打破日本企业三十年垄断,中国自主研发出RV减速器

天和核心舱上自带爬行功能的仿生机械臂,相信大家仍历历在目。它有7个自由度,也就是7个关节,这些关节就是RV减速器连接的。

就是这个RV减速器整整垄断了我国三十年!!!

前不久,中国宣布我国能够自己制造RV减速器了。这一消息的出现,直接让一直高价卖给我们产品的日本厂家坐不住了。要知道在这个领域,日本不只是整整垄断了我们三十年!更可恨的是相比于其他买家,日本卖给我们的价格是他们的两倍还多!贵点也就算了,我们想从日本人那里拿货的话,他们还不马上给我们货,非要以供货期的名义拖我们三到六个月才行。个中辛酸可想而知。就在日本不可一世的时候,我们自己的RV减速器横空出世,彻底打破了他们的幻想。

RV减速器是干什么用的?


其实它的主要作用就是提高机器的运行精度,同时延长机器的使用寿命,用来保障机器运行过程中的稳定性与可靠性。如此重要的部件想要做出来,就对材料科学精密加工装备和加工精度装配技术以及高精度检测等各项技术都提出了极高的要求,目前世界上使用的减速器一般分为RV减速器和谐波减速器两种,谐波减速器一般用于轻型小型机器人。曾经也是基本被日本的两家企业所垄断,从技术难度上来讲的话,谐波减速器要比RV减速器的难度小很多。所以我国国内很早之前就能做出来,并且已经批量出口到美国俄罗斯等国,因为国产的谐波减速器不仅质量稳定,而且在价格和交付日期上对比日本企业都具备明显的优势。所以大部分厂商在采购谐波减速器的时候,很少会去考虑日本的谐波减速器生产厂家,日本无奈之下只好降价销售,在我们没能自己制造之前敢卖给我们1万,现在只卖两三千。

而RV减速器一般用于重载机器人,市场基本被日本的纳博特斯克所垄断,RV减速器可以说是高精度机器人的关节。机器人离开RV减速器的可能就像瘫痪一样动不了了,用简单点的话说就是一种常用的传动装置,相比较而言具有噪音低、能耗小和结构紧凑的特点。正常情况下的一台工业机器人,一般需要至少四台RV减速器才能够正常使用,并且RV减速器上的成本占比可以占到工业机器人成本的40%。因为在这一领域,日本人一直都是名副其实的龙头老大,也因此日本企业一直死死地把持相关的技术,每年可以制造出百万台的RV减速机,占据了全球60%的市场。

在各种现代化的工厂中机器人的发展和应用也越来越广泛。而在机器人领域中最关键的技术部件之一,就是RV减速器。在之前的三十多年里,日本的一家公司改进了由德国人发明的传动理论,将RV传动应用到了机器人行业,并在国际市场上取得了巨大的成功,成功的占据了全球该领域市场的六成以上。而日本人就仗着他们的技术优势,不仅对我们实行技术封锁,还拿出高两倍的价格卖给我们。没办法,不买不行,因为我们也要发展机器人领域。

直到一个人的出现,这一局面才得以彻底改写。

他就是张跃明教授,张跃明是北京工业大学的一名教授,也是减速器领域的科学家,同时他还是精密传动研究院的院长。在很早之前张跃明教授就曾经和北一机床合作,成功地研究出了数控机床核心功能部件,其质量也完全能替代日本进口的部件,那么这次他为什么下定决心,要打破日本在RV减速器领域的垄断地位呢?

随着高精度机器人近些年来的高速发展,全世界范围内的高精度机器人的传动部件,大多都是采用的都是日本生产的RV减速器,正常来说一台工业机器人的腿部腰部和肘部,这几个部分就需要四到六台的RV减速器。在此之前我国其实也有能力建造一些低端的减速器,目前国内在这领域做得最好的是中大力德和双环传动,其中的中大力德有能力做到年产十万台,但是大部分都是供给中低端工业机器人使用的。而在高端工业机器人领域我们依然需要进口日本货,这是因为目前该领域市场的80%都是被日本的纳博特斯克一家垄断。而国产减速器在精度保持性和使用寿命等,多个指标性能上依然存在客观上的差距。

中国科学家比如张跃明教授等,决心要制造出我们中国人自己的高端RV减速器。

在经历了四年的攻关克难之后,苦心人天不负。终于解决了齿轮磨损的问题,最终掌握了机器人的关节RV减速器的设计及制造工艺的核心技术,还在顶级的国际学术期刊上发表了相关论文,获得了国内外同行的高度认可。

