机器人用减速器
减速机的市场现状：
目前应用于机器人领域的减速机主要有两种，一种是RV减速器，另一种是谐波减速器。
在关节型机器人中，由于RV减速器具有更高的刚度和回转精度，一般将RV减速器放置在机座、大臂、肩部等重负载的位置，而将谐波减速器放置在小臂、腕部或手部。对于高精度机器人减速器，日本具备绝对领先优势，目前全球机器人行业75%的精密减速机被日本的Nabtesco和HarmonicDrive两家垄断（业界俗称RV减速机和谐波减速机），包括ABB、FANUC、KUKA等国际主流机器人厂商的减速器均由上述两家公司提供。其中HarmonicDrive在工业机器人关节领域拥有15%的市场占有率。
RV减速机
RV减速器是旋转矢量（RotaryVector）减速器的简称，他是传统摆线针轮和行星齿轮传动装置的一个新的混合种，RV减速器的传动比较大（30-260），因此常用作减速，故称之为RV减速器；
RV减速器的结构比谐波减速器要复杂得多，生产成本也高很多，因此在工业机器人领域常用于S、L、U三个大惯量高扭矩关节，在一些大型搬运和装配机器人上，手腕也有的在用。
国内RV减速器厂家南通振康和恒丰泰；
南通振康17年的年产量是200多台，产品已被多家机器人厂商试用，包括国外的ABB、KUKA、发那科以及国内的埃夫特、埃斯顿等企业等。
机器人之减速器专篇（精心梳理） 先说重点，为什么减速器是机器人环节中的重点。第一，因为零部件中成本占比最高的是减速器，其市占率达到40%，其次是伺服系统
来源：雪球App，作者：核心研报圈，（https://xueqiu.com/4207524838/254257037）
先说重点，为什么减速器是机器人环节中的重点。第一，因为零部件中成本占比最高的是减速器，其市占率达到40%，其次是伺服系统市占率达到35%，后续在抽空写一篇伺服系统的专篇，这篇单聊减速器。
第二，拿马斯克的人形机器人为例，搭载约40个电机，预计肩部、肘部、腿部等主要关节使用10-14个谐波减速器，每个价值约1500元，总价值在15k-21k，这也是为什么去年绿的谐波涨了4倍的原因；而RV减速器用在腰部（对承载能力要求较高），使用2-4个，每个价值约3000元，总价值在6k-12k。
简单说一下减速器，其实就是一种动力传达机构，主要起着降低电机转速、提升扭矩的作用。
减速器的类型有很多种，但市场比较关注的是RV减速器和谐波减速器。RV减速器结构比较复杂，但是承载的能力更大；而谐波减速器体积小、成本相对其他种类比较高，但应用领域更精细。
一般来讲，负载10kg以下工业机器人主要使用谐波减速器；10-20kg高负载的工业机器人小臂、手腕关节可以采用谐波减速器；负载30kg以上的，在其轻负荷的末端关节上也能够使用谐波减速器；而如基座、大臂、肩部等重负载部位多使用RV减速器。
一、谐波减速器
谐波减速器是啥、工作原理之类的就不科普了，说说这个细分方向的市场情况。
目前，主流仍是国外厂商在谐波减速器行业中占据市场主导地位，且谐波减速器市场集中度非常高，目前的情况也是类似半导体的设备和材料环节。
从谐波减速器的竞争情况来看，市场基本处于日本企业垄断状态，哈默纳科全球市场占有率约82%，可谓是一家独大，像ABB、库卡等玩家都是它的客户。
虽然短期内外资主导地位还将持续，但中国本土优秀品牌也在不断崛起。国内的绿的谐波占据了7%的份额，可以说为国内玩家争了口气，获得了较高的市场份额。
另外同川科技（汉宇集团）也是波减速器的龙头企业之一，目前，同川科技的谐波减速器产能为每年10万个。
谐波减速器这个环节比较简单，就俩货，绿的谐波和同川科技。
二、RV减速器
