CN112236273A

CN112236273A - 废物分类机器人

Info

Publication number: CN112236273A
Application number: CN201980036869.2A
Authority: CN
Inventors: 哈利·霍洛派宁; 图奥马斯·卢卡
Original assignee: Zenrobotics Oy
Current assignee: Zenrobotics Oy
Priority date: 2018-05-11
Filing date: 2019-04-18
Publication date: 2021-01-15
Also published as: EP3790711A1; CA3097808A1; US11660762B2; SE1830158A1; US20210237260A1; WO2019215384A1; EP3790711A4; JP2021523026A; SE544741C2

Abstract

一种废物分类机器人，该废物分类机器人包括操纵器，该操纵器包括用于与要在工作区域内进行分类的一个或多个废物物体相互作用的吸取式抓取器，并且其中，该操纵器可在该工作区域内移动。存在有被配置成向操纵器发送控制指令的控制器。至少一个压力传感器与吸取式抓取器流体连通，并被配置成根据吸取式抓取器中的流体压力产生压力信号。至少一个位置传感器被配置成根据操纵器和/或吸取式抓取器的位置产生位置信号。控制器被配置成接收压力信号和位置信号并根据压力信号确定操纵器指令。控制器根据操纵器和/或吸取式抓取器的位置确定吸取式抓取器状态。这意味着控制器可以应对吸取式抓取器上的压力差并对该压力差做出反应。

Description

废物分类机器人

技术领域

本发明涉及一种用于对废物物体进行分类的废物分类机器人。

背景技术

在废物管理行业中，越来越多地对工业和生活废物进行分类，以回收和再循环有用的成分。每种类型的废物或“小份(fraction)”废物可具有不同的用途和价值。如果不对废物进行分类，那么废物通常最终会被填埋或焚化，这会对环境和经济造成不良影响。

工业废物可传递到废物管理中心，因为废物的处理和处置非常耗时，并且需要专业设备。因此，废物管理中心可以对废物进行分类以收集最有价值和有用的小份。例如，工业废物可包括混合的木材和金属小份(以及其他小份)，而经过分类的木材和金属小份可以重复使用并出售给回收商。对于回收商而言，废物被分类为基本上均质的小份是更合乎需要和经济的。这是因为在被再循环为新产品和新材料之前，只需要进行较少的材料加工。

已知以不同方式对生活和工业废物进行分类。多年来，废物已在传送带上用手进行手动分类。然而，取决于所分类的工业或生活废物的类型，手工分类废物对于人工分类者而言可能是艰巨而危险的。此外，一些使用人工分类者的废物分类厂需要多次轮班，以增加经过分类的废物的产量。

一种用于提高废物分类的安全性和产量的方法是使废物分类的一个或多个方面自动化。自动化可以包括控制器，该控制器向操纵器发送控制和移动指令以与物理物体进行相互作用。将控制指令发送到操纵器的控制器的组合也可以称为“机器人”。

一种这样的机器人废物分类系统是悬吊在使待分类的物体移动的传送带上方的“德尔塔(delta)”机器人。传送带在delta机器人下方和delta机器人的工作区域内通过。机器人的工作区域是机器人能够到达物体并在此操纵物体的表面上的区域。工作体积是机器人能够在此移动和操纵物体的物理空间。工作体积由机器人可以在此操纵物体的工作区域上方的高度确定。工作体积/区域还可以包括滑槽，这些滑槽不是传送带的表面的一部分。

delta机器人包括伺服器壳体和多个臂，该多个臂连接到用于使这些臂移动的一个或多个伺服器。臂从伺服器壳体向下延伸到与操纵器联接的基座。臂通过万向接头连接在基座处。

尽管delta机器人可以相对有效地拣选小而轻的物体，但是delta机器人不适合于提起重的物体。此外，由于操纵器悬吊在伺服器壳体上，因此伺服器必须具有足够的动力来移动操纵器和物体。这意味着，与delta机器人联接的操纵器必须尽可能轻，以增加delta机器人的最大提升能力。

不利的是，delta机器人的工作体积的尺寸在工作空间的宽度上变化。特别地，工作体积是倒锥形，并随着操纵器远离伺服器壳体移动而变窄。在实践中，这可能意味着delta机器人无法在传送带的整个宽度上以相同高度操纵物体，并且delta机器人仅适合于与窄的传送带一起工作。这可能是有问题的，因为物体可能会相互堆叠，从而使识别和拣选物体更加困难。在使用delta机器人进行废物分类时，这可能会限制设计选择和使用应用。

delta机器人不是特别坚固，且delta机器人的万向接头特别容易磨损和出故障。delta机器人的另一个考虑因素是一个或多个臂的移动引起其他臂的移动。因此，每当delta机器人移动时，控制指令就必须发送到每个伺服器，因为当delta机器人的操纵器移动时，每个臂都必须移动。用于使delta机器人的臂移动的非线性控制指令意味着需要更多的计算处理才能在工作区域/工作体积内控制并移动delta机器人。

用于对废物进行自动分类的另一种已知机器人是“龙门式”机器人。龙门式机器人包括与地板接合并架在诸如传送带之类的工作区域上的框架或龙门。龙门支撑操纵器和操纵器所抓取的物体的重量。龙门式机器人包括沿直线(例如线性)移动的一个或多个控制轴。通常，龙门式机器人的控制轴彼此成直角地布置。

龙门式机器人可以从传送带上拣选物体，并将拣选的物体投入滑槽中。滑槽包括与用于接收废物的特定小份的箱子或另一传送带连通的开口。然后，可以将放置在箱子中或传送带上的拣选的物体移动到进行废物处理的另一位置或步骤。这意味着将某些废物小份的拣选的物体投入相应的滑槽中。已知的龙门式机器人可以在矩形工作空间的四个拐角处布置有四个或更多个滑槽，以用于接收不同的小份。

众所周知，自动机器人分类系统使用手指状抓取器或其他铰接式夹爪来抓取待分类的物体。手指状抓取器的问题在于它们具有手指或夹爪闭合的特定平面。这意味着，为了成功地抓取传送带上的物体，手指状抓取器或夹爪必须旋转。旋转需要旋转伺服器，这增加了操纵器的重量和复杂性。

已知的另一种抓取器是一种吸取式抓取器，它利用相对于大气压的负压来抽吸和抓取待分类的物体。吸取式抓取器可能会堵塞，从而可能对性能产生不利影响。可能需要手动目视检查，以在吸取式抓取器反复无法抓取物体时检查吸取式抓取器是否正常运行。

发明内容

本发明的实施例旨在解决上述问题。

根据本发明的一个方面，存在有一种废物分类机器人，该废物分类机器人包括：操纵器，该操纵器包括用于与要在工作区域内进行分类的一个或多个废物物体相互作用的吸取式抓取器，并且其中，操纵器能够在工作区域内移动；控制器，该控制器被配置成向操纵器发送控制指令；以及至少一个压力传感器，该至少一个压力传感器与吸取式抓取器流体连通，并被配置成根据吸取式抓取器中的流体压力产生压力信号；至少一个位置传感器，该至少一个位置传感器被配置成根据操纵器和/或吸取式抓取器的位置产生位置信号；其中，控制器被配置成接收压力信号和位置信号，并根据压力信号和位置信号确定操纵器指令。

这意味着废物分类机器人可以根据吸取式抓取器的压力来控制吸取式抓取器和操纵器。这意味着控制器可以应对(adapt)吸取式抓取器上的压力差并对该压力差做出反应，从而变得更加可靠。因此，废物分类机器人进行成功拣选的机会更大。

可选地，至少一个压力传感器安装在吸取式抓取器上。这意味着压力传感器靠近吸取式抓取器，且吸取式抓取器上的压力由压力传感器精确测量。可以准确测量吸取式抓取器上的压力的微小变化。

可选地，至少一个压力传感器被配置成测量吸取式抓取器的吸盘中的压力。以这种方式，压力传感器测量吸取式抓取器的提升力。控制器可以应对所确定的吸取式抓取器的提升力的变化并对该变化做出反应。

可选地，控制器被配置成检测吸取式抓取器中的压力是否低于阈值吸取压力、压力的变化速率是否升高到阈值变化速率之上、对压力信号进行信号处理和/或对压力信号进行过滤。这意味着控制器知道吸取式抓取器的参数何时改变。可选地，控制器根据压力信号确定吸取式抓取器状态。

可选地，控制器根据操纵器和/或吸取式抓取器的位置来确定吸取式抓取器状态。控制器可以基于吸取式抓取器的位置和压力来确定吸取式抓取器的状态。以这种方式，控制器可以区分具有相同压力大小或压力曲线的不同吸取式抓取器动作或状态。可选地，控制器可以连接到用于确定操纵器和/或吸取式抓取器的位置的一个或多个传感器。可选地，位置传感器可以是伺服器中的编码器、照相机、接近传感器、光学传感器、红外传感器、超声传感器、激光距离传感器、霍尔传感器或用于确定操纵器和/或吸取式抓取器的位置的任何其他合适的传感器。

可选地，控制器根据吸取式抓取器状态确定吸取式抓取器指令和/或操纵器指令。一旦控制器确定了吸取式抓取器或操纵器当前正在做什么，控制器就可以做出响应，发送指令以控制吸取式抓取器。

可选地，控制器基于操纵器和/或吸取式抓取器的位置和/或压力信息来确定吸取式抓取器状态为以下各项中的一种或多种：吸取式抓取器被堵塞、物体已从吸取式抓取器上滑落、吸取式抓取器未能抓取物体、吸取式抓取器正在抓取物体。控制器可以确定吸取式抓取器的不同情况。控制器可以确定上面未列出的、吸取式抓取器的其他状态。

可选地，废物分类机器人包括阀，该阀联接到控制器并用于选择性地控制穿过吸取式抓取器的气流的方向。这意味着控制器可以使吸取式抓取器进行吸取或吹过吸取式抓取器。这意味着控制器可以选择性地使物体朝向或远离吸取式抓取器被推动。

可选地，控制器被配置成根据操纵器的位置和/或压力信号来选择阀的运行阀模式。以这种方式，控制器可以确定吸取式抓取器是否正常运行或发生故障，并采取补救措施。此外，控制器使用来自压力传感器的反馈来确定在拣选操作期间拣选是否失败。这意味着控制器可以更有效地应对和控制吸取式抓取器和/或操纵器。

可选地，控制器选择吹出阀模式以将空气吹过吸取式抓取器来疏通吸取式抓取器和/或从吸取式抓取器吹出物体。这意味着控制器可以选择性地使用吸取式抓取器中的气流的方向来疏通吸取式抓取器。

