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一文读懂减速机——机器人零部件最大单品,“关节”定义仿生自由度
发布时间:2022-08-03 16:14:16 点击次数:748

工业机器人一直是个热门话题,减速机是工业机器人的重要组成部分,它可以降低速度,增加扭矩,确保机器人的稳定和准确。减速机是工业机器人中最重要的零件,在高新技术、高壁垒的领域里,未来的发展前景不可限|量。减速器是“自由度”的定义,具有高价值的工业机器人主要由三个主要部件组成:控制器、伺服电机、减速器。三个零件配合起来,机器人就能控制、平稳、精准地完成各种动作,任何一个零件都是必不可少的。

(1)控制器:它是“大脑”,它以硬件和软件相结合,实现运动位置、姿态和轨迹的控制;

(2)伺服马达:机械手的「驱动动力」,依指令输出力矩,对机械手的速度及位置进行动态控制;

(3)减速机构:通常情况下,伺服马达的输出速度较高,力矩较小,无法满足机械臂的运动要求。

在机器人本体中,减速器是成本最大的一个环节。减速器位于整个机器人产业链的上游,而在整个产业链的中间部分,则是由机器人的本体加工和集成的应用组成。据高工机器人的资料显示,减速机在工业机器人的总成本中占据了32%,伺服、外壳、控制器分别为20%、18%和15%。产品类型: RV减速器、谐波减速器都是属于精密减速器。

RV减速器和谐波减速器都有各自的优点和缺点,并且是相辅相成的.RV减速器刚性好,抗冲击能力强,传动平稳,精度高,适用于中、重负荷的应用,主要应用于汽车、运输、码头等多关节机械的机座、大臂、肩部等。

谐波减速器体积小,零部件数量少,精度高,传动比高,适用于小、中低负载的场合,一般适用于机器人的小臂、腕部、手等,适用于3 C、半导体、食品、注塑、磨具、医疗等领域。

使用:减速机的使用与“自由度”的数目有关。一般而言,六轴机器人采用6台谐波/射频减速器,合作式机器人采用6~7台谐波减速器, SCARA机器人采用3台谐波/射频减速器,并联/DELTA机器人采用1台谐波减速器,人体机器人的双腿、胳膊、腰、脖子各加15~40个减速器,每个腿上安装6台谐波减速器,使用次数越多,操作越复杂。根据负载、体积、速度、精度等要求,机器人主体厂家可选用 RV减速器、谐波减速器等减速器,并结合使用。预计减速机的平均使用率将有所提高。GGII数据显示,多关节机器人、 SCARA机器人、协作机器人、座标机器人各占63%,多关节机器人各占4%,多关节机器人采用6个减速器,对其需求有很大影响;

协同作业机器人能与人类进行紧密的交互,并能帮助生产,但目前仍处在初级阶段,若一台配合7个谐波减速器,则会造成更大的需求。高成长、高景气、高壁垒工业机器人是 RV减速器和谐波减速器最重要的下游应用,工业机器人产业的快速发展为其带来了很大的增长。高增长:机械设备的更替是必然趋势。

工业机器人是精密减速器下游的重要应用领域,在劳动力结构短缺、人工成本增加、机器人生产成本降低、自动化程度提升等大环境下,其发展潜力巨大,经测算,国内波、 RV减速器2022年分别为20亿、43亿元;同时,机床,半导体设备,医疗设备等传统行业也在逐步渗透。市场前景广阔:机械代替人潮带动了工业的需求,使其供大于求。

虽然受新冠肺炎疫情的影响,但需求方面的订单仍然很多,根据日本的机器人订单和产量,日本2022Q1的机器人订单量增长了104%,产量增长了4%,这是一个巨大的供需缺口。高门槛:精密减速产业属于技术密集的产业.谐波减速器和 RV减速器都对材料、加工精度、加工技术有很高的要求,因此,它的准入门槛很高。所以,这两个日本品牌,一直占据着这个市场的60%以上,而下游的生产厂家,很少有自己的产品,都是从国外采购。未来的人类机器人,将会开启精密减速器的天花板

马斯克在2021年八月举行的第一届人工智能日(AI Day)发布会上,马斯克发布了特斯拉机器人 Tesla Bot;

马斯克在2022年一月的收益电话会议中称,“研发人类机器人将是本年度最大的任务”;

根据彭博社的报道,在2022年四月,马斯克在一次访问中表示,“擎天柱”将于2023年投产。

马斯克在2022年6月发布了一条微博,称 Tesla Bot原型将在2022年9月30号的 AI Day亮相,引起了全世界的广泛关注和讨论。不只是特斯拉,在2022年,戴森公司还将在未来10年内发布能用来干家务活的机器人。戴森首席执行官 Jake Dyson说:“就像戴森的可佩带装置,机器人也是我们的未来。”与工业机器人相比,人形机器人的灵活性和减速能力都得到了极大的提升。行业垄断格局有望改观,国产化趋势已初见端倪。为突破国外技术壁垒,国家和地方政府纷纷出台政策,帮助整个产业链弥补不足,使整个产业的发展速度显著加快。国内减速设备制造商获得了发展的机会,从而全面受益于国产减速器的发展。目前国内工业机器人减速器的国产化趋势已逐渐显现, GGII资料显示,国内自主品牌的工业机器人减速器在2014-2021年的市场占有率从11%提高到41%。

论文的主要内容来源于《减速机:机器人零部件最大单品,“关节”定义仿生自由度——机器人系列深度报告》,这是腾讯新闻的一篇文章

文章来源:http://www.twpnk.com/


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