工業(yè)機器人在這幾年發(fā)展越來(lái)越迅猛，許多行業(yè)都用上了機器人，在機械裝配的流水線(xiàn)，在液壓機壓制粉末的過(guò)程中，裝料取料由于都是重復動(dòng)作，非常適合機械人來(lái)操作，一是降低了成本，二是他們工作很精確，比人操作效率高多了。
然而在機器人的核心領(lǐng)域，就是關(guān)節處的轉動(dòng)和傳動(dòng)裝置，諧波減速機在里面的使用的精度和速度 ，我國始終沒(méi)有掌握核心技術(shù)，但是在近日重慶大學(xué)王佳旭教授的團隊。取得了重大的科研成功。公司在諧波減速機設計分析評價(jià)測試體系的共性關(guān)鍵技術(shù)，成功研制出高效可靠諧波減速機。主要是指機器人在捉拿物料動(dòng)作時(shí)，松緊適度，準確而又精細，就比如說(shuō)能捉住一個(gè)雞蛋，一是拿得穩，二是不會(huì )掉，三是輕拿輕放，體現了當代工業(yè)的高超水平。

眾所周知工業(yè)機器人主要有減速機，伺服電機及控制系統三大核心部位組成。減速機作為工業(yè)機器人的重要部件。伺服驅動(dòng)電機與傳統電機比較節能效果顯著(zhù)，根據加工工藝和生產(chǎn)節拍不同，伺服驅動(dòng)電機可節電 20%-60%。在整個(gè)機械結構中占據很重要的地位，成本接近1/3，但是我國在諧波減速機方面長(cháng)久以來(lái)一直依賴(lài)進(jìn)口，也制約了我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。    減速機好比人的手臂的關(guān)節控制著(zhù)機器手臂的方向跟角度，動(dòng)作力量等等，因為機器人需要高強度的重復動(dòng)作。這個(gè)關(guān)節的好壞決定了工業(yè)機器人的工作效果以及壽命，效果所以至關(guān)重要，王佳旭團隊先后突破了齒形設計，材料加工技術(shù)、評測評價(jià)等多國關(guān)鍵性技術(shù)后，終于打斷了這個(gè)壟斷性技術(shù)，成功研制出純國產(chǎn)的精密諧波減速機，目前項目通過(guò)了產(chǎn)學(xué)研合作建立了年產(chǎn)3萬(wàn)臺套以上生產(chǎn)線(xiàn)，這類(lèi)產(chǎn)品實(shí)現了工業(yè)機器人核心技術(shù)部件的國產(chǎn)化，我國工業(yè)機器人未來(lái)可期。

這是諧波減速機測試軟件的工作界面，顯示有當前測試參數：傳動(dòng)誤差、輸出角度、輸入角度、平均誤差、最大誤差、最小誤差、輸出轉速 , 最大效率。
測試顯示：珠海格力智能裝備有限公司所測試的RV-40E，產(chǎn)品編號：978711107168   減速比達到121，額定轉矩412，測試地址：珠海市九洲大道2097號，聯(lián)系電話(huà)：0756-8663014  檢驗人員：王強，檢驗時(shí)間：2018年6月9日。
傳動(dòng)誤差：最大傳動(dòng)誤差 32.1arc.sec.輸出角度從25-325度。
RV減速機測試報告顯示：
納博-RV20E  產(chǎn)品編號：20200412   減速比：81  額定轉矩：167N.m  剛度曲線(xiàn)   扭轉角arc min
剛度：b/a=58.473 N.m/arc min
空程：0.508 arc min
齒隙：0.867 arc min

功能：顯示各類(lèi)RV&諧波減速機的實(shí)時(shí)剛度、精度、輸出轉速、傳動(dòng)誤差、效率的數據、波形、并生成曲線(xiàn)及報表予保存和打印。
RV、行星、諧波減速機測試軟件顯示有
輸出轉速8r/min , 最大效率：87.74
輸出轉速12r/min , 最大效率：86.01
輸出轉速15r/min , 最大效率：84.52

