谐波减速器是机器人关节上的核心零部件之一。它控制机器人的各个关节，在程序驱动下精准完成不同幅度的动作，可以说机器人的每个动作都离不开它的配合。今天要介绍的是国内谐波减速器龙头的成长历程以及未来发展方向。

机器人的骨关节

人体之所以能够活动自如，是因为有“骨关节”结构，大部分骨关节，经由软骨保护骨头避免磨损。关节位于人体各个部位，可以使动作能够更加协调，同时通过关节活动，可以使人体完成复杂动作时更为灵巧，更为“精准”。

工业机器人是通过重复动作来完成一类任务，在这个过程中工业机器人对“精确程度”的要求非常高，包括定位精度和重复定位精度。提高精准度以及生产效率的任务就是由减速器来完成的。而从制造成本角度出发，减速器也占了很大一部分，是工业机器人三大核心零部件之一，占总成本的13%-30%。

工业机器人“运动”主要靠伺服电机、减速器和控制器三个主要部件完成，伺服电机负责驱动，但伺服电机的运行特点是转速快、扭矩小，而关节处则需要慢转速和大扭矩。

减速器是由多个齿轮组成的传动零部件，利用齿轮的啮合改变系统输出的转速、扭矩及承载能力。它可以精确地将伺服电机转速降低到工业机器人各个部位需要的速度，提高定位精度、输出更大的扭矩，使机器人运动更加精准。

减速器主要分为谐波减速器和RV减速器。谐波减速器小而轻，适合精确度要求高的应用位置，而RV减速器容许力矩负载可达8,000N·m，其重量重、外形尺寸较大的特性，也使其无法向轻便、灵活的轻负载领域发展。

此外，RV减速器零部件数量多、制造和装配难度大，不利于大规模生产。目前两者适用领域不同，还不能互相取代。

减速器属于机器人上游的核心零部件（减速器、伺服电机和控制器）。全球范围内，哈默纳科（Harmonic Drive System）与纳博特斯克（Nabtesco）分别是谐波减速器和RV 减速器领域的龙头，二者合计市占率超过70%。其他参与者还包括日本新宝、住友电工等。

当前，国内主要参与企业有绿的谐波（688017.SH，谐波减速器）、中大力德（002896.SZ，RV减速器）和中技克美（三板，航天专用谐波减速器）。

其中绿的谐波的公司诞生于江苏苏州，在国内率先实现谐波减速器的工业化生产和规模化应用，才打破了日本品牌在国内机器人谐波减速器领域的长期垄断。

绿的谐波发展经历了三个阶段

阶段一：团队搭建与公司创立。

2003年，公司目前的实控人左昱昱先生在恒加金属原有的金属来料加工业务的基础上建立团队，自主研发工业机器人领域谐波传动技术。2009年，制造出第一台谐波减速器原型机。2011年，首台减速器样机送检，同年创办绿的谐波。

阶段二：产品推出与技术积累。

2013年，公司谐波减速器开始上市销售。同年，经过检测验证后，国内知名机器人生产厂商埃夫特开始批量采购公司谐波减速器。2014年，公司主持编制的GB/T 30819-2014《机器人用谐波齿轮减速器》国家标准发布并实施。

阶段三：业务成长与产能扩建。

2014年11月至2015年8月，公司与境外知名客户 Universal Robots 经过初步接触、样品测试、实地考察、小规模采购后，建立了初步合作关系；2016年11月，公司与其签订框架协议，开始实现向国际主流机器人厂商批量出口供货；2018年，公司完成10万台产销目标，年产50万台生产基地开始动工；同年，为适应谐波减速器未来市场需求，公司推出融合谐波减速器、电机、传感器的机电一体化模组产品；2020年公司于科创板上市。

瞄准赛道，打破国外在这一领域的垄断

正如前文所说，绿的最早开始进行相关技术的开发是在2003年，在那年，工程师李谦带领20位兄弟，瞄准了谐波减速器这一赛道。经过六年的理论研发之后，在2009年做出第一台产品。之后，又花了四年进行国内外的各类测试和评价，最终在2013年开始推向市场。

从2013年开始，中国成为了全球最大的机器人市场。在这个庞大的市场里，国产机器人占比仅为5%左右。究其原因，三大核心零部件难以自给是国产机器人发展的瓶颈。这三大核心零部件分别是精密减速器、伺服电机和控制器。其中精密减速器是研发难度最大、占机器人本体成本最高的部件，超过机器人总成本的35%。在一些小型机器人上，精密减速器成本甚至超过了50%。而绿的自主开发出这一技术之后，国内的机器人行业获得了诸多主动权——曾经，谐波减速器市场被日本企业高度垄断。国内厂商核心零部件主要依赖进口，采购成本远高于国际同行，在货期和服务方面也毫无谈判力。但如今，进口减速器的价格一降再降，国内的企业们却并不买账——既然绿的能做到更好的品质，价格却仅仅是进口的一半，那么，何必再一味依赖进口？

