少齿差减速器的基本结构与传动原理分析

1、少齿差减速器的基本结构与传动原理分析4C观念与4R理论20世纪90年代以来，人们从传统家庭价值观的压力下解放出来，有更多的生活形态可以选择。一方面，是产品的同质化日益增强，另一方面是消费者的个性化、多样化日益发展。1990年，罗伯特劳特朋在广告年代上发表4P退休，4C登场一文，提出了4C理论，认为营销需持有的理念应是“请注意消费者”而不是传统的“消费者请注意”。随后，唐E.舒尔茨在整合营销传播一书的开始便提出“4P（产品、价格、通路、促销）已成明日黄花，新的行销世界已经转向4C了”。于是日渐兴起的4C观念，要求“暂时忘掉”传统的4P理论，更新和强化以消费者需求为中心的营销组合。(1)消费者：指

2、消费者的需要和欲望。企业要把重视顾客放在第一位，强调创造顾客比开发产品更重要，满足消费者的需要和欲望比产品功能更重要，力求提供顾客确实想购买的产品。(2)成本：指消费者获得满足的成本，或是消费者满足自己的需要和欲望所愿付出的成本价格。全部成本包括：企业生产适合消费者需要的产品成本；消费者购物成本，不仅指购物的货币支出，还有时间耗费、体力和精力耗费以及风险承担。新的定价模式是：消费者支持的价格适当的利润=成本上限。企业要想在消费者支持的价格限度内增加利润，就必须努力降低成本。（3）便利：指购买的方便性。在销售过程中，强调为顾客提供便利，让顾客既购买到商品，也购买到便利。在各种邮购、电话订购、代购

3、代送等方式出现后，消费者能在家里就能买到自己所需的物品。企业要深入了解不同的消费者有哪些不同的购买方式和偏好，把便利原则贯穿于营销活动的全过程。在售前及时向消费者提供充分的关于产品性能、质量、价格、使用方法和效果的准确信息；售货地点，要提供自由挑选、方便停车、免费送货、咨询导购等服务；售后应重视信息反馈和追踪调查，并及时处理和答复顾客意见，对有问题的商品主动退换，对使用故障积极提供维修方便，大件商品甚至终身保修。为方便顾客，很多企业已开设热线电话服务。（4）沟通：指与用户沟通。企业可以尝试多种营销策划与营销组合，如果未能收到理想的效果，说明企业与产品尚未完全被消费者接受。这时，不能依靠加强单向

4、劝导顾客，要着眼于加强双向沟通，增进相互的理解，实现真正的适销对路，培养忠诚的顾客。4C一开始就是以挑战者的角色出现的，矛头直指4P，意图创立新的营销理论框架。唐，E.舒尔茨后来又进一步提出了4R理论，并以此作为IMC的基础。4R较4C更突出顾客的核心地位，强调营销的核心从交易走向关系。4R是：Relevance（关联），与顾客建立紧密的关联，形成互助、互求、互需的关系，减少顾客的流失；Reaction（反应），提高企业对市场的反应速度，倾听顾客的反馈并及时做出反应；Relationship（关系），建立和顾客的互动关系；Reward（回报），一切营销活动必须以为顾客和公司创造价值为目的。营销

5、理论界不少人认为：4P、4C、4R三者不是取代关系而是完善、发展的关系。由于企业层次不同，情况千差万别，市场、企业营销还处于发展之中，所以在一定时期内，4P还是营销的一个基础框架，4C也是很有创新精神的思路，4R是在4P、4C基础上的发展。在了解新世纪市场营销理论的新发展的同时，根据企业的实际，把三者结合起来指导营销实践，可能会取得更好的效果。有位营销学者这样说：“用4C来思考，用4P来行动，用4R来发展。”扩大市场份额应当考虑的因素一般而言，如果单位产品价格不降低且经营成本不增加，企业利润会随着市场份额的扩大而提高。但是，切不可认为市场份额提高就会自动增加利润，还应考虑以下三个因素。1、经营

6、成本许多产品往往有这种现象：当市场份额持续增加而未超出某一限度的时候，企业利润会随着市场份额的提高而提高；当市场份额超过某一限度仍然继续增加时，经营成本的增加速度就大于利润的增加速度，企业利润会随着市场份额的提高而降低，主要原因是用于提高市场份额的费用增加。如果出现这种情况，则市场份额应保持在该限度以内。2、营销组合如果企业实行了错误的营销组合战略，比如过分地降低商品价格，过高地支出公关费、广告费、渠道拓展费、销售员和营业员奖励费等促销费用，承诺过多的服务项目导致服务费大量增加等，则市场份额的提高反而会造成利润下降。3、反垄断法为了保护自由竞争，防止出现市场垄断，许多国家的法律规定，当某一公司