可选地，吸取式抓取器可滑动地安装在操纵器上。这意味着当吸取式抓取器与物体接合时，吸取式抓取器可以吸收一些震动。这增加了成功抓取物体的机会并保护了操纵器免受损坏。

可选地，控制器根据压力信号使操纵器的方向反转成远离工作区域。

可选地，压力信号包括以下各项中的至少一个：吸盘中的压力的变化速率、吸盘中的压力的大小、负压力值和/或正压力值。

可选地，至少一个压力传感器是以下各项中的一个或多个：压电压力传感器、静电压力传感器、压阻压力传感器、谐振式压力传感器、压力变换器、惠斯通电桥压力变换器、差压变换器、膜片压力传感器、感应压力传感器、磁阻压力传感器或光学压力传感器。

可选地，控制器根据压力信号改变由吸取式抓取器产生的吸取力。以这种方式，控制器可以对压力信号的变化做出反应，以增加成功抓取的机会。控制器可以确定吸盘中的压力增加，并增加吸取力来确保在拣选期间物体不会从吸取式抓取器上滑落。

在本发明的另一方面，提供了一种控制废物分类机器人的方法，该方法包括：由控制器向操纵器发送控制指令，该操纵器包括用于与要在工作区域内进行分类的一个或多个废物物体相互作用的吸取式抓取器，并且其中，操纵器能够在工作区域内移动；利用至少一个压力传感器根据吸取式抓取器中的流体压力来确定压力信号，该至少一个压力传感器与吸取式抓取器流体连通并连接到控制器；根据操纵器和/或吸取式抓取器的位置确定位置信号；以及根据与吸取式抓取器的压力有关的压力信号和与操纵器和/或吸取式抓取器的位置有关的位置信号来确定操纵器指令。

在本发明的另一方面，提供了一种废物分类机器人，该废物分类机器人包括：操纵器，该操纵器包括用于与要在工作区域内进行分类的一个或多个废物物体相互作用的吸取式抓取器，其中，该操纵器能够在工作区域内移动，并且其中，吸取式抓取器能够相对于操纵器在第一位置和第二位置之间移动；控制器，该控制器被配置成向操纵器发送控制指令；以及至少一个传感器，该至少一个传感器被配置成检测吸取式抓取器在第一位置和第二位置之间移动；其中，控制器被配置成根据检测到吸取式抓取器已经在第一位置和第二位置之间移动的信号来致动吸取式抓取器。

这意味着只有当吸取式抓取器与物体接合时才使用空气源。吸取式抓取器和物体的接合由吸取式抓取器相对于操纵器的物理移动确定。因此，由传感器检测到机械反馈，且控制器相应地控制吸取式抓取器的操作。

附图说明

在以下详细描述和所附的权利要求中还参照附图描述了各种其他方面和进一步的实施例，在附图中：

图1示出了龙门式废物分类机器人的示意性透视图；

图2示出了龙门式废物分类机器人的另一示意性透视图；

图3示出了龙门式废物分类机器人的示意性横截面图；

图4示出了抓取器组件的示意性横截面图；

图5示出了另一抓取器组件的示意性横截面图；

图6示出了又一抓取器组件的示意性横截面图；

图7示出了抓取器组件所使用的方法的流程图；

图8示出了抓取器组件所使用的方法的另一流程图；

图9示出了抓取器组件所使用的方法的另一流程图；

图10示出了在操作期间抓取器组件的压力的示意图；以及

图11示出了抓取器组件所使用的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了废物分类机器人100的示意性透视图。在一些实施例中，废物分类机器人100可以是龙门式废物分类机器人100。在其他实施例中，可以使用其他类型的废物分类机器人。为了简洁起见，实施例将参考龙门式废物分类机器人进行描述，但是也可以是其他类型的机器人，诸如机器人臂或delta机器人。

在一些实施例中，废物分类机器人100是选择顺应性装配机器人臂(SCARA)。废物分类SCARA 100可以像龙门式废物分类机器人一样在X，Y和Z平面中移动，但是可以包含在Z平面的末端沿塞塔(theta)轴的移动，以使臂末端工具例如抓取器组件132旋转。在一些实施例中，废物分类机器人100是四轴SCARA机器人100，其由围绕Z轴旋转的内连杆臂(未示出)组成。内连杆臂连接到围绕Z形弯肘接头(未示出)旋转的外连杆臂(未示出)。Z形弯肘接头连接到上下移动并且也围绕Z旋转的腕部轴(未示出)。在一些实施例中，废物分类SCARA100包括具有线性Z移动作为第二轴线的替代性构造。

为了简洁起见，实施例将参考龙门式废物分类机器人100进行描述，但是作为替代或除了龙门式水分类机器人100之外，还可以使用任何其他上述机器人类型。

龙门式废物分类机器人包括控制器102，该控制器102用于向操纵器104发送控制和移动指令以与物理物体106a、106b、106c进行相互作用。将控制指令发送到操纵器的控制器的组合也可以称为“机器人”。控制器102位于远离操纵器104的位置，并被容纳在机柜(如图2所示)中。在其他实施例中，控制器102可以与操纵器和/或龙门框架120成一体。

操纵器104与进入工作区域108的物体106a、106b、106c物理地接合并使物体106a、106b、106c移动。操纵器104的工作区域108是操纵器104能够到达物体106a、106b、106c并在此与物体106a、106b、106c相互作用的区域。为了清楚起见，如图1所示的工作区域108被投影到传送带110上。操纵器104被构造成在工作区域108上方以可变的高度移动。以这种方式，操纵器104被构造成在由工作区域108上方的高度所限定的工作体积内移动，机器人可以在该工作体积内操纵物体。操纵器104包括用于实现相对于物体106a、106b、106c的相对移动的一个或多个部件。将在下面对操纵器104进行进一步详细的描述。

物理物体106a、106b、106c通过传送带110移动到工作区域108中。传送带110的行进路径与工作区域108的至少一部分相交。在一些实施例中，操纵器104可以在整个工作区域108上移动。在其他实施例中，操纵器104可以移动穿过工作区域108的一部分，且多个废物分类机器人100在工作区域108内运行。例如，两个废物分类机器人100可以覆盖整个传送带110。这意味着在传送带110上移动的每个物体106a、106b、106c将穿过工作区域108。传送带110可以是连续带，或者是由重叠部分形成的传送带。传送带110可以是单个带，或者替代性地可以是多个相邻的移动带。

在其他实施例中，物理物体106a、106b、106c可以经由其他传送装置被传送到工作区域108中。传送机可以是用于使物体106a、106b、106c移动到工作区域108中的任何合适的装置。例如，物体106a、106b、106c在重力作用下经由滑动件(未示出)被送到工作区域108。在其他实施例中，物体可以夹带在穿过工作区域108的流体流诸如空气或水中。

传送带110的方向在图1中由两个箭头示出。物体106a和106b表示尚未被操纵器104物理接合的、待分类的不同类型的物体。相比之下，物体106c是已经被分类为特定类型的物体的物体。在一些实施例中，操纵器104仅与物体中的某个物体106c相互作用。例如，龙门式废物分类机器人100仅移除特定类型的物体。在其他情况下，操纵器104将与传送带110上的每个物体106a、106b、106c相互作用并对物体106a、106b、106c进行分类。

在一些实施例中，待分类的物体是废品。废品可以是任何类型的工业、商业、生活废物或任何其他需要分类和处理的废物。未经分类的废料包括不同类型的废物的多个小份。工业废物可包括例如金属、木材、塑料、硬核和一种或多种其他类型废物的小份。在其他实施例中，废物可包括由任何类型或参数的废物形成的废物的任意数量的不同小份。小份可以进一步细分为更精细的类别。例如，金属可以分为钢、铁、铝等。生活废物还包括诸如塑料、纸张、纸板、金属、玻璃和/或有机废物之类的废物的不同小份。

小份是废物可以被龙门式废物分类机器人100分类成的废物类别。小份可以是标准或均质的材料成分(诸如铝)，但是替代性地，小份可以是由客户或用户所定义的废物类别。

在一些实施例中，废物可以根据任何参数分类。无论物体是铁类还是与废物物体相关的任何其他变量，用于将未经分类的废物分为几小份的参数的非限制性列表如下：材料、先前目的、尺寸、重量、颜色、不透明性、经济价值、纯度、可燃性。在进一步的实施例中，小份可以包含一个或多个其他小份。例如，一个小份可以包括可合并成为可燃小份的纸张小份、纸板小份和木材小份。在其他实施例中，小份可以基于废物物体的先前目的来定义，例如用于硅酮密封剂的塑料管。可能需要将一些废物物体分离出来，因为它们受到了污染，无法被再循环。

物体从料斗或物体的其他储存源被送到传送带110上。替代性地，废物物体从另一个传送带(未示出)被输送，且没有储存废物物体的源。在这种情况下，附加的传送带可以由例如挖掘器手动输送。可选地，物体106a、106b、106c可以在被放置在传送带上之前被预处理。例如，可以在分类之前对物体进行清洗、筛选、压碎、撕裂、摇动、振动以准备材料。替代性地，废物物体106a、106b、106c可以用另一机器人或机械设备进行分类。物体106a、106b、106c可以可选地在被放置在传送带110上之前进行预分类。例如，可以通过使磁体在传送带110附近经过来从未经分类的废物中除去铁类材料。可以将大的物体分解成具有适当尺寸和重量的材料块，以供操纵器104进行抓取。

操纵器104被构造成在工作体积内移动。操纵器104包括用于使操纵器104沿一个或多个轴移动的一个或多个机构。这些机构可以是伺服器、气动致动器或任何其他合适的、用于使操纵器104移动的装置。操纵器104包括用于使操纵器104沿一个或多个轴移动的一个或多个伺服器。在一些实施例中，操纵器104可沿多个轴移动。在一些实施例中，操纵器104可沿基本上彼此成直角的三个轴移动。以这种方式，操纵器104可沿与传送带110的纵向轴线平行的X轴(“皮带方向”)移动。此外，操纵器104可沿垂直于传送带110的纵向轴线的Y轴(“宽度方向”)横穿传送带110移动。操纵器104可沿在垂直于工作区域108和传送带110的方向上的Z轴(“高度方向”)移动。可选地，操纵器104可以围绕一个或多个轴旋转。在一些实施例中，联接到操纵器104的抓取器组件132可围绕W轴旋转。在下面对抓取器组件132进行进一步的详细讨论。