从行业竞争格局来看，RV减速器市场目前仍然被外资品牌的垄断，全球超过85%的减速器市场份额被日本厂商占据，其中日本纳博特斯克在RV减速器领域处垄断地位。
目前国内参与厂商主要有双环传动、秦川机床、中大力德、上海机电、巨轮职能等。
其中双环传动新研制的大负载及高功重比的系列化减速机产品已成功批量应用于国内主流机器人产品中，已基本实现机器人减速器产品全覆盖，并且形成工业机器人用全系列RV减速器产品，在这个环节里面的市占率达到15%，仅次于纳博特斯克，是国内厂商第一。
上海机电，公司全资子公司与日本纳博特斯克合资设立纳博特斯克（中国）精密机器有限公司，纳博特斯克是全球RV减速器市占率第一的龙头企业。并且公司精密减速器的业务已形成年产20万台产品的能力，主要的客户包括发那科、安川、库卡、ABB等国际知名的工业机器人企业。
其他玩家，巨轮智能表示其自主研发的RV减速器具有精度稳定，效率高等特点，技术已经达到了国际领先水平，准备继续扩大产能，抢占市场份额。秦川机床也攻克了机器人关节减速器的核心技术，凭借着6-9万吨的产能，预计今年减速器业务营收能增长30%以上。中大力德市场率4%左右，也有一席地位。
整体来说，在减速器这个环节里，市场基本处于日本企业垄断状态，未来的看点是国内厂商的崛起，而且目前也出现一些优秀的企业在打破这样的格局。如谐波减速器的龙头企业绿的谐波，这也是去年机器人第一波炒作时的龙头之一，RV减速器的龙头企业双环传动，偏向机构票。
最后产业链梳理清楚了，是为交易做服务的，具体的操作结合市场走势，萝卜青菜各自挑选。本篇文章对您有帮助的话，欢迎点赞关注，是最大的鼓励！
工业机器人RV减速机的机械原理
第1减速部…正齿轮减速机构
输入轴的旋转从输入齿轮传递到直齿轮，按齿数比进行减速。这是第一减速部。
第2减速部…差动齿轮减速机构
直齿轮与曲柄轴相连接，变为第二减速部的输入。在曲柄轴的偏心部分，通过滚动轴承安装RV齿轮。另外，在外壳内侧仅比RV齿轮数多一个的针齿，以同等的齿距排列。
如果固定外壳转动直齿轮，则RV齿轮由于曲柄轴的偏心运动也进行偏心运动。此时如果曲柄轴转动一周，则RV齿轮就会沿与曲柄轴相反的方向转动一个齿。这个转动被输出到第2减速部的轴。将轴固定时，外壳侧成为输出侧。
纳博特斯克RV-110E减速机
二、RV减速机对工业机器人的重要性
工业机器人第一关节到第四关节全部使用RV减速机，轻载工业机器人第五关节和第六关节有可能使用谐波减速机。重载工业机器人所有关节都需要使用RV减速机。平均而言，每台工业机器人使用4.5台RV减速器。2013年世界工业机器人销量18万台，需使用减速机90万台。
工业机器人的动力源一般为交流伺服电机，因为由脉冲信号驱动，其伺服电机本身就可以实现调速，为什么工业机器人还需要减速器呢？工业机器人通常执行重复的动作，以完成相同的工序；为保证工业机器人在生产中能够可靠地完成工序任务，并确保工艺质量，对工业机器人的定位精度和重复定位精度要求很高。因此，提高和确保工业机器人的精度就需要采用RV减速器或谐波减速器。精密减速器在工业机器人中的另一作用是传递更大的扭矩。当负载较大时，一味提高伺服电机的功率是很不划算的，可以在适宜的速度范围内通过减速器来提高输出扭矩。此外，伺服电机在低频运转下容易发热和出现低频振动，对于长时间和周期性工作的工业机器人这都不利于确保其精确、可靠地运行。
精密减速器的存在使伺服电机在一个合适的速度下运转，并精确地将转速降到工业机器人各部位需要的速度，提高机械体刚性的同时输出更大的力矩。与通用减速器相比，工业机器人关节减速器要求具有传动链短、体积小、功率大、质量轻和易于控制等特点。