但是至此打破垄断的路才刚刚开始,因为一个高新技术的应用,不仅要有理论支撑还要能量产才行。张教授的设计需要加工出看得见的样品,这样才能得投资方的注意并获得投资,在朋友的介绍下他见到了一位意大利高端机床的负责人,在经过一番交谈后,对方便是愿意帮忙把样品加工出来。加工出来的成品令人十分满意,验证了张教授的理论成果完全正确,而这个样品也被送到国家的权威检测中心。在权威检测报告中显示,张教授研发的这个RV减速器在精度保持性和使用寿命等多个指标性能上对比的话,要比日本最先进的产品还要优秀。在此之后河北一个投资人也看到了这项技术和样品,毫不犹豫地花了上千万买技术希望可以合作。后来还引入了亦庄国投和京城控股的投资,分别在河北和北京建了工厂。如今两个厂每年的产能在8万套以上,这可是世界上最顶尖的工业机器人使用的RV减速器,其意义不言而喻。

正是因为有这样专心搞研究的科研人员,才有了我国制造业的高速发展,但是不得不提的是:虽然我们在RV减速器的设计制造和批量生产的问题得到了解决,但是成本问题依旧是我们不得不面对的,而这个RV减速器的核心零件有针齿壳和摆线轮,这两种零件的加工设备目前还都需要从欧洲进口,且价格极高。单台均价达到了1500万以上,如果国产的RV减速器没有足够的产量作为支撑,那么它的制造成本又是一个我们需要的问题。毕竟市场是残酷的,产品的竞争力和成本都是非常重要的。还有就是国产RV减速器的核心零部件轴承,也仍然需要从欧洲大量进口。因为咱们国产轴承在精度和寿命还是和进口货有差距,国产轴承的装机时间较短,还需要一段时间来磨合才能看到效果。

相信不会太久我们的RV减速器就可以完全的国产化了。完全摆脱国外的技术垄断。

#减速器##盛夏理想色##简单拍一夏#

【骤雨再临:关于8月22-23日河南强降雨的分析】

Q1: 这次强降雨是什么天气系统造成的?
A1: 是【西风带内气旋形成与东移发展所致】。

这一切要追溯到数千里之外的乌拉尔山群峰。在先前几日,乌拉尔山地区在暖平流的支持下发展出了一个异常强大的【暖性阻塞高压】(图1蓝圈)。这个系统6月底给美国和加拿大带来极端热浪的“热穹顶”,本质上是一样的。在其影响下,南侧的咸海地区形成了一个低涡(图1黑圈),构成了一个相对稳定的偶极子状态。

长风和骤雨的故事就此展开。首先,乌拉尔山的暖性高压向北延伸发展,将先前在北冰洋沿岸的冷涡推动南下,移动到了蒙古高原一带(图2红圈);而咸海的低涡将大气的扰动如涟漪般沿西风带向下游传播,在青藏高原东部形成了一个高空弱槽(图2黑圈)。

很快,主角登场了—槽前是有利于上升运动和气旋发展的区域,这个气旋便脱胎于此;而此时,气旋北侧是已南移到蒙古高原的北冰洋冷气团,南侧又是热带印度洋和太平洋夏季风的浩荡氤氲,在这冷与暖的交汇和抬升间,气旋有了急剧发展,同时也必然伴随强烈降雨(图3红圈)。

以目前中央气象台的预报,随着这个气旋在陕西和河南交界一带形成并明显东移,22-24日河南中部、安徽和江苏北部、山东南部都会有较强降雨(图4-5),其中以22日(明天)午后到23日(后天)凌晨的河南中部地区降雨最为剧烈,需要高度注意。

Q2: 本次强降雨过程是否还有什么具体的不确定因素和影响呢?
A2: 由于本次强降雨是低空气旋主导,最直接影响强降雨位置的自然是气旋的具体路径。以目前最有可能的分析结果看,气旋相对偏南,对豫北地区影响较小,但对黄河以南的河南中部依然有强烈影响。

而其中,即将跨越琉球群岛进入东海的今年第12号台风奥麦斯,将成为第一个非常关键的影响因素。

首先,奥麦斯也有一定能力将东海或西北太平洋水汽,通过其北侧东南风输送向中原地区(图6黑色箭头)—虽然以当前的环流形势,这样的影响远不及一个月前的7.20-22强降雨,但如果台风的路径偏西,依然会造成水汽输送量和降雨的一定程度增大。

此外,奥麦斯作为一个较深厚的气旋环流,也会和其西北侧造成本次强降雨的锋面气旋形成一定的互旋效应(示意图如图6里的蓝色箭头)。如果台风路径偏西,距离的接近让互旋效应更明显,此时锋面气旋会更偏南,对应强降雨区也会总体更偏南,反之则有所偏北。

