# 氣動夾爪有哪些不同類型，它們如何改變工業自動化？

> Source: https://rodlesspneumatic.com/zh-hant/blog/what-are-the-different-types-of-pneumatic-grippers-and-how-do-they-transform-industrial-automation/
> Language: zh-Hant

## Summary

用 SMC 2、3、4 指夾爪系列、夾持力計算、CAGI 10% 壓降指引、治具夾指與 RFQ 檢查選擇氣動夾爪類型。

## Page Content

# 氣動夾爪有哪些不同類型，它們如何改變工業自動化？

氣動夾爪 是以空氣驅動的末端致動器，會讓夾指圍繞工件開合。當爪型、夾指治具、行程、夾持力、摩擦與供氣條件都符合真實工件，而不是只符合型錄照片時，它們才會真正改變自動化。SMC 將氣動夾爪描述為取放應用零件，並列出兩指、三指與四指平行型、角型夾爪、寬開口型、肘節型與低污染版本（[SMC](https://www.smcusa.com/products/pneumatic-actuators/grippers~20234)，2026）。

簡短版本是：方形、平面或可重複定位的工件用平行夾爪；需要擺開間隙與開放進出的工位用角型夾爪；圓形定心用三爪夾爪；需要保持力用肘節夾爪；只要工件形狀比致動器本體更主導抓取，就使用客製夾指。

> 重點摘要 SMC 列出兩指、三指與四指平行氣動夾爪，另有角型、寬開口、肘節與低污染選項，用於取放工作（[SMC](https://www.smcusa.com/products/pneumatic-actuators/grippers~20234)，2026）。 夾持力不只是型錄上的一個數字。它取決於負載質量、加速度、摩擦、爪數、夾指長度與安全係數。 CAGI 建議從壓縮機出口到使用點的壓降不超過 10%，因此夾爪力檢查必須包含閥、管路與使用點壓力（CAGI，2026）。

多數夾爪錯誤從太晚的一步開始。團隊先比較缸徑，卻還沒在工件上標出接觸點。以我們的經驗，最快的選型審查會從標註過的工件圖片開始：夾指可以碰哪裡，哪些表面脆弱，以及搬運中若氣壓下降會發生什麼事？

[Video: MHF2 Series Parallel Pneumatic Gripper](https://www.youtube-nocookie.com/embed/sLcHqzLYHTk)

[工具 Vacuum & gripping Pneumatic Gripper Force Calculator 選擇氣動夾爪前，先用負載質量、摩擦係數、爪數、加速度餘量與安全係數估算每爪所需力。 Grip Per Jaw = Load x (g + a) x Safety / (Friction x Jaw Count) Load mass Friction coefficient Jaw count Acceleration allowance 開啟計算工具 ->](/zh-hant/online-tools/pneumatic-gripper-force-calculator/)

## 什麼是氣動夾爪？

氣動夾爪是以壓縮空氣驅動的末端執行器，可夾緊、保持、定心或釋放工件。SMC 稱其為取放應用夾爪，並把 2 指、3 指與 4 指樣式列在同一產品家族中（[SMC](https://www.smcusa.com/products/pneumatic-actuators/grippers~20234)，2026）。

致動器本體產生運動，但真正形成抓取的是夾指。活塞、楔塊、齒條、凸輪或連桿帶動爪口，再由安裝的夾指接觸工件。這個分離很重要，因為兩個同缸徑夾爪在一個使用短鋼製夾指、另一個使用長型聚氨酯包覆夾指時，表現可能完全不同。

平行氣動夾爪 是夾指以直線、相反方向移動的爪式致動器。 角型氣動夾爪 是夾指沿弧線旋轉的爪式致動器。 三爪夾爪 是讓三個夾指朝共同中心閉合的定心致動器。這些定義先用運動方式穩住選型，再談力。

![XHW 系列角型氣動夾爪，配有兩個用於零件搬運的擺動爪](https://assets.rodlesspneumatic.com/images/blog/what-are-the-different-types-of-pneumatic-grippers-and-how-do-they-transform-industrial-automation/wp-xhw-series-angular-pneumatic-gripper.jpg)

