减速器的发展趋势

科学技术的发展趋势

一、有代表性的观点

全国人口计生委主任张维庆认为，当代世界科技的发展趋势，主要呈现出六大特征：

第一，知识经济将引发经济社会发展格局的重大转变。科学技术知识和高新技术是知识经济时代世界各国争夺的目标和关键的要素，在创新和应用的过程中，将不断发展和增值，知识资源取代劳动力资源，将带动各种要素的流动和集聚。国家的核心竞争力越来越表现为对智力资源和知识产权的培育、拥有和运用的能力。

第二，科学技术与经济社会的关系日益紧密。二十一世纪，世界科技活动将显现出更多的社会功能，出现科技高度社会化、社会高度科技化的趋向，经济社会发展中重大科技问题的解决已经远远超出了自然科学的范畴。综合运用自然科学、工程技术和社会科学的手段，来促进经济社会与生态的和谐统一。

第三，学科交叉融合加载，新兴学科不断涌现。近几十年，一方面科学技术向超微观和宏观两极方向发展，微观是纳米，宏观是大宇宙，两极方向发展。另一方面，科学技术揭示出自然科学和社会科学深层次的根本的统一，现代科学技术的革命，其主导作用是高科技集成创新，各种学科技术领域相互渗透、交叉和融合，科学与技术的相互作用和转化，研究的方法从定性阶段进入定量阶段，科技发展呈现出前所未有的群体突破的态势。科学技术发展的跨学科性日益明显，学科边界更加模糊，科学、技术、生产之间的结合往往成为新的增长点。未来重大创新越来越依赖于多种学科的融合。

第四，科学技术的竞争重心前移。基础研究的作用日益突出，科技发展的重点由技术研究转向基础研究，由满足需求转向创造需求，由市场需求驱动转向社会发展驱动，不断为科技进步开辟新的方向。科学理论的超前研究为技术进步开辟了各种可能的途径，科学技术的每一次重大突破都将成为新技术革命的中心，引发社会生产力的要件和人类社会的深刻变革。

第五，科技创新、转化和产业化的速度不断加快。创造性的科学工作将成为本世纪人类的主要活动，科学技术、知识增长以及更新的速度不断加快，科研成果的商品化、产业化的周期日益缩短，原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新的能力已经成为国家科技竞争的核心，成为决定国际产业分工梯队和全球经济格局的基础条件。

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。

车辆减速器的概述

车辆减速器是机械化、半自动化和自动化驼峰编组站，对溜放中的车辆进行速度控制，使车辆溜入编组线的速度 满足安全连挂要求的主要调速设备。驼峰编组站安装车辆减速器可以提高解编能力，保障作业和人身安全，减轻劳动强度。

目前铁路解编列车，最有效的方法任然是利用装有车辆减速器（或辅以其他调速设备）的机械化、半自动化和自动化驼峰调车场。

从1914年德国开始安装试验减速器，1924年美国正式使用减速器以来，经过几十年的改进与发展。早期发展的驼峰主要是机械化驼峰，因而间隔制动减速器得到较充分的发展。我国从1955年开始减速器的研究，改良了GEP-31型，仿制出了DK-59型。1966年研制成功了T.JY型（原66-11型）液压重力型减速器。1977年在DK-59型的基础上又改进设计了T.JK型气动非重力式减 速器。1987年，为了简化结构、降低造价、提高性能、节省能源和便于维修，研制成功了液压传动T。T.JY3型、气压传动T.JK3型。

随着我国铁路运输的不断发展，编组站逐渐由机械化发展为半自动化和自动化，减速器也逐渐由间隔制动发展为目的制动。近20年来，目的制动减速器得到了很大的发展。为了满足驼峰半自动化和自动化的要求，自1975年研制成功T.JY1型（原7501型）减速器以后，1982年又研制成功了T.JY2型液压重力式减速器，1986年还研制成功了T.JK2型和T.JK2-A型气动重力式减速器。减速器的控制方式也从最简单的手动控制发展到半自动化和计算机控制，实现了驼峰溜放的自动化。

目前我国铁路应用的车辆减速器分为T.JY和T.JK两大系列，T.JY型为液压型，T.JK型为气动式。T.JK系列浮轨重力式 车辆减速器T.JK3、T.JK2、T.JK2-A型和T.JY系列浮轨重力式车辆减速器T.JY3、T.JY2、T.JY2-A型机体分别对应相同，其区别仅在于工作缸、控制阀和管道。T.JK系列车辆减速器用气缸、气动阀和气管；T.JY系列车辆减速器用油缸、液压阀和油管。车辆减速器的系列化和标准化，有利于生产、使用和维修，深受现场欢迎。