기어박스 기어

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

  1. 스퍼 기어:스퍼 기어는 가장 단순하고 흔히 사용되는 기어 유형입니다. 회전축과 평행한 직선형 톱니를 가지고 있습니다. 스퍼 기어는 평행한 축 사이에서 동력을 효율적으로 전달하며, 중속으로 작동하는 로봇 기어박스에 자주 사용됩니다.
  2. 헬리컬 기어:헬리컬 기어는 기어 축에 대해 각도를 이루도록 절삭된 톱니를 가지고 있습니다. 이러한 기어는 스퍼 기어에 비해 작동이 더 부드럽고 하중 지지력이 더 높습니다. 로봇 관절이나 고속 로봇 팔처럼 저소음 및 고토크 전달이 요구되는 분야에 적합합니다.
  3. 베벨 기어:베벨 기어는 원뿔형 톱니를 가지고 있으며, 교차하는 축 사이에서 동력을 전달하는 데 사용됩니다. 로봇 구동계의 차동 장치와 같이 동력 전달 방향을 바꾸는 로봇 기어박스에 흔히 사용됩니다.
  4. 유성 기어:유성 기어는 중심 기어(태양 기어)를 중심으로 하나 이상의 외부 기어(유성 기어)가 회전하는 구조입니다. 소형화, 높은 토크 전달 능력, 그리고 감속 또는 증폭에 있어 다양한 활용성을 제공합니다. 유성 기어 세트는 로봇 팔이나 리프팅 메커니즘과 같이 높은 토크가 필요한 로봇 기어박스에 자주 사용됩니다.
  5. 웜 기어:웜 기어는 웜(나사 모양의 기어)과 그에 맞물리는 웜 휠로 구성됩니다. 웜 기어는 높은 감속비를 제공하며 로봇 액추에이터나 리프팅 메커니즘과 같이 큰 토크 증폭이 필요한 용도에 적합합니다.
  6. 사이클로이드 기어:사이클로이드 기어는 사이클로이드 형상의 톱니를 사용하여 부드럽고 조용한 작동을 구현합니다. 높은 정밀도를 제공하며, 산업용 로봇이나 CNC 기계와 같이 정밀한 위치 지정 및 동작 제어가 필수적인 로봇 기어박스에 널리 사용됩니다.
  7. 랙 앤 피니언:랙 앤 피니언 기어는 직선형 기어(랙)와 원형 기어(피니언)가 맞물려 구성됩니다. 이러한 기어는 직교 로봇이나 로봇 갠트리와 같은 선형 운동 응용 분야의 로봇 기어박스에 일반적으로 사용됩니다.

로봇 기어박스에 사용할 기어를 선택할 때는 원하는 속도, 토크, 효율, 소음 수준, 공간 제약, 비용 등 다양한 요소를 고려해야 합니다. 엔지니어는 로봇 시스템의 성능과 신뢰성을 최적화하기 위해 가장 적합한 기어 유형과 구성을 선택합니다.

로봇 팔 기어

로봇 팔은 제조 및 조립에서부터 의료 및 연구에 이르기까지 다양한 분야에 사용되는 많은 로봇 시스템의 필수 구성 요소입니다. 로봇 팔에 사용되는 기어의 종류는 팔의 설계, 목적, 탑재 하중 용량 및 요구되는 정밀도와 같은 요소에 따라 달라집니다. 다음은 로봇 팔에 사용되는 일반적인 기어 유형입니다.