7、的市场份额超出某一限度时，就要强行地将其分解为若干个相互竞争的小公司。西方国家的许多著名公司都曾经因为触犯这条法律而被分解，微软公司也曾引起反垄断诉讼。如果占据市场领导者地位的公司不想被分解，就要在自己的市场份额接近于临界点时主动加以控制。市场格局：厚积薄发，进行时当下国内谐波减速器市场虽仍由日系主导，但内资品牌市场份额逐步提升，国产期待趋势明显。国内谐波齿轮传动技术发展相对较晚，内资绿的谐波率先在国内实现了谐波减速器的产业化和规模化。当前国内谐波减速器市场已涌现如来福、大族等优质厂商，内资品牌市场份额正在逐步提升。根据华经产业研究院统计，2021年哈默纳科/日本新宝的市占率已降低至35.5%

8、/7.4%，而绿的谐波/来福谐波/大族传动的市占率提升至24.7%/7.7%/4.5%，绿的谐波在全球市场上的占有率也达到了7%左右。人形机器人趋势下，国产减速器厂商有望受益人形机器人用减速器市场，行星减速器、谐波减速器以及RV减速器有望率先受益，以TeslaBot人形机器人为例，根据其各关节自由度情况，假设其单台机器人关节处所用行星减速器/谐波减速器/RV减速器用量分别为25/20/3个左右，则在乐观假设下，100万台TeslaBot人形机器人有望实现275亿市场规模。精密减速器作为技术密集型行业，其包括材料、加工工艺、加工设备等方面存在较高技术壁垒，先进入者具备先发优势。因此当下精密减速器

9、市场仍由德日品牌主导。其中，以哈默纳科为主导的谐波减速器市场有望进一步向轻量化、电机一体化方向发展；以纳博特斯克为主导的RV减速器市场趋势正在加速。RV减速器：两级传动，结构复杂RV减速器与摆线针轮减速器同源，主要有摆线针轮和行星支架组成。RV减速器是日本纳博特斯克最初为机器人关节手臂研发的，是在摆线针轮行星传动基础上发展起来的一种刚性齿轮减速器。其主要结构包括输入轴、行星轮、曲柄轴、摆线轮、针齿轮和行星架。目前RV减速器多采用两级摆线针轮减速机构，由第一级渐开线行星传动和第二级摆线针轮行星传动组成。输入轴（中心轴）：RV减速器输入轴与电机通过联轴器相连将输入转速传递到输入轴的中心齿轮，在通过

10、中心齿轮与行星轮的来相互啮合，带动行星轮自转来完成动力的分配。行星轮：三个或两个行星轮围绕中心轴均匀分布，行星轮与中心轴共同组成了RV减速器的第一级传动机构。曲柄轴：作为第一级和第二级的连接，通过花键结构与行星轮固定连接又与摆线轮通过滚动轴承相接触，两端还通过轴承与左右行星架连接，其自转时带动摆线轮公转，其公转时带动行星架自转，保证了运动的输入和输出。摆线轮：两个摆线轮偏心分布且之间有180度相位角。运动时摆线轮与针齿接触啮合产生扭矩，带动曲柄轴公转。针齿轮：针齿轮由针齿壳和针齿组成，40个针齿均匀分布在针齿壳的中心圆上。针齿壳与机架固连。摆线轮，针齿为第二级减速传动的机构。行星架：行星架分为

11、输出盘和压盖，作为减速器的输出部件，两者由螺栓固定连接，没有相对运动，其由两个主轴承约束着针齿壳内摆线轮等运动部件的移动。传动原理：采用行星架做输出轴，针齿壳固定的方式传动。在传动过程中，电机通过联轴器与输入轴相连，从而将电机输入的转速传递到行星齿轮机构，进行一级减速。然后曲柄轴会带动RV齿轮做偏心转动，当曲柄轴转动一周，RV齿轮就会沿与曲柄轴相反的方向转动一个齿，并通过输出轴输出，从而实现大减速比输出。相较传统摆线针轮行星减速器，RV减速器在缩小尺寸和重量的同时，传动比、承载能力更大，传动效率更高，精度更高。根据测算，RV减速器的传动比可在31171范围内浮动，同时传动效率可达85%92%，

