로봇 하드웨어 설계기술 표준 노트: 기초 개념부터 설계 기준까지
구조부터 전원·센서·안전까지 설계 기준 정리 (구동계, 전력 설계, 마이크로컨트롤러)
지식이야기
2026년 02월 01일 출간
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- ISBN 9791175477292
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작품소개
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로봇 하드웨어 설계기술 표준 노트: 기초 개념부터 설계 기준까지는 로봇 하드웨어를 처음 체계적으로 다루는 독자를 위해, 설계 과정에서 반복적으로 요구되는 기본 원리와 판단 기준을 한 권으로 정리한 기초 안내서다. 로봇을 구성하는 구조, 구동, 전원, 센서, 제어 보드와 같은 핵심 하드웨어 요소를 각각의 역할과 상호 연계 관점에서 설명하며, 설계자가 반드시 정의해야 하는 요구사항과 사양화 방법, 안전과 보호, 환경 적합성, 시험과 문서화까지의 흐름을 표준적인 설계 언어로 연결한다.
이 책은 특정 제품이나 개인의 경험담, 현장 사례 중심의 서술을 배제하고, 누구나 동일한 기준으로 이해할 수 있는 개념과 용어 체계를 중심으로 구성했다. 각 장은 무엇을 설계 대상으로 삼고 어떤 제약과 지표로 평가해야 하는지, 그리고 설계 의사결정이 다른 하위 시스템에 어떤 영향을 주는지를 단계적으로 제시한다. 이를 통해 독자는 복잡한 로봇 하드웨어를 부분의 나열이 아니라 시스템으로 바라보는 관점을 갖추고, 요구사항에서 설계 기준과 검증 항목으로 이어지는 일관된 흐름을 익힐 수 있다.
로봇 하드웨어 설계를 처음 시작하는 학습자, 기계·전기·전자 요소를 통합적으로 이해해야 하는 입문 설계자, 표준화된 문서와 기준을 바탕으로 설계를 정리하고 싶은 실무 준비자에게 적합하다. 로봇 하드웨어 설계의 기본기를 안정적으로 구축하고, 동일한 언어로 설계를 설명하고 검증할 수 있도록 돕는 것을 목표로 한다.
*생성형 인공지능을 활용하여 제작하고 편집 과정을 거쳤습니다. 편집자의 최종 검토를 거쳐 제작되었습니다.
이 책은 특정 제품이나 개인의 경험담, 현장 사례 중심의 서술을 배제하고, 누구나 동일한 기준으로 이해할 수 있는 개념과 용어 체계를 중심으로 구성했다. 각 장은 무엇을 설계 대상으로 삼고 어떤 제약과 지표로 평가해야 하는지, 그리고 설계 의사결정이 다른 하위 시스템에 어떤 영향을 주는지를 단계적으로 제시한다. 이를 통해 독자는 복잡한 로봇 하드웨어를 부분의 나열이 아니라 시스템으로 바라보는 관점을 갖추고, 요구사항에서 설계 기준과 검증 항목으로 이어지는 일관된 흐름을 익힐 수 있다.
로봇 하드웨어 설계를 처음 시작하는 학습자, 기계·전기·전자 요소를 통합적으로 이해해야 하는 입문 설계자, 표준화된 문서와 기준을 바탕으로 설계를 정리하고 싶은 실무 준비자에게 적합하다. 로봇 하드웨어 설계의 기본기를 안정적으로 구축하고, 동일한 언어로 설계를 설명하고 검증할 수 있도록 돕는 것을 목표로 한다.
*생성형 인공지능을 활용하여 제작하고 편집 과정을 거쳤습니다. 편집자의 최종 검토를 거쳐 제작되었습니다.
챕터 1 로봇 하드웨어 설계의 범위와 목표
로봇 하드웨어 설계기술의 정의와 범위
하드웨어 시스템 경계와 인터페이스 개념
설계 요구사항의 유형과 우선순위
설계 제약조건과 트레이드오프의 의미
하드웨어 아키텍처 개요와 구성 관점
설계 산출물과 문서의 역할
검증과 적합성의 기본 개념
챕터 2 시스템 요구사항과 사양화
기능 요구사항의 정식화 원칙
성능 지표의 정의와 측정 가능성
환경 조건과 사용 조건의 사양화
안전 요구사항의 기본 구성 요소
규격 기반 설계 기준의 해석 방법
요구사항 추적성과 변경 관리 개념
사양서 구조와 일관성 점검
챕터 3 기구 구조 설계의 기초
로봇 구조 유형과 하중 경로 개념
강성, 강도, 변형의 기본 관계
정하중과 동하중의 구분과 의미
관절 구조와 링크 구성의 기본
체결 방식과 조립성을 고려한 구조
공차, 간섭, 정렬의 기본 원리
구조 안전계수와 설계 여유
챕터 4 구동계 설계의 기초
구동계 구성 요소와 에너지 흐름
토크, 속도, 출력의 기본 관계
감속기와 전달 기구의 기본 원리
모터 선택을 위한 기본 파라미터
백래시, 효율, 발열의 의미
구동계 관성, 마찰, 응답 특성
구동계 보호와 한계 설정의 개념
챕터 5 전원 시스템과 전력 설계
전원 아키텍처와 전력 분배 개념
전압, 전류, 전력 예산의 수립
배터리 기초 특성과 선택 기준
전원 변환 회로의 기본 개념
접지와 리턴 패스의 기본 원칙
돌입전류, 서지, 보호 회로의 의미