諧波減速機的原理及應用
一、諧波減速機簡(jiǎn)介
諧波齒輪減速機是利用行星齒輪傳動(dòng)原理發(fā)展起來(lái)的一種新型減速機。諧波齒輪傳動(dòng)（簡(jiǎn)稱(chēng)諧波傳動(dòng)），它是依靠柔性零件產(chǎn)生彈性機械波來(lái)傳遞動(dòng)力和運動(dòng)的一種行星齒輪傳動(dòng)。
二、傳動(dòng)原理
當波發(fā)生器為主動(dòng)時(shí)，凸輪在柔輪內轉動(dòng)，就近使柔輪及薄壁軸承發(fā)生變形可控的彈性變形），這時(shí)柔輪的齒就在變形的過(guò)程中進(jìn)入（嚙合）或退出（嚙離）剛輪的齒間，在波發(fā)生器的長(cháng)軸處處于完全嚙合，而短軸方向的齒就處在完全的脫開(kāi)。波發(fā)生器通常成橢圓形的凸輪，將凸輪裝入薄壁軸承內，再將它們裝入柔輪內。此時(shí)柔輪由原來(lái)的圓形而變成橢圓形，橢圓長(cháng)軸兩端的柔輪與之配合的剛輪齒則處于完全嚙合狀態(tài)，即柔輪的外齒與剛輪的內齒沿齒高嚙合。這是嚙合區，一般有30%左右的齒處在嚙合狀態(tài)；橢圓短軸兩端的柔輪齒與剛輪齒處于完全脫開(kāi)狀態(tài)，簡(jiǎn)稱(chēng)脫開(kāi)；在波發(fā)生器長(cháng)軸和短軸之間的柔輪齒，沿柔輪周長(cháng)的不同區段內，有的逐漸退出剛輪齒間，處在半脫開(kāi)狀態(tài)，稱(chēng)之為嚙出。
        波發(fā)生器在柔輪內轉動(dòng)時(shí)，迫使柔輪產(chǎn)生連續的彈性變形，此時(shí)波發(fā)生器的連續轉動(dòng)，就使柔輪齒的嚙入—嚙合—嚙出—脫開(kāi)這四種狀態(tài)循環(huán)往復不斷地改變各自原來(lái)的嚙合狀態(tài)。這種現象稱(chēng)之錯齒運動(dòng)，正是這一錯齒運動(dòng)，作為減速器就可將輸入的高速轉動(dòng)變?yōu)檩敵龅牡退俎D動(dòng)。對于雙波發(fā)生器的諧波齒輪傳動(dòng)，當波發(fā)生器順時(shí)針轉動(dòng)1/8周時(shí)，柔輪齒與剛輪齒就由原來(lái)的嚙入狀態(tài)而成嚙合狀態(tài)，而原來(lái)脫開(kāi)狀態(tài)就成為嚙入狀態(tài)。同樣道理，嚙出變?yōu)槊撻_(kāi)，嚙合變?yōu)閲С�，這樣柔輪相對剛輪轉動(dòng)（角位移）了1/4齒；同理，波發(fā)生器再轉動(dòng)1/8周時(shí)，重復上述過(guò)程，這時(shí)柔輪位移一個(gè)齒距。依此類(lèi)推，波發(fā)生器相對剛輪轉動(dòng)一周時(shí)，柔輪相對剛輪的位移為兩個(gè)齒距。柔輪齒和剛輪齒在節圓處嚙合過(guò)程就如同兩個(gè)純滾動(dòng)無(wú)滑動(dòng)）的圓環(huán)一樣，兩者在任何瞬間，在節圓上轉過(guò)的弧長(cháng)必須相等。由于柔輪比剛輪在節圓周長(cháng)上少了兩個(gè)齒距，所以柔輪在嚙合過(guò)程中，就必須相對剛輪轉過(guò)兩個(gè)齒距的角位移，這個(gè)角位移正是減速器輸出軸的轉動(dòng)，從而實(shí)現了減速的目的。

