CN114174016A - 机器人装置配置 - Google Patents

Abstract

机器人装置配置方法和系统。本文所描述的方法可涉及：相对于存放架可操作地定位机器人装置，其中所述存放架保持配置有第一工具的至少一个第一联接构件，并且所述机器人装置包含第二联接构件；将所述第二联接构件可操作地连接到所述第一联接构件；以及从所述存放架移除配置有所述第一工具的所述第一联接构件。

Description

机器人装置配置

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年8月7日提交的共同未决的第62/883,689号美国临时申请的权益和优先权，所述申请的全部公开内容以引用的方式并入，如同在本文中完整阐述一样。

技术领域

本文所描述的实施例大体上涉及机器人系统和方法，且更特别地但不排他地涉及用于配置机器人装置的系统和方法。

背景技术

诸如在仓库环境中等的物流操作通常包含机器人装置，所述机器人装置用于从第一位置(例如，集装箱)收集物品，并将所述物品放置在第二位置(例如，传送带上)。因此，这些操作要求机器人装置首先成功抓取物品。现有的机器人装置通常包含对物品产生吸力以“抓取”物品的抽吸装置。

然而，抽吸装置(例如，吸盘)通常是针对特定尺寸或配置的物品进行配置的。因此，如果抽吸装置配置错误，所述装置就可能无法抓取物品并且拾取操作无法完成。这会中止拾取操作，并且可能需要操作人员干预来拾取和放置物品。

类似地，当第一抽吸装置可能无法抓取某一物品时，另一抽吸装置(例如，更大或更小的抽吸装置)可能能够抓取所述物品。然而，操作人员需要将第二抽吸装置附接到机器人装置。这也会造成停机，并且给操作人员带来不便。

因此，需要能克服现有技术的缺点的用于配置机器人装置的系统和方法。

发明内容

提供本发明内容是为了以简化形式介绍下文在具体实施方式部分中进一步描述的一系列概念。本发明内容不旨在识别或排除要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用作确定要求保护的主题的范围的辅助手段。

一方面，实施例涉及一种用于配置机器人装置的系统。所述系统包含：存放架，其包含各自被配置成保持第一联接构件的多个槽，其中所述第一联接构件包含第一工具；以及机器人装置，其配置有第二联接构件，其中所述第二联接构件被配置成可操作地接合所述第一联接构件以从所述存放架移除所述第一联接构件和所述第一工具。

在一些实施例中，所述第一工具是第一抽吸装置。在一些实施例中，所述机器人装置进一步被配置成：将所述第一联接构件可操作地定位在所述存放架上的第一位置，并释放所述存放架上的所述第一联接构件和所述第一抽吸装置；移动到所述存放架上的第二位置处的第三联接构件，其中所述第三联接构件配置有第二抽吸装置；并且使用所述第二联接构件可操作地接合所述第三联接构件以从所述存放架移除所述第三联接构件和所述第二抽吸装置。在一些实施例中，所述第一抽吸装置和所述第二抽吸装置的类型彼此不同，尺寸彼此不同，或者磨损程度不同。

在一些实施例中，所述第二联接构件包含具有密封部件的延伸构件，所述密封部件在所述第二联接构件接合所述第一联接构件后与所述第一联接构件形成真空密封。

在一些实施例中，所述第一工具包含多个抽吸装置。

在一些实施例中，所述第一联接构件配置有识别芯片，所述存放架配置有至少一个弹簧加载销，并且所述识别芯片被配置成在所述第一联接构件插入所述存放架处后接合所述至少一个弹簧加载销，以提供指示所述第一联接构件定位在所述存放架上的电连接和借以传送数据的通信链路中的至少一个。

在一些实施例中，所述第一联接构件配置有至少一个闩锁，所述至少一个闩锁被配置成：将所述第一联接构件保持在闭合位置；并且在所述第一联接构件定位在所述存放架上后打开所述第一联接构件，以使所述第一联接构件能够接收所述第二联接构件。

