2024年中大力德研究报告：精密减速机品类齐全，人形新产业潜力巨大

1.1 深耕自动化二十余年，生产制造迈向研发创新

公司以电机为起步业务，逐步扩展产品系列和应用范围，提升研发创新能力。中大力 德前身是 1998 年成立的中大电机厂，后续将业务延伸至减速器，2017 年深交所上市。目 前公司已发展成为集电机驱动、微特电机、精密减速器、机器人结构本体及一体化智能执 行单元的研发、制造、销售、服务一体的高新技术企业。截至 2024 年 1 月，公司主导和 参与起草国家标准 12 项，行业标准 5 项；授权专利 111 项，其中发明专利 15 项。

回顾公司发展历程，主要可分成三个阶段： 第一阶段（1998-2010 年），公司主营电机生产制造。1998 年慈溪中大电机厂成立， 生产 Y 系列三相异步电动机；2000 年，公司转型生产交流齿轮减速电机；2005 年，公司 开发直流有刷齿轮减速电机；2009 年，公司开发生产无刷直流减速电机；2010 年，公司 参加制订《小型齿轮减速电动机通用技术条件》行业标准，为第一起草单位。 第二阶段（2011-2020 年），公司布局三大精密减速器。2011 年，公司生产出国内 第一款伺服用斜齿轮高精度行星减速器；2013 年，公司开发生产 RV 减速器和准双曲面、 弧锥齿减速器；2014 年，公司开发生产 ZB 系列行星减速器；2016 年，公司开发生产谐 波减速器；2018 年，公司作为第一起草人，编制行业标准《摆线针轮精密减速器》并发行， 同年 RV 减速器批量供货；2020 年，谐波减速器批量供货。 第三阶段（2021 年至今），公司布局机电一体化业务。公司整合核心零部件系统，形 成了减速器+电机+驱动一体化的产品架构，推出模组化产品，实现产品结构升级。2014 年， 子公司甬威智能开发电动驱动器；2021 年，公司开始研发伺服驱动器，正式推出智能执行 单元与半机器人业务，该业务收入规模快速增长。

公司股权结构清晰集中，实控人持股 46.4%。公司实控人岑国建与周国英为一致行动 人，截至 2023 年三季报，两人通过中大投资、中大香港、德立投资、德正投资间接控制公 司 46.4%的股份，其中德立投资和德正投资是公司员工的持股平台。公司董事长岑国建先 生毕业于浙江大学电气技术专业，曾就职于宁波长江电机厂、慈溪革新电机厂、展运机械， 有近四十年机械行业从业经历。

1.2 产品布局由点到面，产能规模有序扩张

公司拥有减速器、电机、驱动器一体化业务平台。公司深耕自动化行业，逐步拓展精 密减速器、伺服驱动，永磁直流减速电机、交流减速电机等机械传动及控制的核心部件， 为各类工业自动化设备提供安全、高效、精密的动力传动与控制应用解决方案。公司在各 个细分领域深入研究的同时，通过整合各平台优势，构建全产品系列，并不断进行产品结 构升级，顺应行业一体化、集成创新的发展趋势。公司产品广泛应用于工作母机、数控设 备、工业机器人、智能物流、新能源、食品、包装、纺织、等机械装备领域。

1）减速电机是电机和减速器的集成，将动力传动及控制功能集成一体。公司的减速电 机类产品主要包括微型、小型交流减速电机及微型直流减速电机，产品广泛应用于物流、 食品、木工等机械设备领域。 2）减速器是多个齿轮组成的传动零部件，利用大小齿轮的啮合传动来改变电机转速、 扭矩及承载能力，以实现精密控制。目前公司减速器产品主要为行星减速器、RV 减速器与 谐波减速器，用于码垛非标机器人、铸件打磨机器人、变位机、切割机、打印机等领域。 3）智能执行单元是由驱动器、伺服电机、精密减速器等核心零部件组合、搭配形成的 机电一体化集成产品，广泛应用于机器人、自动化流水线、工业母机等智能传动与控制领 域。公司主要生产伺服电机+RV/谐波/行星减速器+驱动器的半集成模组，同时也包括本体、 压铸和结构件硬件等。

