一、概述工业机器人的腕部是联接手部与臂部的部件，
起支承手部的作用。机器人一般具有六个自由度才能使手部 (末端操作器 )达到目标位臵和处于期望的姿态，手腕上的自由度主要是实现所期望的姿态。
为了使手部能处于空间任意方向，要求腕部能实现对空间三个坐标轴 X,Y,Z的转动，即具有翻转、俯仰和偏转三个自由度。
§ 4-4手腕设计如图 4-36所示。通常也把手腕的翻转叫做 Roll，用 R表示：把手腕的俯仰叫做 Pitch，用 P表示，把手腕的偏转叫做 Yaw，用
Y表示。
腕部实际所需要的自由度数目应根据机器人的工作性能要求来确定。在有些情况下，腕部具有两个自由度：翻转和俯仰或翻转和偏转。一些专用机械手甚至没有腕部，但有的腕部为了特殊要求还有横向移动自由度。
因为手腕是安装在手臂的末端，所以手腕的大小和重量是手腕设计时要考虑的关键问题，希望能采用紧凑的结构，
合理的自由度。
二、手腕的分类
1.按自由度数目来分类：
可分为单自由度手腕、二自由度手腕、三自由度手腕。
图 (a)是一种翻转 (Roll)关节，它把手臂纵轴线和手腕关节轴线构成共轴线形式，这种 R关节旋转角度大，可达到 360°
以上。
(1)单自由度手腕图 (b),(c)是一种折曲
(Bend)关节，关节轴线与前后两个连接件的轴线相垂直。这种 B关节因为受到结构上的干涉，
转角度小，大大限制了方向角。这和图 4-38示人的手腕差不多，即在人的手腕的两个折弯
(Bend)自由度上，手的左右偏转方向角 (Yaw)只有 55 ° 和 15 ° [见图 4-
38(a)]，手的上下俯仰方向角 (Pitch)都只有 85 °
[见图 4-38(b)]。图 4.37
（ d）所示为移动关节，
也叫 T关节．
(2)二自由度手腕，如图 4-39所示。二自由度手腕可以由一个 R
关节和一个 B关节组成 BR手腕 [见图 4-39(a)]；也可以由两个 B关节组成 BB手腕 [见图 4-39(b)]。但是，不能由两个 R关节组成 RR手腕，
因为两个 R关节共轴线，所以退化了一个自由度，实际只构成了单自由度手腕 [见图 4-39(c)］．
(3)三自由度手腕，如图 4-40所示。三自由度手腕可以由 B关节和 R关节组成许多种形式。此外,B关节和 R关节排列的次序不同，也会产生不同的效果，也产生了其它形式的三自由度手腕。为了使手腕结构紧凑，通常把两个 B关节安装在一个十字接头上，这对于 BBR手腕来说大大减小了手腕纵向尺寸。
2.按驱动方式分类
(1)直接驱动手腕。手腕因为装在手臂末端,所以必须设计得十分紧凑，可以把驱动源装在手腕上。图 4-41
所示是 Moog公司的一种液压直接驱动的 BBR手腕，设计紧凑巧妙。 Ml,M2,M3是液压马达,直接驱动手腕的偏转、俯仰和翻转三个自由度轴。这种直接驱动手腕的关键是能否选到尺寸小、重量轻而驱动力矩大、
驱动特性好的驱动电机或液压驱动马达。
(2)远距离传动手腕，图 4-42所示是一种远距离传动的 RBR手腕。 Ⅲ 轴的转动使整个手腕翻转，即第一个 R关节运动。 Ⅱ 轴的转动使手腕获得俯仰运动，即第二个 B关节运动。 I轴的转动即第三个 R关节运动。当 c轴一离开纸平面后,RBR手腕便在三个自由度轴上输出 RPY运动。这种远距离传动的好处是可以把尺寸、重量都较大的驱动源放在远离手腕处，有时放在手臂的后端作平衡重量用，不仅减轻手腕的整体质量，而且改善了机器人整体结构的平衡性。
