하모닉 드라이브(파동기어 감속기)란?
하모닉 드라이브는 작고 백래시가 거의 없으며 한 단으로 큰 감속비를 내는 기어로, 로봇 팔과 휴머노이드 관절에 널리 쓰인다.
수정:
정의
하모닉 드라이브(스트레인 웨이브 기어)는 웨이브 제너레이터(타원형 베어링), 플렉스플라인(얇고 유연한 톱니 컵), 서큘러 스플라인(톱니가 두 개쯤 많은 강체 링) 세 부품으로 된 감속기다.
작동 방식
웨이브 제너레이터가 돌면 플렉스플라인이 변형돼 두 지점에서 서큘러 스플라인과 맞물린다. 톱니 수 차이로 플렉스플라인이 천천히 반대로 돌아 백래시 거의 없이 큰 감속비를 낸다.
왜 중요한가
정밀 감속기는 액추에이터에서 가장 비싼 부품 중 하나이고 휴머노이드 한 대에 수십 개가 들어간다. 휴머노이드 로봇 양산에서 감속기·스크루 공급이 원가를 좌우하며, sim-to-real용 설계는 역구동이 쉬운 대안을 고르기도 한다.
자주 묻는 질문
어떻게 작동하나?
타원형 웨이브 제너레이터가 얇은 톱니 플렉스플라인을 휘게 해 톱니가 조금 더 많은 서큘러 스플라인과 맞물리게 한다. 한 바퀴마다 몇 톱니씩 어긋나 50:1~160:1 같은 감속비가 나온다.
로봇은 왜 하모닉 드라이브를 쓰나?
작고 가볍고 정밀하며 백래시가 거의 없어 정확한 위치 제어가 필요한 관절에 적합하다.
단점은?
비싸고 비틀림 강성과 충격 내성이 제한적이며 역구동이 어렵다. 그래서 보스턴 다이나믹스의 2026년 Atlas 손처럼 직접 구동을 택하는 설계도 있다.
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