操纵器104在工作空间内沿着X轴、Y轴和Z轴的移动方向由带有虚线的双头箭头示出。通过X轴伺服器112、Y轴伺服器114和Z轴伺服器116使操纵器104相对于传送带110分别沿着X轴、Y轴和Z轴移动。伺服器112、114、116连接到控制器102，且控制器102被配置成发出用于致动一个或多个伺服器112、114、116的指令，以使操纵器104在工作空间108内移动。伺服器112、114、116与控制器102之间的连接由虚线表示。伺服器112、114、116与控制器102之间的每个连接可以包括一个或多个数据和/或电力连接。

由于操纵器104的移动方向基本上彼此垂直，因此操纵器沿一个轴的移动独立于沿其他轴的移动。这意味着操纵器104的移动可以在笛卡尔参考坐标系中定义，这使得控制器102处理移动指令更加简单。

如先前所提到的，操纵器104安装在框架120上。在一些实施例中，框架120可以是龙门框架120。在其他实施例中，框架120可以是适合于将操纵器104支撑在工作区域108上方的其他结构。例如，框架120可以是用于通过杆和/或缆线将操纵器104悬吊在工作区域上方的结构。在下文中，框架120将称为龙门框架120，但是可以适用于用于支撑操纵器104的其他框架。

龙门框架120包括与地板或另一基本上水平的表面接合的竖直支柱122。在一些实施例中，竖直支柱122可以是倾斜的直支柱。以这种方式，倾斜的直支柱与垂直方向成一定角度。在非标准安装中，可能需要倾斜的直支柱来将龙门框架120安装到地板上。图1示出了龙门框架120，龙门框架120包括通过水平梁124联接在一起的四个竖直支柱122。在其他实施例中，水平梁124可以是倾斜的横向梁124。如果要将龙门式废物分类机器人100安装在小的或不寻常的空间中，则可能需要这样的梁。在其他实施例中，可以有任何合适数量的竖直支柱122。梁124和支柱122通过焊接、螺栓或其他合适的紧固件固定在一起。尽管在图1中将水平梁124示出为位于传送带110上方，但是一个或多个水平梁124可以定位于不同的高度。例如，一个或多个水平梁124可以定位在传送带下方。如果竖直支柱122没有固定到地板上，则这样的定位可以降低龙门框架120的质心并使整个龙门式废物分类机器人100更稳定。

梁124和支柱122承受载荷并支撑操纵器104和操纵器104所抓取的物体106a、106b、106c的重量。在一些实施例中，梁124和支柱122由钢制成，但可以使用诸如铝的其他刚性、轻质材料。竖直支柱122可各自包括支脚126，该支脚126包括板，螺栓(未示出)可旋拧着穿过该板，以将支柱122固定到地板上。为了清楚起见，在图1中仅示出了一个支脚126，但是每个支柱122都可包括支脚126。在其他实施例中，没有用于将龙门框架120固定到地板上的支脚126或紧固件。在这种情况下，龙门框架搁置在地板上，并且龙门框架和地板之间的摩擦力足以防止龙门式废物分类机器人相对于地板移动。

操纵器104包括至少一个可移动水平梁128，可移动水平梁128可移动地安装在龙门框架120上。可移动梁128可以安装在梁架(未示出)中。可移动水平梁128可移动地安装在龙门框架120的一个或多个其他固定水平梁124上。可移动水平梁128可沿X轴移动，使得当可移动水平梁沿X轴移动时，操纵器104沿X轴移动。可移动水平梁128经由X轴伺服器机构112安装到固定水平梁124。在一些实施例中，伺服器112经由带驱动器联接到可移动水平梁128。在其他实施例中，伺服器经由齿条齿轮机构联接到可移动水平梁。在一些实施例中，可以使用其他机构来致动可移动水平梁沿X轴的移动。例如，可以使用液压或气动系统来使可移动水平梁128移动。

X轴伺服器112可以安装在可移动梁128或固定水平梁124上。优选的是将X轴伺服器安装在固定水平梁124上，使得X轴伺服器不必施加移动自身重量的力。

操纵器托架130可移动地安装在可移动水平梁128上。操纵器托架130可沿可移动水平梁128的纵向轴线移动。以这种方式，操纵器托架130可相对于可移动梁128在Y轴上移动。在一些实施例中，操纵器托架130包括Y轴伺服器机构114，该Y轴伺服器机构114用于使操纵器托架130沿Y轴移动。在其他实施例中，Y轴伺服器114不安装在操纵器托架130中，且操纵器托架130相对于Y轴伺服器移动。在一些实施例中，伺服器114经由带驱动器联接到可移动水平梁128。在其他实施例中，伺服器114经由齿条齿轮机构联接到可移动水平梁128。在一些实施例中，可以使用其他机构来致动可移动水平梁沿Y轴的移动。例如，可以使用液压或气动系统来使操纵器托架130移动。

当操纵器托架130沿着Y轴移动时，抓取器组件132也沿着Y轴移动。抓取器组件132可移动地安装到操纵器托架130。抓取器组件132可在Z轴上移动，以使操纵器104沿Z轴方向在高度方向上移动。

在一些实施例中，抓取器组件132包括Z轴伺服器机构116，Z轴伺服器机构116用于使抓取器组件132沿Z轴移动。在其他实施例中，Z轴伺服器116不安装在抓取器组件132中，而是安装在操纵器托架130中。以这种方式，抓取器组件132相对于Z轴伺服器116移动。在一些实施例中，伺服器116经由带驱动器联接到抓取器组件132。在其他实施例中，伺服器116经由齿条齿轮机构联接到抓取器组件132。在一些实施例中，可以使用其他机构来致动可移动水平梁沿Z轴的移动。例如，可以使用液压或气动系统来使抓取器组件132移动。

如所提到的，如图1所示的操纵器104包括抓取器组件132。抓取器组件132可以是用于使用相对于大气压的负压来抓取物体的吸取式抓取器(如图2至图6所示)。在下文中，抓取器组件132将被称为吸取式抓取器132。吸取式抓取器132可具有关于Z轴基本上对称的吸盘400(见图4)。这意味着吸取式抓取器132不需要围绕Z轴旋转即可实现相对于物体106a、106b、106c的最佳定向。这意味着吸取式抓取器132不需要抓取器组件旋转伺服器。在具有非对称的吸取式抓取器132的情况下，如上所讨论的，抓取器组件132包括旋转伺服器，以使抓取器组件132围绕W轴旋转。图1示出了吸取式抓取器132围绕W轴的旋转，但是未示出用于引起旋转的伺服器。吸取式抓取器132可具有细长的吸盘400。此外或替代性地，吸取式抓取器132可包括多个吸取式抓取器。例如，吸取式抓取器132可包括非对称的吸取式抓取器132，非对称的吸取式抓取器132包括两个吸取管414，每个吸取管均具有吸盘400。

在其他实施例中，操纵器104的吸取式抓取器132额外包括用于与物体106a、106b、106c物理接合并使物体106a、106b、106c移动的任何合适的装置。实际上，操纵器104可以额外是用于抓握、固定、抓取、切割或串起物体的一种或多种工具。在进一步的实施例中，操纵器104可以额外是被构造成与相距一定距离的物体相互作用并使相距一定距离的物体移动的工具，诸如电磁体或用于吹送压缩空气的喷嘴。

如所提到的，控制器102被配置成向操纵器104的伺服器112、114、116发送指令，以控制传送带110上的物体106a、106b、106c并与物体106a、106b、106c相互作用。控制器102连接到至少一个传感器134，至少一个传感器134用于检测传送带110上的物体106a、106b、106c。至少一个传感器134定位于操纵器104的前面，使得在物体106a、106b、106c进入工作区域108之前将所检测的对物体106a、106b、106c的测量发送到控制器104。在一些实施例中，至少一个传感器134可以是以下各项中的一个或多个：RGB相机、红外相机、金属检测器、霍尔传感器、温度传感器、视觉和/或红外光谱检测器、3D成像传感器、太赫兹成像系统、放射性传感器和/或激光器。至少一个传感器134可以是适合于确定物体106a、106b、106c的参数的任何传感器。

图1示出了至少一个传感器134定位于一个位置。至少一个传感器134安装在传感器壳体136中以保护传感器134。在其他实施例中，多个传感器沿着传送带110并围绕传送带110定位，以接收物体106a、106b、106c的参数数据。

控制器102从至少一个传感器134接收与传送带110上的一个或多个物体106a、106b、106c相对应的信息。控制器102根据一个或多个标准基于接收到的信息来确定用于使操纵器104移动的指令。控制器102可以采用各种信息处理技术来控制操纵器104。在WO2012/089928、WO2012/052615、WO2011/161304、WO2008/102052中描述了这样的信息处理技术，这些文献通过引用并入到本文。

一旦操纵器104已经从控制器102接收到指令，操纵器104就执行命令并使吸取式抓取器132移动以从传送带110上拣选物体106c。选择和操纵传送带110上的物体的过程已知为“拣选”。

一旦拣选完成，操纵器104就将物体106c投入或扔进滑槽138中。投入滑槽138中的物体106c被认为是成功的拣选。成功的拣选是选择物体106c并使物体106c移动到与废物的与物体106c相同的小份所关联的滑槽138的拣选。

滑槽138包括在工作区域108中的、用于使拣选的物体106c掉落的滑槽开口142。滑槽138的滑槽开口142与传送带110相邻，使得当将拣选的物体106c从传送带110传送到滑槽开口142时，操纵器104不必行进得很远。通过将滑槽的滑槽开口142定位成与传送带110相邻，使得操纵器104可以将物体106c扔进、投入、拉入和/或推入滑槽138中。

滑槽138包括壁140，该壁140限定出导管，该导管用于将拣选的物体106c引导到用于接收经过分类的废物小份的小份容器(未示出)中。在一些实施例中，经过分类的废物小份不需要小份容器，并将经过分类的废物小份堆积在滑槽138下方。图1仅示出了与操纵器104相关联的一个滑槽138。在其他实施例中，可以有多个滑槽138和位于传送带110周围的相关联的开口142。不同的滑槽138的每个开口142位于操纵器104的工作区域108内。导管的壁140可以是任何形状、尺寸或定向，以将拣选的物体106c引导到小份容器。在一些实施例中，成功拣选的物体106c在重力的作用下从滑槽138的滑槽开口142移动到小份容器。在其他实施例中，滑槽138可将成功拣选的物体106c引导到用于将成功拣选的物体106c移动到小份容器的另一传送带(未示出)或其他装置。

