CN109476021A - 用于定位、包装和组装的软机器人致动器 - Google Patents

Abstract

实施例涉及在制造、包装和食品制备业等中的软机器人致动器的应用。公开了使用软机器人致动器来包装目标物体、移动并定位目标物体和/或容器、和/或分流或分类物体的方法和系统。通过使用软机器人致动器来执行固定、定位和/或分流，可在相同的生产线上操作不同尺寸和构型的物体，而无需在接收新物体时重新配置线路或安装新的硬件。

Description

用于定位、包装和组装的软机器人致动器

相关申请

本申请要求于2016年5月25日提交的、题为“用于定位、包装和组装的软机器人致动器”的美国临时申请序列号62/341,445的优先权。

本申请还涉及于2017年4月7日提交的、题为“用于定位、包装和组装的软机器人致动器”的序列号为15/482,050的美国专利申请。

上述申请的内容被援引纳入本文。

技术领域

本文大致涉及机器人和自动化领域，尤其涉及软机器人致动器在制造、包装和食品制备业等中的新颖应用。

背景技术

传统地，在制造、包装和食品制备中采用的装夹、定位和重定向装置主要采用硬组件来与待抓持和/或操纵的物体相互作用。硬装夹、定位和重定向装置采用用于与相对非柔性的感兴趣的物体相互作用的结构。因为硬结构不容易适形于被抓取的目标，所以当与某些应用结合使用时，它们在某些方面可能受到限制。

发明内容

软机器人抓持器为制造、包装、食品制备以及其它相关作业操纵目标物体提供了新的可能。实施例提供使用软机器人致动器来固定目标物体和/或容器、定位目标物体和/或容器、包装目标物体、简单地改造制造生产线的部分和/或分流或分类物体的方法和系统。除非另有说明，可以预见以下描述的步骤可单独或以任何组合方式使用。结合一个实施例描述的特征，可用于与另一不同的实施例组合使用，除非注意到这些实施例彼此不兼容。

在实施例中，系统可包括用于运载目标物体的移动表面和接近移动表面的软机器人致动器。软机器人致动器可包括弹性主体，其具有储存器并且被构造成通过向储存器提供膨胀流体而膨胀。系统还可包括控制器单元，其接近移动表面以与移动表面中的开口以流体密封的方式联接，当软机器人致动器移动到控制器单元附近时，开口流体联接到软机器人致动器的储存器，并且通过该联接改变软机器人致动器的状态。

状态的改变可包括将膨胀流体递送至软机器人致动器和/或使膨胀流体从软机器人致动器中移走。状态的改变可使目标物体从第一位置移动到第二位置、移动到第二表面、固定就位和/或从固定位置释放。

在一些实施例中，软机器人致动器是可移动的，而控制器单元相对于软机器人致动器是固定的。软机器人致动器可联接至移动表面。

在一些实施例中，控制器单元是可移动的，而软机器人致动器相对于控制器单元是固定的。在其它实施例中，控制器单元和软机器人致动器都是可移动的。

当软机器人致动器移动离开控制器单元时，控制器单元可第二次改变软机器人致动器的状态。状态的改变可在致动器和控制器趋近、分离或彼此处于相同位置(紧密接近)时进行。虽然状态的改变可在它们同地协作时通过控制器和致动器之间的物理路径(例如，管子)完成，但是状态的改变可以在它们相对于彼此移动时以多种方式完成。例如，流体可通过致动器上的孔或开口从软致动器中释放，其中孔口受到或者不受到致动器上的电子电路的控制。电路可基于其预构型或基于外部事件(比如来自控制器、摄像机、可操作开关等的无线信号)改变孔口。

移动表面可以是传送带、一组辊子、轮/星轮等。软机器人致动器可以是线性延伸的致动器。

在实施例中，方法可包括将物体放置在包括基座和软机器人致动器的包装材料上，其中软机器人致动器包括塑料片材和/或弹性主体，其具有储存器并且被构造成通过向储存器供应膨胀流体而膨胀。替代地或另外地，膨胀流体可以是化学反应的产物，化学反应是混合已经在包装材料体积内的小袋化学品的结果。更进一步地，包装材料可以填充有膨胀泡沫(比如聚氨酯泡沫)。

该方法还可包括通过联接至控制单元将膨胀流体递送至软机器人致动器，使得软机器人致动器卷绕物体的一部分；密封处于膨胀状态的软机器人致动器；使软机器人致动器与控制单元分离。膨胀流体可以是六氟化硫。

包装材料可包括布置成在处于膨胀状态时卷绕物体的多个软机器人致动器。多个软机器人致动器可对称地布置在包装材料上，或者不对称地布置在包装材料上。

多个软机器人致动器中的每个可膨胀至与其它软机器人致动器的流体压力无关的流体压力或者膨胀至相同的流体压力。

在实施例中，包装系统包括用于容置放置于其上的物体的包装材料；和软机器人致动器，其包括弹性主体，其具有储存器且被构造成通过向储存器供应膨胀流体而膨胀，或者设计成在膨胀下展开的几何结构的塑料薄壁。软机器人致动器可联接至包装材料并且在供应膨胀流体时卷绕物体，且在膨胀状态下被密封。包装材料可以是可膨胀的。

在实施例中，方法可包括利用多个膨胀的软机器人致动器中的一个或多个以第一抓握力抓取多个物体中的每个，其中每个软机器人致动器包括弹性主体和缓慢释放机构，弹性主体具有储存器且被构造成通过向储存器供应膨胀流体而膨胀，缓慢释放机构允许膨胀流体流出储存器并且随着时间流逝减小第一抓握力。

该方法还包括当第一类型物体的特征在第一时刻超过软机器人致动器的第二抓握力时，在第一时刻释放第一类型物体，第二握力小于第一抓握力；以及当第二类型特征在第二时刻超过软机器人致动器在第三抓握力时，在第二时刻释放第二类型物体，第三抓握力小于第二抓握力。

物体类型的特征可包括重量、纹理、形状或尺寸。

该方法可包括将第一类型物体释放到第一贮存器或第一位置；以及将第二类型物体释放到第二贮存器或第二位置。

在实施例中，方法可包括将处于瘪缩状态的软机器人致动器定位在邻近运载物体的移动表面的位置，其中软机器人致动器包括弹性主体，其具有储存器且被构造成通过向储存器供应膨胀流体而膨胀。

该方法还可包括通过联接至控制单元将膨胀流体递送至软机器人致动器，使得软机器人致动器沿大致垂直于移动表面运动方向的方向横穿移动表面上形成屏障；以及当满足条件时从软机器人致动器中移走流体以移走屏障。条件可包括指定数量的物体在屏障后面累积、屏障后面物体的对齐，和/或除其它可能性之外将物体重定向至具有屏障的另一移动表面。在一些情况下，致动器可竖向地抬升物体远离移动表面，而不是或者除了在移动表面上形成屏障之外。

在实施例中，方法可包括通过联接至控制单元向软机器人致动器递送膨胀流体，使得软机器人在第一膨胀压力下形成绕中心轴线的圆柱螺旋并且具有第一螺距。软机器人致动器可包括弹性主体，其具有储存器且被构造成通过向储存器供应膨胀流体而膨胀。

该方法还可包括通过绕中心轴线旋转软机器人致动器将与软机器人致动器接触的目标物体从软机器人致动器的第一端传送至软机器人致动器的第二端。

该方法还可包括通过改变膨胀压力改变螺旋的螺距；以及通过旋转软机器人致动器将与软机器人致动器接触的第二目标物体从软机器人致动器的第一端传送至软机器人致动器的第二端，其中第二目标物体与第一目标物体尺寸不同。

软机器人致动器可绕圆柱杆膨胀。

在实施例中，可构造壁可包括具有在第一取向上布置的长度的可变形壁表面；软机器人致动器在第一端与可变形壁表面接触并且在第二端联接至可移动机构，软机器人致动器包括弹性主体，其具有储存器且被构造成通过向储存器供应膨胀流体而膨胀，软机器人致动器可移动地定位在可变形壁表面上，并且当膨胀流体被递送至储存器时，所述软机器人致动器可操作以沿着垂直于第一取向的方向将压力施加至可变形壁表面，使得可变形壁表面弯曲；以及控制器单元，其联接至软机器人致动器以改变储存器中的膨胀流体的量。

可构造壁可具有在第一取向上沿可变形壁表面布置的多个软机器人致动器。多个软机器人致动器中的每个可沿着可变形壁表面独立移动。多个软机器人致动器中的每个可独立地操作以将压力施加可变形壁表面。