三、手腕设计举例图 4-43所示为具有两个自由度的手腕，是一种 BR手腕。手腕翻转由回转油缸 3驱动，其中回转油缸壳体相对不动，而动片与夹紧油缸 5的外壳固联并一起回转。手腕上下摆动即轴 2的俯仰，是由安装在手臂尾部的回转油缸 4通过一对齿轮、链轮、链条及手腕上的链轮实现的。此手腕具有传动简单，结构紧凑和轻巧等特点。
此种传动机构的结构紧凑、轻巧、传动扭矩大，能提高机械手的工作性能。在示教型的机械手中，采用这类传动机构作手腕结构的比较多，但缺点是手腕有一个,诱导运动,,因而要补偿。
图 4-45所示为给图 4-44所示手腕增加一个
360。回转运动后成为 RBR三自由度手腕的 l传动示意图。当油缸 1中的活塞作左右移动时，
通过链条、链轮 2、锥齿轮 3和 4带动花键轴 5|
和 6转动，而花键轴 6与行星架 9连成一体，因而也就带动行星架作回转运动，即为手腕所增
|加的作 的回转运动。360
§ 4-5 手部设计一、概述工业机器人的手部 (Hand)也叫做末端操作器 (End-effector)，它是装在工业机器人手腕上直接抓握工件或执行作业的部件。人的手有两种含义：第一种含义是医学上把包括上臂、手腕在内的整体叫做手；第二种含义是把手掌和手指部分叫做手。工业机器人的手部接近于第二种含义。
工业机器人手部的特点：
(1)手部与手腕相连处可拆卸。手部与手腕有机械接口，也可能有电、气、液接头，当工业机器人作业对象不同时，可以方便地拆卸和更换手部。
(2)手都是工业机器人末端操作器。它可以像人手那样具有手指，也可以是不具备手指的手；可以是类人的手爪，也可以是进行专业作业的工具，比如装在机器人手腕上的喷漆枪、焊接工具等。
(3)手部的通用性比较差。工业机器人手部通常是专用的装臵，比如：一种手爪往往只能抓握一种或几种在形状、尺寸、重量等方面相近似的工件；一种工具只能执行一种作业任务。
(4)手部是一个独立的部件。假如把手腕归属于手臂，那么工业机器人机械系统的三大件就是机身、
手臂和手部 (未端操作器 )。手部对于整个工业机器人来说是完成作业好坏、作业柔性好坏的关键部件之一。具有复杂感知能力的坦 l能化手爪的出现，增加了工业机器人作业的灵活性和可靠性。
有一种弹钢琴的表演机器人的手部已经与人手十分相近，具有多个多关节手指,一个手的自由度达到
20余个，每个自由度独立驱动。目前工业机器人手部的自由度还比较少，把具备足够驱动力量的多个驱动源和关节安装在紧凑的手部里是十分困难的。
本节主要介绍和讨论手爪 (Gripper)式手部的原理和设计，因为它具有一定的通用性。而喷漆枪、焊具之类的专用工具 (Specialtooi)是行业性专业工具，不予介绍。
二、手部的分类
1.按用途分
(1)手爪。具有一定的通用性，它的主要功能是：抓住工件，握持工件，
释放工件。
抓住 —— 在给定的目标位臵和期望姿态上抓住工件，工件在手爪内必须具有可靠的定位，保持工件与手爪之间准确的相对位，以保证机器人后续作业的准确性。
握持 —— 确保工件在搬运过程中或零件在装配过程中定义了的位臵和姿态的准确性。
释放 —— 在指定点上除去手爪和工件之间的约束关系。图 4-46所示的手爪夹持圆柱工件，尽管夹紧力足够大，在工件和手爪接触面上有足够的摩擦力来支承工件重量，但是从运动学观点来看，约束条件是不够的，不能保证工件在手爪上的准确定位。
(2)工具。是进行某种作业的专用工具，如喷漆枪，焊具等，如图 4-47所示。
