로봇 손가락 모터·감속기 원리: 리드스크류와 구동 구조

02 · 3D 분해

눌러서 뜯어보기

부품을 누르면 설명이 열리고, 아래 공급망 표에서 그 부품을 만드는 기업이 강조됩니다. 3D를 열지 않아도 부품 버튼으로 같은 설명을 볼 수 있습니다.

교육용 예시 · 제조사 내부 설계가 아닙니다

부품을 하나 골라 보세요.

03 · 원리

어떻게 움직이나

손가락 구동기는 손바닥이나 손가락 마디 안에 들어가야 해서, 2장의 관절 모터보다 훨씬 작은 모터를 씁니다. 그런 모터의 한 종류가 코어리스 모터입니다. 이 3D처럼 코일이 도는 브러시 방식에서는 회전자에 쇠 철심이 없고 비스듬히 감은 구리 코일이 스스로 모양을 유지해, 돌아가는 부분이 가볍고 덜컥거림(코깅) 없이 돈다는 것이 제조사 설명입니다. 같은 제조사는 회전자의 관성이 작은 만큼 과부하를 견디는 능력이 제한된다는 점도 함께 적습니다.

작은 모터는 빠르게 돌지만(한 제조사 제품표의 최고 속도는 분당 1만~2만 4천 바퀴입니다) 힘은 아주 작습니다. 그래서 끝에 기어헤드를 붙여 회전을 줄이고 힘을 키운 뒤, 리드스크류가 그 회전을 직선 움직임으로 바꿉니다. 이 모델에서는 모터가 10바퀴 돌아도 너트가 0.31 mm만 나갑니다. 기어헤드가 16:1로 줄여 나사는 0.625바퀴만 돌고, 나사는 한 바퀴에 0.5 mm씩 나가기 때문입니다. 3D는 이 움직임이 눈에 보이도록 이동 거리를 61배 키워 보여 줍니다. 모터를 많이 돌려 손끝을 조금 움직이는 대신, 빠르기를 내주고 센 힘과 촘촘한 위치 조절을 얻는 구조입니다.

리드스크류는 나사산끼리 미끄러져 볼스크류보다 마찰이 크고 효율이 낮습니다. 한 나사 제조사의 계산 예로는 리드각 8°인 나사가 앞으로 밀 때 효율이 45%이고, 바깥에서 거꾸로 밀 때의 효율은 0보다 작습니다. 효율이 0보다 작다는 것은 바깥 힘으로는 나사가 거꾸로 돌지 않는다(스스로 잠긴다)는 뜻이라, 모터를 꺼도 쥔 힘을 버틸 수 있습니다. 구슬이 구르는 볼스크류는 거꾸로 밀 때도 효율이 80%쯤이어서, 버티려면 브레이크가 있어야 합니다.

브러시리스와 코어리스는 서로 다른 질문입니다. 브러시리스는 브러시 없이 전자 회로로 코일의 전류 방향을 바꾸는 방식을, 코어리스는 코일에 쇠 철심이 없다는 구조를 가리킵니다. 그래서 브러시리스 모터에도 철심 없는 코일을 쓰는 제품이 있고, 한 모터 제조사는 브러시리스 제품군을 철심 없는 코일과 철심 있는 코일로 나눠 팝니다. G1의 손은 선택 사양 Dex3-1 기준으로 관절마다 소형 브러시리스 모터를 두어 한 손에 7개인데, 제품 페이지는 코일에 철심이 있는지와 관절 모듈의 감속 방식은 밝히지 않습니다. 옵티머스(2022 시제품)는 액추에이터가 금속 힘줄로 손가락을 당기고, 모터를 꺼도 쥔 채 버티는(역구동이 안 되는) 구동을 골랐다고 발표했습니다. 피규어는 손 모터의 종류와 수를 밝히지 않았습니다(공개·보도 기준).

비유

손가락 구동기는 자전거를 가장 가벼운 기어에 놓고 언덕을 오르는 것과 닮았습니다. 페달(모터)을 여러 바퀴 돌려도 자전거(손끝)는 조금씩 나아가지만, 그 대신 가파른 길도 적은 힘으로 오릅니다.

비유가 맞지 않는 곳

자전거는 페달을 멈추면 언덕에서 뒤로 밀리지만, 리드가 작은 리드스크류는 나사산의 마찰 때문에 제자리에 버팁니다. 대신 그 마찰 때문에 앞 문단의 예처럼 효율이 절반에 못 미칠 수 있어서, 배터리로 움직이는 손에서는 버티는 힘과 효율을 맞바꾸는 셈입니다.

