2024年绿的谐波研究报告：新产品+新场景，引领机电一体化行业发展

1 国内谐波减速器领军企业，增量空间广阔

1.1 技术研发及创新

公司是国内为数不多可以自主研发并实现规模化生产的谐波减速器厂商，领先 布局机电一体化产品结构，深耕二十余年打破国外技术垄断。苏州绿的谐波传动科 技股份有限公司成立于 2011 年，是一家致力于精密谐波传动装置研发、设计、生产 和销售的高新技术企业。公司的核心业务包括谐波减速器、机电一体化执行器及精 密零部件，这些产品广泛应用于工业机器人、服务机器人、数控机床、医疗器械、半 导体生产设备及新能源装备等高端制造领域。作为机器人核心部件的谐波减速器， 被比喻为“运动关节”，绿的谐波在该领域的国内市场占有率超过 60%（自主品牌机 器人用），打破了国际品牌的垄断，被誉为“机器人关节第一股”。公司自 2003 年起， 核心团队便专注于机器人用精密谐波减速器的基础理论研究，并在国内率先突破技 术瓶颈。绿的谐波已入选国家第一批专精特新“小巨人”企业和国家制造业单项冠 军示范企业，于 2020 年 8 月 28 日成功在上交所科创板上市，证券代码 688017。 公司发展归纳为三个阶段：（1）初创期（2003-2009）： 跳出传统渐开线齿形设 计理论，运用有限元设计方法对谐波传动进行数学建模，将 3D 仿真引入谐波齿形设 计，制造出第一台谐波减速器的原型机，并建立企业检验测试中心，开始对谐波减 速器进行评价和测试。（2）成长期（2009-2019）：主持编制 GB/T 30819-2014《机 器人用谐波齿轮减速器》国家标准并于 2014 年底正式实施；相继推出精密谐波减速 器产品系列 19 个，完成 10 万台产销目标；年产 50 万台的生产基地开始动工。（3） 扩张期（2019-至今）：新一代三次谐波减速器“Y 系列”问世；2020 年在科创板上 市；2023 年提交定增计划，计划募集 20.3 亿元，建设 100 万谐波减速器产能， 20 万机电一体化产品产能。

从技术层面来看，公司在谐波减速器的结构设计、齿形研究、啮合原理、传动精 度、疲劳寿命、振动噪声抑制及精密加工等方面持续投入研发。同时，公司在抗磨新 材料、润滑新技术、轴承优化、齿廓修形和材料处理等领域拥有核心技术。研发能力方面，公司已通过 ISO9001 及 ISO14001 国际质量体系认证，拥有 117 项发明专利和 126 项实用新型专利，并且是多项国家精密减速器标准的主要起草单位。公司与上海 交通大学、浙江大学苏州工业技术研究院、东南大学等合作，设立了浙大绿的谐波 传动实验室、机器人驱动技术联合工程研发中心、机器人与数控机床技术联合研发 中心，并建立了江苏省博士后创新实践基地等研发机构。 在产品扩建和研发方面，公司计划通过上市募资，投资 6.31 亿元用于年产 50 万台精密谐波减速器的生产扩建，以升级生产线，降低开发和制造成本；同时，投入 0.83 亿元用于研发中心升级，以全面提升公司的研发能力。

1.2 公司注重优化产业架构，团队以专业化为主

实控人持股比例较高；核心团队稳定、员工人数不断扩大；业务分工明确。公司 的实控人左昱昱、左晶，二人系兄弟关系并为一致行动人，合计持有公司 40.84%的 股份。左昱昱先生毕业于南京大学物理学专业，自 1999 年起在恒加金属工作，2003 年开始在恒加金属的基础上组建团队，自主开展谐波传动理论与技术的研究。自 2011 年至今，他担任绿的谐波的执行董事和董事长。左晶先生毕业于中央党校的经 理管理专业，拥有多年政府部门的工作经验，自 2014 年至今担任公司副董事长。左 氏兄弟形成了“技术+管理”的架构，股权结构明确，控制主体稳固且高效。 公司核心团队稳定，自上市以来的三年内员工总数增加了 300 人，目前保持在 约 900 人左右。公司计划在未来三年内大幅扩展研发、销售和管理团队。公司旗下 拥有恒加金属、开璇智能、麻雀智能和钧微动力等多个业务平台。其中恒加金属专 注于生产精密金属零部件；开璇智能主要从事旋转执行器、数控转台（第四轴和第 五轴）、谐波减速模组、EtherCAT 总线型伺服驱动器、无框力矩电机等产品的研发 与生产；麻雀智能致力于数据与自动化技术创新，为企业提供智能制造系统解决方 案、产品和服务；钧微动力专注于设计、研发并生产电液伺服阀、机器人用电液伺服 驱动关节和伺服控制器。这些平台共同推动公司在各自领域的持续创新与发展。

