，住友斜齿轮减速机，住友蜗轮蜗杆减速机等。减速比大，效率高，针齿啮合系套式滚动摩擦，啮合表面无相对滑动，一级减速效率可达94%。

02

作为精密机械工业的一个巅峰之作，减速机的技术门槛非常之高，RV减速机里面完全是由高精度的元件，齿轮相互啮合，对材料科学，精密加工装备，加工精度，装配技术，高精度检测技术提出了极高的要求。

国内企业研发多是通过反向工程获得数据，完全知其然而不知其所以然。所以尽管国内有部分企业在技术水平上取得了重大突破，但国产减速器在精度的保持性、精度寿命和产品寿命上都存在研发难点，各项难点导致国产减速器的一致性较差，产品之间可复制性低。

另一方面，加工制造减速机零部件的设备都非常昂贵，比如美盖勒平面磨床，单价折合人民币就接近千万元。在没有足够的产量支撑下，设备摊销成本高得吓人。

国产精密减速机成本比国外竞争对手高，性能却比对手差，销量当然不好，也不可能实现规模效应，实现盈利。而没有盈利，没有批量就没有足够的资源进行技术改进探索研发，也没有办法形成质量控制，更没有办法改进技术和性能。

目前应用于机器人领域的减速机主要有两种，一种是RV减速器，另一种是谐波减速器。在关节型机器人中，由于RV减速器具有更高的刚度和回转精度，一般将RV减速器放置在机座、大臂、肩部等重负载的位置，而将谐波减速器放置在小臂、腕部或手部。

对于高精度机器人减速器，日本具备绝对领先优势，目前全球机器人行业75%的精密减速机被日本的Nabtesco和HarmonicDrive两家垄断（业界俗称RV减速机和谐波减速机），包括ABB、FANUC、KUKA等国际主流机器人厂商的减速器均由上述两家公司提供。

据行业内部人士透露，ABB、发那科、安川、库卡等国际主流机器人整机厂商均由以上两家日本公司提供减速机，并且与两家公司有着非常苛刻的合作条件，即在使用这两家公司产品时不能再使用别家的产品，否则将解除合作关系。

核心零部件一直限制着中国机器人的快速发展，如果我们想要形成机器人产业化， 摆脱国外机器人企业的掣肘，在机器人领域赢得自主，必须要将减速器国产化加速提上日程。

一、2014中国在人工智能机器人有什么成就，和美国日本差距有多大？

中国人工智能和美国日本的差距基本没有差距。目前大家都在一个水平上。在有些细节上，美国日本有中国没有技术，同时中国也有美国日本没有的技术，但是这些技术都是细节。实现方式的不同。但是就差距来说，基本上这不算是差距，只是不同而已。但是我们仍然要去研究美日的技术，因为有不同，所以通过研究这些不同，可以丰富自己，启发自己的技术。并不是像某些人说的那样美日的技术就多么厉害，中国就多么不行。
中国虽然有这些技术，但是有技术和实现产品是两码事。美国研究出一个技术，立马就很快的投入产品中了，可以说有了技术就等于有了市场，因为人家的产业链好。
而中国的新技术往往很难被发掘，即使你有了技术也没用，等到这个技术用到产品中，往往已经是几年以后的事情了。中国的产业链非常的复杂，产业链的复杂度其实是社会结构的复杂造成的，社会结构的复杂是文化差异造成的，说到根本就是综合国力的差距。

用一个比喻来说，中国人是先买房买车然后结婚生孩子，而美国人是先生孩子，然后结婚，然后买房买车。你说哪个效率高。先进国家就是每升汽油跑1公里，而中国则是跑同样的公里需要更多的汽油，社会复杂度导致了很多能量的浪费。不论是哪个社会，穷人是不可能创造发明的，在美国日本，人人都可以创新，因为人家没有穷人。而在中国，只有有钱人才有可能去创新，穷人太多，你不可能指望一个吃不饱饭的人去当艺术家。当然如果中国的社会结构能达到发达国家的水平，那时候全世界联合起来都不能和中国抗衡了。但是这也只是一个美好的中国梦而已，别忘了虽然你在玩命的追赶，人家也不是站在原地不动等着你。

二、RV减速器原理

RV减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机.内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果，大小齿轮的齿数之比，就是传动比。减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机.内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果，大小齿轮的齿数之比，就是传动比。减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将马达的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。

三、中大发债价值分析

中大转债评级A+、发行规模2.70 亿元，债底保护较弱，预计目前平价下其上市首日获得的转股溢价率在14%-18%区间内，价格为117-122 元。在配售50%的假设下中大转债留给市场的规模为1.35 亿元，测算中签率0.0015%。打新参与没有异议。展望来看，考虑到下游行业应用广泛，减速器、减速电机未来需求将继续保持旺盛。且中国的老龄化现象使自动化生产成为刚需，国家大力推动制造业的智能化改造，作为各类机械产品的重要零部件，减速器、减速电机的需求将会持续增长。
公司主营机械传动与控制应用领域关键零部件的研发、生产、销售和服务，主要产品包括精密减速器、传动行星减速器、各类小型及微型减速电机等，应用于各类机械设备、自动化领域。减速器和减速电机贡献主要业绩。行业层面，减速器市场主要应用于机器人、智能物流、新能源等领域，2020 年中国工业机器人产量同比增长26.81%，高于全球增速，但国内智能化程度尚低于欧美。竞争上，减速器方面，日本纳博特斯克和日本哈默纳科分别垄断了RV 减速器市场和谐波减速器市场，占据75%的市场份额，国内减速机龙头企业国茂股份、宁波东力。外资企业产品价格昂贵、交付周期长、售后服务费用昂贵，且我国RV 减速器和国外产品性能在不断缩小，因此我国高端减速器、减速电机的进口替代趋势势必更加明显。
公司具备研发优势+一体化战略优势+成熟的营销模式。公司掌握多项核心技术和专利，为新产品的研发提供支持。2020 年，公司在研项目共10 个，研发投入占营业收入的5.11%。另外，公司积极扩大精密减速器、减速电机的研发与生产能力，实现驱动器的批量生产，完善减速器+电机+驱动器的一体化机电产品布局。渠道端，公司采用“直销+经销”的销售模式，拓宽产品销售市场。
中大力德实现营收/ 归母净利润7.61/0.70 亿元，同比增长12.48%/33.76%。减速电机/减速器营收同比变动17.93%/-1.51%。公司毛利率/净利率为26.88%/9.26%，同比变动-1.81/1.49pct。毛利率下降主要是公司为获得更多市场份额主动降低减速器价格；疫情影响下毛利率更高的海外业务下滑。21H1 公司实现营收/归母净利润4.93/0.43 亿元，同比增加47.58%/13.10%。