CN113601545A - 提供用于末端执行器的真空阀组件的系统和方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于关节臂的末端执行器。该末端执行器包括阀组件，该阀组件包括多个供应通道，每个供应通道包括供应导管、与供应导管流体连通的压力传感器以及供应导管塞。供应导管与真空源流体连通。在使用期间，每根供应导管或者处于真空状态，使得供应导管内的压力基本上处于真空压力下，或者处于显著高于真空压力的压力下，因为供应导管塞已经移动成阻塞供应管道的一部分。每根供应导管的压力传感器提供响应于导管中的压力是基本上处于真空下还是处于显著高于真空的压力下的压力传感器信号。

Description

提供用于末端执行器的真空阀组件的系统和方法

本发明专利申请是国际申请号为PCT/US2016/048968，国际申请日为2016年8月26日，进入中国国家阶段的申请号为201680061046.1，名称为“提供用于末端执行器的真空阀组件的系统和方法”的发明专利申请的分案申请。

优先权

本申请要求2015年8月26日提交的美国临时专利申请第62/210,246的优先权，其公开内容全部以参见的方式纳入本文。

背景

本发明总地涉及机器人系统，并且具体地涉及包括末端执行器的关节臂，该末端执行器提供真空源用于物体捕获或抓取。

现有技术中，此类真空夹持器存在于许多构型中。通常，此类装置使用压缩空气以通过使用文丘里(Venturi)泵来产生真空。真空接着通过各种接口中的任何一种出现在待捕获的物体上。

一种类型的接口是单个大型开放端口，其使来自真空的吸入压力最大化且因此被很好地装配以捕获重物或那些包装在松散塑料中的重物。这种构型通常被称为袋式夹具。

另一种类型的接口是较小端口阵列，其中每个端口都可具有集成流量控制(由于其小孔尺寸)，如果端口不与待捕获的物体接触，则该集成流量控制被设计成关闭或减少端口。通过关闭未密封的端口，在已成功地与待捕获物体匹配的端口处的吸气压力应该最大化。这种方法提供了物体捕获上的灵活性，因为并非所有的端口都需要与物体匹配以成功捕获该物体。这种流量控制通常通过计量(或者使端口足够小以使由未密封端口产生的泄漏无关紧要)来实现。

在其它真空夹具系统中，集成止回阀可用于与环境接触的端口室。通常地，这种装置包括在接触待捕获物体的表面处的位于真空端口周围的密封件。这种方法虽然机械上更为复杂，但具有更强整体吸力的优点，因为未密封的端口在开口处真正关闭，而不是仅仅限制泄漏流量。对于单个大型端口而言，使用大型吸盘或泡沫环。对于端口阵列构型而言，通常使用吸盘阵列或带有用于每个单独端口的孔的泡沫垫。

在一些真空夹具系统中，为流经夹具的空气提供一组致动阀；压缩空气输入上的阀门允许打开和关闭真空，从而允许夹具落下物体。然而，这种方法由于夹具本体内的气压均衡的时间常数而是缓慢的。通过将第二可控阀门添加到真空发生器的排气端口，释放速度显著增加；通过关闭该阀门，压缩空气通过夹具本体转移并离开真空端口，从而有效地将捕获的物体从夹具表面快速吹脱。

现有技术中的真空夹具通常被设计成用于在预定取向上的特定物体或材料。选择特定的夹具样式和构型以针对具体捕获问题(例如，对特定尺寸/类型的纸板箱进行码垛和卸垛)进行优化。这种夹具并不完全适合于在非预定取向上的各种物体。

此外，在此类真空夹具系统中，提供了围绕使机器人操纵器捕获物体的中止/重试周期的速度和效率最大化的概念而开发的软件系统和算法。这些算法在一些应用中专注于装有大量仪表的多指机械抓取操纵器。算法使用来自关节角度和发动机功率的数据来确定物体被抓住的程度，并在抓力不够好时立即重试。

