对于工业机器人来说，搬运物料是其抓取作业中比较重要的应用之一。工业机器人作为一种通用性强的作业设备，直接依靠夹持机构就能顺利完成任务。因此，机器人末端的夹持机构应结合实际任务和工作环境的要求进行设计。这就导致了夹紧机构结构形式的多样化。
图1 末端执行器元件、特征与参数的关系
机械夹紧机构多为二指爪式，按手指运动方式可分为回转式和平移式；夹紧方式不同，可分为内支撑式和外夹式；按结构特点可分为气动、电动、液动和组合式合模机构。
1、气动端夹紧机构
气动传动气源更方便，动作速度快，工作介质无污染，流动性优于液压系统，压力损失小，适用于长距离控制。以下是几种气动机械手装置：
1.回转连杆夹紧机构
此类装置的手指（如V型手指、弧形手指）通过螺栓固定在夹紧机构上，更换更方便，可显着扩大夹紧机构的应用场合。
图2 旋转连杆杠杆式夹紧机构结构
2、直杆双缸平移夹紧机构
这种夹紧机构的指尖通常安装在装有指尖安装座的直杆上。当压缩气体进入单作用双缸的两个活塞杆腔时，将推动活塞逐渐向中间移动，直至工件被夹紧。
图3 直杆双缸平动夹紧机构结构图
3、连杆十字型双油缸平移夹紧机构
一般由单作用双联气缸和十字指组成。气体进入气缸中腔后，推动两个活塞向两侧运动，从而带动连杆运动，交叉指尖将工件牢牢固定；如果没有空气进入中腔，活塞在弹簧推力的作用下向下复位，固定工件松动。
图4 十字型双油缸平动夹紧机构结构图
4、内支撑连杆杠杆夹紧机构
通过四连杆机构实现力的传递，其拧紧方向与外夹紧式相反。主要用于夹持带内孔的薄壁工件。夹紧机构夹紧工件后，为保证能与内孔顺利定位，通常安装三指。
图5 内支撑式连杆杠杆式夹紧机构结构图
5、固定式无杆活塞缸驱动的增压机构
固定式无杆活塞气缸的气动系统如下图所示。气缸为单作用气缸。
图6 固定式无杆活塞缸气动系统
无杆活塞缸活塞径向位置安装过渡滑块，滑块两端对称铰接两根铰杆。如果有外力作用在活塞上，活塞就会左右运动，从而推动滑块上下运动。. 当系统被夹紧时，铰链点B将围绕A点做圆周运动，滑块的上下运动可以增加一个自由度，C点的摆动可以代替整个缸体的摆动.
图7 固定式无杆活塞缸驱动的助力机构
6、铰链杆2杠杆串联增力机构内部夹紧气动装置
当压缩空气换向阀处于如图左工作状态时，气缸左腔即无杆腔进入压缩空气，活塞将向右下方运动气压的作用，使铰杆的压力角α逐渐减小。小，气压借助角度作用被放大，然后将力传递给恒增力杠杆机构的杠杆，力再次放大成为夹紧工件的力F。当换向阀处于右位工作状态时，气缸右室即有杆室进入压缩空气，推动活塞向左运动，
图8 铰杆2杠杆串联助力机构内夹紧气动机械手
2、吸气端夹紧机构
吸气端夹持机构利用吸盘内负压形成的吸力移动物体。主要用于抓取形状较大、厚度适中、刚性较差的玻璃、纸张、钢材等物体。根据产生负压的方式，可分为以下几种：
1.挤压吸盘
吸盘内的空气被向下的挤压力挤出，使吸盘内部产生负压，形成吸力吸住物体。用于抓取形状小、厚度薄、重量轻的工件。
图9 挤压吸盘结构图
2.气流负压吸盘
控制阀将气泵的压缩空气通过喷嘴喷出，压缩空气的流动会产生高速射流，带走吸盘内的空气，使吸盘内产生负压吸盘，负压形成的吸力可以吸神器。
图10 气流负压吸盘结构图
3、真空泵排气吸盘
电磁控制阀用于连接真空泵和吸盘。抽气时吸走吸盘腔内的空气，形成负压吸住物体。反之，当控制阀将吸盘通向大气时，吸盘失去吸力，释放工件。
图11 真空泵排气吸盘结构图
3、液压端夹紧机构
1.常闭夹紧机构
钻具由强大的弹簧预紧力固定并通过液压方式释放。当夹紧机构不执行抓取任务时，处于夹紧钻具的状态。其基本结构是一组预压弹簧作用于斜面或杠杆等增力机构，使卡瓦座轴向移动，带动卡瓦径向移动碟簧缸，夹紧钻具；高压油进入卡瓦座和套管形成的液压缸进一步压缩弹簧，使卡瓦座和卡瓦反向运动，松开钻具。
2.常开夹紧机构
通常采用弹簧释放和液压夹紧的方式，在不执行抓取任务时处于松动状态。夹紧机构靠液压缸的推力产生夹紧力，油压降低会导致夹紧力减小。通常在油路上安装可靠的液压锁以保持油压。
3、液压弹性夹紧机构
松开和夹紧均由液压实现。若两侧液压缸进油口接高压油，则卡瓦随活塞运动向中心移动，夹紧钻具，更换高压油进口，卡瓦会偏离中心，松开钻具。
4、复合液压夹紧机构
本装置有主液压缸和副液压缸，副液压缸侧连接有一组碟形弹簧。当高压油进入主液压缸时，推动主液压缸运动，力通过顶柱传给副液压缸。碟簧进一步压缩，卡瓦座移动；同时碟簧缸，主液压缸一侧的卡瓦座在弹簧力的作用下移动，释放钻具。
4.磁端夹紧机构
分为电磁吸盘和永磁吸盘。电磁吸盘是通过接通和断开线圈中的电流，产生和消除磁力来吸引和释放铁磁性物体。永磁吸盘是利用永磁钢的磁力吸住铁磁性物体。它通过移动隔磁物体来改变吸盘中的磁力线回路，从而达到吸引和释放物体的目的。但它也是一个吸盘，永久吸盘的吸力没有电磁吸盘大。
