精密减速器三大品类——RV减速器、谐波减速器和行星减速器——在下游应用场景中各有侧重:RV减速器主要用于重载工业机器人,谐波减速器适用于协作机器人和精密设备,行星减速器则广泛应用于通用自动化领域。这三类减速器在需求结构上形成互补,共同支撑工业机器人、数控机床等高端装备的传动需求。
RV减速器:重载场景的核心传动部件
RV减速器具有大体积、高负载能力和高刚度的特点,其额定输出转矩可达101-6,135 N·m,传动效率超过80%。因此,它主要应用于多关节机器人中机座、大臂、肩部等重负载位置,以及数控机床转台、焊接变位机等需要承受大扭矩的场合。在终端行业上,汽车、运输、港口码头等领域通常使用配有RV减速器的重负载机器人。从需求结构看,一台负载超过20kg的六轴机器人会全部使用RV减速器,而10-20kg负载的六轴机器人则通常使用2个RV减速器搭配4个谐波减速器。
谐波减速器:精密与小型化的优选方案
谐波减速器的核心优势在于体积小、传动比高、精密度高,其背向间隙可控制在≤20 arc sec,额定转矩下使用寿命超过8,000小时。这类减速器主要应用于机器人小臂、腕部或手部,以及协作机器人、航空航天、半导体设备、医疗器械等对精度和重量要求高的领域。在3C、半导体、食品、注塑、模具、医疗等行业中,30kg负载以下的机器人通常使用谐波减速器。需求结构方面,协作机器人负载普遍较低,会全部选用谐波减速器(通常需要6-7个);而人形机器人因对精度和重量要求极高,谐波减速器有望成为主流传动技术,预计单台需要使用9-14个谐波减速器。
行星减速器:通用自动化的基础传动件
行星减速器是精密减速器三大品类之一,广泛用于伺服电机、包装机械、AGV(自动导引车)等通用自动化设备。与RV和谐波减速器不同,行星减速器更多应用于对精度要求相对较低、但需要可靠传动的标准化场景。在工业机器人领域,行星减速器通常作为RV减速器的前级,与摆线针轮减速器后级共同组成RV减速器结构。其需求结构与工业自动化整体景气度高度相关,在包装、物流、机床等传统制造领域具有稳定的应用基础。
常见问题
三类减速器在工业机器人中如何搭配使用?
在六轴机器人中,通常根据负载大小组合搭配:负载10kg以内的全部使用谐波减速器;10-20kg的置换2个RV减速器;超过20kg的全部替换为RV减速器。协作机器人因负载较低,通常全部选用谐波减速器。
国内精密减速器市场的竞争格局如何?
在RV减速器领域,日本纳博特斯克2021年在国内市占率约52%;谐波减速器领域,日本哈默纳科国内市占率约36%,而国内厂商绿的谐波市占率约25%。国产替代在谐波减速器领域进展更快,主要得益于设计相对简单和本土化服务优势。
人形机器人对减速器需求有何特殊要求?
人形机器人自由度指数上升,至少需要15个减速器,其中谐波减速器因重量小、精度高,有望成为主流传动技术。国产减速器在扩产速度、价格和服务响应方面具有优势,有望在未来人形机器人时代获得更大市场份额。