在如今技术成就的背后，绿的的开发过程可谓困难重重。当时，国内关于精密谐波理论的掌握基本是一片空白。谐波理论如何突破？核心零件如何掌握？高难度的技术门槛如何克服？有了好的设计如何实践？这些都是当时的苏州绿的所面临的问题。所幸，绿的充分利用自身从事精密零部件加工行业的优势，最终打破了国外在这一领域的垄断，并掌握了比他们更为优秀的技术。

技术奠定先发优势&海外布局助力抢占份额

绿的谐波作为国产谐波减速器龙头企业，已形成产品优势、服务优势及规模效应。

1、依托长时间技术积累，公司产品性能领先。

在减速器最主要的三个性能指标：减速比、输出转速、传动精度之上，公司与全球龙头企业哈默纳科无显著差异，并且在启动转矩方面强于哈默纳科。公司2019年推出的Y系列产品的传动精度在10弧秒以内，突破传动精度的世界纪录，居于全球谐波齿轮传动领域的最高水平。

上下游协同开发与规模化生产保证公司产品性价比优势。公司集自主研发、设计、生产及销售为一体，实现了减速器产品全产业链覆盖，并实现了谐波减速器的规模化生产，保证产品具有更优的性价比。

2、技术体系不断迭代完善，在行业中具有竞争力。

绿的谐波形成了新一代谐波啮合“P齿形”设计理论体系、新一代三次谐波技术、机电耦合技术、轴承优化、独特材料改性技术、齿廓修形优化技术、协同高效润滑技术及超精密制造加工工艺等核心技术；大族传动创新技术包括独特齿形、传动平稳、承载扭矩高、传动精度高、体积小重量轻；中大力德形成减速电机集成与检测技术、精密传动与控制技术；国茂股份拥有模块化设计、运动仿真与有限元分析、锌基合金材料应用、锥面包络蜗轮蜗杆啮合副、锥面迷宫密封结构等核心技术。

专利数量方面，绿的谐波拥有境外专利6项，国内专利127项；大族传动拥有专利33项；同川科技拥有专利46项。

3、核心技术体系完善，构筑产品竞争壁垒。

截至2022年末，公司拥有境外专利6项；国内专利127项，其中发明专利17项，实用新型专利110项；外观设计专利4项，软件著作权2项，相应的专利技术和核心技术都已应用在谐波减速器和机电一体化执行器等产品中。

研发费用率在行业中处于领先地位。2020-2022年公司研发费用率分别为11.10%、9.28%、10.29%，远高于行业内其他企业的平均水平。2020-2022年公司研发人员占比分别为12.58%、11.43%、12.28%，处于行业平均水平。

4、与三花智控合资布局墨西哥工厂，加速海外市场布局

携手三花智控合资布局墨西哥工厂，开拓北美市场。2023年4月，公司公告与浙江三花智能控制股份有限公司签署《战略合作框架协议》。

双方计划在三花智控位于墨西哥的工业园内共同出资设立合资企业，主营谐波减速器相关产品的研发、生产制造及销售，合资企业将由公司主要控股。本次合作将助力公司开拓海外市场，公司现有产能及未来定增项目产能主要集中在苏州市，2022年公司海外市场营收占比仅14.16%，销售主要由国内工厂生产，而后运输交付给海外客户。

未来发展方向

机电一体化打造第二成长曲线

机电一体化产品是将减速器与其他核心零部件进行模块化的集成产品，能够提升机电耦合能力，满足下游客户减少安装环节、增强零部件适配性、降低生产成本等需求，适应多样化的产品应用场景需求。

随着工业机器人、高端数控机床等智能制造和高端装备领域的快速发展，更具性能、效率、成本优势的机电一体化产品成为精密传动装置发展的一大趋势，谐波减速器及其机电一体化装置已成为高精密传动领域广泛使用的精密减速功能产品。

2019年，绿的谐波的机电一体化产品收入占比仅为1.47%，2021年上升至5.07%。收入规模也从271.32万元上升至2021年2248.47万元。

此外，在机器人领域，绿的谐波也在拓展不同于减速器的电液伺服系统。电液伺服是运用液体作为动力传输和控制的介质，具有响应速度快、功率质量比值大及抗负载刚度大等特点。

四足机器人是电液伺服的重要下游应用。东吴证券称，当前国内外四足机器人产品性能的差距较大，主要表现在负载能力上。而这又主要源于驱动方式的不同。相比电机伺服，电液伺服可显著提高负载能力。

对于绿的谐波来说，随着中技克美、来福谐波、大族传动等企业在谐波减速器方面取得突破，主机厂选择更多，行业竞争也更加激烈。我国的高端制造能力提升的同时，绿的谐波的压力也显著增加。

因此，除了继续引领机器人用谐波减速器，在非机器人领域的前瞻性拓展确实很有必要。当然，对于仍在“做大蛋糕”的机器人行业来说，这种同行带来的压力是可控的。