️ 一、基础定义
谐波减速机原理是基于弹性变形的精密传动装置,通过波发生器驱动柔轮周期性弹性变形,使其与刚轮齿间错位啮合传递动力。SD系列作为谐波减速机的分支型号,隶属于工业机器人关节核心零部件范畴,专为高精度、高扭矩场景优化设计。
二、核心结构与工作原理
谐波减速机三组件协作
波发生器:输入轴组件,通常内置椭圆凸轮与柔性轴承,迫使柔轮变形;
柔轮:薄壁弹性合金钢杯状体(常见杯型/帽型),外齿与刚轮周期性啮合,输出运动;
刚轮:刚性内齿环,固定于机体,与柔轮形成错齿传动。
工作流程:波发生器旋转→柔轮径向弹性变形→柔轮齿与刚轮齿错位啮合→实现减速增矩(传动比范围达30–320,特殊设计可达1000)。
三、技术优势
高精度控制
多齿同时啮合(30%以上齿面接触),误差均化效应显著,重复定位精度≤1弧分,反向间隙近乎为零;
功率密度卓越
同等扭矩下,体积比传统减速器小2/3,重量减轻1/2,适配机器人关节空间限制;
高承载与长效寿命
面接触啮合模式降低齿面磨损,配合高强度柔轮材料(如合金钢),寿命可达7,000–10,000小时;
低噪平稳运行
齿间滑动极小,振动噪声比行星减速机低15–20dB。
四、典型应用领域
工业机器人:占谐波减速机下游应用的60%以上,主要用于关节臂(如SCARA机器人)、末端执行器;
人形机器人:特斯拉Optimus等在小臂、腕部采用谐波减速器实现精密动作;
高端装备:航空航天舵机、医疗手术机器人、半导体光刻机定位系统。
五、SD系列定位
SD系列属于厂商泰忆(Taiyi) 主力产品线之一,面向中空旋转平台及机床领域开发,强调低背隙、高刚性特性。国产化进程中,类似SD的系列通过Y齿形/LS齿形设计优化柔轮应力分布,逐步突破日企(如HD)技术垄断。
国内谐波减速机技术挑战
柔轮需长期承受交变应力,材料疲劳断裂风险较高,对热处理工艺和齿形拓扑优化提出严苛要求。未来SD系列将聚焦寿命提升与成本控制双轨并进。