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工业机器人减速器的原理——RV减速器/谐波减速器

工业机器人减速器的原理——RV减速器/谐波减速器

  作为工业机器人核心零部件的精密减速器,与通用减速器相比,机器人用减速器要求具有传动链短、体积小、功率大、质量轻和易于控制等特点。大量应用在关节型机器人上的减速器主要有两类:RV 减速器和谐波减速器。

 

  RV 减速器:

 

  用于转矩大的机器人腿部腰部和肘部三个关节,负载大的工业机器人,一二三轴都是用 RV。相比谐波减速机,RV 减速机的关键在于加工工艺和装配工艺。RV 减速机具有更高的疲劳强度、刚度和寿命,不像谐波传动那样随着使用时间增长,运动精度会显著降低。

 

  RV 减速器是由摆线针轮和行星支架组成,以其体积小、抗冲击力强、扭矩大、定位精度高、振动小、减速比大等诸多优点被广泛应用于工业机器人、机床、医疗检测设备、卫星接收系统等领域。

 

  RV 减速器的壳体和摆线针轮是通过实体的钢来发生传动的,因此承载能力强。而谐波减速器的柔轮可不断发生变形来传递扭矩,这一点决定了谐波减速器承受大扭矩和冲击载荷的能力有限,因此一般运用在前端。

  

RV-E 型减速器

 

  谐波减速器:

 

  用于负载小的工业机器人或大型机器人末端几个轴,谐波减速器是谐波传动装置的一种,谐波传动装置包括谐波加速器和谐波减速器。谐波减速器主要包括:刚轮、柔轮、轴承和波发生器四者,四者缺一不可。柔轮的外径略小于刚轮的内径,通常柔轮比刚轮少 2 个齿。波发生器的椭圆型形状决定了柔轮和刚轮的齿接触点分布在介于椭圆中心的两个对立面。波发生器转动的过程中,柔轮和刚轮齿接触部分开始啮合。波发生器每正时针旋转 180°,柔轮就相当于刚轮逆时针旋转 1 个齿数差。在 180°对称的两处,全部齿数的 30%以上同时啮合,这也造就了其高转矩传送。

 

  谐波减速机用于小型机器人特点是体积小、重量轻、承载能力大、运动精度高,单级传动比大。

  

谐波减速器

 

  两者都是少齿差啮合,不同的是谐波里的一种关键齿轮是柔性的,它需要反复的高速变形,所以它比较脆弱,承载力和寿命都有限。RV 通常是用摆线针轮,谐波以前都是用渐开线齿形,现在有部分厂家使用了双圆弧齿形,这种齿形比渐开线先进很多。

 

  减速器的两巨头是 Nabtesco 和 Hamonica Drive,他们几乎垄断了全球的机器人用减速器。因为这两种减速器都是微米级的加工精度,光这一条在量产阶段可靠性高就很难了,更别说几千转的高速运转,而且还要高寿命。