諧波減速機是一種新型的機械傳動(dòng)變速機構，與普通齒輪傳動(dòng)相比具有體積小，重量輕，結構簡(jiǎn)單，傳動(dòng)比范圍大，（單級傳動(dòng)比為40~350，多級傳動(dòng)比可達到1600-100000），傳動(dòng)效率高，（單級傳動(dòng)效率N大于等于85%），傳動(dòng)精度高，承載能力強等特點(diǎn)，可廣泛用于航天、航空、工業(yè)機器人、機床微量進(jìn)給、通訊設備，紡織機械，化纖機械，造紙機械，發(fā)動(dòng)機構，印刷機械、食品機械和醫療器械等領(lǐng)域。

諧波驅動(dòng)器的原理：
諧波驅動(dòng)由三個(gè)基本部件構成，波發(fā)生器為橢圓形，柔輪為薄壁杯狀的金屬彈性體，外側加工有齒輪。鋼輪成鋼性環(huán)狀，內側加工有齒輪。柔性輪根據波發(fā)生器進(jìn)行彈性變形，彈性變形后的柔輪是在長(cháng)軸部分咬合到鋼輪，波發(fā)生器順時(shí)針旋轉一圈的嚙合部分依次改變。柔韌與剛輪之間相差兩個(gè)齒，逆時(shí)針移動(dòng)。一般將該動(dòng)作稱(chēng)為輸出執行。

日本的制造業(yè)在全世界來(lái)說(shuō)一直是領(lǐng)先的，日本人以精工細作巧奪天工而聞名于世。他們注重于單一產(chǎn)品制作到極致。大家廣為頌讀的自動(dòng)鎖緊螺母是日本公司制作的獨步天下。那么下面我們來(lái)看看日本鬼子造的諧波減速器。諧波減速器其大小不一，大的直徑有一米左右，小的直徑只有兩厘米，只有我們經(jīng)常使用的硬幣那么大。


今天有牛人把一個(gè)很小的諧波減速器，直徑只有5公分的諧波減速器拿來(lái)做試驗。是日本人制造的諧波減速機，那我們先把它安裝到一塊鐵板上面。


再在諧波減速器的一端安裝一個(gè)扳手，有30公分長(cháng)，在扳手的頂端裝上一個(gè)測量長(cháng)度螺旋測微器，可以精確顯示扳手與安裝鐵板的位置，我們把初始位置設置成0，也就是螺旋測微器的頂端與鐵板之間是沒(méi)有一絲的縫隙的，我們再把諧波減速機通上電，讓諧波減速機作循環(huán)動(dòng)作，每次旋轉之后，螺旋測微器上面顯示的數字都是0，可見(jiàn)諧波減速機在經(jīng)過(guò)多次旋轉以后，位置沒(méi)有絲毫的變化，可見(jiàn)其精度是非常高的。




