LOCATEWISE 로봇 아카데미 · 베타

08 / 30 · 관절

직선 구동: 롤러스크류와 볼스크류

01 · 뜯어볼 부품

스크류는 모터의 회전을 밀고 당기는 직선 움직임으로 바꿔, 다리에 근육 같은 큰 힘을 냅니다.

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

볼트를 돌리지 못하게 너트만 잡고 볼트를 돌리면 너트가 앞으로 나갑니다. 스크류 액추에이터는 이 원리로 모터의 회전을 직선 움직임으로 바꿉니다. 이 모델은 나사가 한 바퀴에 2 mm 나가므로 모터가 10바퀴 돌면 로드가 20 mm 나갑니다. 한 바퀴에 조금씩만 나가게 만들수록 같은 모터로 더 센 힘을 냅니다.

그냥 나사는 맞닿은 면이 미끄러져 마찰이 커서, 나사축과 너트 사이에 구르는 부품을 넣습니다. 볼스크류는 쇠구슬이 굴러 마찰을 줄이며, 제조사 자료로는 구동 토크가 미끄럼 나사의 3분의 1 이하입니다. 유성 롤러스크류는 구슬 대신 나사산이 있는 롤러가 행성처럼 돌아 닿는 면이 넓고, 큰 하중과 오랜 사용에 맞는다는 것이 제조사들의 설명입니다. 볼스크류보다 훨씬 큰 힘을 전한다고 소개하는 제조사도 있습니다.

세 로봇 가운데 스크류를 쓴다고 밝힌 것은 옵티머스뿐입니다. 테슬라는 2022 시제품의 직선 액추에이터 3종(500·3,900·8,000 N)에 유성 롤러와 역(인버티드) 유성 스크류를 썼다고 발표했습니다. 무릎은 이 직선 액추에이터가 네 막대 링크를 밀어 굽히는 구조이고, 직선 액추에이터로 약 0.5톤짜리 그랜드 피아노를 들어 올리는 시험도 보여 줬습니다. G1은 공개 분해 자료상 회전 액추에이터만 쓰며 발목도 위쪽에 둔 모터 두 개가 막대 두 개로 움직이고, 피규어가 다리에 직선 액추에이터를 쓰는지는 발표된 적이 없습니다.

비유

스크류 액추에이터는 다리 근육과 닮았습니다. 근육이 줄었다 늘었다 하며 뼈를 당겨 무릎을 굽히듯, 직선 액추에이터는 로드를 밀고 당겨 링크로 이어진 관절을 굽힙니다. 테슬라도 무릎을 링크 구조로 만든 이유를 사람 무릎에 빗대어 설명했습니다.

비유가 맞지 않는 곳

근육은 당기기만 하지만 스크류는 밀기와 당기기를 모두 합니다. 또 보통 볼트·너트는 마찰 때문에 저절로 풀리지 않는 반면, 볼·롤러스크류는 마찰이 작아 바깥에서 밀면 거꾸로 돌 수 있습니다. 그래서 무게를 받친 채 멈춰 있으려면 모터가 계속 힘을 내거나 브레이크가 있어야 합니다.

04 · 방식 비교

같은 일을 하는 다른 방식

크기·힘·정밀도·가격으로 본 방식 비교
방식크기힘정밀도가격쓰이는 곳
유성 롤러스크류같은 힘이면 더 작게 · 롤러 여러 개가 너트 안에매우 큼 · 닿는 면이 넓음높음 · 단단하고 오래 감높음 · 롤러와 나사산을 정밀하게 갈아 만듦옵티머스 직선 액추에이터 3종(2022 발표), 전동 프레스·디스펜싱 장치
볼스크류같은 힘이면 더 굵고 김중간~큼 · 구슬이 점으로 닿음높음 · 연삭형은 정밀, 전조형은 값이 쌈낮음~중간 · 대량 생산되는 표준품공작기계·자동화 장비의 이송축, 전동 실린더, NSK가 휴머노이드를 겨냥해 개발 중인 직선 액추에이터

