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當我們在無限憧憬機器人時代的時候，你可曾知道，機器人最關鍵的機械結構之一RV減速機，到今天，中國仍然不具備設計和製造能力。「十二五」時期，國家「863」計劃將其列入重點攻克的技術瓶頸。國內頂尖大學和科研機構幾年攻關也只有論文，沒有實物。
工業機器人成本結構大致如下：本體22%、伺服系統25%、減速器38%、控制系統10%以及其他5%。簡單拆分國內6軸工業機器人成本(總成本25萬元)，可以看出減速器和伺服電機兩項成本接近13萬元，主要以進口為主。
今天小編就綜合各方資料，為大家講述下RV減速機。
一、RV減速機的機械原理
德國人勞倫茲·勃朗於1926年創造性地提出了一種少齒差行星傳動機構，它是用外擺線作為齒廓曲線的，這就是最早期的針擺行星傳動，由於兩個嚙合齒輪其中之一採用了針輪的形式，這種傳動也被稱做擺線針輪行星齒輪傳動。
RV傳動一種全新的傳動方式，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，而且因為具有體積小、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。
以RV-E型減速機為例
第1減速部…正齒輪減速機構
輸入軸的旋轉從輸入齒輪傳遞到直齒輪，按齒數比進行減速。這是第一減速部。
第2減速部…差動齒輪減速機構
直齒輪與曲柄軸相連接，變為第二減速部的輸入。在曲柄軸的偏心部分，通過滾動軸承安裝RV齒輪。另外，在外殼內側僅比RV齒輪數多一個的針齒，以同等的齒距排列。
如果固定外殼轉動直齒輪，則RV齒輪由於曲柄軸的偏心運動也進行偏心運動。此時如果曲柄軸轉動一周，則RV齒輪就會沿與曲柄軸相反的方向轉動一個齒。這個轉動被輸出到第2減速部的軸。將軸固定時，外殼側成為輸出側。
納博特斯克RV-110E 減速機
二、RV減速機對機器人的重要性
機器人第一關節到第四關節全部使用RV減速機，輕載機器人第五關節和第六關節有可能使用諧波減速機。重載機器人所有關節都需要使用RV減速機。平均而言，每臺機器人使用4.5臺RV減速器。2013年世界機器人銷量18萬臺，需使用減速機90萬臺。
工業機器人的動力源一般為交流伺服電機，因為由脈衝信號驅動，其伺服電機本身就可以實現調速，為什麼工業機器人還需要減速器呢？工業機器人通常執行重複的動作，以完成相同的工序；為保證工業機器人在生產中能夠可靠地完成工序任務，並確保工藝質量，對工業機器人的定位精度和重複定位精度要求很高。因此，提高和確保工業機器人的精度就需要採用RV減速器或諧波減速器。精密減速器在工業機器人中的另一作用是傳遞更大的扭矩。當負載較大時，一味提高伺服電機的功率是很不划算的，可以在適宜的速度範圍內通過減速器來提高輸出扭矩。此外，伺服電機在低頻運轉下容易發熱和出現低頻振動，對於長時間和周期性工作的工業機器人這都不利於確保其精確、可靠地運行。
精密減速器的存在使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。與通用減速器相比，機器人關節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。
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。相比於諧波減速器，RV減速器具有更高的剛度和迴轉精度。因此在關節型機器人中，一般將RV減速器放置在機座、大臂、肩部等重負載的位置；而將諧波減速器放置在小臂、腕部或手部；行星減速器一般用在直角坐標機器人上。
同時，RV減速機較機器人中常用的諧波傳動具有高得多的疲勞強度、剛度和壽命，而且回差精度穩定，不像諧波傳動那樣隨著使用時間增長運動精度就會顯著降低，故世界上許多國家高精度機器人傳動多採用RV減速器，因此，該種RV減速器在先進機器人傳動中有逐漸取代諧波減速器的發展趨勢。
三、RV減速機發展編年史
1、1926年德國人勞倫茲·勃朗於創造性地提出RV減速機原理
2、1931年勞倫茲·勃朗在德國慕尼黑創建了「賽古樂」股份有限公司，最先開始了擺線減速器的製造和銷售
3、1939年，日本住友公司和「賽古樂」公司籤定了技術合作協議，並生產銷售；
4、1944年，日本帝人精機成立，這個未來的RV減速機霸主，在飛機製造、紡織機械、工具機等多個行業碩果纍纍；
5、1950年-1960年，擺線磨床的出現，解決了擺線齒形的精度不高的難題，使擺線傳動得到了進一步的發展。
6、1956年，日本納博克公司發售全球第一個自動門，在市場上展露頭角。
7、1980年左右，日本帝人精機提出RV傳動理論，著手應用於機器人行業。
8、1986年，日本帝人精機RV減速機正式大規模生產，取得成功；
9、2003年，帝人精機和納博克合併組成Nabtesco(納博特斯克)公司，並取得快速發展，現在已成為RV減速機行業的領頭羊，佔據了60%以上的市場，特別在中/重負荷機器人上，其RV減速機市場佔有率高達90%。
四、中國RV減速機行業發展現狀
在RV減速機方面，我國從二十世紀五十年代起開始研究行星齒輪傳動裝置，六十年代從國外引進，儘管在理論和仿製方面取得了一些成果，但與日本的同類最新產品相比，我們研製的擺線針輪減速器從整體性能、使用壽命、傳動精度、承載能力到新產品的進一步開發升級都存在著相當多的不足之處。
配圖模型 MA1440工業機器人
一臺精密減速器ABB、Kuka、安川等國際巨頭採購價為3萬元~5萬元，賣給我國企業約7萬元，普通企業約12萬元，我國企業採購精密減速機的成本比國際巨頭貴一倍還多。
據高工機器人產業研究所(GRII)數據統計，國內有353家機器人企業，其中研究減速器的只佔到13家，研究RV減速器的只有5家。
2010年，南通振康焊接機電有限公司研製開發的可用於高端工業應用領域（機器人）傳動核心部件RV減速裝置以及系列交流伺服電機，投入批量生產，更獲得市場廣泛認可。2013年產量200多臺。
2014年7月20日，武漢市精華減速機製造有限公司總經理餘運清透露，自主研發的一種精密減速機剛獲得檢驗通過，有望替代進口，降低工業機器人國產化成本。
2014年7月，秦川發展發布公告稱，計劃投資1.94億元進行9萬套(一期)工業機器人關節減速器技術改造項目建設。此舉將國產機器人RV減速器的研發製造推進了人們的視野。
在上市公司中還有巨輪股份跟新松機器人都在進行RV減速器的研究，但目前尚未取得實質性的結果。
在經濟轉型升級和我國人口老齡化進程日益加快的情況下，機器人產業的發展迎來一個需求快速發展的階段。2013年中國市場共銷售工業機器人近3.7萬臺，約佔全球銷量的1/5，總銷量超過了日本，位居全球第一。預計中國有望在2016年成為全球最大的機器人市場，保有量將超過15萬臺。Nabtesco都計劃投資近50億日元在中國新建工廠，自2016年起投產製造工業機器人用的核心零部件-RV減速機，計劃每年產量10萬臺，2020年達20萬臺。
這麼大的市場需求，目前看與中國企業幾乎無緣，我們期待著中國企業能夠早日突破技術瓶頸，贏得市場。
感謝：直觀學機械的摯友「木頭修行」先生提供資料
來源：微小網（ID：icader）
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