  1. 하모닉 드라이브:하모닉 드라이브(스트레인 웨이브 기어라고도 함)는 컴팩트한 설계, 높은 토크 밀도 및 정밀한 동작 제어 기능 덕분에 로봇 팔에 널리 사용됩니다. 하모닉 드라이브는 웨이브 발생기, 플렉스 스플라인(얇은 벽의 유연한 기어), 그리고 원형 스플라인의 세 가지 주요 구성 요소로 이루어져 있습니다. 하모닉 드라이브는 백래시가 없고 높은 감속비를 제공하여 로봇 수술 및 산업 자동화와 같이 정밀한 위치 지정과 부드러운 동작이 요구되는 응용 분야에 적합합니다.
  2. 사이클로이드 기어:사이클로이드 기어(사이클로이드 드라이브 또는 사이클로 드라이브라고도 함)는 사이클로이드 형상의 톱니를 사용하여 부드럽고 조용한 작동을 구현합니다. 높은 토크 전달, 최소한의 백래시, 뛰어난 충격 흡수 기능을 제공하여 열악한 환경의 로봇 팔이나 높은 하중 용량과 정밀도가 요구되는 응용 분야에 적합합니다.
  3. 조화 유성 기어:하모닉 유성 기어는 하모닉 드라이브와 유성 기어의 원리를 결합한 장치입니다. 하모닉 드라이브의 플렉스 스플라인과 유사한 유연한 링 기어와 중앙의 태양 기어를 중심으로 회전하는 여러 개의 유성 기어로 구성됩니다. 하모닉 유성 기어는 높은 토크 전달, 소형화, 정밀한 동작 제어 기능을 제공하여 로봇 팔을 이용한 물건 집기 및 운반과 같은 작업에 적합합니다.
  4. 유성 기어:유성 기어는 컴팩트한 설계, 높은 토크 전달 능력, 그리고 다양한 속도 감속 및 증폭 기능 덕분에 로봇 팔에 널리 사용됩니다. 유성 기어는 중앙의 태양 기어, 여러 개의 유성 기어, 그리고 외부의 링 기어로 구성됩니다. 높은 효율, 최소한의 백래시, 그리고 뛰어난 하중 지지력을 제공하는 유성 기어는 산업용 로봇 및 협동 로봇(코봇)을 포함한 다양한 로봇 팔 응용 분야에 적합합니다.
  5. 스퍼 기어:스퍼 기어는 구조가 간단하고 제조가 용이하며 비용 효율이 높고 중간 정도의 하중을 견디는 데 적합하여 로봇 팔에 널리 사용됩니다. 스퍼 기어는 기어 축에 평행한 직선형 톱니로 구성되며, 높은 정밀도가 요구되지 않는 로봇 팔 관절이나 변속 시스템에 주로 사용됩니다.
  6. 베벨 기어:베벨 기어는 로봇 팔에서 서로 다른 각도로 교차하는 축 사이에서 동력을 전달하는 데 사용됩니다. 베벨 기어는 높은 효율, 부드러운 작동, 그리고 컴팩트한 설계를 제공하여 관절 메커니즘이나 엔드 이펙터와 같이 방향 전환이 필요한 로봇 팔 응용 분야에 적합합니다.

로봇 팔에 사용되는 기어의 선택은 탑재량, 정밀도, 속도, 크기 제약 및 환경 요인을 포함한 특정 응용 분야의 요구 사항에 따라 달라집니다. 엔지니어는 로봇 팔의 성능, 신뢰성 및 효율성을 최적화하기 위해 가장 적합한 기어 유형과 구성을 선택합니다.

휠 드라이브 기어

로봇의 휠 구동 시스템에서는 다양한 종류의 기어를 사용하여 모터에서 바퀴로 동력을 전달함으로써 로봇이 움직이고 주변 환경을 탐색할 수 있도록 합니다. 기어의 선택은 원하는 속도, 토크, 효율 및 크기 제약과 같은 요소에 따라 달라집니다. 다음은 로봇 휠 구동 시스템에 사용되는 일반적인 기어 유형입니다.

  1. 스퍼 기어:스퍼 기어는 바퀴 구동 장치에 가장 흔하게 사용되는 기어 유형 중 하나입니다. 회전축과 평행한 직선형 톱니를 가지고 있으며, 평행한 축 사이에서 효율적으로 동력을 전달합니다. 스퍼 기어는 구조가 단순하고 비용 효율적이며 적당한 하중이 요구되는 용도에 적합합니다.
  2. 베벨 기어:베벨 기어는 각도를 이루며 교차하는 축 사이에서 동력을 전달하는 데 사용되는 휠 구동 장치입니다. 원뿔형 톱니를 가지고 있으며, 차동 조향 로봇의 차동 장치와 같이 동력 전달 방향을 바꾸는 데 로봇 휠 구동 장치에 흔히 사용됩니다.
  3. 유성 기어:유성 기어는 크기가 작고 높은 토크 전달 능력을 제공하여 로봇 바퀴 구동 장치에 적합합니다. 유성 기어는 중앙의 태양 기어, 여러 개의 유성 기어, 그리고 외부의 링 기어로 구성됩니다. 로봇 바퀴 구동 장치에서 높은 감속비와 토크 증폭을 작은 크기 안에서 구현하기 위해 유성 기어가 자주 사용됩니다.
  4. 웜 기어:웜 기어는 웜(나사 모양의 기어)과 그에 맞물리는 웜 휠로 구성됩니다. 웜 기어는 높은 감속비를 제공하며, 대형 차량이나 산업용 로봇의 바퀴 구동 장치와 같이 큰 토크 증폭이 필요한 용도에 적합합니다.
  5. 헬리컬 기어:헬리컬 기어는 기어 축에 대해 각도를 이루도록 절삭된 톱니를 가지고 있습니다. 스퍼 기어에 비해 작동이 더 부드럽고 하중 지지력이 더 높습니다. 헬리컬 기어는 실내 환경을 주행하는 이동 로봇과 같이 저소음 및 고토크 전달이 요구되는 로봇 바퀴 구동 장치에 적합합니다.
  6. 랙 앤 피니언:랙 앤 피니언 기어는 로봇 바퀴 구동 장치에서 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 데 사용됩니다. 이 장치는 원형 기어(피니언)와 직선 기어(랙)가 맞물려 구성됩니다. 랙 앤 피니언 기어는 직교 좌표계 로봇이나 CNC 기계와 같은 로봇 바퀴 구동 장치용 직선 운동 시스템에 널리 사용됩니다.

