帶你了解工業(yè)機器人的關節(jié)：精密減速機

齒輪箱

現(xiàn)今工業(yè)機器人的先進程度讓人嘆為觀止，尤其是那些靈動的5軸6軸機器人，具有如此多的關節(jié)，還能夠做到運動和指令的精確傳輸，各部位緊密配合完成復雜的工作，讓人不禁好奇它們的傳動系統(tǒng)到底是怎樣的，關節(jié)到底是什么結(jié)構(gòu)的呢？

比如這個

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日本安川機器人揮刀削豌豆

說起關節(jié)，主要是指工業(yè)機器人最重要的基礎部件，也是運動的核心部件：精密減速機。這是一種精密的動力傳達機構(gòu)，其利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將電機的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的裝置，從而降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩。

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你造么，全球工業(yè)機器人的關節(jié)用到的精密減速機幾乎都是日本造的：日本人說跪，全球機器人沒幾個能站著。。。減速器

下面我們就來看看這幾家知名機器人減速器企業(yè)

1. Nabtesco納博特斯克

Nabtesco(納博特斯克)是2003年9月成立的，看似一個00后公司。實際上它是由帝人精機(Teijin Seiki，1944年成立)和納博克(Nabco，1956年生產(chǎn)了日本第一個自動門)這兩家日本公司強強合并組成。作為運動控制系統(tǒng)和零部件的生產(chǎn)商，這兩家公司都在其特定的業(yè)務領域，掌握了高端核心技術，控制了很高的市場份額，所以Nabtesco甫一成立，就位居同行業(yè)在日本乃至全世界的首位，世界上大多數(shù)機器人制造商均從Nabtesco的專利RV減速機獲益并帶來成功。

作為世界上最大的精密擺線針輪減速機制造商，Nabtesco生產(chǎn)高性能減速機、中空軸減速機，以及單軸伺服執(zhí)行器和控制器。其生產(chǎn)的精密設備具有高扭矩、高剛性和高耐過載沖擊荷載能力的同時，兼有高精密和非常低的回程間隙，被廣泛應用于衛(wèi)星、雷達天線、工業(yè)機器人、半導體和焊接技術等工業(yè)自動化領域。減速器

Nabtesco有幾個小視頻能很直觀形象地其產(chǎn)品展示在各種工業(yè)機器人上的應用。其中一個6軸機器人的跟大家分享。

6軸機器人的關節(jié)

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1944年帝人精機成立伊始，在飛機制造業(yè)開展業(yè)務，1947年進軍紡織機械制造領域，1955年開始制造飛行器零部件，1959年擴展至機床制造業(yè)。Nabtesco的RV減速器，前身正是帝人精機的主流產(chǎn)品，70年代開始作為挖掘設備驅(qū)動馬達的核心部件使用。80年代早期，應世界主要機器人制造商要求，帝人精機改進了RV減速器，使之更加精準可靠，符合機器人制造行業(yè)的嚴格要求。取得了精密擺線針輪RV減速機專利后，于1986年開始批量生產(chǎn)，從此開始為現(xiàn)代工業(yè)機器人的關節(jié)應用進行配套。

拆解開觀看內(nèi)部結(jié)構(gòu)

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行星減速機

線路能很方便得從減速機中空的部分穿過。這樣的設計不僅轉(zhuǎn)矩更大，壓縮比更高，接近零側(cè)隙，而且還加載了一組更大的提供更大動量，并免去外部支撐設備的內(nèi)角支撐軸。這樣一來，就進一步節(jié)省了成本，簡化了最終用戶的設計工作。減速器

Nabtesco：Hollow center Gear

▼2. Harmonica哈默納科

日本Harmonic Drive Systems Inc.(簡稱HDSI)是整體運動控制的領軍企業(yè)，其生產(chǎn)的Harmonic Drive組合型諧波減速機，具有輕量小型、無齒輪間隙、高轉(zhuǎn)矩容量等特點，被廣泛應用于工業(yè)機器人、仿人機器人、半導體液晶生產(chǎn)裝置、光伏設備、光學儀器、精密機床等各種尖端領域。阿波羅月球車的電驅(qū)動車輪里的波動齒輪就是用哈默納科的產(chǎn)品哦~~

為了涵蓋諧波減速機所不能做到的低減速比領域，HDSI產(chǎn)品還涉及到精密行星齒輪箱型諧波減速機Harmonic Planetary。獨特的內(nèi)齒圈形變工藝，可以使得行星齒輪與其嚙合的更緊、消除背隙，已達到精密級的傳動誤差。

諧波傳動減速器（harmonic gear drive）是一種靠波發(fā)生器使柔性齒輪產(chǎn)生可控彈性變形，并與剛性齒輪相嚙合，從頭傳遞運動和動力的齒輪傳動系統(tǒng)。諧波傳動減速器是由美國人Clarence Walton Musser(1909~ 1998-06-08)在1957年獲得發(fā)明專利（美國專利號2906143），除此之外，這位曾在美國國防部工作15年的長壽發(fā)明家一生有250項重大發(fā)明，例如軍用無后座力步槍，飛機彈射器，水下爆炸試驗儀器等等。減速器

聽上去象大一個行業(yè)品類，其實harmonic drive是Harmonic Drive Systems Inc.的商標。1960年美國USM公司首次將諧波傳動減速器成功投入運用，后來長谷川齒輪株式會社(Hasegawa Gear Works, Ltd.)獲得了USM的生產(chǎn)許可。1970年10月，長谷川與USM各出資50%，在東京都成立了Harmonic Drive Systems Inc.，漢譯哈默納科。

哈默納科是整體運動控制的領軍企業(yè)，其生產(chǎn)的HarmonicDrive組合型諧波減速機，具有輕量小型、無齒輪間隙、高轉(zhuǎn)矩容量等特點，被廣泛應用于工業(yè)機器人、仿人機器人、半導體液晶生產(chǎn)裝置、光伏設備、光學儀器、精密機床等各種尖端領域。

2006年1月1日哈默納科和上面介紹的Nabtesco的美國子公司在馬薩諸塞州成立了合資公司Harmonic Drive L.L.C.。

為了涵蓋諧波減速機所不能做到的低減速比領域，產(chǎn)品還涉及到精密行星齒輪箱型諧波減速機(Harmonic Planetary)。獨特的內(nèi)齒圈形變工藝，可以使得行星齒輪與其嚙合的更緊、消除背隙，已達到精密級的傳動誤差。減速器

諧波減速器拆解開觀看內(nèi)部結(jié)構(gòu)

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諧波行星減速器Harmonic Planetary Gears

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反觀國內(nèi)，我國對工業(yè)機器人用精密減速器的研究相比國外較晚，技術不成熟，與國外先進技術存在較大差距，形成了精密減速器不能自給自足的局面，嚴重依賴進口。這嚴重制約了我國工業(yè)機器人的發(fā)展，特別是在我國工業(yè)機器人逐漸產(chǎn)業(yè)化時期，工業(yè)機器人精密減速器的關鍵技術突破顯得更加迫切。國務院印發(fā)的《中國制造2025》提出，突破機器人本體、減速器、伺服電機、控制器、傳感器與驅(qū)動器等關鍵零部件及系統(tǒng)集成設計制造等技術瓶頸。減速器