목차
- BONSYSTEMS · CYCLOIDAL TECHNOLOGY
- NO 96. 방산 로봇이 갖추어야 할 구동 특성
- 방산용 로봇이 운용되는 환경
- 액추에이터에 필요한 구동 특성
- 사이클로이드 감속 구조의 특징
- 본시스템즈 구동 솔루션
- 자주 묻는 질문 (FAQ)
방산 로봇은 사람이 접근하기 어렵거나 위험한 환경에서 이동, 감시, 운반, 탐색 등의 임무를 수행하도록 개발됩니다. 일반적인 산업 현장과 달리 노면 상태와 기온, 진동, 충격 등 운용 조건이 일정하지 않을 수 있어, 로봇을 움직이는 구동부에도 안정적인 작동과 구조적 내구성이 중요하게 다뤄집니다.
특히 이족 보행 로봇이나 개의 형태를 한 사족 로봇은 주행과 보행 과정에서 지면의 충격을 반복적으로 받습니다. 로봇 팔이 장착된 장비는 물체를 들거나 장비를 조작하는 과정에서 관절마다 다른 하중을 받기도 합니다. 따라서 방산 로봇의 액추에이터는 필요한 힘을 전달하는 성능뿐 아니라, 외부에서 전달되는 충격과 반복 하중을 고려해 설계해야 합니다.
방산용 로봇이 운용되는 환경
방산 로봇은 정비된 공장 바닥이나 일정한 실내 환경에서만 움직이지 않습니다. 흙길과 자갈길, 경사로와 같은 지형을 이동할 수 있으며, 운용 과정에서 진동과 충격이 지속적으로 발생할 수 있습니다.
이러한 환경에서는 로봇의 움직임을 만드는 감속기와 모터, 액추에이터에도 반복적인 부담이 가해집니다. 이동 중 발생하는 충격은 바퀴나 다리 관절을 통해 구동부로 전달되며, 탑재 장비의 무게나 자세 변화에 따라 필요한 힘도 달라질 수 있습니다.
따라서 개별 부품의 기본 사양만 확인하기보다 실제 로봇에 조립했을 때의 움직임과 하중 조건을 함께 살펴봐야 합니다. 부품이 로봇의 구조와 임무에 맞게 구성되었는지 확인하고, 반복 운전 과정에서 안정적으로 작동하는지도 단계적으로 검토할 필요가 있습니다.
액추에이터에 필요한 구동 특성
방산용 로봇은 이동과 정지, 방향 전환을 반복하며 운용됩니다. 사족보행 로봇은 한쪽 다리를 움직이는 동안 나머지 다리로 몸체를 지지해야 하며, 발이 지면에 닿을 때 발생한 충격도 관절로 전달됩니다. 이 때문에 액추에이터는 하중이 달라지는 상황에서도 필요한 힘을 안정적으로 전달할 수 있어야 합니다.
외부에서 가해지는 힘에 대응하는 구조도 중요합니다. 로봇이 장애물과 접촉하거나 고르지 않은 지면을 지날 때 관절에는 예상하지 못한 힘이 전달될 수 있습니다. 이때 구동부가 충격을 특정 부위에 집중시키지 않고 구조적으로 분산할 수 있다면 부품에 가해지는 부담을 줄이는 데 유리합니다.
장시간 반복 운전도 함께 고려해야 합니다. 방산 로봇은 임무 중 지속해서 이동하거나 같은 동작을 반복할 수 있으므로, 초기 출력뿐 아니라 일정한 구동 상태를 유지할 수 있는 구조인지 확인해야 합니다.
구동부의 크기와 두께도 로봇 설계에 영향을 줍니다. 로봇 내부에는 구동부 외에도 센서와 배선, 배터리, 통신 장치 등이 함께 배치됩니다. 액추에이터가 얇고 컴팩트하게 구성되면 제한된 내부 공간을 효율적으로 활용하고, 로봇의 관절이나 차체 구조를 설계하기도 수월해질 수 있습니다.
사이클로이드 감속 구조의 특징
감속기는 모터의 빠른 회전 속도를 줄이고 로봇이 움직이는 데 필요한 힘을 전달하는 부품입니다. 방산 로봇처럼 이동 과정에서 충격과 하중 변화가 반복되는 장비에서는 감속기의 힘 전달 구조와 내구성이 중요합니다.
사이클로이드 감속 방식은 곡선 형태의 치형이 맞물려 회전하며 힘을 전달합니다. 힘이 한 지점에만 집중되지 않고 면접촉을 통해 분산되는 구조이기 때문에, 반복 하중이 발생하는 로봇 관절과 이동 장비의 구동부에 적용을 검토할 수 있습니다.