多个软机器人致动器可使可变形壁表面凸出地、凹入地或者凸出地和凹入地弯曲。

可变形壁可定位在垂直于运载物体的可变形壁表面的移动表面附近，其中通过接触可变形壁表面重新定位物体。在其它实施例中，可构造壁可以是与自动折叠机器并排放置的轨道和/或壁形式。

在实施例中，贮存器可包括形成壁的基本平坦的表面；通过第一端联接至表面的软机器人致动器，其中软机器人致动器包括弹性主体，其具有储存器且被构造成通过向储存器供应膨胀流体而膨胀，软机器人致动器根据递送至储存器的膨胀流体的量从表面线性地垂直延伸至一定长度以接触贮存器中放置的物体；联接至软机器人致动器的控制器单元以改变储存器中的膨胀流体的量。

这些实施例的一个优势在于相比于传统壁或轨道，保持壁形状的致动器是柔韧的。照惯例，这种壁或轨道通过应用硬杆来成形/重塑。但是，在本文描述的实施例中，通过弹簧状软致动器来操纵壁或轨道。结果，壁或轨道可部分地偏转以吸收物体的影响和/或可更适形地接触物体。因为致动器可使轨道或壁偏转，所以几个相似尺寸的物体可经过给定的阻塞点。

另一优势在于可通过向单独的致动器发送新的压力水平来重构壁或轨道(例如经由电脑或通过联接至电气转换器的可编程控制器)。

贮存器可包括形成三维贮存器的多个表面，其中多个表面的两个或更多各自联接至不同的软机器人致动器。不同的软机器人致动器中的每个可以操作以延伸至与其它软机器人致动器的长度无关的长度。

贮存器可包括在联接到彼此间隔布置的表面的多个软机器人致动器，其中三维表面通过多个软机器人致动器相对于表面的第一端和第二端之间的长度来描述。该布置可以是笛卡尔坐标或径向。多个软机器人致动器中的每个可以可操作以延伸至与其它软机器人致动器的长度无关的长度。

附图说明

图1A-D示出示例性软机器人致动器系统；

图2A-2E示出根据实施例的系统的示例；

图3A-3B示出使用软机器人致动器进行包装的示例；

图4是示出使用包括软机器人致动器的包装来执行包装目标物体的方法的示例性逻辑的流程图；

图5示出用作可调螺钉的软机器人致动器的示例；

图6是示出执行使用可调螺钉的方法的示例性逻辑的流程图；

图7A-7C示出根据实施例的可构造壁的各种示例；

图8A-8E示出使用根据实施例的软机器人致动器的贮存器的各示例；

图9是使用具有缓慢释放机构的软机器人致动器来执行分类目标物体的方法的示例性逻辑的流程图；

图10是示出用于执行使用软机器人致动器作为可部署重定向器的方法的示例性逻辑的流程图；

图11示出适于用在实施例中的电子设备；和

图12示出适于与实施例一起使用的示例性网络架构。

具体实施方式

现在将参阅附图更详细地描述本发明，其中示出本发明的实施例。但是本发明可以采用许多不同的形式来实施，并且不应理解为受到本文阐述的实施例限制。相反，提供的这些实施例使得本文更加透彻和完整，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，相同的附图标记始终指代相同的元件。

软机器人抓持器的背景技术

传统的机器人抓持器或致动器可能是价格昂贵的且不能在某些环境操作，其中待处理物体的重量、尺寸和形状的不确定性和多样性已经导致无法采用如过去那样工作的自动化解决方案。本申请描述了自适应、廉价、轻质、可定制的并且易于使用的新型软机器人致动器的应用。

软机器人致动器可由例如为橡胶的弹性材料或以构造成在压力下展开、拉伸和/或弯曲的手风琴式结构布置的塑料薄壁或其它适用的相对软的材料形成。例如它们可通过将一片或多片弹性材料成型为期望的形状来制造。软机器人致动器可包括中空内部，其可用例如为空气、水或盐水的流体填充以使该致动器加压、膨胀和/或致动。在致动时，致动器的形状或轮廓会改变。在手风琴式致动器的情况下(下文进行更详细地描述)，致动可以使致动器弯曲或拉直成预定的目标形状。处于完全未致动形状和完全致动形状之间的一个或多个中间目标形状可通过使致动器局部地膨胀来实现。替代地或另外地，可利用真空来致动致动器以使膨胀流体流出致动器，从而改变致动器弯曲、扭转和/或延伸的程度。

致动也可允许致动器在物体上(比如被抓持或被推动的物体上)施加力。但是，与传统的硬机器人致动器不同，软致动器在被致动时保持自适应性，以使软致动器可以部分地或完全地适形于要被抓持的物体的形状。它们还可以在与物体碰撞时偏转，这在从一堆或料箱中取出物体时尤其重要，因为致动器很可能与一堆物体中的不是抓取目标的相邻物体或料箱的边碰撞。此外，因为材料可易于变形，所以所施加的力的大小可以可控的方式在整个更大表面区域分布。通过这种方式，软机器人致动器可抓持物体而不损坏它们。

而且，软机器人致动器允许用于传统的硬机器人难以实现的运动类型或运动(包括弯曲、扭转、延伸和收缩)组合。

图1A-图1D示出了示例性软机器人致动器。具体地说，图1A示出了软机器人致动器的部分侧视图。图1B示出了图1A中部分的俯视图。图1C示出了包括可被使用者操作的泵的软机器人致动器的部分侧视图。图1D示出了图1C所示部分的替代实施例。

致动器可为如图1A所示出的软机器人致动器100，其可利用例如为空气、水、盐水或任何适用液体、气体、胶体、泡沫等的膨胀流体而膨胀。膨胀流体可经由膨胀装置120通过流体联接器118来提供。

致动器100可处于未膨胀状态，其中在致动器100内存在基本与周围环境压力相同的有限量的膨胀流体。致动器100也可处于完全膨胀的状态，其中在致动器100内存在预定量的膨胀流体(预定量可响应于待由致动器100施加的预定的最大力或由膨胀流体施加到致动器100上的预定的最大压力)。致动器100也可处于完全真空的状态，其中所有的流体从致动器100中流出，或处于部分真空的状态，其中部分流体存在于致动器100中，但是处于小于周围环境压力的压力下。此外，致动器100可处于部分膨胀的状态，其中致动器100包含的流体量少于在完全膨胀状态下存在的预定量的膨胀流体，但是比没有膨胀流体(或非常有限量的膨胀流体)更多。

在膨胀状态，致动器100可表现出如图1A所示绕着中心轴线弯曲的趋势。为便于讨论，本文定义了几个方向。如图1B所示，轴向穿过致动器100围绕其弯曲的中心轴线。径向沿垂直于轴向的方向在由膨胀的致动器100形成的部分圆的半径方向上延伸。周向沿着膨胀的致动器100的外周延伸。

在膨胀状态，致动器100可沿着致动器100的内周边缘在径向上施加力。例如致动器100的远端前端的内侧向内朝着中心轴线施力，这可被利用以允许致动器100抓取物体(可能与一个或更多的附加的致动器100相结合)。由于致动器100所使用的材料以及总体结构，软机器人致动器100可在膨胀时保持相对地适形。

致动器100可由允许相对软或适形结构的一种或多种弹性材料制成。根据应用，弹性材料可以从一组食品药品监督管理局(FDA)批准的食品安全的、生物相容的或医疗安全的材料中选择。致动器100可采用符合药品生产质量管理规范(“GMP”)的设备来加工。

致动器100可包括基本平坦的基座102(但各种改型或附加物可被增加到基座102以提升致动器的抓持和/或弯曲性能)。基座102可形成抓取目标物体的抓持表面。

致动器100可包括一个或多个的手风琴式延伸部104。该手风琴式延伸部104允许致动器100在膨胀或瘪缩时弯曲或挠曲，从而有助于限定致动器100在处于膨胀或瘪缩状态时的形状。手风琴式延伸部104包括一系列的脊106和槽108。可改变手风琴式延伸部104的尺寸与脊106和槽108的布置以得到不同的形状或延伸轮廓。

虽然图1A-图1D中的示例致动器在展开时呈“C”形或椭圆形，但是本领域普通技术人员将会认识到本发明不仅限于此。通过改变致动器100主体的形状或手风琴式延伸部104的尺寸、位置或形态，可获得不同的尺寸、形状和构型。而且，改变提供给致动器100的膨胀流体的量允许致动器100在未膨胀状态和膨胀状态之间呈一个或多个的中间尺寸或形状。因此，单独的致动器100通过改变膨胀量在尺寸和形状方面是可缩放的，并且通过用具有不同尺寸、形状或构型的另一个致动器100来代替一个致动器100可在尺寸和形状方面进一步缩放致动器。