1.3 业绩长期向好

从营业收入来看，公司在 2019 至 2023 年间的年均复合增长率（CAGR）达到 了 17.62%。这种增长主要得益于下游行业对工业机器人、数控机床、医疗器械及新 能源设备等高端装备需求的激增。然而，自 2022 年以来，3C 电子产品和半导体行 业等市场需求持续低迷，（根据公司 2023 年年报信息）根据国家统计局数据 2023 年 国内工业机器人产量 42.95 万套，同比减少了 2.2%。受此影响，公司 2022 年的营 业总收入基本与 2021 年持平。尽管如此，随着公司在 2023 年 4 月与三花智控合资 在墨西哥建厂，并积极布局以人形机器人为代表的移动机器人产业，以及启动北美 和欧洲两大海外研发和生产基地，未来的营收增长潜力依然强劲。在归母净利润方 面，公司在 2019 至 2023 年间的年均复合增长率为 9.7%。尽管 2020 至 2021 年间 归母净利润同比增长了 130.56%，但随着下游行业对相关产业链需求的放缓，以及公司在品牌建设、海内外宣传推广活动等方面的投入增加，2022 年的归母净利润降 至 1.55 亿元，同比下降约 18%。

利润率持续下降，机电一体化成为新增长点。受全球经济放缓、俄乌冲突、巴以 冲突等众多不利环境影响，公司毛利率和净利率均出现一定程度下滑。公司毛利率 和净利率均于 2021 年达到高点，分别为 52.52%和 42.87%，但受到下游市场和宏 观环境等多方面因素影响，后两年均有一定下降。随着公司机电一体化产品的不断 成熟，营收占比持续增加，预计未来整体利润率有望反弹。 根据同花顺 iFinD 数据，2019-2023 公司期间费用分别为 4,564.39 万元、3,539.1 万元、4,906.05 万元、5,433.03 万元、5820.75 万元，占比分别为 24.54%、16.31%、 11.07%、12.18%、16.34%。公司的期间费用包括销售费用、管理费用、研发费用和 财务费用，其中职工薪酬、广告费、股份支付费等占期间费用比例较大，是影响期间 费用的主要因素。

2 精密减速器：全球化已成趋势，国产化已成必 然，多元化已成刚需

2.1 精密减速器：历史悠久、特点鲜明、种类繁多

减速器是连接动力源和执行结构的中间结构。通常一个电机的转速可达数千转 每分钟，而输出扭矩较小，无法满足大部分负载端低转速大负载的工作需求，因此 无法直接与输出端相连。根据公式 P=T*ω1，在电机输出功 率恒定的情况下，降低 电机的输出转速可以提高电机的输出扭矩。因此通常需要减速器作为中间机构，来 降低输出转速、提高输出扭矩。精密减速器作为一种高级类型，具有体积小、回程间 隙小、精度高、使用寿命长、可靠性强等优点，使其在机器人小臂、腕部、手部等部 位具有明显优势，广泛应用于机械加工、机床、冶金设备、起重设备、矿山设备、汽 车制造、纺织机械和塑料机械等传统行业。此外，精密减速器也在自动驾驶、物联 网、新能源汽车等新兴行业中得到广泛应用，以满足智能制造的需求。目前，精密减 速器主要包括三大类产品：谐波减速器、RV 减速器、精密行星减速器，以及相关的 摆线针轮减速器和滤波减速器。

根据中商产业研究院统计，精密减速器是工业机器人核心零部件之一，占工业 机器人成本的 35%左右，研发难度最大。全球机器人领域中，RV 减速器、谐波减速 器的市场销售数量占比均为 40%左右，精密行星减速器、摆线针轮减速器、滤波减 速器等共占 20%左右。

2.2 谐波减速器

谐波减速器由波发生器、柔轮和钢轮组成。根据机械波数量的不同，可分为单 波、双波和三波传动。刚轮和柔轮的齿数差应为机械波的整数倍，通常取为波数，目前最常用的为双波传动。钢轮是带有内齿圈的刚性圆环状零件，通常固定在减速器 机体上，具有优良的抗外载荷变形能力；柔轮是带有外齿圈的柔性薄壁弹性体零件， 通常安装在减速器的输出端。波发生器由柔性轴承和刚性椭圆凸轮组成，通常安装 在减速器的输入端。柔性轴承的内圈固定在凸轮上，外圈通过滚珠实现弹性变形成 椭圆形。