大量应用在关节型工业机器人上的减速器主要有两类：RV减速器和谐波减速器。相比于谐波减速器，RV减速器具有更高的刚度和回转精度。因此在关节型工业机器人中，一般将RV减速器放置在机座、大臂、肩部等重负载的位置；而将谐波减速器放置在小臂、腕部或手部；行星减速器一般用在直角坐标工业机器人上。
同时，RV减速机较工业机器人中常用的谐波传动具有高得多的疲劳强度、刚度和寿命，而且回差精度稳定，不像谐波传动那样随着使用时间增长运动精度就会显著降低，故世界上许多国家高精度工业机器人传动多采用RV减速器，因此，该种RV减速器在先进工业机器人传动中有逐渐取代谐波减速器的发展趋势。
三、RV减速机发展编年史
1、1926年德国人劳伦兹·勃朗于创造性地提出RV减速机原理
2、1931年劳伦兹·勃朗在德国慕尼黑创建了“赛古乐”股份有限公司，最先开始了摆线减速器的制造和销售
3、1939年，日本住友公司和“赛古乐”公司签定了技术合作协议，并生产销售；
4、1944年，日本帝人精机成立，这个未来的RV减速机霸主，在飞机制造、纺织机械、机床等多个行业硕果累累；
5、1950年-1960年，摆线磨床的出现，解决了摆线齿形的精度不高的难题，使摆线传动得到了进一步的发展。
6、1956年，日本纳博克公司发售全球第一个自动门，在市场上展露头角。
7、1980年左右，日本帝人精机提出RV传动理论，着手应用于工业机器人行业。
8、1986年，日本帝人精机RV减速机正式大规模生产，取得成功；
9、2003年，帝人精机和纳博克合并组成Nabtesco(纳博特斯克)公司，并取得快速发展，现在已成为RV减速机行业的领头羊，占据了60%以上的市场，特别在中/重负荷工业机器人上，其RV减速机市场占有率高达90%。
四、中国RV减速机行业发展现状
在RV减速机方面，我国从二十世纪五十年代起开始研究行星齿轮传动装置，六十年代从国外引进，尽管在理论和仿制方面取得了一些成果，但与日本的同类最新产品相比，我们研制的摆线针轮减速器从整体性能、使用寿命、传动精度、承载能力到新产品的进一步开发升级都存在着相当多的不足之处。
一台精密减速器ABB、Kuka、安川等国际巨头采购价为3万元~5万元，卖给我国企业约7万元，普通企业约12万元，我国企业采购精密减速机的成本比国际巨头贵一倍还多。
据高工工业机器人产业研究所(GRII)数据统计，国内有353家工业机器人企业，其中研究减速器的只占到13家，研究RV减速器的只有5家。
2010年，南通振康焊接机电有限公司研制开发的可用于高端工业应用领域（工业机器人）传动核心部件RV减速装置以及系列交流伺服电机，投入批量生产，更获得市场广泛认可。2013年产量200多台。
2014年7月20日，武汉市精华减速机制造有限公司总经理余运清透露，自主研发的一种精密减速机刚获得检验通过，有望替代进口，降低工业机器人国产化成本。
2014年7月，秦川发展发布公告称，计划投资1.94亿元进行9万套(一期)工业机器人关节减速器技术改造项目建设。此举将国产工业机器人RV减速器的研发制造推进了人们的视野。
在上市公司中还有巨轮股份跟新松工业机器人都在进行RV减速器的研究，但目前尚未取得实质性的结果。
在经济转型升级和我国人口老龄化进程日益加快的情况下，工业机器人产业的发展迎来一个需求快速发展的阶段。2013年中国市场共销售工业机器人近3.7万台，约占全球销量的1/5，总销量超过了日本，位居全球第一。预计中国有望在2016年成为全球最大的工业机器人市场，保有量将超过15万台。Nabtesco都计划投资近50亿日元在中国新建工厂，自2016年起投产制造工业机器人用的核心零部件-RV减速机，计划每年产量10万台，2020年达20万台。
这么大的市场需求，目前看与中国企业几乎无缘，我们期待着中国企业能够早日突破技术瓶颈，赢得市场。返回搜狐，查看更多
工业机器人的关节(精密减速机)到底是什么结构呢
