工控机械传动技术揭秘人形机器人三大类减速器的神秘面纱
在工控机械传动技术的领域中，人形机器人的三大类减速器——精密行星减速器、谐波减速器和RV 减速器—are the core components that enable precise control of mechanical transmission, widely applied in high-end manufacturing industries such as robotics, new energy devices, and high-end machine tools. Each type of reducer has its unique characteristics and advantages, catering to different applications and performance requirements.
精密行星减速器，构成包括行星齿轮、行星架和太阳轮，它们通过高刚性、高精度（单级可达1以内）、高传动效率（单级在97%~98%）以及较高的扭矩/体积比等特点，在步进电机和伺服电机上发挥作用。它们降低转速，同时提升扭矩，以匹配惯量。在机器人领域，精密行星减速器是移动机器人的核心零部件，与伺服电机共同构成了驱动单元。
谐波减速器由波发生器、柔轮和刚轮组成，其工作原理主要采用波发生主动、刚轮固定、柔轮输出形式。它具有单级传动比大、体积小、质量小并能在密闭空间或介质辐射的工况下正常工作的优点。与一般减速器相比，在输出力矩相同的情况下，谐波减缩其体积可降低至2/3，而重量则可轻便至1/2。因此，谐波减缩被广泛运用于3C、新半导体食品注塑模具医疗等需要较高传动精度场景。在机器人应用中，谐波减缩主要用于小臂腕部手部等部分。
RV 减缩由一个行星齿轮前级加上一个摆线针轮后级组成。RV 减缩优点是传动比范围大且抗疲劳强度较好，但由于其重量重外形尺寸大的特性，也使其无法向轻便灵活轻负载领域发展。因此 RV 减缩主要用于汽车运输港口码头等需要重负载场景。在机床领域应用于多关节机械结构中的大臂肩部位置。
总结而言，这三种类型的精密行星增速度根据不同性能指标进行排序：按照传动比(即所谓“排挤”能力)从大到小依次为 RV 增速度 > 谐波增速度 > 精密 行程增加速度；按照传递准确性，从高到低依次为 精确 行程增加速度 > 谐波增速度 > RV 增加; 按照效率水平，从高到低依次为 精确 行程增加速度 > RV 增加 > 谐波增周期。
特斯拉的人形机械系统
特斯拉的人形机械系统迅猛发展，在短短两年内实现了快速迭代，并完成了开发平台搭建Optimus产品展示，以及环境探测记忆双手复杂任务能力实现。此预计Optimus将达到百万规模生产，并预计成本将远低于$20000。
此过程中，我们可以看到三个关键要素：旋转关节如肘关节腕关节使用的是谐频调制机构；线型执行机构如髋膝踝关节可能会使用RV调制机构；灵巧手臂部分则更倾向于使用提高自由度及操控灵活性的线圈牵引系统。
未来市场趋势展望
随着智能制造技术日益完善，将对现有工业自动化设备提出新的需求，如更加细致化控制要求。这意味着未来的工业自动化设备将越来越多地集成智能功能以适应这些新需求。
对于市场参与者来说，对这一趋势做出反应是一个挑战，因为这涉及到不仅仅是硬件更新，还包括软件改进以及整合数据处理能力。
然而，这也提供了一定的机会给那些能够快速适应变化并提供创新解决方案的企业，他们可以利用这一趋势来扩展业务并建立竞争优势。
简而言之，无论是从市场增长还是技术创新角度看，都有理由相信未来几年对于我们这个行业来说充满希望和挑战。而对于我们的客户来说，我们承诺会继续推出先进且创新的产品来满足他们不断增长的需求，为他们带来更多价值。这就是我们今天聚焦于这三种重要类型之间差异及其影响力的原因。
