재활공학연구소, 순수 국내기술 기반 감속기 개발

사이클로이드 감속기 사용 예시. [사진= 근로복지공단 제공]

우리나라가 순수 국내기술을 활용해 재활기기에 사용되는 고효율 감속기를 개발했다.

근로복지공단 재활공학연구소는 기존 감속기보다 적은 부품으로 고효율을 낼 수 있는 사이클로이드 감속기를 개발해 기계공학 분야 국제 저명 학회지(Mechanism and Machine Theory)에 온라인 게재했다고 18일 밝혔다.

이번 연구를 통해 그간 90% 이상 일본에서 수입하던 하모닉 감속기를 대체할 수 있는 것으로 기대된다. 또한 순수 국내기술을 바탕으로 신속한 에프터서비스가 가능하게 됐다.

새로 개발된 사이클로이드 감속기는 두께가 얇고 외부충격에 강하며 소음이 적은 특성을 가지고 있다. 이 덕분에 기존의 하모닉 감속기 대신 하반신 마비 장애인용 웨어러블 로봇이나 전동휠체어 등에 적용할 것으로 기대된다.

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또한 사이클로이드 감속기는 재활보조기구뿐만 아니라 의료 로봇용 소형 감속기에서 공작기계, 산업로봇과 우주분야 등 대형 감속기의 영역까지 가능해 그 활용범위가 매우 넓다.

사이클로이드 감속기는 에피사이클로이드 방식으로 내치기어와 외치기어를 설계해 구조가 간단하고 감속기 부품 수를 줄여 제품 생산단가를 감소시킬 수 있다. 또 감속기 설계기준에 따라서 다양한 형태의 설계가 가능한 부분도 장점이다.

아울러 감속기 효율을 개선하기 위한 수학적 모델을 개발했으며 감속기 제작을 통해 인벌루트 기어 방식의 감속기보다 소음 감소 효과와 기어 강도가 높다는 것을 이론적으로 증명했다.

재활공학연구소는 사이클로이드 감속기 제작업체인 주식회사 본시스템즈와 공동으로 휠체어에 적용할 수 있는 초소형 사이클로이드 감속기 개발에 박차를 가하고 있다. 2020년에 에피사이클로이드와 하이퍼사이클로이드 방식을 혼합한 관련 기술을 특허 출원한 바 있으며, 향후 효율을 증대시킬 수 있는 감속기를 추가로 연구할 예정이다.

근로복지공단 재활공학연구소는 산업재해로 인한 노동자의 사회 및 직업 복귀를 위해 의학 및 공학 각 분야의 우수한 전문 과학자들이 포진해 있다. 이들은 재활보조기구와 선진 재활치료 훈련기법 등의 연구업무를 수행하며, 산재장애인의 조기 사회복귀 촉진에 노력하고 있다.

강순희 근로복지공단 이사장은 "이번 사이클로이드 감속기 개발을 통해 고품질의 재활보조기구 제작으로 산재장애인을 포함한 모든 장애인에게 삶의 질 향상과 사회복귀에 도움을 줄 것이라 기대하며, 지속적인 관심을 두고 지원하겠다"라고 밝혔다.