转到图2，将讨论另一实施例。图2示出了龙门式废物分类机器人100的示意性透视图。传送带110定位于龙门框架120之间。为了清楚起见，在传送带110上未示出物体106a、106b、106c。

如图2所示的龙门框架120包括与图1所示的龙门框架不同的构造和建造。特别地，龙门框架120包括两个机柜200、202。机柜200、202包括内部支柱和水平梁，该内部支柱和水平梁类似于参照图1所示的实施例进行讨论的内部支柱和水平梁。然而，机柜结构200、202包括片材204，以覆盖支柱和水平梁，从而提供了机柜200、202的壁、顶部和底部。

机柜200、202为诸如伺服器(为了清楚起见，未示出)之类的操纵器104的脆弱部分提供防护。这有助于保护操纵器免受来自散落废物物体的损坏。此外，机柜结构200、202在移动部件与操作人员之间提供了屏障。这意味着操作人员不会意外地误入龙门式废物分类机器人的工作区域108。龙门框架120包括至少一个外壳200、202。外壳200、202包围龙门框架120的至少一部分。在一些实施例中，可以有多个外壳200、202，每个外壳包围龙门式废物分类机器人100的一个或多个部分。外壳200、202可以是实心片材或可以被穿孔，以使得龙门式废物分类机器人100的一个或多个内部部件可见。外壳202、204例如在三个侧面上包围滑槽138。外壳200、202还包围操纵器104的至少一部分。在其他实施例中，外壳200、202可以完全包围并包络龙门式废物分类机器人100。在这种情况下，外壳200、202包括开口，该开口用于将废物分类物体106a、106b、106c传送到工作区域108。

图2示出了与气动系统220流体连通的吸取式抓取器132。气动系统220包括用于将吸取式抓取器132连接到气动系统220的至少一个软管222。在一些实施例中，软管是用于向吸取式抓取器132提供空气源的空气软管222。在一些实施例中，单个整体式空气软管连接到吸取式抓取器132。通过向吸取式抓取器132仅提供一个空气软管222，使得废物分类机器人100安装和维护得以简化。此外，通过使吸取式抓取器132仅具有一个空气软管且不需要长的真空软管，使得气动系统220中由于摩擦而导致的能量损失更少。下面将对使用单个空气软管222的吸取式抓取器132的操作进行进一步的详细讨论。

空气软管222是柔性的，并沿着可移动水平梁128拧入机柜200中。在一些实施例中，空气软管222(图2中未示出)可以插入中空可移动梁128中。软管222具有足够柔性以随着操纵器104的移动而移动和弯曲来改变形状，但又不会阻碍操纵器104的移动。

气动系统220的至少一部分容纳在机柜200或龙门框架120中。气动系统220可包括用于产生压缩空气源的空气压缩机。可选地，气动系统220还可包括用于压缩空气的储气罐(未示出)。此外，气动系统220还可包括一个或多个阀224，阀224用于选择性地向吸取式抓取器132提供空气。在一些实施例中，空气压缩机产生压力为8巴的空气源。在其他实施例中，空气源具有5巴至10巴的压力。在其他实施例中，空气源可具有高于大气压的任何合适的压力。

气动系统220被示意性地示出为位于机柜200内。然而，在其他实施例中，气动系统220可以部分地或全部远离废物分类机器人100布置。例如，可以在分类线(未示出)上有多个废物分类机器人100，每个废物分类机器人都需要空气源。以这种方式，单个空气压缩机可以经由多个空气软管222连接到多个废物分类机器人100。相应地，气动系统220可以位于废物分类机器人100之间。

图3示出了龙门式废物分类机器人100的示意性横截面。气动系统220的运行由控制器102控制。这意味着控制器102可以选择性地使例如气动系统220的空气压缩机或阀224运行以将空气供应输送到吸取式抓取器132。

气动系统220包括至少一个压力传感器300，该至少一个压力传感器300被配置成测量吸取式抓取器132中的压力。压力传感器300与吸盘400流体连通(如图4所示)。以这种方式，压力传感器300处的压力与吸盘400中的压力相同或相似。压力传感器300安装到吸取式抓取器132，使得压力传感器300位于吸盘400附近。压力传感器300连接到控制器102。压力传感器300与控制器102之间的连接由它们之间的虚线表示。压力传感器300可以通过有线或无线连接联接到控制器102。无线连接可以通过无线电频率将压力信号从压力传感器300发送到控制器102。压力传感器300确定吸取式抓取器132中吸盘400处的当前运行流体压力，并将测量信号发送到控制器102。信号是根据吸盘400中的流体压力而变化的输出电压。在其他实施例中，信号是根据吸盘400中的流体压力而变化的电流输出。

在一些实施例中，可选地，至少一个压力传感器300是多个压力传感器300，其用于测量吸取式抓取器132中不同点处的压力。多个压力传感器300可以指示跨越吸取式抓取器132的不同部分的压力差。识别压差的位置是有利的，因为它可以指示吸取式抓取器132中的堵塞位置。

在一些实施例中，压力传感器300安装到用于对测量信号进行预处理的集成电路(未示出)上。这意味着联接到压力传感器的集成电路将包括与吸盘400处的压力有关的信息的数据包发送到控制器102。

在一些实施例中，压力传感器300可以安装在吸取式抓取器132上的任何位置。只要压力传感器300与吸取式抓取器132的吸盘400流体连通，压力传感器300就可以测量吸盘44处的压力。

压力传感器300可以是压电压力传感器、静电压力传感器、压阻压力传感器、谐振式压力传感器、压力变换器、惠斯通电桥压力变换器、差压变换器、膜片压力传感器、感应压力传感器、磁阻压力传感器、板装式压力传感器，或光学压力传感器。在其他实施例中，压力传感器300可以是用于测量吸取式抓取器132中的压力的任何合适的装置。

在一些实施例中，压力传感器300包括塑料壳体。塑料壳体可能是优选的，因为这减轻了压力传感器300的重量并增加了吸取式抓取器132的最大有效载荷。在一些实施例中，压力传感器300是板装式压力传感器，并安装在吸取管414的内部上。

现在将参照图4对吸取式抓取器132的实施例进行讨论。图4示出了吸取式抓取器132在运行中的横截面侧视图。吸取式抓取器132包括具有侧壁402和吸取嘴408的吸盘400。在一些实施例中，吸盘400具有顶壁(未示出)，并且相对的侧壁402之间的距离朝着吸盘400的顶部变窄。吸盘400的吸取嘴408布置成与待分类的物体106c接合。吸盘400包括中空构造和大体上圆形的横截面(沿Z轴)。在其他实施例中，吸盘400沿Z轴是细长的，并具有矩形或椭圆形的横截面形状。

如在一些实施例中提到的，吸盘400可以是细长的和/或关于一个或多个轴线不对称。在这种情况下，如先前参照图1所讨论的，吸取式抓取器132可包括旋转伺服器(未示出)以使吸取式抓取器132围绕W轴旋转。

在一些实施例中，吸盘400的侧壁402包括肋状或手风琴状的壁部分406。肋状壁部分406在吸盘400中产生弹性柔性部分，使得吸盘400优先沿Z轴压缩。以这种方式，当吸盘400沿Z轴方向下降并与物体106c接合时，肋状壁部分406有助于吸收冲击力，从而保护了操纵器104。此外，侧壁402的手风琴形状使得吸盘400能够符合待拣选的物体106a、106b的形状。

吸盘400由可弹性变形的材料诸如硅、橡胶或其他类似材料制成。这意味着当吸盘邻接不规则形状时，吸盘400可变形。因此，吸盘400可以在侧壁402的唇状部410和待拣选的物体106c之间形成较好的密封。

吸盘400包括与吸取管414的第一进气口418流体连通的气孔412，该气孔412用于从吸盘400内的空间排出空气。气孔412包括的直径与吸取管414的直径大小相同或相似。这意味着空气可以更容易地在吸盘400与吸取管414之间流动。以这种方式，侧壁402的直径与吸取管414的直径相同。在其他实施例中，气孔412的直径和吸取管414的直径可以不同，且吸取管的孔变窄或变宽。可选地，在气孔412和吸取管414之间存在密封，使得在吸盘400在气孔412处与吸取管414的接合之间没有气流进入。

吸取管414包括细长的侧壁416。吸取管414包括在一个端部处的第一进气口418和在另一端部处的出气口420。细长的侧壁416包括基本上平行于Z轴的纵向轴线A-A。第一进气口418和出气口420均与吸取管414的纵向轴线A-A对准。这意味着从第一进气口418到出气口420的吸取气流路径为直线。这意味着没有弯曲或堵塞会阻碍吸取管414中的气流。

气孔412被密封到第一进气口418。吸盘400可在气孔412和第一进气口418之间被胶粘到吸取管414。在其他实施例中，吸盘400和吸取管412成一体，并且在气孔412和第一进气口418之间没有连接。

吸取管414是圆筒形的，并包括圆形的横截面形状(沿Z轴)。在其他实施例中，吸取管不是圆筒形的，并包括椭圆形、正方形、矩形或不规则的横截面形状。如图4所示的吸取管414包括均匀的直径，但是吸取管414的宽度可以沿吸取管414的纵向长度变化。在一些实施例中，吸取管414的长度在5cm至20cm之间。

穿过吸取式抓取器132的吸取气流从吸取嘴408进入吸盘400，穿过气孔412，沿着吸取管414行进，并在出气口420处离开吸取管414。如图4所示，箭头表示进入、穿过和离开吸取式抓取器132的气流。

现在将对为吸取气流产生的负压进行描述。负压是相对于大气压且小于大气压的压力。用于吸取式抓取器132的吸取气流在吸取式抓取器132的吸盘400附近产生，这避免了对真空软管的需要。

吸取管414包括与空气软管222流体连通的第二进气口422。因此，第二进气口422在第一进气口418和出气口420之间将压缩空气的空气源引入到吸取管414中。以这种方式，压缩空气的空气源离开第二进气口422，并且压缩空气源被引入到吸取气流路径中。第二进气口422位于吸取管414的侧壁416中，因此空气源最初垂直于吸取管414的纵向轴线A-A被引入。然而，第二进气口422也将气流朝向出气口420地引导到吸取管414中。在一些实施例中，第二进气口422包括用于改变朝向出气口420的空气源的方向的弯曲喷嘴(未示出)。在一些实施例中，第二进气口422可以是用于将气流引入吸取管414中的任何合适的喷嘴。