12、具有较高的疲劳强度、刚度和寿命，回差精度稳定，不会随着使用时间的延长而降低运动精度。滤波减速器：过滤高次公转波，输出低频传动滤波减速器由偏心减速机构、滤波花键机构及三向止推轴承组成。偏心减速机构由内齿轮、钢球、偏心轮、滚动轴承组成；滤波花键机构由钢球、偏心轮、圆柱齿轮和内齿轮组成。滤波减速器在谐波减速器基础上省略了柔轮，采用刚性结构。滤波减速器的寿命是衡量其质量好坏的最直接根据。目前而言谐波减速器的寿命已经超过10000小时，而滤波减速器根据滤波减速器结构可靠性研究显示，还存在齿轮故障、偏心轴故障和轴承故障，都会导致减速器的噪声变大和影响寿命。人形机器人的驱动单元主要包括了刚性驱动、弹性驱动和

13、准直驱驱动三种，不同驱动单元配备减速器需求有所差异。根据文献表示表示，人形机器人的驱动单元主要有刚性驱动单元、弹性驱动单元和准直驱驱动单元三种类型。减速器方面，根据配合的电机扭矩不同，大传动比减速器和小传动比减速器均可使用。刚性驱动单元一般采用高转速、低扭矩电机配高传动比减速器，输出扭矩大、运动精度高，但减速器较高的体积和重量导致驱动单元体积、重量大，可能无法满足仿人机器人的小型化、轻量化需求。弹性驱动单元整体与刚性驱动单元一样采用高传动比减速器，与传统刚性驱动单元的区别在于输出端和负载之间采用弹性部件连接，使机器人关节柔顺性得到改善。然而，弹性部件对高频运动的响应性差，导致驱动单元系统带宽低

14、、动态性能差，无法应对实际工况的复杂快速变化。准直驱驱动单元大多采用高扭矩密度电机搭配低传动比减速器，驱动单元在输出较高扭矩的同时还具有重量轻、动态性能好等优势，但运动精度不可避免地受到齿轮啮合回差的影响。当下刚性驱动单元和弹性驱动单元多采用谐波减速器。根据国内外双足人形机器人驱动器研究综述，当下以传统刚性驱动单元为关节模组的机器人产品中主要采用谐波减速器。当下刚性驱动单元整体设计方面已经较难有创新，预计未来更多研究集中在电机和减速器整体优化设计上。准直驱驱动单元多采用精密行星减速器。准直驱驱动器依靠驱动器电机开环力控，不依赖于附加力和力矩传感器，就可以本体感知机器人外界的交互。其驱动单元最理

15、想的是采用电机直接驱动，但受限于当前电机工艺和技术，电机直驱驱动器的扭矩密度不能满足机器人应用需求，因此目前折中采用电机加低传动比行星减速器方案。当下该种驱动单元已应用在四足机器人或小型双足机器人中。少齿差减速器的基本结构与传动原理针对少齿差减速器中的精密行星减速器、摆线针轮减速器、RV减速器、谐波减速器的基本构成和传动原理进行了详细的分析，便于投资者深刻了解各类少齿差减速器的特点。综合来看，在常见传动比50左右的减速器中，行星减速器输出扭矩较小，但整体传动效率较高，可以依托多级传动的方式提升传动比和增加额定输出功率；RV减速器在额定工况下的输出扭矩大，代表其承载能力更强；相比之下，谐波减速器

16、整机体积较小，传动精度和传动效率更高，但整体输出扭矩不及RV减速器；滤波减速器虽然整体性能更优，但目前仍未全面推向市场。人形机器人减速器赛道为百亿级市场规模人形机器人用减速器的市场有望在200亿左右。鉴于目前全球工业机器人的销量为48.7万，假设以TeslaBot为首的人形机器人在实现规模化量产后，假定在乐观/中性/悲观情况下，未来TeslaBot产量可以达到100/50/20万台。减速器数量假设：考虑到谐波减速器或精密行星减速器自身结构更加紧凑，较大可能运用在人形机器人小空间关节处，根据TeslaBot公布的手臂关节12个自由度，腿部关节12个自由度，膝盖2个自由度，每个驱动关节需要配备一个

