고정밀 산업용 로봇 팔이나 공작기계에서 기어 장치의 미세한 틈새로 인해 발생하는 백래시(Backlash) 오차를 줄이고 제어 정밀도를 높이기 위해 다음과 같은 대표적인 기계적 설계 기법들이 적용됩니다.
1. 예압(Preload) 부여 방식
백래시를 원천적으로 차단하거나 최소화하는 가장 핵심적인 기법입니다. 기어 치면 사이에 항상 일정한 하중(예압)을 미리 주어 틈새가 벌어지지 않도록 강제로 밀착시키는 방식입니다.
더블 기어(Split Gear) 구조: 하나의 축에 두 개의 기어를 나란히 배치하고, 스프링 등의 탄성력을 이용해 두 기어를 서로 반대 방향으로 미세하게 비틀어 맞물리게 합니다. 이렇게 하면 톱니바퀴 사이의 간격(틈새)이 양방향으로 팽팽하게 채워져 회전 방향이 바뀔 때도 유격이 발생하지 않습니다.
테이퍼(Tapered) 및 조정식 메커니즘: 베어링이나 기어의 축 거리를 조절형 심(Shim)이나 편심 부시(Eccentric Bushing)를 이용해 미세하게 좁혀 틈새를 없애는 방식입니다.