工業(yè)機器人在這幾年發(fā)展越來越迅猛，許多行業(yè)都用上了機器人，在機械裝配的流水線，在液壓機壓制粉末的過程中，裝料取料由于都是重復(fù)動作，非常適合機械人來操作，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(jié)處的轉(zhuǎn)動和傳動裝置，諧波減速機在里面的使用的精度和速度 ，我國始終沒有掌握核心技術(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(shè)計分析評價測試體系的共性關(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作時，松緊適度，準確而又精細，就比如說能捉住一個雞蛋，一是拿得穩(wěn)，二是不會掉，三是輕拿輕放，體現(xiàn)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(tǒng)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(qū)動電機與傳統(tǒng)電機比較節(jié)能效果顯著，根據(jù)加工工藝和生產(chǎn)節(jié)拍不同，伺服驅(qū)動電機可節(jié)電 20%-60%。在整個機械結(jié)構(gòu)中占據(jù)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久以來一直依賴進口，也制約了我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。    減速機好比人的手臂的關(guān)節(jié)控制著機器手臂的方向跟角度，動作力量等等，因為機器人需要高強度的重復(fù)動作。這個關(guān)節(jié)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(shè)計，材料加工技術(shù)、評測評價等多國關(guān)鍵性技術(shù)后，終于打斷了這個壟斷性技術(shù)，成功研制出純國產(chǎn)的精密諧波減速機，目前項目通過了產(chǎn)學(xué)研合作建立了年產(chǎn)3萬臺套以上生產(chǎn)線，這類產(chǎn)品實現(xiàn)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(shù)：傳動誤差、輸出角度、輸入角度、平均誤差、最大誤差、最小誤差、輸出轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩412，測試地址：珠海市九洲大道2097號，聯(lián)系電話：0756-8663014  檢驗人員：王強，檢驗時間：2018年6月9日。
傳動誤差：最大傳動誤差 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(zhuǎn)矩：167N.m  剛度曲線   扭轉(zhuǎn)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RV&諧波減速機的實時剛度、精度、輸出轉(zhuǎn)速、傳動誤差、效率的數(shù)據(jù)、波形、并生成曲線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(zhuǎn)速8r/min , 最大效率：87.74
輸出轉(zhuǎn)速12r/min , 最大效率：86.01
輸出轉(zhuǎn)速15r/min , 最大效率：84.52

諧波減速機的原理及應(yīng)用
一、諧波減速機簡介
諧波齒輪減速機是利用行星齒輪傳動原理發(fā)展起來的一種新型減速機。諧波齒輪傳動（簡稱諧波傳動），它是依靠柔性零件產(chǎn)生彈性機械波來傳遞動力和運動的一種行星齒輪傳動。
二、傳動原理
當波發(fā)生器為主動時，凸輪在柔輪內(nèi)轉(zhuǎn)動，就近使柔輪及薄壁軸承發(fā)生變形可控的彈性變形），這時柔輪的齒就在變形的過程中進入（嚙合）或退出（嚙離）剛輪的齒間，在波發(fā)生器的長軸處處于完全嚙合，而短軸方向的齒就處在完全的脫開。波發(fā)生器通常成橢圓形的凸輪，將凸輪裝入薄壁軸承內(nèi)，再將它們裝入柔輪內(nèi)。此時柔輪由原來的圓形而變成橢圓形，橢圓長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(nèi)齒沿齒高嚙合。這是嚙合區(qū)，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狀態(tài)，簡稱脫開；在波發(fā)生器長軸和短軸之間的柔輪齒，沿柔輪周長的不同區(qū)段內(nèi)，有的逐漸退出剛輪齒間，處在半脫開狀態(tài)，稱之為嚙出。
        波發(fā)生器在柔輪內(nèi)轉(zhuǎn)動時，迫使柔輪產(chǎn)生連續(xù)的彈性變形，此時波發(fā)生器的連續(xù)轉(zhuǎn)動，就使柔輪齒的嚙入—嚙合—嚙出—脫開這四種狀態(tài)循環(huán)往復(fù)不斷地改變各自原來的嚙合狀態(tài)。這種現(xiàn)象稱之錯齒運動，正是這一錯齒運動，作為減速器就可將輸入的高速轉(zhuǎn)動變?yōu)檩敵龅牡退俎D(zhuǎn)動。對于雙波發(fā)生器的諧波齒輪傳動，當波發(fā)生器順時針轉(zhuǎn)動1/8周時，柔輪齒與剛輪齒就由原來的嚙入狀態(tài)而成嚙合狀態(tài)，而原來脫開狀態(tài)就成為嚙入狀態(tài)。同樣道理，嚙出變?yōu)槊撻_，嚙合變?yōu)閲С觯�這樣柔輪相對剛輪轉(zhuǎn)動（角位移）了1/4齒；同理，波發(fā)生器再轉(zhuǎn)動1/8周時，重復(fù)上述過程，這時柔輪位移一個齒距。依此類推，波發(fā)生器相對剛輪轉(zhuǎn)動一周時，柔輪相對剛輪的位移為兩個齒距。柔輪齒和剛輪齒在節(jié)圓處嚙合過程就如同兩個純滾動無滑動）的圓環(huán)一樣，兩者在任何瞬間，在節(jié)圓上轉(zhuǎn)過的弧長必須相等。由于柔輪比剛輪在節(jié)圓周長上少了兩個齒距，所以柔輪在嚙合過程中，就必須相對剛輪轉(zhuǎn)過兩個齒距的角位移，這個角位移正是減速器輸出軸的轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)了減速的目的。