> Figure: 當夾指必須離開工件擺開，或釋放後要避開治具時，角型氣動夾爪很有用。

## 應該比較哪些氣動夾爪類型？

先從爪口運動、工件幾何與接觸表面開始。SMC 的取放類別包含平行型、角型、寬開口型、肘節型與低污染型，這正說明一種夾爪類型無法覆蓋每個自動化工位（[SMC](https://www.smcusa.com/products/pneumatic-actuators/grippers~20234)，2026）。

| 夾爪類型 | 最適合 | 注意點 |
| --- | --- | --- |
| 兩指平行夾爪 | 盒體、方塊、板材、加工件、可重複的平面 | 需要足夠爪口行程與平行間隙 |
| 三爪定心夾爪 | 圓形零件、軸、襯套、瓶口、定心上料 | 檢查直徑範圍與三指均勻接觸 |
| 角型夾爪 | 治具避讓、短行程、簡單開合搬送 | 爪力會隨夾指角度與接觸位置改變 |
| 180 度角型夾爪 | 巢穴或上料口周圍需要完整開放間隙 | 確認開口角度不會撞到護罩或相鄰工具 |
| 寬開口平行夾爪 | 混合零件尺寸與較長進入間隙 | 長夾指會增加爪口力矩負載 |
| 肘節夾爪 | 保持、留置與類似夾具的動作 | 確認釋放狀態與安全排氣行為 |
| 低污染夾爪 | 電子、光學與潔淨搬運 | 空氣品質與防塵套材質會成為選型輸入 |

例如，從輸送線抓取平面鋁塊通常會指向[寬開口平行氣動夾爪](/zh-hant/products/xhl-series-wide-opening-parallel-pneumatic-gripper/)或緊湊兩指型。必須保持定心的圓形插頭可能指向三爪單元。側牆很高的治具可能偏向[角型氣動夾爪](/zh-hant/products/xhw-series-angular-pneumatic-gripper/)，因為夾指可以擺開避讓。

## 平行與角型氣動夾爪有何不同？

平行夾爪讓爪口沿直線移動，而角型夾爪讓爪口繞樞軸擺動。SMC 列出兩指、三指與四指平行樣式，也在夾爪家族中列出帶速度調整的角型機型（[SMC](https://www.smcusa.com/products/pneumatic-actuators/grippers~20234)，2026）。

平行夾爪通常適合寬度可預期的零件。它們在整個行程中讓夾指接觸角度保持穩定，因此工件有平面時更容易建模。不過，長夾指造成的側向負載仍需由爪口導向承受。當治具把接觸點移離爪口端面很遠時，緊湊平行本體的實際能力可能下降。

角型夾爪適合間隙比直線爪口行程更重要的工位。夾指會從工件旁旋轉離開，可協助機器人或滑台離開狹窄巢穴。不過，力與接觸幾何會隨開口角度改變。請檢查實際接觸點上的型錄力曲線，而不是只看閉合位置。

![XHL 系列寬開口平行氣動夾爪，用於混合零件尺寸](https://assets.rodlesspneumatic.com/images/blog/what-are-the-different-types-of-pneumatic-grippers-and-how-do-they-transform-industrial-automation/wp-xhl-series-wide-opening-parallel-pneumatic-gripper.jpg)

> Figure: 當零件尺寸會變化，或夾指需要額外進入間隙時，寬開口平行夾爪很有用。

![XHY 系列 180 度角型氣動夾爪，具有完全打開的爪口](https://assets.rodlesspneumatic.com/images/blog/what-are-the-different-types-of-pneumatic-grippers-and-how-do-they-transform-industrial-automation/wp-xhy-series-180-degree-angular-pneumatic-gripper.jpg)

> Figure: 180 度角型夾爪可提供很大的開放間隙，但周圍治具必須為擺動路徑留出空間。

## 三爪、肘節、針式與軟爪夾爪何時適用？

當工件比爪口本體更能決定接觸方式時，使用特殊夾爪。SMC 包含三指與四指平行樣式、肘節支援與低污染機型，而 2025 年一項夾爪自適應研究在變化的爪寬下測試了六種夾爪配置（[SMC](https://www.smcusa.com/products/pneumatic-actuators/grippers~20234)，2026；[arXiv](https://arxiv.org/abs/2502.15613)，2025）。

三爪夾爪常用於圓柱形零件，因為閉合時會讓工件定心。肘節夾爪適合壓持或留置任務，閉合後必須抵抗工件移動。針式夾爪可處理真空會漏穿的多孔紡織品、纖維墊或柔軟片材。軟爪與客製墊片則用於外觀面、曲面零件或摩擦條件混合的接觸。

研究也支持一個實用的現場觀點：治具細節會改變抓取行為。2025 年一項指墊研究指出，致動壓力與時序讓摩擦力最多改變 2.8 倍（[arXiv](https://arxiv.org/abs/2502.00926)，2025）。這不表示每家工廠都需要自適應墊片，而是表示爪口材料、墊片形狀與表面狀態值得與缸徑同等審查。

