04 / 30 · 관절
관절 하나에 들어가는 것: 액추에이터 모듈
01 · 뜯어볼 부품
관절 하나는 모터·감속기·센서·드라이버·베어링을 한 통에 넣은 액추에이터가 움직입니다.
완료한 강의
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.
드라이버
배터리 전기를 모터가 쓰는 전류로 바꿔 보내는 회로 기판입니다. 제어기의 명령을 받아 모터를 얼마나 세게 돌릴지 정합니다. 4장 "전력 반도체와 모터 드라이버"에서 자세히 봅니다.
공급망 표에 따로 싣지 않은 부품입니다.
모터
전기를 회전으로 바꾸는 이 통의 심장입니다. 빠르게 돌지만 그 자체의 힘(토크)은 작습니다. 로봇 관절에는 케이스 없이 몸체에 바로 끼우는 프레임리스 모터를 많이 씁니다.
엔코더
모터 축이 얼마나 돌았는지 재어 드라이버에 알려 줍니다. 이 값이 없으면 다음에 어느 코일에 전기를 넣을지도, 관절이 지금 어디 있는지도 알 수 없습니다.
감속기
모터의 빠른 회전을 느리게 바꾸는 대신 힘을 키웁니다. 이 모델은 유성 기어 1단(3.75:1)입니다. 실제 로봇에는 유성·하모닉·사이클로이드 가운데 하나가 들어가며 6·7강에서 따로 뜯어봅니다.
03 · 원리
어떻게 움직이나
로봇 관절 하나를 열면 다섯 가지가 한 줄로 늘어서 있습니다. 전기를 보내는 드라이버, 그 전기로 도는 모터, 모터가 얼마나 돌았는지 재는 엔코더, 빠른 회전을 느리고 센 회전으로 바꾸는 감속기, 관절에 걸리는 무게를 받치는 베어링입니다. 이 다섯을 한 통에 묶은 것이 액추에이터 모듈이고, 휴머노이드의 팔다리는 이런 통을 관절마다 하나씩 이어 붙인 구조입니다.
한 통으로 묶는 이유는 무게와 배선입니다. 부품을 흩어 놓으면 전선과 고정 부품이 늘고 관절이 굵어집니다. 한 통에 넣으면 열을 빼는 길도 하나로 정리됩니다. 맥슨의 HEJ처럼 모터·유성 감속기·크로스 롤러 출력 베어링·제어기를 한 통에 넣어 파는 제품도 있습니다. 대신 관절마다 필요한 힘과 크기가 달라 통의 종류가 많아지면 대량 생산의 이점이 줄어듭니다. 테슬라는 2022 AI Day에서 관절 28개를 하나하나 맞춤 설계하면 종류가 너무 많아진다며, 여러 관절이 같이 쓰는 설계를 찾아 회전형 3종·직선형 3종, 모두 6종으로 줄였다고 발표했습니다.
공개 자료로 보면 세 로봇의 선택은 갈립니다. G1은 공식 사양상 관절 자유도가 23개(기본형)이고, 공개 분해 자료에서는 엉덩이·무릎·어깨·팔꿈치에 모터와 2단 유성 감속기(약 15:1)를 묶은 같은 구조의 회전 액추에이터를 크기만 바꿔 썼습니다. 옵티머스(2022 시제품)는 관절 28개(어깨 6·팔꿈치 2·손목 6·몸통 2·엉덩이 6·무릎 2·발목 4)를 움직이며, 회전형 액추에이터에는 하모닉 감속기를, 직선형에는 롤러스크류를 썼다고 발표했습니다. 피규어는 Figure 03의 액추에이터를 자체 설계했다고만 밝혔고 수와 방식은 공개하지 않았습니다.
비유
관절 하나는 자동차 한 대의 구동계를 손바닥만 하게 줄인 것과 같습니다. 모터는 엔진, 감속기는 변속기, 드라이버는 엔진 제어 장치, 엔코더는 속도계 역할을 합니다. 테슬라도 2022 AI Day에서 로봇 액추에이터를 자동차 구동계 설계 경험을 가져와 만들었다고 설명했습니다.
비유가 맞지 않는 곳
자동차는 엔진 하나가 바퀴를 모두 돌리지만, 로봇은 관절마다 이 세트가 따로 있어 수십 벌이 한 몸에 들어갑니다. 또 자동차 변속기는 멈춘 채 무게를 버틸 일이 드물지만 로봇 관절은 서 있기만 해도 계속 힘을 내야 해서, 열과 전력 소모가 설계의 중심이 됩니다.