公司产能有序扩展，产能布局合理。2016 年公司产能为精密减速器 10 万台、减速电 机 135 万台，2017 年上市后开启产能持续扩张之路。根据公司公告，2022 年公司产能为 减速电机 150 万台，减速器 58 万台，智能执行单元 85 万台。目前公司拟发行可转债，募 集资金将用于扩增产能，包括 2 万台机器人本体组件、18.7 万台智能执行单元、1.5 万台 大型 RV 减速器和 32 万台减速电机。

1.3 营收及利润稳定增长，研发投入持续增加

公司收入规模随产品品类扩展及上下游延伸不断扩大。2013-2022 年公司营业收入从 2.5 亿元增长至 9.0 亿元，年复合增速 13.6%。分阶段来看：① 2013-2016 年，公司主营 业务为减速电机，收入体量平稳增长；② 2017-2020 年，受益于下游制造业设备投入不 断增加，以及公司研发的多品类减速器和减速电机快速放量，公司营收实现快速增长；③ 2021 年之后，新业务智能执行单元的快速发展，2021、2022、2023Q1-Q3 年智能执行 单元分别营收 1.5 亿、3.1、3,7 亿，带动公司营收增长；其中 2022 年因公共卫生事件对下 游需求、出口、原材料价格和公司交付能力的影响，营收有所下滑，2023 恢复正增长。

分品类来看，智能执行单元增长迅速，传统业务相对稳定。从产品类型来看，公司电 机业务和减速器业务规模增速相对稳定，智能执行单元成为新的收入增长来源。2023 上半 年，减速电机、减速器、智能执行单元业务分别占比 44.7%、31.0%、22.7%；毛利率分 别为 28.8%、9.5%、22.1%。分地区来看，2022 年公司的内销、出口收入为 8.1、0.9 亿 元，分别占比 90%、10%。

2020 年以来公司费用管控良好，盈利能力较为稳定。自 2020 年公司提高内部管理与 调整销售渠道后，公司期间费用率维持在 15%-17%，其中研发费用率逐年上涨， 2020-2023Q3 研发费用率分别为 5.1%、5.5%、5.9%和 6.8%。 公司规模较小，归母净利润存在波动。2013-2022 年，公司归母净利润从 0.35 亿元 增长至 0.66 亿元，年复合增速 6.6%，一方面公司收入持续增长，另一方面产品毛利率随 着行业竞争加剧有所下滑。2019 年公司净利润下滑，主要因为市场价格竞争激烈； 2020-2021 年公司通过整合供应商、提高内部管理、改进工艺以及优化销售渠道来降低成 本与费用，利润水平改善；2022 年由于下游需求疲软，叠加可转债利息的影响，公司利润 水平下滑。2023 年前三季度下游光伏、叉车等行业需求旺盛，公司智能执行单元业务拓展 顺利，归母净利润恢复正增长。

由点到面，公司集成控制、驱动、电机、减速器技术，推出一体化机电产品。经过二 十余年在自动化领域的深耕，公司的产品线持续拓展，逐渐形成驱动器+电机+三大精密减 速器的产品架构，面向客户的一体化采购需求，公司的智能执行单元业务应运而生。 其中，“半个机器人”产品是公司一体化集成能力的综合体现。“半个机器人”是指 公司产品体系已覆盖工业机器人的伺服驱动器、电机、RV 减速器、谐波减速器等核心部件， 下游客户只需要采购控制器即可组建完整的工业机器人。

一体化解决方案符合当下制造业自动化、智能化升级的大趋势。对于终端客户而言， 一体化方案可以提供一站式服务，降低客户的部件采购种类，减少安装环节、提高集成效 率、降低采购成本；同时，公司熟悉各个零部件的技术，能及时响应客户需求，提供更好 的技术支持和售后服务。 相比竞争对手和其他采购模式，公司的产品具备三大优势：①自主研发和生产电机、 减速器、车制件、钣金件、铸造件，产品之间有科学的集成方案，零部件之间相互配合性 好；②公司提供模块化设计，客户也可以根据自己的需求进行散件购买；③公司可以根据 客户的定制化需求，提供一体化和模组产品。

