作為物流移動機器人動力系統子結構傳動裝置的核心零部件，減速機對於控制精度、提高扭矩發揮著重要作用。在進行減速機的選擇時，除根據需求選擇不同的減速機種類外，還要關注減速機的減速比、使用壽命等多種因素，尤其是為適配物流場景下的應用需求，定製化開發也成為發展趨勢。
對於包括物流移動機器人在內的工業機器人，主要由控制系統、動力系統及本體機械結構三大部分構成。其中，減速機是動力系統子結構傳動裝置的核心零部件，其主要功能是達到減速增矩的作用。長期以來，減速機被視為工業機器人制造中技術壁壘最高的核心零部件，根據相關企業的成本統計，減速機在機器人制造成本中佔比在33%～38%之間。
作為相對精密的機械，減速機在原動機和工作機或執行機構之間起匹配轉速和傳遞轉矩的作用，物流移動機器人的輪邊驅動減速、轉向、頂升或重複等動作都需要透過減速機來完成。因此，物流移動機器人的能力與效率與減速機密切相關。
我國的減速機等關鍵零部件技術發展迅速
一、關於減速機的基本情況
減速機，又稱“減速器”，是一種動力傳達機構，可以視作是齒輪的細分領域，主要是利用齒輪的速度轉換器，將馬達的迴轉數減速到所要的迴轉數，並得到較大轉矩。減速機主要針對的減速物件是電機，減速機在原動機和工作機之間起著匹配轉速和傳遞扭矩的作用。絕大多數工作機負載大、轉速低，不適宜用原動機直接驅動，需透過減速機來降低轉速、增加扭矩，因此絕大多數的工作機均需要配用減速機，在現代機械中應用極為廣泛。
1.主要作用
我們在應用物流移動機器人時，需要它能夠可靠地完成搬運任務，並確保搬運質量，對定位精度和重複定位精度有著更高的要求，而提高和確保其精度必須依賴於減速機。尤其是當負載重量大時，如果僅僅提高伺服電機的功率並不是最佳選擇，可以在合適的速度範圍內透過減速機來提高輸出扭矩。此外，伺服電機在低頻運轉下容易發熱和出現低頻振動，對於長時間和週期性工作的工業機器人這都不利於確保其精確、可靠地執行。減速機可以使伺服電機在合適的速度下運轉，並精確控制轉速，在提高機械體剛性的同時輸出更大的力矩。
提高和確保物流移動機器人的精度必須依賴於減速機
2.型號分類
減速機的種類和型號繁多，不同種類有著不同的用途。如按照傳動型別可分為齒輪減速機、蝸桿減速機和行星齒輪減速機；按照傳動級數不同可分為單級和多級減速機。目前成熟並標準化的減速機，主要有圓柱齒輪減速機、渦輪減速機、行星減速機、RV減速機、擺線針輪減速機和諧波減速機等。物流移動機器人對減速機的要求很高，在選擇精密減速機時要從扭轉剛度、啟動轉矩、傳動精度、傳動誤差、傳動效率等方面來選擇，目前能滿足要求的主要有諧波減速機、行星減速機、RV減速機等幾種型別。
諧波減速機（Harmonic Gear Drive）主要由波發生器、柔性齒輪、柔性軸承、剛性齒輪等基本構件組成；工作原理是由諧波發生器使柔輪產生可控的彈性變形，靠柔輪與剛輪齧合來傳遞動力諧；具有傳動比大、外形輪廓小、零件數目少、傳動效率高等特點；按照波發生器的不同有凸輪式、滾輪式和偏心盤式；其技術難點主要體現在柔輪壽命和加工精度方面。
RV減速機是旋轉向量（Rotary Vector）減速機的簡稱，是在擺線針輪傳動基礎上發展起來的，具有二級減速和中心圓盤支承結構。因其傳動比大、傳動效率高、運動精度高、回差小、低振動、剛性大和高可靠性等優點，成為適合機器人應用的一種減速機。RV減速機制造核心難點在各項工藝的密切配合，包括齒面熱處理、加工精度、零件對稱性、成組技術、裝配精度等。
行星減速機就是有三個行星輪圍繞一個太陽輪旋轉的減速機；憑藉體積小、重量輕、承載能力高、使用壽命長、運轉平穩、噪聲低等優點；具有功率分流、多齒齧合獨用的特性，行星減速機成為用途廣泛的工業產品之一。
RV減速機和諧波減速機是工業機器人領域最主流應用的兩種精密減速機。RV減速機應用於負載大的工業機器人，而諧波減速機主要用於負載小的工業機器人。相比機器人中常用的諧波傳動，RV傳動具有更高的疲勞強度、剛度和壽命，而且回差精度穩定，並且不會隨使用時間增長，使運動精度顯著降低，因此高精度機器人傳動多采用RV減速機。
