国内外减速器发展现状

摆线针轮减速器的研究现状

摆线针轮减速器国外的研究现状

上世纪在50年代到70年代间，对针摆传动的理论做大量研究主要是国外学者。前苏联科学家库德罗夫采夫，推导出了一套标准齿形受力分析理论，对针摆传动的理论发展做出了巨大的贡献。许多国内教材和工具书上描述的受力分析方法大都是这个库氏理论的引用、修正和改进。然而它也有其局限性，它仅仅使用于无齿侧间隙的理想啮合状态。波兰Manfred

Chmurawa等科学家建立了理论标准齿廓的数学模型，通过有限元计算的方法对摆线轮齿面的接触力和接触变形进行了计算，但是使用的摆线轮的数学模型是理论的的齿廓，而理论齿廓和实际齿廓有一定的偏差，因此计算前提出现了一定的偏差，所以计算值和实际相比误差仍然很大。

Kuen-Bao提出了基于d'Alembert原理的K-H-V摆线机构传动效率计算、静力学分析和运动学分析的数学模型。Chang.S L利用微分和几何学，建立了外旋轮线少齿差针摆传动压力角的数学模型。

在针摆传动机构设计方面，Botsiber针对摆线传动机构的工作原理进行了研究，具有较少的分析工作。Malhotra和Parameswaran针对设计参数对摆线减速器各个构件的理论效率及作用力的影响进行了研究。虽然德国人发明了摆线少齿差传动，然而德国在这方面的研究相对缓慢；上世纪70年代末，慕尼黑工业大学的Lehmann博士曾经对摆线齿形的误差的形成、分布规律以及成型原理做了一定的探讨，还指出了法向修形产生的间隙大于径向修形所产生的间隙。并对生产的样机进行了动态测试，结果表明：由于啮合时间隙的存在，摆线轮和针齿同时啮合的齿数小于针齿数的一半，并连续发表了5篇该方面的研究论文。但以后该方向的研究并没有持续下去。德国Birkholz.H博士利用相对精密的实验设备对摆线传动装置传动时，由于不同的原因产生的转动误差进行了测量，还对其转速变化的情况进行了探讨。

Blanche和Yang开发了具有加工误差的摆线传动的分析模型并研究了加工误差对齿侧间隙的影响，并且提出了使用计算机辅助分析程序来检验针摆传动的性能。

2021年全球及中国谐波减速器市场现状

一、机器人简介及谐波减速器使用情况

谐波减速器由波发生器、柔轮和刚轮三部分构成。机器人主要分为工业机器人、协作机器人、服务机器人和特种机器人四类。其中前两类机器人主要运用于工业生产，第三类机器人一般不用于制造业，主要应用于服务业。协作机器人在工业生产中与工人协同，因而独立于工业机器人大类。谐波减速器广泛运用于工业机器人和协作机器人领域。

二、谐波减速器下游应用情况

谐波减速器应用领域目前以各种机器人为主，除此之外，还有数控机床，半导体、光伏、医疗等其他设备领域。以全球减速机龙头哈默纳科为例，其工业机器人下游占比超过50%，其余应用领域相对比较分散，包括半导体制造设备、数控机床、电机制造商等其他行业。

三、全球机器人谐波减速器市场规模

据统计，2021年全球机器人下游谐波减速器市场规模为23亿元，预计2022年达到29亿元，2025年接近49亿元，2022-2025年市场空间CAGR为19.1%左右。

四、中国谐波减速器行业发展现状分析 1、工业机器人销量

受疫情影响，工业机器人市场短期承压，但长期来看，工业机器人随着制造业升级，市场潜力大。据统计，2021年我国工业机器人销量为24.8万台，预计未来3-4年中国工业机器人的销量增速CAGR为13.9%。

2、机器人谐波减速器市场规模

据统计，2021年我国机器人下游谐波减速器市场规模为12.1亿元，预计2022年达到15.9亿元左右，2025年超过30亿元，2022-2025年市场空间CAGR为23.7%左右。

3、工业机器人成本构成

据统计，工业机器人中减速器、伺服系统、控制系统、机器人本体与其他这五部分的价值占比分别为35%、25%、10%、15%与15%，减速器是价值占比最高的核心零部件。

领域：OFWeek，华经产业研究院整理

4、谐波减速器专利申请构成

谐波传动技术包括：总体结构、柔轮、刚轮、凸轮、柔性轴承、交叉滚子轴承、齿形、波发生器、加工制造和试验方法等10个分支。从专利申请数量的角度来看，总体结构、波发生器、柔轮和加工制造是谐波减速器技术的研发重点。 5、Tesla Bot谐波减速器市场空间预测