智能执行单元业务快速成长。自从公司 2021 年推出智能执行单元业务以来，该业务收 入体量快速增长，2021-2023H1 公司智能执行单元业务收入分别 1.5、3.1 和 2.4 亿元， 2022 年和 2023 上半年同比增速分别为 108.7%、80.1%。

3.1 布局三大精密减速器，高端设备对标进口产品

公司的精密减速器产品覆盖行星减速器、RV 减速器、谐波减速器。三类减速器各具 特点：精密行星减速器具备扭矩大、传动效率高等特点，但精度相对较低、单级减速比低、 多级重量体积大；RV 减速器具备扭矩大、高负载、高刚度等特点，但结构复杂、体积大、 成本高；谐波减速器具备传动精度高、结构简单、重量和体积小等特点，但不耐冲击、输 出扭矩相对较小。

（1）行星减速器：结构简单、减速比低、成本低

行星减速机是运动控制系统中连接伺服电机和应用负载的一种机械传动组件。行星减 速机在机械设备的运控系统中起到的作用主要包括：传输电机动力和扭矩；传输和匹配动 力转速；调整应用端机械负载与驱动侧电机之间的惯量匹配； 行星减速器减速原理如下：行星减速机内部结构图有多个围绕太阳轮旋转的齿轮被称 为“行星轮”，其一侧与太阳轮咬合，另一侧与减速机壳体内壁上的环形内齿圈咬合，承 载着由输入轴通过太阳轮传递过来的转矩动力，并通过输出轴将动力传输到负载端。正常 工作时，行星轮围绕太阳轮“公转”的运行轨道就是减速机壳体内壁上的环形内齿圈。当 太阳轮在伺服电机的驱动下旋转时，与行星轮的咬合作用促使行星轮产生自转；同时，由 于行星轮又有另外一侧与减速机壳体内壁上的环形内齿圈的咬合，最终在自转驱动力的作 用下，行星轮将沿着与太阳轮旋转相同的方向在环形内齿圈上滚动，形成围绕太阳轮旋转 的“公转”运动。通常，每台行星减速机都会有多个行星轮，它们会在输入轴和太阳轮旋 转驱动力的作用下，同时围绕中心太阳轮旋转，共同承担和传递减速机的输出动力。

（2）谐波减速器：结构简单紧凑、体积小

谐波减速器结构简单紧凑，原理精妙。谐波减速器由刚轮、柔轮、波发生器三个基本 构件组成，结构简单、紧凑。其减速原理为：波发生器转动时，迫使柔轮变形，柔轮的齿不断由啮合转向啮出，由啮出转向脱开，由脱开转向啮入，由啮入转向啮和，从而使柔轮 发生相反方向旋转，当波发生器转过一周，柔轮相对于刚轮在相反方向上转过两者的齿数 差。传动比为刚轮齿数/刚轮与柔轮的齿数差。刚轮和柔轮一般差 2 个齿，即当波发生器转 动一周，柔轮向相反方向转动 2 个齿的角度。

（3）RV 减速器：结构复杂、精度高、刚度高

RV 减速度设计更复杂，零部件数量多于谐波减速器。RV 减速器由第一级渐开线圆柱 齿轮行星减速机构、第二级摆线针轮行星减速机构两部分构成。其减速原理为：伺服电机 的旋转从输入齿轮传递至正齿轮，按输入齿轮与和正齿轮的齿数比进行减速；曲柄轴直接 与正齿轮相连接，以与正齿轮相同的转速旋转；如果曲柄轴旋转，则安装在偏心部的 2 个 RV 齿轮也进行偏心运动。另一方面,在外壳内侧的针齿槽中设有以等距离排列的针齿，其数 目比 RV 齿轮的齿数多 1 个；如果曲柄轴旋转 1 圈，RV 齿轮在与针齿接触的同时进行 1 圈 的偏心运动；结果，RV 齿轮沿着与曲柄轴的旋转方向相反的方向上旋转 1 个齿数的距离； 该旋转通过曲柄轴传递至输出轴，得到减速，减速比为针齿数。总减速比为第 1 减速部的 减速比与第 2 减速部的减速比之积。