在许多此类真空夹具系统中，使用真空夹具的中止/重试技术是不成熟的。这些技术通常包括施加真空、提升夹具以及观察粗流量或重量传感器以确定物体是否被捕获；如果没有，则夹具放回在物体上，并且重新尝试捕获。这主要是由于两个原因：1)大多数目前部署的真空夹持系统在很大程度上是针对正在捕获的材料定制的，因此捕获失败很少，从而导致不需要快速中止和重试周期，以及2)在复杂仪表装备类型存在于例如多指抓取式末端执行器中的情况下，无真空夹具存在。结果是，现有的中止/重试算法无法从真空夹持器获得它们需要能够操作的信息。

因此，仍然需要一种用于关节臂的改进的真空夹持器，其提供在捕获各种已知和未知物体方面上的改进性能。

概述

根据实施例，本发明提供了一种用于关节臂的末端执行器。末端执行器包括阀组件，该阀组件包括多个供应通道，每个供应通道包括供应导管、与供应导管流体连通的压力传感器以及供应导管塞。供应导管与真空源流体连通。在使用期间，每根供应导管或者处于真空状态，使得供应导管内的压力基本上处于真空压力下，或者处于显著高于真空压力的压力下，因为供应导管塞已经移动成阻塞供应导管的一部分。每根供应导管的压力传感器提供响应于导管中的压力是基本上处于真空下还是处于显著高于真空的压力下的压力传感器信号。

根据另一实施例，末端执行器包括阀组件，该阀组件包括多个供应通道，每个供应通道包括供应导管、与供应导管流体连通的压力传感器以及供应导管塞。供应导管与真空源流体连通。在使用期间，每根供应导管或者处于真空状态，使得供应导管内的压力基本上处于真空压力下，或者处于显著高于真空压力的压力下，因为供应导管塞已经移动成阻塞供应导管的一部分。垫包括多个限定的孔，每个限定的孔与阀组件的相应的供应导管对准，并且垫中的多个限定的孔包括至少第一孔和多个第二孔，并且其中，至少第一孔相对于多个第二孔位于中心。

根据又一实施例，本发明提供了一种为端部执行器提供真空源的方法。该方法包括以下步骤：在末端执行器内提供包括多个供应通道的阀组件，每个供应通道包括供应导管、与供应导管流体连通的压力传感器和供应导管塞，提供与供应导管流体连通的真空源，当相关联的供应通道不与物体接合时，允许供应导管处于显著高于真空压力的压力下，当供应通道与物体接合时，允许供应导管处于真空状态，使得供应导管基本上处于真空压力下，并且提供响应于导管中的压力是基本上处于真空下还是处于显著高于真空的压力下的压力传感器信号。

附图简介

参见附图可进一步理解下面的描述，在附图中：

图1示出了根据本发明实施例的末端执行器的说明性示意图；

图2示出了图1所示末端执行器的止回阀板的一部分的说明性示意图，其中球塞推靠顶板并提供与止回阀相连的单个开口；

图3示出了图2所示止回阀板的一部分的说明性示意图，其中球塞与顶板脱离；

图4示出了图1所示末端执行器的密封泡沫的说明性示意等距视图；

图5示出了图4所示密封泡沫的说明性示意仰视图；

图6示出了图1所示末端执行器的止回阀板的一部分的说明性示意图，其中球塞推靠顶板并为与止回阀相连的多个开口提供真空；

图7示出了图6所示止回阀板的一部分的说明性示意图，其中球塞与顶板脱离；

图8示出了与图1所示末端执行器一起使用的真空供应系统的说明性示意性框图；

图9示出了图8所示真空供应系统的示例的说明性示意图；

图10A和10B示出了与本发明实施例上的末端执行器一起使用的末端执行器盖的说明性示意图；

图11示出了根据本发明另一实施例的末端执行器的说明性等距视图；

图12A-12D示出了根据本发明的又一实施例使用的末端执行器盖的说明性示意图；以及

图13示出了包括用于将本发明的末端执行器安装到机器人手臂的负荷传感器的安装硬件的说明性示意图。

附图仅处于说明目的而示出。

详述

根据各种实施例，本发明提供了一种新型的装有仪表的混合模式真空夹具系统，其具有如下三个主要特征。首先，该系统提供了混合模式。夹持表面是一种独特的设计，其包含单个大型端口构型和可控端口阵列构型的真空夹具的优点，从而形成比任一前述现有构型更有效的单个装置。其次，该系统提供了独特的仪表装备。夹具使用负荷传感器阵列安装到末端执行器上，使得控制软件精确知道由所捕获物体施加到夹具上的重量和扭矩。夹持表面中的每个单独真空端口也装有仪表，使得控制软件精确知道每个单独端口如何夹持正在捕获的物体。第三，新颖的软件和算法规定，所提供的传感器数据可用于使用这种装有仪表的夹具来使中止/重试周期的效率最大化。应用于真空夹具的混合模式、仪表装备以及算法的总体方法部分地通过下面示例进行说明。

