工業(yè)機(jī)器人是一種裝備有記憶裝置和末端執(zhí)行裝置的跃渠、能夠完成各種移動(dòng)或工藝來(lái)代替人類(lèi)勞動(dòng)的通用機(jī)器订搏。通常在生產(chǎn)中能代替工人做某些單調(diào)、頻繁和重復(fù)的長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)沛四，或是危險(xiǎn)框辞、惡劣環(huán)境下的作業(yè)。它能夠提升生產(chǎn)的效率和產(chǎn)品的質(zhì)量糊晋，是企業(yè)補(bǔ)充和替代勞動(dòng)力的有效方案缤媒。

目前工業(yè)機(jī)器人發(fā)展特點(diǎn)是高速、精確际器、機(jī)身機(jī)構(gòu)緊湊岔冯、多自由度和提高剛性，重點(diǎn)領(lǐng)域還要求重載或響應(yīng)速度快舅逸。例如汽車(chē)整車(chē)生產(chǎn)的電焊機(jī)器人負(fù)載大部分在150-300Kg間桌肴，而電子領(lǐng)域的裝配機(jī)器人則需要快速的響應(yīng)流水線上的配件。

減速器在機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域是連接動(dòng)力源和執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的中間裝置琉历，通常它把電動(dòng)機(jī)坠七、內(nèi)燃機(jī)等高速運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力通過(guò)輸入軸上的小齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來(lái)達(dá)到減速的目的，并傳遞更大的轉(zhuǎn)矩善已。目前成熟并標(biāo)準(zhǔn)化的減速器有：圓柱齒輪減速器灼捂、渦輪減速器、行星減速器换团、行星齒輪減速器、RV減速器宫蛆、擺線針輪減速器和諧波減速器艘包。80-90年代以來(lái)，在新興產(chǎn)業(yè)如航空航天耀盗、機(jī)器人和醫(yī)療器械等發(fā)展的需求下想虎，需要結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、傳遞功率大猎之、噪聲低桶悍、傳動(dòng)平穩(wěn)的高性能精密減速器，其中RV減速器和諧波減速器是精密減速器中重要的兩種減速器鹃远。

六軸工業(yè)機(jī)器人中精密減速器位置分布

__RV（Rot-Vector）減速器__

RV減速器是在擺線針輪傳動(dòng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的讼逐，具有二級(jí)減速和中心圓盤(pán)支承結(jié)構(gòu)。自1986年投入市場(chǎng)以來(lái)嚎闹，因其傳動(dòng)比大凸翩、傳動(dòng)效率高牙晰、運(yùn)動(dòng)精度高、回差小肪麦、低振動(dòng)较谣、剛性大和高可靠性等優(yōu)點(diǎn)是機(jī)器人的“御用”減速器。

Nabotesco(帝人)RV系列減速器結(jié)構(gòu)圖

Nabotesco(帝人)RV系列減速器

__諧波減速器__

諧波減速器由三部分組成：諧波發(fā)生器孩最、柔性論和剛輪趾赡，其工作原理是由諧波發(fā)生器使柔輪產(chǎn)生可控的彈性變形，靠柔輪與剛輪嚙合來(lái)傳遞動(dòng)力眯找，并達(dá)到減速的目的好勤；按照波發(fā)生器的不同有凸輪式、滾輪式和偏心盤(pán)式授瘦。諧波減速器傳動(dòng)比大醋界、外形輪廓小、零件數(shù)目少且傳動(dòng)效率高提完。單機(jī)傳動(dòng)比可達(dá)到50-4000形纺，而傳動(dòng)效率高達(dá)92%-96%。

HarmonicaDrive產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖

HarmonicaDriveCSF-LW系列產(chǎn)品

三種常見(jiàn)的諧波減速器類(lèi)型

諧波傳動(dòng)嚙合示意圖

普通齒輪傳動(dòng)嚙合示意圖

__行星減速器__

行星顧名思義行星減速器就是有三個(gè)行星輪圍繞一個(gè)太陽(yáng)輪旋轉(zhuǎn)的減速器徒欣。行星減速器體積小逐样、重量輕，承載能力高打肝，使用壽命長(zhǎng)脂新、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低粗梭。具有功率分流争便、多齒嚙合獨(dú)用的特性；是一種用途廣泛的工業(yè)產(chǎn)品断医，其性能可與其它軍品級(jí)行星減速器產(chǎn)品相媲美滞乙，卻有著工業(yè)級(jí)產(chǎn)品的價(jià)格，被應(yīng)用于廣泛的工業(yè)場(chǎng)合葡谅。

__精密減速器在工業(yè)機(jī)器人上的作用__

工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)力源一般為交流伺服電機(jī)脱处，因?yàn)橛擅}沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)，其伺服電機(jī)本身就可以實(shí)現(xiàn)調(diào)速括柿，為什么工業(yè)機(jī)器人還需要減速器呢忍抗？工業(yè)機(jī)器人通常執(zhí)行重復(fù)的動(dòng)作，以完成相同的工序饲丢；為保證工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)中能夠可靠地完成工序任務(wù)付厦，并確保工藝質(zhì)量，對(duì)工業(yè)機(jī)器人的定位精度和重復(fù)定位精度要求很高赡脚。因此纳倒，提高和確保工業(yè)機(jī)器人的精度就需要采用RV減速器或諧波減速器躁盗。精密減速器在工業(yè)機(jī)器人中的另一作用是傳遞更大的扭矩。當(dāng)負(fù)載較大時(shí)苟暗，一味提高伺服電機(jī)的功率是很不劃算的拗酌，可以在適宜的速度范圍內(nèi)通過(guò)減速器來(lái)提高輸出扭矩。此外韭寸，伺服電機(jī)在低頻運(yùn)轉(zhuǎn)下容易發(fā)熱和出現(xiàn)低頻振動(dòng)春哨，對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間和周期性工作的工業(yè)機(jī)器人這都不利于確保其精確、可靠地運(yùn)行恩伺。

