工业机器人的核心：RV减速机的前世今生

当我们在展望机器人时代的时候，你可曾知道机器人最关键的机械结构之一RV减速机，到现在，中国还没有设计制造的能力。“十二五”期间，国家“863”计划将其列为关键技术瓶颈。近年来，中国顶尖的大学和研究机构只有论文，没有实物来解决关键问题。

今天我综合各方的信息，给大家讲讲RV减速机的情况。

一、kloc-1/的机械原理

1926年，德国洛伦兹·勃朗创造性地提出了以外摆线为齿形曲线的小齿差行星传动机构，这是最早的销摆行星传动。由于两个啮合齿轮中的一个采用销轮形式，这种传动又被摆线称为销轮行星传动。

RV传动是在传统销摆行星传动的基础上发展起来的一种全新的传动方式。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。

第一减速部分…正齿轮减速机构

输入轴的旋转从输入齿轮传递到正齿轮，并根据传动比减速。这是第一台减速器。

第二减速部分…差动齿轮减速机构

正齿轮与曲轴连接，成为第二减速部的输入。在曲轴的偏心部分，RV齿轮通过滚动轴承安装。此外，壳体内侧只有一个比RV齿轮多的针齿，以相同的节距排列。

如果固定壳体转动正齿轮，由于曲轴的偏心运动，RV齿轮也会偏心运动。此时，如果曲轴旋转一次，RV齿轮将沿与曲轴相反的方向旋转一个齿。该旋转输出到第二减速器的轴上。当轴固定时，壳体侧成为输出侧。

二、RV减速机对机器人的重要性

机器人的第一关节到第四关节均采用RV减速机，轻型机器人的第五关节和第六关节可采用谐波减速器。重型机器人的所有关节都需要使用RV减速机。平均每个机器人使用4.5个RV减速器。2013年，全球销售了18万台机器人，需要90万台减速器。

工业机器人的动力源通常是交流伺服电机。由于是脉冲信号驱动，其伺服电机可以实现调速。工业机器人为什么需要减速器？工业机器人通常执行重复的动作来完成相同的过程；为了保证工业机器人能够可靠地完成工艺任务，保证工艺质量，对工业机器人的定位精度和重复定位精度提出了要求。因此，有必要采用RV减速器或谐波减速器来提高和保证工业机器人的精度。工业机器人中精密减速器的另一个作用是传递更多的扭矩。当负载较大时，盲目增加伺服电机的功率不划算，在合适的转速范围内可以通过减速器增加输出扭矩。此外，对于长时间周期性工作的工业机器人来说，伺服电机在低频运行下容易发热和低频振动，不利于保证其准确可靠的运行。

精密减速器的存在使伺服电机以合适的速度运转，将转速精确降低到工业机器人各部分所需的速度，从而提高机械本体的刚性，输出更大的扭矩。与一般减速器相比，机器人关节减速器要求传动链短、体积小、功率大、重量轻、易于控制。

关节机器人中广泛使用的减速器有两种:RV减速器和谐波减速器。与谐波减速器相比，RV减速器具有更高的刚度和旋转精度。因此，在铰接机器人中，RV减速器通常放置在重负载位置，如底座、臂和肩部。谐波减速器放置在前臂、手腕或手上；行星减速器通常用于笛卡尔机器人。

同时，RV减速机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，其齿隙精度稳定。与谐波传动不同，它的运动精度会随着使用时间的增加而显著下降。因此，世界上许多国家都使用RV减速器进行高精度机器人驱动。因此，这种RV减速器将在先进的机器人驱动中逐渐取代谐波减速器。

中国RV减速机行业发展现状

在RV减速机方面，我国从50年代开始研究行星齿轮传动装置，60年代从国外引进。虽然在理论和仿制方面取得了一定的成果，但与日本最新的同类产品相比，我们研制的摆线针轮减速器在整体性能、使用寿命、传动精度、承载能力以及新产品的进一步开发升级等方面都存在不少不足。

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