## 如何在不傷零件的情況下設定夾持力？

在選擇本體尺寸前，先從工件負載、加速度、爪數與摩擦設定夾持力。2021 年一篇抓取姿態論文使用夾爪行程、表面摩擦與碰撞檢查作為合適抓取的選擇標準（[arXiv](https://arxiv.org/abs/2104.11660)，2021）。

垂直或動態抓取可用以下公式初步檢查：

每爪所需力 = m x (g + a) x 安全係數 / (摩擦係數 x 爪數)

這個公式只是第一道篩選，不是最終核准。還要加入爪口力矩、夾指長度、工件偏置、衝擊、氣壓公差與表面變化。具體來說，長夾指會增加夾爪導向上的力矩負載。低摩擦塑膠需要比橡膠接觸金屬更高的夾持力。脆弱零件可能需要更大的墊片，讓接觸壓力低於損傷限值。

我們曾分析一些夾爪 RFQ：型錄力看似足夠，但夾指對導向負載而言太長。也遇過相反問題：較大的夾爪能夾住零件，卻在塗層表面留下痕跡。兩種情況的解法都不只是「加大力」。真正的解法是接觸面積、夾指長度、墊片材料，以及更誠實的加速度餘量。

使用[氣動夾爪力計算器](/zh-hant/tools/pneumatic-gripper-force-calculator/)測試質量、加速度餘量、安全係數、摩擦係數、爪數與可用爪力。如果計算器顯示餘量很窄，不要只靠提高壓力解決。請先檢查夾指設計與使用點供氣。

## 空氣品質與壓降會改變什麼？

空氣品質與壓降會改變重複性、速度、力與壽命。ISO 8573-1 依粒子、水與油分類壓縮空氣，CAGI 表示每多 2 psig 壓力約會增加 1% 壓縮機功率（[ISO](https://www.iso.org/standard/46418.html)，2010；[CAGI](https://www.cagi.org/working-with-compressed-air/)，2026）。

在工作台上可正常運作的夾爪，如果閥島在尖峰需求時壓力較低，到了機台上就可能漏抓。CAGI 表示設計良好的壓縮空氣系統，從壓縮機出口到使用點的壓降應維持在 10% 以內（[CAGI](https://www.cagi.org/working-with-compressed-air/)，2026）。因此有用的壓力值，是機台循環時夾爪閥端的壓力。

水分與油也很重要。ISO 8573-1 涵蓋壓縮空氣的粒子、水與油純度等級（[ISO](https://www.iso.org/standard/46418.html)，2010）。潮濕空氣會讓閥變慢、沖掉潤滑、腐蝕接頭，並讓小型夾爪發黏。水分目標可參考[氣動系統壓力露點](/zh-hant/blog/what-is-pressure-dew-point-and-why-does-it-matter-for-your-pneumatic-system-performance/)。管路造成的力損失可參考[氣動系統壓降](/zh-hant/blog/what-causes-pressure-drop-in-pneumatic-systems-and-how-to-fix-it/)。

## 如何在夾爪、真空與客製夾指之間選擇？

先從工件表面選擇保持方式。SMC 的協作機器人抓取頁面把氣動夾爪、電動夾爪、真空夾爪與磁力夾爪列為不同抓取選項，這反映了真實末端工具的取捨（[SMC](https://www.smcusa.com/solutions/applications/collaborative-robot-grippers)，2026）。

真空適合平坦、密封且面積足夠的表面。它在多孔材料、重紋理、孔洞、油污與粉塵表面上較吃力。當工件提供邊緣、孔、凸台或夾指可定位的形狀時，氣動夾爪更合適。相反地，當零件需要受控方向時，客製夾指往往比更大的夾爪更有效。

2025 年夾爪自適應研究報告六種夾爪配置的平均任務成功率為 93.3%，而該研究設定下的基準範圍為 23.3-26.7%（[arXiv](https://arxiv.org/abs/2502.15613)，2025）。應把這視為幾何感知抓取的研究證據，而不是生產保證。在生產中，重複性仍取決於治具公差、機器人路徑、空氣品質、感測器與零件變異。

更廣的致動器選型，可把本文與[什麼是氣動致動器以及它們如何工作](/zh-hant/blog/what-are-pneumatic-actuators-and-how-do-they-work/)比較。如果爪口夾住後還必須旋轉零件，也請檢查[氣動旋轉致動器選型](/zh-hant/blog/how-do-pneumatic-rotary-actuators-work-and-why-are-they-essential-for-modern-automation/)。

