如何看待双环传动未来成长空间？

公司精密减速器厚积薄发，有望打开公司新的成长曲线。

1. 工业机器人精密减速器国产替代加速进行

减速器是一种精密的动力传动机构，其利用齿轮的速度转换器，使伺服电机在一个合适的 速度下运转，提高机械体刚性的同时输出更大的力矩。根据其传动原理将减速器分为两类： 一般齿比减速和少齿差减速。 一般齿比减速：主要依靠输入轴小齿轮和输出轴大齿轮啮合形成的减速，主要包括圆柱齿 轮减速器、蜗轮蜗杆减速器。 少齿差减速：少齿差传动中，两轮的齿数差通常为 1~4，依靠特殊的传动结构或传动级数， 达到较高传动比。少齿差减速器主要包括行星减速器、三环减速器、摆线针轮减速器、谐 波减速器、滤波减速器。

精密减速器被广泛用于工业机器人。精密减速器被广泛应用于工业机器人，技术壁垒高、 成本占比大，是影响机器人性能的核心因素。按照结构主要分为 RV 减速器和谐波减速器， 其他小部分还有行星减速器、摆线针轮减速器。RV 减速器由于具有更高的刚度和回转精 度，一般放置在机座、大臂、肩部等重负载的位置；谐波减速器一般放置于放置在小臂、 腕部或手部。

RV 减速器通常为 2 级减速机构，由第一级行星传动和第二级摆线针轮行星传动组成。主 要结构包括输入轴、行星轮、曲柄轴、摆线轮、针齿轮和行星架；因此兼具行星减速器和 摆线针轮减速器优势，具有传动刚度高、传动比大、传动平稳、惯量小、输出转矩大、体 积小、抗冲击力强等特点。

谐波减速器是基于柔轮的弹性变形原理的一种传动机构，由柔轮、刚轮和波发生器三个基 本构件组成。波发生器可以按照一定的变形规律，在运动过程中产生周期行变形波；柔轮 是一个薄壁构建，前段是一个带齿的圆环，由于柔轮的内壁半径小于波形发生器的半径， 当波发生器装入柔轮前段时，会使得柔轮的前段发生变形，使得柔轮和钢轮接触。刚轮是 一个内侧带齿的结构，由于柔轮和刚轮存在齿数差，当波发生器转动时，柔轮会和刚轮产 生啮合作用。谐波减速器具有结构紧凑、体积小、质量轻、传动比范围大等特点。

全球精密减速器市场被日本两大减速器巨头垄断。日本在高精度机器人减速器具备绝对领 先优势，目前全球机器人行业 75%的精密减速器被日本的纳博特斯克和哈默纳科两家垄断； 其中，纳博特斯克、住友、SPINE 主要集中在 RV 减速器市场，哈默纳科主要集中在谐波减 速器市场。

国产谐波减速器替代趋势相对明显，国产 RV 减速器接受度正在提高。从产品类型来看， 国产谐波减速器替代相对明显，目前已涌现如绿的、来福等优质厂商，2021 年，仅绿的谐 波已达到 25%的市场份额。相较之下，RV 减速器有较高的技术和投资门槛，减速器龙头厂 商纳博特斯克占据一半以上市场份额，剩余竞争格局较为分散，如双环传动、南通振康、 中大力德等开始出现。

通常，多关节机器人第一关节到第四关节全部使用 RV 减速器，轻载工业机器人第五关节 和第六关节有可能使用谐波减速器，重载工业机器人所有关节都需要使用 RV 减速器。平 均而言，每台工业机器人使用 3.5 台 RV 减速器、2.5 台谐波减速器。根据产业调研信息， RV 减速器单价约 3000 元，谐波减速器单价约 1200 元。考虑到我国制造业广阔的自动化 升级空间，预计 2023-25 年我们工业机器人销量增速分别为 10%、15%、15%。不考虑存量 替换，我们预计 2025 年我国工业机器人减速器市场规模 59.5 亿元，其中 RV 减速器、谐 波减速器市场规模分别为 46/13 亿元。

2. 人形机器人有望孕育精密减速器需求新市场

明星科技公司发力人形机器人，掀起智能机器人浪潮。继特斯拉 2022 年在 9 月 30 日 AIDAY 上发布首款人形机器人原型机 Optimus（擎天柱）后，小米于 2022 年 8 月 11 日正式亮相 全尺寸人形仿生机器人 CyberOne。明星科技公司入局人形机器人赛道，将激发更多的人 和资金进入人形机器人相关产业，将加速产业迭代升级。马斯克将人形机器人商业化，应 用于工厂、家庭服务等场景，将促使人形机器人快速发展。

人形机器人相较于工业机器人而言，自由度更多，因而所需的精密减速器数量更多。以特 斯拉 Optimus 人形机器人为例，其躯干部分共有 28 个运动关节方案，其中有 14 个旋转执 行器和 14 个线性执行器。其中旋转执行器主要由无框力矩电机+精密减速器构成。人形机 器人市场爆发有望打开精密减速器新需求。 根据《国内外双足仿人机器人执行器综述》，人形机器人的驱动单元主要包括了刚性驱动、 弹性驱动和准直驱驱动三种，刚性驱动器在双足人形机器人率先应用，设计理论也相对成 熟，在传统的双足机器人、工业机器人、协作机器人和工业精密转台等方面得到广泛应用， 但受到电机装置功率密度限制。弹性驱动器由于弹性体的引入，系统驱动不足，给控制带来了难度，尤其是在机器人前置使用时，机器人整机的运动控制比较难实现。准直驱动驱 动器是最近几年新兴技术，发展迅速，并有很多产品得到应用，但面临机器人断电后，驱 动器回到如何机械零位的问题。