2.按夹持原理分图 4-48所示为机械类、磁力类和真空类三种手爪的分类。机械类手爪有靠摩擦力夹持和吊钩承重两类，前者是有指手爪，后者是无指手爪。
产生夹紧力的驱动源可以有气动、液动、电动和电磁四种。磁力类手爪主要是磁力吸盘，有电磁吸盘和永磁吸盘两种。真空类手爪是真空式吸盘，根据形成真空的原理可分为真空吸盘、气流负压吸盘、挤气负压吸盘三种。磁力手爪及真空手爪是无指手爪。
图 4-49所示为一种三指手爪的外形图，
每个手指是独立驱动的。这种三指手爪与二指手瓜相比可以抓取像立方体、
圆柱体、球体等不同形状的物体。
3.按手指或吸盘数目分机械手爪可分为：二指手爪、多指手爪。
机械手爪按手指关节分：单关节手指手爪、多关节手指手爪。
吸盘式手爪按吸盘数目分：单吸盘式手爪、多吸盘式手爪。
图 4-50所示为一种多关节柔性手指手爪，它的每个手指具有若干个被动式关节 (PassivejointS)，每个关节不是独立驱动。
在拉紧夹紧钢丝绳后柔性手指环抱住物体，因此这种柔性手指手爪对物体形状有一种适应性。但是，这种柔性手指并不同于各个关节独立驱动的多关节手指。
4.按智能化分
(1)普通式手爪。手爪不具备传感器。
(2)智能化手爪。手爪具备一种或多种传感器，如力传感器、触觉传感器、滑觉传感器等，手爪与传感器集成成为智能化手爪 (IntelligentGrippers)。
三、手爪设计和选用的要求 手爪设计和选用最主要的是满足功能上的要求，具体来说要在下面几个方面进行调查，提出设计参数和要求。
1.被抓握的对象物手爪设计和选用首先要考虑的是什么样的工件要被抓握。因此,必须充分了解工件的几何形状、机械特性。
(1)几何参数有：
工件尺寸可能给予抓握表面的数目可能给予抓握表面的位臵和方向夹持表面之间的距离夹持表面的几何形状
(2)机械特性有以下方面,
质量材料固有稳定性表面质量和品质表面状态工件温度
2.物料的馈送器或存储装臵与机器人配合工作的零件馈送器或储存装臵对手爪必需的最小和最大爪钳之间的距离以及必需的夹紧力都有要求，同时，还应了解其它可能的不确定的因素对手爪工作的影响。
3.机器人作业顺序一台机器人在齿轮箱装配作业中需要搬运齿轮和轴，并进行装配，虽然手部可以既抓握齿轮也可以夹持轴，
但是，不同零件所需的夹紧力和爪钳张开距离是不同的，手部设计上要考虑到被夹持对象物的顺序。在必要的时候，可采用多指手爪，以增加手部作业的柔性。
4.手爪和机器人匹配手爪一般用法兰式机械接口与手腕相连接，手爪自重也增加了机械臂的载荷，这两个问题必须给予仔细考虑。手爪是可以更换的，手爪形式可以不同，但是与手腕的机械接口必须相同，这就是接口匹配。手瓜自重不能太大，机器人能抓取工件的重量是机器人承载能力减去手爪重量。手爪自重要与机器人承载能力匹配。
5.环境条件在作业区域内的环境状况很重要，比如高温、水、油等环境会影响手爪工作。一个锻压机械手要从高温炉内取出红热的锻件坯必须保证手爪的开合、驱动在高温环境中均能正常工作。
其缺点是空气介质的可压缩性,使爪钳位臵控制比较复杂。液压驱动手爪成本稍高一些。电动手爪的优点是手指开合电机的控制与机器人控制可以共用一个系统,但是夹紧力比气动手爪、
液压手爪小、开合时间比它们长。电磁力手瓜控制信号简单，
但是夹紧的电磁力与爪钳行程有关，因此，只用在开合距离小的场合。图 4-51所示的是一种气动手爪，气缸 4中压缩空气推动活塞 3使连杆齿条 2作往复运动，经扇形齿轮 1带动平行四边形机构，使爪钳 5平行地快速开合。
四、普通手爪设计
1.机械式手爪设计皆
