기어박스 기어

로봇 기어박스는 로봇 설계 및 기능의 특정 요구 사항에 따라 다양한 유형의 기어를 사용할 수 있습니다. 로봇 기어박스에 사용되는 일반적인 기어 유형은 다음과 같습니다.

  1. 스퍼 기어:스퍼 기어는 가장 간단하고 가장 일반적으로 사용되는 기어 유형입니다. 회전축과 평행한 직선 톱니를 가지고 있습니다. 스퍼 기어는 평행한 축 사이의 동력 전달에 효율적이며, 로봇 기어박스의 중속 기어에 자주 사용됩니다.
  2. 헬리컬 기어:헬리컬 기어는 기어 축에 대해 비스듬하게 절삭된 각진 이빨을 가지고 있습니다. 이 기어는 스퍼 기어에 비해 부드러운 작동과 더 높은 하중 지지력을 제공합니다. 로봇 관절이나 고속 로봇 팔처럼 저소음과 높은 토크 전달이 요구되는 분야에 적합합니다.
  3. 베벨 기어:베벨 기어는 원뿔 모양의 톱니를 가지고 있으며, 교차하는 축 사이의 운동을 전달하는 데 사용됩니다. 로봇 구동계의 차동 장치와 같이 동력 전달 방향을 변경하는 로봇 기어박스에 일반적으로 사용됩니다.
  4. 행성 기어:유성 기어는 중앙 기어(선 기어)를 중심으로 회전하는 하나 이상의 외부 기어(유성 기어)로 구성됩니다. 소형화, 높은 토크 전달, 그리고 감속 및 증폭의 다재다능함을 제공합니다. 유성 기어 세트는 로봇 팔이나 리프팅 메커니즘과 같이 토크가 높은 로봇 기어박스에 자주 사용됩니다.
  5. 웜기어:웜 기어는 나사 모양의 기어인 웜과 웜 휠이라는 맞물리는 기어로 구성됩니다. 웜 기어는 높은 감속비를 제공하며, 로봇 액추에이터나 리프팅 장치처럼 큰 토크 증폭이 필요한 분야에 적합합니다.
  6. 사이클로이드 기어:사이클로이드 기어는 사이클로이드 형상의 톱니를 사용하여 부드럽고 조용한 작동을 보장합니다. 높은 정밀도를 제공하며, 산업용 로봇이나 CNC 기계처럼 정밀한 위치 결정 및 모션 제어가 필수적인 로봇 기어박스에 자주 사용됩니다.
  7. 랙 앤 피니언:랙 앤 피니언 기어는 선형 기어(랙)와 원형 기어(피니언)가 맞물려 구성됩니다. 직교 로봇이나 로봇 갠트리와 같은 선형 운동 어플리케이션의 로봇 기어박스에 일반적으로 사용됩니다.

로봇 기어박스용 기어 선택은 목표 속도, 토크, 효율, 소음 수준, 공간 제약, 비용 고려 사항 등의 요인에 따라 달라집니다. 엔지니어는 로봇 시스템의 성능과 신뢰성을 최적화하기 위해 가장 적합한 기어 유형과 구성을 선택합니다.

로봇 팔 기어

로봇 팔은 제조 및 조립부터 의료 및 연구에 이르기까지 다양한 분야에서 사용되는 여러 로봇 시스템의 필수 구성 요소입니다. 로봇 팔에 사용되는 기어의 종류는 팔의 설계, 의도된 작업, 탑재량, 요구되는 정밀도 등의 요인에 따라 달라집니다. 로봇 팔에 사용되는 일반적인 기어 유형은 다음과 같습니다.