致动器100从近端112向远端110延伸。近端112与接口114相连。接口114允许致动器100与其它部分可拆卸地联接。接口114可由比如为聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚醚醚酮、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(“ABS”)或缩醛均聚物的食品或医疗安全材料制成。接口114可与致动器100和软管118中的一个或两个可拆卸地联接。接口114可具有用于与致动器100联接的端口。不同的接口114可具有不同的尺寸、数量或构型的致动器端口，以适应较大或较小的致动器、不同数量的致动器或不同构型的致动器。

从膨胀装置120穿过例如为软管118的流体联接器被供应的膨胀流体可以使致动器100膨胀。接口114可包括阀116或可被附接至阀116，以允许流体进入致动器100而防止流体从致动器中流出(除非阀是打开的)。软管118也可以或替代地附接至位于膨胀装置120处的膨胀器阀124，以调节在膨胀装置120位置处的膨胀流体的供应。

软管118还可包括致动器联接接口122，其用于在一端可拆卸地联接接口114并且在另一端可拆卸地联接膨胀装置120。通过将致动器联接接口122的两部分分离，不同的膨胀装置120可与不同的接口114和/或致动器100联接。

膨胀流体可以例如是空气或盐水。在空气的情形下，膨胀装置120可包括手动操作的球状体或波纹管以便供应环境空气。在盐水的情形下，膨胀装置120可包括注射器或其它合适的流体递送系统。替代地或另外地，膨胀装置120可包括压缩机或泵，以便供应膨胀流体。

膨胀装置120可包括用于供应膨胀流体的流体供给部126。例如，流体供给部126可以是用于储存压缩空气、液化或压缩二氧化碳、液化或压缩氮气或盐水的储存器，或可为用于向软管118供应环境空气的通风口。

膨胀装置120还包括用于从流体供应部126穿过软管118将膨胀流体供应到致动器100的流体递送装置128，例如泵或压缩机。流体递送装置128能够向致动器100供应流体或从致动器100中抽出流体。流体递送装置128可以由电力驱动。为供应电力，膨胀装置120可包括比如为电池或电源插座接口的电源130。

电源130也可向控制装置132供电。控制装置132可允许使用者例如通过一个或多个的致动按钮134(或替代装置比如开关、接口、触控显示器等)来控制致动器的膨胀或瘪缩。控制装置132可包括用于向流体递送装置128发送控制信号的控制器136，以使流体递送装置128向致动器100供应膨胀流体或从致动器100中抽出膨胀流体。

软机器人致动器可在许多不期望使用硬致动器的情况下是有用的。例如但非限制的，软致动器可拾取包装坯料或预成型件并将其提供至吹塑机，然后吹塑机可基于模具将坯料重塑成期望的形式。成形之后，模制件通常很烫并且可变形。软致动器可在不会使模制件损坏或变形的情况下取回模制件。然后致动器可在模制件进行冲洗、标记、填充和/或加盖时对其进行保持。其它软致动器可比如为了接种、分析或手术而柔和地抓住活体动物。

传统吹塑成型操作的一个问题是被抓取的物体在吹塑成型前后具有不同的形状(从包装坯料过渡至最终形成的产品)。然而，硬抓持器可能难以适应改变的形状(因此也许需要为单个吹塑成型操作采用两个不同类型的抓持器)，软致动器可充分地适应以使用相同的抓持器来抓取两种物体形状。

可用预定量膨胀流体(或在预定压力下)膨胀软机器人致动器，并且可测量致动器的流入量/流出量和/或致动器的内部压力。在接触物体时，致动器可偏转，由此膨胀流体可流出(或流入)致动器。膨胀流体的这种流动可用作检测器，其指示物体在一个位置的存在或通常接触致动器。或者，致动器可包括触控传感器、弯曲传感器或用于记录接触物体的其它类型的检测装置。

图1A-1D示出一种特定类型的软机器人致动器，其有时也称为手风琴式软致动器。但是，存在许多其它类型的软致动器，其中的一些结合下文特定实施例进行描述。软致动器包括部分或全部由软的或柔韧材料制成的致动器，并且可包含或涵盖更多传统的硬致动器材料。

软致动器可以各种方式移动。例如，软致动器可如上文所示弯曲，或可如2014年9月8日提交的题为“柔性机器人致动器”的美国专利申请序列号14/480,106描述的软触手致动器的示例一样扭转。在另一示例中，如2015年7月17日提交的题为“软致动器和软致动装置”的美国专利申请序列号14/801,961所述，软致动器可以是线性致动器。更进一步地，软致动器可由片材制成，如2014年7月11日提交的题为“柔性机器人致动器”的美国专利申请序列号14/329,506所述。在又一示例中，软致动器可由为了形成复杂形状而具有嵌入纤维结构的复合材料制成，如2014年8月25日提交的题为“用于提供纤维弹性体复合物作为气动致动器的设备、系统和方法”的美国专利申请序列号14/467,758所述。

本领域普通技术人员将认识到软致动器的其它构型和设计也是可能的并且可采用本文描述的实施例。

用于定位、包装和组装的示例性致动器

根据一个实施例，如图2A所示，一个或多个软机器人致动器204可在一个或多个固定的控制器单元206上移动。致动器204可安装至移动表面202，该移动表面可能为沿着运动方向210移动的传送带、转轮或任何其它移动表面。移动表面202可定位在固定的控制器单元206上且可运载一个或多个目标物体212。目标物体可例如为：瓶子、机械零件、消费品、产品或用于容纳多个物体的容器。

虽然在图2中在每个受控位置示出了单个致动器204，但是实践中通常是将多个致动器204并置在给定受控位置以便抓取目标物体。根据应用，致动器204的数量和构型可改变。例如，图2A示出与第一致动器204使用相同的开口208来致动和/或解除致动选用的第二致动器205。

如图2B所示，随着致动器204在控制器单元(例如控制器单元206a)上方移动，控制器单元206a可将状态变化施加至致动器204。状态变化可包括例如完全或局部致动致动器(例如通过将流体添加入致动器以致动或膨胀)，或完全或局部解除对致动器的致动(例如通过对致动器抽取真空)。如图2C所示，状态变化可在致动器204移动离开控制器206a后持续。状态变化可能持续存在或持续一段时间。例如，状态变化可持续至致动器204移动到不同的控制器单元206b上，该控制器单元206b可覆盖由第一控制器单元206a(图2D)施加的状态。为此，致动器204可在其近端设有阀或入口，其被构造成匹配控制器单元206a的接口以接收膨胀流体。当致动器204相对于控制器单元206a移动以使致动器204和控制器单元206a不再处于流体密封接触状态时，阀或入口可自动地密封以防止膨胀流体流出致动器204。

还可以或可选地通过位于致动器204自身上的电子器件、阀、开口等来控制致动器204。例如，控制器单元206a可致动致动器204，然后致动器可通过集成于致动器204上的电子器件的动作向前移动并解除致动。在一个实施例中，基于某些条件，比如接收时间或控制信号(例如来自控制器单元206a或其它源的无线信号)，电子器件可命令致动器将膨胀流体释放进大气。

在实施例中，控制器单元206可经由移动表面202内的开口208流体密封地联接至致动器204，该开口流体联接至软机器人致动器的存储器并且可通过该联接影响状态变化。在另一实施例中，致动器204可在移动表面上联接至膨胀装置。在控制器单元206a附近经过可使控制器单元206发出使膨胀装置致动或解除对致动器204致动的信号。在一些情况下，控制器单元206可避免改变经过它们的致动器的状态。在一些情况下，当致动器204移动离开控制器单元时，控制器单元使致动器204产生第二状态变化。例如，在末端执行器到达与控制器单元206相关联的给定位置时，控制器单元206最初可使致动器204膨胀以抓取目标物体，在抓取的目标物体上执行操作，然后使致动器204瘪缩以释放物体。在其它情况下，控制器206可以根据是否满足某些条件可选地改变致动器的状态。

可采用相同的控制器206在不同位置致动多个指状物。这可通过使用柔性管、歧管等来实现以将多个软致动器204或移动表面上的多个点联接至单个控制器。在一个实施例中，可在移动表面上为软致动器204设置多个联接点，并且每个这样的点可包括接口阀。这些阀中的每一个可被单个控制器206独立(或共同)控制。这些联接点的压力供应源可以是共用的或者每个点可具有独立的压力源。

在其它实施例中，控制器单元206可为可移动的，而致动器204是固定的。例如，致动器204可固定至移动表面202的一侧，而控制器单元206可在移动表面202的下方、上方或附近移动以使它们经过致动器204。在另一实施例中，控制器单元206和致动器204都可以相对于地面移动。