如图4所示，第二进气口422包括与吸取管414同轴的环形喷嘴424。环形喷嘴424与空气软管222流体连通。空气软管222联接到喷嘴壳体426。喷嘴壳体426包围环形喷嘴424并密封在吸取管414上。这意味着从空气软管222流向环形喷嘴424的空气不会逸出到吸取管414的外部。环形喷嘴424的喷嘴出口将气流引导到吸取管414中并沿出气口420的方向引导气流。

压力传感器300安装在喷嘴壳体426上。压力传感器300通过连接导管438联接到吸取管414。在其他实施例中，压力传感器300可以安装在吸取式抓取器132上的其他位置。例如，压力传感器可以安装在吸盘400上。在一些实施例中，压力传感器300可以安装在喷嘴壳体426内。以这种方式，喷嘴壳体426保护压力传感器300不受损坏。

喷嘴壳体426在环形喷嘴424的两侧连接到吸取管414。这增加了吸取管414和环形喷嘴424的机械强度。在一些实施例中，吸取管414包括通过喷嘴壳体426联接在一起的上部部分428和下部部分430。以这种方式，环形喷嘴424被夹在上部部分428和下部部分430之间。喷嘴出口与吸取管414的内部壁432齐平。以这种方式，环形喷嘴424不会遮挡吸取管414的任何部分。

气流离开环形喷嘴424并产生朝着出气口420的环形气流。有利地，与点状喷嘴相比，环形喷嘴424产生具有更大表面积的初始气流。因此，来自环形喷嘴424的气流将空气从吸取管414带入朝着空气出口420移动的气流中。这在吸取管414中产生了较大的气流。

此外，环形喷嘴424不会堵塞吸取管414的横截面积的中心。这意味着气流不会被喷嘴本身堵塞。这意味着吸取管不太可能被进入吸取管414的异物堵塞。实际上，使用杆或瓶清洁器更容易清除堵塞物。

在一些实施例中，壳体426包括用于从空气软管222接收压缩空气的腔室434。腔室434可以与和吸取管414的内部孔436相交的环形喷嘴424流体连通。以这种方式，环形喷嘴424不是单独的元件，而是由吸取管414和壳体432的内部壁限定。第一部分428和第二部分430旋拧地安装在壳体426中并且彼此间隔开以限定出环形喷嘴424。可以通过改变环形喷嘴424的相对宽度来改变压缩空气流入吸取管414的速率。环形喷嘴424的宽度可以通过改变第一部分428和第二部分430彼此的间隔来改变。特别地，可以将第一部分和/或第二部分旋拧地安装到壳体426中。通过将第一部分428和/或第二部分430拧入壳体426中和从壳体426中拧出，可以改变第一部分428和第二部分430之间的相对距离。因此，这可以改变压缩空气进入吸取管414的速率并改变吸取力。

第二进气口422将快速的高压空气源引入吸取管414。第二进气口422比吸取管414窄，因此从第二进气口422出来的气流膨胀成吸取管414的更大容积。当来自第二进气口422的空气源在吸取管414中膨胀时，空气源的速度降低并与吸取管414中的空气混合。从第二进气口422出来的空气与吸取管414中的空气混合的动量使混合空气朝向出气口420移动。当吸取管414中的空气朝向出气口420移动时，在第二进气口422和第一进气口416之间的吸取管中产生负压。由于吸盘400与吸取管414流体连通，因此在吸盘400中也产生负压。

取决于吸盘400和物体106c之间的密封质量，一些空气将由于吸盘400中的负压而进入吸盘400。一旦负压足够低，吸取式抓取器132就将产生足够的力来拣选和输送物体106c。在一些实施例中，通过停止空气从第二进气口422流向吸取管414来释放物体106c。这增加了吸盘400中的气压，且物体106c将由于重力而从吸盘400上掉落。

有利地，图4所示的布置是简单的建造，并在吸盘400处产生负压。这意味着不需要联接到真空泵的真空软管。实际上，仅需要较小、较轻的柔性空气软管即可在吸盘400处产生吸取力。

转到图5，现在将对用于疏通吸取式抓取器132的布置进行讨论。图5示出了改进的吸取式抓取器132的横截面侧视图。

吸取式抓取器132主要与在实施例中参照其他附图所描述的吸取式抓取器132相同。实际上，吸盘400、吸取管414和环形喷嘴424与图4所示的吸盘、吸取管和环形喷嘴相同。

吸取式抓取器132包括吸取部件500，该吸取部件500与如图4所示的吸取式抓取器132的布置相同。因此，将不再对吸取部件500进行进一步的详细描述。吸取式抓取器132还包括吹出部件502。吸盘400、吹出部件502和吸取部件500由垂直于轴线B-B的虚线表示。吹出部件502与吸取部件500基本相同，但是定向相反以产生正气压而不是负气压。在一些实施例中，吸取部件500被优化以获得最大抓取/吸取力。在其他实施例中，吹出部件502附加地和/或替代性地被优化以最大程度地去除堵塞。如图5所示的布置包括相同的部件，然而在替代性实施例中，吸取部件500和吹出部件不相同。

如图5所示，压力传感器300安装在吸取部件500的喷嘴壳体426上。然而，在其他实施例中，此外或替代性地，压力传感器(未示出)安装在吹出部件502的喷嘴壳体516中。安装在吹出部件502上的压力传感器可以向控制器102提供关于吸取式抓取器132中是否存在堵塞的进一步信息。

吹出部件502包括与吸取部件500相同的特征。吹出部件502包括吹出管504。吹出管504包括基本上为圆筒形的细长侧壁。吹出管504包括在一个端部的第一进气口506和在另一端部的出气口508。出气口508联接到吸取管414的出气口420并与出气口420流体连通。细长侧壁包括基本上平行于Z轴的纵向轴线B-B。吹出管504的纵向轴线B-B与吸取管414的纵向轴线B-B相同。

吹出管504的第一进气口506和出气口508都与吹出管504的纵向轴线B-B对准。这意味着从第一进气口506到出气口508的气流路径是直线。这意味着没有弯曲会阻碍吹出管504中的气流。

类似于吸取管414，吹出管504包括与空气软管222流体连通的第二进气口510。因此，吹出管504的第二进气口510在第一进气口506和出气口508之间将空气源引入到吹出管504中。第二进气口510是类似于图5中所描述的环形喷嘴的环形喷嘴。在其他实施例中，吹出管504的第二进气口510可以是用于将气流引入吹出管504中的任何类型的喷嘴。

空气软管222分别联接到吸取管414的第二进气口422和吹出管504的第二进气口510。三通阀512联接到空气软管222，以选择性地向吸取管414或吹出管504提供气流。在一些实施例中，三通阀512可用两个单独的阀(未示出)来代替。这意味着吸取式抓取器132可以选择性地在第一模式或第二模式下运行，通过第一模式在吸盘400处提供负压，或者通过第二模式在吸盘400处提供正压。三通阀512包括用于致动阀512的电磁阀。电磁阀可根据从控制器102接收的指令来控制。替代性地，三通阀可通过气动控制信号致动。

当吸取式抓取器132处于第一模式或“吸取模式”时，吸取式抓取器132以与先前参照图4所讨论的实施例相同的方式运行。气流从吸取管414行进到吹出管504。以这种方式，气流在吹出管504的第一进气口506处离开吸取式抓取器。因此，吹出管504的第一进气口506用于双重目的，并在第一模式下是出气口。

在第二模式或“吹出模式”下，通过吸取式抓取器132的气流反向。实际上，图5示出了运行中的吹出部件502和从吹出部件502流向吸盘400的气流。空气从第一进气口506被吸入，并流经吹出管504到达吸取管414且在吸盘400的气孔412处离开。正气压在堵塞物514上施加力，导致吸取管414堵塞。正气流的力会将堵塞物514从吸盘中推出。

已经讨论了将吸取式抓取器132与龙门式废物分类机器人100结合使用。然而，吸取式抓取器132可以与任何类型的废物分类机器人100一起使用。例如，吸取式抓取器132可以与由控制器102控制的delta机器人、机器人臂或任何其他操纵器104一起使用。

现在将参照图6对另一实施例进行描述。图6示出了废物分类机器人的示意性横截面侧视图。抓取器组件132通过可滑动联接器600安装到Z轴伺服器116。在一些实施例中，抓取器组件132通过多个可滑动联接器600安装到Z轴伺服器。实际上，在其他实施例中，在抓取器组件132和Z轴伺服器116之间可以有任意数量的可滑动联接器600。为了清楚起见，在图6中仅示出了一个可滑动联接器600。

可滑动联接器包括联接到抓取器组件132的第一部分602和联接到Z轴伺服器116的第二部分604。第一部分602被紧固到抓取器组件132的吸取管414。在其他实施例中，第一部分602被紧固到抓取器组件132的任何其他部件。第二部分604被紧固到与Z轴伺服器116的齿条齿轮机构相关联的齿条606。在一些实施例中，第一部分602和第二部分604分别被螺栓连接、胶合、焊接、旋拧到抓取器组件132和Z轴伺服器116机构的齿条606。

可滑动联接器600的第一部分602和第二部分604被布置成相对于彼此滑动。第一部分602和第二部分604的相对移动沿垂直于工作区域108和/或传送带110的平面的方向进行。换句话说，第一部分602和第二部分604相对于彼此沿Z轴移动。第一部分602和第二部分604是细长的，且各自具有沿着纵向轴线B-B对准的纵向轴线(图4所示)。在一些实施例中，第一部分602和第二部分604与Z轴平行。在一些其他实施例中，第一部分602和第二部分604与Z轴不平行，而是相对于Z轴倾斜。在这种情况下，当第一部分602和第二部分604相对于彼此滑动时，移动的分量在Z轴上。

在一些实施例中，第一部分602是杆，且第二部分604是用于接纳杆602的中空套筒604。在一些实施例中，中空套筒604和杆602是铝型材，尽管中空套筒604和杆602可以由任何其他合适的材料(诸如钢)制成。可滑动联接器600可以是用于使抓取器组件132相对于Z轴伺服器116移动的任何合适的机构。例如，第一部分602可以是中空套筒，且第二部分604可以是杆。在其他实施例中，第一部分602和第二部分604均可以是彼此可滑动地联接的细长元件，例如杆。杆(未示出)可以并排布置并在它们各自的外部表面上滑动。在其他实施例中，可滑动联接器600可以是“惰钳”剪刀机构。