图1中示出了根据一实施例的装有仪表的夹具组件。夹具组件10包括真空发生头12、增压块14、止回阀板16、筛板18和具有夹持表面22的密封泡沫20。密封泡沫包括两组孔，一组通常相对于另一组位于中心，如图6和图7中进一步所示。

真空发生和控制是通过将压缩空气通过控制阀移动到文丘里泵来提供的，该文丘里泵为夹具产生真空以分布到夹持表面。文丘里泵输出端上的第二个阀允许吹脱所捕获的物体，如上所述。

增压块设置在文丘里泵的下方，并且增压块连续地通过机加工到增压块中的通道将所产生的真空分配到每个单独端口。这种方法使检查任何单独端口的控制阀所需的真空压力最小化。

进一步参考图2，止回阀板包括多个腔室，每个腔室具有位于底部的直开口30以及位于顶部的倒角开口32。图2中详细示出了单个此类腔室(供应导管)34以及供应导管塞(球)36和真空增压块的开口32，以及压力传感器38。压力传感器38响应于腔室34内的压力并向止回阀板16中的印刷电路板40提供信号。筛板18包括与腔室34连通的多个筛孔。每个开口30和腔室34与密封泡沫夹具20中的独有的孔对准并与其相关联，并且每个止回阀组件(包括腔室34、开口32、导管塞36和压力传感器38)独立于其它止回阀组件起作用。

顶部开口32与增压室配合，由此向止回阀腔室34提供真空。底部开口30将真空通过筛板18输送到夹具20的底部表面，并且之后输送到正在捕获的物体。每个止回阀腔室中的塞36是塑料球，其尺寸和重量设置成，如果底部开口通向大气(即，不与待捕获的物体接触)并且真空施加到顶部开口，则塑料球36将被真空向上拉到顶部开口，在那里它将牢固地坐靠在倒角处并有效地密封该具体止回阀端口。通过使用这些类型的端口，确保了实际上没有与待捕获的物体接触的任何端口被密封并且不会泄漏真空压力。

筛板18安装在止回阀板16的底部。其由具有与每个止回阀匹配的薄金属片构成。这些开口具有这样的尺寸和形状(这里使用三叶形状)，以允许球36坐落在开口上而不会掉出，并且无需密封下部开口30。这样，当端口未与待捕获的物体接触时，空气会流过该开口，从而将球提升到腔室的顶部并密封该具体端口。当端口与物体接触时，真空将存在于腔室34中并会将物体保持抵靠夹具20的表面22。

所包含的印刷电路板40在此设计中意义重大。止回阀板被分成两部分：顶部和底部，如图2所示，并且印刷电路板40被夹在这两个半部之间。在印刷电路板40上安装有MEMS气压计阵列，每个MEMS气压计被设置为用于端口的压力传感器38(同样，图2中示出了单个端口)。这些传感器(MEMS气压计)放置成使得它们能够检测靠近夹持表面的阀室底部中的气压。夹具20中的其它开口30与其它阀组件(包括其它腔室、开口、导管塞和压力传感器)相关联。

当真空施加于夹具时，与正在捕获的物体接触的端口将保持未被止回，这意味着那些端口中的传感器将读取真空压力(远小于1个大气压)。任何未与物体接触的端口都将止回，这意味着腔室底部中的压力将相当于大气压力。通过读取所有的传感器，软件系统将准确地知道哪些端口被止回以及哪些端口正在与正被捕获的物体进行实质接触(并因此提供夹持力)。即使一旦物体已经被捕获，如果它开始从夹具“剥离”或完全脱落，则传感器读数也就会相应改变，从而允许软件系统能够实时知道这一点。