虽然图2A-图2D示出控制器单元206通过移动表面202内的开口与致动器204配合的示例，但是也可预想到其它的结构。例如，图2E示出了其中将控制器单元206a设置到致动器204的侧面的实施例，其允许控制器单元206a经由侧向安装的开口208改变致动器204的状态。

致动器204可以是适于其安装目的的任何构型。例如，致动器204可以是线性延伸致动器、向外或向内卷曲的致动器、多个一起操作以抓取物体的致动器、将物体钉在硬目标(比如是移动表面的一部分的目标)上的致动器、扭转致动器等等。

这样的实施例例如对于将目标物体从第一位置传送到第二位置、将目标物体移至工作站、将目标物体固定就位(如固定在夹具桌上)、将目标物体移至第二移动表面等等可能是有用的。

智能包装

在一些实施例中，软机器人致动器可应用为智能包装或定向包装。例如，如图3A所示，可将待包装物体306(例如叶轮)放置在包括联接至一个或多个致动器304的基座302的包装材料上。在所示示例中，基座302是圆形垫座或袋，其通过膨胀流体比如气体或泡沫膨胀。基座302可以为任何适用尺寸和/或形状，并且可基于待包装物体的尺寸和/或形状来选择。在一些实施例中，完全省略基座302，包装可完全由致动器304制作。

控制器单元(未示出)可接收指示控制器使(多个)致动器膨胀的控制信号，并且作为响应可使致动器完全或局部地填充膨胀流体。当致动器304被填充垫座或袋的膨胀流体致动时，致动器可卷绕待包装的物体。

一旦致动，致动器的状态可以永久或半永久地保持。例如，可密封垫座或袋以防止膨胀流体泄漏。图3B示出致动状态的致动器，其中它们卷曲到物体上方。相应地，垫座或袋可设有入口或阀，膨胀流体可提供入该入口或阀，该入口或阀可形成流体密封(例如当关闭时或当密封剂施加在入口上时)。

在一些实施例中，膨胀流体可以是或可包括六氟化硫(SF₆)。该膨胀流体穿过用于制造包装囊袋的许多材料的扩散速率比空气穿过上述材料的扩散速率慢，这使其尤其适合用作智能包装的膨胀流体，因为这将使包装保持更长时间的膨胀。也因为SF₆不是我们的大气环境共有的，由于保持包装膨胀的渗透作用，外部空气将逐渐分散进囊袋中。特定应用中的扩散速率可取决于采用的包装材料；因此，可选择包装材料以提供期望的扩散速率。在一些实施例中，包装材料可被镀有金属以控制膨胀流体的扩散。例如这可防止空气通过扩散离开空气填充的包装材料或减缓其离开速率。

虽然示出为圆形包装，但本领域普通技术人员将认识到，可改变智能包装的尺寸和形状以及致动器的尺寸和构型以适应特定的应用和/或待包装的物品。例如在一些情况下，致动器可关于包装材料对称布置，而在其它情况下，致动器可关于包装材料非对称布置。致动器的停止位置/起始位置可处于与基座302或其它致动器304的平面平行或垂直或倾斜的平面中。

在一些实施例中，包装的多个致动器中的每一个可以流体压力膨胀，该流体压力独立于其它软机器人致动器的流体压力。即一个致动器的流体压力可不同于另一个致动器的流体压力。在其它实施例中，包装的所有致动器可以相同的流体压力膨胀，该流体压力可与包装材料中的流体压力相同。

图4是示出根据示例实施例用于执行包装方法的示例性逻辑400的流程图。逻辑400的一些或全部可实现为根据存储在非暂时性计算机可读介质上的指令，当执行时，使得电子设备(比如可编程逻辑控制器)的一个或多个处理器执行图4所述的动作。指令可至少部分地以硬件实现。逻辑400可由用于使用图3所示的智能包装来包装目标物体的系统来执行。例如，可通过在与智能包装相关联的控制器处发送和/或接收指令和/或数据而部分或完全的来实现逻辑400。

虽然图4(以及以下的图6、图9和图10)示出的逻辑被描述为由一个或多个电子设备执行的指令，但是本文描述的任一逻辑也可以或可选地以类似的方式来实现，比如由包括气动逻辑、液压逻辑、机械逻辑的液压或气动系统实施的逻辑或由类似电路实施的逻辑。

在方框402处，包装逻辑400可将物体放在包括软机器人致动器的包装材料上。包装材料可以是可膨胀但未膨胀的，或者可以是在放置物体之前预膨胀的。在一些实施例中，包装材料可以是不需要膨胀的缓冲材料，比如但不限于天然或合成橡胶或泡沫。物体可定位在包装材料上以在致动器膨胀时使软机器人致动器可卷绕物体的一部分。

在方框404处，包装逻辑400可通过联接至控制单元而将膨胀流体(例如，气体、液体或膨胀泡沫)递送至软机器人致动器，使得软机器人致动器卷绕物体的一部分。在一些实施例中，膨胀流体也可被递送至包装材料。在致动或膨胀状态下，软机器人致动器可保持物体紧靠于包装材料并且也用作抵抗任何外部包装的缓冲物。

在方框406处，包装逻辑400可密封膨胀状态下的软机器人致动器。密封软机器人致动器可使软机器人致动器保持其卷绕物体的一部分的构型直到包装从物体上移除。

包装逻辑400可使软机器人致动器与控制器单元分离。控制器单元接下来可用于致动其它软机器人致动器，并且可将物体及其包装放入用于储存、运输等的外部包装中。

可调螺钉

在实施例中，可构建软机器人致动器的材料和/或构型以促进致动器的卷曲运动。这例如可允许致动器更好地抓取某些尺寸或形状的物体，比如圆柱形瓶子、植物茎或其它弯曲表面。在应用该技术时，如图5所示，可采用扭转致动器502来形成可重构的螺钉，通过使一个或多个致动器围绕杆或者一般绕中心轴线504缠绕以形成螺旋。所形成的螺旋可以是圆形的，即该螺旋可相对于中心轴线具有恒定半径。这样的可重构螺钉例如可用作制造、包装、组装等的正时螺钉。正时螺钉尤其用于控制物体的分组(例如传送机在给定时间发送多少物体)、控制物体之间的间隔、控制/组合物体的通道和/或重新定向物体(例如将物体旋转90度以将它们从直立构型改变至并置构型)。

通过使不同组合的致动器膨胀和/或通过改变提供至一个或多个致动器的膨胀流体的量，可调螺钉500的螺距506在中心轴线的方向上可调。螺旋的螺距被定义为平行于螺旋的轴线测得的一个完整螺旋转角的高度。

可调螺钉500可用在例如组装线或包装线上以截挡并导向不同尺寸的物体，无需提供预定尺寸和/或形状的专用螺钉就能够允许容纳不同的物体。例如，通过致动器502绕中心轴线504的旋转，致动器502可将与其接触的目标物体从致动器502的第一端(例如左侧)传送至致动器502的第二端(例如右侧)。当改变螺距506时，可采用相同的致动器502来传送不同尺寸的第二目标物体。

在另一个实施例中，圆柱形致动器可能能够进行蠕动致动。通过连续的膨胀和瘪缩，致动器可将物体从一端传送至另一端。

图6是根据示例实施例用于使用可调螺钉的示例性方法600的流程图。方法600可实现为存储在非暂时性计算机可读介质上的指令，当执行该指令时，使电子设备的一个或多个处理器(如可编程的逻辑控制器)执行图6所述的动作。指令可至少部分地以硬件实现。方法600可通过用于使用图5所示可调螺钉来传送目标物体的系统来执行。方法600可通过向与可调螺钉500相关联的控制器发送指令和/或从其处接收指令而例如部分或完全地实施。

在方框602处，可调螺钉方法600可包括通过联接至控制单元将膨胀流体递送至软机器人致动器，使软机器人致动器形成圆柱螺旋。该螺旋可在第一膨胀压力下绕中心轴线形成并具有第一螺距。在一些实施例中，致动器可以是可延伸的，从而令致动器更大程度或更小程度地膨胀可改变螺钉的长度。在一些实施例中，致动器可被构造和/或定位为使螺距在沿着螺钉的不同位置处不同。这种可变螺距可通过改变致动器的致动状态来调节。

在方框604处，可调螺钉方法600可将与软机器人致动器接触的目标物体从软机器人致动器的第一端传送至软机器人致动器的第二端。目标物体可通过软机器人致动器绕中心轴线的旋转而被传送。

