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一文讀懂減速機——機器人零部件最大單品,“關節”定義仿生自由度
發布時間:2022-08-03 16:14:16 點擊次數:306

工業機器人一直是個熱門話題,減速機是工業機器人的重要組成部分,它可以降低速度,增加扭矩,確保機器人的穩定和準確。減速機是工業機器人中最重要的零件,在高新技術、高壁壘的領域里,未來的發展前景不可限|量。減速器是“自由度”的定義,具有高價值的工業機器人主要由三個主要部件組成:控制器、伺服電機、減速器。三個零件配合起來,機器人就能控制、平穩、精準地完成各種動作,任何一個零件都是必不可少的。

(1)控制器:它是“大腦”,它以硬件和軟件相結合,實現運動位置、姿態和軌跡的控制;

(2)伺服馬達:機械手的「驅動動力」,依指令輸出力矩,對機械手的速度及位置進行動態控制;

(3)減速機構:通常情況下,伺服馬達的輸出速度較高,力矩較小,無法滿足機械臂的運動要求。

在機器人本體中,減速器是成本最大的一個環節。減速器位于整個機器人產業鏈的上游,而在整個產業鏈的中間部分,則是由機器人的本體加工和集成的應用組成。據高工機器人的資料顯示,減速機在工業機器人的總成本中占據了32%,伺服、外殼、控制器分別為20%、18%和15%。產品類型: RV減速器、諧波減速器都是屬于精密減速器。

RV減速器和諧波減速器都有各自的優點和缺點,并且是相輔相成的.RV減速器剛性好,抗沖擊能力強,傳動平穩,精度高,適用于中、重負荷的應用,主要應用于汽車、運輸、碼頭等多關節機械的機座、大臂、肩部等。

諧波減速器體積小,零部件數量少,精度高,傳動比高,適用于小、中低負載的場合,一般適用于機器人的小臂、腕部、手等,適用于3 C、半導體、食品、注塑、磨具、醫療等領域。

使用:減速機的使用與“自由度”的數目有關。一般而言,六軸機器人采用6臺諧波/射頻減速器,合作式機器人采用6~7臺諧波減速器, SCARA機器人采用3臺諧波/射頻減速器,并聯/DELTA機器人采用1臺諧波減速器,人體機器人的雙腿、胳膊、腰、脖子各加15~40個減速器,每個腿上安裝6臺諧波減速器,使用次數越多,操作越復雜。根據負載、體積、速度、精度等要求,機器人主體廠家可選用 RV減速器、諧波減速器等減速器,并結合使用。預計減速機的平均使用率將有所提高。GGII數據顯示,多關節機器人、 SCARA機器人、協作機器人、座標機器人各占63%,多關節機器人各占4%,多關節機器人采用6個減速器,對其需求有很大影響;

協同作業機器人能與人類進行緊密的交互,并能幫助生產,但目前仍處在初級階段,若一臺配合7個諧波減速器,則會造成更大的需求。高成長、高景氣、高壁壘工業機器人是 RV減速器和諧波減速器最重要的下游應用,工業機器人產業的快速發展為其帶來了很大的增長。高增長:機械設備的更替是必然趨勢。

工業機器人是精密減速器下游的重要應用領域,在勞動力結構短缺、人工成本增加、機器人生產成本降低、自動化程度提升等大環境下,其發展潛力巨大,經測算,國內波、 RV減速器2022年分別為20億、43億元;同時,機床,半導體設備,醫療設備等傳統行業也在逐步滲透。市場前景廣闊:機械代替人潮帶動了工業的需求,使其供大于求。

雖然受新冠肺炎疫情的影響,但需求方面的訂單仍然很多,根據日本的機器人訂單和產量,日本2022Q1的機器人訂單量增長了104%,產量增長了4%,這是一個巨大的供需缺口。高門檻:精密減速產業屬于技術密集的產業.諧波減速器和 RV減速器都對材料、加工精度、加工技術有很高的要求,因此,它的準入門檻很高。所以,這兩個日本品牌,一直占據著這個市場的60%以上,而下游的生產廠家,很少有自己的產品,都是從國外采購。未來的人類機器人,將會開啟精密減速器的天花板

馬斯克在2021年八月舉行的第一屆人工智能日(AI Day)發布會上,馬斯克發布了特斯拉機器人 Tesla Bot;

馬斯克在2022年一月的收益電話會議中稱,“研發人類機器人將是本年度最大的任務”;

根據彭博社的報道,在2022年四月,馬斯克在一次訪問中表示,“擎天柱”將于2023年投產。

馬斯克在2022年6月發布了一條微博,稱 Tesla Bot原型將在2022年9月30號的 AI Day亮相,引起了全世界的廣泛關注和討論。不只是特斯拉,在2022年,戴森公司還將在未來10年內發布能用來干家務活的機器人。戴森首席執行官 Jake Dyson說:“就像戴森的可佩帶裝置,機器人也是我們的未來。”與工業機器人相比,人形機器人的靈活性和減速能力都得到了極大的提升。行業壟斷格局有望改觀,國產化趨勢已初見端倪。為突破國外技術壁壘,國家和地方政府紛紛出臺政策,幫助整個產業鏈彌補不足,使整個產業的發展速度顯著加快。國內減速設備制造商獲得了發展的機會,從而全面受益于國產減速器的發展。目前國內工業機器人減速器的國產化趨勢已逐漸顯現, GGII資料顯示,國內自主品牌的工業機器人減速器在2014-2021年的市場占有率從11%提高到41%。

論文的主要內容來源于《減速機:機器人零部件最大單品,“關節”定義仿生自由度——機器人系列深度報告》,這是騰訊新聞的一篇文章

文章來源:http://www.senlinhu.cn/


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