在一些实施例中，第一部分602借助于多个轮(未示出)可滑动地联接到第二部分604。在一些实施例中，有多组轮布置成在沿着杆602的多个位置处与杆602的外部表面614接合。每一组轮包括用于使杆602沿中空套筒604的纵向轴线对准的轮。轮可以穿过中空套筒604略微突出。然而，在其他实施例中，轮可以在中空套筒604内安装在杆602和中空套筒604的内部表面616之间。轮的轴承联接到中空套筒604，以将轮的旋转轴相对于中空套筒604固定。在其他实施例中，轮的轴承联接到杆602。

在运行中，Z轴伺服器116将抓取器组件132朝向待拣选的物体106a、106b降低。当抓取器组件132与物体106a的表面接合时，可滑动联接器600的第一部分602和第二部分604相对于彼此移动。在控制器102检测到物体106a、106b、106c时，控制器102向Z轴伺服器116发送信号，以停止朝向传送带110的移动并开始向上移动并远离传送带110。由于吸取式抓取器132和整个Z轴伺服器机构116向下移动的惯性，使得吸取式抓取器132将在经过一段时间之后，吸取式抓取器132才实际上开始向上移动。这意味着吸取式抓取器132在向下移动一段时间之后，Z轴伺服器116才能使吸取式抓取器132向上移动。当吸取式抓取器132向下移动时，可滑动联接器600收缩，且不迫使吸取式抓取器132进入待拣选的物体106a、106b或传送带110。以这种方式，可滑动联接器600是减震器，其保护操纵器104免受与传送带110或物体106a、106b碰撞。这防止了对操纵器104和/或传送带110的损坏。此外，由于可滑动联接器600滑动，所以待拣选的物体106a、106b不会被压碎，并且这增加了吸取式抓取器132进行成功拣选的可能性。

在一些实施例中，传送带110由不能与吸盘400形成良好密封的材料制成。传送带110可以由透气材料或多孔材料制成。在一些实施例中，传送带110的表面具有粗糙表面，这防止了吸盘400与传送带110形成良好的密封。以这种方式，如果吸盘400与传送带110接合，则在操纵器104向上提起吸取式抓取器132时不会损坏吸取式抓取器132，或者不会损坏传送带110。此外或替代性地，吸取式抓取器132被构造成降低到传送带110的正上方(例如，在传送带110上方几毫米)的位置，使得当可滑动联接器600完全延伸时，吸盘400不会与传送带110物理地接合。

在一些实施例中，可滑动联接器600包括覆盖可滑动联接器600的橡胶保护套筒608。以这种方式，橡胶保护套筒608可防止灰尘和其他碎屑损坏可滑动联接器机构600。此外，橡胶保护套筒有助于吸收碰撞能量。

第一部分的杆602包括第一密封件610和可选地包括第二密封件612。第一密封件610和第二密封件612与杆602的外部表面614和中空套筒604的内部表面616接合。密封件610、612固定到杆602的外部表面614上，且密封件610、612沿着中空套筒604的内部表面616滑动。替代性地，密封件610、612固定到中空套筒604的内部表面616，并相对于杆602的外部表面614滑动。因此，密封件610、612在杆602和中空套筒604之间形成密封。密封件610、612限制了杆602和中空套筒604之间的气流，以用作减震器。以这种方式，杆602和中空套筒604形成气动减震器。中空套筒604中的空气被密封件610、612困住并产生活塞。

中空套筒包括用于选择性地控制气流进入和流出中空套筒604的阀618。在一些实施例中，阀618是球阀618，当杆602被压缩到中空套筒604中时，该球阀618使得空气能够从中空套筒604自由逸出。当将杆602从中空套筒604中拉出时，球阀618限制了空气可以重新进入中空套筒604的速率。在替代性实施例中，阀可以是橡胶翼片(未示出)，该橡胶翼片搁置在连接到中空套筒604的内部的气孔上。当空气离开中空套筒604时，橡胶翼片远离中空套筒604挠曲。当杆602从中空套筒604延伸时，橡胶翼片覆盖气孔并缓慢地让空气进入中空套筒604。

现在将参照图7至图11对废物分类机器人100的操作进行描述。图7至图9和图11示出了控制废物分类机器人100的方法的示意性流程图。图10是在吸取式抓取器132的操作期间吸取式抓取器132的压力随时间变化的示意图。

转到图7，现在将讨论一个实施例。可选地，在步骤700中，废物分类机器人100的操纵器104处于“开始”位置。开始位置可以是在执行拣选操作之前操纵器104的任何位置。例如，在已经拣选物体106c并将物体106c布置成从滑槽138滑下之后且没有立即进行下一个物体的拣选时，废物分类机器人100可以停止或者做其他事情。

在一些实施例中，如果废物分类机器人100在拣选之后停止，则这意味着操纵器104被置于滑槽138附近。当下一个物体106a、106b到来时，操纵器104从开始位置移动，该开始位置是在前一次拣选完成之后操纵器104所处的位置。

如果控制器102确定在前一次拣选之后要立即执行另一个拣选，则开始位置将是前一次拣选的结束位置。以这种方式，开始位置不是相对于龙门框架120固定的位置，而是将根据控制器102做出的决定而变化。

控制器102可以在前一次拣选之后决定将操纵器104移动到哪里。如果控制器102没有下一次拣选，则控制器102决定将操纵器104移动到等待下一物体的位置。以这种方式，操纵器104等待下一物体的位置将是下一次拣选的开始位置。如果控制器102决定将操纵器104移动到等待位置，则开始位置可以可选地是操纵器104的在执行操纵器104移动之前操纵器104移动到的预定位置。在一些实施例中，开始位置是相对于框架120和/或工作区域108的预定位置。在一些实施例中，在待分类的废物物体进入工作区域108的情况下，开始位置是在传送带110和/或工作区域108的中间的预定“回家”位置。以这种方式，开始位置是准备位置，该准备位置是等待下一个物体106a、106b的最佳位置，以减少操纵器104的行进时间。

在一些实施例中，控制器102可以以亚毫米精度来知道操纵器104的位置。与操纵器104的位置有关的信息从伺服器112、114、116的后端部的一个或多个编码器发送到控制器102。在一些其他实施例中，操纵器的位置额外地或替代性地由伺服器112、114、116中的编码器来确定。例如，操纵器104的位置由一个或多个其他传感器(未示出)，诸如安装在操纵器104或传送带110上的照相机或接近传感器来确定。在一些实施例中，控制器102可以连接到用于确定操纵器104的位置的一个或多个传感器。可选地，位置传感器可以是伺服器中的编码器、照相机、接近传感器、光学传感器、红外传感器、超声传感器、激光距离传感器、霍尔传感器或用于确定操纵器104和/或吸取式抓取器132的位置的任何其他合适的传感器。至少一个位置传感器可以安装到操纵器104或吸取式抓取器132上，替代性地，至少一个位置传感器可以远离操纵器104或吸取式抓取器132安装。在一些实施例中，存在有至少一个位置传感器，该至少一个位置传感器被配置成根据操纵器104和/或吸取式抓取器132的位置生成位置信号。在一些实施例中，至少一个位置传感器被配置成根据操纵器104和/或吸取式抓取器132的位置向控制器102发送位置信号。

在一些实施例中，废物分类机器人100可选地包括位于龙门框架120上的已知参考位置处的至少一个同步开关(未示出)。每当轴驱动经过该开关时，控制器102就可以验证伺服器112、114、116驱动器的位置是否与同步开关的已知物理位置相匹配。这意味着，如果伺服器112、114、116与吸取式抓取器132之间的某些齿轮、离合器或皮带打滑，则从伺服器马达的位置得出的位置不再与吸取式抓取器132的实际位置同步。如果控制器识别出不匹配，则控制器102可以停止龙门式废物分类机器人100的运行。在一些实施例中，同步开关位于如上所述的开始位置周围。

如果在步骤700之前气动系统220未运行，则由压力传感器300检测到的吸盘400中的压力将为大气压(P_大气)。这在图10中示出为水平线1000。

在步骤700之后，控制器102启动对物体106a、106b、106c的拣选。在这种情况下，控制器102操作吸取组件132，使得吸取组件在吸取模式下操作，如步骤702所示。特别地，控制器102向阀512发送控制信号以选择阀512处于吸取模式。在吸取模式下，压缩空气被引入到吸取组件500的第二进气口422中。因此，吸取式抓取器组件132在吸盘400中产生负压。这意味着吸取式抓取器132准备好进行拣选。

在步骤702中，当吸取管414中的气流产生吸取时，吸盘400中的压力将从标准大气压P_大气稍微下降到如图10中示出为水平线1002的操作压力P_正常。压力的下降只是轻微的，因为吸盘400中没有堵塞，并因此替换空气将不断地流入吸盘400中。

当控制器102启动拣选操作时，操纵器104处于开始位置。如果用于当前拣选的操纵器104和吸取式抓取器132的特定开始位置在传送带110的上方，则这意味着操纵器104必须下降到传送带110，以便吸盘400能够与待分类的物体106a、106b、106c物理地接合。在正常操作中，操纵器104使吸取式抓取器132在传送带110上方的一定高度处移动，以不与任何物体106a、106b、106c碰撞。当龙门式废物分类机器人100开始拣选时，其使吸取式抓取器132在待拣选的物体上方移动。该移动有利地以使得不撞击沿途中的任何其他物体的方式进行。在一些实施例中，在移动期间或在将操纵器104停止在物体上方之后，开启吸取，如步骤702所示。控制器102向伺服器112、114、116发送移动指令以使操纵器104移动。如步骤704所示，特别是Z轴伺服器116被致动以使吸取式抓取器132沿向下的方向移动。该操作仍将具有与步骤702中相同的压力，该压力如图10中由线1002所示。

如步骤706所示，在吸取式抓取器132下降的同时，控制器102可选地执行对吸取式抓取器132的压力状态的检查。在压力状态检查706期间，控制器102从压力传感器300接收压力信息。压力传感器300获得与吸盘400中的压力状态有关的信息。压力传感器400可以测量吸盘400中的压力的一个或多个参数。在一个实施例中，压力传感器300测量吸盘400中的压力的大小。即，压力传感器300检测压力相对于大气压力是正压力还是负压力以及相对压力的大小。压力传感器300可以测量吸盘400中的绝对压力，或者可以确定吸盘400相对于大气压力的相对压力。将吸盘400的相对压力与例如在气动系统220运行之前对吸盘400的压力测量或例如大气压力进行比较。在一些实施例中，压力传感器300确定吸盘400中的压力的变化速率。

确定吸盘400中的压力的变化速率可能是有用的，因为突然的变化速率可以指示吸取式抓取器的状态已经改变。例如，如果吸盘400突然与物体物理地接合，则压力将快速下降至负压(例如，比大气压低150毫巴)。

