井下探测救援机器人外观工业设计，机器人公司

2024-04-18 04:00:01 3922次浏览

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一、关键零部件对外依存度高制约产业发展

机器人是机电一体化的智能制造装备，集精密机械、控制技术、电机技术、传感器技术等于一体，其较为重要的上游产品包括减速器、控制器、伺服电机、传感器等关键零部件以及系统软件、应用软件等。其中，精密减速机、控制器、伺服系统以及高性能驱动器等关键零部件成本占到机器人整体生产成本的70%以上，关键零部件所涉及的技术含量高，在同类产品中具有较强的技术溢出性。

近年来，我国虽然已有部分企业在减速器、伺服电机和控制器等关键零部件的研制上有所突破，但技术方面与国外仍然存在一定差距。关键零部件在精度、可靠性等方面与国外产品相比缺乏竞争力，高端产品缺乏，进口依赖严重。同时，由于关键零部件的市场集中度极高，而我国本体厂商规模普遍偏小，在采购进口零部件时议价能力较弱，采购成本居高不下。对进口关键零部件的依赖使得国内机器人生产企业失去很大比例的利润空间，难以在国际竞争中胜出。

十三五期间，我国机器人产业应针对这一产业发展的瓶颈和短板，着力突破核心技术制约，切实提高关键零部件国产化能力，夯实产业基础，促进我国机器人产业的持续健康发展。

二、突破五大关键零部件提高核心竞争力

1、高精密减速器

机器人用精密减速器是控制机器人关节运动的核心部件，其精度高低直接决定了机器人操作的精细程度（包括定位精度和运动精度），是机器人产业链至关重要的应用环节。

机器人用减速器主要分为谐波减速器和RV减速器两种。精密减速器技术开发难度较高，是纯精密机械部件，要求较高的回转精度、刚度和疲劳强度，对加工工艺技术和材料技术也提出了很高的要求。产品要求具有率、高精度、高可靠性、低重量、长期免维护性等。

在机器人用高精度减速器的研发和生产领域，日本具备优势，以纳博特斯克、哈默纳科、住友等企业为代表。其中，全球机器人行业70%以上的精密减速机被日本的纳博特斯克和哈默纳科两家垄断，ABB、FANUC、KUKA等国际主流机器人厂商的减速器也均由上述两家公司提供。纳博特斯克优势产品是RV减速机，哈默纳科的优势产品是谐波减速机。日本纳博精密减速机扭矩大且精度高，高刚性且抗震性强，尤其产品质量保障期超长，2015年，纳博斯特克精密减速机销售额达到453亿日元，营业利润达到68亿日元。

总的来看，国产减速器在额定扭矩和传动效率等方面与国外产品差距较小，但在扭转刚度、传动精度等稳定性和精度指标方面差距还比较明显，由于材料和工艺水平等问题，耐疲劳强度方面差距也比较明显。经过近两年发展，我国在谐波减速器的研制方面已经取得突破，产品也趋于成熟，部分企业的谐波减速器已经实现量产并初步得到国内市场的认可；但在RV减速器方面，由于其制造技术难度大，虽然国内也有几家厂商在研发销售，但仍处于推广试用阶段，没有真正实现国产化的批量生产，国产化进程较为缓慢。

随着我国工业机器人需求规模不断扩大，国内对高精密减速器的市场需求也在不断提高，然而当前国内精密减速器市场仍然被日本纳博特斯克和哈默纳科主导，且国内外价差较大，使得自主品牌工业机器人产品缺乏市场竞争力。未来几年，通过发展高强度耐磨材料技术、加工工艺优化技术、高速润滑技术、高精度装配技术、可靠性及寿命检测技术以及新型传动机理的探索，发展适合机器人应用的率、低重量、长期免维护的系列化减速器，并实现规模化生产，是降低国产机器人成本、提升国际竞争力的重要环节。

2、高性能机器人专用伺服电机和驱动器

伺服电机用于驱动机器人的关节，要求有功率质量比和扭矩惯量比、高启动转矩、低惯量和较宽广且平滑的调速范围。驱动器是用来使机器人发出动作的动力机构，机器人驱动器可将电能、液压能和气压能转化为机器人的动力。

机器人专用伺服电机和驱动器是在普通通用伺服电机和驱动器的基础上，根据机器人的高速、重载、高精度等应用要求，增加驱动器和电机的瞬时过载能力，增加驱动器的动态响应能力，进一步提高控制品质。高性能伺服电机能够使机器人跟随外部指令进行人们所期望的运动，运动要素包括位置、速度和力矩。工业机器人精度要求高，使用的主要是高精度伺服电机；从电机种类上看，交流伺服电机占比较高。

目前全球高性能机器人专用伺服电机的主流供应商主要由日系、欧美系、台湾和韩国等占主导，其中，欧系机器人的电机主要由倍福、伦茨、Lust、博世力士乐等公司提供，其特点是过载能力和动态响应好，驱动器开放性强，具有总线结构，但价格相对昂贵；日系主要由安川、松下、三菱、FANUC等公司提供，价格相对较低，但动态响应能力较差，开放性较差，且大部分只具备模拟量和脉冲控制方式。控制器的主流供应商主要包括美国的DeltaTau和Gail、英国的TRIO和中国的固高、步进等公司。

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