精密减速器的下游应用划分,核心逻辑是按负载能力与安装位置分工:RV减速器传动效率和输出扭矩较高,适用于大负载,一般应用于多关节机器人中机座、大臂、肩部等重负载位置;谐波减速器体积小、重量轻、运动精度高,主要用于机器人小臂、腕部或手部等末端部位。两者并非替代关系,而是互补搭配,共同构成机器人关节的传动方案。
RV减速器:重负载位置的传动主力
RV减速器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,产品性能体现为大体积、高负载能力和高刚度。这决定了它更适合承担机器人运转中受力最大的关节。
在终端领域,汽车、运输、港口码头等行业中通常使用配有RV减速器的重负载机器人。这些场景对输出扭矩和结构刚性要求较高,正是RV减速器的适配区间。
谐波减速器:末端部位与轻负载场景
谐波减速器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,与RV及其他精密减速器相比,使用的材料、体积及重量大幅度下降,具备体积小、传动比高、精密度高的特点。
其应用位置集中在机器人小臂、腕部或手部。终端领域方面,3C、半导体、食品、注塑、模具、医疗等行业中通常使用由谐波减速器组成的30kg负载以下的机器人。
单台机器人的需求结构
减速器使用量主要取决于机器人的自由度数量。以主流多关节机器人为例,普遍有六个轴,因此会使用六个减速器;其中负载在10kg以内的会全部选用谐波减速器,超过10kg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。六轴机器人通常使用2个RV加4个谐波,这一搭配直观反映了"重负载用RV、末端用谐波"的分工结构。
协作机器人通常需要使用6-7个减速器,由于负载普遍较低,会全部选用谐波减速器。人形机器人自由度数量进一步上升,包括四肢、腰部以及颈部等,至少需要15个减速器,其中由于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。
常见问题
RV减速器和谐波减速器是竞争关系吗?
两者更多是互补关系。RV减速器侧重传动效率和输出扭矩,谐波减速器侧重体积、重量和运动精度,机器人本体厂商通常根据不同需要,比如大小、精度、速度等,组合搭配不同类型的减速器。
为什么六轴机器人要同时用两种减速器?
因为不同关节的负载要求不同。机座、大臂、肩部等重负载位置需要RV减速器提供扭矩和刚度,小臂、腕部或手部等末端位置则更适合体积小、精度高的谐波减速器,搭配使用才能兼顾性能与结构。
哪些行业对谐波减速器的需求更集中?
3C、半导体、食品、注塑、模具、医疗等行业中通常使用由谐波减速器组成的30kg负载以下的机器人,这类场景普遍负载较轻,但对运动精度和体积重量有较高要求。