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机械代人的第一步,机械臂+末端夹爪完整构成了“人类手臂”
发布时间:2021/10/22 14:51:04

一、常见末端夹爪

工业机器人的夹爪,也称为末端执行器,它是装在工业机器人手臂上直接抓握工件或执行作业的部件,具有夹持、运输、放置工件到某一个位置的功能。就像机械臂模仿的是人类的手臂,末端夹爪模仿的是人类的手,机械臂+末端夹爪完整构成了人类手臂的作用。
从形态上来看,夹爪可以是像人手那样具有手指,比如三指、五指产品,也可以是不具备手指的手掌,比如平行两指夹爪;可以是类人的抓手,也可以是进行专业作业的工具,例如装在机器人手腕上的喷漆枪、焊接工具等。


       1. 标配—真空吸盘

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一般通过控制气泵吸取物品,根据抓取物品形态很多,需要物品表面光滑,且不能太重,应用场景有限,通常是机械臂的标配。


       二、国外夹爪
       1. 软体夹爪

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应用软材料设计制造的软体手引起了广泛关注,软体手应用柔性材质可达成变形的效果,能够自适应地包覆住目标物体,而无需预先知道其准确的形状和尺寸,有望解决异形、易损物品大规模自动化生产问题。
       2. 工业常用—平行两指
      电动控制,结构较为简单,比较成熟,工业常用。
      3. 未来趋势—多指灵巧手

一般通过电动控制,可精确调整角度和力度,实现复杂场景抓取,相比传统刚性手掌,多自由度手掌的应用极大地提高了多指灵巧手的灵巧度和操控能力。
人口红利消逝使得机器换人大潮席卷而来,机器人需求量快速上升,作为机械臂的最佳拍档,国内末端夹爪市场也将迎来快速发展。

与传统机械抓手不同,软抓手与内部充满空气,外部使用弹性材料,可以解决目前工业机器人领域面临的采摘和抓放上的困难。可应用于食品、农业、日化、物流等领域。


       4、静电粘附夹爪

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很独特的夹爪形式,采用静电吸附(electroadhesion) 原理。其电粘附夹具具有很大的灵活性,可轻松堆叠皮革,网眼和复合纤维等材料,精度高到能把一束头发抓起来。

5、气动两指、三指

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虽然市场上的主要技术由国外公司掌握,但国内的学习能力很强,不论是电动夹爪还是柔性夹爪,国内都有同领域做得好的公司,而且在成本方面有较大优势。接下来看看国内厂商的表现。

三、国内夹爪
国内也有厂商在生产大行程、自适应机器人电动夹爪, 抓取力度精确可控,比如钧舵机器人。因为是电动夹爪,其手指行程可达到100mm,可实现精确力控,能够执行500-800万次稳定抓取。其产品通过视觉识别和算法来确定抓取部位。同一个机器人手爪可以满足不同大小、软硬物体的抓取,重复定位精度达0.02mm。

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三指可重构构型:如下所示的设计,相比于五指灵巧机械手,采用了更具抓取效率的模块化三指可重构构型,能在不损失或微损失灵巧性的前提下,大幅降低机构及电控系统的复杂度,能够实现捏、握、抱、夹等动作,具有力感知能力,力度可调地抓取规则、不规则形状的工件,普适性强,抓取范围从几毫米至二百毫米,自重不到1kg,负载能力5kg。

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多指灵巧手是未来趋势。虽然现在多用于实验室科研,尚未大规模量产和工业使用,同时价格昂贵,但是最接近人手的产品,拥有更多的自由度,更能适应复杂的环境,可完成多任务,通用性极强,能够实现多种构态间的灵活变换,具有捏、夹、握等多样化的抓持与操作能力,大大超越了传统多指机器手的功能范围。未来随着技术成熟、价格不断下降,多指灵巧手逐渐在工业大面积应用是想象得到的趋势。协作机器人最近发展很快,协作机器人起量有望带动夹爪市场的起量,因为协作机器人主要面向轻量环境,和夹爪的应用场景相匹配,相反,创新的夹爪也拓展了机器人的应用领域。

研究生产协作机器人的国机智能科技有限公司,自主设计的协作机器人及一体化关节模块兼顾安全性和协作性,具有外形小巧、碰撞检测、拖动示教、操作简单等特性。通过对自动导航(视觉、磁条、激光、SLAM)、环境识别、路径规划、自主避障、移动平台等关键技术的掌握,开发了面向电力、安防、矿山等特种应用领域的特种机器人。国机智能科技有限公司自主研发机器人及关键零部件产品,掌握了机器人高精度控制系统、核心运动库模块、动力学拖动示教、碰撞检测等工业机器人核心技术;高精度自主导航、自主路径规划、避障与定位等移动机器人核心技术;形成虚拟编程仿真平台、视觉定位技术、三维物体点云重建技术、离线编程、智能化产线技术等核心技术,具备全系统集成及工程化能力。国机智能深耕细分行业领域,打造系统解决方案:深挖自动化技术与工艺过程改造的结合点,将自主可控智能装备集成应用能力做深做细,形成了涂胶、焊接、码垛、上下料、打磨、喷涂、冲压、装配等多个行业智能集成解决方案。(来源于工业机器人)

 

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