휴머노이드 관절 모터란? 프레임리스·토크·발열 이해하기

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

모터 안에는 움직이지 않는 고정자와 그 안에서 도는 회전자가 있습니다. 고정자의 구리 코일에 전류를 흘리면 전자석이 되고, 드라이버가 코일 세 묶음에 순서대로 전류를 바꿔 넣으면 자기장이 원을 따라 돕니다. 회전자에 붙은 영구자석이 이 자기장에 끌려가면서 축이 돕니다. 다음에 어느 코일을 켤지 정하려면 회전자가 지금 어디 있는지 알아야 해서 모터에는 엔코더가 짝으로 붙습니다.

모터가 내는 힘(토크)은 지름이 클수록, 자석과 코일이 강할수록 커집니다. 그러나 큰 힘을 오래 내면 코일이 뜨거워지고, 온도가 한계에 가까워지면 힘을 줄여야 합니다. 그래서 관절 모터는 짧게 낼 수 있는 최대 토크와 계속 낼 수 있는 연속 토크를 따로 봐야 하고, 열을 몸체로 얼마나 잘 빼느냐가 성능을 정합니다. G1 분해에서는 부하가 큰 무릎 모터의 고정자에 구리 히트 파이프를 대어 열을 뺐습니다.

로봇용으로는 케이스·축·베어링을 빼고 고정자와 회전자만 공급하는 프레임리스 모터를 많이 씁니다. 로봇 회사는 이 둘을 관절 몸체에 바로 끼워 무게와 길이를 줄이고, 부품 회사들은 무릎·팔꿈치·손목처럼 좁은 자리를 겨냥한 제품을 내놓습니다. 세 로봇이 밝힌 모터 정보는 양이 크게 다릅니다. 유니트리는 G1 공식 사양에 관성이 작은 내전형(회전자가 안쪽) 영구자석 동기 모터(PMSM)라고 적었고, 테슬라는 옵티머스 회전 액추에이터에 맞춤 설계한 영구자석 모터를 넣었다고 발표했습니다. Figure 03 발표는 액추에이터가 두 배 빨라지고 무게당 토크가 좋아졌다는 성능만 밝혔을 뿐 모터 사양은 다루지 않았습니다.

비유

프레임리스 모터는 케이스 없이 파는 시계 무브먼트와 비슷합니다. 시계 회사가 무브먼트를 사서 자기 케이스에 넣듯, 로봇 회사는 고정자와 회전자만 사서 자기 관절 몸체에 넣습니다.

비유가 맞지 않는 곳

시계 무브먼트는 케이스 밖에서도 혼자 돌아가지만, 프레임리스 모터는 로봇 쪽 하우징이 고정자를 붙잡고 베어링이 축을 받쳐야 비로소 돕니다. 회전자와 고정자 사이의 좁은 틈을 맞추는 조립 정밀도와 열을 빼는 길까지 로봇 회사가 책임져야 합니다.

04 · 방식 비교

같은 일을 하는 다른 방식

크기·힘·정밀도·가격으로 본 방식 비교
방식	크기	힘	정밀도	가격	쓰이는 곳
프레임리스 모터	가장 작고 가벼움 · 관절 몸체가 곧 케이스	모터 지름과 열을 빼는 설계에 달림	함께 넣는 엔코더와 조립 정밀도에 달림	모터 값은 낮은 편이지만 설계·조립·시험 부담을 로봇 회사가 짐	관절을 직접 설계하는 휴머노이드·협동로봇, 무릎·팔꿈치·손목처럼 좁은 자리
통합 관절 액추에이터04강에서 뜯어보기	감속기·센서·드라이버까지 붙어 더 큼	제품 사양표에 연속·최대 토크가 정해져 나옴	엔코더와 제어기가 맞춰져 나옴	한 개 값은 높지만 개발 기간이 짧음	연구용·소량 생산 로봇, 관절 설계 인력이 적은 회사

산업용 팔에서는

공장 로봇의 모터는 케이스·축·베어링·엔코더·브레이크가 한 몸인 서보 모터가 기본이고, 공장의 교류 전기를 받습니다. 쉬지 않고 오래 도는 내구성과 고장 났을 때 통째로 바꾸는 편의가 무게보다 중요하기 때문입니다. 휴머노이드는 배터리의 직류 전기로 모터 수십 개를 몸에 싣고 다녀야 하므로, 케이스를 덜어 낸 프레임리스 모터를 관절 몸체에 바로 넣어 무게를 줄입니다.

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
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

로봇 한 대에 들어가는 수

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

Unitree G1뜯어보는 로봇23개
관절 자유도 23개(기본형 공식 사양)마다 모터가 하나씩입니다. 막대로 움직이는 발목도 자유도 2개에 모터 2개입니다(분해 자료). 모터 종류는 공식 사양상 관성이 작은 내전형 PMSM입니다.
출처 · 유니트리 G1 공식 사양(관절 자유도·관절 모터·관절 베어링·엔코더)
Tesla Optimus28개
몸통·팔·다리 액추에이터 28개에 모터가 하나씩 들어갑니다(2022 AI Day). 손 액추에이터 12개(한 손 6개)는 따로입니다. 모터가 프레임리스 형태인지는 발표하지 않았습니다.
출처 · 테슬라 AI Day 2022 공식 영상(Tesla 유튜브, 로봇 하드웨어·액추에이터 발표 29:15~47:24)
Figure미공개
관절 모터의 수와 형태를 밝히지 않았습니다.
출처 · 피규어 Figure 03 공개 발표(2025-10-09, 액추에이터 자체 설계만 밝히고 수와 방식은 밝히지 않음)

공급망 지도에서 전체 보기 이 강의의 기업 모아 보기

06 · 투자자 관점

무엇이 이익이 되고, 무엇이 과대 해석인가

모터는 관절 수만큼 들어가는 수량 부품이라 생산 대수가 늘면 물량이 곧바로 늘어납니다. 다만 프레임리스 모터는 의료기기와 자동화 장비 같은 다른 산업에도 오래 팔려 온 제품이라, 회사 전체 매출에서 휴머노이드가 차지하는 몫은 따로 확인해야 합니다. 원가에서는 영구자석의 값과 공급처가 큰 변수입니다(7장에서 다룹니다). 큰 로봇 회사가 모터를 직접 설계하면 외부 모터 회사는 재료나 생산만 맡게 될 수 있어서, "휴머노이드용 모터 개발" 발표는 매출보다 한참 앞 단계의 소식입니다.

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

모터 업체 A사, "휴머노이드용 고출력 프레임리스 모터 개발 완료" 발표

08 · 퀴즈와 다음 부품

세 문제로 확인하기

세 문제를 모두 맞히면 이 강의를 완료로 기록합니다.

모터에서 움직이지 않고 코일이 감겨 있는 부분은?
프레임리스 모터를 사면 보통 들어 있는 것은?
관절 모터 사양을 볼 때 열 때문에 따로 확인해야 하는 값은?

다음에 뜯어볼 부품

이제 모터의 빠른 회전을 백 분의 일로 줄여 힘을 키우는 하모닉 감속기로 넘어갑니다. 얇은 금속 컵이 휘면서 이가 맞물리는 원리를 뜯어봅니다.

모터: 전기를 회전으로

눌러서 뜯어보기

고정자(코일)

회전자 철심

영구자석

중공 축

관절 하우징