在机器人领域,减速器扮演着至关重要的角色,它在很大程度上决定了机器人的运动精度和负载能力。作为机器人的核心零部件之一,减速器约占据机器人总成本的35%,不仅成本占比最高,而且研发难度也最大。
根据《机器人产业发展规划(2016-2020年)》的目标,我国已经在机器人用精密减速器等核心零部件的研发上取得了重大突破。这些零部件的性能、精度和可靠性已经达到或接近国外同类产品水平,并在六轴及以上的工业机器人中实现了批量应用。
目前,国产精密减速器的市场占有率已达到50%以上,并且政府还通过一系列财税优惠政策鼓励企业进一步研发、生产和销售精密减速器。
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减速器是一种重要的机械装置,它的作用是通过输入轴上齿数较少的齿轮与输出轴上齿数较多的大齿轮相互啮合,从而实现高速运转的动力转化为较低的输出转速、增加的扭矩和提升的承载能力。
精密减速器的种类繁多,主要包括谐波减速器、RV减速器、精密行星减速器、摆线针轮减速器和滤波减速器等。
其中,RV减速器和谐波减速器在市场上的销售数量占比均约为40%,而精密行星减速器、摆线针轮减速器和滤波减速器等则共同占据了约20%的市场份额葡萄新京。
对于人形机器人而言,精密减速器更是旋转执行器的关键部件,它作为连接电机和执行机构的中间装置,发挥着匹配转速和传递转矩的重要作用。
RV减速器,即旋转矢量(Rotary Vector)减速器的简称,是工业机器人中应用最为广泛的精密减速器之一。
它融合了传统摆线针轮和行星齿轮传动的特点,形成了一种独特的传动装置。
RV减速器具有传动比范围广泛、精度稳定、疲劳强度高以及出色的刚性和扭矩承载能力,因此常被放置在机器人的机座、大臂、肩部等承受重负载的位置。
RV减速器因其卓越的性能和广泛的适应性而备受青睐,成为最广泛应用的精密减速器之一。
纳博特斯克RV减速器内部结构:
目前,我国RV减速器的市场大部分仍被国外厂商所占据,国产化替代空间广阔。
市场格局方面来看,日本哈默纳科、纳博特斯克以及住友等公司在该领域占据主导地位,合计占据了市场份额约85%。
其中,纳博特斯克作为RV减速器的发明者,在全球工业机器人减速器市场中占据了高达60%的份额,特别是在RV减速器细分市场中更是占据了约80%。
工业机器人行业的四大家族也都需要外购纳博特斯克的减速器来满足自身需求。
日本哈默纳科则是全球最早涉足谐波减速器研发和生产的企业,其在减速器市场的份额位居第二,占据了约15%的市场份额。
国内RV减速器主要头部厂商有双环传动、珠海飞马、中大力德、南通振康等。
2022年中国RV减速器市占率:
与RV减速器不同,谐波减速器主要由波发生器、柔轮和刚轮三大部件组成。谐波减速器的制造技术源自于谐波传动这一原理,其工作原理是通过柔轮的周期性变形来产生波动,进而实现刚轮轮齿与柔轮轮齿之间的少齿差内啮合。这种独特的啮合方式使得谐波减速器能够高效地传递运动和动力。
当谐波单元的轴承产生特定的谐波运动时,它会带动与之配合的柔性轮也产生相应的谐波运动。通过这种独特的机制,谐波减速器能够实现大传动比的变速需求,满足各种高精度和高扭矩的应用场景。
谐波减速器以其独特的优势,如单级传动比大、体积小、质量轻、运动精度高等特点,并能在密闭空间以及存在介质辐射的工作环境中稳定运行,因此被广泛应用于对高精度和高扭矩密度有严苛要求的领域。
在人形机器人的上半身,尤其是小臂、手部和腕部等需要精细操作的位置,谐波减速器将得到大量的应用。
全球谐波减速器市场的主要竞争者包括哈默纳科、日本新宝、绿的谐波以及中技克美等知名企业。哈默纳科凭借其领先的技术和专利优势,打造出了寿命长、故障率低且品类繁多的产品,在全球市场中占据了重要地位。
与此同时,中国的谐波减速器厂商数量已超过30家,其中绿的谐波引领国产替代、主要布局厂商还包括来福谐波、双环传动以及大族传动等。
近年来,随着国内技术的不断进步和产品质量的提升,这些国内厂商已逐渐进入下游客户的供应链,并且其市场份额也在逐年增长。#机器人##人形机器人##工业机器人##科技##财经#
高精密谐波减速器:
行星减速机作为一种广泛使用的工业自动化产品,以其体积小、重量轻、承载能力强、寿命长以及运行平稳、噪声低等特点受到广泛应用。
它能有效降低电机的转速,并同时增加输出转矩,因此在起重、挖掘、运输、建筑等行业中常作为关键配套部件使用。
尽管大减速比的谐波减速器在扭矩放大方面具有显著效果,从而降低了对电机扭矩的要求,但其高成本和低反驱透明度限制了其应用。
为了实现精确的力控,需要与力/力矩传感器配合使用,这使得它不适合准直驱执行器。相比之下,准直驱执行器更常采用小减速比的行星减速器和摆线针轮减速器。
行星减速器的核心结构由行星轮、太阳轮和齿圈组成,其单级减速比通常在3-10之间。此外,行星减速器还以高刚性、高精度(单级可达到1'以内)、高传动效率以及高扭矩体积比等特性而著称。
根据QY Research的统计数据,2022年全球精密行星减速器市场的主要供应商包括日本新宝、纽卡特以及威腾斯坦。而在中国市场上,精密行星减速器的主要供应商则为日本新宝、科峰智能以及纽氏达特。
整体而言,在过去的五年里,国产减速器厂商取得了显著的进步,技术水平也在持续提高。部分厂商已经成功实现量产,并逐步将产品推向市场。各大厂商也都在不断加大对机器人领域减速器的投资力度,从而在精密减速器国产化方面取得了明显的进展。
随着工业4.0的深入推进,减速器的下游行业展现出了强劲的增长势头。工业机器人、自动化装备、机床、医疗器械、服务机器人以及半导体等行业均实现了30%以上的高速增长,充分体现了减速器在这些领域的广泛应用和不可或缺的作用。
据MIR睿工业预测,减速器行业将保持15%以上的稳定增长趋势。长远来看,受益于下游工业机器人、人形机器人和半导体行业的快速发展,减速器行业将迎来更加广阔的市场空间。
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