人形机器人之减速器
发布时间:
2025-09-12
来源:
网络
作者:
永坤电机
机器人关节要靠减速器,把电机的高转速转化为低转速、高扭矩,同时保证转动精度。

减速器作用
(1) 匹配转速、扭矩
电机的特点是转得快、力气小,比如机器人关节电机可能每分钟转3000转,但关节需要的是每分钟几转的速度,同时扭矩要提升几十倍才能带动肢体。
减速器的作用就是降速增扭,把电机的高转速压下来,把扭矩提上去,让关节既能灵活转动,又有足够力气承载自身重量或抓取物品。
(2) 运动精度
人形机器人要完成走路、抓取等动作,关节转动误差不能超过1度,甚至更小。
减速器的背隙(输入轴反向转动时,输出轴的滞后角度)直接影响精度,背隙越小,关节转动越精准,比如拿杯子时不会因为误差而把杯子碰倒下。
(3) 承受冲击、磨损
机器人走路时关节会受到地面反作用力,抓取重物时会有负载冲击,减速器需要承受这些力而不损坏。
机器人可能每天运行数小时,减速器的寿命和可靠性直接决定机器人的使用成本。
特殊要求
(1) 高负载+轻量化
机器人下肢关节要承载全身重量,负载需求可达180Nm以上(比如特斯拉Optimus的髋部关节)
但如果减速器太重,会增加电机负担,导致机器人走路耗电快、灵活性差,所以减速器既要力气大,又要体重轻。
(2) 高精度+抗冲击
上肢关节需要精准抓取(比如拿笔、拧瓶盖),要求精度高;下肢关节在走路、上下楼梯时会受冲击,要求抗冲击能力强。
传统减速器往往顾此失彼,比如谐波减速器精度高但抗冲击弱,行星减速器抗冲击强但精度低。
(3) 低成本+长寿命
家用或商用场景下,人形机器人价格不能太高,减速器作为核心部件,成本需要控制;
同时,机器人至少要使用3-5年,减速器寿命必须跟上,不能频繁更换。
成本占比
规模化量产后,减速器占单台人形机器人成本的15%-20%。
一台成本20万元的人形机器人为例,减速器成本就达3-4万元,是除电机、控制器外的第三大成本项。
因此,减速器的技术迭代和成本下降,直接影响人形机器人的商业化速度。
目前工业机器人和人形机器人中常用的精密减速器有四种:谐波减速器、行星减速器、RV减速器、摆线针轮减速器。
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