在方框606处，可调螺钉方法600可通过改变膨胀压力来改变螺旋的螺距。例如，在一个实施例中，加入膨胀流体并且因此增加膨胀压力可使螺距减小以容纳更小的目标物体。减少膨胀流体的量并且减小膨胀压力可增大螺距以容纳更大的目标物体。

在框608处，可调螺钉方法600可将与软机器人致动器接触的第二目标物体从软机器人致动器的第一端传送至软机器人致动器的第二端。第二目标物体的尺寸可与第一目标物体的尺寸不同。在框608处的操作可与框602处的操作相似，区别仅在于可调螺钉的螺距不同。

可构造壁

图7A-7C示出可构造壁700。在可构造壁700中，可采用一个或多个软致动器以改变壁或缓冲器的形状或构型。在一些实施例中，壁700可以是轨道、缓冲器、杆或其它合适的物体。致动器在基座上的位置是可调节的。通过调节每个致动器上的膨胀量，可变形基座邻近致动器的区域将被提供相应且可变大小的力。这允许可变基座展开成各种形状和构型。

图7A示出可构造壁700的自上向下的视图，可构造壁包括具有在第一取向708上布置的长度的可变形壁表面702。如图所示，可变形壁表面702竖向地布置，即作为壁而不是底部或顶部，但是其它实施例可使用为任意布置的可变形壁。

可构造壁700可包括与可变形壁表面702接触的一个或多个软机器人致动器704。每个致动器704可在其第一端上联接或接触可变形壁表面702。致动器的另一端可联接至可移动机构706。可移动机构706例如可以是拇指轮、滚珠轴承、滑轮或允许移动致动器704的任何其它机构。

在一些实施例中，致动器704可联接至可构造壁700附近的传送机的刚性延伸部、固定到底部或顶部的刚性底座或局部环境中的一些其他框架。

每个致动器704可联接至控制单元(未示出)，该控制单元可改变致动器704的储存器中的膨胀流体的量。当将膨胀流体递送至致动器704时，可以操作致动器704以沿着垂直于第一取向的方向710将压力施加至可变形壁表面。以这样的方式对致动器704进行致动，可使可变形壁表面弯曲。

在实施例中，每个致动器704可以沿着可变形壁表面独立于其它致动器移动。在实施例中，每个致动器704可被独立地操作以向可变形壁表面施加压力。即，每个致动器704可向可变形壁表面施加不同大小的压力。

在实施例中，致动器704可使可变形壁表面凸出地、凹入地或者有凹有凸地弯曲。例如如图7B所示，可变形壁702相对于致动器凹入弯曲。如图7C所示，可变形壁702相对于致动器有凹有凸地弯曲。

致动器也可放置在距离壁/轨道/杆的基座一定高度处，以将曲率引入竖向平面和水平面。不同取向上的软致动器的不同组合可赋予壁目标三维形状和/或轮廓。

在实施例中，可构造壁700可沿着运载物体的移动表面例如传送机垂直布置，以沿着移动表面形成壁。可构造壁700的曲率可重新定位或重新定向移动表面上的物体，例如以在它们接触可构造壁700时改变物体的运动方向、以分组或对齐物体等等。

可调包装

图8A-8E示出根据实施例使用软机器人致动器的各种贮存器的示例。

如图8A所示，从侧面看，贮存器可包括形成壁(包括未示出的基座和顶面)的若干基本平坦的表面。一个或多个壁面(例如壁面802)可包括一端联接至壁面的软机器人致动器804。这允许通过膨胀或瘪缩致动器对贮存器的至少一个内部尺寸进行调节，以固定或容纳箱或贮存器的不同内容物。如以上智能包装的示例所述，软机器人致动器可通过各种手段膨胀，包括泡沫和演化的二元化学反应。

致动器804可以是线性致动器，其根据递送至致动器804的储存器的膨胀流体的量从表面802垂直地线性延伸至一定长度。当延伸时，致动器804可与放置在贮存器中的物体806接触以将物体保持就位。控制器单元808可联接至致动器804以改变储存器内的膨胀流体的量，并且一旦致动器804被定位成接触物体或处于指定长度则控制器单元可与致动器分离。

如图8B所示，从俯视图中可见，贮存器可具有形成三维贮存器的多个表面，例如802a和802b，其中多个表面中的两个或更多个各自分别联接至不同的软机器人致动器，例如804a和804b。在实施例中，例如，如果物体806的形状不对称，那么不同的软机器人致动器中的每个可延伸至与其它软机器人致动器的长度无关的长度。如图所示，例如，致动器804a短于致动器804b。

如图8C所示，软致动器804的布置可设置在基座802或其它表面上，周围具有或没有壁。致动器804可以通过改变角度来可选地致动以形成三维形状。这可以允许例如通过致动器的布置抓取或支撑不同尺寸或构型的物体或包装。三维表面可通过相对于表面的多个软机器人致动器的第一端与第二端之间的长度来形成或描述。

图8D示出了致动器的笛卡尔布置的侧视图，其中每个致动器的长度或高度可不同于其它致动器的长度或高度。图8E示出了致动器804的径向布置。

虽然示出为具有相同的横截面尺寸，但是致动器804的尺寸可彼此不同和/或它们在致动时的行为可不同。一些致动器例如可抓取物体或物体的一部分，而其它致动器接触物体但不会抓取物体。

分类

在一些实施例中，软机器人致动器可设计成允许膨胀流体缓慢泄漏(例如，通过采用限流的阀或一些其他释放机构)。这允许致动器缓慢地解除致动，使采用致动器的末端执行器的抓取缓慢释放(例如，取决于物体的重量、抓持表面的纹理、目标物体的纹理、目标物体的尺寸或形状等一次释放)。这可允许例如致动器用于分类器或微分器，根据物体的性质(例如，重量、尺寸、形状、纹理)在不同时刻释放不同的物体。举例来说，在一些箱上移动的末端执行器可根据当前抓取的物体的性质在不同时刻将不同物体存放在箱中。

在另一实施例中，软机器人致动器可用于通过逐渐释放将物体送入机器或接口。致动器可首先在目标物体的底部保持物体，以使致动器直接支撑物体重量；或者，致动器可保持物体的竖向表面，以使它们借助于致动器和物体之间的摩擦来支撑物体。此后，控制器可逐渐将膨胀流体移出致动器或可保持稳定的流体压力使得由致动器提供的力不足以维持目标物体的重量。在这两种情况下，物体逐渐向下滑动(由于重力)。在其它情况下，施加的力可通过弹簧或其它施力机构来施加，其可允许朝任何期望方向推动物体。有利地，该操作中目标物体和致动器之间在任何位置处均没有失去接触(或者，仅在释放物体的极简短的时间段失去接触)。该过程可用于例如定位易碎物体、控制物体的分配速率等。

在又一实施例中，可通过软致动器来抓取成堆的物体。致动器可在该堆的底部直接支撑该堆(在该情况下，它们将直接地支撑重量)或可保持该堆的竖向表面(在该情况下，它们将借助于致动器与该堆之间的摩擦力来支撑该堆)。流体的初始压力可能足以维持该成堆的目标物体的重量。当控制器降低膨胀流体的压力时，致动器提供的力可能不足以维持整个堆的重量。这可使该堆中的物体由于重力向下滑落直到该堆的新重量减少到降低的致动器力可以维持的值。该过程可重复以从该堆中逐渐释放和卸下物体。该过程可用于定位易碎物体、控制物体的分配速率等。

图9是示出使用具有缓慢释放机构的软机器人致动器执行分类目标物体的方法的示例性分类逻辑900的流程图。该逻辑900可实现为储存在非暂时性计算机可读介质上的指令，当执行该指令时，使电子设备的一个或多个处理器(比如可编程逻辑控制器)执行图9所示的动作。该指令可至少部分地以硬件实现。

在方框902处，分类逻辑900可利用多个膨胀的软机器人致动器中的一个或多个以第一抓握力抓取多个物体中的每一个。每个软机器人致动器包括具有储存器的弹性主体和缓慢释放机构，弹性主体被构造成通过向储存器供应膨胀流体而膨胀，缓慢释放机构允许膨胀流体流出储存器并通过降低膨胀压力而随时间降低第一抓握力。