전력 손실과 열 발생의 연계
챕터 6 센서 하드웨어 설계의 기초
센서 분류와 측정 원리 개요
정확도, 정밀도, 분해능의 구분
샘플링과 대역폭의 기본 관계
노이즈, 오프셋, 드리프트의 의미
신호 컨디셔닝의 기본 구성
센서 배치와 기구적 결합의 고려사항
센서 인터페이스 전기적 요구 조건
챕터 7 제어 보드와 전자 하드웨어 기초
마이크로컨트롤러와 프로세서 역할
입출력 확장과 주변장치 기본 개념
ADC, DAC, PWM의 기초 특성
통신 인터페이스의 기본 유형과 특성
전원 레귤레이션과 디커플링 개념
EMI/EMC 관점의 기본 배치 원칙
커넥터, 하네스, 핀아웃 설계 기준
챕터 8 열 설계와 환경 적합성
발열원과 열 전달 메커니즘 개요
열저항, 온도 상승, 열경로 설계
방열 구조와 재료 선택의 기준
작동 온도 범위와 디레이팅 개념
방진, 방수, 방진동의 기본 요구
부식, 먼지, 오염 환경의 고려사항
환경 시험의 목적과 평가 항목
챕터 9 안전 설계와 보호 회로 기준
안전 기능의 범주와 목표 정의
비상정지와 안전 정지 개념
전기적 보호 요소의 기본 원리
기계적 안전 요소와 위험 저감
과전류, 과전압, 과온 보호의 설계 기준
절연, 누설전류, 접지 안전의 기본
안전 관련 하드웨어 검증 항목
챕터 10 제작, 조립, 시험의 기본 절차
제작 공정 선택과 요구 품질의 연결
부품 선정과 공급 안정성의 기본
조립 순서와 검사 포인트 설계
초도품 시험의 목적과 범위 설정
기능 시험과 성능 시험의 구분
결함 분석의 기본 분류와 기록 방식
출하 기준과 문서화의 최소 요건
로봇 하드웨어 설계기술의 정의와 범위
하드웨어 시스템 경계와 인터페이스 개념
설계 요구사항의 유형과 우선순위
설계 제약조건과 트레이드오프의 의미
하드웨어 아키텍처 개요와 구성 관점
설계 산출물과 문서의 역할
검증과 적합성의 기본 개념
챕터 2 시스템 요구사항과 사양화
기능 요구사항의 정식화 원칙
성능 지표의 정의와 측정 가능성
환경 조건과 사용 조건의 사양화
안전 요구사항의 기본 구성 요소
규격 기반 설계 기준의 해석 방법
요구사항 추적성과 변경 관리 개념
사양서 구조와 일관성 점검
챕터 3 기구 구조 설계의 기초
로봇 구조 유형과 하중 경로 개념
강성, 강도, 변형의 기본 관계
정하중과 동하중의 구분과 의미
관절 구조와 링크 구성의 기본
체결 방식과 조립성을 고려한 구조
공차, 간섭, 정렬의 기본 원리
구조 안전계수와 설계 여유
챕터 4 구동계 설계의 기초
구동계 구성 요소와 에너지 흐름
토크, 속도, 출력의 기본 관계
감속기와 전달 기구의 기본 원리
모터 선택을 위한 기본 파라미터
백래시, 효율, 발열의 의미
구동계 관성, 마찰, 응답 특성
구동계 보호와 한계 설정의 개념
챕터 5 전원 시스템과 전력 설계
전원 아키텍처와 전력 분배 개념
전압, 전류, 전력 예산의 수립
배터리 기초 특성과 선택 기준
전원 변환 회로의 기본 개념
접지와 리턴 패스의 기본 원칙
돌입전류, 서지, 보호 회로의 의미
전력 손실과 열 발생의 연계
챕터 6 센서 하드웨어 설계의 기초
센서 분류와 측정 원리 개요
정확도, 정밀도, 분해능의 구분
샘플링과 대역폭의 기본 관계
노이즈, 오프셋, 드리프트의 의미
신호 컨디셔닝의 기본 구성
센서 배치와 기구적 결합의 고려사항
센서 인터페이스 전기적 요구 조건
챕터 7 제어 보드와 전자 하드웨어 기초
마이크로컨트롤러와 프로세서 역할
입출력 확장과 주변장치 기본 개념
ADC, DAC, PWM의 기초 특성
통신 인터페이스의 기본 유형과 특성
전원 레귤레이션과 디커플링 개념
EMI/EMC 관점의 기본 배치 원칙
커넥터, 하네스, 핀아웃 설계 기준
챕터 8 열 설계와 환경 적합성
발열원과 열 전달 메커니즘 개요
열저항, 온도 상승, 열경로 설계
방열 구조와 재료 선택의 기준
작동 온도 범위와 디레이팅 개념
방진, 방수, 방진동의 기본 요구
부식, 먼지, 오염 환경의 고려사항
환경 시험의 목적과 평가 항목
챕터 9 안전 설계와 보호 회로 기준
안전 기능의 범주와 목표 정의
비상정지와 안전 정지 개념
전기적 보호 요소의 기본 원리
기계적 안전 요소와 위험 저감
과전류, 과전압, 과온 보호의 설계 기준
절연, 누설전류, 접지 안전의 기본
안전 관련 하드웨어 검증 항목
챕터 10 제작, 조립, 시험의 기본 절차
제작 공정 선택과 요구 품질의 연결
부품 선정과 공급 안정성의 기본
조립 순서와 검사 포인트 설계
초도품 시험의 목적과 범위 설정
기능 시험과 성능 시험의 구분
결함 분석의 기본 분류와 기록 방식
출하 기준과 문서화의 최소 요건
인물정보
저자(글) 지식이야기 IT팀
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