现今工业机器人的先进程度让人叹为观止，尤其是那些灵动的5轴6轴机器人，具有如此多的关节，还能够做到运动和指令的精确传输，各部位紧密配合完成复杂的工作，让人不禁好奇它们的传动系统到底是怎样的，关节到底是什么结构的呢？
比如这个
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日本安川机器人挥刀削豌豆
说起关节，主要是指工业机器人最重要的基础部件，也是运动的核心部件：精密减速机。这是一种精密的动力传达机构，其利用齿轮的速度转换器，将电机的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的装置，从而降低转速，增加转矩。
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你造么，全球工业机器人的关节用到的精密减速机几乎都是日本造的：日本人说跪，全球机器人没几个能站着。。。
目前全球能够提供规模化且性能可靠的精密减速器生产企业不算多，全球绝大多数市场份额都被日本企业占据，在工业用机器人关节上的精密减速器上，纳Nabtesco(纳博特斯克)产品的全球市场占有率达60%，特别在中/重负荷机器人上，其RV减速器市场占有率高达90%。Harmonica（哈默纳科）的谐波减速器约占15%，还有住友重工(SUMITOMO，未查到比例)。
下面我们就来看看这几家知名机器人减速器企业
1.Nabtesco纳博特斯克
Nabtesco(纳博特斯克)是2003年9月成立的，看似一个00后公司。实际上它是由帝人精机(TeijinSeiki，1944年成立)和纳博克(Nabco，1956年生产了日本第一个自动门)这两家日本公司强强合并组成。作为运动控制系统和零部件的生产商，这两家公司都在其特定的业务领域，掌握了高端核心技术，控制了很高的市场份额，所以Nabtesco甫一成立，就位居同行业在日本乃至全世界的首位，世界上大多数机器人制造商均从Nabtesco的专利RV减速机获益并带来成功。
作为世界上最大的精密摆线针轮减速机制造商，Nabtesco生产高性能减速机、中空轴减速机，以及单轴伺服执行器和控制器。其生产的精密设备具有高扭矩、高刚性和高耐过载冲击荷载能力的同时，兼有高精密和非常低的回程间隙，被广泛应用于卫星、雷达天线、工业机器人、半导体和焊接技术等工业自动化领域。
Nabtesco有几个小视频能很直观形象地其产品展示在各种工业机器人上的应用。其中一个6轴机器人的跟大家分享。
6轴机器人的关节
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视频内容1944年帝人精机成立伊始，在飞机制造业开展业务，1947年进军纺织机械制造领域，1955年开始制造飞行器零部件，1959年扩展至机床制造业。Nabtesco的RV减速器，前身正是帝人精机的主流产品，70年代开始作为挖掘设备驱动马达的核心部件使用。80年代早期，应世界主要机器人制造商要求，帝人精机改进了RV减速器，使之更加精准可靠，符合机器人制造行业的严格要求。取得了精密摆线针轮RV减速机专利后，于1986年开始批量生产，从此开始为现代工业机器人的关节应用进行配套。
拆解开观看内部结构
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线路能很方便得从减速机中空的部分穿过。这样的设计不仅转矩更大，压缩比更高，接近零侧隙，而且还加载了一组更大的提供更大动量，并免去外部支撑设备的内角支撑轴。这样一来，就进一步节省了成本，简化了最终用户的设计工作。
Nabtesco：HollowcenterGear