谐波减速器单极传动比大、体积小、质量小、运动精度高并能在密闭空间和介质 辐射的工况下正常工作的优点，在同等输出力矩时，体积可减小 2/3，重量缩减 1/2， 主要应用于机器人小臂、腕部、手部等轻负载领域，其中的柔性齿轮需要反复的高 速变形，比较脆弱，因此谐波减速器承载力和寿命都有限，对生产的材料和工艺的 要求高。

2.3 新产业、新技术带来广阔市场

机电一体化是指机械、电子、计算机、自动控制等技术有机结合的综合性技术。 现代科技的发展使得机械与电子的融合越来越紧密，光、机、电、液一体化的趋势越 来越明显，机电一体化技术已成为实现机械工业高效、自动化和柔性化的关键所在， 以数控机床、机器人等为代表的典型机电耦合产品得到越来越广泛的应用。 在机电一体化、模块化成为行业发展重要趋势的背景下，国内外领跑企业纷纷 开发一体化模块。国际谐波减速器厂商提出“整体运动控制”，将谐波减速器与电机、 传感器等组合，提供高附加值模块化产品，由此成功打开半导体、光学、测量等下游 市场；国际机器人厂商通过液压控制技术发展大大提升机器人运动性能。公司也适 时研发机电一体化产品，融合集成谐波减速器、超扁平力矩电机、EtherCAT 总线型 驱动器、编码器、制动器、智能传感器等于一体，研发液压控制产品，适应精密传动 装置的未来市场需求。随着工业生产向着高精密度、人机协作、移动灵活等方向发 展，机电一体化作为可以贴合上述发展趋势的工业技术，在精密传动装置领域的技 术路线中也得以越来越广泛发展，其典型应用场景如下：

1）机器人关节

关节是实现机器人行动和执任务的键技术部位，目前机器人关节面临的主要问 题是装配成本高、关节体积大等。一体化的机器人关节设计是将精密减速器、电机 及驱动器、传感器等组成一个基本的传动单元，可以提高机器人的灵活性，减少制 造时间和总体成本。通过采用模块化关节，拥有标准化的独立工作单元，同时能够与各种其他部件和系统接口匹配，以创建复杂的机器人系统。总体上，工业机器人 采用机电一体化关节设计已成为行业重要的发展方向。

2）电液驱动关节

液压传动是以液体为工作介质，通过驱动装置将原动机的机械能转换为液体的 液压能，然后通过管道、液压控制及调节装置等，借助执行装置，将液体的压力能转 换为机械能，驱动负载实现直线或回转运动。足式机器人腿部的运动可以通过液压 驱动系统实现，由伺服电机驱动液压泵，通过过滤器、歧管、蓄能器和其他管路系统 向机器人的腿部执行器输送高压液压油。液压系统正在向机电液一体化和集成化方 向发展。机电一体化可实现液压系统的柔性化和智能化，充分发挥液压传动出力大、 惯性小、响应快等优点。

3）机床数控转台

近几年，随着我国高端制造业客户对零件加工的精密度要求越来越高，作为工 业母机的国产数控机床向高响应、高效率、高精度、高刚性方向发展，其中，数控加 工中心（特别是四轴、五轴机床）的需求增长迅速，带动了与之相匹配的数控转台快 速发展。数控机床加工精度很大程度上受数控转台承载力及动态特性影响，因而高 性能的数控转台设计、制造一直是数控机床领域的难点问题。 数控转台为复杂机电系统，是数控机床的主要功能部件之一，能极大提高数控机床的加工效率、加工精度，一定程度上决定了数控机床整机的加工性能和技术水 平。在高端数控机床加工中，数控转台通过提供机床回转坐标，作为机床的第四/五 轴，起到保障加工质量的关键作用。 由于谐波减速器具有精度高、体积小、传递扭矩大、成本低等优点，以谐波减速 器和伺服电机为主要组件的谐波转台能够适应各种机床的生产需求，今年逐渐受到 关注。谐波转台主要满足精密模具、新能源、高端装备、半导体、医疗器械、3C 等 领域的加工需求。

4）移动机器人旋转关节

移动机器人为实现多自由度，其各个部位的控制均需在关节处搭载电机，故电 机数量较传统工业机器人有大幅提升。类比工业机器人，“电机+减速器”的集成逐 渐成为移动机器人需要大角度旋转的关节的主要动力组合。随着移动机器人部分关 节因体积、重量等边界条件限制，需要采用轻量化的技术路径，谐波减速器凭借体 积小、质量小、减速比大、扭矩密度较高、轴向尺寸小等特点以及能在密闭空间、介 质辐射的工况下正常工作等优点，“无框电机+双编码器+力矩传感器+谐波减速器” 这类方案得到越来越多的应用。

