夾爪是常見的末端執行器,它是安裝在工業機器人手臂上直接抓取工件或進行操作的部件,具有夾緊、輸送和放置工件到一定位置的功能。從形態上看,夾爪可以是像人手一樣有手指的產品,比如三指、五指產品,也可以是沒有手指的手掌,比如平行的兩指夾,可以是仿人手爪。
從驅動方式上,夾爪可分為液壓驅動、氣動驅動和電動驅動三種。液壓末端執行器調速方便,但壓力大,系統成本高,維護麻煩。氣動末端執行器以其低廉的成本和豐富的產品型號成為目前工業領域應用廣泛的末端執行器,但氣壓輸出不穩定會導致夾緊力不足,使工件容易脫落。與氣動夾爪相比,電動夾爪可以數字控制,從而可以控制速度、位置和夾緊力。它具有多點控制和輸出力的優點,并具有高柔性的特點,更適合當前生產線對柔性的需求。經過幾年的發展,電動夾爪的應用邊界逐漸擴大,從機器人到工業自動化,新的生產廠家數量迅速增加。即使電動夾爪與氣動夾爪相比具有靈活性高、精度高等特點,但由于價格、技術、客戶信任度等多種因素,氣動夾爪在當前夾爪市場中仍占比重。
電動末端執行器在性能和結構上優于液壓和氣動末端執行器,是未來末端執行器行業的發展趨勢。與氣動末端執行器相比,它用電驅動代替氣動末端執行器的氣源、過濾器、電磁閥等部件。與液壓末端執行器相比,其系統易于維護,無需使用液壓能源,并可減少能源污染。
兩指夾爪是工業上常用的,除了兩指手爪,還有三指手爪。一般通過電控,可以調整角度和力度,實現對復雜場景的抓取。像這個三指手爪,有7個自由度,靈活度已經很高了。與傳統的剛性手掌相比,多自由度夾爪的應用大大提高了多指靈巧手的靈巧性和操縱能力。
除了這些傳統的剛性夾爪,還有氣動柔性夾爪。傳統的固定裝置通常受到物體的形狀、材料和抓取要求的限制,并且不能提供成功的抓取解決方案。柔性夾爪由柔性材料制成,通用性強,無需頻繁更換夾爪。夾緊力可根據需要調節,抓取易碎產品時不會夾傷或損壞產品,也不會在產品表面產生劃痕。柔性手爪可以在事先不知道目標物體的形狀和尺寸的情況下,自適應地覆蓋目標物體,在一定程度上解決了異形、易損物品的大規模自動化生產問題。它可以很好地應用于食品、醫藥、新鮮果蔬、3C電子分揀等場景,未來可能會有很大的發展。