  1. 하모닉 드라이브:하모닉 드라이브(스트레인 웨이브 기어라고도 함)는 컴팩트한 디자인, 높은 토크 밀도, 그리고 정밀한 모션 제어 덕분에 로봇 팔에 널리 사용됩니다. 하모닉 드라이브는 웨이브 발생기, 플렉스 스플라인(얇은 두께의 유연한 기어), 그리고 원형 스플라인의 세 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다. 하모닉 드라이브는 백래시가 없고 높은 감속비를 제공하여 로봇 수술 및 산업 자동화와 같이 정밀한 위치 결정과 부드러운 모션이 필요한 분야에 적합합니다.
  2. 사이클로이드 기어:사이클로이드 기어(사이클로이드 드라이브 또는 사이클로 드라이브라고도 함)는 사이클로이드 형태의 톱니를 사용하여 부드럽고 조용한 작동을 구현합니다. 높은 토크 전달, 최소 백래시, 뛰어난 충격 흡수 기능을 제공하여 혹독한 환경이나 높은 하중 용량과 정밀성이 요구되는 로봇 팔에 적합합니다.
  3. 하모닉 행성 기어:하모닉 유성 기어는 하모닉 드라이브와 유성 기어의 원리를 결합한 기어입니다. 하모닉 드라이브의 플렉스스플라인과 유사한 유연한 링 기어와 중앙 선 기어를 중심으로 회전하는 여러 개의 유성 기어를 특징으로 합니다. 하모닉 유성 기어는 높은 토크 전달, 소형화, 정밀 모션 제어를 제공하여 픽앤플레이스 작업 및 자재 취급과 같은 로봇 팔에 적합합니다.
  4. 행성 기어:유성 기어는 컴팩트한 디자인, 높은 토크 전달, 그리고 감속 및 증폭의 다재다능함으로 로봇 팔에 널리 사용됩니다. 유성 기어는 중앙 선 기어, 여러 개의 유성 기어, 그리고 외측 링 기어로 구성됩니다. 유성 기어는 높은 효율, 최소 백래시, 그리고 뛰어난 하중 지지력을 제공하여 산업용 로봇 및 협동 로봇(코봇)을 포함한 다양한 로봇 팔 응용 분야에 적합합니다.
  5. 스퍼 기어:스퍼 기어는 제조가 간편하고, 비용 효율성이 높으며, 중하중 적용에 적합하여 로봇 팔에 널리 사용됩니다. 스퍼 기어는 기어 축과 평행한 직선 톱니로 구성되며, 높은 정밀도가 중요하지 않은 로봇 팔 관절이나 변속 시스템에 일반적으로 사용됩니다.
  6. 베벨 기어:베벨 기어는 로봇 팔에서 서로 다른 각도로 교차하는 축 사이의 운동을 전달하는 데 사용됩니다. 높은 효율, 부드러운 작동, 그리고 컴팩트한 디자인을 제공하여 관절 메커니즘이나 엔드 이펙터와 같이 방향 전환이 필요한 로봇 팔에 적합합니다.

로봇 팔용 기어 선택은 탑재량, 정밀도, 속도, 크기 제약, 환경 요인 등 적용 분야의 구체적인 요구 사항에 따라 달라집니다. 엔지니어는 로봇 팔의 성능, 신뢰성, 효율성을 최적화하기 위해 가장 적합한 기어 유형과 구성을 선택합니다.

휠 드라이브 기어

로봇용 인휠 드라이브에서는 모터에서 바퀴로 동력을 전달하는 데 다양한 유형의 기어가 사용되어 로봇이 주변 환경을 이동하고 탐색할 수 있도록 합니다. 기어의 선택은 원하는 속도, 토크, 효율, 크기 제약 등의 요인에 따라 달라집니다. 로봇용 휠 드라이브에 사용되는 일반적인 기어 유형은 다음과 같습니다.

  1. 스퍼 기어:스퍼 기어는 휠 구동 장치에 가장 일반적으로 사용되는 기어 유형 중 하나입니다. 회전축과 평행한 직선 톱니를 가지고 있어 평행한 축 사이의 동력 전달에 효율적입니다. 스퍼 기어는 단순성, 경제성, 그리고 적당한 하중이 요구되는 용도에 적합합니다.
  2. 베벨 기어:베벨 기어는 휠 드라이브에서 비스듬히 교차하는 축 사이의 운동을 전달하는 데 사용됩니다. 원뿔 모양의 톱니를 가지고 있으며, 차동 조향 로봇의 차동 장치와 같이 동력 전달 방향을 변경하는 로봇 휠 드라이브에서 일반적으로 사용됩니다.
  3. 행성 기어:유성 기어는 소형이고 높은 토크 전달을 제공하여 로봇 휠 구동에 적합합니다. 유성 기어는 중앙 선 기어, 여러 개의 유성 기어, 그리고 외측 링 기어로 구성됩니다. 유성 기어는 로봇 휠 구동에 자주 사용되어 작은 크기에서도 높은 감속비와 토크 증폭을 달성합니다.
  4. 웜기어:웜 기어는 나사 모양의 기어인 웜과 웜 휠이라는 맞물리는 기어로 구성됩니다. 웜 기어는 높은 감속비를 제공하며, 대형 차량이나 산업용 로봇의 로봇 휠 구동 장치처럼 큰 토크 증폭이 필요한 분야에 적합합니다.
  5. 헬리컬 기어:헬리컬 기어는 기어 축에 대해 비스듬하게 절삭된 각진 이빨을 가지고 있습니다. 스퍼 기어에 비해 부드러운 작동과 더 높은 하중 지지력을 제공합니다. 헬리컬 기어는 실내 환경을 탐색하는 모바일 로봇처럼 저소음과 높은 토크 전달이 요구되는 로봇 휠 구동 장치에 적합합니다.
  6. 랙 앤 피니언:랙-피니언 기어는 로봇 휠 드라이브에서 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 데 사용됩니다. 원형 기어(피니언)와 직선 기어(랙)가 맞물려 구성됩니다. 랙-피니언 기어는 직교 로봇이나 CNC 기계와 같은 로봇 휠 드라이브용 직선 운동 시스템에 널리 사용됩니다.

