带你了解工业机器人的关节精密减速机

当今工业机器人的技术已经发展到令人叹为观止的地步，特别是那些拥有多个关节的5轴6轴机器人。它们能够完成复杂的任务，归功于其精确的传动系统和紧密的关节结构。

当我们谈论工业机器人的关节时，我们主要指的是精密减速机这一基础部件，这是运动的核心所在。精密减速机是一种动力传达机构，它的作用是通过齿轮的速度转换，将电机的高速运转转化为所需的低速运转，并在此过程中增加转矩。这种减速机是机器人灵活运动的关键，使得机器人可以在复杂的任务中，实现精确的运动指令和紧密的配合。

全球工业机器人的关节精密减速机领域，日本企业堪称霸主。你知道吗，全球大多数工业机器人的关节精密减速机几乎都是日本制造的，日本企业在这一领域的地位举足轻重，甚至可以说是全球工业机器人产业的关键支撑。

在全球能够提供规模化且性能可靠的精密减速器的企业中，日本企业占据了绝大多数市场份额。特别是在工业用机器人关节的精密减速器方面，纳博特斯克（Nabtesco）的产品全球市场占有率高达60%，尤其在中/重负荷机器人领域，其RV减速器市场占有率更是达到了惊人的90%。哈默纳科（Harmonica）的谐波减速器也占据了15%的市场份额。而住友重工（SUMITOMO）虽然市场份额未明确提及，但同样在这一领域占据一席之地。

让我们深入了解这几家知名的机器人减速器企业。首先是纳博特斯克（Nabtesco）。虽然它在2003年9月才成立，看似是一个新兴企业，但其技术实力却不容小觑。纳博特斯克凭借其出色的精密减速器技术，已经成为全球工业机器人行业的重要供应商。日本企业的技术在全球工业机器人关节精密减速机领域的垄断地位可见一斑。无论是在工业机器人领域还是在减速器技术上，这些企业的成就都足以令人赞叹。他们以先进的技术和创新赢得了全球的认可和尊重，也推动了全球工业机器人产业的发展。在帝人精机与纳博克的联姻中，诞生了Nabtesco这家运动控制系统和零部件领域的佼佼者。这两家日本公司，以其高端核心技术和庞大的市场份额，一经合并，便跻身日本乃至全球的行业领军地位。机器人制造商对Nabtesco的专利RV减速机依赖有加，为其带来了举世瞩目的成功。

作为全球最大的精密摆线针轮减速机制造商，Nabtesco的产品线涵盖了高性能减速机、中空轴减速机，以及单轴伺服执行器和控制器等。其生产的精密设备，在高扭矩、高刚性、高耐过载冲击荷载能力方面表现出色，同时兼具高精密和极低的回程间隙，广泛应用于卫星、雷达天线、工业机器人、半导体和焊接技术等工业自动化领域。透过其生动的视频展示，我们能够直观地看到其产品在实际应用中的卓越表现。今天与大家分享的是其应用于六轴机器人的一段视频。

六轴机器人作为Nabtesco的杰出产品之一，其关节设计引人注目。追溯其历史，我们会发现Nabtesco的前身可以追溯到帝人精机与纳博克的合并历程。帝人精机自1944年成立起便在飞机制造业开展业务，之后逐渐进军纺织机械制造领域及飞行器零部件制造领域。在随后的岁月里，该公司不断扩展业务领域，涉足机床制造业。而Nabtesco的RV减速器的诞生，正是基于帝人精机的深厚技术积累。这款RV减速机在七十年代开始被用作挖掘设备驱动马达的核心部件，至今仍为工业自动化领域的重要支柱。它的出色表现和应用广泛性不仅体现在工业领域，更在日常生活中留下了深刻的痕迹。在80年代初期，为了满足全球主要机器人制造商的需求，帝人精机公司对RV减速器进行了显著的改进。他们不仅提高了减速器的精准性和可靠性，还满足了机器人制造行业严格的性能要求。在成功获得精密摆线针轮RV减速机的专利后，帝人精机于1986年开始批量生产，专为现代工业机器人的关节应用提供配套。

当我们深入探究其内部结构时，会发现一种独特的设计：线路能够轻松地穿过减速机的中空部分。这种设计不仅使转矩和压缩比更大，而且几乎实现了零侧隙。更为引人注目的是，它内置了一组更大的内角支撑轴，这些支撑轴提供了更大的动量，同时省去了外部支撑设备的需要。这样的创新不仅降低了成本，还大大简化了最终用户的设计工作，为机器人技术的发展注入了新的活力。

仔细观察，还会发现其他令人惊叹的细节。减速机的内部结构经过精心设计，确保了高效、平稳的运行。每一个部件都经过精密制造和严格测试，以保证其卓越的性能和可靠性。帝人精机的RV减速器是现代工业机器人不可或缺的一部分，它们的改进和创新为机器人技术的发展开辟了新的道路。Nabtesco：空心中心齿轮