夹具在夹持表面处是圆形的，如图4和5所示。这种形状和对称性为软件控制系统提供了另一个自由度。再者，夹持表面22由端口阵列构成，每个端口具有如上所述的集成止回阀和压力传感器。进一步地，夹持表面包括两个部段：径向内部段50和径向外部段52。这两个部段由泡沫环54隔开，该泡沫环54包围中心分组的孔58并且延伸超出夹持表面的其余部分。第二片泡沫绕第一泡沫环的外侧安装并延伸到夹持表面的外边缘。其包含用于每个真空端口的各个孔30。

这种布置的效果是结合了单个大型端口(或“袋”)构型和可控端口阵列构型的优点的混合模式夹具。位于中间的端口58(如图4和5所示)在泡沫环内通常都是彼此相通的，使得它们可以实现单个大型端口的吸力强度，同时仍然用止回阀进行控制。泡沫环比夹持表面的其余部分更小且延伸得更远；这实质上用作为二次较小夹具，从而允许该装置触及并捕获较小物体表面，这是较大的夹具无法以其它方式配合的。对于较大物品，简单将整个装置向下推以压缩泡沫环会将整个夹持表面呈现给物体，从而允许顺应性地提起具有不均匀表面的较大的物体。

图6和图7示出了止回阀板的部分，其提供了夹具中的多个端口可共同与单一真空源连通。特别地，止回阀板的中心部分包括腔室70，该腔室70具有位于底部的直开口58以及位于顶部的倒角开口72。在图6中详细示出了单个此类腔室(供应导管)70以及供应导管塞(球)76和真空增压块14的开口72以及压力传感器74。再者，压力传感器74响应于腔室70内的压力并向位于止回阀板16中的印刷电路板40提供信号。筛板18包括与腔室70对准的筛孔。每个开口58与腔室70连通。

顶部开口72与增压室配合，从而为止回阀腔室70提供真空。底部开口58通过筛板18将真空输送到作为一组共同孔的内部区域50中的夹具20的底部表面，并且之后输送到正在捕获的物体。再者，止回阀腔室中的塞76是塑料球，其尺寸和重量设置成使得如果底部开口通向大气(即，不与待捕获的物体接触)并且将真空施加于顶部开口，则塑料球76将被真空向上拉到顶部开口，在那里它将牢固地坐靠倒角，并有效地密封该具体止回阀端口，如图6所示。通过使用这些类型的端口，确保了实际上没有与待捕获的物体接触的任何端口被密封并且不会泄漏真空压力。当端口未与待捕获的物体接触时，空气会流过该开口，从而将球提升到腔室的顶部并密封该特定端口。当端口与物体接触时，球76会落下(如图7所示)并且真空会存在于腔室70中，并会将物体保持抵靠内部区域50中的夹具20的表面。

这种混合模式允许比任何现有类型的真空夹具通过自身成功地捕获广泛得多的物体。塑料袋中的重物(例如，一袋桔子)通常不能由标准端口阵列类型的真空夹具捕获，而只能由单个大型端口类型的夹具捕获；此处介绍的新颖夹具上的中心端口分组可以捕获这些物体。另一个示例是直立的一瓶洗发水；典型的单个大型端口类型的夹具会太大而无法密封于盖的顶部，并因此不会捕获该物体。此处新颖夹具能够利用外环上的单个端口来密封洗发水盖；包括中心组的所有其它端口都将止回，从而允许该装置成功捕获物体。在其它实施例中，与外部组的孔相比，不同的真空压力可以以包括例如限制外部组的孔中的气流的各种方式施加到内部组的孔。

这种功能与灵活性的结合是独特且强大的。通过结合多个构型的优点，其结果是大大地减少或消除工具更换的需求以及相关成本和时间。

根据某些实施例，本发明还提供了一种向关节臂的末端执行器提供高流量真空控制的系统。根据多种实施例，本发明提供了一种动态高流量夹持系统，并且可以可选地包括根据应用在高流量源和高真空源之间进行选择的机构。因此，本发明的高流量真空系统可以可选地与高真空源一起使用。