04 · 방식 비교

같은 일을 하는 다른 방식

크기·힘·정밀도·가격으로 본 방식 비교
방식	크기	힘	정밀도	가격	쓰이는 곳
코어리스 모터	지름 몇 mm짜리 작은 제품도 있음 · 철심이 없어 가벼움	작음 · 코일이 도는 브러시 방식은 과부하를 오래 견디지 못함	철심 없는 코일이라 덜컥거림(코깅) 없이 부드럽게 돎	한 개 값은 낮은 편이지만 손 하나에 여럿	의수와 로봇 손의 손가락 구동기(제조사 기술 글)
소형 기어헤드	지름 3.4~44 mm 제품군 · 단을 쌓을수록 길어짐	감속비만큼 키움 · 단마다 마찰 손실	기어 사이 틈(백래시)이 조금 남음	중간 · 아주 작은 기어의 정밀 가공	작은 모터의 끝, 선택 사양 Dex3-1처럼 감속비만 밝힌 손가락 관절 모듈(감속 방식은 미공개)
소형 리드스크류	가는 나사와 너트 · 표준 지름 2 mm부터	리드가 작을수록 큼 · 스스로 잠겨 버팀	한 바퀴에 조금씩 나가 위치를 촘촘히 맞춤	낮음 · 구조가 단순하고 윤활 없이 쓰는 제품도 있음	손가락 직선 구동기, 작은 이송 장치
볼스크류08강에서 뜯어보기	구슬과 순환 통로가 너트에 들어감	효율 90% 안팎 · 힘 손실이 작음	구름 접촉이라 움직임이 매끄러움	높은 편 · 구슬과 홈을 정밀 가공	연구용 ILDA 손의 손가락 구동(논문), 공작기계 이송축

산업용 팔에서는

공장 그리퍼에는 압축 공기로 피스톤을 밀어 손가락을 닫는 공압식도 많습니다. 예를 들어 무게 0.27 kg인 한 공압 평행 그리퍼는 손가락마다 3 mm를 움직여 720 N으로 닫힙니다(6 bar 기준). 공장 배관이 압축 공기를 대 주니 단순하고 힘이 셉니다. 배터리로 다니는 휴머노이드는 공기 배관을 끌고 다닐 수 없어서, 손가락마다 작은 전기 구동기를 넣고 그 효율과 열까지 따져야 합니다.

05 · 공급망 표

누가 만들고, 한 대에 몇 개 들어가나

방식마다 부품을 만드는 기업과 상장 시장·종목 코드, 공개된 공급 관계를 모았습니다. 위에서 부품을 고르면 그 부품의 방식이 강조됩니다.

실시간 주가나 투자 추천이 아닌 사업 구조 학습 자료입니다.

어느 로봇에 납품하거나 쓰이는지는 ‘확인’ 표시가 붙은 공급 관계에서만 알 수 있습니다.

확인: 공시나 공식 발표에 고객 이름이 나옵니다.
고객 미공개: 회사가 고객 이름 없이 공식적으로 밝혔습니다.
보도: 주요 언론·증권사 보도입니다. 매체와 날짜를 함께 적습니다.

방식별로 부품을 만드는 기업과 공개된 공급 관계
기업	국가	상장	공급 관계
코어리스 모터회전자에 쇠 철심을 넣지 않고 구리 코일만 감아 만든 작은 모터입니다. 회전 부분이 가벼워 빨리 돌고 멈추며, 손가락처럼 좁은 곳에 넣기 좋습니다.쓰이는 곳 Unitree G1·Tesla Optimus·Figure 공개 자료에는 나오지 않습니다.
이 방식을 만드는 기업
맥슨	스위스	비상장	이 자료에 실린 공급 관계 없음
파울하버	독일	비상장	이 자료에 실린 공급 관계 없음
밍즈전기	중국	상하이 603728	이 자료에 실린 공급 관계 없음
소형 기어헤드작은 모터 끝에 붙여 빠른 회전을 느리고 힘 있는 회전으로 바꾸는 지름 몇 mm짜리 감속기입니다. 작은 유성 기어를 여러 단 겹치거나 파동기어를 씁니다.쓰이는 곳 Unitree G1·Tesla Optimus·Figure 공개 자료에는 나오지 않습니다.
이 방식을 만드는 기업
하모닉 드라이브 시스템즈	일본	도쿄 6324	이 자료에 실린 공급 관계 없음
맥슨	스위스	비상장	이 자료에 실린 공급 관계 없음
파울하버	독일	비상장	이 자료에 실린 공급 관계 없음
밍즈전기	중국	상하이 603728	이 자료에 실린 공급 관계 없음
소형 리드스크류나사축이 돌면 너트가 미끄러지며 앞뒤로 움직여, 작은 모터의 회전을 손가락을 밀고 당기는 직선 움직임으로 바꿉니다. 구조가 단순하고 작지만 쇠구슬이 구르는 볼스크류보다 마찰이 큽니다.쓰이는 곳 Unitree G1·Tesla Optimus·Figure 공개 자료에는 나오지 않습니다.
이 방식을 만드는 기업
파울하버	독일	비상장	이 자료에 실린 공급 관계 없음
헤이든 커크 피트먼	미국	모회사 AMETEK · 뉴욕 AME	이 자료에 실린 공급 관계 없음