## 氣動夾爪 RFQ 檢查表應包含什麼？

RFQ 應圍繞零件建立，而不只是圍繞夾爪系列建立。CAGI 將需求流量、壓力與空氣品質列為關鍵壓縮空氣選型參數，而夾爪選型還會把工件幾何、爪口行程與接觸材料加入清單（[CAGI](https://www.cagi.org/working-with-compressed-air/)，2026）。

在要求零件號之前，先提供以下資訊：

- 工件圖面或照片，並標註允許接觸區。

- 零件質量、材質、表面處理、油污、粉塵、毛邊與溫度。

- 所需方向、抓取方向、機器人或滑台加速度，以及週期率。

- 機台運轉期間閥端可用氣壓。

- 夾指長度、近似墊片形狀，以及與爪口端面的任何偏置。

- 所需開口間隙、巢穴幾何與附近碰撞風險。

- 感測需求，例如開、閉、有無零件或夾持確認。

- 空氣品質目標，包括乾燥機、過濾與使用點水分期望。

- 失氣、急停或掉件風險下的安全狀態。

- 偏好的產品家族，例如氣動夾爪、[180 度角型夾爪](/zh-hant/products/xhy-series-180-degree-angular-pneumatic-gripper/)或客製夾指。

作者背景與編輯脈絡可見倍拓氣動關於我們頁面。若要針對特定機台審查，請透過聯絡頁面送出檢查表、照片、圖面與週期資料。

## FAQ

### 氣動夾爪主要有哪些類型？

主要類型包括兩指平行夾爪、三爪定心夾爪、角型夾爪、180 度角型夾爪、寬開口平行夾爪、肘節夾爪、針式夾爪與低污染夾爪。正確類型取決於零件幾何、行程、間隙、摩擦與所需安全狀態。

### 我應該選平行氣動夾爪還是角型氣動夾爪？

當工件有穩定寬度、平坦接觸面與可預期進入間隙時，選平行氣動夾爪。當夾指必須從巢穴、治具或相鄰工具旁擺開時，選角型氣動夾爪。務必檢查實際接觸點的力。

### 如何計算氣動夾爪力？

先從工件質量、加速度餘量、安全係數、摩擦係數與爪數開始。實用初估是每爪所需力等於質量乘以重力與加速度，再乘安全係數，除以摩擦係數與爪數。接著檢查夾指長度、偏置與爪口力矩。

### 什麼時候該用氣動夾爪而不是真空吸盤？

當工件有邊緣、孔、凸台、粗糙表面、多孔材料、油污、粉塵，或需要機械定位的形狀時，使用氣動夾爪。當工件有足夠密封且平坦的面積，並且加速時保持力穩定時，使用真空。

### 氣動夾爪報價應提供哪些資訊？

提供零件照片或圖面、質量、材質、表面處理、接觸區、所需方向、週期率、加速度、閥端可用壓力、夾指長度、開口間隙、感測需求、空氣品質目標與失氣安全狀態。

## 來源與擷取註記

- SMC USA，「Grippers for Pick and Place」，擷取於 2026-07-08：[https://www.smcusa.com/products/pneumatic-actuators/grippers~20234](https://www.smcusa.com/products/pneumatic-actuators/grippers~20234)

- SMC USA，「Cobot Gripping Solutions」，擷取於 2026-07-08：[https://www.smcusa.com/solutions/applications/collaborative-robot-grippers](https://www.smcusa.com/solutions/applications/collaborative-robot-grippers)

- Compressed Air and Gas Institute，「Working with Compressed Air」，擷取於 2026-07-08：[https://www.cagi.org/working-with-compressed-air/](https://www.cagi.org/working-with-compressed-air/)

- ISO，「ISO 8573-1:2010 Compressed air - Part 1: Contaminants and purity classes」，擷取於 2026-07-08：[https://www.iso.org/standard/46418.html](https://www.iso.org/standard/46418.html)

- arXiv，「Grasp Adaptation in Operational Space」，2025：[https://arxiv.org/abs/2502.15613](https://arxiv.org/abs/2502.15613)

- arXiv，「Pneumatic Grippers With Tunable Fingerpad Friction」，2025：[https://arxiv.org/abs/2502.00926](https://arxiv.org/abs/2502.00926)

- arXiv，「6D Grasp Pose Generation and Evaluation for Robotic Bin Picking」，2021：[https://arxiv.org/abs/2104.11660](https://arxiv.org/abs/2104.11660)

- YouTube 影片作為視覺脈絡：[https://www.youtube.com/watch?v=sLcHqzLYHTk](https://www.youtube.com/watch?v=sLcHqzLYHTk)