17、减速器，则假设人形机器人在颈部、手臂和腿部的关节使用到行星减速器或谐波减速器分别为20-25台左右；根据公开参数，人形机器人躯干环节2-4个自由度，考虑到RV减速器整体承载能力更优，较大可能使用在腰部等大关节处，预计使用2-4台。谐波减速器：柔轮变形，错齿传动谐波减速器是基于柔轮的弹性变形原理的一种传动机构，由柔轮、刚轮和波发生器三个基本构件组成。波发生器可以按照一定的变形规律，在运动过程中产生周期行变形波；柔轮是一个薄壁构建，前段是一个带齿的圆环，由于柔轮的内壁半径小于波形发生器的半径，当波发生器装入柔轮前段时，会使得柔轮的前段发生变形，使得柔轮和钢轮接触。刚轮是一个内侧带齿的结构，由于柔轮

18、和刚轮存在齿数差，当波发生器转动时，柔轮会和刚轮产生啮合作用。传动原理：利用电机带动波发生器，柔轮输出转动，依靠错齿传动实现减速。以双波凸轮传动为例，柔轮比钢轮的齿数少2，在实际使用的过程中，会将波发生器作为输入构件，刚轮固定，柔轮作为输出。当波发生器转动时，谐波减速器的齿轮处于啮合和啮出的状态不断转换之间，波发生器每转动半圈，柔轮会往反方向转动一个齿，当波发生器完整转动一圈时，柔轮会往反方向转动两个齿，从而达到减速作用。与传统一般齿比减速器相比，谐波减速器具有结构紧凑、体积小、质量轻、传动比范围大等特点。根据资料显示，谐波减速器与具有相同传动比的圆柱齿轮减速器相比，谐波齿轮减速器的零部件数量

19、仅为圆柱齿轮减速器的50%左右，体积和重量均仅为传统齿轮减速器的2/3左右或更小。同时，谐波减速器在啮合过程中，柔轮和刚轮的齿侧间隙主要由波发生器的外轮廓尺寸，以及两齿轮的齿形参数决定，因此传动回差小，最小可为0。竞争战略选择竞争者的反应模式、实力等特征决定了本公司竞争战略选择。1、竞争者反应模式与竞争战略选择竞争者反应模式指本公司对竞争者的攻击战略实施之后竞争者的回应方式。竞争者常见的反应模式有以下四种。（1）从容型竞争者。从容型竞争者指竞争者对某些特定的攻击行为没有迅速反应或强，烈反应。这类竞争者“从容不迫”的原因是多种多样的。一是认为自己的顾客忠诚度高，不会转换购买。这类竞争者通常实力强

20、大，市场份额高，品牌知名度高，市场掌控能力强。对于其他同类企业可能不放在眼里，认为小泥鳅掀不起大风浪。企业选择此类竞争者作为攻击对象，应当进行投入产出分析，测定所投入的竞争资金能否收到预期效果，能否吸引竞争者顾客转换购买。如果竞争者的顾客果真不会转换购买，则本公司的竞争战略和策略就是无效或低效的，竞争资金投入就是不值得的。二是竞争者正在对该业务进行收割榨取。竞争者或者认为该产品已经处于衰退期，没有大力发展的价值，没有必要费力地争夺市场扩大份额；或者正在进行战略转移，减少甚至放弃该业务。因此，不打算继续投入资金应对竞争，能销多少就销多少，能得多少利润就得多少利润。企业选择这类竞争者作为攻击对象，

21、首先要分析该业务是否已经进入衰退期，如果已经进入衰退期，本公司是否有必要投入资金争夺市场扩大份额？如果竞争者是因为战略转移而不作反应，则可以成为本公司乘虚而入抢占市场的有利时机，攻击战略就易于收到显著效果。三是竞争者反应迟钝，举棋不定，对于受到攻击之后的可能效果缺乏认识，同时也缺乏做出迅速反应或强烈反应的条件，比如资金不足，等等。这类竞争者的一般实力不强，市场开拓能力不强。选择这类竞争者作为攻击对象易于取得显著效果。（2）选择型竞争者。选择型竞争者指竞争者只对某些类型的攻击做出反应，而对其他类型的攻击无动于衷。企业如果尚不具备与竞争者正面决战的实力，就应当分析竞争者在哪些方面反应敏感，在哪些方