精密减速器技术含量高，生产工艺复杂，存在较高的进入壁垒，进口占比依然较高。 此前我们在深度报告《减速机：机器人零部件最大单品，“关节”定义仿生自由度》中总 结过，精密减速器作为自动化设备的关键精密机械件，技术壁垒包括设计、加工设备和工 艺经验。 1）工艺经验方面：公司从 2008 年开始布局研发减速器，已在减速器领域积累了 15 余年的生产研发经验，公司已掌握先进的小模数齿轮硬齿面加工技术、精密行星减速器加 工技术、摆线减速器加工技术等； 2）加工设备方面：公司本着“以进口装备生产替代进口产品”的理念，不断引进国际 先进的生产和检测设备，形成了以日本“三菱”和德国“卡帕”为主体的齿轮加工系列装 备;以日本“牧野”和德国“德玛吉”为主体的壳体加工系列装备:以德国“蔡司”和瑞士“海 克斯康”为主体的三坐标测量装备。

3.2 工业机器人数量持续增长，公司份额有望提升

工业机器人行业面临三重发展机遇：制造业自动化率持续提升、国内市场国产替代、 中国工业机器人出海。 ① 制造业自动化率提升和机器人替人是工业机器人产业的长期成长逻辑。制造业逐渐 面临劳动力短缺、人力成本攀升、要求精细化和规模化生产等问题，车间开始大量采用工 业机器人等自动化设备替代人力，推动了国内和全球工业机器人销量不断增加。根据国际 机器人协会 IFR 数据，2012-2022 年全球工业机器人销量从 15.9 万台增长至 55.3 万台， CAGR 为 12%；中国工业机器人的销量从 2.3 万台增长至 29.9 万台，CAGR 为 26%。

② 国内工业机器人国产化率不断提升。2012 年之前，中国机器人产业链还未形成， 机器人整机和零部件由外资绝对主导，国产领域基本空白，2013 年之后随着下游行业从汽 车向 3c 电子、锂电、光伏以及传统行业延伸，国产机器人抓住细分领域机会快速发展。根 据睿工业数据，2023 年国产品牌工业机器人销量 12.8 万台，增速高于行业增速，国产机 器人份额提升了 9.8pct 至 45.1%，国产替代过程明显加速。

③全球制造业自动化潜力巨大，国内厂商出海空间大。机器人密度，即每 1 万个制造 业工人对应的工业机器人数量，是用来衡量一个国家制造业自动化程度的重要指标。根据 国际机器人协会 IFR 数据，2022 年中国大陆机器人密度为 392 台/万人，位列全球第五名， 已明显超过全球平均水平（151 台/万工人），说明制造业自动化程度已达到全球较高水平。 此外，全球自动化程度较高的区域主要为制造业较发达的东亚、欧洲、美国等，大多数国 家和地区自动化程度还低于全球平均水平，提升空间很大，未来也有望成为带动全球自动 化率提升的主要驱动力。

核心零部件减速器环节持续国产替代，公司份额有望不断提升。国产减速器技术进步+ 工业机器人降本驱动核心零部件减速器进行国产替代，RV 减速器和谐波减速器的国产化率 持续提升。根据高工机器 GGII 数据，2013-2022 年工业机器人减速器国产化率从 9%提升 至 42%。2022 年公司在 RV 减速器的市场份额为 4%，在谐波减速器领域的市场份额则更 低，均有较大的提升空间。

4.1 人形机器人产业星辰大海，正在迎来商业化拐点

人形机器人已形成重大明确的产业趋势，海内外积极拥抱技术变化。从以下几点来看， 人形机器人产业已迎来商业化拐点： ① 海外以特斯拉为代表的消费产品企业，积极布局人形机器人行业，将机器人视为其 远期重要价值所在，其产品迭代速度迅速；2023 年 12 月特斯拉发布 Optimus Gen2 视频， 相比第一代在灵活度、稳定性、轻量化等各方面进步明显。 ② 以谷歌、微软、英伟达、Open AI 为代表的互联网巨头，开始探索跨模态大模型， 甚至通用类机器人大模型，用软件赋能硬件； ③ 国内政策大力支持机器人产业，2023 年 11 月工信部出台，提出“人形机器人集成 人工智能、高端制造、新材料等先进技术，有望成为继计算机、智能手机、新能源汽车后 的颠覆性产品，发展潜力大、应用前景广，是未来产业的新赛道” ④ 国内人形机器人产品持续推出，掀起创业浪潮。自从 2022 年以来，国内包括小米、 智元机器人、宇树科技、傅利叶智能、达闼、追觅等公司纷纷布局人形机器人赛道，并推 出第一代原型机，行业呈现百花齐放的发展态势。