04 · 방식 비교
같은 일을 하는 다른 방식
| 방식 | 크기 | 힘 | 정밀도 | 가격 | 쓰이는 곳 |
|---|---|---|---|---|---|
| 유성 감속기07강에서 뜯어보기 | 모터 지름이 커서 관절이 두툼함 | 중간 · 밖에서 밀면 관절이 따라 돌아 충격을 흘려보냄 | 기어 틈(백래시)이 있어 출력 쪽 위치를 따로 읽어 보완 | 낮은 편 · 기어 가공이 비교적 쉬움 | 저감속 유성 회전 액추에이터: G1 엉덩이·무릎·어깨·팔꿈치(분해 자료) |
| 하모닉 감속기06강에서 뜯어보기 | 얇고 가벼움 · 한 단으로 크게 감속 | 크기에 비해 큼 · 밖에서 밀면 잘 돌아가지 않음 | 틈이 거의 없어 위치가 정확함 | 높은 편 · 정밀 가공 부품 | 고감속 회전 액추에이터: 옵티머스 회전형 3종(20·110·180 N·m, 2022 발표) |
| 유성 롤러스크류08강에서 뜯어보기 | 길쭉함 · 다리뼈를 따라 놓임 | 매우 큼 · 회전을 미는 힘으로 바꿈 | 나사 이송이라 위치를 맞추기 쉬움 | 높음 · 나사산 가공이 까다로움 | 직선 액추에이터: 옵티머스 직선형 3종(500·3,900·8,000 N, 2022 발표) |
산업용 팔에서는
산업용 로봇 팔은 보통 관절이 6개이고, 바닥에 고정된 채 공장 전기를 받아 씁니다. 모터·감속기·센서를 따로 사서 팔 안에 조립하는 경우가 많고, 무게보다 반복 정밀도와 수명을 먼저 따집니다. 휴머노이드는 관절이 20~30개 안팎이고 배터리로 움직이며 모든 관절을 몸에 싣고 걸어야 하므로, 같은 힘을 더 가볍고 작은 통에 넣는 통합 설계가 훨씬 중요해집니다.
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.
| 기업 | 국가 | 상장 | 공급 관계 |
|---|---|---|---|
| 통합 관절 액추에이터모터·감속기·센서·제어기를 한 덩어리로 묶어 관절 하나를 통째로 움직이는 부품입니다.쓰이는 곳 Unitree G1·Tesla Optimus·Figure 공개 자료에는 나오지 않습니다. | |||
| 이 방식을 만드는 기업 | |||
| 셰플러 | 독일 | 독일 SHA0 |
|
| 하모닉 드라이브 시스템즈 | 일본 | 도쿄 6324 | 이 자료에 실린 공급 관계 없음 |
| 에스피지 | 한국 | 코스닥 058610 | 이 자료에 실린 공급 관계 없음 |
| 맥슨 | 스위스 | 비상장 | 이 자료에 실린 공급 관계 없음 |
| 로보티즈 | 한국 | 코스닥 108490 | 이 자료에 실린 공급 관계 없음 |
| 리더드라이브 | 중국 | 상하이 688017 | 이 자료에 실린 공급 관계 없음 |
| 프레임리스 모터바깥 케이스와 축 없이 회전자와 고정자만 공급해 관절 몸체 안에 바로 끼워 넣는 모터입니다.쓰이는 곳 Unitree G1·Tesla Optimus·Figure 공개 자료에는 나오지 않습니다. | |||
| 이 방식을 만드는 기업 | |||
| 맥슨 | 스위스 | 비상장 | 이 자료에 실린 공급 관계 없음 |
| 리더드라이브 | 중국 | 상하이 688017 | 이 자료에 실린 공급 관계 없음 |
| 노반타 | 미국 | 나스닥 NOVT | 이 자료에 실린 공급 관계 없음 |
유성 감속기가운데 기어 둘레를 작은 기어 여러 개가 돌며 감속합니다. 감속비가 낮으면 바깥 힘에 관절이 밀려 돌아가기(역구동) 쉽습니다.쓰이는 곳
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| 이 방식을 만드는 기업 | |||
| 하모닉 드라이브 시스템즈 | 일본 | 도쿄 6324 |
|
| 에스비비테크 | 한국 | 코스닥 389500 |
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| 에스피지 | 한국 | 코스닥 058610 | 이 자료에 실린 공급 관계 없음 |
| 맥슨 | 스위스 | 비상장 | 이 자료에 실린 공급 관계 없음 |
엔코더축이 어느 방향으로 얼마나 돌았는지 읽어 제어기에 알려 주는 위치 센서입니다.쓰이는 곳
| |||
| 이 방식을 만드는 기업 | |||
| 맥슨 | 스위스 | 비상장 | 이 자료에 실린 공급 관계 없음 |
| 노반타 | 미국 | 나스닥 NOVT | 이 자료에 실린 공급 관계 없음 |
| 크로스 롤러 베어링원기둥 롤러를 하나씩 직각으로 엇갈려 놓아, 얇은 베어링 하나로 여러 방향의 하중을 함께 받칩니다.쓰이는 곳 | |||
| 이 방식을 만드는 기업 | |||
| 삼익THK | 한국 | 코스피 004380 | 이 자료에 실린 공급 관계 없음 |
| THK | 일본 | 도쿄 6481 | 이 자료에 실린 공급 관계 없음 |
| 닛폰 톰슨(IKO) | 일본 | 도쿄 6480 | 이 자료에 실린 공급 관계 없음 |
| 하이윈 | 대만 | 대만 2049 | 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 로봇23개
기본형의 관절 자유도(공식 사양)입니다. 선택 사양을 더한 EDU 모델은 23~43개입니다.
