구동법에 의한 로봇 분류

매니퓰레이터의 관절을 구동하는 동력원에 의하여 전기식, 유압식, 공기압식으로 나눌 수가 있으며, 그 특성에 대한 비교는 아래 표에 나타나 있다.

첫째는 전기모터의 힘을 감속기어로 증폭시켜 로봇팔을 움직이는 방식이다. 전기모터를 쓰면 정밀한 위치제어가 가능해 로봇분야에서 가장 보편적으로 사용된다. 나머지 두가지 방식은 공기압과 유압 실린더로 로봇팔을 작동시키는 것이다. 실린더를 쓰면 부품구성이 단순해지고 힘도 세지는 장점이 있지만 정교한 작업을 수행하기에는 적합하지가 않다.

이족 보행로봇의 구조를 보면 로봇에서 모터가 차지하는 비중이 얼마나 큰지 확연히 드러난 다. 로봇이 사람처럼 걷거나 움직이려면 적어도 수십개의 모터를 주렁주렁 장착해야 한다. 휴보(Hubo)의 걷는 동작이 꽤 자연스러운 이유는 손가락에서 발끝까지 무려 41개의 모터가 들어가기 때문이다. 사람의 몸이 수백개의 근육으로 움직이는데 비하면 아직 멀었지만 로봇이 정교해질수록 내장되는 모터 숫자도 점점 늘어나기 마련이다.

(1) 전기식 구동

① 회전운동 모터 : 매니퓰레이터의 관절을 주로 DC, AC 모터나 스텝핑 모터와 같은 모터에 의해서 구동이 되며, 일반적으로 필요한 토크를 발생시키기 위해서 기어와 결합을 하여 사용이 된다. 이 경우, 부하의 관성 모멘트와 점성 마찰계수 등이 모터의 동적 변수에 영향을 준다. 요즈음 감속비가 높고, 소형, 경량이고, 효율이 높은 하모닉 드라이브로 많이 사용이 된다. 또한 기어에 의한 마찰을 줄이기 위해서 모터를 관절 측에 직접 연결하는 기어가 없는 직접 구동 모터가 많이 쓰이기 시작한다.

② 직선운동 모터 : 직선운동모터는 회전형 모터의 기본구조를 직선상으로 전개하여 전기 에너지를 직접 직선운동 에너지로 변환하는 추력발생장치로 간단히 정의할 수 있으며, 아래와 같은 장점 때문 에 직교 좌표형 로봇 등에 사용이 되며, 점점 그 사용의 범위가 확대되고 있다.

(2) 유압식 구동

유압식은 매니퓰레이터가 큰 힘을 필요로 할 때 많이 쓰이며, 모터로 유입되는 흐름, 누설, 압축기로 들어가는 흐름과 같은 주된 흐름에 의하여 동작을 한다. 이 경우 저속에서 전기식보다 더 원활히 시스템을 구동시킬 수 있다.

(3) 공기압식 구동

유압식과 비슷한 구조를 가졌으며, 특히 유연한 동작을 필요로 하는 곳이나 화재의 위험이 있는 용도에 쓰여질 수 있다. 정확한 위치 제어는 어려우나 가격이 비교적 싸며, 그 용도가 제한되어 있다.