1.末端执行器选型

搬运机器人系统的末端执行器多为各种各样的夹持器，需要根据工件的不同选择合适的末端执行器，一般根据以下5点来选择。

（1）应用场景。

选择末端执行器要明确应用场景，首先需要确定被处理工件的外形，是需要从里面夹持的圆柱体还是需要小心抓取的箱体。在形状确定后，还需要考虑对其进行表面处理。

例如，是否需要软的夹持器，以确保工件不被划伤。同时还需要考虑工件的刚性，像挡风玻璃这种物件，表面很坚硬，但是也很容易变成碎片，这时需要考虑使用吸盘而不是机械抓手来移动这些物件。

（2）载荷和夹持力。

载荷不仅影响到机器人夹持器，还影响到机器人本身。如果机器人单元移动的工件质量接近于机器人的最大载荷，将导致机器人单元的速度下降。如果目标应用需要快速流畅，那么就需要选择一个载荷比目标工件要大一些的机器人和夹持器。关于夹持力，一方面需要保证有足够的夹持力可以让工件不致跌落。另一方面，又要确保夹持力不会过度而损坏工件。

（3）精度。

虽速度是很多机器人应用的要求，但运动的精准与精确也同样重要。由于这些因素很难确定，而且在大量实际应用中可能只是想要一个重复精度好的夹持器。事实上，夹持器的精度主要取决于工业机器人，如果夹持器的重复精度没有题，那么夹持器的运动精度是能够满足应用要求的。

（4）速度。

如果想优化工艺，需要强化加速度和速度，同时还要有一个安全的抓手。如果工件很薄并且很光滑，比如钣金件，而且工件表面和抓手之间的摩擦系数很低，这时就需要考虑在达到最高速度时的惯性。关于整个循环的速度，还需要考虑夹持器本身的速度，需要保证夹持器抓取的时间能够满足系统的要求。磁性夹持器这方面的表现就非常抢眼，几乎在瞬间就可以让夹持力消失。另外，由于系统的损失，使用气压或者液压的夹持器速度就要稍微慢一些。

（5）成本。

最好的夹持器可能并不太经济。在进一步开展集成计划时，需要考虑夹持器的价格和可选的夹持器。价格还包括腕部和电缆的价格，这些附件的价格通常都是固定的，需要加到总成本里。

2.末端执行器设计

根据抓取目标的形状大小等特征，确定完善的抓取方案，选择恰当的驱动方式，设计合理的手爪结构以满足工作需求。

（1）驱动及传动方式的选择。

驱动方式的选择通常受到作业环境的限制，同时还要考虑所选择的驱动方式是否能够达到工作要求，价格因素及控制的难易程度也是重要的参考标准。常用的驱动方式有3种类型：液压式驱动、气动式驱动和电气式驱动。

液压式驱动是将压力油转化为液压缸的推进运动或液压马达的旋转运动。这种驱动方式的优点是驱动功率大，定位精度高，低速性能好；缺点是成本较高，操作可靠性较差，维修保养复杂，易泄露。液压式驱动常用于需要大功率驱动、对移动性能要求不高的手爪中。

气动式驱动与液压式驱动的原理类似，其动力源为压缩空气。优点是结构简单，响应速度快，动力来源方便廉价，控制简单；缺点是速度不易控制，驱动力较小，噪音较大，精度低。气动式驱动常用于对精度要求不高的箱式搬运类手爪的结构中。电气式驱动主要有直线电机驱动和步进电机驱动两种形式，不需要转换机构。直线电机驱动的特点是结构简单，行程长，速度快，但其成本高。步进电机驱动的特点是功率小，控制简单准确，抗干扰能力强。

（2）材料选择。

末端执行器的材料选择取决于工作条件以及设计和制作的要求,需要综合考虑机构的质量、刚度、阻尼等性能，以便提高末端执行器的执行能力。

选择轻质材料是减轻末端执行器质量的有效途径。由于其各部分承受的载荷不同，所以末端执行器的各部件不宜使用同一种材料。常用的材料有高强度钢、轻合金材料、纤维增强合金、陶瓷、纤维增强复合材料等。依据复合材料原理，末端执行器的各部分根据使用强度的要求选用不同的材料。手指连杆部分使用碳素钢以提高其强度，指尖部分为减轻质量使用轻质铝合金。多种材料的结合使用在减轻末端执行器质量的同时也保证了其工作的可靠性。

（3）结构设计。

应根据抓取工件的外形和工作要求，合理设计末端执行器的机械结构，使其更符合

实际运用要求

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