協(xié)作機(jī)器人以其安全協(xié)作、易于部署和高度靈活的特點(diǎn)，正快速融入現(xiàn)代生產(chǎn)線。作為其“手”的末端執(zhí)行器——夾爪，其性能與安全性直接決定了人機(jī)協(xié)作的成敗。

優(yōu)秀的夾爪不僅要能可靠抓取，更要能在近距離人機(jī)互動(dòng)中確保人身安全。那么，如何選擇合適的夾爪，并實(shí)現(xiàn)真正的安全交互？

為滿足協(xié)作需求，夾爪的選擇需綜合考量負(fù)載大小、定位精度、操作對(duì)象特性、工作環(huán)境及核心安全要求。

優(yōu)勢(shì)顯著：電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，控制極其精準(zhǔn)，易于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)力反饋與位置控制。

安全基石：斷電或急停時(shí)可編程設(shè)定安全動(dòng)作（如立即松開），響應(yīng)速度快，內(nèi)置力控功能天然符合協(xié)作安全要求。

集成便利：通常提供標(biāo)準(zhǔn)化通訊接口（如EtherCAT、Modbus TCP），與協(xié)作機(jī)器人控制系統(tǒng)集成便捷，簡(jiǎn)化部署流程。

潛在成本優(yōu)勢(shì)：在簡(jiǎn)單、大批量應(yīng)用中，初期投入可能較低。

安全關(guān)鍵附加項(xiàng)：必須配備安全排氣閥（確保斷電/斷氣時(shí)快速泄壓釋放工件）和夾爪狀態(tài)傳感器；復(fù)雜的氣源管路管理增加了潛在泄漏風(fēng)險(xiǎn)和維護(hù)成本。

獨(dú)特優(yōu)勢(shì)：機(jī)械結(jié)構(gòu)使其能被動(dòng)適應(yīng)形狀不規(guī)則、易損或尺寸差異大的物體。

安全增益：分散接觸壓力，降低對(duì)工件和操作者的潛在損傷風(fēng)險(xiǎn)。

適用場(chǎng)景：搬運(yùn)光滑、平整、無(wú)孔板材或玻璃等。

安全必備：采用低功率電磁鐵或真空發(fā)生系統(tǒng)；集成故障保護(hù)機(jī)制（如后備電池維持短暫吸附力），確保斷電時(shí)安全釋放物體，防止意外墜落。

選擇夾爪僅是起點(diǎn)，系統(tǒng)級(jí)安全設(shè)計(jì)是協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用落地的核心保障。

無(wú)尖銳設(shè)計(jì)：所有邊角采用平滑圓角或倒角處理，消除劃傷風(fēng)險(xiǎn)。

低夾持力限制：最大夾持力設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵循ISO/TS 15066標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于功率和力限制的要求（PPFL），確保即使意外接觸也不會(huì)造成擠壓傷害。

本質(zhì)安全結(jié)構(gòu)：優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)，消除潛在擠壓點(diǎn)；選用輕質(zhì)、高強(qiáng)度且無(wú)碎片飛濺風(fēng)險(xiǎn)的材料。

力/力矩感知集成：在夾爪本體或機(jī)器人關(guān)節(jié)處集成傳感器，實(shí)時(shí)感知與環(huán)境（包括人）的意外接觸或碰撞。

狀態(tài)精確反饋：配備夾爪開合位置檢測(cè)、夾持到位確認(rèn)（物體在位檢測(cè)）等傳感器，確保抓取與釋放動(dòng)作100%可靠。

夾持力實(shí)時(shí)監(jiān)控：動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)并限制夾持力，防止因夾持過(guò)緊損壞工件或超出安全限值。

安全停止響應(yīng)：當(dāng)接收到機(jī)器人急停信號(hào)時(shí)，夾爪必須立刻執(zhí)行預(yù)設(shè)安全動(dòng)作（如安全釋放物體或保持在安全位置）。

斷電/故障模式：設(shè)計(jì)時(shí)考慮斷電或系統(tǒng)故障時(shí)的安全狀態(tài)（如彈簧撐開型設(shè)計(jì)確保松開）。

深度系統(tǒng)集成：通過(guò)安全I(xiàn)/O或PROFIsafe等安全通訊協(xié)議，與協(xié)作機(jī)器人本體安全控制系統(tǒng)（如安全PLC）無(wú)縫集成，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的安全邏輯控制。

選擇完美的夾爪和設(shè)計(jì)并不能自動(dòng)保證安全。全面的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是法律要求（依據(jù)ISO 10218-1/2和ISO/TS 15066）和落地前提。

標(biāo)準(zhǔn)框架：嚴(yán)格依據(jù)ISO 10218（工業(yè)機(jī)器人安全要求）和ISO/TS 15066（協(xié)作機(jī)器人指南）進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

場(chǎng)景決定安全等級(jí)：不同的人機(jī)協(xié)作模式（如共存、手導(dǎo)編程、速度與距離監(jiān)控）對(duì)夾爪的安全要求存在顯著差異。

手導(dǎo)場(chǎng)景：要求夾爪具備極低的最大夾持力和快速釋放能力。

速度距離監(jiān)控：可適當(dāng)放寬力限制要求，但響應(yīng)速度和傳感能力仍需保障。

數(shù)據(jù)支撐：ABB機(jī)器人安全報(bào)告指出，末端執(zhí)行器設(shè)計(jì)不當(dāng)是協(xié)作機(jī)器人應(yīng)用中引發(fā)安全事故的主要原因之一（2018年協(xié)作機(jī)器人安全事故中，約42%與末端工具相關(guān)）。

AG系列是大寰自主研發(fā)的關(guān)節(jié)型自適應(yīng)電爪，適用于協(xié)作機(jī)器人，以精巧的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)適配對(duì)不同形狀工件的穩(wěn)定抓取。以優(yōu)異的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，AG系列分別榮獲2019年和2020年紅點(diǎn)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)。該系列電動(dòng)夾爪既可應(yīng)用于半導(dǎo)體芯片、3C電子等精密行業(yè)，又可適用于汽車、家電等行業(yè)。

大寰機(jī)器人 PGC 系列協(xié)作型平行電爪，是一款主要應(yīng)用于協(xié)作機(jī)械臂的電動(dòng)夾爪，具有防護(hù)等級(jí)高、即插即用、大負(fù)載等優(yōu)勢(shì)。PGC 系列電動(dòng)夾爪承載精密力控與工業(yè)美學(xué)于一體，于 2021 年獲得紅點(diǎn)獎(jiǎng)與 IF 獎(jiǎng)兩項(xiàng)工業(yè)設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)。

在為協(xié)作機(jī)器人選擇“手”時(shí)，電動(dòng)夾爪憑借其卓越的控制性、集成便利性和內(nèi)建安全特性成為當(dāng)前主流選擇。氣動(dòng)、自適應(yīng)等夾爪在特定場(chǎng)景下可行，但需疊加嚴(yán)格的安全設(shè)計(jì)。

安全并非單一部件的責(zé)任，而是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)南到y(tǒng)工程。夾爪作為直接與人或環(huán)境交互的“觸點(diǎn)”，其選擇與安全設(shè)計(jì)至關(guān)重要。

它必須滿足國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)，深度融入機(jī)器人整體安全控制系統(tǒng)，并通過(guò)針對(duì)具體應(yīng)用場(chǎng)景的詳盡風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估加以驗(yàn)證。只有這樣，人機(jī)協(xié)作才能釋放真正的生產(chǎn)力潛力。