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我国机器人用谐波减速机的发展历史和应用介绍

[ 发布日期:2018-06-13 09:52:52 点击:5173 来源:洛阳普瑞森精密轴承有限公司 【打印此文】 【关闭窗口】]

  谐波传动是一种靠波发生器使柔性齿轮产生可控的弹性变形波实现运动和动力传递的传动。谐波减速器诞生于上世纪美苏月球探测时期,主要是为了解决航天运动机构对结构紧凑、质量轻、体积小而减速比大、传动效率高、传动精度高的减速器的迫切需求。谐波机械传动原理是前苏联工程师A.摩察尤唯金于1947年首次提出,而美国的C.WaltonMusser根据空间应用需求于1953年发明了谐波减速机,并于1955年获得美国专利,1960年在纽约展出谐波减速器实物。1961年谐波减速引入中国,国内开始在谐波减速机的设计、制造和应用方面展开了研究。谐波减速器的组成如图所示,主要包括刚轮、柔轮和波发生器等三个部件组成。



  美国、日本和德国等航天工业强国均有专门从事空间谐波生产和研究的研究所及公司。最为著名的是HD公司,为了应对航天飞行器对空间谐波减速器的应用需求,设立了专门从事空间谐波减速器的研究部门,并开发出了系列化的航天用谐波减速器。目前,HD公司已成为全球谐波传动装置最著名的生产商,且完成了谐波传动装置的标准化、系列化工作。目前,谐波传动系统有限公司研制的双圆弧齿廓产品中的超短杯型号CSD和SHD,其柔轮长度仅有常规谐波传动柔轮的1/3,既增加传动刚度,又大幅减轻了谐波减速器质量。20世纪90年代以来,英国、法国、德国、瑞士、瑞典等欧洲国家除了在机器人和数控机床等领域大量使用谐波传动外,也开始在卫星等空间机构开展了空间谐波传动的设计和应用研究。因此,欧美在谐波减速器的设计、制造、使用及空间润滑等方面积累了丰富的经验和理论基础。
  我国谐波传动技术的发展最早可以追溯到20世纪60年代初。1961年上海纺织科学研究院将这一技术引入我国,最初只是用于军事和航天等方面,直到20世纪80年代才逐渐开始民用。目前,中国国内航天应用的谐波减速器主要来自于北京谐波研究所,该公司研制生产的谐波减速器已经被应用于神舟飞船以及“玉兔”号月球车等多型号空间飞行器。该公司在空间谐波减速器的研制和应用方面处于国内领先地位。随着空间机器人,航天、航空飞行器,以及医疗机器人和核电行业的快速发展,对谐波减速器的应用提出了更加苛刻的要求,尤其是对谐波减速器的体积、质量和传动精度等指标。因此,小模数精密短筒柔轮谐波减速器是谐波传动的发展趋势。