在方框904处，当第一类型物体的特征在第一时刻超过软机器人致动器的第二抓握力时，分类逻辑900可在第一时刻释放第一类型的物体，第二抓握力小于第一抓握力。在方框902和方框904之间可经过已知的时间段，在此期间，已知量的膨胀流体通过缓慢释放机构流出。在那个已知时间段之后，可释放所有第一类型的物体。一种类型物体的特征可以是物体的重量、纹理、形状或尺寸。例如，当致动器的抓握力减小到第一类型物体上朝下的重力比致动器的抓持更强的程度时，可释放物体。物体的纹理、形状或尺寸也可影响何时克服致动器的抓握力。例如，光滑或平滑的物体可能在粗糙或粘性物体之前得到释放。释放速度也可通过将润滑液施加至软致动器或目标物体的表面进行控制，或者通过软致动器上的纹理表面的设计来控制。

在方框906处，当第二类型的特征在第二时刻超过软机器人致动器的第三抓握力时，分类逻辑900可在第二时刻释放第二类型物体，第三抓握力小于第二抓握力。此外，可在方框904和方框906之间经过另一已知时间段，在此期间，已知量的膨胀流体通过缓慢释放机构流出。在该已知时间段之后，可释放所有第二类型的物体。例如，在方框904处已经释放了较重类型的物体，在方框906处可释放较轻类型的物体。

在方框908处，分类逻辑900可将物体放入贮存器或者对应于该物体类型的位置处。在一些实施例中，在方框904处释放的物体的放置位置可与在方框906处释放的物体不同。例如，第一类型的物体可被放入或释放进第一贮存器中，第二类型的物体可被放入或者释放进第二容器，从而根据特征有效地分类物体。

分类逻辑900可包括指令，其在已知时间段内使致动器移动到释放的位置，或者其在已知时间段内使贮存器放置在致动器下方。

可部署的重定向

图10是示出使用作为可部署重定向器来执行方法的示例性可部署重定向逻辑1000的框图。逻辑1000可实现为存储在非暂时性计算机可读介质的指令，当执行该指令时，使电子设备的一个或多个处理器(比如可编程逻辑控制器)执行图10描述的动作。指令至少部分地以硬件实现。

在方框1002处，可部署重定向逻辑1000可将处于瘪缩状态的软机器人致动器定位在运载物体的移动表面附近的位置。软机器人致动器包括弹性主体，其具有储存器且被构造成通过向储存器供应膨胀流体而膨胀。移动表面例如可以是生产线上的传送机。

在方框1004处，可部署重定向逻辑1000可通过联接至控制单元将膨胀流体递送至软机器人致动器。膨胀流体可使软机器人致动器沿基本垂直于移动表面的运动方向的方向横穿移动表面形成屏障。该屏障可防止屏障后的任何物体在运动方向上移动经过屏障。

可部署重定向逻辑1000可在方框1006处监测条件直到满足该条件。在实施例中，该条件可包括指定数量的物体在屏障后的累积、一个或多个物体在屏障后的对齐或者由于屏障将指定数量或类型的物体重定向到另一移动表面上。

采用可部署重定向逻辑1000的系统可包括各种监测技术以确定是否满足条件。例如，计算机视觉系统可用于识别和计数物体或识别物体的对齐或取向。可将秤置入移动表面的部段中以通过重量确定物体的量。可使用其它方法。

在方框1008处，可部署重定向逻辑1000可在满足条件时将膨胀流体从软机器人致动器中移走以移走屏障。在另一个实施例中，可布置单个致动器或者多个致动器，以当致动时它们横穿移动表面呈角度地形成屏障。这些实施例可用于重新导向物体至附近的传送机。

附加实施例

传统旋转卡盘通常具有设置开口以接收特定尺寸的物体，例如特定直径的瓶子。传统旋转卡盘无法容纳大于其设置开口的物体，而较小直径的物体可能在开口内不可预见地移动，这在制造过程中是不期望的。因此，在实施例中，旋转卡盘可包括一组软机器人致动器来代替设置开口，软机器人致动器径向布置成接收一定直径或宽度范围的物体。致动器可抓取物体并在制造过程中(如填充、封盖、清洗等)将物体保持在已知位置。在实施例中，壁、缓冲器或旋转卡盘可包括一个或多个软致动器，该软致动器随着物体经过或围绕壁、缓冲器或旋转卡盘移动而抓取目标物体。这允许容纳不同尺寸的物体而无需提供为特定产品特殊尺寸设计和构造的用于的壁、缓冲器或旋转卡盘。

在另一实施例中，可定位多个末端执行器以从一系列备用位置中抓取物体，从而提供到达目标产品的所有表面的途径。例如，当在物体上执行操作时，第一对末端执行器可从左侧和右侧抓取目标物体，然后第二组末端执行器可从上侧和下侧抓取目标物体，随着第一对末端执行器释放，可在物体上执行附加的操作。这些实施例允许接近目标物体的每一个表面以执行操作，例如像涂覆、蚀刻、标记、铣削、贴标签等。

计算系统与网络实现

上述方法可实现为计算机可读介质上的指令或作为计算体系结构的一部分。图11示出了适于实现如前所述的各种实施例的示例性计算体系结构1100的实施例。在一个实施例中，计算体系结构1100可包括或实现为电子设备的一部分，比如计算机1101。该实施例不限于上下文。

如该应用所使用的，术语“系统”和“组件”旨在指代计算机相关的实体、任一硬件、硬件与软件的组合、软件或执行中的软件，其示例通过示例性计算体系结构1100提供。例如，组件可以但不限于处理器上运行的进程、处理器、硬盘驱动器、多个存储驱动器(光和/或磁存储介质的)、物体、可执行文件、执行的线程、程序和/或计算机。以实例说明，运行在服务器上的应用程序和服务器可以是组件。一个或多个组件可驻留在进程和/或执行的线程内，并且组件可位于一个计算机上和/分配在两个或以上的计算机。另外，组件可以通过各种类型的通信介质可通信地彼此联接以协调操作。协调可以包含单向或双向信息交换。例如，组件可以按通过通信介质传达信号的形式来传达信息。信息可实现为分配给各种信号线的信号。在这种分配中，每个消息是信号。但是，另外的实施例可以可选地采用数据消息。这种数据消息可通过各种联接发出。示例性联接包括并行接口、串行接口和总线接口。

计算体系结构1100包括各种常见的计算元件，比如一个或多个处理器、多核处理器、协同处理器、存储器单元、芯片组、控制器、外围设备、接口、振荡器、定时装置、视频卡、声卡、多介质输入/输出(I/O)组件、电源等。但是，实施例不限于通过计算体系结构1100来实现。

如图11所示，计算体系结构1100包括处理单元1102、系统存储器1104和系统总线1106。处理单元1102可以是各种商业可购的处理器任一种，包括而不限于和处理器；应用、嵌入和安全处理器；和 和处理器；IBM和Cell处理器；Core(2) 和处理器以及类似的处理器。双微处理器、多核处理器和其它多个处理器体系结构还可用作处理单元1102。

系统总线1106提供用于系统组件的接口，包括但不限于，系统存储器1104到处理单元1102。系统总线1106可以是总线结构的几种类型中的任一种，总线结构可进一步与存储器总线(具有或没有存储控制器)、外围总线以及使用任一种类的商业可购的总线体系结构的本地总线互连。接口适配器可经由插槽体系结构联接至系统总线1106。示例插槽体系结构可包括但不限于加速图形端口(AGP)、卡总线、(扩展)工业标准结构((E)ISA)、微通道结构(MCA)、网络用户总线(Nubus)、外围组件互连(扩展)(PCI(X))、总线接口(PCIExpress)、个人计算机存储卡国际协会(PCMCIA)等。

计算体系结构1100可包括或实现各种制品。制品可包括计算机可读存储介质以存储逻辑。计算机可读存储介质的示例可包括能够储存电子数据的任何有形介质，包括易失性存储器或非易失性存储器、可移除或不可移除存储器、可擦除或不可擦除存储器、可写或可重写存储器等。逻辑的示例可包括使用任何合适类型的代码实现的可执行计算机程序指令，该代码比如为源代码、编译代码、解释代码、可执行代码、静态代码、动态代码、面向对象代码、可视代码等。实施例还可以至少部分地实现为包含在非暂时性计算机可读介质中或其上的指令，其可通过一个或多个处理器读取并执行以能够执行本文描述的操作。

系统存储器1104可包括呈一个或多个高速存储单元形式的各种类型的计算机可读存储介质，比如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、动态RAM(DRAM)、双倍数据速率DRAM(DDRAM)、同步DRAM(SDRAM)、静态RAM(SRAM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪存、比如铁电聚合物存储器的聚合物存储器、奥式存储器、相变或铁电存储器、硅-氧-氮-氧-硅(SONOS))存储器、磁卡或光卡、比如独立磁盘冗余阵列(RAID)驱动器的设备的阵列、固态存储设备(例如USB存储器、固态驱动器(SSD))以及适于存储信息的任何其它类型的存储介质。在图11所示出的实施例中，系统存储器1104可包括非易失性存储器1108和/或易失性存储器1110。基本输入/输出系统(BIOS)可存储在非易失性存储器1108中。

