作為核心零部件的重要組成，精密減速器是工業(yè)機(jī)器人可靠、精確運(yùn)行所不可或缺的部分。而事實(shí)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(yè)機(jī)器人核心零部件的精密減速器，與通用減速器相比，機(jī)器人用減速器要求具有傳動(dòng)鏈短、體積小、功率大、質(zhì)量輕和易于控制等特點(diǎn)。精密減速器使機(jī)器人伺服電機(jī)在一個(gè)合適的速度下運(yùn)轉(zhuǎn)，并精確地將轉(zhuǎn)速降到工業(yè)機(jī)器人各部位需要的速度，提高機(jī)械體剛性的同時(shí)輸出更大的力矩。
大量應(yīng)用在關(guān)節(jié)型機(jī)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(jī)座、大臂、肩部等重負(fù)載的位置，即主要用于20公斤以上的機(jī)器人關(guān)節(jié)；而將諧波減速器放置在小臂、腕部或手部，即20公斤以下機(jī)器人關(guān)節(jié)。另外，行星減速器一般用在直角坐標(biāo)機(jī)器人上。
那么，兩類減速器的原理和優(yōu)劣勢(shì)到底是什么呢？
張杰解釋，諧波減速器由“柔輪、波發(fā)生器、剛輪、軸承”這四個(gè)基本部件構(gòu)成。柔輪的外徑略小于剛輪的內(nèi)徑，通常柔輪比剛輪少2個(gè)齒。波發(fā)生器的橢圓型形狀決定了柔輪和剛輪的齒接觸點(diǎn)分布在介于橢圓中心的兩個(gè)對(duì)立面。波發(fā)生器轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，柔輪和剛輪齒接觸部分開(kāi)始嚙合。波發(fā)生器每正時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°，柔輪就相當(dāng)于剛輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)1個(gè)齒數(shù)差。在180°對(duì)稱的兩處，全部齒數(shù)的30%以上同時(shí)嚙合，這也造就了其高轉(zhuǎn)矩傳送。
張杰認(rèn)為，相比諧波減速器，RV傳動(dòng)是新興起的一種傳動(dòng)，它是在傳統(tǒng)針擺行星傳動(dòng)的基礎(chǔ)上發(fā)展出來(lái)的，不僅克服了一般針擺傳動(dòng)的缺點(diǎn)，還具有體積小、重量輕、傳動(dòng)比范圍大、壽命長(zhǎng)、精度保持穩(wěn)定、效率高、傳動(dòng)平穩(wěn)等一系列優(yōu)點(diǎn)。
RV減速機(jī)的關(guān)鍵在于加工工藝和裝配工藝。RV減速機(jī)具有更高的疲勞強(qiáng)度、剛度和壽命，不像諧波傳動(dòng)那樣隨著使用時(shí)間增長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)精度會(huì)顯著降低，其缺點(diǎn)是重量重，外形尺寸較大。
據(jù)悉，RV減速器是由擺線針輪和行星支架組成，以其體積小、抗沖擊力強(qiáng)、扭矩大、定位精度高、振動(dòng)小、減速比大等諸多優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人、機(jī)床、醫(yī)療檢測(cè)設(shè)備、衛(wèi)星接收系統(tǒng)等領(lǐng)域，日益受到國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。
張靖博士進(jìn)一步分析了RV減速器和諧波減速器兩者的優(yōu)劣勢(shì)。他認(rèn)為諧波減速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，適合于小型化、低、中載荷的應(yīng)用。RV剛性好、抗沖擊能力強(qiáng)、傳動(dòng)平穩(wěn)、精度高，適合中、重載荷的應(yīng)用，但RV減速器需要傳遞很大的扭矩，承受很大的過(guò)載沖擊，保證預(yù)期的工作壽命，因而在設(shè)計(jì)上使用了相對(duì)復(fù)雜的過(guò)定位結(jié)構(gòu)，制造工藝和成本控制難度較大。
綜上可見(jiàn)，看似簡(jiǎn)單的減速器，實(shí)則是對(duì)我國(guó)工業(yè)基礎(chǔ)系統(tǒng)的挑戰(zhàn)。沒(méi)有吃透相關(guān)材料、熱處理、工藝的情況下，很難生產(chǎn)出完全滿足機(jī)器人要求的精密減速器實(shí)屬意料之內(nèi)
銳鑫手機(jī)APP
銳鑫微信公眾號(hào)