22、面反应不敏感，以制定最为可行的攻击战略，避免引起竞争者强烈反应。（3）凶狠型竞争者。凶狠型竞争者指竞争者对所有的攻击行为都做出迅速而强烈的反应。这类竞争者意在警告其他企业最好停止任何攻击。选择这类竞争者作为攻击对象必须慎之又慎，除非本公司的实力远在竞争者之上，有把握一举击溃而不畏惧它的凶猛反扑。否则，就会损失惨重或者两败俱伤。（4）随机型竞争者。指对竞争攻击的反应具有随机性，有无反应和反应强弱无法根据其以往的情况加以预测。此类竞争者大多是实力弱小的企业。本公司在具备一定实力的条件下，选择此类竞争者作为进攻对象易于取胜并实现预期效果。2、竞争者的其他特征与竞争战略选择企业要攻击的竞争者不外乎下列

23、三类之一。（1）强竞争者与弱竞争者。攻击弱竞争者在提高市场占有率的每个百分点方面所耗费的资金和时间较少，但能力提高和利润增加也较少。在自身实力强大的条件下，攻击强竞争者可以提高自己的生产、管理和促销能力，更大幅度地扩大市场占有率和利润水平。（2）近竞争者和远竞争者。多数公司重视同近竞争者对抗并力图摧毁对方，但是竞争胜利可能招来更难对付的竞争者。美国的战略研究专家波特举了两个毫无意义的“胜利”的例子：鲍希和隆巴公司曾积极同其他软镜头生产商对抗并且取得了很大的成功，导致失败者纷纷把资产卖给露华浓、强生和谢林一普洛夫等较大的公司，使自己面对更强大的竞争者。一家橡胶特种用品生产商把另一家橡胶特种用品生

24、产商当作不共戴天的仇敌来攻击并抽走股份，给这家公司造成很大损失，结果几家大型轮胎公司的特种用品部门乘虚而入，很快打入了特种橡胶制品市场，倾销产品。（3）“良性”竞争者与“恶性”竞争者。“良性”竞争者的特点是：遵守行业规则；对行业增长潜力提出切合实际的设想；按照成本合理定价；喜爱健全的行业，把自己限制在行业的某一部分或某一细分市场中；推动他人降低成本，提高差异化；接受为他们的市场份额和利润规定的大致界限。“恶性”竞争者的特点是：违反行业规则；企图靠花钱而不，是靠努力去扩大市场份额；敢于冒大风险；生产能力过剩仍然继续投资。总之，他们打破了行业平衡。公司应支持良性竞争者，攻击恶性竞争者。更重要的是，

25、竞争者的存在会给公司带来一些战略利益，如增加总需求，导致产品更多的差别，为效率较低的生产者提供了成本保护伞，分摊市场开发成本，服务于吸引力不大的细分市场，减少了违背反托拉斯法的风险等。顾客忠诚高度满意是达到顾客忠诚的重要条件。不过，在不同行业和不同的竞争环境下，顾客满意和顾客忠诚之间的关系会有差异。所有市场的共同点是，随着满意度的提高，忠诚度也在提高。但是，在高度竞争市场（如汽车和个人电脑市场），满意的顾客和完全满意的顾客之间的忠诚度有巨大差异；而在非竞争市场（如管制下的垄断市场本地电话市场），无论顾客满意与否都保持高度忠诚。尽管在某些场合，顾客不满意并不妨碍顾客忠诚，但企业最终仍会为顾客的不

26、满付出高昂代价。企业如果没有赢得高水平的顾客满意度，是难以留住顾客和得到顾客忠诚的。除了简单地吸引和保留住顾客，许多公司还希望不断提高其顾客占有率。他们的目标不再是赢得大量顾客的部分业务，而是争取现有顾客的全部业务。例如，通过成为顾客购买产品的独家供应商，或说服顾客购买更多的本公司产品，或向现有产品和服务的顾客交叉销售别的产品和服务，以获得所属产品类别中更大的顾客购买量。整合营销传播执行（一）整合营销传播的操作思路（1）以整合为中心。着重以消费者为中心并把企业所有资源综合利用，实现企业的一体化营销。（2）强调协调、统一，系统化管理。企业营销活动的协调性，不仅强调企业内部各环节、各部门的协调一致，而且强调企业与外部环境协调一致，整体配置所有资源，形成竞争优势，实现整合营销目标。（二）影响整合营销传播执行的技能1、营销贯彻技能为使营销传播计划贯彻执行快捷有效，必