工業(yè)機器人是一種自動控制、可重復(fù)編程、多功能、多自由度的操作機，是能搬運物料、工件或操作工具以及完成其他各種作業(yè)的高精密機電一體化設(shè)備。工業(yè)機器人末端執(zhí)行器裝在操作機手腕的前端，是直接實現(xiàn)操作功能的機構(gòu)。
末端執(zhí)行器因用途不同而結(jié)構(gòu)各異，一般可分為三大類：機械夾持器、特種末端執(zhí)行器、****手(或靈巧手)。
1．機械夾持器
它是工業(yè)機器人中最常用的一種末端執(zhí)行器。
(1)機械夾持器應(yīng)具備的基本功能 首先它應(yīng)具有夾持和松開的功能。夾持器夾持工件時，應(yīng)有一定的力約束和形狀約束，以保證被夾工件在移動、停留和裝入過程中不改變姿態(tài)。當(dāng)需要松開工件時，應(yīng)完全松開。另外，它還應(yīng)保證工件夾持姿態(tài)的幾何偏差在給定的公差帶內(nèi)。
(2)分類和結(jié)構(gòu)形式機械夾持器常用壓縮空氣作動力源，經(jīng)傳動機構(gòu)實現(xiàn)手指的運動。根據(jù)手指夾持工件時運動軌跡的不同，機械夾持器分為：
1)圓弧開合型。在傳動機構(gòu)帶動下，手指指端的運動軌跡為圓弧。如圖2-58所示，圖a采用凸輪機構(gòu)，圖b采用連桿機構(gòu)作為傳動件。夾持器工作時，兩手指繞支點作圓弧運動，同時對工件進(jìn)行夾緊和定心。這類夾持器對工件被夾持部位的尺寸有嚴(yán)格要求，否則可能會造成工件狀態(tài)失常。
2)圓弧平行開合型。這類夾持器兩手指工作時作平行開合運動，而指端運動軌跡為一圓弧。圖2—59所示的夾持器是采用平行四邊形傳動機構(gòu)帶動手指的平行開合的兩種情況，其中圖a所示機構(gòu)在夾持時指端前進(jìn)，圖b所示機構(gòu)在夾持時指端后退。
3)直線平行開合型。這類夾持器兩手指的運動軌跡為直線，且兩指夾持面始終保持平行，如圖2—60所示。圖a采用凸輪機構(gòu)實現(xiàn)兩手指的平行開合，在各指的滑動塊上開有斜形凸輪槽，當(dāng)活塞桿上下運動時，通過裝在其末端的滾子在凸輪槽中運動，實現(xiàn)手指的平行夾持運動。圖b采用齒輪齒條機構(gòu)，當(dāng)活塞桿末端的齒條帶動齒輪旋轉(zhuǎn)時，手指上的齒條作直線運動，從而使兩手指平行開合，以夾持工件。
夾持器根據(jù)作業(yè)的需要形式繁多，有時為了抓取特別復(fù)雜形體的工件，還設(shè)計有特種手指機構(gòu)的夾持器，如具有鋼絲繩滑輪機構(gòu)的多關(guān)節(jié)柔性手指夾持器、膨脹式橡膠手袋手指夾持器等。
2．特種末端執(zhí)行器
特種末端執(zhí)行器供工業(yè)機器人完成某類特定的作業(yè)，圖2．61列舉了一些特種末端執(zhí)行器的應(yīng)用實例。下面簡單介紹其中的兩種。
(1)真空吸附手如圖2-61a所示，工業(yè)機器人中常把真空吸附手與負(fù)壓發(fā)生器組成一個工作系統(tǒng)(如圖2-62所示)，控制電磁換向閥的開合可實現(xiàn)對工件的吸附和脫開。它結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，且吸附作業(yè)具有一定的柔順性(如圖2．63所示)，這樣即使工件有尺寸偏差和位置誤差也不會影響吸附手的工作。它常用于小件搬運，也可根據(jù)工件形狀、尺寸、重量的不同將多個真空吸附手組合使用。
(2)電磁吸附手它利用通電線圈的磁場對可磁化材料的作用力來實現(xiàn)對工件的吸附作用。它同樣具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉等特點，但其最特殊的是：它吸附工件的過程是從不接觸工件開始的，工件與吸附手接觸之前處于漂浮狀態(tài)，即吸附過程由極大的柔順狀態(tài)突變到低的柔順狀態(tài)。這種吸附手的吸附力是由通電線圈的磁場提供的，所以可用于搬運較大的可磁化材料的工件。
吸附手的形式根據(jù)被吸工件表面的形狀來設(shè)計。圖2-64所示的電磁吸附手可用于吸附不同的曲面工件，這種吸附手在吸附部位裝有磁粉袋，線圈通電前將可變形的磁粉袋貼在工件表面上，當(dāng)線圈通電勵磁后，在磁場作用下，磁粉袋端部外形固定成被吸附工件的表面形狀，從而達(dá)到吸附不同表面形狀工件的目的。
3．靈巧手
它是一種模仿人手制作的多指多關(guān)節(jié)的機器人末端執(zhí)行器。它可以適應(yīng)物體外形的變化，對物體施加任意方向、任意大小的夾持力，可滿足對任意形狀，不同材質(zhì)的物體的操作和抓持要求。但由于其控制、操作系統(tǒng)技術(shù)難度較大，雖然目前國內(nèi)外對其研究十分重視，卻仍處在研制階段。圖2—65為靈巧手的一個實例。
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