4.2 减速器方案尚未收敛，公司品类齐全优势显著

关节执行器是机器人硬件的创新和优化迭代的关键环节。关节执行器是足式机器人实 现运动的核心部件，类似于人类的“四肢关节”，同时占据了机器人的大部分重量，其性 能不仅直接影响机器人关节的输出能力，也决定了机器人系统的动态性能上限，因此一直 是机器人硬件研究的重点。根据论文《国内外双足人形机器人驱动器研究综述》，双足人 形机器人的驱动器包括刚性驱动器、弹性驱动器、半直驱驱动器等类型。 （1）TSA（刚性驱动器）：常规高速电机+高传动比减速机+高刚度力矩传感器，减 速机通常使用谐波减速机，因其减速比高、重量轻、紧凑高效，力矩传感器放置于关节末 端进行感知控制。 （2）SEA（弹性驱动器）：常规电机+高传动比减速机+基于编码器的弹性体，在刚 性驱动器的基础上，在输出端串联或并联弹性体实现抗冲击性。 （3）QDD（半直驱驱动器）：高扭矩密度电机＋低传动比减速机，常采用低转速大 扭矩的扁平化的力矩电机和低传动比且结构紧凑的行星齿轮减速机，输出端的惯量较小， 同时，电流可以作为力矩的测量方式，因而不需要配置力矩传感器。

从现有的国内外人形机器人产品来看，主流硬件方案尚未收敛，执行机构持续优化改 进。① 本田 ASIMO：第二代产品 34 个自由度，关节执行器均采用谐波减速器方案；② WalkerX：全身自由度谐波减速采用器的关节方案；③ 敏捷机器人 Digit：手臂采用旋转 关节执行器：电机+谐波减速器，腿部传动采用谐波减速器和摆线减速器；④ 特斯拉 Optimus：全身 28 个关节自由度（14 个旋转自由度+14 个线性自由度），其中旋转关节 采用电机+谐波减速器方案；⑤ UCLA 论文中 ARTEMES 部分髋关节、膝关节采用无框电 机+行星减速器；⑥ 智元机器人 A1 的旋转关节采用谐波减速器、行星减速器；⑦ 傅利叶 智能的机器人 GR-1 的旋转关节采用谐波减速器、行星减速器。

从现有的减速器方案来看，谐波减速器、行星减速器各有优势，均有适用场景。 1）谐波减速器：谐波减速器具有体积小、重量轻、精度高、减速比大等特点，同时缺 点在于刚度低、成本高、需要另外加扭矩传感器来进行力反馈，响应速度较慢，因此更适 用于对体积、轻量化和精度有要求的场合，适合面向工业场景和服务场景的人形机器人， 对于上肢关节来说是最优方案。 2）行星减速器：行星减速器具有减速比低、刚度高、结构简单、成本低等特点，但缺 点在于重量大、精度低，适用于更看重运动能力的、对精度要求较低的人形机器人，并且 更适用于下肢关节。 3）RV 减速器：RV 减速器具有减速比大、精度高的特点，但重量大、成本高，在人形 机器人上应用较少，未来如果出现重载型人形机器人，RV 减速器将会成为可选方案。 公司是国内稀缺的同时具备行星减速器、谐波减速器和 RV 减速器生产能力的公司， 具有深厚的生产研发经验和充足的产能，同时公司积极拥抱人形机器人产业，根据公司公 告，公司目前正在积极对接客户。未来人形机器人走向大规模产业化，公司有望成为核心 零部件环节的主要供应商之一。

（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。）