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工业机器人的RV减速机和谐波减速器有什么区别?

发表时间: 2022-02-28 09:41:52

作者: 浙江塞纳德动力科技有限公司

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工业机器人的RV减速机和谐波减速器有什么区别?

机器人用精密减速器作为工业机器人的核心部件,与通用减速器相比,要求具有传动链短、体积小、功率大、重量轻、易于控制等特点。

关节式机器人中广泛使用的减速器主要有两种类型:

RV减速器和谐波减速器

1 RV减速机和谐波减速器的原理、优缺点

RV减速机:

用于高力矩机器人的腿、腰、肘三个关节,用于高负载的工业机器人,RV用于第一、第二、第三轴。RV减速机与谐波减速器相比,关键在于加工工艺和装配工艺。RV减速机具有较高的疲劳强度、刚度和使用寿命,与谐波传动不同,随着使用时间的增加,运动精度会明显降低,其缺点是重量大,整体尺寸大。

谐波减速器:

用于工业机器人末端的几个轴或负载小的大型机器人。谐波减速器是谐波传动装置的一种,包括谐波加速器和谐波减速器。谐波减速器主要包括刚性轮、柔性轮、轴承和波发生器,缺一不可。其中,刚性轮的齿数略大于柔性轮的齿数。小型机器人用谐波减速器的特点是体积小、重量轻、承载能力大、运动精度高、单级传动比大。

两者都是少齿差啮合。不同的是,谐波中的一个关键齿轮是柔性的,需要反复高速变形,所以比较脆弱,承载能力和寿命有限。RV一般用摆线针轮,谐波以前用渐开线齿廓。现在有些厂家用双圆弧齿廓,比渐开线齿廓先进很多。

减速器的两大巨头分别是Nabtesco和Harmony Drive,几乎垄断了全球机器人用减速器。两种减速器都有微米级的加工精度,所以这种在量产阶段很难有高可靠性,更不用说几千转的高速运转了,还需要很长的使用寿命。

谐波减速器由柔性轮、波发生器、刚性轮和轴承四个基本部件组成。

柔性轮的外径略小于刚性轮的内径。通常,柔性轮比刚性轮少两个齿。波浪发生器的椭圆形状决定了柔性轮和刚性轮的齿接触点分布在椭圆中心之间的相对两侧。在波发生器旋转期间,柔性轮和刚性轮的齿接触部分开始啮合。当波浪发生器顺时针旋转180°时,柔性轮相当于逆时针旋转一个齿数差的刚性轮。在180°对称位置,总齿数的30%以上同时啮合,这也有助于其高扭矩传递。

与谐波减速器相比,RV传动是在传统销摆行星传动的基础上发展起来的一种新型传动。它不仅克服了一般销摆传动的缺点,而且具有体积小、重量轻、传动比范围宽、使用寿命长、精度稳定、效率高、传动平稳等一系列优点。

RV减速器由摆线针轮和行星支架组成,具有体积小、抗冲击能力强、扭矩大、定位精度高、振动小、减速比大等优点,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减速机外壳和摆线针轮采用实心钢驱动,承载能力强。而谐波减速器的柔轮可以不断变形传递扭矩,这就决定了谐波减速器承受大扭矩和冲击载荷的能力有限,所以一般用在前端。

RV减速器和谐波减速器的优缺点

谐波减速器结构简单紧凑,适用于小型化、中低负荷应用场合。

RV减速机刚性好,抗冲击能力强,传动平稳,精度高,适用于中重载应用。而RV减速器需要传递很大的扭矩,承受很大的过载冲击,保证预期的工作寿命。所以在设计上采用相对复杂的过定位结构,制造工艺和成本难以控制。RV减速器内部没有弹性变形的受力元件,可以承受一定的扭矩。RV减速器的轴承是其薄弱环节,容易突破轴承应力极限,导致轴承异常磨损或断裂。这个问题在高转速下更为突出,所以RV减速机的额定转矩随着输入转速明显下降。

3还原剂之间有替代关系吗?

正面观点:

RV减速器比机器人常用的谐波传动具有高得多的疲劳强度、刚度和寿命,其侧隙精度稳定,不像谐波传动,其运动精度会随着使用时间的增加而明显下降。因此,RV减速器在许多国家被广泛应用于高精度机器人传动中。因此,RV减速器将在先进的机器人传动中逐步取代谐波减速器。

这些产品在某些型号中确实存在替代关系,但这几种减速器只能部分替代。大多数情况下,很难更换各种减速器。比如在速比方面,谐波和RV的速比远大于行星,所以小速比领域以行星为主。当然行星的速比是可以放大的,但是谐波和RV是很难替代的。比如刚性方面,行星和RV的刚性比谐波好,谐波在刚性工况下很难有好的表现。

谐波减速器的特点是重量轻、体积小。在这方面,行星和RV是很难达到的。因此,各种减速器只能在某些情况下更换,但要全方位地用一种产品替代另一种产品是不现实的。

反观点:

各种减速器不能互相替代,但又是互补的。

RV和谐波是相辅相成的,但不排除在结构设计优化和制造工艺突破后,在中低负荷应用领域形成局部竞争。

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