该系统例如可包括：第一真空源，该第一真空源用于(例如，向内部区域50)提供具有第一最大空气流量的第一真空压力，以及第二真空源，该第二真空源用于(例如，向外部区域52)提供具有第二最大空气流量的第二真空源。在某些实施例中，第二真空压力高于第一真空压力，并且其中第二最大空气流量大于第一最大空气流量。在其它应用中也可能相反。因为当物体接合在末端执行器时，流量可能显著下降，所以流量表征为最大空气流量。高流量源可与高真空源一起使用，或用作单一源。

图8例如示出了与根据本发明实施例的末端执行器一起使用的系统100，其中设置有分别联接到选择单元108的可选高真空源102以及高流量源104和释放源106，该选择单元108联接到末端执行器110。选择单元108在高真空源102、高流量源104和释放源106之间进行选择，以便向末端执行器提供高真空、具有高流量的真空、或释放流中的任何一个。因此，图8示出了本发明的总体形式，其包括用于产生高真空和高流量的机构、经由排气口提供大气压力或经由压缩机或储存器提供高压(吹脱(blow off))的释放源、以及用于选择最适合当前情况的源的机构。

具体地，图9示出了根据本发明实施例的系统120，其包括压缩机122，该压缩机122联接到喷射器124以提供联接到电磁阀126的高真空源。风机128也经由止回阀130联接到电磁阀126，并且风机128提供具有高最大流量的真空源。排气源或吹脱源也被提供给电磁阀126，该电磁阀126的输出被提供给末端执行器132。因此，系统提供了作为高真空源的喷射器124、作为高流量源的再生风机128、作为被动选择机构的止回阀130、以及将执行器连接到排气或吹脱的释放源的电磁阀126。

由喷射器124提供的真空压力可以例如至少低于大气约90000帕斯卡，并且由风机128提供的真空压力在一些示例中可以仅低于大气不超过大约25000帕斯卡，并且在其它示例中低于大气不超过约50000帕斯卡。由风机128提供的真空压力因此高于由喷射器124提供的真空压力。喷射器的最大空气流量例如可以不大于约5立方英尺/分钟(例如，1-2立方英尺/分钟)，并且风机的最大空气流量例如可以是至少约100立方英尺/分钟(例如，130-140立方英尺/分钟)。

因此，根据某些实施例，本发明的末端执行器可包括提供高流量夹持的夹持表面的中心区域。在另外的实施例中，位于夹具的中心区域处的表面可包括用于与高流量真空夹具一起使用的专用开口盖。具体地并且如图10A(关节臂面向侧)和10B(物体面向侧)所示，这种盖140可包括不允许空气流过材料的近后侧142和用于接合由泡沫材料形成的物体的远前侧144。在该示例中，提供了穿过材料的呈星形或星号形形式的狭缝开口146。在使用期间，细长物体可沿相对的狭缝开口被接纳并由泡沫材料保持。

表面144上的顺应性泡沫接触待捕获的物体，从而给予夹具一定的顺应性，同时在泡沫压缩并且高流量真空施加时还起到密封物体周围的孔的作用。因此，孔盖允许高流量夹具通过易于附接的盖有效地拾取既长又窄的物体，该易于附接的盖可保持在工具更换器中并且在实时操作期间自动地添加或从夹具移除。

图11示出了具有这种盖140的末端执行器夹具150，该盖140与具有如上所述的外部段52以及提供穿过盖140的高流量的内部段152的夹持表面结合使用。如图所示，盖也可以与圆形壁54齐平。

因此，本发明提供了一种用于向关节臂的末端执行器提供真空控制的系统，其中该系统包括用于以一定流量向末端执行器提供真空压力的真空源，并且末端执行器包括盖，该盖包括位于盖的近侧上的抗气流材料以及用于接触待抓取的物体的位于盖的远侧上的顺应性材料。盖可包括沿半径从盖的中心显著变化的开口，并且该开口可包括从开口的中心径向延伸的指状开口。开口可以呈大致星形或星号形。盖可由柔性材料形成并且包括位于盖的远侧上的顺应性泡沫，该顺应性泡沫用于接合待抓取的物体，并且盖可包括位于盖的近侧上的抗气流材料。真空压力可以低于大气压不超过大约25000帕斯卡或50000帕斯卡，并且空气流量可以为至少约100立方英尺/分钟。

