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                  理論原理

                  移動機器人技術漫談(五):減速器

                  減速器是移動機器人的核心零部件之一,一般應用于移動機器人的動力輪(驅動輪、舵輪等)、舉升機構等結構上,起到降低輸出轉速、增加輸出扭矩、改變扭矩方向、降低負載慣量等作用。

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                  發布于 4個月前 閱讀:435

                         減速器是移動機器人的核心零部件之一,一般應用于移動機器人的動力輪(驅動輪、舵輪等)、舉升機構等結構上,起到降低輸出轉速、增加輸出扭矩、改變扭矩方向、降低負載慣量等作用。

                         目前,機器人精密減速器技術一直由日本、德國、美國等發達國家掌控,其核心技術仍處于保密狀態。據統計,世界75%的精密減速器市場被日本的Harmonica和Nabtesco所占領,這嚴重制約了我國機器人產業的發展。

                         經過多年的科研攻關,我國機器人用精密減速器在技術上獲得了一定突破,加上我國機器人產業化發展的局面的逐漸形成,涌現出上海機電、秦川發展、綠的諧波、南通振康、浙江恒豐泰、北京中技克美等本土減速器生產企業。不過,由于我國對機器人用精密減速器的研究起步較晚,技術成熟度和產品穩定性方面還與國外先進水平存在較大差距。

                         機器人常用的減速器包括:擺線針輪(RV)減速器、諧波減速器和行星齒輪減速器。

                  • 擺線針輪(RV)減速器

                         RV減速器技術源于德國,L. Braren博士(勞倫茲·勃朗)于1926年首先提出將擺線齒廓用于精密機械傳動,并于1931年在德國慕尼黑創建了“賽古樂”股份有限公司,最先開始擺線減速器的制造和銷售,1939年轉讓給日本住友重機械工業株式會社。RV減速器目前已被廣泛應用于工業機器人,機床,醫療檢測設備,衛星接收系統等領域。

                         擺線針輪減速器全部傳動裝置可分為三部分:輸入部分、減速部分、輸出部分。在輸入軸上裝有一個錯位180°的雙偏心套,在偏心套上裝有兩個稱為轉臂的滾柱軸承,形成H機構、兩個擺線輪的中心孔即為偏心套上轉臂軸承的滾道,并由擺線輪與針齒輪上一組環形排列的針齒相嚙合,以組成齒差為一齒的內嚙合減速機構。

                         RV減速器具有體積小、重量輕、傳動比范圍大、壽命長、精度保持穩定、效率高、傳動平穩等一系列優點,缺點是機構復雜、制造安裝精度要求高、承載能力不大。

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                  • 諧波減速器

                         諧波減速器是20世紀50年代伴隨著空間科學技術的發展,基于在彈性薄殼彈性變形理論,應用金屬撓性和彈性力學原理發展起來的一種全新傳動形式。諧波減速器由美國發明家C. Walt Musser(馬瑟)首先提出,經日本引入后發展實用化。目前,諧波傳動已廣泛應用于航天航空、機器人、精密加工設備、雷達設備、醫療設備等領域。

                         諧波齒輪減速器由波發生器、柔輪和剛輪組成,依靠波發生器使柔輪產生可控彈性變形,并靠柔輪與剛輪嚙合來傳遞運動和動力。諧波傳動具有運動精度高,傳動比大、質量小、體積小、較小的傳動慣量等優點。最重要的是能在密閉空間傳遞運動,這一點是其他任何機械傳動無法實現的。其缺點為在諧波齒輪傳動中柔輪每轉發生兩次橢圓變形,極易引起材料的疲勞損壞,損耗功率大。

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                  • 行星齒輪減速器

                         行星齒輪減速器主要傳動結構為:行星輪,太陽輪,外齒圈。行星減速機因為結構原因,單級減速最小為3,最大一般不超過10,常見減速比為3,4,5,6,8,10,減速機級數一般不超過3,但有部分大減速比定制減速機有4級減速。行星減速機多數是安裝在伺服電機和步進電機上,用來降低轉速、提升扭矩、匹配慣量。

                         相對其他減速器,行星齒輪減速機具有高剛性、高精度(單級可做到1'以內)、高傳動效率(單級在97%~98%)、高的扭矩/體積比、終身免維護等特點,其缺點為結構復雜、零件加工精度要求高、制造與安裝較困難。

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                         移動機器人對減速機的主要要求是軸向長度短、徑向負載大、運動精度高。在減速器的選型上,除了根據減速機的需求選擇不同的減速機種類外,還需關注減速機的減速比、安裝方式、尺寸、精度、受力等。此外,對減速機的要求還包括高可靠性、低噪聲、長壽命、免維護等。

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                  他很懶,什么都沒有留下~