谐波减速器——改变运动控制世界.docx

《谐波减速器——改变运动控制世界.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《谐波减速器——改变运动控制世界.docx（8页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、谐波减速器改变运动控制世界中国传动网导语：由于谐波齿轮传动在实际使用中的突出优点，近几十年来，这种传动已由在航天飞行器和飞机上的应用，迅速推广到了能源、雷达、通讯、机床、仪表、造船、汽车、常规武器、纺织、冶金、起重运输机、医疗器械以及其他一些相关的部门。由于谐波齿轮传动在实际使用中的突出优点，近几十年来，这种传动已由在航天飞行器和飞机上的应用，迅速推广到了能源、雷达、通讯、机床、仪表、造船、汽车、常规武器、纺织、冶金、起重运输机、医疗器械以及其他一些相关的部门。国内外通过理论使用证实，这类传动，无论作为数据传递的高精度传动例如传动误差小于10，还是作为传递大扭矩的动力传动例如传递扭矩达160k

2、Nm或者更大都获得了较为满足的结果。图1上个世纪谐波减速器传动简图图2目前谐波减速器传动图在航天技术领域中的应用试验和运转的理论说明，工作在火箭和卫星中的谐波齿轮传动的运转性能特别令人满足，这种情况就促使了这类传动在航天技术领域中应用范围的扩展。它经常作为小功率、高精度、大传动比的传动，用于航天飞行器、遥控操纵机和空间智能机械的伺服机构、操纵机构和数据传递装置中。如图3为人造卫星仪器上用的传动机构。柔轮1固定，其外形呈双钟形，两端用圆形剖面的密封环3密封起来。这种构造能保证在较小的轴向尺寸60mm下，获得所需的径向变形。刚轮2与外露在真空条件下的输出轴相连。传动采用外式配置的固定型变形波发生器

3、4，波发生器中装有两列球，因此柔轮的变形平滑。图3用于人造卫星仪器中的谐波齿轮传动1-柔轮2-刚轮3-密封环4-波发生器5-转子6-定子在航空方面的应用国外的Bell-224型垂直起落飞机中，采用了传动比为300的谐波齿轮传动装置作为将螺旋桨由上升位置转至程度位置的驱动机构。上个世纪，国外研制的用于F-16飞机方向舵的数字电液作动器，它直接来历自数字计算机或者微处理机的信号控制。在这种作动器上采用谐波减速器，由它来带动数字编码器，为步进控制器提供反应参考信号。目前我国在飞行模拟转台和地面模拟练习器中也采用谐波齿轮传动。在雷达和通讯设备方面的应用这种传动在长期使用理论中，完全知足雷达设备对传动所

4、提出的气候和机械试验总技术条件如冲击、振动、低温、高温、防潮等规定的各项要求。由于谐波齿轮传动使驱动系统在尺寸和重量方面大幅度下降，因此在卫星通讯地面站X-Y型支架的驱动机械中采用谐波齿轮传动，亦获得了很好的效果。例如图4为我国某型炮瞄雷达天线俯仰机构中所采用的谐波齿轮传动。传动比in=117，模数m=0.5mm。直流伺服电机1的驱动功率为0.25KW，转速为3500rpm。波发生器2采用具有柔性滚动轴承的凸轮式发生器，柔轮3固定，刚轮4与输出轴相连。此外，我国彩电、播送通讯设备上业开场使用各类型谐波传动装置。图4雷达天线俯仰机构中采用的谐波齿轮传动直流伺服电机2-波发生器3-柔轮4-刚轮在光

5、学仪器方面的应用由于谐波齿轮具有体积小的优点，国外尝试将塑料制做成谐波齿轮传动，用于光学显微镜的影像明晰调节机构中，之后又在电视摄像机的变焦距镜头以及其他各种类型的变焦距镜头中普遍应用，通过系统控制，实现调焦、变倍、调光栅等全自动化操纵，如我国数字光电对心仪自动测量伺服系统中所采用的谐波齿轮传动，对心仪是测量光学零件偏心差的仪器，见图5。图5数字光电对心仪自动测量伺服电机系统中的谐波减速器1-伺服电机2-波发生器3-柔轮4-刚轮5-输出轴6-电机座随着激光技术、集成电路和空间光学的开展，对光学零件精度要求越来越高，这就促使谐波减速器需要朝着精度更高的方向开展。在医疗器械方面的应用目前医疗类器械

6、的开展增长迅速如表1所示，如DR、CR类数字化成像系统以及进展放射性治疗类仪器都离不开谐波传动，谐波齿轮传动在其使用上更优越，上个世纪日本在治疗癌症器械上采用大速比谐波齿轮传动，该传动装置用作癌症治疗机自转和公转的驱动机构，电机采用制动马达，功率为100w，传动采用双级传动，第一级传动的柔轮与第二级传动的波发生器相连接，第一级刚轮与第二级柔轮相连，并将运动传递给与柔轮固定的输出轴，第二级的刚轮固定，由此开场，谐波传动开场在医疗器械传动方面开展，不过后来受到其他类减速器如RV减速器的开展影响较大。表12020年-2017年国内医疗器械市场规模在机器人关节方面的应用就目前而言工业机器人中谐波减速器

7、将来使用的潜力宏大。据理解，谐波减速器主要运用于关节机器人中，这两年工业关节机器人出货量增长迅速，推动了相关减速器需求激增，详细的需求量分析如下表。从事工业机器人行业的人士都会关注到工业机器人的三大核心部件之一谐波减速器，这个也许不过巴掌大的核心零部件，由于核心技术长期被国外品牌如日本哈默纳科垄断，国内工业机器人制造商都长期依靠从德国、日本等国采购此类产品。近年来，中国工业机器人产业进入新的历史机遇期，纷纷抢占市场份额。在中国，如手机制造、半导体、液晶消费机械等行业，对小型机器人的需要也是越来越旺盛。这些机器人的上游关键部件机器人减速器，成为机器人关节臂上不可取代的部件，这为国内很多减速器研发企业拓展市场带来了契机。2021-2018年中国工业机器人减速器市场需求量见表2。表22021-2018年中国工业机器人减速器市场需求量