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

諧波驅(qū)動器的原理：
諧波驅(qū)動由三個基本部件構(gòu)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(cè)加工有齒輪。鋼輪成鋼性環(huán)狀，內(nèi)側(cè)加工有齒輪。柔性輪根據(jù)波發(fā)生器進行彈性變形，彈性變形后的柔輪是在長軸部分咬合到鋼輪，波發(fā)生器順時針旋轉(zhuǎn)一圈的嚙合部分依次改變。柔韌與剛輪之間相差兩個齒，逆時針移動。一般將該動作稱為輸出執(zhí)行。

日本的制造業(yè)在全世界來說一直是領(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鎖緊螺母是日本公司制作的獨步天下。那么下面我們來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。


今天有牛人把一個很小的諧波減速器，直徑只有5公分的諧波減速器拿來做試驗。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扳手，有30公分長，在扳手的頂端裝上一個測量長度螺旋測微器，可以精確顯示扳手與安裝鐵板的位置，我們把初始位置設(shè)置成0，也就是螺旋測微器的頂端與鐵板之間是沒有一絲的縫隙的，我們再把諧波減速機通上電，讓諧波減速機作循環(huán)動作，每次旋轉(zhuǎn)之后，螺旋測微器上面顯示的數(shù)字都是0，可見諧波減速機在經(jīng)過多次旋轉(zhuǎn)以后，位置沒有絲毫的變化，可見其精度是非常高的。




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(zhí)行重復(fù)的動作，完成相同的工序。
工業(yè)機器人在生產(chǎn)中，我們今天來了解一下諧波減速機有什么特點，以及它是通過什么原理來實現(xiàn)減速的。
那么我們首先來看一下諧波減速機有哪幾部分組成，我們來看這張圖片。是一個諧波減速機的實物圖，是由三個部分組成，前面這個像軸承一樣的叫做主動輪，中間的這個叫柔輪，旁邊的這個鋼圈和鋼輪，它主要就是由這三個部分組成。
那么諧波減速機它有什么特點呢？
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，所以說在所有的減速器里面，諧波減速機是精度最高的一個。那么我們一般伺服電機經(jīng)常會用到機器人，傳送機器人的各部的旋轉(zhuǎn)，機器人的關(guān)節(jié)處，那它的一個特點就是精度非常高。但是它的成本也很高。那么我們再看中間一個柔輪，這個柔軟的材質(zhì)比較柔軟，所以說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，它的使用壽命會有所影響。當然是指相對于金屬的高冷來說。
那我們總結(jié)一下諧波減速機它的缺點就是成本高，耐沖擊能力比較弱。當然現(xiàn)在工業(yè)比較發(fā)達、航空制造、流水線上用到機器人，用到諧波減速機的地方比較多。目前國際的品牌和國內(nèi)的品牌也不少。那么我們看一看他們是通過什么原理來實施減速的這個效果的，通過這個視頻我們就可以看到，外部的主動輪帶動中間的柔輪做旋轉(zhuǎn)運動，這個主動輪直接插入中間帶動柔輪，我們可以看到這個柔輪是變形的，主動輪帶動柔輪一起旋轉(zhuǎn)，因為柔輪變形他與周圍的鋼圈形成了嚙合。由于這個中間的主動輪的旋轉(zhuǎn)，它會進一步達到一個減速效果。隨著主動輪速度的增加，后面的柔輪轉(zhuǎn)速不是太快。它的減速比可以從70~500。可以達到一個非常大的減速比。他用的最多的就是用在機器人的旋轉(zhuǎn)，機器人的胳膊關(guān)節(jié)上。還可以插取一些比較脆弱的東西，比如說玻璃屏幕替代，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(jié)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行倉外作業(yè)，由在倉內(nèi)的航天員來操作機械臂，要求精度非常高，還要適度外太空惡劣的無空氣環(huán)境，大量的宇宙的射線，對我們國防工業(yè)也是一個挑戰(zhàn)。

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

1，精度高，多齒在兩個180度對稱位置同時嚙合，因此齒輪齒距誤差和累積齒距誤差小。對于旋轉(zhuǎn)精度的影響較為平均，可得到極高的位置精度和旋轉(zhuǎn)精度。
2，傳動比大，單級諧波齒輪傳動的傳動比可達到30~500，且結(jié)果簡單。
3，承載能力強，諧波傳動是齒與齒嚙合面的接觸，加上同時嚙合齒數(shù)比較多，因而單位面積載荷比較小，承載能力較其他傳動形式高。
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，實現(xiàn)小型化輕量化。
5，傳動效率高，壽命長。
6，傳動平穩(wěn)無沖擊，噪聲小。

諧波減速機在國外是一個成熟的技術(shù)，技術(shù)基礎(chǔ)是由諧波傳動。它是由波發(fā)生器，柔性輪，剛性輪三個結(jié)構(gòu)組成的傳動。波發(fā)生器會使柔性輪產(chǎn)生彈性形變，與剛性輪共同傳遞運動。實現(xiàn)大傳動比，與通用減速器比，用于機器人關(guān)節(jié)的諧波減速器要求具有傳動鏈短，體積小，功率大，質(zhì)量輕和易于控制等特點。