În robotică, un efector final este un dispozitiv aflat la capătul unui braț robotic, conceput pentru a interacționa cu mediul (http://www.gibsonengineering.com). Natura efectorilor finali depinde de sarcina intenționată. Deși efectorii terminali pot fi descriși pe larg în două categorii principale: dispozitive de prindere și unelte, în robotică aceștia sunt denumiți mai frecvent grippere (site-ul web FESTO. http://www.festo.com/; http://www.piab.com /).

Un gripper robotic poate fi clasificat fie după principiul său de prindere, fie după metoda de închidere/deschidere. Conform principiilor, un gripper poate fi clasificat ca gripper mecanic, cu vid sau magnetic (site-ul web FESTO http://www.festo.com/; http://www.piab.com/; http://www.liftrite.ie/; http://www.fipa.com/). În ceea ce privește metodele de închidere/deschidere, un gripper poate fi de tip unghiular sau paralel. Dacă luăm în considerare cerința de centrare, un gripper care poate centra un obiect în timpul prinderii este denumit gripper sincron și, invers, un gripper asincron nu are caracteristica de centrare a obiectului. În general, gripperele mecanice cu o manieră de închidere/deschidere paralelă sunt adesea sincrone și capabile să asigure o funcție bună de centrare a pieselor. În aplicațiile industriale, selecția gripperelor depinde de sarcini, piese specifice și cerințe (Wolf et al. 2005; Ceccarelli și Gradini 1992).

În prezent, majoritatea gripperelor robotice industriale sunt concepute pentru scopuri specifice și trebuie reproiectate pentru diferite sarcini (Okada 1979; Chen 1982; Monkman et al. 2007; Crisman et al. 1996; Robotics Bible 2011). În general, majoritatea gripperelor trebuie să fie modificate de către producătorul gripperelor pentru a se potrivi cu noua geometrie a obiectelor. Gripperele specifice formei permit gripperului să apuce doar obiecte cu o geometrie foarte specifică. Unele grippere specifice formei pot fi modificate pentru a se adapta la o varietate de geometrii de obiect (Mock 2009). Dar, schimbarea gripperului necesită adesea timp semnificativ, ceea ce duce la întârzieri de producție.

Există o cerere din ce în ce mai mare pentru grippere robotice mai generice, multi-utilizări (Laliberte și Gosselin 1998; Belter et al. 2011). O metodă cu costuri reduse este de a utiliza opriri dure care pot personaliza lungimea cursei unui gripper pentru a oferi deschideri flexibile (Aukes et al. 2012). Degetele modulare sau detașabile, echipate cu senzori, reprezintă o alternativă pentru ingineri de a proiecta flexibilitate multifuncțională în dispozitivele lor. În plus, gripperele cu mai multe degete sunt, de asemenea, populare pentru prinderea articolelor care necesită o ținere fermă și o manipulare cu dibăcie. Griperele cu utilizare multiplă permit roboților să prindă mai multe piese cu geometrii diferite, crescând astfel adaptabilitatea celulei robotice de lucru și reducând timpul pentru schimbarea sculei.

De obicei, numărul de dispozitive de acționare prezente într-un gripper determină gradele de libertate ale acestuia. Un număr mai mare de dispozitive de acționare crește versatilitatea dispozitivului de prindere, dar creează și probleme de dimensiune, complexitate și greutate mai mare a dispozitivului. O clasă de dispozitive numită dispozitive subacționate are mai puține dispozitive de acționare decât gradele lor de libertate (Laliberte și colab. 2002; Birglen și colab. 2008). Conceptul de subacționare permite unui gripper robotic să se adapteze la un obiect de formă neregulată fără o strategie complexă de control și numeroși senzori (Siciliano și Khatib 2008; Peerdeman și colab. 2013; Odhner și Dollar 2011; Herder și Kragten 2010; Belter și Dollar 2011; Krut et al. 2011; al. 2010; Odhner și colab. 2013; Aukes și colab. 2011; Dollar și Howe 2010; Belter și colab. 2013; Birglen și colab. 2002; Air Muscles From Shadow Robot http://www.shadowrobot.com; Gengenbach și colab. 1997). Prin urmare, gripperele subacţionate sunt capabile să ofere o mai mare versatilitate de prindere. Ele sunt mai eficiente, consumă mai puțină energie, mai simple și, în general, mai fiabile decât omologii lor complet acționați (Odhner și Dollar 2011; Gengenbach et al. 1997).

Proiectarea gripperelor robotice este un proces complex (Zhao 2007; Physik Instrumente; Lexcellent 2013), care implică diferite aspecte ale mecanicii, acționării și controlului (Birglen și Gosselin 2004; Frecker și colab. 1997; Chen și Lin 2008). În etapa inițială de proiectare, tipurile de mecanisme și metodele de acționare trebuie să fie luate în considerare cu prioritate. Deși proiectarea depinde de sarcina specifică de apucare, cerințele de proiectare sunt în general concentrate pe fiabilitatea operațională, capacitatea de a furniza forță adecvată (adesea reglabilă), prehensiune potrivită ca formă/forță, precum și o bună adaptabilitate la operațiunile de manipulare.

Acest capitol este organizat după cum urmează. Conceptele de bază ale gripperelor robotice sunt descrise în secțiunea „Concepte de bază”. Câteva mecanisme tipice de grippere cu două sau trei degete sunt introduse în secțiunea „Mecanisme de transmisie”. În secțiunea „Actuatoare și senzori”, sunt prezentate câteva dintre componentele actuatorului și senzorii utilizați în dispozitivele de prindere robotice. Ca studiu de caz, procesul de proiectare a unui gripper conform este descris în secțiunea „Proiectarea gripperului conform: studiu de caz”. În cele din urmă, capitolul se încheie cu secțiunea „Concluzie”.