機器人（Robot）是自動執(zhí)行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術制定的原則綱領行動。它的任務是協(xié)助或取代人類工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險的工作。機器人最關鍵的機械結構之一RV減速機，然而時至今日，中國仍然不具備設計和制造能力。國內頂尖大學和科研機構幾年攻關也只有論文，沒有實物。“十二五”時期，國家“863”計劃將其列入重點攻克的技術瓶頸。
機器人所有核心零部件中，減速機最為關鍵。
工業(yè)機器人的機構組成：機器人一般由執(zhí)行機構、驅動裝置、檢測裝置和控制系統(tǒng)和復雜機械等組成。按構造成本劃分：本體22%、伺服系統(tǒng)25%、減速器38%、控制系統(tǒng)10%以及其他5%。簡單拆分國內6軸工業(yè)機器人成本(總成本25萬元)，可以看出減速器和伺服電機兩項成本接近13萬元，主要以進口為主。
一、RV減速機的機械原理
德國人勞倫茲·勃朗于1926年創(chuàng)造性地提出了一種少齒差行星傳動機構，它是用外擺線作為齒廓曲線的，這就是最早期的針擺行星傳動，由于兩個嚙合齒輪其中之一采用了針輪的形式，這種傳動也被稱做擺線針輪行星齒輪傳動。
RV傳動一種全新的傳動方式，它是在傳統(tǒng)針擺行星傳動的基礎上發(fā)展出來的，不僅克服了一般針擺傳動的缺點，而且因為具有體積小、重量輕、傳動比范圍大、壽命長、精度保持穩(wěn)定、效率高、傳動平穩(wěn)等一系列優(yōu)點。
以RV-E型減速機為例
RV-E型減速機是2級減速型。
第1減速部…正齒輪減速機構
輸入軸的旋轉從輸入齒輪傳遞到直齒輪，按齒數(shù)比進行減速。這是第一減速部。
第2減速部…差動齒輪減速機構
直齒輪與曲柄軸相連接，變?yōu)榈诙p速部的輸入。在曲柄軸的偏心部分，通過滾動軸承安裝RV齒輪。另外，在外殼內側僅比RV齒輪數(shù)多一個的針齒，以同等的齒距排列。
如果固定外殼轉動直齒輪，則RV齒輪由于曲柄軸的偏心運動也進行偏心運動。
此時如果曲柄軸轉動一周，則RV齒輪就會沿與曲柄軸相反的方向轉動一個齒。
這個轉動被輸出到第2減速部的軸。
將軸固定時，外殼側成為輸出側。
RV-E型減速機有很多使用方法。旋轉方向與速比如下圖所示。
請選擇最佳實用方法。
第1減速部與第2減速部相加得到的減速比i因使用方法而異，可以根據(jù)下列公式所示的速比值算出。
軸轉動情況
R :速比值
Z1:輸入齒輪的齒數(shù)
Z2：直齒輪的齒數(shù)
Z3：RV齒輪的齒數(shù)
Z4：針齒根數(shù) i：減速比
二、RV減速機對機器人的重要性
機器人第一關節(jié)到第四關節(jié)全部使用RV減速機，輕載機器人第五關節(jié)和第六關節(jié)有可能使用諧波減速機。重載機器人所有關節(jié)都需要使用RV減速機。平均而言，每臺機器人使用4.5臺RV減速器。2013年世界機器人銷量18萬臺，需使用減速機90萬臺。
工業(yè)機器人的動力源一般為交流伺服電機，因為由脈沖信號驅動，其伺服電機本身就可以實現(xiàn)調速，為什么工業(yè)機器人還需要減速器呢？工業(yè)機器人通常執(zhí)行重復的動作，以完成相同的工序；為保證工業(yè)機器人在生產(chǎn)中能夠可靠地完成工序任務，并確保工藝質量，對工業(yè)機器人的定位精度和重復定位精度要求很高。因此，提高和確保工業(yè)機器人的精度就需要采用RV減速器或諧波減速器。精密減速器在工業(yè)機器人中的另一作用是傳遞更大的扭矩。當負載較大時，一味提高伺服電機的功率是很不劃算的，可以在適宜的速度范圍內通過減速器來提高輸出扭矩。此外，伺服電機在低頻運轉下容易發(fā)熱和出現(xiàn)低頻振動，對于長時間和周期性工作的工業(yè)機器人這都不利于確保其精確、可靠地運行。
精密減速器的存在使伺服電機在一個合適的速度下運轉，并精確地將轉速降到工業(yè)機器人各部位需要的速度，提高機械體剛性的同時輸出更大的力矩。與通用減速器相比，機器人關節(jié)減速器要求具有傳動鏈短、體積小、功率大、質量輕和易于控制等特點。
大量應用在關節(jié)型機器人上的減速器主要有兩類：RV減速器和諧波減速器。相比于諧波減速器，RV減速器具有更高的剛度和回轉精度。因此在關節(jié)型機器人中，一般將RV減速器放置在機座、大臂、肩部等重負載的位置；而將諧波減速器放置在小臂、腕部或手部；行星減速器一般用在直角坐標機器人上。
同時，RV減速機較機器人中常用的諧波傳動具有高得多的疲勞強度、剛度和壽命，而且回差精度穩(wěn)定，不像諧波傳動那樣隨著使用時間增長運動精度就會顯著降低，故世界上許多國家高精度機器人傳動多采用RV減速器，因此，該種RV減速器在先進機器人傳動中有逐漸取代諧波減速器的發(fā)展趨勢。
