末端執(zhí)行器作為工業(yè)機器人與環(huán)境交互的最后一個環(huán)節(jié)和執(zhí)行環(huán)節(jié)，在自動化工廠中發(fā)揮著越來越重要的作用。

而不同形態(tài)的末端執(zhí)行器，可以完成圓盤式、長軸式、不規(guī)則形狀、金屬板等不同工件的翻轉、旋轉步驟，其中，電動夾爪已經逐漸有取代氣動夾爪的趨勢，成為近五年來風頭正盛的末端執(zhí)行器形態(tài)之一。

隨著制造業(yè)向智能化發(fā)展，國產工業(yè)機器人不斷崛起，人們對工業(yè)機器人配套設備末端執(zhí)行器的想象力，也在不斷拓寬。

“電換氣”進行時

末端執(zhí)行器中夾爪的出現(xiàn)最早可以追溯至上世紀60年代，早期的機器人夾爪主要用于重復性操作和半自動化生產過程。

到上世紀70年代，工業(yè)界開始使用計算機來控制機器人夾爪系統(tǒng)。

到上世紀90 年代，夾爪產品的設計更加專業(yè)化，開始向標準化發(fā)展。

而21世紀，隨著人工智能技術的普及，機器人夾爪可以實現(xiàn)自適應控制、物體識別和抓取、力控等功能，使得其在復雜場景下的應用更加廣泛。

曾經，許多人認為“氣動夾爪”是永遠不會改變的產品形態(tài)，這一觀點近年來也受到由驅控一體高度集成的電動夾爪帶來的挑戰(zhàn)與沖擊。

氣動夾爪起源于日本，其原理是夾爪內置氣動裝置，利用壓縮空氣作為動力，實現(xiàn)抓取動作。

慧靈科技CEO田軍曾指出，氣動夾爪的的致命缺點就是麻煩，必須將整個系統(tǒng)搭建起來之后才能夠開始工作，這套復雜的組裝工作嚴重降低了組裝應用效率，浪費了大量設備空間。

至于采用電機驅動的電動夾爪，雖然發(fā)展時間短，但目前，其在抓取穩(wěn)定性、行程可控以及夾持力方面已經超過了氣動夾爪，具有一定替代效應。因此，電動氣爪近年來躋身成為末端執(zhí)行器領域頗受關注的寵兒。

2014年以前，還沒有一家國內企業(yè)能夠真正研發(fā)生產出高性能的電動夾爪；到2016年，中國電動夾爪廠商數(shù)量已達24家左右；2021年，這個數(shù)字已增長到超53家，且在持續(xù)增長中。

電動夾爪的突出優(yōu)勢是將氣動夾爪復雜的系統(tǒng)濃縮成一個標準單品，把抓取環(huán)節(jié)變成一個柔性化、智能化的可編程、可配置的功能單元。

另外，電動夾爪的靈活度高，響應速率快，可滿足易碎、易形變工件的抓取要求。

但GGII數(shù)據(jù)顯示，2021年，中國電動夾爪銷售額僅占國內夾爪市場的3.5%，盡管電動夾爪銷售額占有率在不斷提升，到2023年，這個數(shù)據(jù)也不到10%。直到現(xiàn)在，氣動夾爪仍是在工業(yè)自動化領域應用最廣泛夾爪形態(tài)。

歸根究底，“電換氣”無法快速普及的核心堵點在哪？

有業(yè)內人士分析，原因在電動夾爪的價格和技術，其中，電動夾爪相比氣動夾爪價格較貴，正如電動牙刷之于手動牙刷，但并不是簡單的簡化性能、降低價格，就能滿足客戶的真正需求。

想做到真正疏通“電換氣”堵點，需要打通三個技術維度：一是性能指標完全替代氣動夾爪，包括且不限于速度、夾爪力度、位置精度；二是剛性、壽命和電缸出力的穩(wěn)定性要達到工業(yè)自動化的需求；三是使用習慣簡單，包括且不限于接線、設備調試時間和維護成本。

值得一提的是，下游客戶在夾爪品牌的選擇上，也與消費者選擇牙刷有著異曲同工之妙，下游客戶更青睞于一直合作的海外氣爪品牌，正如部分消費者更青睞使用傳統(tǒng)的手動牙刷。

改變消費者習慣，并非一日之功。

好消息是，已經有不少國內外企業(yè)專注于研發(fā)電動夾爪，甚至一些電動夾爪產品已可以在性能上取代氣動夾爪。

誰在分羹末端執(zhí)行器市場？

末端執(zhí)行器的趨勢

其實，僅僅是用夾爪代表末端執(zhí)行器領域太過狹隘，夾爪只是其中一種產品形式。

末端執(zhí)行器多種多樣，除了上文提到的氣動末端執(zhí)行器、機電一體末端執(zhí)行器和液壓式、電磁式、真空式末端執(zhí)行器以外，還有今年火爆的應用于人形機器人上的“靈巧手”。

這些形態(tài)的末端執(zhí)行器（夾爪）也各有優(yōu)劣。

其中，液壓夾爪夾持力高，但其中的液壓油對環(huán)節(jié)的污染較嚴重；電磁夾爪穩(wěn)定性較高，但夾持力低，容易出現(xiàn)持續(xù)供電導致線圈過熱的現(xiàn)象；電磁吸盤主要用于金屬材料放置，應用場景較局限；真空夾爪利用壓強差吸取物品，需要工件表面光滑、重量合適，應用場景也比較局限。

而談及適配于人形機器人的末端執(zhí)行器，有業(yè)內人士認為，“靈巧手”的擬人化的確可以給人熟悉感和安全感，但工業(yè)應用中，更加強調高剛性、高出力精度、高位置精度、高重復性，因此“靈巧手”未必適用于工業(yè)領域。

在工業(yè)端，兩三指夾爪牢牢占據(jù)著車間的每一個機械臂末端，且從下游應用的角度來看，未來，應用于精密工件的小型化、精密化夾爪，和應用于新能源行業(yè)的重載夾爪（≥10kg），都將成為電動夾爪未來的研發(fā)方向。

畢竟，能用兩根手指解決的問題，為什么要用五根呢？

總體來看，留給國產末端執(zhí)行器的市場還算肥沃，電爪這顆“種子”已經生根發(fā)芽，但長成參天大樹，還需時間。