根据另一方面，实施例涉及一种用于配置机器人装置的方法。所述方法包含：相对于存放架可操作地定位机器人装置，其中所述存放架保持配置有第一工具的至少一个第一联接构件，并且所述机器人装置包含第二联接构件；将所述第二联接构件可操作地连接到所述第一联接构件；以及从所述存放架移除配置有所述第一工具的所述第一联接构件。

在一些实施例中，所述第一工具是第一抽吸装置。在一些实施例中，所述方法进一步包含：使用所述第一抽吸装置对第一物品执行第一拾取操作；以及将所述第一联接构件可操作地定位在所述存放架上的一位置处，并从所述第二联接构件释放所述第一联接构件。在一些实施例中，所述方法进一步包含：将所述第二联接构件可操作地连接到所述存放架上的第三联接构件，其中所述第三联接构件配置有第二抽吸装置；从所述存放架移除配置有所述第二抽吸装置的所述第三联接构件；以及使用所述第二抽吸装置对第二物品执行第二拾取操作。在一些实施例中，所述第一抽吸装置和所述第二抽吸装置的类型彼此不同，尺寸彼此不同，或者磨损程度不同。在一些实施例中，基于所述第一抽吸装置的状况而将所述第一抽吸装置替换为所述第二抽吸装置。

根据又一方面，实施例涉及一种用于配置机器人装置的系统。所述系统包含存放架，所述存放架包含各自被配置成保持工具的多个位置，其中所述存放架被配置成在所述存放架上的一位置处选择性地接收抽吸装置，并且在接合后由机器人装置选择性地释放所述抽吸装置。

在一些实施例中，所述存放架进一步包含至少一个识别读取器以检测处于一位置的工具。

在一些实施例中，所述系统进一步包含第一联接构件，所述第一联接构件可操作地配置成由所述存放架在一位置处接收，其中所述第一联接构件配置有所述工具。在一些实施例中，所述机器人装置包括第二联接构件，并且所述第一联接构件被配置成与所述第二联接构件可操作地连接，并且在与所述第二联接构件可操作地连接后从所述存放架被移除。在一些实施例中，所述第一联接构件包含至少一个闩锁，所述至少一个闩锁被配置成在接收所述第二联接构件后将所述第二联接构件固定到所述第一联接构件。

在一些实施例中，所述存放架被配置成保持具有不同尺寸、不同配置或不同磨损程度的抽吸装置。

附图说明

参考以下图式描述本公开的非限制性且非穷尽性的实施例，其中除非另外规定，否则各图中相似的附图标记指代相似的部分。

图1示出了根据一个实施例的用于配置机器人装置的系统；

图2示出了根据一个实施例的机器人装置；

图3示出了根据一个实施例的机器人装置和存放架；

图4示出了根据一个实施例的阴联接构件的透视图；

图5示出了根据一个实施例的图4的阴联接构件的俯视图；

图6示出了根据另一实施例的图4的无顶部部分的阴联接构件；

图7示出了根据一个实施例的定位在存放架中的阴联接构件；

图8示出了根据一个实施例的可操作地连接到阴联接构件的阳联接构件的横截面图；

图9A和B分别示出了根据一个实施例的可操作地连接到阴联接构件的阳联接构件的前透视图和后透视图；

图10示出了根据另一实施例的阳联接构件；

图11示出了根据一个实施例的可操作地连接到阴联接构件的图10阳联接构件的横截面图；

图12A和B示出了根据一个实施例的在存放架处执行抽吸装置更换的机器人装置；

图13A和B示出了根据一个实施例的固定在存放架上的具有抽吸装置的联接构件；并且

图14描绘了根据另一实施例的用于配置机器人装置的方法的流程图。

具体实施方式

下文参考附图更全面地描述各种实施例，附图形成实施例的一部分并且示出了具体的示例性实施例。然而，本公开的概念可以许多不同形式实施，并且不应被理解为限于本文所阐述的实施例；实际上，这些实施例是作为透彻且完整的公开内容的一部分提供的，以将本公开的概念、技术和实施方案的范围全面传达给本领域的技术人员。实施例可以实践为方法、系统或装置。因此，实施例可以采用硬件实施方案、完全软件实施方案或组合了软件和硬件方面的实施方案的形式。因此，不应按限制性意义来看待以下详细描述。

