减速器的主要作用是什么？分类及原理

减速器是机器人关节的核心部件，用于降低电机转速、增大输出扭矩，并提升运动控制精度，尤其在需要高精度、高负载的场景中不可或缺。按照传动精度看，三种精密减速器由高到低的排序为精密行星减速器>谐波减速器>RV减速器。

在各类机器人中，精密减速器是重要的零部件之一，主要起到以下作用：

（1）提高精度：将电机的旋转运动转换成所需的速度和力矩，同时大幅减少运动中的误差，提高机器人的操作精度；

（2）增大扭矩：通过减速器，将电机输出的转速降低，同时增大输出扭矩，使机器人可执行更重的负载任务；

（3）提高响应速度：精密减速器可快速响应控制信号，实现快速启动和停止，提高机器人的动态性能和灵活性；

（4）提高稳定性：精密减速器减少运动过程中的震动和冲击，提高机器人的运行稳定性；

（5）减少体积和重量：精密减速器设计紧凑，在提供足够扭矩的同时，保持相对较小的体积和重量，有助于减轻机器人整体重量。

减速器的分类及原理

1. 谐波减速器

结构：由波发生器（椭圆凸轮）、柔轮（薄壁弹性齿轮）和刚轮（刚性内齿轮）组成。

原理：波发生器使柔轮发生弹性变形，与刚轮啮合。随着波发生器旋转，柔轮齿与刚轮齿的啮合位置变化，实现减速（传动比通常为 30:1至320:1）。

特点：

优点：结构紧凑、重量轻、高精度（回差≤1 arcmin）、零背隙。

缺点：柔轮易疲劳、扭转刚度较低，长期重载可能影响寿命。

应用：协作机器人（如UR机器人）、工业机器人手腕关节、医疗机器人等轻量化场景。

代表厂商：哈默纳科、绿的谐波、来福、新宝、同川、大族

2. RV减速器

结构：两级减速，第一级为行星齿轮，第二级为摆线针轮。

原理：行星齿轮初步减速后，通过曲轴驱动摆线轮与针齿啮合，实现高减速比（通常 50:1至200:1）。

特点：

优点：高刚性、大承载能力、高精度（回差≤1 arcmin）、寿命长。

缺点：结构复杂、成本高、制造难度大。

应用：工业机器人基座、大臂关节（如发那科、ABB重载机器人）。

代表厂商：纳博特斯克、环动科技、住友、珠海飞马、中大力德

3. 行星减速器

结构：太阳轮、行星轮、齿圈及行星架。

原理：电机驱动太阳轮，行星轮围绕太阳轮公转并与齿圈啮合，动力由行星架输出（传动比 3:1至100:1。

特点：

优点：高传动效率（＞95%）、负载分布均匀、结构紧凑。

缺点：高减速比时体积增大、精度略低（回差约5-10 arcmin）。

应用：AGV驱动轮、服务机器人关节、中低负载工业场景。

代表厂商：新宝、科峰智能、纽氏达特、精锐科技、中大力德

4. 摆线针轮减速器

结构：输入轴偏心套驱动摆线轮，与针齿壳上的针齿啮合。

原理：偏心运动转化为摆线轮的旋转运动，实现高减速比（50:1至200:1）。

特点：

优点：高刚性、抗冲击性强、寿命长。

缺点：制造精度要求高、成本较高。

应用：部分替代RV减速器，适用于重载工业机器人。

选型建议

高精度、轻量化：谐波减速器（如协作机器人）。

重负载、高刚性：RV减速器（如工业机器人基座）。

性价比、中等负载：行星减速器（如AGV驱动）。

抗冲击、长寿命：摆线针轮减速器。

未来趋势

集成化：与电机一体化设计（如机电模组）。

新材料：碳纤维柔轮延长谐波减速器寿命。

高精度加工：提升RV减速器国产化率（如南通振康）。