로봇 바퀴 구동 장치에 사용되는 기어의 선택은 로봇의 크기, 무게, 지형, 속도 요구 사항 및 동력원과 같은 요소에 따라 달라집니다. 엔지니어는 로봇의 이동 시스템의 성능, 효율성 및 신뢰성을 최적화하기 위해 가장 적합한 기어 유형과 구성을 선택합니다.

그리퍼 및 엔드 이펙터 기어

그리퍼와 엔드 이펙터는 로봇 팔 끝에 부착되어 물체를 잡고 조작하는 데 사용되는 부품입니다. 기어는 그리퍼와 엔드 이펙터의 주요 구성 요소는 아니지만, 특정 기능을 위해 메커니즘에 통합될 수 있습니다. 다음은 그리퍼 및 엔드 이펙터 관련 장비에서 기어가 사용될 수 있는 예입니다.

  1. 액추에이터:그리퍼와 엔드 이펙터는 종종 그립 메커니즘을 열고 닫기 위해 액추에이터를 필요로 합니다. 설계에 따라 이러한 액추에이터는 모터의 회전 운동을 그리퍼 핑거를 열고 닫는 데 필요한 직선 운동으로 변환하기 위해 기어를 포함할 수 있습니다. 기어는 이러한 액추에이터에서 토크를 증폭하거나 동작 속도를 조절하는 데 사용될 수 있습니다.
  2. 송전 시스템:경우에 따라 그리퍼와 엔드 이펙터는 액추에이터에서 그립 메커니즘으로 동력을 전달하기 위한 변속 시스템을 필요로 할 수 있습니다. 이러한 변속 시스템 내에서 기어를 사용하여 전달되는 동력의 방향, 속도 또는 토크를 조절함으로써 그립 동작을 정밀하게 제어할 수 있습니다.
  3. 조정 메커니즘:그리퍼와 엔드 이펙터는 종종 다양한 크기와 모양의 물체를 수용해야 합니다. 기어는 조정 메커니즘에 사용되어 그리퍼 손가락의 위치 또는 간격을 제어함으로써 수동 조정 없이도 다양한 물체에 적응할 수 있도록 합니다.
  4. 안전 장치:일부 그리퍼와 엔드 이펙터에는 그리퍼 또는 처리 대상 물체의 손상을 방지하기 위한 안전 기능이 통합되어 있습니다. 이러한 안전 메커니즘에는 과부하 보호 기능을 제공하거나 과도한 힘이나 걸림 현상이 발생할 경우 그리퍼를 분리하기 위해 기어가 사용될 수 있습니다.
  5. 위치 확인 시스템:그리퍼와 엔드 이펙터는 물체를 정확하게 파지하기 위해 정밀한 위치 지정이 필요할 수 있습니다. 위치 지정 시스템에 기어를 사용하면 그리퍼 손가락의 움직임을 매우 정밀하게 제어하여 안정적이고 반복 가능한 파지 작업을 수행할 수 있습니다.
  6. 엔드 이펙터 부착 장치:집게 손가락 외에도, 엔드 이펙터에는 흡착판, 자석 또는 절삭 공구와 같은 다른 부착물이 포함될 수 있습니다. 기어를 사용하여 이러한 부착물의 움직임이나 작동을 제어함으로써 다양한 유형의 물체를 처리하는 데 다재다능한 기능을 구현할 수 있습니다.

그리퍼와 엔드 이펙터에서 기어는 주 구성 요소는 아니지만, 이러한 로봇 부품의 기능성, 정밀도 및 다용성을 향상시키는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다. 그리퍼와 엔드 이펙터에서 기어의 구체적인 설계 및 사용 방식은 적용 분야의 요구 사항과 원하는 성능 특성에 따라 달라집니다.

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