산업용 팔에서는

공장에서 볼스크류는 공작기계와 자동화 장비의 테이블을 정밀하게 옮기는 가장 흔한 직선 부품이고, 롤러스크류는 유압 실린더를 전기 구동으로 바꾸는 프레스처럼 큰 힘이 드는 곳에 쓰입니다. 산업용 로봇 팔의 관절은 대부분 회전형이라 스크류가 관절에 들어가는 일은 드뭅니다. 휴머노이드에서는 스크류가 다리뼈를 따라 놓여 근육처럼 관절을 밀고 당기므로, 무게·크기·충격 내구성을 공장 기계와는 다른 기준으로 맞춰야 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
기업국가상장공급 관계
유성 롤러스크류나사산이 있는 작은 롤러 여러 개가 나사축 둘레를 돌며 회전을 직선 움직임으로 바꿉니다. 닿는 면이 넓어 큰 힘을 견딥니다.쓰이는 곳
  • Tesla Optimus 다리 공식 자료 출처직선 액추에이터 3종은 유성 롤러와 역(인버티드) 롤러스크류를 기어열로 쓴다고 발표했습니다(43:30). 무릎은 이 직선 액추에이터가 링크를 밀어 움직이는 구조로 소개됐습니다(37:20~39:20).
이 방식을 만드는 기업
셰플러독일독일 SHA0이 자료에 실린 공급 관계 없음
보쉬 렉스로스독일비상장이 자료에 실린 공급 관계 없음
볼스크류나사축과 너트 사이에서 쇠구슬이 구르며 회전을 직선 움직임으로 바꿉니다. 마찰이 적고 널리 쓰입니다.쓰이는 곳

Unitree G1·Tesla Optimus·Figure 공개 자료에는 나오지 않습니다.

이 방식을 만드는 기업
삼익THK한국코스피 004380이 자료에 실린 공급 관계 없음
THK일본도쿄 6481이 자료에 실린 공급 관계 없음
NSK일본도쿄 6471이 자료에 실린 공급 관계 없음
하이윈대만대만 2049이 자료에 실린 공급 관계 없음
셰플러독일독일 SHA0이 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

유성 롤러스크류는 롤러와 나사축의 나사산을 아주 정밀하게 갈아 만들어야 해서 볼스크류보다 비싼 편이고, 휴머노이드가 다리에 직선 액추에이터를 쓰면 대당 금액이 큰 부품이 됩니다. 하지만 이 강의의 세 로봇 가운데 공식 근거는 옵티머스 2022 시제품 발표뿐이고, 직선 액추에이터가 몇 개인지도, 양산형이 같은 설계인지도 공개되지 않았습니다. 볼스크류 쪽 설계도 나오고 있습니다(NSK는 휴머노이드를 겨냥한 액추에이터를 소개하며 직선형에 볼스크류를 썼고 2028년 출시가 목표라고 밝혔습니다). 롤러스크류를 만든다는 사실만으로 휴머노이드 매출을 셈할 수는 없습니다.

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

한 베어링 업체, "휴머노이드용 롤러스크류 양산 설비에 300억 원 투자" 발표

08 · 퀴즈와 다음 부품

세 문제로 확인하기

세 문제를 모두 맞히면 이 강의를 완료로 기록합니다.

  1. 스크류 액추에이터에서 나사축이 돌 때 앞뒤로 움직이는 부품은?

  2. 이 모델처럼 나사가 한 바퀴에 2 mm 나갈 때, 모터가 10바퀴 돌면 로드는?

  3. 옵티머스 직선 액추에이터에 대해 2022 AI Day 발표로 확인되는 것은?

다음에 뜯어볼 부품

마지막 관절 강의에서는 관절이 스스로를 느끼게 하는 엔코더·토크 센서와, 관절의 무게를 받치는 크로스 롤러 베어링을 뜯어봅니다.