图12A-12D中示出了具有其它类型开口的盖。例如，图12A示出了包括狭缝开口162的盖160。图12B示出了包括不同大小的方形开口172、174的盖170。图12C中示出的盖180包括小圆形开口182，并且图12D中示出的盖190包括不同形状的开口192和194。在盖140、160、170、180和190中的每一个中，顺应性泡沫表面可面向待捕获的物体，并且盖的更多区域设置成相对于每个盖的外周界更靠近盖的中心敞开。例如，在盖140中，星号形状的中心是敞开最大的。在盖160中，较大的狭缝设置于中心。在盖170中，较大的方形开口设置于中心。在盖180中，较大集中度的圆形开口设置于中心，并且在盖190中，较大的形状192设置于中心。

夹具组件可安装在多种4轴或6轴机器人手臂的末端。安装组件200包含负荷传感器，如图13所示。有四个负荷传感器202被放置在机器人臂末端处的安装支架204与夹具本体206的顶表面之间。这些负荷传感器中的一个放置在夹具本体的每个角处，从而允许SW系统能够精确地知道所捕获物体的重量分布以及物体放置在夹具上的合力和扭矩。这些传感器还会在捕获或移动过程中检测物体是否从夹具上脱落；软件系统会将该数据与由单向阀块中的压力传感器阵列提供的数据集成在一起，以便将输入提供给使中止/重试效率和速度最大化的算法。

因此，该系统不需要采用复杂的软件算法，该复杂的软件算法通过多指手型抓取末端执行器使用概率和预测过程来使采集/故障/中止/重试周期的速度和效率最大化。这些算法依靠关于关节角度和电机速度/电流/转矩的精确数据以及来自相机系统的2D或3D图像数据，以知道捕获是否已经成功并在必要时计划重试。因为真空夹具以前缺乏任何类型的类似复杂的传感，并且因为以前的应用受到了限制和高度可控，所以这些算法以前未应用于真空夹持情况。

这里描述的新颖夹具采用廉价的传感器(负荷传感器和MEMS气压计)来提供此类数据。当夹具放置在物体上并启动真空时，软件控制系统将立即具有哪些端口为物体提供吸力以及哪些端口止回关闭的映射(map)。利用物体的先验(priori)知识(例如，从2D/3D成像和数据库匹配中)，SW将能够计算物体捕获的成功百分比。

如果百分比低于阈值，则控制系统可关闭真空并重新定位夹具，以便快速再次重试而不必实际尝试和首先捕获失败。这会大大地提高重试速度。

如果百分比高于某个阈值，则控制系统能够升起夹具。在这一点上，来自负荷传感器阵列的数据将开始告诉控制系统物体重量是否被提起以及在什么位置和扭矩。当物体正在移动时，如果捕获失败，则负荷传感器和端口压力数据也会警告控制系统，并且物体将要下落，从而允许控制系统采取适当的行动。

该数据将为软件控制系统提供从夹具已经完全移动之前直到物体输送和释放的捕获物体的位置、方式和程度的实时图。该数据可以被软件控制系统用作先前仅被更复杂的操纵器使用的高效中止/重试算法的输入。

因此，这里介绍的装有仪表的混合模态真空夹具将现有真空夹具构型的优点结合到单一设备中，同时集成了传感器，该传感器提供启用先前为更复杂的多指型夹具保留的先进的中止/重试效率软件算法所需的详细捕获数据类型。结果是单一廉价的末端执行器，其可用于在各种方向上快速高效地捕获和移动非常广泛的物体类型、尺寸、重量和包装类型。

本领域的技术人员会理解，可不脱离本发明的精神和范围来对上述实施例作出多种修改和变型。

Claims (37)

1.一种用于关节臂的末端执行器，所述末端执行器包括位于所述末端执行器的远端处的顺应性垫，所述顺应性垫包括多个限定孔，所述末端执行器还包括阀组件，所述阀组件包括多个供应通道，每个供应通道包括：

供应导管，所述供应导管与真空源流体连通；以及

供应导管塞，所述供应导管塞能在打开位置与关闭位置之间移动，在所述打开位置，所述供应导管塞响应于处于真空状态的所述供应导管，使得所述供应导管内的压力基本上处于真空压力下，并且在所述关闭位置，所述供应导管塞处于显著高于真空压力的压力下，因为所述供应导管塞已经移动成阻塞所述供应导管的一部分，其中每个所述限定孔与所述阀组件的相应的供应导管对准。

