减速机分析
发布时间：
2025-08-21
来源：
网络
作者：
永坤电机
当下人形机器人正进入产业化关键阶段，各环节进入最后定型阶段，围绕软硬件的升级优化及二者的适配和耦合成为后续的迭代重心。
其中减速器环节技术路线较多，目前尚未完全定型，是未来迭代的重点方向之一。减速器是处于动力源和执行机构中间的装置，是一种动力传达机构，其基本原理是通过不同大小的齿轮啮合，将高速低扭矩的动力转换为低速高扭矩的动力输出。由于多数机械设备不适宜用原动机直接驱动，因此需要通过减速器来降低转速、增加扭矩。
减速器的主要作用包括：
1) 降低转速：在设备运转过程中，电机可以提供较高的转速，但不同的应用场景和功能需求需要匹配不同的转速，因此需要使用减速器对电机的输出转速进行减速。
2) 增大扭矩：转速的降低换来的是扭矩的提高，从而使得额定输出功率不变的电机能够应对更大的负载、对抗更大的阻力。
3) 增加传动精度：减速器能够提高电机的传动精度，减小了传动误差和回程误差，适用于对传动精度要求较高的场合。
4) 增加负载能力：减速电机通过减速器提高了输出扭矩，增加了系统对负载的适应能力，能够承受更大的负载和冲击负荷。
减速器技术路线较多，主要有以下四种减速器：行星减速器、谐波减速器、摆线针轮减速器以及RV减速器：
行星减速器主要由太阳轮、行星轮、行星架、内齿圈构成，其减速传动原理就是齿轮减速原理。行星减速器工作时，通常是伺服电机等原动机驱动太阳轮旋转，太阳轮与行星轮的啮合驱动行星轮产生自转。同时，由于行星轮另外一侧与减速器壳体内壁上的环形内齿圈啮合，最终行星轮在自转驱动下将沿着与太阳轮旋转相同方向在环形内齿圈上滚动，形成围绕太阳轮旋转的“公转”运动。行星轮通过公转驱动行星架旋转，行星架与输出轴联接，带动输出轴输出扭矩。通常，每台精密行星减速器都会有多个行星轮，它们会在输入轴和太阳轮旋转驱动下，同时围绕太阳轮旋转，共同输出动力，带动负载运动。
谐波减速器是一种靠波发生器使柔轮产生可控的弹性变形波，其构造主要由带有内齿圈的刚性齿轮（刚轮）、带有外齿圈的柔性齿轮（柔轮）、波发生器三个基本构件组成。在谐波减速器的内部，有一个非常重要的部件，叫做波发生器。它的形状通常是一个椭圆形的齿轮，通过它的转动，可以产生一种特殊的波形，其两端与柔性齿轮的内壁相互压紧，柔轮为可产生较大弹性变形的薄壁齿轮，当波发生器转动时，它会推动柔轮的齿，使柔轮产生弹性变形，迫使柔轮的剖面由原先的圆形变成椭圆形，其长轴两端的齿与刚轮的齿完全啮合，而短轴两端附近的齿则与刚轮完全脱开。
摆线针轮减速器主要由输入轴、偏心轴、针轮和输出机构等组成。输入轴与电机轴相连，偏心轴有2个，径向对称地安装于输入轴上，分别用于安装相位相差180°的2个摆线轮，理论上一个摆线轮就能实现运动的传递，但实际机构一般采用两个相同的摆线轮沿径向对称安装，以使摆线轮在与针轮啮合过程中实现静力平衡，减轻振动，提高减速器的承载能力；偏心轴与摆线轮之间通过滚动轴承连接。针轮是摆线针轮减速器的关键部件之一，主要由针齿壳、针齿销和针齿套组成。
当摆线轮与针齿套相啮合时，针齿套可绕针齿销转动，因而将其与摆线轮啮合中的相对滑移运动转化为纯滚动，以减少啮合摩擦损失。输出机构主要由法兰盘、若干柱销和摆线轮上开有的柱销孔组成。柱销的一端固定在输出轴的法兰盘上，另一端插入两摆线轮端面的等分孔中，在柱销的悬臂上装有可移动的柱销套以减少摩擦损失。摆线轮上柱销孔推动着柱销转动，柱销固连着减速器两端的圆盘作为输出机构，由此将摆线轮的低速自转通过柱销输出。
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