為什么工業(yè)機器人通常需要用到減速機？工業(yè)機器人通常執行重復的動(dòng)作，完成相同的工序。
工業(yè)機器人在生產(chǎn)中，我們今天來(lái)了解一下諧波減速機有什么特點(diǎn)，以及它是通過(guò)什么原理來(lái)實(shí)現減速的。
那么我們首先來(lái)看一下諧波減速機有哪幾部分組成，我們來(lái)看這張圖片。是一個(gè)諧波減速機的實(shí)物圖，是由三個(gè)部分組成，前面這個(gè)像軸承一樣的叫做主動(dòng)輪，中間的這個(gè)叫柔輪，旁邊的這個(gè)鋼圈和鋼輪，它主要就是由這三個(gè)部分組成。
那么諧波減速機它有什么特點(diǎn)呢？
首先它必須搭配伺服電機使用。為什么呢？因為它本身的精度要求非常高，大家都知道伺服電機精度非常高，所以說(shuō)在所有的減速器里面，諧波減速機是精度最高的一個(gè)。那么我們一般伺服電機經(jīng)常會(huì )用到機器人，傳送機器人的各部的旋轉，機器人的關(guān)節處，那它的一個(gè)特點(diǎn)就是精度非常高。但是它的成本也很高。那么我們再看中間一個(gè)柔輪，這個(gè)柔軟的材質(zhì)比較柔軟，所以說(shuō)他的耐沖擊能力比較差。如果經(jīng)常受到大大的力量的沖擊，它的使用壽命會(huì )有所影響。當然是指相對于金屬的高冷來(lái)說(shuō)。
那我們總結一下諧波減速機它的缺點(diǎn)就是成本高，耐沖擊能力比較弱。當然現在工業(yè)比較發(fā)達、航空制造、流水線(xiàn)上用到機器人，用到諧波減速機的地方比較多。目前國際的品牌和國內的品牌也不少。那么我們看一看他們是通過(guò)什么原理來(lái)實(shí)施減速的這個(gè)效果的，通過(guò)這個(gè)視頻我們就可以看到，外部的主動(dòng)輪帶動(dòng)中間的柔輪做旋轉運動(dòng)，這個(gè)主動(dòng)輪直接插入中間帶動(dòng)柔輪，我們可以看到這個(gè)柔輪是變形的，主動(dòng)輪帶動(dòng)柔輪一起旋轉，因為柔輪變形他與周?chē)�的鋼圈形成了嚙合。由于這個(gè)中間的主動(dòng)輪的旋轉，它會(huì )進(jìn)一步達到一個(gè)減速效果。隨著(zhù)主動(dòng)輪速度的增加，后面的柔輪轉速不是太快。它的減速比可以從70~500�？梢赃_到一個(gè)非常大的減速比。他用的最多的就是用在機器人的旋轉，機器人的胳膊關(guān)節上。還可以插取一些比較脆弱的東西，比如說(shuō)玻璃屏幕替代，它的本身精度非常高，配合伺服電機使用。伺服電機的成本也非常高。一般是用在機器人的關(guān)節上，我們這次太空倉里面的機械臂就用上了我們國產(chǎn)的諧波減速機，非常精度的把航天員湯宏波、劉伯明送上外太空進(jìn)行倉外作業(yè)，由在倉內的航天員來(lái)操作機械臂，要求精度非常高，還要適度外太空惡劣的無(wú)空氣環(huán)境，大量的宇宙的射線(xiàn)，對我們國防工業(yè)也是一個(gè)挑戰。

諧波傳動(dòng)是由美國發(fā)明家馬瑟與上世紀50年代中期發(fā)明創(chuàng )造的。諧波傳動(dòng)的特點(diǎn)具有

1，精度高，多齒在兩個(gè)180度對稱(chēng)位置同時(shí)嚙合，因此齒輪齒距誤差和累積齒距誤差小。對于旋轉精度的影響較為平均，可得到極高的位置精度和旋轉精度。
2，傳動(dòng)比大，單級諧波齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比可達到30~500，且結果簡(jiǎn)單。
3，承載能力強，諧波傳動(dòng)是齒與齒嚙合面的接觸，加上同時(shí)嚙合齒數比較多，因而單位面積載荷比較小，承載能力較其他傳動(dòng)形式高。
4，體積小、重量輕，相比普通齒輪裝置，體積和重量可大大降低，實(shí)現小型化輕量化。
5，傳動(dòng)效率高，壽命長(cháng)。
6，傳動(dòng)平穩無(wú)沖擊，噪聲小。

諧波減速機在國外是一個(gè)成熟的技術(shù)，技術(shù)基礎是由諧波傳動(dòng)。它是由波發(fā)生器，柔性輪，剛性輪三個(gè)結構組成的傳動(dòng)。波發(fā)生器會(huì )使柔性輪產(chǎn)生彈性形變，與剛性輪共同傳遞運動(dòng)。實(shí)現大傳動(dòng)比，與通用減速器比，用于機器人關(guān)節的諧波減速器要求具有傳動(dòng)鏈短，體積小，功率大，質(zhì)量輕和易于控制等特點(diǎn)。