人形机器人自由度大幅提升,带动精密减速器用量倍增,下游需求结构正从传统工业机器人向人形机器人延伸。人形机器人预计使用914个谐波减速器加24个RV减速器,而六轴机器人通常为2个RV加4个谐波。由于人形机器人对精度和重量要求很高,谐波减速器有望成为主流传动技术,RV减速器则更多承担大负载关节的传动任务,二者分工格局面临重塑。
从六轴到人形:用量与结构同步变化
单台机器人的减速器用量主要取决于自由度数量。主流多关节机器人普遍有六个轴,对应使用六个减速器:负载在10kg以内的全部选用谐波减速器;负载超过10公斤而在20kg以内的,会置换两个RV减速器;负载超过20kg则全部替换为RV减速器。协作机器人通常使用6-7个减速器,因负载普遍较低,全部选用谐波减速器。
人形机器人的自由度覆盖四肢、腰部以及颈部等部位,至少需要15个减速器,用量显著高于上述两类机器人。其中,由于人形机器人对精度和重量要求非常高,谐波减速器有望成为主流传动技术。
RV与谐波的分工如何被重塑
两类减速器各有优劣,更多是互补关系:
| 对比维度 | RV减速器 | 谐波减速器 |
|---|---|---|
| 技术特点 | 通过多级减速实现传动,一般由行星齿轮减速器的前级和摆线针轮减速器的后级组成,零部件较多 | 通过柔轮的弹性变形传递运动,主要由柔轮、刚轮、波发生器三个核心零部件组成,材料、体积及重量大幅下降 |
| 产品性能 | 大体积、高负载能力和高刚度 | 体积小、传动比高、精密度高 |
| 应用场景 | 一般应用于多关节机器人中机座、大臂、肩部等重负载位置 | 主要应用于机器人小臂、腕部或手部 |
RV减速器传动效率和输出扭矩较高,更适用于大负载;谐波减速器体积小、重量轻、运动精度高。人形机器人的机座、大臂、肩部等重负载位置仍需RV减速器支撑,而小臂、腕部、手部等部位则更适合谐波减速器。随着人形机器人逐步渗透,减速器需求有望迎来增长,RV的需求结构也相应向人形机器人的大负载关节调整。
常见问题
人形机器人为什么用的减速器比工业机器人多?
人形机器人的自由度覆盖四肢、腰部以及颈部等部位,至少需要15个减速器,而主流六轴机器人只用六个。自由度数量直接决定减速器用量,因此人形机器人单机需求明显更高。
人形机器人会主要用谐波减速器还是RV减速器?
人形机器人预计使用914个谐波减速器加24个RV减速器。由于其对精度和重量要求非常高,谐波减速器有望成为主流传动技术;RV减速器则主要用于机座、大臂、肩部等重负载位置。
RV和谐波是替代关系还是互补关系?
两者各有优劣,相互之间更多是互补关系。RV减速器传动效率和输出扭矩较高,适用于大负载;谐波减速器体积小、重量轻、运动精度高,主要用于小型工业机器人的末端部位,二者按关节负载与精度需求组合搭配。