로봇 한 대에 들어가는 수

강의마다 세는 대상이 다르니 숫자 옆 설명을 함께 보세요. 공개되지 않은 값은 미공개로 둡니다.

Unitree G1뜯어보는 로봇14개
선택 사양 Dex3-1 양손의 모터 수입니다. 제품 페이지는 소형 브러시리스 모터라고만 적고, 코일에 철심이 있는지는 밝히지 않습니다.
출처 · 유니트리 Dex3-1 손 공식 제품 페이지(모터 7개·촉각 센서 배열)
Tesla Optimus12개
2022 AI Day 시제품의 양손 액추에이터 수입니다. 손가락은 금속 힘줄로 당기고, 모터를 꺼도 쥔 채 버티는 구동이라고 발표했습니다.
출처 · 테슬라 AI Day 2022 공식 영상(Tesla 유튜브, 로봇 하드웨어·액추에이터 발표 29:15~47:24)
Figure미공개
손 모터의 수와 종류를 Figure 02·03 발표 모두 밝히지 않았습니다.
출처 · 피규어 Figure 02 공개 보도자료(PR Newswire, 2024-08-06, "4th generation hands")

공급망 지도에서 전체 보기 이 강의의 기업 모아 보기

06 · 투자자 관점

무엇이 이익이 되고, 무엇이 과대 해석인가

손가락 구동기는 손 하나에 여러 벌 들어가는 수량 부품이라 휴머노이드가 늘면 물량도 늡니다. 다만 몇 벌인지는 손 설계마다 크게 다릅니다. 한 소형 모터 제조사는 복잡한 손에 구동 장치가 20개 넘게 쓰이는 경우가 많다고 설명하지만, 수를 밝힌 두 로봇의 손은 한 손 7개(G1 선택 사양 Dex3-1)·6개(옵티머스 2022 시제품)로 그보다 적습니다. 그리고 돈이 어디로 가는지는 개수보다 사는 단위가 정합니다. 로봇 회사가 모터만 사서 기어헤드·나사와 직접 묶으면 모터 회사의 몫은 모터 값에 그치고, 구동기를 통째로 사면 그 묶음이 한 회사로 갑니다. 모터만 사는지 구동기를 통째로 사는지가 부품 회사의 몫을 정합니다. 큰 로봇 회사는 구동기를 아예 직접 설계하기도 하고, 이 부품을 만드는 회사들은 의료·자동화 장비에도 오래 팔아 와서 로봇 손이 매출의 얼마인지는 실적 자료로 따로 봐야 합니다.

07 · 뉴스 해부 연습

이 기사, 무엇을 더 확인할까

아래 기사를 읽고 더 확인해야 할 것을 모두 고른 뒤 "확인"을 누르세요. 항목마다 이유가 열립니다.

학습용 가상 뉴스

소형 모터 업체 B사, "휴머노이드 손용 코어리스 모터 첫 공급"… 수량은 비공개

08 · 퀴즈와 다음 부품

세 문제로 확인하기

세 문제를 모두 맞히면 이 강의를 완료로 기록합니다.

이 모델처럼 감속비 16:1, 리드 0.5 mm인 구동기에서 모터가 10바퀴 돌면 너트는 얼마나 움직이나?
코어리스 모터의 "코어리스"가 뜻하는 것은?
리드가 작은 리드스크류를 손가락 구동에 쓰는 이유로 옳은 것은?

다음에 뜯어볼 부품

손가락이 물건을 쥐었다면 얼마나 세게 쥐었는지도 알아야 합니다. 다음 강의에서는 손끝의 촉각 센서를 살펴보고, 종이컵을 찌그러뜨리지 않고 드는 힘을 직접 찾아봅니다.

손 안의 작은 모터와 감속기