본시스템즈 구동 솔루션
본시스템즈의 BSR은 사이클로이드 감속 구조를 기반으로 한 감속기 라인업입니다. 감속기 단품을 중심으로 로봇 관절이나 이동 장비의 구조에 맞춰 모터와 하우징, 출력축 등을 별도로 구성해야 하는 설계에 적용을 검토할 수 있습니다.
BCSA는 사이클로이드 감속기와 프레임리스 모터를 얇고 컴팩트한 구조로 결합한 액추에이터입니다. 모터와 감속기를 통합해 구동부의 외형과 두께를 줄여야 하는 로봇 관절이나 특수 목적 장비에 적용할 수 있습니다.
특히 로봇 내부에 센서와 배선, 제어 장치, 배터리 등을 함께 배치해야 하는 경우에는 구동부의 크기와 장착 방식이 전체 설계에 큰 영향을 줍니다. BCSA와 같은 일체형 액추에이터는 제한된 공간 안에서 구동부를 구성하고 관절 구조를 단순화하는 방향으로 활용할 수 있습니다.
BSR과 BCSA는 적용 모델에 따라 박형 구조와 높은 토크 전달, 다양한 감속비 구성, 설계 유연성 등을 중심으로 검토할 수 있습니다. 다만 방산 로봇은 장비마다 임무와 운용 조건이 다르므로 제품을 선정할 때는 필요한 출력과 크기뿐 아니라 실제 하중과 반복 운전 조건을 함께 확인해야 합니다.
본시스템즈는 로봇의 관절 구조와 이동 방식, 탑재 하중, 장착 공간을 바탕으로 BSR과 BCSA의 적용 방향을 검토하고 있습니다.
방산용 로봇의 구동부는 단순히 큰 힘을 내는 부품이 아니라, 변화하는 하중과 반복적인 충격 속에서도 안정적으로 움직임을 만들어야 하는 핵심 요소입니다. 감속기와 액추에이터를 선정할 때는 사양표의 수치뿐 아니라 실제 임무와 장착 구조, 운용 환경을 함께 고려해야 합니다.
본시스템즈의 구동 기술에 대한 더 자세한 내용은 뉴스레터에서 확인하실 수 있습니다.
자주 묻는 질문 (FAQ)
Q1. 방산 로봇 액추에이터를 선정할 때 무엇을 확인해야 하나요?
A. 로봇의 무게와 관절 구조, 이동 방식, 탑재 장비에 따라 필요한 토크와 회전 속도가 달라집니다. 외형 크기와 장착 공간, 반복 운전 조건도 함께 확인해야 합니다.
Q2. 충격이 많은 환경에서 감속기 구조가 중요한 이유는 무엇인가요?
A. 이동이나 보행 과정에서 발생한 충격은 관절과 구동부로 전달됩니다. 감속기가 하중을 구조적으로 분산할 수 있으면 특정 부위에 부담이 집중되는 것을 줄이는 데 유리합니다.
Q3. 박형 액추에이터가 방산 로봇 설계에 중요한 이유는 무엇인가요?
A. 로봇 내부에는 구동부뿐 아니라 센서와 배선, 배터리, 통신 장치 등이 함께 배치됩니다. 액추에이터의 두께를 줄이면 제한된 공간을 효율적으로 활용하고 로봇의 외형과 관절 구조를 구성하기가 수월해질 수 있습니다.
Q4. 방산 로봇용 구동부를 검토할 때 가장 먼저 확인할 사항은 무엇인가요?
A. 로봇이 수행할 임무와 움직임을 기준으로 필요한 힘과 속도를 먼저 정리해야 합니다. 이후 장착 공간과 반복 하중, 충격 조건을 함께 고려해 감속기와 액추에이터의 구성을 검토하는 것이 좋습니다.
Q5. 본시스템즈의 BCSA는 방산용 로봇에 어떻게 활용될 수 있나요?
A. BCSA는 프레임리스 모터와 사이클로이드 감속기를 얇고 컴팩트한 구조로 결합한 액추에이터입니다. 구동부와 센서, 배선 등을 제한된 공간에 함께 배치해야 하는 로봇 관절과 특수 목적 장비에 적용을 검토할 수 있습니다.
참고 출처
[1] 본시스템즈 공식 홈페이지 — https://www.bonsystems.com
[2] 한국로봇산업진흥원(KIRIA) — https://www.kiria.org
[3] 한국로봇산업협회(KAR) — https://www.irobotics.or.kr
[4] 한국로봇융합연구원(KIRO) — https://www.kiro.re.kr
[5] 산업통상자원부 – 로봇 산업 정책 — https://www.motie.go.kr
본시스템즈 (Bonsystems)
Pinless 사이클로이드 감속기 · 액추에이터 전문 기업
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