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2. 哈默纳科（Harmonica）

日本Harmonic Drive Systems Inc.（简称HDSI）是整体运动控制的翘楚企业。它推出的Harmonic Drive组合型谐波减速机，展现出轻量小型、无齿轮间隙、高转矩容量的特性，被广泛应用于工业机器人、仿人机器人、半导体液晶生产装置、光伏设备、光学仪器、精密机床等多个尖端领域。值得一提的是，阿波罗月球车的电驱动车轮里的波动齿轮，也采用了哈默纳科的产品。

为了拓宽谐波减速机的应用范围，特别是进入低减速比领域，HDSI推出了精密行星齿轮箱型谐波减速机Harmonic Planetary。这款减速机采用独特的内齿圈形变工艺，使行星齿轮与内齿圈啮合更紧密，完全消除背隙，实现了传动误差的精密控制。无论是要求高精度传动，还是追求高性能的领域，Harmonic Planetary都能提供出色的解决方案。谐波传动减速器是一种由波发生器让柔性齿轮发生可控弹性变形的齿轮传动系统。这种传动方式最初由美国长寿发明家Clarence Walton Musser在1950年代所发明，他的发明不仅开创了谐波传动技术的新纪元，还为其赢得了多项专利与荣誉。他的一生拥有众多令人瞩目的发明，包括无后座力、飞机弹射器以及水下爆炸试验仪器等。他的贡献不仅限于军事领域，也为民用领域带来了技术革新。美国USM公司首次成功将谐波传动减速器投入应用，其后，齿轮株式会社获得了USM的生产许可。两家公司在东京成立了Harmonic Drive Systems Inc.，即哈默纳科公司。哈默纳科是整体运动控制的领军企业，生产的HarmonicDrive组合型谐波减速机集轻量小型、无齿轮间隙、高转矩容量等特点于一身，被广泛应用于工业机器人、精密机床等尖端领域。为了拓宽产品线，满足更多客户需求，公司还推出了精密行星齿轮箱型谐波减速机（Harmonic Planetary），其独特的内齿圈形变工艺让行星齿轮的啮合更为紧密，有效消除了背隙，进一步提高了传动精度。除了母公司外，哈默纳科在马萨诸塞州与美国另一家公司成立了合资公司Harmonic Drive L.L.C.，致力于进一步拓展市场并推动谐波传动技术的发展。哈默纳科凭借其卓越的技术和产品创新，在传动领域取得了举足轻重的地位。探索谐波减速器的内部结构：一场视觉盛宴

▼谐波行星减速器（Harmonic Planetary Gears）的神秘面纱被揭开。这是一款技术前沿的精密机械装置，其内部构造复杂而巧妙。今天，我们将一起拆解并探索它的工作原理。

▼特别值得一提的是，SUMITOMO住友重机械工业株式会社是日本住友集团旗下的建设机械厂家，拥有超过四百年的历史和全球声誉。在世界范围内享有盛誉的住友产品，早在1967年就凭借自身的技术研制出了第一台液压挖掘机。如今，无论是在哪个角落，住友液压挖掘机都活跃在世界的各个角落。住友重机械在日本开始了电动机和减速机的自行制造生产，引领着行业的创新与发展。

当我们深入探索谐波减速器的内部结构时，会发现其独特的设计和卓越的性能得益于住友集团的不断研发和创新。这种减速器结合了先进的机械原理和精密制造技术，使其在高精度、高效率的工作环境下表现出色。无论是工业机器人、自动化设备还是精密仪器，谐波减速器都发挥着至关重要的作用。

现在，让我们一起拆解这台神秘的谐波减速器，深入了解其内部结构和工作原理。让我们一同见证这一精密机械装置的独特魅力，感受它所带来的视觉盛宴。在探索的过程中，我们将一起领略住友集团的创新精神和卓越品质，共同见证这一领域的辉煌成就。住友减速机以其多样化的型号，如大型斜齿轮减速箱、行星齿轮减速机、斜齿轮减速机和蜗轮蜗杆减速机等，在市场上享有盛誉。其减速比大且效率高，一级传动比范围为9~87，双级传动比高达121～5133，多级混合传动可达数万。其独特的针齿啮合系套式滚动摩擦，使得啮合表面无相对滑动，一级减速效率高达94%。

回溯到1995年，住友重机械工业株式会社与住友商事株式会社共同出资，在中国天津成立了住友重机械减速机(中国)有限公司。为了进一步拓展业务，2001年在上海设立了分公司，使其成为在中国的产品销售总部。为了响应客户需求，公司在上海的松江设立了维修中心。

相较于国外，国内对于工业机器人所用的精密减速器的研发起步较迟，技术尚不成熟，与先进技术存在显著差距。这种情况导致精密减速器无法自给自足，严重依赖进口。在我国工业机器人逐渐产业化的背景下，这一依赖进口的局势更加凸显出工业机器人精密减速器的关键技术突破的重要性。国务院在《中国制造2025》中明确提出，需要攻克机器人本体、减速器、伺服电机、控制器、传感器与驱动器等关键零部件及系统集成设计制造等技术难题。这对于推动中国工业机器人产业的发展具有深远的意义。