協(xié)作機器人以其安全協(xié)作、易于部署和高度靈活的特點，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互動中確保人身安全。那么，如何選擇合適的夾爪，并實現(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載大小、定位精度、操作對象特性、工作環(huán)境及核心安全要求。

優(yōu)勢顯著：電機直接驅(qū)動，控制極其精準，易于實現(xiàn)實時力反饋與位置控制。

安全基石：斷電或急停時可編程設(shè)定安全動作（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：通常提供標準化通訊接口（如EtherCAT、Modbus TCP），與協(xié)作機器人控制系統(tǒng)集成便捷，簡化部署流程。

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

安全關(guān)鍵附加項：必須配備安全排氣閥（確保斷電/斷氣時快速泄壓釋放工件）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)險和維護成本。

獨特優(yōu)勢：機械結(jié)構(gòu)使其能被動適應(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，降低對工件和操作者的潛在損傷風(fēng)險。

適用場景：搬運光滑、平整、無孔板材或玻璃等。

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

選擇夾爪僅是起點，系統(tǒng)級安全設(shè)計是協(xié)作機器人應(yīng)用落地的核心保障。

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

低夾持力限制：最大夾持力設(shè)計嚴格遵循ISO/TS 15066標準關(guān)于功率和力限制的要求（PPFL），確保即使意外接觸也不會造成擠壓傷害。

本質(zhì)安全結(jié)構(gòu)：優(yōu)化機械設(shè)計，消除潛在擠壓點；選用輕質(zhì)、高強度且無碎片飛濺風(fēng)險的材料。

力/力矩感知集成：在夾爪本體或機器人關(guān)節(jié)處集成傳感器，實時感知與環(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、夾持到位確認（物體在位檢測）等傳感器，確保抓取與釋放動作100%可靠。

夾持力實時監(jiān)控：動態(tài)監(jiān)測并限制夾持力，防止因夾持過緊損壞工件或超出安全限值。

安全停止響應(yīng)：當接收到機器人急停信號時，夾爪必須立刻執(zhí)行預(yù)設(shè)安全動作（如安全釋放物體或保持在安全位置）。

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

深度系統(tǒng)集成：通過安全I/O或PROFIsafe等安全通訊協(xié)議，與協(xié)作機器人本體安全控制系統(tǒng)（如安全PLC）無縫集成，實現(xiàn)統(tǒng)一的安全邏輯控制。

選擇完美的夾爪和設(shè)計并不能自動保證安全。全面的風(fēng)險評估是法律要求（依據(jù)ISO 10218-1/2和ISO/TS 15066）和落地前提。

標準框架：嚴格依據(jù)ISO 10218（工業(yè)機器人安全要求）和ISO/TS 15066（協(xié)作機器人指南）進行風(fēng)險評估。

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

手導(dǎo)場景：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機器人安全報告指出，末端執(zhí)行器設(shè)計不當是協(xié)作機器人應(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)作機器人，以精巧的結(jié)構(gòu)設(shè)計適配對不同形狀工件的穩(wěn)定抓取。以優(yōu)異的產(chǎn)品設(shè)計，AG系列分別榮獲2019年和2020年紅點設(shè)計獎。該系列電動夾爪既可應(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)作機械臂的電動夾爪，具有防護等級高、即插即用、大負載等優(yōu)勢。PGC 系列電動夾爪承載精密力控與工業(yè)美學(xué)于一體，于 2021 年獲得紅點獎與 IF 獎兩項工業(yè)設(shè)計大獎。

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

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

它必須滿足國際安全標準，深度融入機器人整體安全控制系統(tǒng)，并通過針對具體應(yīng)用場景的詳盡風(fēng)險評估加以驗證。只有這樣，人機協(xié)作才能釋放真正的生產(chǎn)力潛力。