第二个影响因素将是地形。和上一次强降雨过程一样,山区复杂地形将对水汽总体抬升和局地极端中小尺度天气系统的形成有重要作用,会造成山地和周边局地极端偏强的短时降雨强度和累计雨量。由于本次水汽输送以偏南急流为主,需要注意的区域主要包括伏牛山、嵩山和南太行南段的迎风坡,此外气旋北侧也存在局地的强东风急流,也会与嵩山和伏牛山东段区域配合造成严重影响。这些山地和周边山前地区需要高度注意。

第三个影响因素是大气层结的不稳定。在这个造成强降雨的锋面气旋系统里,如果配合了大气垂直结构的不稳定,很容易在其中的局地激发强烈的天气系统。以目前综合对流层中层(约3500-6500m高度)温度垂直递减率和低空(3000m以下)水汽输送的指标看(图7),明日下午到夜间,气旋核心区和南侧的河南中南部地区需要注意这一类天气系统影响,尤其和上一条地形因素叠加区域更要警惕。

Q3:这次强降雨与7月20-22日的强降雨有什么不同?
A3: 最根本上而言,造成这次强降雨的天气系统和一个月前的强降雨不一样。

7月20日-22日的强降雨,主要是对流层中层(约距离地面3000-5000m的高空)的低涡系统和强烈的偏东风水汽输送共同作用。前者提供了将大量水汽抬升凝结的条件,而后者在来到河南前经过的是东部平原,少有地形拦截抬升而得以深入内陆,加之有台风烟花作为加速水汽输送的推手,浩荡而来了极大量的水汽。而更关键的是,在高空形势上,低涡西北/东北两侧的高压系统令其长期滞留在河南中北部一带,造成了强降雨持续数日;极端的雨强和总降雨量都造成了严重灾情。

但这一次引发强降雨的主要系统不是高空的低涡,而是在近地面高度发展的一个锋面气旋。它受西风带引导而移动速度较快,不会长期滞留。此外,本次水汽输送的主力也发生了明显变化—由于副热带高压明显南落,不再是一个月前其南侧偏东气流,而是转为副热带高压西侧的偏南急流。自南海跋涉而来的急流会被南方的群山阻挡较多,因此水汽输送强度相对而言会弱一些。因此无论从降雨强度和持续时间,都会较7月20-22日过程稍弱,但依然需要高度关注。

此外由现在的分析看,由于气旋主要以偏东方向快速移动,本次强降雨影响区域总体较7月20-22日强降雨范围偏南,黄河以北的新乡、鹤壁等卫河流域影响相对较小,但郑州周边仍会成为强降雨关键影响区。

【总体而言,本次强降雨过程的总降雨量、持续时间和最大短时雨强都较7月20日-22日河南中北部地区偏弱,但依然是一次值得高度关注和预防的强降雨过程。】以目前最有可能的形势看,黄河以北的河南北部地区影响较7月20-22日明显偏弱,而郑州和附近区域依然有较强降雨,同时先前强降雨影响较弱的河南中南部、东部地区在本次也会出现强降雨,但影响不会很剧烈。而其中,嵩山、伏牛山东段的山区和山前地区需要特别注意局地极端强降雨的影响。
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而在一个月前的强降雨之觞后,本次河南多地都有了更严阵的预防态度和工作,这也是对减小强降雨的灾情有积极作用。

希望受到本次强降雨影响的人们提高警惕,做好预防措施,平安度过本次强降雨过程!

注:个人分析仅供参考。若需要详细分析预测,请联系中央气象台或各地方气象局。

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山下有风,蛊。君子以振民育德。
【解读】
《蛊》卦上艮为山,下巽为风,“山下有风”,振动万物,培育生机,虽在蛊坏之时,仍有推陈出新的希望。君子观此卦象,体悟到治蛊之道应该抓纲治本,采取切实有效的措施,振奋人民的精神,培养人民的道德,从根本上扭转整个社会颓废败坏的风气。儒家认为,“君子之德风,小人之德草,草上之风,必偃”。如果说自然界恢复生机依赖于“山下有风”的振动培育,为了使社会恢复蓬勃的生机,也同样依赖于这种“振民育德”的风化。这是治蛊之道的根本,只有从道德教化入手,移风易俗,才能消除弊端,整治腐败,使社会重新回到良性运转的轨道上来。
【选自 #余敦康# 解读《#中华传统文化百部经典# #周易#》,图:周易本義集成十二卷 (元)熊良輔撰 元刻明修本。】


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