3 率先实现谐波减速器的工业化生产和规模化应 用，打破海外垄断

3.1 专注精密传动装置的研发和销售

公司是一家专业从事精密传动装置研发、设计、生产和销售的高新技术企业，产 品包括谐波减速器、机电一体化执行器、精密零部件、智能自动化装备等，广泛应用 于工业机器人、服务机器人、数控机床、航空航天、医疗器械、半导体生产设备、新 能源装备等高端制造领域。

3.2 核心竞争力优势助力公司稳步向前

3.2.1 技术研发及创新优势

从技术水平看，公司通过自主研发、自主创新逐渐掌握了多项核心技术，关键技 术具有自主知识产权。在谐波减速器结构设计、齿形研究、啮合原理、传动精度、疲 劳寿命、振动噪声抑制、精密加工等方面持续进行研发投入。在抗磨新材料、润滑新 技术、轴承优化、齿廓修形、独特材料处理等领域拥有核心技术。 从研发能力来看，公司积累了成熟的自动化产线建设和项目经验，沉淀了先进 的生产管理理论，形成了一套科学全面的质量管理体系。在精密加工环节，公司建 立起高度自动化的流水生产线，提高了规模化制造效率及稳定性，大幅提升产品的 一致性与稳定性。另外，公司在谐波减速器和机电一体化产品领域获得一系列资质 认证，具有领先的生产管理水平。

3.2.2 品牌及产品优势

公司“Leaderdrive”商标连续多年被评为江苏省著名商标，获得了“第二十二 届中国国际工业博览会 CIIF 机器人奖”、“第二十一届中国国际工业博览会大奖” （首届大奖） 并连续多年获得恰佩克（TheCapekPrize）“年度最佳销售奖”、高工 机器人“零部件类金球奖”、 Offweek“最佳机器人核心零部件类金手指奖”、“中国 机器人核心零部件十大竞争力品牌”等荣誉。 随着下游客户对产品的传动精度、传动比、承载能力、传动效率、使用寿命、体 积、重量等提出了更高要求，公司持续进行技术创新和产品升级，具备了产品个性 化开发和生产能力，通过在参与客户工业机器人产品的前端设计环节，充分了解客 户的设计和生产需求，凭借自身研发技术和经验积累，能够针对客户产品的特性创 新开发和设计更加合理的机电一体化解决方案。

3.2.3 精密制造工艺与质量控制优势

公司现已拥有一系列精密制造和检测设备，掌握了精密测量、精密切削、小模齿 轮加工、薄壁金属零部件制造等关键生产工艺，建立起了完备的谐波减速器生产制 造体系。通过精益管理，对生产流程中的各个工序进行监测和管理，根据实际生产 过程中遇到的问题进行工序改进，对于机械加工过程中的工装夹具、刀具、工位器 具等进行严格管控，优化生产过程中的各道工序。 此外，公司车间产线积极引入 WMS/ERP/MES/PDM 软件与机器人柔性化作业 的软硬件结合、网络数字化控制等关键技术，在生产环节采用机器人代替人工操作， 实现一定程度的自动化机械加工以降低人为因素而造成的生产效率与产品质量的波 动，在提升生产效率的同时大幅改善公司产品的稳定性。通过专用液压/气压高精度 工装、整机高效模块化装配等技术的应用，实现少人化协同化生产，大幅提高了生 产效率。 在质量控制方面，公司通过了 ISO9001 和 ISO14001 国际质量体系认证，拥有 国内先进的检测设备，并建立了从原材料入库、生产环节、零部件装配、成品检测至 产品出库全过程质量闭环控制体系。公司品质控制涵盖了新产品开发、供应商管理、 原材料检验、装配检验、成品检验、客户反馈、数据分析等。

3.2.4 产业链覆盖优势

公司从基础原材料的研究和选择、零部件粗加工、精密加工到谐波减速器整机 的装配均可自主完成，成为行业中少数能够实现减速器产品全产业链覆盖的生产商， 不仅可以充分的管控产品性能和质量，更是大大降低了生产成本，在确保质量不输 进口同类产品的前提下，具备了更优的性价比、更强上下游协同开发能力、更快服 务响应速度和更短的订单交期。随着国家对智能制造产业的支持和下游市场的需求， 公司通过积极研发生产高功率密度电机、伺服驱动、电液伺服阀等机电一体化产品 主要核心部件，使其能够在全产业的价值链内更好地配置生产资源，丰富产品结构， 提高营运效率和灵活性，增强竞争力和抗风险能力。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）