电子展|减速机：机器人的核心关节与精密传动枢纽
在机器人的复杂机械结构中，减速机无疑扮演着极为关键的角色，堪称机器人的 “关节” 所在，其重要性不言而喻，并且在价值量方面占据着显著的高位。
一、减速机：机器人关节与价值核心
关节功能与系统构成
电子展了解到，减速器作为工业机器人的关键关节，承担着降低转速、增加扭矩的重任，以此确保机器人能够平稳且精确地运行。工业机器人主要由控制器、伺服和减速器这三大核心零部件构建而成。控制器犹如机器人的 “大脑”，借助软硬件的协同运作，精准地掌控机器人的运动位置、姿态以及轨迹；伺服电机则是机器人的 “驱动力源”，依据控制器发出的指令输出力矩，动态地调控机器人的速度与位置；而伺服电机输出的转速通常较高、力矩较小，难以契合机器人本体的运动需求，此时就需要减速器挺身而出，通过降低转速、提升力矩来满足机器人的运行要求。
成本占比居首
在机器人产业链中，减速器处于上游零部件环节，中游为机器人本体制造，下游是集成应用。据高工机器人的数据表明，在工业机器人总成本里，减速器的占比独占鳌头，高达 32%，紧随其后的是伺服、外壳和控制器，分别占比 20%、18%、15%。这充分彰显了减速器在机器人成本结构中的关键地位，其性能与质量的优劣直接关乎机器人的整体性能与制造成本。
二、产品形态与特性：RV 与谐波减速器的互补格局
精密减速器的类型与应用
精密减速器主要以 RV 减速器和谐波减速器为主导。减速器的种类丰富多样，按照传动类型可细分为蜗杆减速器、行星减速器、齿轮减速器等。在工业机器人领域所运用的精密减速器通常涵盖 RV 减速器、摆线针轮行星减速器、谐波减速器、精密行星减速器、滤波齿轮减速器等。工业机器人本体厂商会依据精度、速度、体积大小等各异的需求，巧妙地组合搭配不同类型的减速器。
RV 与谐波减速器的优劣对比
RV 减速器刚性卓越、抗冲击能力强劲、传动平稳且精度颇高，在中、重负载应用场景中表现出色，通常被部署于多关节机器人的机座、大臂、肩部等承受重负载的关键部位，其应用场景广泛分布于汽车、运输、港口码头等行业。谐波减速器则以体积小巧、零部件数量稀少为显著特征，同样具备高精度、高传动比的优势，特别适合小型、中低负载的应用情境，一般应用于机器人小臂、腕部和手部等部位，在 3C、半导体、食品、注塑、磨具、医疗等行业大显身手。RV 减速器与谐波减速器相互补充，共同构建起适应不同机器人应用需求的精密传动体系。
三、使用量：与机器人关节数量紧密关联且呈上升态势
依据自由度确定使用数量
减速器的使用数量与机器人的 “自由度” 数量息息相关。一般而言，六轴机器人会使用 6 个谐波 / RV 减速器，协作机器人通常使用 6 - 7 个谐波减速器，SCARA 机器人则使用 3 个谐波 / RV 减速器，并联 / DELTA 机器人仅使用 1 个谐波减速器，人形机器人的腿部 + 手臂 + 腰部 + 颈部累计使用 15 - 40 个减速器，其中每条腿各配备 6 个谐波减速器，其使用量会随着肢体使用数量的增多以及复杂度的提升而相应增加。机器人本体厂商会基于负载、体积、速度、精度等多方面的要求，在 RV 减速器、谐波减速器或者其他类型的减速器之间进行审慎的选择与合理的搭配组合应用。
平均使用量增长趋势
从市场数据来看，减速器的平均使用数量呈现出增长的趋势。据 GGII 数据显示，2020 年多关节机器人、SCARA 机器人、协作机器人和坐标机器人的市场占比分别为 63%、30%、4% 和 3%，多关节机器人因使用 6 台减速器，有力地拉动了减速器的市场需求量。协作机器人能够与人近距离互动并协助生产，当前尚处于起步发展阶段，每台机器人搭配 7 台谐波减速器，未来将形成较大的增量需求。人形机器人在特斯拉、戴森等企业的积极推动下，有望从概念阶段加速迈向产业阶段，其 “自由度” 相较于工业机器人有大幅提升，相应地，其所需的减速器需求规模颇为可观，这无疑将为减速器市场带来新的增长契机。
四、核心指标：无形指标铸就产品竞争力壁垒
参数水平与市场格局差异
电子展了解到，当前，国内众多品牌的减速器在参数指标方面已基本追赶上海外龙头企业的水准。用于挑选和评价减速器的性能指标主要涵盖减速比范围、传动精度、传动效率、扭转刚性、启动转矩、额定扭矩、滞后损失 / 空程、噪音等。通过对各公司官网公布的同类型产品性能参数进行分析，可以发现，内资品牌的 RV 减速器在精度、效率、过载、扭转刚性、噪声等多数参数上与日本品牌纳博特斯克基本持平，仅在传动效率、减速比范围上存在些许差距。总体而言，国内品牌减速器的性能参数已与纳博特斯克和哈默纳科相差无几。然而，令人费解的是，后者却长期在下游市场占据着垄断地位，这背后的关键因素在于参数之外的无形指标才是真正构建起产品竞争力壁垒的核心所在。
无形指标的关键意义
在机器人本体厂商选购减速器的过程中，虽然会参考客户提供的指标参数，但产品的使用寿命、可靠性、一致性等关键要素只有在实际使用后才能予以反馈和评价。尽管各个品牌之间的参数指标看似差异不大，但在实际运行过程中，部分减速器会出现不稳定、寿命短、易损坏等问题，导致与初始的指标参数出现较大偏离，进而对整个机器人的运行产生极为不利的影响。因此，对于减速器产品而言，客户的下单数量以及复购率才是真正能够检验产品竞争力的核心指标。这些无形指标反映了产品在长期稳定运行、适应复杂工况以及大规模生产一致性方面的能力，是衡量减速器品质优劣的关键所在，也是海外品牌长期垄断市场的重要原因。
文章来源：机器人研究