[이데일리 신영빈 기자] 케이엔알시스템(199430)은 휴머노이드 로봇의 하체 관절에 적용할 고토크 ‘QDD(준직접구동) 액추에이터’ 개발을 완료하고 제품 출시 준비에 들어갔다고 4일 밝혔다.

QDD 액추에이터는 모터에 낮은 감속비의 기어를 결합한 구동기로 휴머노이드와 사족보행 로봇의 관절에 주로 쓰인다. 감속기는 모터의 회전 속도를 낮추는 대신 관절을 움직이는 회전력인 토크를 높이는 역할을 한다.

제품은 복합 유성기어 구조에 ‘양방향 구동 기어(BGD)’ 기술을 적용했다. 모터가 관절을 움직이면서 외부에서 관절에 힘이 가해지면 모터 쪽으로 회전이 전달되도록 설계했다. 외력에 유연하게 반응하는 역구동성과 하중을 견디는 강성을 함께 확보했다는 설명이다.

휴머노이드의 고관절·무릎·발목은 몸무게와 작업 하중을 지탱하면서 지면의 변화와 외부 충격에도 대응해야 한다. 기존 QDD는 역구동성을 확보하기 위해 감속비를 낮게 설계하는 경우가 많아 큰 토크를 내려면 모터 부피와 발열 부담이 커지는 한계가 있었다.

케이엔알시스템은 복합 유성기어를 활용해 축 방향 두께를 줄이고 기존 QDD 대비 감속비를 2~4배 이상 높였다고 밝혔다. 높은 감속비에서도 역구동성을 유지하도록 설계해 고하중 작업과 충격 대응에 활용한다는 구상이다.

제품 크기는 직경 110㎜, 높이 83㎜이며 무게는 1.76㎏이다. 연속 운전 시 유지할 수 있는 정격 토크는 121Nm, 순간 최대 토크는 308Nm이다.

케이엔알시스템은 유압 액추에이터와 최대 토크 1600Nm급 하이브리드 액추에이터에 이어 이번에 전동식 액추에이터를 개발했다. 로봇 플랫폼과 적용 분야에 맞춰 제품군을 확대하고, 2027년까지 유압·하이브리드·전동식을 아우르는 액추에이터 라인업을 갖출 계획이다.

김명한 케이엔알시스템 대표는 “고출력과 유연한 충격 순응성이 동시에 요구되는 차세대 휴머노이드 로봇 하지 관절 분야에서 주요 로봇부품 개발역량을 다시 한번 입증했다”며 “유압부터 하이브리드, 전동식 액추에이터까지 완벽한 풀 라인업을 빠르게 갖춰 종합 액추에이터 전문기업으로 거듭날 것”이라고 말했다.