06 / 30 · 관절

감속기 ① 하모닉: 작고 정밀한 관절

01 · 뜯어볼 부품

하모닉 감속기는 얇은 금속 컵을 타원으로 휘어 이를 맞물려, 작은 통 하나로 회전을 크게 줄입니다.

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

하모닉 감속기(파동기어)는 부품 세 개로 됩니다. 모터에 붙는 타원형 캠인 웨이브 제너레이터, 바깥에 이가 난 얇은 금속 컵인 플렉스스플라인, 안쪽에 이가 난 단단한 링인 서큘러 스플라인입니다. 캠이 컵을 타원으로 눌러, 타원의 긴 쪽 두 곳에서만 컵의 이가 링의 이와 맞물립니다.

링은 컵보다 이가 2개 많습니다. 그래서 캠이 한 바퀴 돌아 맞물리는 자리가 한 바퀴 도는 동안 컵은 이 2개만큼만 반대 방향으로 밀려 납니다. 이가 200개인 컵이라면 캠 100바퀴에 컵이 한 바퀴, 곧 100:1입니다. 제조사 자료로는 한 단으로 30:1에서 320:1까지 만들 수 있고, 늘 전체 이의 30%쯤이 함께 맞물려 틈(백래시)이 거의 없습니다.

약점은 되돌리기 어렵다는 점입니다. 감속비가 크면 바깥에서 관절을 밀어도 그 힘이 모터까지 잘 전해지지 않아(역구동이 어렵다), 부딪힘을 느끼려고 출력 쪽에 토크 센서를 따로 다는 경우가 많습니다. 옵티머스(2022 시제품)는 바로 이 하모닉을 회전 액추에이터 3종의 기어열로 골랐다고 발표했습니다. G1은 반대로, 공개 분해 자료상 하모닉 대신 저감속 유성 기어를 택했습니다. 정밀도와 역구동 가운데 무엇을 앞세울지에 두 로봇이 서로 다른 답을 낸 셈이고, 피규어의 답은 아직 알려지지 않았습니다.

비유

타원으로 눌린 컵이 링 안쪽을 따라 맞물리는 자리를 옮기는 모습은, 애벌레가 몸에 물결을 보내며 조금씩 나아가는 것과 닮았습니다. 물결(맞물리는 자리)은 빠르게 한 바퀴를 돌지만 몸(컵)은 아주 조금만 움직입니다.

비유가 맞지 않는 곳

애벌레는 앞으로 기어가지만 컵은 제자리에서 돌 뿐이고, 맞물리는 곳은 언제나 마주 보는 두 군데입니다. 또 애벌레 몸과 달리 금속 컵은 캠이 한 바퀴 돌 때마다 두 번씩 휘었다 펴지기를 끝없이 되풀이해야 해서, 금속 피로를 견디는 가공·열처리 품질이 수명과 가격을 정합니다.

04 · 방식 비교

같은 일을 하는 다른 방식

크기·힘·정밀도·가격으로 본 방식 비교
방식크기힘정밀도가격쓰이는 곳
하모닉 감속기납작하고 가벼움 · 한 단으로 30:1~320:1크기 대비 큼 · 큰 충격에는 얇은 컵이 약점틈이 거의 없음높음 · 얇은 컵의 정밀 가공과 열처리협동로봇 관절, 산업용 팔 손목, 옵티머스 회전 액추에이터(2022 발표)
유성 감속기07강에서 뜯어보기한 단 감속비가 작아 크게 줄이려면 단을 쌓아 길어짐기어 여러 개가 나눠 받아 큼기어 사이 틈이 있음낮음 · 표준 기어 가공G1 엉덩이·무릎·어깨·팔꿈치(분해 자료), 서보 모터용 기어헤드
사이클로이드(RV) 감속기07강에서 뜯어보기두껍고 무거움가장 큼 · 충격에 강함틈이 작고 비틀림에 단단함높음 · 원판 곡면의 정밀 가공중·대형 산업용 로봇의 관절

산업용 팔에서는

산업용 로봇 팔에서 하모닉 감속기는 무게가 덜 걸리는 손목 쪽 관절에 주로 들어가고, 큰 하중을 받는 허리·어깨 쪽은 사이클로이드(RV) 감속기가 맡는 경우가 많습니다. 협동로봇은 팔 전체를 가볍게 해야 해서 관절 대부분에 하모닉을 씁니다. 휴머노이드 관절에는 착지와 넘어짐의 충격이 그대로 들어오므로, 정밀하지만 충격에 약한 하모닉을 어느 관절에 쓸지가 산업용 팔보다 까다로운 선택입니다.

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
기업국가상장공급 관계
하모닉 감속기얇은 금속 컵을 타원으로 휘게 해 맞물리는 자리를 옮기며 크게 감속합니다. 작고 덜컹거림(백래시)이 거의 없습니다.쓰이는 곳
  • Tesla Optimus 위치 미공개 공식 자료 출처회전 액추에이터 3종(20·110·180 N·m, 42:46 화면)의 기어열은 파동기어(하모닉)라고 발표했습니다(42:59~43:14). 회전 액추에이터가 어느 관절에 들어가는지는 발표하지 않아 부위는 미확인으로 둡니다.
이 방식을 만드는 기업
하모닉 드라이브 시스템즈일본도쿄 6324
에스비비테크한국코스닥 389500
에스피지한국코스닥 058610이 자료에 실린 공급 관계 없음
맥슨스위스비상장이 자료에 실린 공급 관계 없음
리더드라이브중국상하이 688017이 자료에 실린 공급 관계 없음
하이윈대만대만 2049이 자료에 실린 공급 관계 없음

로봇 한 대에 들어가는 수

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

공급망 지도에서 전체 보기이 강의의 기업 모아 보기

06 · 투자자 관점

무엇이 이익이 되고, 무엇이 과대 해석인가

하모닉 감속기는 얇은 컵이 끝없이 휘어도 깨지지 않게 만드는 가공·열처리 기술과 품질 기록이 진입 장벽이라, 기술이 검증된 회사가 값을 지키기 쉬운 부품입니다. 협동로봇과 산업용 팔 손목에서 이미 매출이 나는 시장이기도 합니다. 그러나 "휴머노이드는 곧 하모닉"이라는 등식은 공개 자료와 맞지 않습니다. G1은 공개 분해 자료상 유성 감속기를 썼고, 옵티머스의 하모닉도 2022 시제품 발표 기준이며 몇 개가 들어가는지 공개되지 않았습니다. 공시에 "정밀 감속기"라고만 적힌 계약도 하모닉 수요로 셀 수 없습니다.

07 · 뉴스 해부 연습

이 기사, 무엇을 더 확인할까

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학습용 가상 뉴스

한 감속기 업체, "휴머노이드용 정밀 감속기" 공급 계약 공시… 고객은 비공개

08 · 퀴즈와 다음 부품

세 문제로 확인하기

세 문제를 모두 맞히면 이 강의를 완료로 기록합니다.

  1. 하모닉 감속기에서 타원으로 휘는 얇은 금속 컵의 이름은?

  2. 컵의 이가 200개, 링의 이가 202개일 때 감속비는?

  3. 감속비가 큰 하모닉 관절에서 부딪힘을 알아채려고 흔히 함께 다는 것은?

다음에 뜯어볼 부품

다음 강의에서는 큰 힘과 충격을 받는 관절에 쓰는 사이클로이드(RV) 감속기와 유성 감속기를 뜯어보고, G1이 왜 저감속 유성 기어를 골랐는지 봅니다.