從特斯拉 Optimus 看減速機 (器) 商機

 人形機器人與傳統工業機器人在外觀上區別較大, 但基本傳動原理相差無幾. 傳統工業機器人的零部件主要分為驅動部件, 控制器和結構件等. 其中驅動部件應用於各活動關節, 主要包括減速器, 伺服電機等; 控制器如關節控制器, 處理器等.

驅動部件中, 減速器是技術壁壘最高的機器人關鍵零部件, 伺服電機是影響機器人工作性能的主要因素. 完整的伺服系統包括伺服驅動器, 伺服電機和編碼器三個重要部件. 傳動系統核心零部件: 減速電機, 滾珠螺桿, 齒形帶, 減速器.

減速器可以通過降低轉速而提高扭矩, 以傳遞較大的負荷, 克服伺服電機功率有限導致輸出的扭矩較小的缺陷. 根據構架和傳動原理的不同, 減速器可分為 RV 減速器, 諧波減速器, 行星減速器和擺線針輪減速器等.

減速機廣泛應用於各行各業, 起重運輸, 水泥建材和重型礦山為核心應用. 從產業鏈角度看, 減速機行業上游包括設備制造商, 零部件生產企業以及原材料企業, 行業中游為通用減速機制造商和專用減速機生產商, 下游為減速機的各種應用.

全球工業減速機產品主要分為通用減速機和專用減速機兩大類. 通用減速機適用於各下游行業, 規格以中小型為主, 產品呈現模組化, 系列化的特點; 專用減速機適用於特定行業, 規格以大型, 特大型為主, 多為非標, 定制化產品.

與通用減速器比, 機器人關節減速器需要具有傳動鏈短, 體積小, 功率大, 質量輕和易控制等特點, RV 減速器和諧波減速器是機器人較為常用的類型. RV 減速器體積大, 負載重, 多用於大臂, 肩部等大關節; 諧波減速器體積小, 負載輕, 多用於腕部, 手部等小關節.

傳統 6 軸機械臂中, 通常使用 4 個 RV 減速器和 2 個諧波減速器.  Optimus 機器人雙臂/雙腿/雙手分別有12 個自由度, 頸部/軀幹分別有 2 個自由度. 參考配有 44 個自由度的 NASAValkyrie 機器人關節分配, 我們推算一台人形機器人的 RV/諧波/行星減速器用量分別為4/24/12 個.

中國諧波減速機廠商逐漸打破日本壟斷, 形成中日雙寡頭的行業格局; RV 減速器方面中國廠商的市占率同樣大幅提升. 開源證券認為, 中國減速器進入特斯拉產業鏈確定性最大, 目前中國廠商已實現工藝突破, 國產諧波, RV 減速器接受度不斷提高.

台灣的減速器 (機) 概念股上市的有 "上銀" (諧波式/營收占比低), "台灣精銳" (行星式/營收占比高), "宇隆" (行星式/新發表), "台達電" (行星式/營收占比低), "和椿" (代理商), "羅昇" (代理商).  未上市有 "利茗", "銀泰", " 盟英" (利盟與工研院合作), "東培" 等.