工業機器人的RV減速器和諧波減速器對比分析

作為核心零部件的重要組成，精密減速器是工業機器人可靠、精確運行所不可或缺的部分。而事實上，減速器有多種類別，分別是諧波齒輪減速器、擺線針輪行星減速器、RV減速器、精密行星減速器和濾波齒輪減速器。

作為工業機器人核心零部件的精密減速器，與通用減速器相比，機器人用減速器要求具有傳動鏈短、體積小、功率大、質量輕和易於控制等特點。精密減速器使機器人伺服電機在一個合適的速度下運轉，並精確地將轉速降到工業機器人各部位需要的速度，提高機械體剛性的同時輸出更大的力矩。

大量應用在關節型機器人上的減速器主要有兩類：RV減速器和諧波減速器。一般將RV減速器放置在機座、大臂、肩部等重負載的位置，即主要用於20公斤以上的機器人關節；而將諧波減速器放置在小臂、腕部或手部，即20公斤以下機器人關節。另外，行星減速器一般用在直角坐標機器人上。

RV-E型減速器

那麼，兩類減速器的原理和優劣勢到底是什麼呢？

浙江來福諧波傳動股份有限公司張傑解釋，諧波減速器由「柔輪、波發生器、剛輪、軸承」這四個基本部件構成。柔輪的外徑略小於剛輪的內徑，通常柔輪比剛輪少2個齒。波發生器的橢圓型形狀決定了柔輪和剛輪的齒接觸點分布在介於橢圓中心的兩個對立面。波發生器轉動的過程中，柔輪和剛輪齒接觸部分開始嚙合。波發生器每正時針旋轉180°，柔輪就相當於剛輪逆時針旋轉1個齒數差。在180°對稱的兩處，全部齒數的30%以上同時嚙合，這也造就了其高轉矩傳送。

諧波減速器

張傑認為，相比諧波減速器，RV傳動是新興起的一種傳動，它是在傳統針擺行星傳動的基礎上發展出來的，不僅克服了一般針擺傳動的缺點，還具有體積小、重量輕、傳動比範圍大、壽命長、精度保持穩定、效率高、傳動平穩等一系列優點。

RV減速機的關鍵在於加工工藝和裝配工藝。RV減速機具有更高的疲勞強度、剛度和壽命，不像諧波傳動那樣隨著使用時間增長，運動精度會顯著降低，其缺點是重量重，外形尺寸較大。

據悉，RV減速器是由擺線針輪和行星支架組成，以其體積小、抗衝擊力強、扭矩大、定位精度高、振動小、減速比大等諸多優點被廣泛應用於工業機器人、機床、醫療檢測設備、衛星接收系統等領域，日益受到國內外的廣泛關注。

浙江雙環傳動機械股份有限公司張靖博士進一步分析了RV減速器和諧波減速器兩者的優劣勢。他認為諧波減速器結構簡單緊湊，適合於小型化、低、中載荷的應用。RV剛性好、抗衝擊能力強、傳動平穩、精度高，適合中、重載荷的應用，但RV減速器需要傳遞很大的扭矩，承受很大的過載衝擊，保證預期的工作壽命，因而在設計上使用了相對複雜的過定位結構，製造工藝和成本控制難度較大。

綜上可見，看似簡單的減速器，實則是對大陸工業基礎系統的挑戰。沒有吃透相關材料、熱處理、工藝的情況下，很難生產出完全滿足機器人要求的精密減速器實屬意料之內。

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