三、原理
RV減速機的傳動裝置是由第一級漸開線圓柱齒輪行星減速機構和第二級擺線針輪行星減速機構兩部分組成，為一封閉差動輪系如圖2.2為其結構示意圖。主動的太陽輪1與輸入軸相連，如果漸開線中心輪1順時針方向旋轉，它將帶動三個呈120°布置的行星輪2在繞中心輪軸心公轉的同時還有逆時針方向自轉，三個曲柄軸3與行星輪2相固連而同速轉動，兩片相位差180°的擺線輪4鉸接在三個曲柄軸上，并與固定的針輪相嚙合，在其軸線繞針輪軸線公轉的同時，還將反方向自轉，即順時針轉動。輸出機構(即行星架)6由裝在其上的三對曲柄軸支撐軸承來推動，把擺線輪上的自轉矢量以1:1的速比傳遞出來。
四、RV減速機發(fā)展編年史
1、1926年德國人勞倫茲·勃朗于創(chuàng)造性地提出RV減速機原理
2、1931年勞倫茲·勃朗在德國慕尼黑創(chuàng)建了“賽古樂”股份有限公司，最先開始了擺線減速器的制造和銷售
3、1939年，日本住友公司和“賽古樂”公司簽定了技術合作協(xié)議，并生產(chǎn)銷售；
4、1944年，日本帝人精機成立，這個未來的RV減速機霸主，在飛機制造、紡織機械、機床等多個行業(yè)碩果累累；
5、1950年-1960年，擺線磨床的出現(xiàn)，解決了擺線齒形的精度不高的難題，使擺線傳動得到了進一步的發(fā)展。
6、1956年，日本納博克公司發(fā)售全球第一個自動門，在市場上展露頭角。
7、1980年左右，日本帝人精機提出RV傳動理論，著手應用于機器人行業(yè)。
8、1986年，日本帝人精機RV減速機正式大規(guī)模生產(chǎn)，取得成功；
9、2003年，帝人精機和納博克合并組成Nabtesco(納博特斯克)公司，并取得快速發(fā)展，現(xiàn)在已成為RV減速機行業(yè)的領頭羊，占據(jù)了60%以上的市場，特別在中/重負荷機器人上，其RV減速機市場占有率高達90%。
五、中國RV減速機行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
如今機器人發(fā)展的特點可概括為：橫向上，應用面越來越寬。由95%的工業(yè)應用擴展到更多領域的非工業(yè)應用。像做手術、采摘水果、剪枝、巷道掘進、偵查、排雷，還有空間機器人、潛海機器人。機器人應用無限制，只要能想到的，就可以去創(chuàng)造實現(xiàn)；縱向上，機器人的種類會越來越多，像進入人體的微型機器人，已成為一個新方向，可以小到像一個米粒般大小；機器人智能化得到加強，機器人會更加聰明。
在RV減速機方面，我國從二十世紀五十年代起開始研究行星齒輪傳動裝置，六十年代從國外引進，盡管在理論和仿制方面取得了一些成果，但與日本的同類最新產(chǎn)品相比，我們研制的擺線針輪減速器從整體性能、使用壽命、傳動精度、承載能力到新產(chǎn)品的進一步開發(fā)升級都存在著相當多的不足之處。
一臺精密減速器ABB、Kuka、安川等國際巨頭采購價為3萬元~5萬元，賣給我國企業(yè)約7萬元，普通企業(yè)約12萬元，我國企業(yè)采購精密減速機的成本比國際巨頭貴一倍還多。
據(jù)高工機器人產(chǎn)業(yè)研究所(GRII)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，國內有353家機器人企業(yè)，其中研究減速器的只占到13家，研究RV減速器的只有5家。
2010年，南通振康焊接機電有限公司研制開發(fā)的可用于高端工業(yè)應用領域(機器人)傳動核心部件RV減速裝置以及系列交流伺服電機，投入批量生產(chǎn)，更獲得市場廣泛認可。2013年產(chǎn)量200多臺。在上市公司中還有巨輪股份跟新松機器人都在進行RV減速器的研究，但目前尚未取得實質性的結果。
在經(jīng)濟轉型升級和我國人口老齡化進程日益加快的情況下，機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展迎來一個需求快速發(fā)展的階段。2013年中國市場共銷售工業(yè)機器人近3.7萬臺，約占全球銷量的1/5，總銷量超過了日本，位居全球第一。預計中國有望在2018年成為全球最大的機器人市場，保有量將超過15萬臺。Nabtesco都計劃投資近50億日元在中國新建工廠，自2016年起投產(chǎn)制造工業(yè)機器人用的核心零部件-RV減速機，計劃每年產(chǎn)量10萬臺，2020年達20萬臺。
這么大的市場需求，目前看與中國企業(yè)幾乎無緣，我們期待著中國企業(yè)能夠早日突破技術瓶頸，贏得市場。