当下刚性驱动单元和弹性驱动单元多采用谐波减速器。根据《国内外双足人形机器人驱动 器研究综述》，当下以传统刚性驱动单元为关节模组的机器人产品中主要采用谐波减速器。 当下刚性驱动单元整体设计方面已经较难有创新，预计未来更多研究集中在电机和减速器 整体优化设计上。

准直驱驱动单元多采用精密行星减速器。准直驱驱动器依靠驱动器电机开环力控，不依赖 于附加力和力矩传感器，就可以本体感知机器人外界的交互。其驱动单元最理想的是采用 电机直接驱动，但受限于当前电机工艺和技术，电机直驱驱动器的扭矩密度不能满足机器 人应用需求，因此目前折中采用电机加低传动比行星减速器方案。当下该种驱动单元已应 用在四足机器人或小型双足机器人中。

人形机器人减速器选择应满足兼具轻小化、较高额定输出扭矩的要求。根据《高扭矩仿人 机器人驱动单元研究》，输出扭矩高的驱动单元往往外形尺寸更大，但在面向多自由度、 小体积仿人机器人应用时会导致关节庞大笨重，严重影响机器人的运动性能；而较小体积 的驱动单元其扭矩密度较小，会导致人形机器人无法胜任负载需求较高的任务，从而限制 机器人应用场景。由驱动单元的情况可以看出对减速器选择上应兼顾输出扭矩高的同时质 量和尺寸更小的要求。因此，在保证小尺寸、质量轻的同时能够额定输出较高扭矩的情况 下，行星减速器、谐波减速器以及 RV 减速器应用符合条件。 海外供应商产能落地节奏偏慢，战略重点不在国内，以全球 RV 减速器龙头为例，目前拥 有日本本津工厂和中国常州工厂两大生产基地，总产能约 100 万台/年。纳博特斯克计划 在滨松市第三都田地区建设新产能，到 2026 年新增 100 万台/年产能，主要产能集中在日 本，国内产能较为紧缺，且扩产速度较慢。相反，国产品牌凭借产品质量提升以及本地化 协同优势，国产替代趋势明显。

3.公司精密减速器业务实力强劲，有望开辟新的成长空间

公司借助高精度齿轮优势，发展 RV 减速器业务，已成为国产实力强劲的 RV 龙头，当下市 占率国内仅次纳博特斯克。公司 2013 年开始布局工业机器人 RV 减速器业务，2016 年小 批量出货，2018 年与埃夫特建立战略合作，形成 10000 套减速器供货协议，目前国内下 游客户主要有新松机器人、埃斯顿、埃夫特等国产机器人厂商，国际客户目前处于沟通阶 段。公司先进研发构筑技术壁垒，已形成工业机器人用全系列 RV 减速器产品。

公司技术储备深厚，产品对标海外龙头纳博特斯克。公司 RV 减速器在精度噪音、使用寿 命等部分性能上与纳博特斯克基本相当。公司享有高精度小偏心曲轴双顶磨削技术、强力 高效摆线磨齿技术等精加工及配套技术。 从 RV 减速器到谐波减速器，形成高精度减速器的全链条产业化能力，机器人减速器业务 收入快速增长。2020 年公司设立子公司环动科技，并将机器人减速器业务划归其下运营， 目前公司已逐步实现 6-1000kg 工业机器人所需精密减速器的全覆盖。借力于 RV 的技术与 市场的协同效益，2018 年公司开始研制谐波减速器，2021 年通过客户验证，2022 年新业 务谐波减速器已形成多个型号产品的批量供货，产品性能获得客户认可。为不断丰富产品类型，环动科技在原有的谐波产品基础上开发出 3 大衍生新型号谐波减速器。2022 年， 环动科技收入 1.76 亿元，同比增长 88%。

引入国家制造业转型升级基金及先进制造产业投资基金等战略投资者，有助于环动科技的 长远健康发展。2023 年 1 月 13 日，公司同意环动科技引入国家制造业转型升级基金股份 有限公司、先进制造产业投资基金二期（有限合伙）、玉环市国有资产投资经营集团有限 公司等共 7 家投资者进行增资扩股，合计增资 2.9 亿元。2023 年 5 月 8 日，自然人吴长 鸿、张靖分别直接持有环动科技 6.7417%、8.7336%的股权，两位股东拟将其直接持有的环 动科技合计 2.3333%股权（其中：吴长鸿转让比例为 1.0000%，张靖转让比例为 1.3333%） 转让给先进制造产业投资基金二期（有限合伙）等共 5 家投资者。两次增资后，公司持有 环动科技约 61.2886%的股份。本次股权转让引入部分投资者作为环动科技的新股东，有 助于进一步优化环动科技股东结构，促进其快速稳健发展。