(1)驱动。机械式手爪通常采用气动、液动、电动和电磁来驱动手指的开合。气动手爪目前得到广泛的应用，因为气动手瓜有许多突出的优点：
结构简单、成本低、容易维修，而且开合迅速，重量轻。
(2)传动。驱动源的驱动力通过传动机构驱使爪钳开合并产生夹紧力。机械式手爪还常以传动机构来命名，如平行连杆式手爪 (见图 4-51)、齿轮齿条式手爪 [见图 4-52(a)]、拨杆杠杆式手爪 [见图 4-
52(b)]、滑槽式手爪 [见图 4-52(c)]、重力式手爪 [见图 4-52(d)]等。
对于传动机构有运动要求和夹紧力要求。如图 4-51及图 4-52(a)
所示的平行连杆式手爪和齿轮齿条式手爪可保持爪钳平行运动，
夹持宽度变化大。对夹紧力要求是爪钳开合度不同时夹紧力能保持不变。
(3)爪钳。爪钳是与工件直接接触的部分，它们的形状和材料对夹紧力有很大的影响。夹紧工件的接触点越多，
所要求的夹紧力越小，对夹持工件来说更显得安全。图
4-53所示是具有 V形爪钳表面的手爪，有四条折线与工件相接触，形成力封闭形式的夹持状态，比图 4-46所示的平面瓜钳夹持要安全可靠得多。
2.磁力吸盘设计磁力吸盘有电磁吸盘和永磁吸盘两种。磁力吸盘是在手部装上电磁铁，通过磁场吸力把工件吸住。图 4-54为电磁吸盘的结构示意图。当线图通电的瞬时，由于空气间隙的存在，磁阻很大，线圆的电感和启动电流很大，这时产生磁性吸力将工件吸住，一旦断电后磁吸力消失将工件松开。
若采用永久磁铁作为吸盘，则必须是强迫性取下工件。电磁吸盘只能吸住铁磁材料制成的工件 (如钢铁件 )，吸不住有色金属和非金属材料的工件。磁力吸盘的缺点是被吸取工件有剩磁，吸盘上常会吸附一些铁屑，致使不能可靠地吸住工件，而且只适用于工件要求不高或有
起支承手部的作用。机器人一般具有六个自由度才能使手部 (末端操作器 )达到目标位臵和处于期望的姿态，手腕上的自由度主要是实现所期望的姿态。
为了使手部能处于空间任意方向，要求腕部能实现对空间三个坐标轴 X,Y,Z的转动，即具有翻转、俯仰和偏转三个自由度。
§ 4-4手腕设计如图 4-36所示。通常也把手腕的翻转叫做 Roll，用 R表示：把手腕的俯仰叫做 Pitch，用 P表示，把手腕的偏转叫做 Yaw，用
Y表示。
腕部实际所需要的自由度数目应根据机器人的工作性能要求来确定。在有些情况下，腕部具有两个自由度：翻转和俯仰或翻转和偏转。一些专用机械手甚至没有腕部，但有的腕部为了特殊要求还有横向移动自由度。
因为手腕是安装在手臂的末端，所以手腕的大小和重量是手腕设计时要考虑的关键问题，希望能采用紧凑的结构，
合理的自由度。
二、手腕的分类
1.按自由度数目来分类：
可分为单自由度手腕、二自由度手腕、三自由度手腕。
图 (a)是一种翻转 (Roll)关节，它把手臂纵轴线和手腕关节轴线构成共轴线形式，这种 R关节旋转角度大，可达到 360°
以上。
(1)单自由度手腕图 (b),(c)是一种折曲
(Bend)关节，关节轴线与前后两个连接件的轴线相垂直。这种 B关节因为受到结构上的干涉，
转角度小，大大限制了方向角。这和图 4-38示人的手腕差不多，即在人的手腕的两个折弯
(Bend)自由度上，手的左右偏转方向角 (Yaw)只有 55 ° 和 15 ° [见图 4-
38(a)]，手的上下俯仰方向角 (Pitch)都只有 85 °
[见图 4-38(b)]。图 4.37
（ d）所示为移动关节，
也叫 T关节．
