从去年8月19日，马斯克首次在特斯拉AI日活动上推出人形机器人‘擎天柱’概念，不到一年的时间，特斯拉的人形机器人就要面世了。6月23日下午，马斯克在采访时表示，“人形机器人‘擎天柱’将在9月30日的特斯拉AI日活动上面世。”
人们对新事物的态度总是善变。去年，外媒及行业人士对特斯拉人形机器人的唱衰似乎还历历在目。
“虽然我们欣赏马斯克的长期科技愿景，但特斯拉机器人不是投资者想看到的，相反，他们更关注芯片、FSD（完全自动驾驶）”……
今年一边是特斯拉人形机器人战略的稳步推进：1月份，马斯克在财报电话会表示，开发“擎天柱”是比做汽车更重要的业务；4月，重申对机器人业务的重视，并透露最早于2023年生产；6月，为了能让“擎天柱”在AI日隆重亮相，将原本定在8月的活动日推后至9月底。
因为大家知道，特斯拉具有强大感知和决策层的技术积累，入局人形机器人，绝对不对大家所谓的“画饼”。
已经快被人遗忘在角落的市场再次火热，马斯克这条“鲇鱼”，正在助推这条赛道发展。研究机构更是预测，2030年4亿人的岗位被机器人替代，其市场绝对是超过万亿。理想总是要有的，万一实现了呢？
在一众机器人概念中，减速器这一赛道尤其受到关注。
说白了，减速器其实就是连接电机和执行动力机构的传动装置，相当于一个“关节”，目的就是为了降低电机的转速，传递更大的转矩。它一般和减速机会同时出现。
你可别小看了这看似简单的传动装置，所谓失之毫厘差之千里，它的精密程度很大程度决定了产品的性能如何。
那么今天，我们就一起走进减速器的赛道，挖掘其背后的投资价值。
01
人形机器人上，精密减速器大有可为
特斯拉人形机器人“擎天柱”概念发布，引爆减速器市场；如若量产，则减速器市场一飞冲天。
先来看人形机器人和减速器的关系：
中国电子工业学会将机器人划分为工业机器人、服务器机器人和特种机器人三种。其中工业机器人是指面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人，在工业生产加工过程中通过自动控制来代替人类执行某些单调、频繁和重复长时间作业。
根据以上定义，特斯拉人形机器人本质上属于工业机器人。
那问题来了，工业机器人不是一个新概念，而且在疫情的推动下，出于特殊场景（如防疫区消毒等）和工业生产（在复工复产，用工难等问题下，大力代替传统人力）的需求，工业机器人也迎来了爆发，为什么特斯拉人形机器人面世消息一出，机器人概念和减速器就炸了呢？
从定义上划重点：一是多关节机械手；二是代替人类执行某些单调、频繁和重复的长时间作业。这两点分别对应减速器功能应用，和特斯拉人形机器人的制造愿景。
减速器，是链接电机与执行动力机构的闭式传动装置，作用原理为“利用齿轮啮合，降低电机转速，传递更大转矩”。绝大数电机负载大、转速低，不适宜用原动机直接驱动的工业场景，需配用减速机。
减速器按照行业分类可以分为，通用减速器、专用减速器和精密减速器三种，具体应用到工业机器人上，因为要进行抓取、放置等“失之毫厘差之千里”的精密动作，所以，多采用精密减速器，即RV减速器和谐波减速器两种。
简单说，减速器相当于机械臂的“关节”。当工业流水线上的员工，替换成机器人机械臂，又硬又直的钢铁要靠这些“减速器”完成，定位精度和重复定位精度要求很高的动作。
其中，在机械部底座、肩部起支撑作用的多为RV减速器，可理解为“大关节”；到执行操作的小臂、腕部等，则主要为“小关节”谐波减速器。一般来说，一台六轴机器人共使用6个减速器，其中底座、肩部使用RV减速器（2个），其余部分使用谐波减速器4个。
疯狂如特斯拉，连皮肤都严格仿生的擎天柱（擎天柱肩部以下皮肤由轻量材料覆盖，声称比人的皮肤更光滑），想实现接近人类的活动自由度，关节上又怎会马虎？
人的身体有78个关节，其中使用谐波减速器和肘关节、腕关节、指关节和趾关节就共有60个；剩余的18个关节则用RV减速器。人形机器人使用减速器数量之大，想不被关注都不行。
重点是，减速器在工业机器人成本中占比还很高。据亿欧智库《2022中国工业机器人市场研究报告》，减速器、控制器和伺服系统，这三大核心零部件的成本分别占工业机器人总成本的30%、20%及10%。
根据目前特斯拉人形机器人约20万人民币的报价，也就是说，一台擎天柱中，减速器的成本大概在6万人民币。
而中信建投证券预测，特斯拉人形机器人2023-2025年产量分别为20万、50万及100万台，即2023年，仅特斯拉一家，其人形机器人业务将带来百亿（120亿）市场减速器市场。能搅动科技场的特斯拉的带领下，人形机器人市场又何尝只有一家企业？
用量大、成本高，已经打造了一个超级市场。何况，磨损、维修又给减速器的用量新增了几成。
前面说到，减速器相当于人的关节，人类工作久了，还会去健身、按摩，让身体恢复最佳状态继续工作，那连接沉重机械的减速器自然也会历经磨损，需要维修和替换，毕竟减速器性能的好坏直接影响机器人的性能。
前瞻产业研究院数据，减速器本身有额定的工作寿命，需要定期更换；而工业机器人的工作寿命一般为8-10年，维修保养、替换也为减速器带来了不小的市场空间。