精密減速器的存在使伺服電機(jī)在一個(gè)合適的速度下運(yùn)轉(zhuǎn)赴背，并精確地將轉(zhuǎn)速降到工業(yè)機(jī)器人各部位需要的速度，提高機(jī)械體剛性的同時(shí)輸出更大的力矩晶渠。與通用減速器相比凰荚，機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器要求具有傳動(dòng)鏈短、體積小褒脯、功率大便瑟、質(zhì)量輕和易于控制等特點(diǎn)。大量應(yīng)用在關(guān)節(jié)型機(jī)器人上的減速器主要有兩類(lèi)：RV減速器和諧波減速器番川。

相比于諧波減速器到涂，RV減速器具有更高的剛度和回轉(zhuǎn)精度。因此在關(guān)節(jié)型機(jī)器人中颁督，一般將RV減速器放置在機(jī)座践啄、大臂、肩部等重負(fù)載的位置沉御；而將諧波減速器放置在小臂小愚、腕部或手部；行星減速器一般用在直角坐標(biāo)機(jī)器人上芋甸。

__減速機(jī)的市場(chǎng)現(xiàn)狀__

目前應(yīng)用于機(jī)器人領(lǐng)域的減速機(jī)主要有兩種涤朴，一種是RV減速器，另一種是諧波減速器曼散。在關(guān)節(jié)型機(jī)器人中，由于RV減速器具有更高的剛度和回轉(zhuǎn)精度嫂前，一般將RV減速器放置在機(jī)座污兄、大臂、肩部等重負(fù)載的位置萝渐，而將諧波減速器放置在小臂午四、腕部或手部。對(duì)于高精度機(jī)器人減速器磨慷，日本具備絕對(duì)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)支礼，目前全球機(jī)器人行業(yè)75%的精密減速機(jī)被日本的Nabtesco和HarmonicDrive兩家壟斷（業(yè)界俗稱RV減速機(jī)和諧波減速機(jī)）把奢，包括ABB、FANUC滨溉、KUKA等國(guó)際主流機(jī)器人廠商的減速器均由上述兩家公司提供什湘。其中HarmonicDrive在工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)領(lǐng)域擁有15%的市場(chǎng)占有率。

據(jù)行業(yè)人士介紹晦攒，一臺(tái)精密減速器四大國(guó)際巨頭采購(gòu)價(jià)為3萬(wàn)元~5萬(wàn)元闽撤，賣(mài)給國(guó)內(nèi)關(guān)系好的客戶約7萬(wàn)元，關(guān)系一般的普通客戶約12萬(wàn)元脯颜，內(nèi)資企業(yè)采購(gòu)精密減速機(jī)的成本比國(guó)際巨頭貴一倍還多哟旗，可見(jiàn)其間的利潤(rùn)差別有多大。

2013年全球工業(yè)關(guān)節(jié)類(lèi)機(jī)器人減速器的出貨量為73萬(wàn)臺(tái)栋操，同比增長(zhǎng)6%闸餐。目前全球精密減速器市場(chǎng)基本上被日本的納博特斯克和德國(guó)的Harmonicadrive所壟斷。據(jù)上海機(jī)電的公告矾芙，日本的納博特斯克2012年銷(xiāo)售收入約30億舍沙、全球市場(chǎng)份額穩(wěn)居60%。

值得一提的是蠕啄，日本納博特斯克公司從1980年代初提出RV型設(shè)計(jì)到1986年RV減速器研究獲得實(shí)質(zhì)性突破场勤，花了6-7年時(shí)間；而國(guó)內(nèi)率先出結(jié)果的南通振康和恒豐泰花費(fèi)時(shí)間也為6-8年艺踪；可以看出首潮，技術(shù)是沒(méi)有捷徑可走的。換句話說(shuō)滚讼，國(guó)內(nèi)RV減速器現(xiàn)在的發(fā)展水平還停留在日本八十年代后期剑学。

據(jù)行業(yè)內(nèi)不具名人士透露，ABB绊域、發(fā)那科膨溃、安川、庫(kù)卡等國(guó)際主流機(jī)器人整機(jī)廠商均由以上兩家日本公司提供減速機(jī)湘都，并且與兩家公司有著非吵溃苛刻的合作條件，即在使用這兩家公司產(chǎn)品時(shí)不能再使用別家的產(chǎn)品旱唧，否則將解除合作關(guān)系螺啤。

南通振康去年的年產(chǎn)量是200多臺(tái)，產(chǎn)品已被多家機(jī)器人廠商試用恤鞭，包括國(guó)外的ABB淌踢、KUKA、發(fā)那科以及國(guó)內(nèi)的埃夫特、埃斯頓等企業(yè)等素邪。其中外莲，埃夫特已經(jīng)通過(guò)試用后購(gòu)買(mǎi)了幾百臺(tái)RV減速器產(chǎn)品。

核心零部件一直限制這中國(guó)機(jī)器人的快速發(fā)展兔朦，因此早日實(shí)現(xiàn)加速器的國(guó)產(chǎn)化至關(guān)重要偷线。

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