2.如权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，所述垫中的所述多个限定孔包括第一多个孔和第二多个孔，并且其中所述第一多个孔相对于所述第二多个孔位于中心。

3.如权利要求2所述的末端执行器，其特征在于，所述第一多个孔通过壁与所述第二多个孔间隔开。

4.如权利要求3所述的末端执行器，其特征在于，所述壁是由顺应性材料制成的环。

5.如权利要求2所述的末端执行器，其特征在于，所述第一多个孔彼此连通，从而提供在所述垫中的所述第一多个孔之间的共同真空压力。

6.如权利要求5所述的末端执行器，其特征在于，与所述垫中的所述第二多个孔相比，所述共同真空压力提供在所述垫中的所述第一多个孔处的更高的真空压力。

7.如权利要求2所述的末端执行器，其特征在于，所述垫中的所述第一多个孔在第一真空压力下与所述真空源连通，并且所述垫中的所述第二多个孔在与所述第一真空压力不同的第二真空压力下与另一真空源连通。

8.如权利要求7所述的末端执行器，其特征在于，所述第二真空压力大于所述第一真空压力。

9.如权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，所述真空压力经由真空头提供给所述多个供应导管，所述真空头经由安装板联接到所述关节臂，并且其中所述安装板经由多个负荷传感器联合到所述真空头，所述负荷传感器分别响应于力分布。

10.如权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，所述末端执行器还包括与所述压力传感器连通的电子电路板，每个电子电路板与供应通道相关联。

11.如权利要求10所述的末端执行器，其特征在于，每个所述供应通道还包括与相应的供应导管流体连通的压力传感器，其中所述压力传感器提供压力传感器信号，所述压力传感器信号响应于相应的供应导管中的压力是基本处于真空状态还是处于显著高于真空压力的压力下。

12.如权利要求11所述的末端执行器，其特征在于，所述压力传感器信号被提供给所述电子电路板以提供指示每个相应供应通道是否与负荷接合的信息，由此降低所述相应供应通道内的真空压力。

13.如权利要求11所述的末端执行器，其特征在于，所述末端执行器还包括多个负荷传感器，所述多个负荷传感器附接在关节臂和提供真空压力的真空发生头之间。

14.一种用于关节臂的末端执行器，所述末端执行器包括阀组件，所述阀组件包括多个供应通道，每个供应通道包括：

供应导管，所述供应导管与第一真空源流体连通；以及

供应导管塞，所述供应导管塞能在打开位置与关闭位置之间移动，在所述打开位置，所述供应导管塞响应于处于真空状态的所述供应导管，使得所述供应导管内的压力基本上处于真空压力下，并且在所述关闭位置，所述供应导管塞处于显著高于真空压力的压力下，因为所述供应导管塞已经移动成阻塞所述供应导管的一部分，其中所述末端执行器包括多个限定孔，每个所述限定孔与所述阀组件的相应的供应导管对准，其中所述末端执行器中的所述多个限定孔包括至少第一孔和第二多个孔，并且其中所述至少第一孔相对于所述第二多个孔位于中心，并且其中所述至少第一孔设置有由所述第一真空源提供的第一高流量真空，所述第一高流量真空的流量高于由第二真空源提供且提供给所述多个第二孔的第二真空。

15.如权利要求14所述的末端执行器，其特征在于，所述至少第一孔设置有多个第一孔，所述多个第一孔共同与所述第一高流量真空源连通。

16.如权利要求14所述的末端执行器，其特征在于，所述末端执行器还包括位于所述末端执行器的远端处的顺应性垫。

17.如权利要求16所述的末端执行器，其特征在于，所述垫包括多个限定孔，每个所述限定孔与所述阀组件的相应的供应导管对准。

18.如权利要求17所述的末端执行器，其特征在于，所述垫中的所述多个限定孔包括第一多个孔和第二多个孔，并且其中所述第一多个孔相对于所述第二多个孔位于中心。

19.如权利要求18所述的末端执行器，其特征在于，所述第一多个孔通过壁与所述第二多个孔间隔开。

20.如权利要求19所述的末端执行器，其特征在于，所述壁是由顺应性材料制成的环。

21.如权利要求14所述的末端执行器，其特征在于，每个所述供应通道还包括与相应的供应导管流体连通的压力传感器，其中所述压力传感器提供压力传感器信号，所述压力传感器信号响应于相应的供应导管中的压力是基本处于真空状态还是处于显著高于真空压力的压力下。

