케이엔알시스템, 로봇용 하이브리드 리니어 액추에이터 개발

휴머노이드 적용 용이한 '인라인 구조'

로봇 전문기업 케이엔알시스템은 '로봇용 하이브리드 리니어 액추에이터'를 개발해 특허를 출원했다고 15일 밝혔다.

우주항공이나 건설기계, 산업자동화 등 유압기계 산업군에서 사용하는 기존 '하이브리드 리니어 액추에이터(EHA)'를 전기모터와 유압부품을 인라인 구조로 결합해 로봇용으로 구현했다.

로봇용 EHA는 국내외 연구자료에는 존재하지만, 인라인 구조로 슬림하고 컴팩트하게 설계돼 로봇 팔다리에 실제 사용할 수 있도록 제품화에 성공한 것은 세계 첫 사례로 꼽힌다.

로봇용 하이브리드 리니어 액추에이터 (사진=케이엔알시스템)

리니어 액추에이터는 로봇 팔과 다리 등 직선운동이 필요한 곳에 사용하는 직선형이다. 얼마전 이 회사가 개발한 로봇용 하이브리드 로터리 액추에이터는 로봇 어깨·허리 등 회전운동이 필요한 곳에 사용된다.

이로써 케이엔알시스템은 로터리 액추에이터 및 리니어 액추에이터 등 팔과 다리는 물론 어깨와 허리까지 로봇의 모든 움직임을 제어할 수 있는 로봇용 하이브리드 액추에이터 라인업을 완성했다.

현재 로봇용이 아닌 우주항공 및 산업용으로 사용중인 고성능 EHA 시장은 미국 파커 하니핀과 무그, 독일 보쉬렉스로스 등 해외 글로벌 기업들이 주도하고 있다.

하지만 이들이 공급하는 EHA는 유압 발생 및 제어 모듈이 실린더 외부에 부착된 상태의 복잡한 구조적 한계로 인해 컴팩트한 설계가 필수적인 로봇의 팔다리에는 적용이 어려웠다.

기존 EHA와 케이엔알시스템에서 개발한 로봇용 EHA 비교 (사진=케이엔알시스템)

케이엔알시스템은 유압부품 전체를 실린더와 동일 축선상에 위치해 설계했다. 모든 부품을 일직선으로 정렬해 로봇 팔다리 등 협소한 부분에 탑재할 수 있게 했다. 또 내압설계를 적용해 수압이 높은 수중환경에서도 안정적인 작동이 가능하도록 보강했다.

이 같은 신기술 적용으로 강력한 직선형 액추에이터가 요구되는 각종 첨단산업군에서 로봇 활용도가 크게 높아질 것으로 기대된다. 수중이나 재난구조, 중량물 핸들링 등 각종 극한 환경에서 로봇에게 요구되는 임무 수행이 수월해질 전망이다.

케이엔알시스템은 최대하중 5톤을 시작으로 연내에 다양한 로봇용 EHA 라인업을 선보일 예정이다. 본격적인 양산체제 구축은 '로봇용 하이브리드 로터리 액추에이터'와 함께 내년 상반기까지 마친다는 계획이다.

케이엔알시스템은 하이브리드 액추에이터 라인업 제품을 자사의 각종 로봇제품군에 우선 적용할 예정이다. 이외에 산업용로봇, 물류로봇, 웨어러블로봇, 휴머노이드 등은 물론 우주항공, 방산, 원전, 건설, 조선 등 다양한 산업분야로 적용 확장을 꾀하고 있다.

김명한 케이엔알시스템 대표는 "유압 핵심부품과 고성능 모터 내재화 등 기술개발 25년 업력이 로봇용 하이브리드 액추에이터 라인업 완성의 바탕이 됐다"며 "고하중을 다룰 슈퍼 휴머노이드 시대에 핵심기술 우위를 점하는 이정표가 될 것"이라고 말했다.