(2)二自由度手腕，如图 4-39所示。二自由度手腕可以由一个 R
关节和一个 B关节组成 BR手腕 [见图 4-39(a)]；也可以由两个 B关节组成 BB手腕 [见图 4-39(b)]。但是，不能由两个 R关节组成 RR手腕，
因为两个 R关节共轴线，所以退化了一个自由度，实际只构成了单自由度手腕 [见图 4-39(c)］．
(3)三自由度手腕，如图 4-40所示。三自由度手腕可以由 B关节和 R关节组成许多种形式。此外,B关节和 R关节排列的次序不同，也会产生不同的效果，也产生了其它形式的三自由度手腕。为了使手腕结构紧凑，通常把两个 B关节安装在一个十字接头上，这对于 BBR手腕来说大大减小了手腕纵向尺寸。
2.按驱动方式分类
(1)直接驱动手腕。手腕因为装在手臂末端,所以必须设计得十分紧凑，可以把驱动源装在手腕上。图 4-41
所示是 Moog公司的一种液压直接驱动的 BBR手腕，设计紧凑巧妙。 Ml,M2,M3是液压马达,直接驱动手腕的偏转、俯仰和翻转三个自由度轴。这种直接驱动手腕的关键是能否选到尺寸小、重量轻而驱动力矩大、
驱动特性好的驱动电机或液压驱动马达。
(2)远距离传动手腕，图 4-42所示是一种远距离传动的 RBR手腕。 Ⅲ 轴的转动使整个手腕翻转，即第一个 R关节运动。 Ⅱ 轴的转动使手腕获得俯仰运动，即第二个 B关节运动。 I轴的转动即第三个 R关节运动。当 c轴一离开纸平面后,RBR手腕便在三个自由度轴上输出 RPY运动。这种远距离传动的好处是可以把尺寸、重量都较大的驱动源放在远离手腕处，有时放在手臂的后端作平衡重量用，不仅减轻手腕的整体质量，而且改善了机器人整体结构的平衡性。
三、手腕设计举例图 4-43所示为具有两个自由度的手腕，是一种 BR手腕。手腕翻转由回转油缸 3驱动，其中回转油缸壳体相对不动，而动片与夹紧油缸 5的外壳固联并一起回转。手腕上下摆动即轴 2的俯仰，是由安装在手臂尾部的回转油缸 4通过一对齿轮、链轮、链条及手腕上的链轮实现的。此手腕具有传动简单，结构紧凑和轻巧等特点。
此种传动机构的结构紧凑、轻巧、传动扭矩大，能提高机械手的工作性能。在示教型的机械手中，采用这类传动机构作手腕结构的比较多，但缺点是手腕有一个,诱导运动,,因而要补偿。
图 4-45所示为给图 4-44所示手腕增加一个
360。回转运动后成为 RBR三自由度手腕的 l传动示意图。当油缸 1中的活塞作左右移动时，
通过链条、链轮 2、锥齿轮 3和 4带动花键轴 5|
和 6转动，而花键轴 6与行星架 9连成一体，因而也就带动行星架作回转运动，即为手腕所增
|加的作 的回转运动。360
§ 4-5 手部设计一、概述工业机器人的手部 (Hand)也叫做末端操作器 (End-effector)，它是装在工业机器人手腕上直接抓握工件或执行作业的部件。人的手有两种含义：第一种含义是医学上把包括上臂、手腕在内的整体叫做手；第二种含义是把手掌和手指部分叫做手。工业机器人的手部接近于第二种含义。
工业机器人手部的特点：
(1)手部与手腕相连处可拆卸。手部与手腕有机械接口，也可能有电、气、液接头，当工业机器人作业对象不同时，可以方便地拆卸和更换手部。
(2)手都是工业机器人末端操作器。它可以像人手那样具有手指，也可以是不具备手指的手；可以是类人的手爪，也可以是进行专业作业的工具，比如装在机器人手腕上的喷漆枪、焊接工具等。
(3)手部的通用性比较差。工业机器人手部通常是专用的装臵，比如：一种手爪往往只能抓握一种或几种在形状、尺寸、重量等方面相近似的工件；一种工具只能执行一种作业任务。
