Question

机器人末端操作器的用途

Answer 1

详解机器人末端执行器

用在工业上的机器人的手一般称为末端执行器，它是机器人直接用于抓取和握紧专用工具进行操作的部件。它具有模仿人手动作的功能，并安装于机器人手臂的前端。

机械手能根据电脑发出的命令执行相应的动作，它不仅是一个执行命令的机构，还应该具有识别的功能，也就是“感觉”。

为了使机器人手具有触觉，在手掌和手指上都装有带有弹性触点的元件；如果要感知冷暖，还可以装上热敏元件。在各关节的连接轴上装有精巧的电位器，它能把手指的弯曲角度转换成“外形弯曲信息”。把外形弯曲信息和各关节产生的接触信息一起送入计算机，通过计算就能迅速判断机械手所抓的物体的形状和大小。

现在，机器人的手已经具有灵巧的指、腕、肘和肩胛关节，能灵活自如地伸缩摆动，手腕也会转动弯曲。通过手指上的传感器，还能感觉出抓握的东西的重量，可以说已经具备了人手的许多功能。

由于被握工件的形状、尺寸、重量、材质及表面形状等的不同，因此工业机器人的末端操作器也是多种多样的，大致可以分为以下几类：

• 夹钳式取料手

• 吸附式取料手

• 专用操作器及转换器

• 仿生多指灵巧手

夹钳式取料手

夹钳式取料手由手指（手爪）、驱动机构、传动机构及连接与支承元件组成，通过手指的开、合实现对物体的夹持。

（图：1-手指、2-传动机构、3-驱动装置、4-支架、5-工件）

A、手指

• V形指：使用于夹持圆柱形工件，特点是夹紧平稳可靠、夹持误差小；也可以用两个滚轮代替V形体的两个工作面，它能快速夹持旋转中的圆柱体。

• 平面指：一般用于夹持方形工件（具有两个平行平面）、方形版或细小棒料。

• 尖指和长指：一般用于夹持小型或柔性工件；尖指用于夹持位于狭窄工作场地的细小工件，以避免和周围障碍物相碰；长指用于夹持炽热的工件，以避免热辐射对手部传机构的影响。

• 特形指：用于夹持形状不规则的工件。应设计出与工件形状相适应的专用特形手指，才能夹持工件。

B、传动机构

• 回转型传动机构

• 平移型传动机构

吸附式取料手

吸附式取料手靠吸附力取料，根据吸附力的不同，可分为气吸附和磁吸附两种。用于大平面、易碎、微小的物体，因此使用面较广。



（图：真空气吸附式取料手）

• 气吸附式取料手

• 挤压排气吸附式取料手

• 磁吸附式取料手



（图：磁吸附式取料手）

专用操作器及转换器

• 专用末端操作器

• 换接器或自动手爪更换装置

仿生多指灵巧手



简单的夹持式取料手不能适应物体外形变化，不能使物体表面承受比较均匀的夹持力，因此无法对复杂形状、不同材质的物体实施夹持和操作。为了提高机器人手爪和手腕的操作能力、灵活性和快速反应能力，使机器人能像人手那样进行各种复杂的作业，如装配作业、维修作业、设备操作以及机器人模特的礼仪手势等，就必须有一个运动灵活、动作多样的灵巧手。

• 柔性手

• 多指灵巧手