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视频内容2.Harmonica哈默纳科
日本HarmonicDriveSystemsInc.(简称HDSI)是整体运动控制的领军企业，其生产的HarmonicDrive组合型谐波减速机，具有轻量小型、无齿轮间隙、高转矩容量等特点，被广泛应用于工业机器人、仿人机器人、半导体液晶生产装置、光伏设备、光学仪器、精密机床等各种尖端领域。阿波罗月球车的电驱动车轮里的波动齿轮就是用哈默纳科的产品哦~~
为了涵盖谐波减速机所不能做到的低减速比领域，HDSI产品还涉及到精密行星齿轮箱型谐波减速机HarmonicPlanetary。独特的内齿圈形变工艺，可以使得行星齿轮与其啮合的更紧、消除背隙，已达到精密级的传动误差。
谐波传动减速器（harmonicgeardrive）是一种靠波发生器使柔性齿轮产生可控弹性变形，并与刚性齿轮相啮合，从头传递运动和动力的齿轮传动系统。谐波传动减速器是由美国人ClarenceWaltonMusser(1909~1998-06-08)在1957年获得发明专利（美国专利号2906143），除此之外，这位曾在美国国防部工作15年的长寿发明家一生有250项重大发明，例如军用无后座力步枪，飞机弹射器，水下爆炸试验仪器等等。
听上去象大一个行业品类，其实harmonicdrive是HarmonicDriveSystemsInc.的商标。1960年美国USM公司首次将谐波传动减速器成功投入运用，后来长谷川齿轮株式会社(HasegawaGearWorks,Ltd.)获得了USM的生产许可。1970年10月，长谷川与USM各出资50%，在东京都成立了HarmonicDriveSystemsInc.，汉译哈默纳科。
哈默纳科是整体运动控制的领军企业，其生产的HarmonicDrive组合型谐波减速机，具有轻量小型、无齿轮间隙、高转矩容量等特点，被广泛应用于工业机器人、仿人机器人、半导体液晶生产装置、光伏设备、光学仪器、精密机床等各种尖端领域。
2006年1月1日哈默纳科和上面介绍的Nabtesco的美国子公司在马萨诸塞州成立了合资公司HarmonicDriveL.L.C.。
为了涵盖谐波减速机所不能做到的低减速比领域，产品还涉及到精密行星齿轮箱型谐波减速机(HarmonicPlanetary)。独特的内齿圈形变工艺，可以使得行星齿轮与其啮合的更紧、消除背隙，已达到精密级的传动误差。
谐波减速器拆解开观看内部结构
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谐波行星减速器HarmonicPlanetaryGears
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视频内容3.SUMITOMO住友
日本住友SUMITOMO是拥有400多年历史的世界500强之一的住友集团旗下的建设机械厂家，在世界范围享有盛誉。住友产品在1967年凭借自身技术开发研制了第一台液压挖掘机之后，目前世界各地到处活跃着住友液压挖掘机的身影。住友重机械工业株式会社SumitomoDriveTechnologies住友重机械在日本便开始了电动机和减速机的自行制造生产。
住友减速机包含各种型号减速机，如住友大型斜齿轮减速箱，住友行星齿轮减速机，住友斜齿轮减速机，住友蜗轮蜗杆减速机等。减速比大，效率高：一级传动减速比为9~87，双级传动减速比为121～5133，多级混合可达数万，且针齿啮合系套式滚动摩擦，啮合表面无相对滑动，故一级减速效率达94%。
