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1、泓域咨询/保定减速器设计项目申请报告保定减速器设计项目申请报告xx有限公司目录第一章 市场预测8一、 从机器人关节设计看待减速器要求8二、 RV减速器：两级传动，结构复杂9三、 滤波减速器：过滤高次公转波，输出低频传动11第二章 总论14一、 项目名称及建设性质14二、 项目承办单位14三、 项目定位及建设理由16四、 报告编制说明17五、 项目建设选址18六、 项目生产规模18七、 建筑物建设规模18八、 环境影响19九、 项目总投资及资金构成19十、 资金筹措方案19十一、 项目预期经济效益规划目标19十二、 项目建设进度规划20主要经济指标一览表20第三章 项目背景及必要性23一、 精密
2、行星减速器：小而精传动装置，结构紧凑23二、 市场格局：厚积薄发，国产替代进行时23三、 实施扩大内需战略，积极融入新发展格局24四、 深入推进协同发展26五、 项目实施的必要性28第四章 建筑工程说明29一、 项目工程设计总体要求29二、 建设方案30三、 建筑工程建设指标31建筑工程投资一览表31第五章 选址分析33一、 项目选址原则33二、 建设区基本情况33三、 全面推动创新发展，着力提升核心竞争力35四、 项目选址综合评价38第六章 发展规划分析39一、 公司发展规划39二、 保障措施40第七章 SWOT分析43一、 优势分析（S）43二、 劣势分析（W）45三、 机会分析（O）45
3、四、 威胁分析（T）46第八章 运营模式分析50一、 公司经营宗旨50二、 公司的目标、主要职责50三、 各部门职责及权限51四、 财务会计制度54第九章 项目环保分析58一、 环境保护综述58二、 建设期大气环境影响分析58三、 建设期水环境影响分析59四、 建设期固体废弃物环境影响分析59五、 建设期声环境影响分析60六、 环境影响综合评价60第十章 节能方案61一、 项目节能概述61二、 能源消费种类和数量分析62能耗分析一览表63三、 项目节能措施63四、 节能综合评价64第十一章 劳动安全生产65一、 编制依据65二、 防范措施67三、 预期效果评价70第十二章 技术方案71一、 企
4、业技术研发分析71二、 项目技术工艺分析73三、 质量管理75四、 设备选型方案76主要设备购置一览表76第十三章 投资方案分析78一、 投资估算的依据和说明78二、 建设投资估算79建设投资估算表83三、 建设期利息83建设期利息估算表83固定资产投资估算表84四、 流动资金85流动资金估算表86五、 项目总投资87总投资及构成一览表87六、 资金筹措与投资计划88项目投资计划与资金筹措一览表88第十四章 经济效益评价90一、 基本假设及基础参数选取90二、 经济评价财务测算90营业收入、税金及附加和增值税估算表90综合总成本费用估算表92利润及利润分配表94三、 项目盈利能力分析94项目投
5、资现金流量表96四、 财务生存能力分析97五、 偿债能力分析97借款还本付息计划表99六、 经济评价结论99第十五章 风险评估分析100一、 项目风险分析100二、 项目风险对策102第十六章 项目综合评价说明105第十七章 附表107营业收入、税金及附加和增值税估算表107综合总成本费用估算表107固定资产折旧费估算表108无形资产和其他资产摊销估算表109利润及利润分配表109项目投资现金流量表110借款还本付息计划表112建设投资估算表112建设投资估算表113建设期利息估算表113固定资产投资估算表114流动资金估算表115总投资及构成一览表116项目投资计划与资金筹措一览表117第一
6、章 市场预测一、 从机器人关节设计看待减速器要求人形机器人减速器选择应满足兼具轻小化、较高额定输出扭矩的要求。根据高扭矩仿人机器人驱动单元研究，输出扭矩高的驱动单元往往外形尺寸更大，但在面向多自由度、小体积仿人机器人应用时会导致关节庞大笨重，严重影响机器人的运动性能；而较小体积的驱动单元其扭矩密度较小，会导致人形机器人无法胜任负载需求较高的任务，从而限制机器人应用场景。由驱动单元的情况可以看出对减速器选择上应兼顾输出扭矩高的同时质量和尺寸更小的要求。人形机器人腿部结构和运动体系复杂，需要设计多个自由度，因此对减速器数量和性能要求更大。人形机器人是一个非常复杂的运动体系，需要做到平衡和灵活运动，
7、因此在其腿部结构设计上的运动平衡和控制尤为重要。根据TeslaBot公布信息，其腿部一共配有12个自由度，结合相关文献显示，广东工业大学团队设计的一款机器人中其腿部也包含12个自由度，分别为髋关节3个自由度，包含偏航、翻转、俯仰关节；膝关节1个自由度，包含一个俯仰关节；踝关节2个自由度，包含俯仰、翻转关节。在与人体比例相仿的腿部环节，要求关节输出扭矩至少保证505Nm左右。常见的仿人机器人下半身质心通常在膝关节或膝关节略高一点的位置，因此，低功耗、高效率的腿部设计应尽可能提高质心高度，提高大腿质量占比。根据基于准力矩电机驱动的仿人机器人系统设计所列指数，其设计的产品腿部长度为875mm，胯度3
8、48mm，侧宽183mm，大腿长300mm，小腿长350mm，总体与人体比例相仿。测试得到腿部关节输出扭矩至少要保证505Nm左右。结合机器人关节对于重量、尺寸以及输出扭矩的较高要求，精密行星减速器、RV减速器、谐波减速器有望率先用于机器人关节。圆柱减速器、三环减速器以及摆线针轮减速器即使将重量、体积等参数做到很小，但对于额定输出功率将很难满足要求；低传动比的行星减速器可以通过多级传动的方式来提升额定输出扭矩；滤波减速器虽然性能较优，但由于还处于技术研发阶段，未能大面积商用。因此，从当下人形机器人关节设计的角度来看，行星减速器、谐波减速器以及RV减速器有望率先使用。二、 RV减速器：两级传动，
9、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
10、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
11、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%，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。三、 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
12、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
13、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、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
14、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
15、应用在四足机器人或小型双足机器人中。第二章 总论一、 项目名称及建设性质（一）项目名称保定减速器设计项目（二）项目建设性质本项目属于技术改造项目二、 项目承办单位（一）项目承办单位名称xx有限公司（二）项目联系人何xx（三）项目建设单位概况公司满怀信心，发扬“正直、诚信、务实、创新”的企业精神和“追求卓越，回报社会” 的企业宗旨，以优良的产品服务、可靠的质量、一流的服务为客户提供更多更好的优质产品及服务。面对宏观经济增速放缓、结构调整的新常态，公司在企业法人治理机构、企业文化、质量管理体系等方面着力探索，提升企业综合实力，配合产业供给侧结构改革。同时，公司注重履行社会责任所带来的发展机遇，积极践行“责任、人本、和谐、感恩”的核心价值观。多年来，公司一直坚持坚持以诚