说明书中对“一个实施例”或“实施例”的提及意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包含在根据本公开的至少一个示例实施方案或技术中。在说明书中各处出现的短语“在一个实施例中”不一定都指同一实施例。在说明书中各处出现的短语“在一些实施例中”不一定都指同一些实施例。

关于存储在计算机存储器内的非瞬态信号的操作的符号表示呈现以下描述的一些部分。数据处理领域的技术人员使用这些描述和表示将其工作的主旨最有效地传达给本领域的其它技术人员。此类操作通常需要对物理量进行物理操控。通常但不一定，这些量采用能够被存储、传送、组合、比较和以其它方式操控的电信号、磁信号或光信号的形式。有时，主要出于常用的原因，将此类信号称为位、值、元件、符号、字符、术语、数字等是方便的。此外，在不失一般性的情况下，有时将需要对物理量的物理操控的步骤的某些布置称为模块或代码装置也是方便的。

然而，所有这些和类似术语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。除非从以下论述显而易见另有具体陈述，否则应了解，在整个描述中，利用例如“处理”或“计算”或“运算”或“确定”或“显示”等术语的论述指代计算机系统或类似电子计算装置的动作和过程，所述动作和过程操控并变换计算机系统存储器或寄存器或其它此类信息存储、传输或显示装置内的表示为物理(电子)量的数据。本公开的部分包含可以软件、固件或硬件实施的过程和指令，并且当以软件实施时，所述过程和指令可以被下载以驻留在由各种操作系统使用的不同平台上并从这些平台进行操作。

本公开还涉及用于执行本文的操作的设备。此设备可以出于所需目的而专门构造，或其可以包括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的通用计算机。此类计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中，所述计算机可读存储介质例如但不限于任何类型的盘，包含软盘、光盘、CD-ROM、磁光盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡、专用集成电路(ASIC)，或适合于存储电子指令并且可以各自联接到计算机系统总线的任何类型的介质。此外，在说明书中提及的计算机可以包含单个处理器，或者可以是采用多处理器设计以提高计算能力的架构。

本文呈现的过程和显示本质上不与任何特定计算机或其它设备相关。各种通用系统也可以与根据本文的教示的程序一起使用，或者可以证明构造更专用的设备以执行一个或多个方法步骤是方便的。以下描述中论述了各种这些系统的结构。另外，可使用足以实现本公开的技术和实施方案的任何特定编程语言。可以使用各种编程语言来实施本文所论述的公开内容。

另外，说明书中使用的语言主要是出于可读性和指导目的而选择的，并且可能并不是为了划定或限定所公开主题而选择的。因此，本公开旨在说明而非限制本文所论述的概念的范围。

拾取操作通常涉及机器人装置进行抓取尝试以(例如，从货架、集装箱、箱子等)抓取物品，然后将物品放置在另一位置。“放置”位置可以是另一个集装箱、箱子、传送带等。拾取和放置位置的类型可以有所不同，并且可以取决于执行拾取操作的应用或环境。

如前所述，抽吸装置或其它类型的末端执行器可能无法“抓取”特定物品。例如，这可能是由于物品的尺寸或重量。另外或替代地，这可能是由于抽吸装置的状况，例如抽吸装置有极大量的磨损。

在这些情况下，操作人员可能需要进行干预以自己执行拾取操作，或者操作人员可能需要更换与机器人装置配置在一起的抽吸装置。由于需要操作人员进行干预，这不可避免地会造成停机并消耗资源。

本文所描述的实施例提供使机器人装置能够自主地更换其抽吸装置或其它工具的系统和方法。更具体地说，所述系统和方法可以使机器人装置能够自主地改变哪些抽吸装置与机器人装置配置在一起并用于执行拾取操作(或某一其它任务)。所公开的实施例提供了气动联接和工具存放系统，其允许用另一个工具来更换安装在机器人装置上的工具而无需人工交互。