(4)手部是一个独立的部件。假如把手腕归属于手臂，那么工业机器人机械系统的三大件就是机身、
手臂和手部 (未端操作器 )。手部对于整个工业机器人来说是完成作业好坏、作业柔性好坏的关键部件之一。具有复杂感知能力的坦 l能化手爪的出现，增加了工业机器人作业的灵活性和可靠性。
有一种弹钢琴的表演机器人的手部已经与人手十分相近，具有多个多关节手指,一个手的自由度达到
20余个，每个自由度独立驱动。目前工业机器人手部的自由度还比较少，把具备足够驱动力量的多个驱动源和关节安装在紧凑的手部里是十分困难的。
本节主要介绍和讨论手爪 (Gripper)式手部的原理和设计，因为它具有一定的通用性。而喷漆枪、焊具之类的专用工具 (Specialtooi)是行业性专业工具，不予介绍。
二、手部的分类
1.按用途分
(1)手爪。具有一定的通用性，它的主要功能是：抓住工件，握持工件，
释放工件。
抓住 —— 在给定的目标位臵和期望姿态上抓住工件，工件在手爪内必须具有可靠的定位，保持工件与手爪之间准确的相对位，以保证机器人后续作业的准确性。
握持 —— 确保工件在搬运过程中或零件在装配过程中定义了的位臵和姿态的准确性。
释放 —— 在指定点上除去手爪和工件之间的约束关系。图 4-46所示的手爪夹持圆柱工件，尽管夹紧力足够大，在工件和手爪接触面上有足够的摩擦力来支承工件重量，但是从运动学观点来看，约束条件是不够的，不能保证工件在手爪上的准确定位。
(2)工具。是进行某种作业的专用工具，如喷漆枪，焊具等，如图 4-47所示。
2.按夹持原理分图 4-48所示为机械类、磁力类和真空类三种手爪的分类。机械类手爪有靠摩擦力夹持和吊钩承重两类，前者是有指手爪，后者是无指手爪。
产生夹紧力的驱动源可以有气动、液动、电动和电磁四种。磁力类手爪主要是磁力吸盘，有电磁吸盘和永磁吸盘两种。真空类手爪是真空式吸盘，根据形成真空的原理可分为真空吸盘、气流负压吸盘、挤气负压吸盘三种。磁力手爪及真空手爪是无指手爪。
图 4-49所示为一种三指手爪的外形图，
每个手指是独立驱动的。这种三指手爪与二指手瓜相比可以抓取像立方体、
圆柱体、球体等不同形状的物体。
3.按手指或吸盘数目分机械手爪可分为：二指手爪、多指手爪。
机械手爪按手指关节分：单关节手指手爪、多关节手指手爪。
吸盘式手爪按吸盘数目分：单吸盘式手爪、多吸盘式手爪。
图 4-50所示为一种多关节柔性手指手爪，它的每个手指具有若干个被动式关节 (PassivejointS)，每个关节不是独立驱动。
在拉紧夹紧钢丝绳后柔性手指环抱住物体，因此这种柔性手指手爪对物体形状有一种适应性。但是，这种柔性手指并不同于各个关节独立驱动的多关节手指。
4.按智能化分
(1)普通式手爪。手爪不具备传感器。
(2)智能化手爪。手爪具备一种或多种传感器，如力传感器、触觉传感器、滑觉传感器等，手爪与传感器集成成为智能化手爪 (IntelligentGrippers)。
三、手爪设计和选用的要求 手爪设计和选用最主要的是满足功能上的要求，具体来说要在下面几个方面进行调查，提出设计参数和要求。
1.被抓握的对象物手爪设计和选用首先要考虑的是什么样的工件要被抓握。因此,必须充分了解工件的几何形状、机械特性。
(1)几何参数有：
工件尺寸可能给予抓握表面的数目可能给予抓握表面的位臵和方向夹持表面之间的距离夹持表面的几何形状
(2)机械特性有以下方面,
