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当提起机械臂,大多数人倾向于将它们分割成部分来看待。手臂上的肘部和手腕可使手臂从事各种活动,用这种方式来看待机器,似乎很奇怪。但是当您将它看成是模拟人类对手臂的使用时,似乎就不那么奇怪了,通过移动手臂来抓取物体或改变物体的形态。更具体地说,机器人手臂的末端(称为机械夹或末端执行器),是用于抓住机器人周围环境中的物体,机械夹可以是切割工具、钻头、焊接工具、刷子、真空杯或抓手等各种物品。
什么是末端执行器?
从机器人层面来说,末端执行器常被称为机械臂的“业务端”。末端执行器是一种连接到机器人手臂末端的设备,用于完成所分配的任务。在大多数情况下,末端执行器可以是机械的,也可以是机电的,并且可以用作机械夹具,传感器或加工工具。执行器可以是简单的两指机器人手爪,用于抓取和放置物品;但是也可以是用于检查的复杂传感器系统。这是机器人手臂的重要组成部分,因为没有“手臂”,它们就毫无用处。
末端执行器主要有三种类型。首先是机械夹,这可能是提起机械臂,人们容易想到的。这种末端执行器使机器人可以拾取物品并对物体进行操控,这使得它成为机器人的理想选择。机械夹通常用于工作状态的集成设备和机器。机械臂上的机械夹也有很多种类型,其中受欢迎的是普遍带有五根手指的指状机械夹。机械夹也可以是真空吸尘器、磁铁、针头的形式。随着行业的变化,总是有新的末端执行器正在被开发。
机械夹也可以细分成不同类型。有抓力的机械夹、类似于钳夹或钳口、或者手指。也有侵入性的机械夹,例如别针和大头针,或其他任何通过穿透力,而不是抓力或吸力与周围互动的机械夹。第三类是可以收缩的机械夹,这意味着机器人可以通过抽吸执行任务,含有磁铁的机械夹也包含在这个类别里。四个类别中的具有粘连性。此类型用于需要粘合胶水的工作,也适用于某些具有张力和冻结性的物体表面。
机械夹还可根据操作方式进行分类。第一类是真空机械夹。它们利用了大气层和真空之间的气压差异来进行工作。该系统还依靠内部泵来产生真空流。这种型的机械夹有时被称为气压式机械夹,与其他类型的机械夹相比,它们被认为是功能强大的机械夹。在现实生活中,包装和码垛是这种类型的机械夹擅长的工作。真空机械夹的优势还在于,它们不仅可以处理许多不同的工作,也是所有机械夹中比较便宜的类型。
还有气动式机械夹,它们通过压缩空气和活塞来操作手指(有时也称为钳口)。它是一个很好的选择,因为它们成本相对较低,而抓地力范围却很广。它们还可以在狭小的地方工作,这对小型工厂是有益的。气动式机械夹的受众,仅为那些需要用它们完成单件工作的人群。换句话说,如果您的公司生产各种各样的商品,那么它并不适合您。但是,如果它只是起附加作用,它可能就是一个不错的选择了。如果您选择的是此选项,在对它进行操作时则需要压缩空气。没有理想的控制力和着力点,是气动式机械夹的不足之处之一。
另一种类型的机械夹是液压式机械夹。顾名思义,它们是使用液压流驱动的,非常适合重吊工作。它们还以其惊人的抓力而闻名。液压式机械夹的一个缺点是,与其他类型的机械夹相比,它们往往需要更多的维护。这是因为它们不仅依靠石油工作,而且还需要泵和储油罐。此选项并不适用于医学领域,但是如果您可以很好地对它们进行保养,液压式机械夹仍然是一个不错的选择。
第四类机械夹是电动式机械夹,在许多协作机器人的应用中,它通常是一个不错的选择。它的一些流行的用途是机器维护和取放。它可以处理一些高速类型的工作,但是轻等至中等程度是适合它的。电动机械夹有配置两个或三个钳口的,但是对于需要处理圆形或圆柱形物体的人群中,三个钳口的机械夹是受欢迎的。电动式机械夹之所以能脱颖而出,源于它能为用户所提供的控制力。其中许多具有微处理器,可让您对抓取力和速度进行更改,这对于许多应用程序来说十分方便。一些电动式机械夹甚至含有力传感器,这使其更具通用性。但是,它们往往没有气动式机械夹的功能强大。而且相比于更强大的其他类型的机械夹,它们往往更昂贵。
末端执行器是机械臂用来与周围世界进行互动的处理工具。它从本质上来讲,是一种机械臂的电动工具附件。它可以使机器人在工厂中完成诸如油漆、焊接、机械加工、3D打印之类的重要任务。人类使用电动工具可以完成的任务,它都可以完成。有了末端执行器,机器人甚至可以完成自动化机器能够完成的一些工作。这也表明独具匠心的机器人,将会给您的工厂带来多么巨大的用处。
第三种常见的的机械臂末端执行器是传感器。将其用作可编程的定向传感器设备时,末端带有传感器的机器人的价值便会被凸显出来。这在执行检查等任务时非常方便。以这种方式使用机器人可以减少工程师收集数据的需求,使他们可以专注于其他事情。尽管这可能是很少在机器人上使用的末端执行器,但它非常有用,可以使工厂运行更加高效。机器人可以使用多种类型的传感器,但常见的是超声波传感器,激光扫描仪,2D和3D相机以及红外传感器,这些也同样被NASA所使用。
当您确定使用哪种末端执行器时,必须首先确定您打算将机器人用于什么用途。如果您需要用钳夹来搬运和移动物品,那么带有传感器的末端执行器将不是您的理想选择。市场上机械夹的类型之多,可以帮助您实现任何目标,前提是你找到适合的方案。与我们的专家联系,可以让您少走很多弯路。
您还必须了解到,一些末端执行器非常擅长处理不同种类的项目和任务,而一些末端执行器如果用于处理单一种类的项目,才会取得理想效果。在工厂或其他类型的设施中增加机器人的目的,是使事情处理起来更加简单,而错误的末端执行器则可能会使效果截然相反。另外,您拥有多少空间呢?这是一个值得仔细评估的问题,因为并非每个末端执行器都适合狭窄空间。除了设备的尺寸问题,基于设备类型其运行方式也决定了其占用的空间大小。