工业机器人作为能替代人类劳动的通用机器，装备有记忆装置与末端执行装置，可承担单调、重复、危险或恶劣环境下的作业，有效提升生产效率与产品质量，是企业劳动力补充与替代的理想方案。当下，工业机器人朝着高速、精确、紧凑机身、多自由度及高刚性方向发展，部分重点领域还要求具备重载或快速响应能力。例如，汽车整车生产的电焊机器人负载多在 150 - 300Kg，电子领域的装配机器人则需快速响应流水线上的配件。

减速器在机械传动中充当动力源与执行机构间的桥梁，通过输入轴小齿轮与输出轴大齿轮的啮合，降低高速运转动力的速度，同时传递更大转矩。常见的成熟标准化减速器有圆柱齿轮、涡轮、行星、行星齿轮、RV、摆线针轮和谐波减速器等。自上世纪 80 - 90 年代起，随着航空航天、机器人及医疗器械等新兴产业发展，对结构紧凑、传递功率大、低噪且传动平稳的高性能精密减速器需求激增，其中 RV 减速器和谐波减速器成为精密减速器的重要类型。

RV（Rot - Vector）减速器

RV 减速器基于摆线针轮传动发展而来，具备二级减速与中心圆盘支承结构。自 1986 年推向市场，凭借传动比大、效率高、运动精度高、回差小、振动低、刚性强及可靠性高等优势，成为机器人常用减速器。

谐波减速器

谐波减速器由谐波发生器、柔性轮和刚轮构成。其工作原理是谐波发生器使柔轮产生可控弹性变形，通过柔轮与刚轮啮合传递动力并实现减速。依据波发生器不同，分为凸轮式、滚轮式和偏心盘式。谐波减速器传动比大、外形小巧、零件数量少且传动效率高，单机传动比可达 50 - 4000，传动效率高达 92% - 96%。

行星减速器

行星减速器因三个行星轮围绕太阳轮旋转得名，具有体积小、重量轻、承载能力高、寿命长、运转平稳及噪声低等特点。它具备功率分流与多齿啮合特性，广泛应用于工业场合，性能与军品级产品相当，却拥有工业级价格。

精密减速器在工业机器人上的作用

工业机器人动力源多为交流伺服电机，虽自身可调速，但因常执行重复工序，对定位与重复定位精度要求极高。为确保精度，需采用 RV 或谐波减速器。此外，精密减速器还能传递更大扭矩，当负载较大时，通过减速器在适宜速度范围提高输出扭矩，比单纯提升伺服电机功率更经济。同时，伺服电机低频运转易发热与振动，不利于工业机器人长期稳定精确运行，而精密减速器可使伺服电机在合适速度运转，精确降低转速至各部位所需，提高机械刚性并输出更大力矩。与通用减速器不同，机器人关节减速器要求传动链短、体积小、功率大、质量轻且易于控制。大量应用于关节型机器人的主要是 RV 减速器和谐波减速器，RV 减速器刚度与回转精度更高，通常用于机座、大臂、肩部等重负载部位，谐波减速器则用于小臂、腕部或手部，行星减速器常用于直角坐标机器人。

减速机的市场现状

当前机器人领域主要应用 RV 减速器和谐波减速器。在关节型机器人中，基于 RV 减速器更高的刚度和回转精度，将其置于机座、大臂、肩部等重负载位置，谐波减速器置于小臂、腕部或手部。在高精度机器人减速器领域，日本占据绝对领先地位，全球 75% 的精密减速机由日本的 Nabtesco 和 HarmonicDrive 垄断，国际主流机器人厂商如 ABB、FANUC、KUKA 等的减速器多由这两家提供，其中 HarmonicDrive 在工业机器人关节领域市场占有率达 15%。

一台精密减速器，四大国际巨头采购价 3 - 5 万元，卖给国内关系好的客户约 7 万元，普通客户约 12 万元，内资企业采购成本远超国际巨头。2013 年全球工业关节类机器人减速器出货量 73 万台，同比增长 6%。目前全球精密减速器市场基本被日本纳博特斯克和德国 Harmonicadrive 垄断，据上海机电公告，日本纳博特斯克 2012 年销售收入约 30 亿，全球市场份额稳定在 60%。

值得注意的是，日本纳博特斯克从提出 RV 型设计到取得实质性突破耗时 6 - 7 年，国内南通振康和恒丰泰也花费 6 - 8 年，可见技术发展无捷径，国内 RV 减速器目前发展水平仅相当于日本八十年代后期。据行业人士透露，国际主流机器人整机厂商与这两家日本公司合作条件苛刻，使用其产品就不能用别家，否则解除合作。南通振康去年年产量 200 多台，产品已被多家机器人厂商试用，包括国外 ABB、KUKA、发那科及国内埃夫特、埃斯顿等，埃夫特试用后已购买几百台 RV 减速器产品。核心零部件一直制约中国机器人快速发展，实现减速器国产化迫在眉睫。