人形机器人 精密减速机
发布时间：
2025-09-19
来源：
网络
作者：
永坤电机
什么是减速器？
减速器，是传动系统关键部件，作用顾名思义，用于降低电机输出转速、同时提高输出扭矩。因为伺服电机输出的转速高、力矩小，无法满足机器人的运动需求，通过使用减速器，就可以保障机器人正常运转。
分类
减速器可分为：通用减速器、专用减速器、精密减速器，其中精密减速器体积小、重量轻、精度高、稳定性强、易控制、功率较大，在人形机器人中必不可少。
精密减速器具体可分为：谐波减速器、RV减速器、精密行星减速器等。一般来说，（1）传动效率：精密行星减速器＞RV减速器＞谐波减速器；（2）传动精度：精密行星减速器＞RV 减速器≈谐波减速器；（3）传动比：RV 减速器≈谐波减速器＞精密行星减速器。
精密减速器在人形机器人中的应用
1、谐波减速器：运动精度高、传动比大，较小的传动惯量，在同等输出力矩时，体积可减小2/3，重量缩减1/2，主要应用于机器人小臂、腕部、手部等轻负载领域。
Optimus 机器人采用“无框力矩电机+谐波减速器”的旋转执行器方案。
2、RV 减速器：一般采用两级传动结构，由行星齿轮减速器的前级和摆线针轮减速器的后级组成，具备高负载，传动比范围大、寿命长、精度保持稳定、效率高、传动平稳一般应用于多关节机器人中机座、大臂、肩部等重负载位置。
3、行星减速器：结构简单、刚性和耐磨性更好；行星减速器多数安装在步进电机和伺服电机上，用来降低转速，提升扭矩，匹配惯量。在机器人领域，精密行星减速器主要与伺服电机、控制器共同组成移动机器人的驱动单元。
精密行星减速器，由行星轮、太阳轮和内齿圈构成，是传动效率最高的齿轮传动结构。必须搭载的核心传动部件是行星齿轮组，结构与运行原理为：有多个齿轮沿减速机壳体内圈环绕在一个中心齿轮周围，并且在行星减速机运转工作时，随着中心齿轮的自传，环绕在周边的几个齿轮也会围绕中心齿轮一起“公转”。最终行星轮通过公转驱动行星架旋转，行星架与输出轴项链，输出扭矩。
行星减速器特性包括：（1）高扭力耐冲击：行星减速器齿轮可实现接触面360度负荷，相较传统点接触挤压驱动，可避免单点负荷较高进而容易断裂的问题，行星齿轮结构具备高扭力耐冲击的特性；（2）体积小重量轻：传统齿轮减速机大小齿轮之间需要一定距离咬合，整体占据空间体积较大，而行星减速器可实现重复连接，有效改善空间和体积问题；（3）高效率低背隙：行星齿轮可实现多点均匀密合，外齿轮环与行星齿轮紧密结合，提升减速机效率。
RV减速器（Rotary Vector），是一种精密的行星齿轮减速器，是在传统摆线针轮、行星齿轮传动装置的基础上发展起来的传动机构。由摆线针轮和行星支架两级减速机构组成，具备体积小、抗冲击力强、扭矩大、定位精度高、振动小、减速比大等诸多优点。相较谐波减速器，RV减速器具有更高的疲劳强度、刚度和寿命，运动精度不会随着使用时间增长显著降低。因此，RV减速器在中/重负载区间有较大的应用空间。比如，在汽车、运输、港口码头等行业中通常使用配有RV减速器的重负载机器人。
但是， RV减速器结构非常复杂，由数十个甚至上百个零件组成，在传动间隙、定位精度方面不及谐波减速器。RV减速器的核心难点在于各项工艺的密切配合，包含齿形设计、齿面热处理、加工精度、成组技术等等，由于结构复杂和零件众多带来的误差累积会导致产品在使用过程中的加速磨损和寿命缩减。
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