서보 기술이 발전함에 따라 제조사들은 더 작으면서도 성능이 뛰어난 모터를 생산하고 있으며, 이에 따라 기어헤드는 모션 제어에서 점점 더 중요한 역할을 담당하고 있습니다. 이상적인 조합을 찾으려면 여러 엔지니어링 요소를 고려해야 합니다.
• 서보 전동기는 저속 회전 시 비효율적으로 작동합니다. 와전류는 작동 중 전동기 내부에 유도되는 전류 고리입니다. 이 와전류는 실제로 엔진 내부에 저항을 발생시키며, 저속 회전 시 모터 성능에 더욱 부정적인 영향을 미칩니다.
• 시판 모터의 파라미터는 최소 회전수(rpm)에서 작동하기에 이상적이지 않을 수 있습니다. 예를 들어, 앞서 언급한 모터를 50rpm으로 작동시키면 모터가 사용할 수 있는 최대 회전수를 모두 활용하지 못하는 것입니다. 모터의 연속 전압(V/krpm)은 더 높은 회전수에 맞춰 설정되어 있기 때문에, 이와 직접적인 관련이 있는 연속 토크(Nm/amp)는 필요한 값보다 낮아질 수 있습니다. 결과적으로, 50rpm에 맞춰 특별히 제작된 모터를 사용할 때보다 모터를 구동하는 데 더 많은 전류가 필요합니다. 기어헤드의 기어비는 모터의 회전수를 낮추는 역할을 하므로 기어헤드를 기어 감속기라고도 합니다. 40:1 기어비의 기어헤드를 사용하면,
기어헤드 입력단의 엔진 회전수는 2,000rpm이고, 기어헤드 출력단의 엔진 회전수는 50rpm입니다. 전기 모터를 더 높은 회전수로 작동시키면 이러한 문제들을 피할 수 있습니다.
서보 기어박스는 서보 모터의 회전량을 자유롭게 조절할 수 있도록 해줍니다. 대부분의 취미용 서보는 180회 회전으로 제한됩니다. 많은 서보 기어박스는 특허받은 외부 전위차계를 사용하여 기어비와 관계없이 회전량을 일정하게 유지합니다. 이 경우, 서보 모터의 작은 기어는 서보 컨트롤러의 신호가 요구하는 위치로 전위차계(그리고 기어박스 출력축)를 이동시키는 데 필요한 만큼 회전합니다.
기계 설계자들은 최신 기술을 활용하기 위해 점점 더 기계 전문가들에게 의존하고 있다.
서보 엔진 기술의 발전으로, 기본적으로 기어헤드는 고속 저토크 에너지를 저속 고토크 출력으로 변환합니다. 서보 전기 모터는 출력축의 위치를 매우 정밀하게 제어합니다. 이 두 장치가 결합되면 서로의 장점을 강화하여 정밀하고 견고하며 신뢰할 수 있는 제어된 동작을 제공합니다.
서보 기어박스는 매우 견고합니다! 시중에는 높은 토크를 가진 서보 모터도 있지만, 그렇다고 서보 기어박스의 내구성과 비교할 수 있는 것은 아닙니다. 일반 서보 모터의 작은 스플라인 출력축은 토크 수치가 적합해 보일지라도 일부 하중을 견디기에는 길이, 크기, 지지력이 충분하지 않습니다. 서보 기어박스 이 시스템은 ABEC-5 정밀 볼 베어링 한 쌍으로 지지되는 기어박스 출력축에 가해지는 하중을 차단합니다. 외부 샤프트는 축 방향 및 반경 방향으로 강한 하중을 견딜 수 있으며, 이러한 하중이 서보 모터로 전달되지 않도록 합니다. 결과적으로 서보 모터는 더욱 원활하게 작동하고 기어박스 출력축에 더 많은 토크를 전달할 수 있습니다.