로봇 휠 드라이브용 기어 선택은 로봇의 크기, 무게, 지형, 속도 요구 사항, 동력원 등의 요인에 따라 달라집니다. 엔지니어는 로봇 이동 시스템의 성능, 효율성, 그리고 신뢰성을 최적화하기 위해 가장 적합한 기어 유형과 구성을 선택합니다.

그리퍼 및 엔드 이펙터 기어

그리퍼와 엔드 이펙터는 로봇 팔 끝에 부착되어 물체를 잡고 조작하는 부품입니다. 기어가 항상 그리퍼와 엔드 이펙터의 주요 부품은 아니지만, 특정 기능을 위해 메커니즘에 통합될 수 있습니다. 그리퍼 및 엔드 이펙터와 관련된 장비에서 기어가 사용되는 방식은 다음과 같습니다.

  1. 액추에이터:그리퍼와 엔드 이펙터는 그립 메커니즘을 개폐하기 위해 액추에이터를 필요로 하는 경우가 많습니다. 설계에 따라 이러한 액추에이터에는 모터의 회전 운동을 그리퍼 핑거를 개폐하는 데 필요한 선형 운동으로 변환하는 기어가 포함될 수 있습니다. 기어는 이러한 액추에이터의 토크를 증폭하거나 이동 속도를 조절하는 데 사용될 수 있습니다.
  2. 전송 시스템:경우에 따라 그리퍼와 엔드 이펙터는 액추에이터에서 그리핑 메커니즘으로 동력을 전달하기 위해 전달 시스템이 필요할 수 있습니다. 이러한 전달 시스템 내에서 기어를 사용하여 전달되는 동력의 방향, 속도 또는 토크를 조정하여 그리핑 동작을 정밀하게 제어할 수 있습니다.
  3. 조정 메커니즘:그리퍼와 엔드 이펙터는 종종 다양한 크기와 모양의 물체를 수용해야 합니다. 기어는 조정 메커니즘에 사용되어 그리퍼 핑거의 위치나 간격을 제어함으로써 수동 조정 없이도 다양한 물체에 맞게 조정할 수 있습니다.
  4. 안전 장치:일부 그리퍼와 엔드 이펙터에는 그리퍼 또는 취급 대상의 손상을 방지하는 안전 기능이 내장되어 있습니다. 이러한 안전 장치에는 과부하 보호 기능을 제공하거나 과도한 힘이나 걸림 발생 시 그리퍼를 분리하기 위해 기어를 사용할 수 있습니다.
  5. 위치 시스템:그리퍼와 엔드 이펙터는 물체를 정확하게 잡기 위해 정밀한 위치 조정이 필요할 수 있습니다. 위치 조정 시스템에 기어를 사용하면 그리퍼 핑거의 움직임을 높은 정확도로 제어하여 안정적이고 반복 가능한 그립 작업을 수행할 수 있습니다.
  6. 엔드 이펙터 부착물:그리퍼 핑거 외에도 엔드 이펙터에는 흡착판, 자석, 절삭 공구 등 다른 부착물이 포함될 수 있습니다. 기어를 사용하여 이러한 부착물의 움직임이나 작동을 제어함으로써 다양한 유형의 물체를 다룰 때 다재다능한 기능을 발휘할 수 있습니다.

기어는 그리퍼와 엔드 이펙터의 주요 구성 요소는 아니지만, 로봇 구성 요소의 기능성, 정밀도, 그리고 다재다능성을 향상시키는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다. 그리퍼와 엔드 이펙터에서 기어의 구체적인 설계 및 사용은 애플리케이션의 요구 사항과 원하는 성능 특성에 따라 달라집니다.

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