22.如权利要求21所述的末端执行器，其特征在于，所述末端执行器还包括与所述压力传感器连通的电子电路板，每个电子电路板与供应通道相关联。

23.如权利要求22所述的末端执行器，其特征在于，所述压力传感器信号被提供给所述电子电路板以提供指示每个相应供应通道是否与负荷接合的信息，由此降低所述相应供应通道内的真空压力。

24.如权利要求21所述的末端执行器，其特征在于，所述真空压力经由真空头提供给所述多个供应导管，所述真空头经由安装板联接到所述关节臂，并且其中所述安装板经由多个负荷传感器联合到所述真空头，所述负荷传感器分别响应于力分布。

25.如权利要求14所述的末端执行器，其特征在于，所述末端执行器还包括多个负荷传感器，所述多个负荷传感器附接在关节臂和提供真空压力的真空发生头之间。

26.一种用于关节臂的末端执行器，所述末端执行器包括阀组件，所述阀组件包括多个供应通道，每个供应通道包括：

供应导管，所述供应导管与第一真空源流体连通；以及

供应导管塞，所述供应导管塞能在打开位置与关闭位置之间移动，在所述打开位置，所述供应导管塞响应于处于真空状态的所述供应导管，使得所述供应导管内的压力基本上处于真空压力下，并且在所述关闭位置，所述供应导管塞处于显著高于真空压力的压力下，因为所述供应导管塞已经移动成阻塞所述供应导管的一部分，其中所述末端执行器包括多个限定孔，每个所述限定孔与所述阀组件的相应的供应导管对准，其中所述末端执行器中的所述多个限定孔包括至少第一孔和第二多个孔，并且其中所述至少第一孔相对于所述第二多个孔位于中心，并且其中所述至少第一孔设置有多个第一孔，所述多个第一孔共同与所述第一真空源连通。

27.如权利要求26所述的末端执行器，其特征在于，由所述第一真空源提供的真空的流量高于由第二真空源提供且提供给所述多个第二孔的第二真空。

28.如权利要求26所述的末端执行器，其特征在于，所述末端执行器还包括位于所述末端执行器的远端处的顺应性垫。

29.如权利要求28所述的末端执行器，其特征在于，所述垫包括多个限定孔，每个所述限定孔与所述阀组件的相应的供应导管对准。

30.如权利要求29所述的末端执行器，其特征在于，所述垫中的所述多个限定孔包括第一多个孔和第二多个孔，并且其中所述第一多个孔相对于所述第二多个孔位于中心。

31.如权利要求30所述的末端执行器，其特征在于，所述第一多个孔通过壁与所述第二多个孔间隔开。

32.如权利要求31所述的末端执行器，其特征在于，所述壁是由顺应性材料制成的环。

33.如权利要求26所述的末端执行器，其特征在于，所述真空压力经由真空头提供给所述多个供应导管，所述真空头经由安装板联接到所述关节臂，并且其中所述安装板经由多个负荷传感器联合到所述真空头，所述负荷传感器分别响应于力分布。

34.如权利要求26所述的末端执行器，其特征在于，每个所述供应通道还包括与相应的供应导管流体连通的压力传感器，其中所述压力传感器提供压力传感器信号，所述压力传感器信号响应于相应的供应导管中的压力是基本处于真空状态还是处于显著高于真空压力的压力下。

35.如权利要求34所述的末端执行器，其特征在于，所述末端执行器还包括与所述压力传感器连通的电子电路板，每个电子电路板与供应通道相关联。

36.如权利要求35所述的末端执行器，其特征在于，所述压力传感器信号被提供给所述电子电路板以提供指示每个相应供应通道是否与负荷接合的信息，由此降低所述相应供应通道内的真空压力。

37.如权利要求36所述的末端执行器，其特征在于，所述末端执行器还包括多个负荷传感器，所述多个负荷传感器附接在关节臂和提供真空压力的真空发生头之间。

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