如果在步骤706中控制器102确定压力信息指示吸取式抓取器132尚未与待分类的物体接合，则控制器102继续指示操纵器104下降至传送带110。这由在步骤706和步骤704之间标记为P_传感器>P_吸取的箭头表示。在一些实施例中，控制器102将从压力传感器300接收的压力测量值与阈值吸取压力(P_吸取)进行比较。阈值吸取压力是在吸盘400中所需的部分真空的预定压力，该预定压力将产生足够的吸取力来提起传送带110上的待分类的物体106a、106b、106c。

在一些实施例中，阈值吸取压力P_吸取可以是不足够大以至于不产生吸取力的压力。以这种方式，阈值吸取压力P_吸取是在吸盘400未与物体接合和吸盘400与物体接合之间进行区分的压力。一旦控制器102确定吸盘400中的压力低于阈值吸取压力P_吸取，则控制器102减小吸盘400中的压力以对物体产生吸取力和提升力。

在一些实施例中，阈值吸取压力比大气压低150毫巴。阈值吸取压力可以是产生吸取力以提起物体所需的任何合适的负压。在一些实施例中，提升力可以在10N至50N之间。当吸取管414中的气流产生吸取时，吸盘400中的压力将从标准大气压下降至操作压力P_正常，但是该压力不会低于阈值吸取压力，这表明在吸盘400和物体106a、106b、106c之间已经形成部分真空。在拣选操作期间，压力从操作压力P_正常1002到负压的下降在图10中示出为快速下降的压力线1006。

在一些实施例中，控制器102可以连续地从压力传感器300接收压力信号。在其他实施例中，控制器102周期性地，例如以1000Hz(每1ms)的频率接收压力信号。如果控制器102需要更快地确定压力变化，则可以增加控制器102轮询压力传感器300的频率。

在一些实施例中，控制器102使用来自压力传感器300的压力信号来控制第二进气口422中的气流和吸取式抓取器132中的吸取力。这意味着控制器102根据压力信号来改变由吸取式抓取器132产生的吸取力。以这种方式，控制器102使用控制反馈回路中的压力信号来改变吸取式抓取器132的吸取力。例如，控制器102可以从该压力信号确定吸盘400中的压力正在增加，因此，控制器102可以确定对所拣选的物体的抓取变得不太牢固。为了增加成功拣选的可能性，控制器102可以增加吸取式抓取器132的吸取力，以使吸取式抓取器132与拣选的物体的接合更加牢固。以这种方式，如果密封良好，则可使用较少的压缩空气，而如果密封不良，则仍能够抓取。优选的是使用较少的压缩空气，因为需要大量的电能来产生压缩空气。

在步骤708中控制器102确定吸盘400中的压力低于阈值吸取压力P_吸取。因此，控制器102确定吸盘400中的压力下降是因为吸取式抓取器132已经与物体106a、106b、106c的表面接合。这在图10中由交点1004表示。

在步骤710中控制器102确定吸盘400中的压力保持在阈值吸取压力P_吸取以下，且物体已被吸取式抓取器132成功地抓取。这在图10中由阈值吸取压力P_吸取下方的水平线1008示出。以这种方式，控制器102确定吸取式抓取器132的状态是正在抓取物体。

在替代性实施例中，控制器102基于吸盘400中的压力的变化速率确定吸取式抓取器132已经与物体106a、106b、106c物理地接合。以这种方式，控制器102可以更快地确定吸取式抓取器132已经成功地抓取了物体。这是因为吸盘400中的压力的变化速率将取决于吸盘400与物体106a、106b、106c的表面密封的程度。因此，如果吸盘400具有良好的密封性，则吸盘400中的压力将更快地下降。这意味着控制器102可以确定在吸盘400中的压力的大小已实际上下降至阈值吸取压力P_吸取以下之前，吸取式抓取器132正在抓取物体。在其他实施例中，控制器102可以对压力信号使用诸如过滤之类的信号处理，以确定吸取式抓取器132的状态。

控制器102基于压力信息确定吸盘400中的压力的变化速率。如果压力的变化速率大于预定的压力变化速率，则控制器102确定吸取式抓取器132正在抓取物体。一旦控制器102确定了吸取式抓取器132成功地抓取了物体，则控制器102会将移动命令发送给操纵器104。具体地，控制器102将移动命令发送给Z轴伺服器116以使吸取式抓取器132朝向传送带110的移动反向，从而使得吸取式抓取器132远离传送带110移动。

由于控制器102和Z轴伺服器116在控制器102发出指令和Z轴伺服器116执行移动之间具有延迟，该延迟由于发信号滞后以及当改变方向时需要Z轴伺服器116使用有限量的加速度和/或猛拉的机械限制而导致，因此控制器102可以使用对吸盘400中的压力的变化速率的确定来改变吸取式抓取器132的方向。

这是因为当Z轴伺服器接收到使吸取式抓取器132远离传送带110移动的指令时，已经经过了足够的时间来使吸盘400中的压力低于阈值吸取压力P_吸取。这意味着可以加快操纵器104的下降、抓取和上升动作。

现在将参照图8对操纵器104和吸取式抓取器132的操作的另一实施例进行讨论。图8示出了操作吸取式抓取器132以疏通吸取管414的方法。

步骤700和步骤702在图8和图7中是相同。然而，在某些情况下，当控制器102控制气动系统220并将空气供应至吸取管414时，吸取式抓取器132可能无法正确地操作。例如，在吸取式抓取器132执行拣选之前，吸取式抓取器132可能会被碎屑堵塞。

类似于图7中的步骤706，控制器102从压力传感器300接收压力信息。因此，当控制器102从压力传感器300接收压力信息时，当吸取式抓取器132处于开始位置时，控制器102确定吸盘400的压力没有在正常操作压力P_正常下操作，如检查步骤806所示。例如，所确定的压力低于正常操作压力P_正常。这表明吸取管414被完全或部分地堵塞。如果控制器102确定吸取式抓取器132正在正常操作，则控制器102返回到步骤702。

在一些实施例中，当已知吸取式抓取器132没有抓取物体106a、106b、106c时，控制器102对吸取式抓取器132执行检查步骤806。例如，控制器102可以在执行拣选操作之前执行对吸盘400的压力的检查步骤806。控制器102可以在开始位置执行吸取式抓取器检查步骤806。

在其他实施例中，控制器102在其他触发事件之后执行吸取式抓取器检查步骤806。例如，如果控制器102确定拣选不成功或吸取式抓取器132出故障。在一些实施例中，控制器102可以在吸取式抓取器132未能成功地拣选物体预定次数之后(例如，在五次不成功的拣选之后)执行吸取式抓取器检查806。在其他实施例中，检查步骤806在吸取式抓取器132操作期间的任何时间执行。在又一些其他实施例中，检查步骤806在没有拣选物体时执行。以这种方式，控制器102可以使用当操纵器104不执行拣选时的时间以确保吸取式抓取器132不被堵塞。如图8和图9所示，检查步骤806在操纵器104在步骤704中下降之前执行。

在一些实施例中，当吸取式抓取器132远离传送带时，控制器102执行吸取式抓取器检查步骤806。这意味着控制器102可以使用压力信息来在如图7所示的成功抓取操作和堵塞之间进行区分。

因此，如步骤800所示，控制器102基于压力信息确定吸取式抓取器132被堵塞。可选地，如上所提到的，控制器可以额外使用其他信息，诸如操纵器的位置、移动和状态来确定吸取式抓取器132被堵塞。

一旦控制器102已确定吸取式抓取器132被堵塞，控制器102就可以采取补救措施来疏通吸取式抓取器132。在这种情况下，如步骤802所示，控制器102操作吸取式抓取器132，使得吸取式抓取器132在吹出模式下操作。特别地，控制器102将控制信号发送到阀512以选择阀512处于吹出模式。

在吹出模式下，压缩空气被引入吹出部件502的第二进气口510。因此，吸取式抓取器组件132在吸盘400中产生正压。这意味着气流反向通过吸取式抓取器132并将堵塞物514从吸盘400中推出，如步骤804所示。吸盘400的压力在图10中由线1010示出，该线1010表明压力快速增加且爆发出高于大气压的正压力。

可选地，控制器102可以将操纵器104定位成使得堵塞物514被射出离开传送带110。一旦清除了堵塞，控制器102就可以指示操纵器104到如图7所示的开始位置。在图10中通过线1012示出了在P_吹出之后吸取式抓取器132在正常操作压力P_正常下操作。

现在将参照图9对进一步的实施例进行讨论。将关于图7和图8所示的实施例讨论的操作方法的步骤并入到图9中。与先前讨论的步骤相同的步骤具有相同的附图标记且将不再赘述。

如所提到的，抓取物体的操作与图7所示的操作相同。然而，一旦吸取式抓取器132与物体106a、106b、106c物理地接合，则抓取可能会失败。例如，吸盘400与物体之间的密封不够好。这可能由例如物体具有粗糙表面、物体孔隙率增加、吸盘400的边缘与物体106a、106b、106c的边缘重叠、或吸盘400与物体106a、106b、106c之间的密封不够好而引起。抓取失败的另一个可能原因是物体太重。由于物体的重心距离吸取式抓取器132太远，因此抓取可能会进一步失败。实际上，吸取式抓取器132相对于物体106a、106b、106c的相对位置可能不是最佳的。在这些情况下，当操纵器104远离工作区域108移动时，由吸取式抓取器132产生的吸取力不足，且物体从吸取式抓取器132掉落。

在这种情况下，有利的是，控制器102知道物体不再被吸取式抓取器132抓取。因此，控制器132可以基于从压力传感器300接收的压力信息来确定抓取失败。以这种方式，抓取步骤900包括类似于步骤706的抓取检查步骤908。一旦吸取式抓取器132已经与物体物理地接合，则抓取检查步骤908就继续。

如步骤902所示，如果控制器102在抓取检查步骤908期间确定压力快速上升，则控制器102确定抓取失败。控制器102从压力信息确定吸盘400中的压力高于阈值吸取压力P_吸取，并因此吸取式抓取器132没有抓取物体。吸盘400处的压力从操作吸取压力P_{操作_吸取}到正常操作压力P_正常的快速上升在图10中由虚的上升线1014示出。此外或替代性地，控制器102在确定吸取式抓取器132未能抓取物体之前等待一段时间，例如150毫秒。如果控制器102在步骤902中确定抓取失败，则控制器102可以可选地发送指令以使操纵器104移动来拣选操纵器104的当前位置附近的物体。