市场需求和规模加持下，减速器的未来一片光明。
但这一切美好都建立在人形机器人能够量产，并且大规模应用的基础上，压力给到特斯拉这边。
02
其势如水，赋能百业
既然人形机器人离我们还有些距离，那我们就先来看看工业机器人的减速器赛道。
首先，谐波减速器的技术难度稍微低一些，国内玩家突破相对容易，绿的谐波的国内市占率已经突破20%。
谐波齿轮传动技术诞生于 20 世纪 50 年代，是伴随航天技术的发展而催生出的 一种新型传动技术。它建立在柔性元件变形的基础上来实现运动的传递，该原理由 苏联工程师 OсквитинА.И.М.于 1947 年首次提出。美国工程师 Musser. C. W.于 1959 年提出具有机械波发生器的谐波齿轮传动，提高了谐波传动的承载能力及其传递效 率，获得专利并于 1960 年在纽约展出实物。
在工业机器人领域，协作机器人（Collaborative Robot）是搭载谐波减速器最多 的机型，单台平均搭载 6 个谐波减速器，负载≤20Kg，是一种被设计成可以安全的 与人类进行直接交互/接触的机器人。与传统工业机器人不同，协作机器人拓展了机 器人功能内涵中“人”的属性，使机器人具备一定的自主行为和协作能力，可在非 结构的环境下与人配合完成复杂的动作和任务，结合人的智力、灵巧性和机器的体 力、力量和准确性，人机协作完成诸如精密装配等工作，解决传统工业机器人应用的局限性。正因如此，协作机器人的功能定位可视为介于工业机器人和人形机器人 之间。协作机器人自重及负载都较小，产品安装方式及其移动部署相对灵活。因此， “机电一体”的轻量化、模块化设计概念在协作机器人上的体现尤为突出，协作机 器人也更适用于柔性、灵活度和精准度要求较高的行业，如电子、医药、精密仪器 等。2021 年，协作机器人市场规模同比增长 81.3%，达到 15.7 亿元。2022Q1，受疫 情影响销量环比小幅下降 1.2%。
谐波减速器市场增量需求较大，全球竞争呈现日本领先，中国并跑的格局。根 据国家统计局披露的中国工业机器人产量数据、中国占据全球工业机器人 40%的产 量，按照平均一台工业机器人搭载 3 台谐波减速器、2021 年单台谐波减速器价格为 2500 元测算，2021 年，全球工业机器人用谐波减速器市场规模约为 68.6 亿元。从历 史进程看，国内谐波减速器的发展历程与国外相似，已从跟跑进入并跑阶段。根据高工机器人数据，2021 年谐波减速器的国产化率约为 50% 。
而隔壁的RV减速器就不是那么容易了，老大哥纳博特斯克吃掉了一半以上的蛋糕，双环传动在国内仅次于纳博特斯克，但还是有着不小的差距。
RV 减速器刚性好、抗冲击能力强、传动平稳、精度高，适合中、重载荷的应用。但是，RV 减速器需要传递很大的扭矩，承受很大的过载冲击，保证预期的工作寿命， 因而在设计上使用了相对复杂的过定位结构，制造工艺和成本控制难度较大。我国 RV 减速器产业化起步晚于日本二十多年，过去十多年的发展处于技术追赶阶段，目 前国产化率仍然较低，仅约为 20%-30%，国产替代空间广阔。
对比当前中日 RV 减速器厂商差距，我们认为，以公差分配为代表的零部件加 工工艺积累薄弱、国产轴承稳定性较差，原材料纯度低且热处理水平欠缺是造成国 产 RV 减速器市占率始终较低的核心原因。工业机器人重复定位精度直接由 RV 减速器的回差决定，故控制 RV 减速器的回 差极为重要，其关键零部件公差设计是研发过程中的一大难点。回差是指输入轴反 向转动时，由于存在间隙和制造、装配误差等原因，输出轴在运动上滞后于输入轴 所对应的转角。由于材料密度变化、加工刀具磨损、机床弹性变化等原因，公差必 然存在，关键是设计出合理的公差范围，保证每个零部件的公差都在规定范围之内。
技术无捷径，全产业链玩家需要坚持难而正确的自主研发道路，以助力国产 RV 减速器早日突破高端。虽然海外轴承厂商的产品在性能上明显优于国内，但由于一 台 RV 减速器需要配备 9-15 套轴承，若全部采用海外产品则成本较大，甚至会存在 入不敷出的情况，因此国内 RV 减速器厂商大多选择国产轴承供应商。在材料供应商 选择方面，不同于谐波减速器厂商外购海外柔轮材料，RV 减速器厂商受限于零部件 数量多带来的成本问题，也倾向于选择国内材料供应商。但选择国产轴承、国产原 材料必然会带来产品一致性、稳定性较差的问题。当前，国产 RV 减速器在中低端领 域尚可应用，但想在高端市场突围还需要国内轴承、材料厂商与 RV 减速器厂商在产 品性能、功能提升上进一步研发积累。
03
做好自己的事，静待花开
说到这里，人形机器人的出现，让没有主题的市场仿佛又找到了投资的主题。作为机器人最重要的零部件之一，减速器的发展状态也能在很大程度上影响下游的发展。
而进入这条赛道，虽然国内玩家起步慢、技术积累少，但是目前已经快速崛起，尤其是在谐波减速器领域，国内玩家产量的增速就可见一斑。
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