计算体系结构1100可包括呈一个或多个低速存储单元的各种类型的计算机可读存储介质，包括内部(或外部)硬盘驱动器(HDD)1112a(1112b)、磁性软盘驱动器(FDD)1114以读取或写入可移动磁盘1116，以及光盘驱动器1118以读取或写入可移动光盘1120(例如CD-ROM或DVD)。HDD1112、FDD1114以及光盘驱动器1120可分别通过HDD接口1122、FDD接口1124和光驱动器接口1126联接至系统总线1106。用于外部驱动器实现的HDD接口1122可包括通用串行总线(USB)和IEEE694接口技术中的至少一个或两个。

驱动器及与其相关的计算机可读介质提供数据、数据结构、计算机可执行指令等的易失性和/或非易失性存储。例如，多个程序模块可存储在驱动器和存储单元1108、1112中，包括操作系统1128、一个或多个应用程序1130、其它程序模块1132以及程序数据1134。在一个实施例中，一个或多个应用程序1130、其它程序模块1132以及程序数据1134可包括例如通信系统500的各种应用和/或组件。

用户可通过一个或多个有线/无线输入设备将命令和信息输入计算机1101，例如通过键盘1136和比如鼠标1138的定点设备。其它输入设备可包括麦克风、红外(IR)遥控器、射频(RF)遥控器、游戏手柄、手写笔、读卡器、加密狗、指纹读取器、手套、图形输入板、操纵杆、键盘、视网膜读取器、触摸屏(例如电容式、电阻式等)、跟踪球、触控板、传感器、触控笔等。这些和其它输入设备通常通过联接至系统总线1106的输入设备接口1140被联接至处理单元1102，但是可以通过其它接口比如并行端口、IEEE 694串行端口、游戏端口、USB端口、红外接口等被联接。

监视器1142或其它类型的显示设备也可经由接口(比如视频适配器1144)联接至系统总线1106。监视器1142可在计算机1101的内部或外部。除监视器1142外，计算机通常包括其它外围输出设备如扬声器、打印机等。

计算机1101可使用经由有线和/或无线通信逻辑联接至一个或多个远程计算机(比如远程计算机1144)而在联网环境下操作。远程计算机1144可以是工作站、服务器计算机、路由器、个人计算机、便携式计算机、基于微处理器的娱乐设备、对等设备或其它通用网络节点以及通常包括相对于计算机1101描述的许多或所有元件，尽管为了简要仅示出了存储器/存储设备1146。示出的逻辑联接包括到局域网(LAN)1148和/或更大的网络(例如广域网(WAN)1150)的有线/无线联接。这种LAN和WAN网络环境在办公室和公司是常见的，并且有利于企业范围的计算机网络，比如内联网，这些全部可联接至全球通信网络，例如因特网。

当在LAN联网环境中使用时，计算机1101通过有线和/或无线通信网络接口或适配器1152被联接至LAN 1148。适配器1152可促进到LAN 1148的有线和/或无线通信，LAN 1148还可包括设置在其上用来与适配器1152的无线功能通信的无线接入点。

当在WAN联网环境中使用时，计算机1101可包括调制解调器1154，或者其可被联接至WAN 1150上的通信服务器，或者具有用于在WAN1150上建立通信的其它方式(比如通过因特网)。可在内部或外部并且是有线和/或无线设备的调制解调器1154经由输入设备接口1140联接至系统总线1106。在联网环境中，相对于计算机1101或其部分示出的程序调制解调器可以存储在远程存储器/存储设备1146中。将可以理解，所示的网络联接是示例性的并且可以使用在计算机之间建立通信链路的其它方式。

计算机1101是可操作的以与使用IEEE 802标准族的有线和无线设备或实体通信，比如可操作地设置在无线通信中的无线设备(例如空中调制技术的IEEE 802.13)。这至少包括WiFi(或无线保真)、WiMax以及蓝牙^TM无线技术等。因此，通信可以是与传统网络一样的预定义结构或者仅是至少两个设备之间的点对点(ad-hoc)通信。Wi-Fi网络使用称为IEEE802.13x(a、b、g、n等)的无线电技术来提供安全、可靠、快速的无线联接。Wi-Fi网络可用于使计算机彼此联接、联接至因特网并且联接至有线网络(其使用IEEE 802.3相关的媒介和功能)。

图12是示出适于实现如前所述各种实施例的示例性通信体系结构1200的框图。该通信体系结构1200包括各种常见通信元件，比如发送器、接收器、收发器、无线电、网络接口、基带处理器、天线、放大器、滤波器、电源等。但是，实施例不限于通过通信体系结构1200来实现。

如图12所示，通信体系结构1200包括一个或多个客户端1202和服务器1204。客户端1202可以实现客户端设备1210。客户端1202和服务器1204被可操作地联接至一个或多个各自的客户端数据存储1206和服务器数据存储12012，它们可被用于将本地信息存储到各自的客户端1202和服务器1204，比如cookies和/或相关上下文信息。

客户端1202和服务器1204使用通信框架1210可在彼此之间传达信息。通信框架1210可实现任何已知的通信技术和协议。通信框架1210可被实现为分组交换网络(例如，比如因特网的公共网络，比如企业内联网的专用网络等)、电路交换网络(例如公共交换电话网络)或分组交换网络和电路交换网络的组合(具有合适的网关和转换器)。

通信框架1210可以实现被布置成接受、通信并且联接至通信网络的各种网络接口。网络接口可被看作输入输出接口的专用形式。网络接口可采用联接协议，包括但不限于直接联接、以太网(例如厚、薄、双绞线10/100/1000Base T等)、令牌环、无线网络接口、蜂窝网络接口、IEEE802.8a-x网络接口、IEEE802.16网络接口、IEEE802.20网络接口等。另外，多个网络接口可用于与各种通信网络类型交互。例如，多个网络接口可被采用以允许通过广播、多播和单播网络进行通信。如果处理要求决定了更高的速度和容量，则可类似地采用分布式网络控制器体系结构来集中、加载平衡并且以其它方式增加客户端1202和服务器1204所需的通信带宽。通信网络可以是有线和/或无线网络中的任一种及组合，包括但不限于直接互连、安全定制联接、专用网络(例如企业内联网)、公共网络(例如互联网)、个人局域网(PAN)、局域网(LAN)、城域网(MAN)、作为因特网节点的操作任务(OMNI)、广域网(WAN)、无线网、蜂窝网络以及其它通信网络。

术语的一般性说明

一些实施例可以使用措辞“一个实施例”或“实施例”及其派生词来描述。这些术语意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施例中。在说明书中各处出现的短语“在一个实施例中”不一定都指的是同一实施例。此外，除非另有说明，否则上述特征被认为能够以任何组合一起使用。因此，除非注意到特征彼此不相容，否则可以彼此组合地使用单独讨论的任何特征。

通常参照本文使用的符号和术语，本文的详细描述可以根据在计算机或计算机网络上执行的程序过程来呈现。本领域技术人员使用这些程序描述和表示来最有效地将他们工作的实质传达给本领域其它技术人员。

这里的过程通常被认为是导致期望结果的自洽操作顺序。这些操作是需要物理操纵物理量的操作。通常，尽管不是必须的，这些量采用能够被存储、传输、组合、比较以及其它方式操作的电信号、磁信号或光信号的形式。有时，主要出于通用的原因，将这些信号称为比特、值、元素、符号、字符、术语、数字等是方便的。然而应该注意，所有这些和类似术语都与适当的物理量相关联，并且仅仅是应用于这些量的方便标记。

此外，所执行的操作通常以比如为添加或比较的术语来指代，这些术语通常与人类操作员执行的心理操作相关联。在大多数情况下，在本文描述的任何操作中，人类操作员的这种能力不是必需的，或者是不期望的，其形成一个或多个实施例的一部分。相反，操作是机器操作。用于执行各种实施例的操作的有用机器包括通用数字计算机或类似设备。

一些实施例可以使用措辞“联接”和“联接”及其派生词来描述。这些术语不一定是彼此的同义词。例如，一些实施例可使用术语“联接”和/或“联接”来描述，以表明两个或以上的元件彼此直接物理或电接触。然而，术语“联接”还可表示两个以上元件彼此不直接接触，但仍然彼此协作或交互。