替代性地，一旦控制器102确定抓取失败，则如果合适的物体106a、106b、106c可用且开始位置是操纵器104当前所在的位置，控制器102就可以指示操纵器104开始新的拣选操作。这意味着连续的拣选在前一次拣选尝试结束的位置开始。替代性地，如果没有新物体可用，则控制器102指示操纵器104去到回家位置，以等待物体106a、106b在被传送带110运送到工作区域108中时变得可用。

如果控制器102确定吸取式抓取器132的状态是物体106a、106b、106c被夹持，则如步骤904所示，控制器102指示操纵器104将物体106a、106b、106c传送到滑槽138。一旦操纵器104正在传送物体，则物体106a、106b、106c已经被提起离开传送带110，并相对于传送带110在传送带110上方的一定高度处移动。

然而，在传送操作步骤904期间，吸取式抓取器132可能不能保持对物体的成功抓取。这可能是由于与在步骤902中抓取失败的原因类似的原因而导致。

因此，控制器102可以执行如步骤906所示的传送抓取检查步骤。906中的该步骤与先前参照图9讨论的抓取检查908相同。如果在传送步骤期间，吸盘400的压力快速上升，则如步骤910所示，控制器102确定物体已经从吸取式抓取器132上滑落。吸盘400处的压力从操作吸取气压力P_{操作_吸取}到正常操作压力P_正常的快速上升在图10中由虚的上升线1014示出。如先前所讨论的，一旦控制器102确定物体已经从吸取式抓取器132上滑落，则控制器102指示操纵器104到步骤700中的开始位置以进行另一次拣选操作。

如果步骤904中的传送操作成功，则操纵器104使拣选的物体106c移动到滑槽138上或滑槽138附近。这时，控制器102可以将拣选的物体106c释放到滑槽138中。在一些实施例中，控制器102通过停止向吸取管414的空气供应来使拣选的物体106c掉落。以这种方式，从吸取式抓取器132上去除了吸取力，且拣选的物体106c将在重力的作用下落入滑槽138中。

替代性地或此外，控制器102可以使气流反向通过吸取管414，使得拣选的物体106从吸取式抓取器132吹出。为了从吸取式抓取器132吹出拣选的物体106c，如步骤802所示，控制器102使吸取式抓取器132在吹出模式下操作。吹出操作在步骤804中示出，且先前已经参照图8进行了讨论。可选地，控制器102可以在步骤804中实施吹出或释放操作，同时操纵器朝向滑槽138移动。因此，将拣选的物体106c“扔”到滑槽138。这可能是有利的，因为操纵器不必行进得很远，从而增加了可由废物分类机器人100进行的拣选数量。

在一些实施例中，控制器102指示在每次拣选(无论其成功与否)之后执行吹出操作804。以这种方式，穿过吸取管414的正气流不断地清理来自吸取管414的碎屑。这确保了不会发生碎屑在吸取管414中的积聚。

现在将参照图11对另一实施例进行讨论。图11示出了吸取式抓取器132的操作方法的示意性流程图。除了一些方法步骤以不同的顺序进行之外，该方法与图7的方法相同。特别地，吸取步骤702不会在操纵器104一处于开始位置时就立即开始。实际上，在压缩空气源关闭的情况下，吸取式抓取器132朝向传送带110下降。以这种方式，在吸取式抓取器132下降的同时，吸取式抓取器132不产生吸取力。

当可滑动联接器600开始滑动时，控制器102确定吸取式抓取器132已经与物体物理地接合。控制器102从至少一个传感器接收信号，该至少一个传感器被配置成检测可滑动联接器600的第一部分602和第二部分604之间的相对移动。传感器检测到吸取式抓取器132已经相对于操纵器104在第一位置和第二位置之间移动。至少一个传感器可以是微动开关、用于检测相对移动的光学传感器、超声波距离传感器、红外传感器、应力/应变仪、压力传感器，或用于检测第一部分602和第二部分604之间的相对移动的任何其他合适的传感器，其中压力传感器联接到球阀618以当可滑动联接器600压缩时检测从中空套筒604中推出的空气。如步骤1100所示，控制器102控制Z轴伺服器116以使吸取式抓取器132向下移动，直到控制器从至少一个传感器接收到可滑动联接器600已开始滑动的信号。响应于该信号，控制器102在步骤702中开始吸取。以这种方式，仅当吸盘400与物体物理地接合时才开启压缩空气供应。如步骤708所示，在吸取步骤702之前或之后，控制器102也停止吸取式抓取器132的向下移动。该方法的其余步骤与之前讨论的步骤相同。

在其他实施例中，关于图1至图6描述的吸取式抓取器布置以及参照图7至图9和图11讨论的吸取式抓取器的操作也可以与其他类型的物体操纵机器人一起使用。例如，吸取式抓取器132可以与汽车工业、食品工业等中的工业机器人一起使用。以这种方式，吸取式抓取器以及控制操纵器和吸取式抓取器的方法可以与用于对物体进行分类的分类机器人一起使用。

在另一实施例中，将两个或更多个实施例结合。一个实施例的特征可以与其他实施例的特征结合。

已经特别参照所示出的示例对本发明的实施例进行了讨论。然而，将理解的是，在本发明的范围内，可以对所描述的示例进行变化和修改。

Claims

1.一种废物分类机器人，所述废物分类机器人包括：

操纵器，所述操纵器包括用于与要在工作区域内进行分类的一个或多个废物物体相互作用的吸取式抓取器，并且其中，所述操纵器能够在所述工作区域内移动；

控制器，所述控制器被配置成向所述操纵器发送控制指令；和

至少一个压力传感器，所述至少一个压力传感器与所述吸取式抓取器流体连通，并被配置成根据所述吸取式抓取器中的流体压力产生压力信号；以及

至少一个位置传感器，所述至少一个位置传感器被配置成根据所述操纵器和/或所述吸取式抓取器的位置产生位置信号；

其中，所述控制器被配置成接收所述压力信号和所述位置信号，并根据所述压力信号和所述位置信号确定操纵器指令。

2.根据权利要求1所述的废物分类机器人，其中，所述至少一个压力传感器安装在所述吸取式抓取器上。

3.根据权利要求1或2所述的废物分类机器人，其中，所述至少一个压力传感器被配置成测量所述吸取式抓取器的吸盘中的压力。

4.根据前述权利要中的任一项所述的废物分类机器人，其中，所述控制器被配置成检测所述吸取式抓取器中的压力是否低于阈值吸取压力、所述压力的变化速率是否升高到阈值变化速率之上、对所述压力信号进行信号处理和/或对所述压力信号进行过滤。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的废物分类机器人，其中，所述控制器根据所述压力信号确定吸取式抓取器状态。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的废物分类机器人，其中，所述控制器根据所述吸取式抓取器状态确定吸取式抓取器指令和/或操纵器指令。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的废物分类机器人，其中，所述控制器基于操纵器和/或所述吸取式抓取器的位置和/或压力信息来确定所述吸取式抓取器状态是以下各项中的一种或多种：

所述吸取式抓取器被堵塞，

物体已从所述吸取式抓取器上滑落，

所述吸取式抓取器未能抓取物体，

所述吸取式抓取器正在抓取物体。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的废物分类机器人，其中，所述废物分类机器人包括阀，所述阀联接到所述控制器并用于选择性地控制穿过所述吸取式抓取器的气流的方向。

9.根据权利要求8所述的废物分类机器人，其中，所述控制器被配置成根据所述操纵器和/或所述吸取式抓取器(132)的位置和/或压力信号来选择所述阀的运行阀模式。

10.根据权利要求8或9所述的废物分类机器人，其中，所述控制器选择吹出阀模式以将空气吹过所述吸取式抓取器来疏通所述吸取式抓取器和/或从所述吸取式抓取器吹出物体。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的废物分类机器人，其中，所述吸取式抓取器可滑动地安装在所述操纵器上。

12.根据权利要求11所述的废物分类机器人，其中，所述控制器根据所述压力信号使所述操纵器的方向反转成远离所述工作区域。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的废物分类机器人，其中，所述压力信号包括以下各项中的至少一个：所述吸盘中的压力的变化速率、所述吸盘中的压力的大小、负压力值和/或正压力值。

14.根据前述权利要求中的任一项所述的废物分类机器人，其中，所述至少一个压力传感器是以下各项中的一个或多个：压电压力传感器、静电压力传感器、压阻压力传感器、谐振式压力传感器、压力变换器、惠斯通电桥压力变换器、差压变换器、膜片压力传感器、感应压力传感器、磁阻压力传感器或光学压力传感器。

15.根据前述权利要求中的任一项所述的废物分类机器人，其中，所述控制器根据所述压力信号改变由所述吸取式抓取器产生的吸取力。

16.根据前述权利要求中的任一项所述的废物分类机器人，其中，所述至少一个位置传感器是以下各项中的一个或多个：伺服器中的编码器、照相机、接近传感器、光学传感器、红外传感器、超声传感器、激光距离传感器、霍尔传感器或用于确定所述操纵器的位置的任何其他合适的传感器。

17.一种控制废物分类机器人的方法，所述方法包括：

由控制器向操纵器发送控制指令，所述操纵器包括用于与要在工作区域内进行分类的一个或多个废物物体相互作用的吸取式抓取器，并且其中，所述操纵器能够在所述工作区域内移动；

利用至少一个压力传感器根据所述吸取式抓取器中的流体压力来确定压力信号，所述至少一个压力传感器与所述吸取式抓取器流体连通并连接到所述控制器；

根据所述操纵器和/或所述吸取式抓取器的位置确定位置信号；以及

根据与所述吸取式抓取器的压力有关的所述压力信号和与所述操纵器和/或所述吸取式抓取器的位置有关的所述位置信号来确定操纵器指令。

18.一种废物分类机器人，所述废物分类机器人包括：

操纵器，所述操纵器包括用于与要在工作区域内进行分类的一个或多个废物物体相互作用的吸取式抓取器，其中，所述操纵器能够在所述工作区域内移动，并且其中，所述吸取式抓取器能够相对于所述操纵器在第一位置和第二位置之间移动；

控制器，所述控制器被配置成向所述操纵器发送控制指令；以及

至少一个传感器，所述至少一个传感器被配置成检测所述吸取式抓取器在所述第一位置和所述第二位置之间移动；

其中，所述控制器被配置成根据检测到所述吸取式抓取器已经在所述第一位置和所述第二位置之间移动的信号来致动所述吸取式抓取器。