QDDは低減速比のギアを使う

QDD（Quasi-Direct Drive、準直接駆動）は、減速機を使わない直接駆動と同義ではありません。Yuらの研究は、高トルク密度モーターと低減速比のギアを組み合わせたアクチュエータをQDDと説明しています。外力で関節を動かしやすいバックドライバビリティと、制御帯域の両立を目指した設計です。原論文

同論文では股関節用外骨格での評価を報告しています。その実験結果を、あらゆるQDD製品の性能や安全性に一般化することはできません。「ギアがないのでバックラッシュがない」「必ず低トルクになる」「協働用途なら安全」と断定する説明は適切ではありません。

遊星ギアと波動歯車は減速機の機構

遊星ギアは、太陽歯車・遊星歯車・内歯車などの組み合わせで回転を伝える機構です。Harmonic Drive社の技術説明は、太陽歯車と遊星歯車、遊星歯車と内歯車の噛み合いを説明し、段を組み合わせて減速比を変える構成を紹介しています。メーカーの技術説明

同社が説明する波動歯車機構は、ウェーブジェネレータ、フレクスプライン、サーキュラスプラインの3要素を使います。柔軟な部材を変形させて歯を噛み合わせ、コンパクトな構成で大きな減速比を得ます。同社はゼロバックラッシュと位置決め精度を特長として挙げています。これはメーカーの機構説明であり、完成したロボットの剛性や安全性を保証するものではありません。

比較する分類軸をそろえる

QDDはモーターと伝達系を含む駆動設計の考え方で、遊星ギアと波動歯車は伝達機構です。この違いを踏まえ、必要な出力トルク、速度、外力への応答、精度などを具体的な製品仕様と実験条件で比較するのが本紙の推奨です。股関節なら必ず波動歯車、足首なら必ずQDDといった一律の選び方はできません。

なぜ重要か

駆動設計と減速機の種類を区別することで、機構名だけからトルク、精度、安全性を決めつける誤解を避けられます。