출처 · 유니트리 G1 공식 사양(관절 자유도·관절 모터·관절 베어링·엔코더) - Tesla Optimus28개
2022 AI Day 시제품의 몸통·팔·다리 액추에이터 수입니다. 손은 한 손에 액추에이터 6개(자유도 11)가 따로 있습니다. 이후 세대의 수는 공식 발표로 확인하지 못했습니다.
출처 · 테슬라 AI Day 2022 공식 영상(Tesla 유튜브, 로봇 하드웨어·액추에이터 발표 29:15~47:24) - Figure미공개
Figure 03 발표는 액추에이터를 자체 설계했다고만 밝혔습니다.
출처 · 피규어 Figure 03 공개 발표(2025-10-09, 액추에이터 자체 설계만 밝히고 수와 방식은 밝히지 않음)
06 · 투자자 관점
무엇이 이익이 되고, 무엇이 과대 해석인가
관절 하나의 원가는 모터·감속기·베어링·센서·드라이버로 나뉘고, 이것을 누가 한 덩어리로 묶느냐에 따라 이익이 가는 곳이 달라집니다. 완성 로봇 회사가 액추에이터를 직접 설계하면 부품 회사는 모듈이 아니라 낱개 부품을 팔게 되고, 모듈 회사는 직접 설계하지 않는 로봇 회사들을 두고 경쟁합니다. 그래서 "관절 수 × 생산 대수 = 액추에이터 매출"이라는 곱셈은 과대 해석입니다. 누가 조립하는지, 한 개 단가가 얼마인지, 그 설계가 양산형에도 남는지가 빠져 있기 때문입니다.
07 · 뉴스 해부 연습
이 기사, 무엇을 더 확인할까
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한 미국 휴머노이드 업체, 관절 액추에이터 설계를 6종에서 4종으로 줄인다
한 설계가 맡는 관절이 많을수록 그 설계의 한 해 물량이 커집니다. 부품 회사의 매출 규모는 "몇 종"보다 "한 종이 몇 개"가 정합니다.
직접 만든다면 밖에서 사는 것은 모터·감속기·베어링 같은 낱개 부품입니다. 모듈 회사와 부품 회사 가운데 어디로 주문이 가는지가 여기서 갈립니다.
설계 가짓수와 관절 개수는 다른 숫자입니다. 테슬라도 관절 28개의 액추에이터를 설계 6종으로 묶었을 뿐 관절을 줄이지 않았습니다.
가짓수를 줄이면 시험·금형·재고 부담이 줄어 양산이 쉬워지지만, 남은 설계는 여러 관절의 요구를 한꺼번에 맞춰야 해서 어떤 관절에는 필요보다 크고 무거울 수 있습니다. 가짓수의 비율로 원가를 셈할 수는 없습니다.
08 · 퀴즈와 다음 부품
세 문제로 확인하기
세 문제를 모두 맞히면 이 강의를 완료로 기록합니다.
액추에이터 안에서 모터의 빠른 회전을 느리고 힘센 회전으로 바꾸는 부품은?
테슬라가 2022 AI Day에서 관절 28개의 액추에이터 설계를 6종으로 줄인 이유로 든 것은?
공개 분해 자료로 본 G1 엉덩이·무릎 관절의 구조는?
다음에 뜯어볼 부품
다음 강의에서는 이 통의 심장인 모터를 꺼내, 고정자 코일과 회전자 자석이 전기를 회전으로 바꾸는 과정과 케이스 없는 프레임리스 모터를 뜯어봅니다.