国内外工业机器人减速器现状分析

一、 减速器简介

1. 减速器种类

a) RV（Rot-Vector）减速器

RV减速器是在摆线针轮传动基础上发展起来的，具有二级减速和中心圆盘支承结构。自1986年投入市场以来，因其传动比大、传动效率高、运动精度高、回差小、低振动、刚性大和高可靠性等优点是机器人的“御用”减速器。

b) 谐波减速器

谐波减速器由三部分组成：谐波发生器、柔性论和刚轮，其工作原理是由谐波发生器使柔轮产生可控的弹性变形，靠柔轮与刚轮啮合来传递动力，并达到减速的目的；按照波发生器的不同有凸轮式、滚轮式和偏心盘式。谐波减速器传动比大、外形轮廓小、零件数目少且传动效率高。单机传动比可达到50-4000，而传动效率高达92%-96%。

c) 行星减速器

行星顾名思义行星减速器就是有三个行星轮围绕一个太阳轮旋转的减速器。行星减速器体积小、重量轻，承载能力高，使用寿命长、运转平稳，噪声低。具有功率分流、多齿啮合独用的特性，是一种用途广泛的工业产品，其性能可与其它军品级行星减速器产品相媲美，却有着工业级产品的价格，被应用于广泛的工业场合。

2. 精密减速机的市场现状

目前应用于机器人领域的减速机主要有两种，一种是RV减速器，另一种是谐波减速器。在关节型机器人中，由于RV减速器具有更高的刚度和回转精度，一般将RV减速器放置在机座、大臂、肩部等重负载的位置，而将谐波减速器放置在小臂、腕部或手部。对于高精度机器人减速器，日本具备绝对领先优势，目前全球机器人行业75%的精密减速机被日本的纳博斯特克Nabtesco和哈默纳科HarmonicDrive两家垄断，包括ABB、FANUC、KUKA等国际主流机器人厂商的减速器均由上述两家公司提供。其中哈默纳科在工业机器人关节领域拥有15%的市场占有率，纳博斯特克的市场占有率高达60%。

二、国际工业机器人减速器概况

1.国外精密减速机市场发展概况

国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。日本住友重工研制的FA型高精度减速器，美国Alan-Newton公司研制的X-Y式减速器，在传动原理和结构上与本项目类似或相近，都为目前先进的齿轮减速器。目前,减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。因此，除了不断改进材料品质、提高工艺水平外，还在传动原理和传动结构上深入探讨和创新，平动齿轮传动原理的出现就是一例。减速器与电动机的连体结构，也是大力开拓的形式，并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。目前，超小型的减速器的研究成果尚不明显。在医疗、生物工程、机器人等领域中，微型发动机已基本研制成功，美国和荷兰近期研制的分子发动机的尺寸在纳米级范围，如能辅以纳米级的减速器，则应用前景远大。

 1.国外FTTH发展现状

光纤通信在经历了2000年的高峰期和之后大约三年的萧条期之后，因FTTH的发展，迎来了行业的第二个春天。光纤通信网分骨干网、城域网和接入网三级，FTTH隶属其中的接入网部分，在面对终端用户的“最后一公里”解决方案中，FTTH被认为是最好的解决方案，可以全面融合传统语音、数据、CATV、高清IPTV等几乎所有接入业务。

基于PON技术的FTTH已经被提出十年，并于2004年首先在日本进入快速发展阶段，随后在韩国和北美开始大规模的部署，欧洲的部分国家也已启动FTTH建设。截至2007年9月底，日本的FTTH用户数已经达到1050万，成为仅次于ADSL的宽带接入技术，并将在未来的几个月内成为第一。FTTH在韩国的应用规模仅次于日本，截至2007年2月，用户数已经达到370万，普及率约为26%，预计到2010年普及率将超过70%。美国是当前FTTH建设的全球聚焦点，截至2007年9月底，用户数已达214万，较2006年增长112%。受网络开放政策的制约，欧洲对FTTH的反应一直很冷淡，截至2005年6月，欧盟18国仅有65万FTTB用户，覆盖了251万个家庭/建筑，但是在带宽需求的驱动下，也在近两年启动了FTTH的研究和部署，走在前列的是意大利、瑞典和法国等。

2.国内FTTH发展现状

国内的FTTH试点在2005年开始，烽火通信与武汉电信合作建设了中国第一个FTTH商用工程―武汉紫菘花园小区FTTH工程，到目前为止，FTTH试点工程已经在全国遍地开花，但是这些试点工程仅限于高档小区和办公楼，用户数只有10多万。

影响国内FTTH发展的主要因素有三个：

第一是成本因素，在国外部署FTTH，设备成本仅占25%左右，而人工成本占几乎一半；在国内部署FTTH，人工成本会少很多，采用成本和带宽折中的FTTB+LAN方案，每户的接入成本已经降到2000元，仍然远高于目前的ADSL接入。而目前最消耗带宽的P2P应用，并不能给网络运营商带来高收益，这在一定程度上挫伤了他们推动FTTH的积极性。