操作与抓取

夹爪

夹爪就是机器人的“手”——装在手臂最末端的那个装置,它唯一的任务,就是抓住一个物体,并且在收到放手指令之前死死握住。如果说手臂负责“够过去”,那夹爪负责的就是“抓起来”。它是末端执行器的一种,也就是机器人戴在“手腕”上、可以随时更换的那个工具;它是机器人最终真正碰到活儿的那一部分:合拢去握一只瓶子、夹起一颗螺丝,或者托住一枚鸡蛋而不把它捏碎。

最常见的设计是平行夹爪:两片平直的“手指”笔直地相向滑动,从两侧把物体夹住,就像一个小小的、带动力的台钳。它简单、有力、可靠,但其实只会一个动作——夹紧。相比之下,多指夹爪有三根或更多带关节的手指,能够弯曲和张开,像人手那样裹住形状古怪的东西,甚至能用指尖把物体翻转挪动。手指和关节越多,能握住的形状就越多,但要驱动的电机也越多,要做的规划决策也越多。

选夹爪,关键在于让它配得上要抓的物体以及所需的那份“分寸”。爪片可以宽可以窄、可以是硬钢可以是软橡胶、可以快可以柔;很多还加装了触觉传感器,好让机器人感觉到自己握得有多紧,在物体滑落或被夹坏之前及时收手。机器人最终选定的握法——把手指放在哪里、用多大力按——叫作“抓取”,而一只好夹爪,就是能让各种安全、稳妥的抓取都变得轻而易举的夹爪。

一台工厂机器人用一只双指平行夹爪从传送带上取走零件,这只夹爪能张开 8 厘米,并以一个量好的、可重复的力度去夹住每个零件。

最简单、最常见的夹爪:两片爪、一个夹紧动作。

夹爪和末端执行器并不完全是同义词:夹爪只是末端执行器的一种。焊枪或喷漆头也是末端执行器,但它们不是夹爪,因为它们并不抓握东西。

又称
robot hand末端夹持器機械手爪