质量材料固有稳定性表面质量和品质表面状态工件温度
2.物料的馈送器或存储装臵与机器人配合工作的零件馈送器或储存装臵对手爪必需的最小和最大爪钳之间的距离以及必需的夹紧力都有要求，同时，还应了解其它可能的不确定的因素对手爪工作的影响。
3.机器人作业顺序一台机器人在齿轮箱装配作业中需要搬运齿轮和轴，并进行装配，虽然手部可以既抓握齿轮也可以夹持轴，
但是，不同零件所需的夹紧力和爪钳张开距离是不同的，手部设计上要考虑到被夹持对象物的顺序。在必要的时候，可采用多指手爪，以增加手部作业的柔性。
4.手爪和机器人匹配手爪一般用法兰式机械接口与手腕相连接，手爪自重也增加了机械臂的载荷，这两个问题必须给予仔细考虑。手爪是可以更换的，手爪形式可以不同，但是与手腕的机械接口必须相同，这就是接口匹配。手瓜自重不能太大，机器人能抓取工件的重量是机器人承载能力减去手爪重量。手爪自重要与机器人承载能力匹配。
5.环境条件在作业区域内的环境状况很重要，比如高温、水、油等环境会影响手爪工作。一个锻压机械手要从高温炉内取出红热的锻件坯必须保证手爪的开合、驱动在高温环境中均能正常工作。
其缺点是空气介质的可压缩性,使爪钳位臵控制比较复杂。液压驱动手爪成本稍高一些。电动手爪的优点是手指开合电机的控制与机器人控制可以共用一个系统,但是夹紧力比气动手爪、
液压手爪小、开合时间比它们长。电磁力手瓜控制信号简单，
但是夹紧的电磁力与爪钳行程有关，因此，只用在开合距离小的场合。图 4-51所示的是一种气动手爪，气缸 4中压缩空气推动活塞 3使连杆齿条 2作往复运动，经扇形齿轮 1带动平行四边形机构，使爪钳 5平行地快速开合。
四、普通手爪设计
1.机械式手爪设计皆
(1)驱动。机械式手爪通常采用气动、液动、电动和电磁来驱动手指的开合。气动手爪目前得到广泛的应用，因为气动手瓜有许多突出的优点：
结构简单、成本低、容易维修，而且开合迅速，重量轻。
(2)传动。驱动源的驱动力通过传动机构驱使爪钳开合并产生夹紧力。机械式手爪还常以传动机构来命名，如平行连杆式手爪 (见图 4-51)、齿轮齿条式手爪 [见图 4-52(a)]、拨杆杠杆式手爪 [见图 4-
52(b)]、滑槽式手爪 [见图 4-52(c)]、重力式手爪 [见图 4-52(d)]等。
对于传动机构有运动要求和夹紧力要求。如图 4-51及图 4-52(a)
所示的平行连杆式手爪和齿轮齿条式手爪可保持爪钳平行运动，
夹持宽度变化大。对夹紧力要求是爪钳开合度不同时夹紧力能保持不变。
(3)爪钳。爪钳是与工件直接接触的部分，它们的形状和材料对夹紧力有很大的影响。夹紧工件的接触点越多，
所要求的夹紧力越小，对夹持工件来说更显得安全。图
4-53所示是具有 V形爪钳表面的手爪，有四条折线与工件相接触，形成力封闭形式的夹持状态，比图 4-46所示的平面瓜钳夹持要安全可靠得多。
2.磁力吸盘设计磁力吸盘有电磁吸盘和永磁吸盘两种。磁力吸盘是在手部装上电磁铁，通过磁场吸力把工件吸住。图 4-54为电磁吸盘的结构示意图。当线图通电的瞬时，由于空气间隙的存在，磁阻很大，线圆的电感和启动电流很大，这时产生磁性吸力将工件吸住，一旦断电后磁吸力消失将工件松开。
若采用永久磁铁作为吸盘，则必须是强迫性取下工件。电磁吸盘只能吸住铁磁材料制成的工件 (如钢铁件 )，吸不住有色金属和非金属材料的工件。磁力吸盘的缺点是被吸取工件有剩磁，吸盘上常会吸附一些铁屑，致使不能可靠地吸住工件，而且只适用于工件要求不高或有