二、物流移動機器人的減速機特點
具體到以AGV為代表物流移動機器人，對於減速機的要求主要是長度短、徑向負載大、高精度，目前市場上應用較多的減速機是精密行星減速機、擺線針齒減速機等。其中，結構更緊湊的精密行星減速機，額定輸出扭矩可以做得很大，但材料及零件加工精度要求高，結構複雜，製造與安裝較困難。而擺線減速機是一種應用行星式傳動原理的擺線針齒齧合的新穎傳動裝置，優點是體積小、重量輕、動作傳遞精度高、傳動比範圍大、傳動扭矩大、傳動效率高、使用壽命長、結構簡單，不過擺線減速機制造工藝複雜，有些零件的製造精度和裝配工藝要求較高。此外，圍繞物流移動機器人的應用需求和場景，對減速機進行定製開發也成為一種選擇，目前在市場中也佔有一定比例。
減速機是物流移動機器人的關鍵零部件之一
作為機器人的關鍵零部件之一，減速機對物流移動機器人的整機效能起到關鍵作用，需要具有較高精度保持性（壽命）、高可靠性、低噪音等特性。減速機本身有額定的使用壽命，需要定期更換。工業機器人的工作壽命一般為8至10年左右，作為傳動和承重的核心部件，減速機在執行期間的磨損不可避免，其使用壽命通常在2年左右，因而在物流移動機器人維修保養的過程中，也需要大量的減速機替換。
在進行減速機的選擇時，除根據需求選擇不同的減速機種類外，還要關注減速機的減速比、安裝方式和尺寸、精度、受力等等，而這些因素往往也是衡量減速機優劣的主要標準。
其中，傳動效率是減速機重要評價指標之一。要測試傳動效率是需要專業裝置的，使用者很難自己測出具體資料，但可進行橫向對比。減速機的壽命主要取決於軸承的壽命，軸承通常最先受到損壞，尤其諧波減速機，RV減速機的行星結構部分也是易壞點。是否發熱也是衡量指標之一，因為減速機精度取決於齒輪的齧合程度，齧合間隙過大，減速機的精度就越差，而採用微過盈的方式，精度就會提高，但是就會導致發熱過大的問題。精度是考量減速機的重要指標，角傳動精度直接影響著機器人的絕對定位精度，另外還有機器人的重複定位精度問題。無論是哪種減速機，還會必定面對漏油的情況，這也是較為常見的故障之一，機器人漏油主要來自兩個方面：電機漏油和減速機漏油。其中，減速機漏油現象更為多見，背後就涉及本體企業安裝不合理等原因，因此安裝方式的選擇非常重要，也是減速機企業研發方向的重點。
除了更高精度、更可靠穩定等的要求之外，為適配物流場景下的應用，定製化需求也更加顯著，一體化程序開始加速。業內人士表示，一體化可以使減速機產品結構更緊湊，安全保障更高和安裝除錯更容易，並可更好提升AGV產品行走的靈活性、穩定性和可靠性。因此將驅動器、電機、減速機等進行融合的一體化解決方案，在市場中逐漸受到青睞。
三、市場格局和發展情況
長期以來，減速機市場主要以國外企業為主導，尤其是納博特斯克、哈默納科、日本新寶、住友等從事精密減速機研發、生產的國際廠商佔據領先地位。與此同時，國內企業也在快速崛起，尤其是隨著機器人需求的快速增長，使眾多企業都加大在減速機產品和技術方面的投入。
根據中國軟體評測中心（工業和資訊化部軟體與積體電路促進中心）釋出的《中國機器人產業應用創新白皮書（2021）》，隨著我國機器人產學研用協同創新體系逐步完善，自主品牌機器人產品競爭力逐步增強，包括減速機在內的關鍵零部件技術有所突破，國產核心零部件產品市場佔有率持續增大，其中國產諧波減速機在自主品牌機器人市場佔有率達60%以上，國產RV減速機也已進入批次化生產與應用階段。
客觀來看，國際品牌在市場競逐中依然憑藉的是技術優勢，而綠的諧波、南通振康、中大力德等國內品牌則正在技術方面加緊追趕，並在本土化、價效比與定製化服務等方面有突出表現。如綠的諧波在國內率先實現諧波減速機的工業化生產和規模化應用，打破國際品牌在國內機器人諧波減速機領域的壟斷，已成長為國內諧波減速機龍頭，並躋身國際主流市場，客戶主要有新松、華數機器人等等。
由於機器人用精密減速機在精度、速度等方面要求極高，國產廠商技術水平仍有待提高。但我們也看到，我國的減速機領域仍有新興企業在不斷湧現，未來幾年仍將是重點發展的核心零部件，機器人國產化替代程序的加快將在很大程度上帶動國產減速機的發展。