1995年10月，由住友重机械工业株式会社和住友商事株式会社共同出资在中国天津成立住友重机械减速机(中国)有限公司，并在2001年成立上海分公司作为其产品在中国的销售总部，同时在上海的松江设有维修中心。
反观国内，我国对工业机器人用精密减速器的研究相比国外较晚，技术不成熟，与国外先进技术存在较大差距，形成了精密减速器不能自给自足的局面，严重依赖进口。这严重制约了我国工业机器人的发展，特别是在我国工业机器人逐渐产业化时期，工业机器人精密减速器的关键技术突破显得更加迫切。国务院印发的《中国制造2025》提出，“突破机器人本体、减速器、伺服电机、控制器、传感器与驱动器等关键零部件及系统集成设计制造等技术瓶颈。”
来源：机器人前沿
减速机的原理与结构是什么
减速机是一种重要的机械装置。如果您对工业机械有任何了解，那么您一定听过这个词。它作为一种传动装置，在很多工业应用中扮演了重要的角色。但对于非专业人士来说，减速机的工作原理及其结构是很难理解的。在本文中，我们将讲解减速机的基本工作原理及其结构，以帮助那些想要深入了解减速机的人。
一、减速机的工作原理
1.1大地辗转的工作方式
减速器是由一个高速输入驱动一个输出轴的装置，它通常被设计成一个几何图形中的一个宏大的齿轮，这个齿轮的齿数是与输入的齿轮数量相等的。齿轮的运动原理可以简单地描述为一种「大地辗转」的工作方式，即输入轴齿轮的旋转引起输出轴齿轮的旋转。
1.2螺旋齿轮的工作方式
螺旋齿轮是一种您可能见过的旋转机械齿轮。螺旋齿轮具有斜角，可以与输入轴齿轮和输出轴齿轮互相咬合。在螺旋齿轮转速高于输入轴齿轮时，它会以相反的方向旋转输出轴齿轮。这种工作方式可以使减速器在小尺寸中提供更高的输出扭矩，使其在许多应用中更加有效。
1.3行星齿轮的工作方式
行星齿轮被认为是最常用的减速机机构。它由一个圆形齿轮（太阳轮）和数个围绕它旋转的齿轮（行星轮）组成。行星轮上还有自转轴，可以围绕太阳轮自转。太阳轮能够以一定的速度旋转，和太阳轮同步的行星轮将以更小的速度旋转。
减速机的工作原理是通过将高速输入转换为低速和高扭矩输出来完成的。不同类型的减速机，可以提供不同的速度和扭矩输出。下面我们将详细介绍减速机的结构。
二、减速机的结构
2.1共齿轮减速机
共齿轮减速机在工厂内客户机械驱动过程中都非常常见。它使用两个相似的轴上安装的两个齿轮来完成传递动力和减速的任务。这种减速机有一个杠杆和凸轮以及一些球轴承。
共齿轮减速机可以提供各种不同的减速比，从而为各种不同的机器、车辆和设备提供适当的转速。它们很容易维护，具有很长的使用寿命。
2.2行星减速机
行星减速机是一种减速机结构，通常被用来应对高扭矩和低速输出的需求。它由一个圆形齿轮（太阳轮）和数个围绕它旋转的齿轮（行星轮）组成。在这个系统中，输入轴旋转太阳轮，行星轮滑动在太阳轮与固定支座之间，从而改变输出轴的速度和扭矩。
对于需要高扭矩和低速输出的应用，行星减速机是一种非常适合的解决方案。它具有很高的耐用性和可靠性。
2.3锥齿轮减速机
锥齿轮减速机通常使用直角传动来完成高扭矩要求。它由两个直角相交的轴组成。其中一个轴上安装一个驱动齿轮，用于转动两个锥形齿轮之一。每个锥齿轮的其他一面与输出轴咬合，从而实现转动输出轴的任务。锥齿轮减速机具有非常高的可靠性和耐久性，并在非常高的负载下工作。
2.4螺旋锥齿轮减速机
螺旋锥齿轮减速机是一种复杂的减速机结构，由锥齿轮、螺旋齿轮、设配轴和联轴器组成。如果您需要在高负载和低速度环境中输出更大的扭矩，那么这种减速机将是很好的选择。此外，由于其复杂的结构，螺旋锥齿轮减速机通常有更高的成本。
以上介绍的几种减速机结构都有它们各自的优点和适用场景。通过了解不同类型的减速机的工作原理及其结构，在实际应用中可以更好地满足机器和设备对输出扭矩和速度的要求。