各种实施例还涉及用于执行这些操作的装置或系统。该装置可以为所需目的而专门构造，或者它可以包括通用计算机，该通用计算机由存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或重新配置。这里给出的过程并不固有地与特定计算机或其它装置有关。各种通用机器可以与根据本文的教导编写的程序一起使用，或者可以证明构造更专用的装置以执行所需的方法步骤是方便的。从给出的描述中可以看出各种这些机器所需的结构。

要强调的是提供本文摘要是要允许读者快速确定技术文的本质。提交时的理解是它将不会用于解释或限制权利要求书的范围或含义。此外，在前面的具体实施方式中可以看出，为了简化本文，各特征在单个实施例中被组合。本文的方法不应被解释为反映所要求保护的实施例需要比每个权利要求中明确记载的更多特征的意图。而是，如以下权利要求书所反映地，发明主题在于少于单个公开实施例的所有特征。因此，以下权利要求书在此被并入具体实施方式中，每个权利要求自身作为单独实施例。在所附权利要求书中，术语“包括”和“其中”分别用作相应术语“包括”和“其中”的普通英语等同。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅用作标注，并不想要对其物体施加数字要求。

以上已经描述的内容包括所公开的体系结构的示例。当然，不可能描述组件和/或方法的每个可想到的组合，但本领域普通技术人员可以认识到许多其它组合和排列是可能的。因此，该新颖的体系结构旨在涵盖落入所附权利要求书的精神和范围内的所有这些改变、修改和变化。

上述技术的任一种或所有可通过存储在非暂时性计算机可读介质上的合适的逻辑来实现。当一个或多个处理器执行时，逻辑可使得处理器执行以上识别的技术。逻辑可完全地或部分地以硬件实现。逻辑可被包括作为控制器的一部分，用于控制软机器人致动器和/或在抓持器布置中采用一个或多个致动器的软机器人系统的致动、解除致动、移动、位置等。

Claims (37)

1.一种系统，包括：

移动表面，其用于运载目标物体；

软机器人致动器，其在所述移动表面附近，所述软机器人致动器包括柔韧或柔性的主体，所述主体具有储存器并被构造成通过向所述储存器供应膨胀流体而膨胀；和

控制器单元，其邻近所述移动表面，当所述软机器人致动器移动到所述控制器单元附近时，所述控制器单元以流体密封方式与所述软机器人致动器的所述储存器联接并通过所述联接改变所述软机器人致动器的状态。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述软机器人致动器是可移动的，而所述控制器单元是固定不动的。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述软机器人致动器被联接至所述移动表面。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器单元是可移动的，而所述软机器人致动器是固定不动的。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器单元是可移动的，且所述软机器人致动器是可移动的。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述状态的改变包括：将所述膨胀流体递送至所述软机器人致动器。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述状态的改变包括：从所述软机器人致动器中移除所述膨胀流体。

8.根据权利要求1所述的系统，所述控制器单元在所述软机器人致动器移离所述控制器单元时进一步引起所述软机器人致动器的第二状态改变。

9.根据权利要求1所述的系统，所述控制器单元还被构造成在所述软机器人致动器接近或离开所述控制器单元时通过使用无线信号来引起状态的改变。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述状态的改变使所述目标物体从第一位置移动到第二位置。

11.根据权利要求1所述的系统，其中所述状态的改变使所述目标物体以固定的速率释放。

12.根据权利要求1所述的系统，其中所述状态的改变使所述目标物体以可变的速率释放。

13.根据权利要求1所述的系统，其中所述状态的改变使所述目标物体固定就位。

14.根据权利要求1所述的系统，其中所述软机器人致动器是线性延伸的致动器。

15.一种方法，包括：

将物体放置在包括软机器人致动器的包装材料上，所述软机器人致动器包括塑料片材或弹性体片材，该塑料片材或弹性体片材具有储存器并被构造成通过向所述储存器供应膨胀流体而膨胀；

通过联接至所述控制单元向所述软机器人致动器递送膨胀流体，使得所述软机器人致动器卷绕所述物体的一部分；

密封处于膨胀状态的所述软机器人致动器；以及

将所述软机器人致动器与所述控制单元分离。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述膨胀流体是六氟化硫。

17.根据权利要求15所述的方法，所述包装材料包括多个软机器人致动器，其被构造成在处于膨胀状态时卷绕所述物体。

18.根据权利要求17所述的方法，其中多个所述软机器人致动器对称地布置在所述包装材料上。

19.根据权利要求17所述的方法，其中多个所述软机器人致动器非对称地布置在所述包装材料上。

20.根据权利要求17所述的方法，包括使多个所述软机器人致动器中的每个膨胀至与其它所述软机器人致动器的流体压力无关的流体压力。

21.根据权利要求17所述的方法，包括使多个所述软机器人致动器中的每个膨胀至相同的流体压力。

22.根据权利要求15所述的方法，其中所述包装材料包括多个软机器人致动器，它们被布置在与所述目标物体的平面平行的平面内。

23.根据权利要求15所述的方法，其中所述包装材料包括多个软机器人致动器，它们被布置在与所述目标物体的平面垂直的平面内。

24.一种方法，包括：

通过联接至控制单元向软机器人致动器递送膨胀流体，使得软机器人致动器在第一膨胀压力下绕中心轴线形成圆柱螺旋，其具有第一螺距，所述软机器人致动器包括弹性主体，其具有储存器并被构造成通过向所述储存器供应膨胀流体而膨胀；

随着所述软机器人致动器绕所述中心轴线旋转，将与所述软机器人致动器接触的目标物体从所述软机器人致动器的第一端传送至所述软机器人致动器的第二端；

通过改变所述膨胀压力来改变所述螺旋的所述螺距；以及

随着所述软机器人致动器的旋转，将与所述软机器人致动器接触的第二目标物体从所述软机器人致动器的第一端传送至所述软机器人致动器的第二端，其中所述第二目标物体与所述第一目标物体的尺寸不同。

25.根据权利要求24所述的方法，包括：

使所述软机器人致动器绕圆柱杆膨胀。

26.一种可构造壁，包括：

可变形壁表面，其具有在第一取向上布置的长度；

软机器人致动器，其在第一端与所述可变形壁表面接触并在第二端联接至可移动机构，所述软机器人致动器包括弹性主体，其具有储存器并被构造成通过向所述储存器供应膨胀流体而膨胀，当所述膨胀流体被递送进所述储存器而使所述可变形壁表面弯曲时，所述软机器人致动器可移动地定位在所述可变形壁表面上并且可操作以沿与所述第一取向成角度的方向将压力施加至所述可变形壁表面；以及

控制器单元，其联接至所述软机器人致动器以改变储存器内的膨胀流体的量。

27.根据权利要求26所述的可构造壁，其中所述软机器人致动器在其第二端联接至固定位置。

28.根据权利要求26所述的可构造壁，包括在第一取向上沿所述可变形壁表面布置的多个软机器人致动器。

29.根据权利要求26所述的可构造壁，其中多个所述软机器人致动器中的每个都能够沿着所述可变形壁表面独立移动。

30.根据权利要求26所述的可构造壁，其中多个所述软机器人致动器中的每个都能够独立操作以将压力施加至所述可变形壁表面。

31.根据权利要求26所述的可构造壁，还包括：

移动表面，其垂直于所述可变形壁表面并运载物体，其中所述物体通过与所述可变形壁表面接触被重新定位。

32.根据权利要求26所述的可构造壁，其中所述软机器人致动器被构造成使所述壁变形成三维目标形状。

33.一种贮存器，包括：

形成壁的基本平坦的表面；

软机器人致动器，其通过第一端联接至所述表面，所述软机器人致动器包括弹性主体，其具有储存器并被构造成通过向所述储存器供应膨胀流体而膨胀，所述软机器人致动器根据递送至所述储存器的所述膨胀流体的量从所述表面线性垂直延伸至一定长度以接触放置在贮存器中的物体；以及

控制器单元，其联接至所述软机器人致动器以改变所述储存器中的膨胀流体的量。

34.根据权利要求33所述的贮存器，包括形成三维贮存器的多个表面，其中所述多个表面中的两个以上表面各自联接至不同的软机器人致动器。

35.根据权利要求34所述的贮存器，其中不同的所述软机器人致动器中的每个均能被操作以延伸至与其它所述软机器人致动器的长度无关的长度。

36.根据权利要求35所述的贮存器，包括联接至彼此间隔布置的表面的多个软机器人致动器，其中三维表面通过所述多个软机器人致动器的第二端到所述表面之间的距离来描述。

37.根据权利要求36所述的贮存器，其中所述多个软机器人致动器中的每个能被操作以延伸至与其它所述软机器人致动器的长度无关的长度。