尽管本申请主要针对机器人装置使用一个或多个抽吸装置来执行拾取操作的实施例，但是本文所描述的实施例不限于拾取操作或抽吸装置。实际上，本文所描述的实施例可以扩展到其它工具以及执行其它操作。

存放架可以存放多个抽吸装置，包含不同尺寸或配置的抽吸装置。抽吸装置可以存放在架上，其方式使得机器人装置可以接合存放架和/或其上的抽吸装置，与抽吸装置可操作地连接，以及从存放架移除抽吸装置以执行拾取操作。一旦拾取操作完成，机器人装置就可以将抽吸装置放回存放架上。然后，机器人装置可以与存放架连接并从所述存放架移除不同的抽吸装置，并执行其它拾取操作。

尽管本申请主要论述了抽吸装置及其在拾取操作中的使用，但抽吸装置可以被其它类型的工具代替以执行其它类型的任务。这些工具可以包含例如可在拾取操作中使用的工具，并且包含例如盒子切割装置、集装箱或盒子打开装置、真空操作的夹取装置、测量探针、清洁工具、垃圾处理工具(例如，用于去除多余的纸板或塑料)等工具。这些装置仅是示例性的，并且无论是现在可用的还是以后发明的其它装置都可以与本文所描述的实施例结合使用。

本文所描述的实施例通常涉及五个部件：(1)机器人装置；(2)存放架；(3)抽吸装置；(4)第一联接构件，其配置有抽吸装置；以及(5)第二联接构件，其配置有机器人装置并且能够与第一联接构件可操作地连接。在操作中，最初可以将配置有抽吸装置的第一联接构件定位在存放架上。例如，操作人员可以将具有各种尺寸、材料和配置的抽吸装置(及其相关联的联接构件)储存在存放架上。当首次设置系统时，可以用联接构件上的各种抽吸装置填充存放架。另外或替代地，可以在操作期间的任何时间填充存放架。存放架上的发光二极管可以指示系统状态以及每个打开位置或槽的状态，即，槽是已填充还是空的。

第一联接构件和第二联接构件可以分别包括阴联接构件和阳联接构件。联接构件中的一个可以按任何适当的定向安装到拾取装置。这确保了可以在拾取装置上替换安装的联接构件，同时保持与存放架恰当对准。例如，所述系统的一个实施例可以具有从拾取装置延伸到存放架上的一个位置的一个或多个管。

为了给自身配备抽吸装置，机器人装置以六个自由度移动以与联接构件和/或存放架的机械特征相互作用。具体地说，机器人装置可以移动其联接构件以与互补联接构件可操作地连接或以其它方式接合。在进行连接时或之后，机器人装置(附接有抽吸装置)可以从存放架移动并执行拾取操作。

图1示出了根据一个实施例的用于执行拾取操作的系统100。系统100可以包含存放架102、一个或多个数据库104和机器人装置106。存放架102还可以保持一个或多个第一联接构件108(以虚线示出)。

存放架102可以包含一个或多个弹簧加载销110和一个或多个架处理器112，所述架处理器执行存储在架存储器114中的指令。存放架102可以与数据库104可操作地通信。

数据库104可以存储关于例如通常抓取的物品以及哪些抽吸装置能够抓取所述物品的数据。数据库104还可以存储关于特定抽吸装置已经执行了多少拾取操作的数据。例如，此数据可用于确定是否以及何时因磨损而替换特定装置。

数据库104可以另外或替代地存储关于特定抽吸装置和工具的数据。每个单独的抽吸装置或工具可以与从识别芯片检索的唯一参考ID和存储在数据库104中的随附记录相关联。这些记录可以跟踪特定抽吸装置已经使用的时间量(例如，由所执行操作的数量决定)。

几种类型的数据可以存储在识别芯片中并通过识别芯片进行访问。利用唯一的识别，这种类型的数据还可以存储在数据库104或其它地方。

弹簧加载销110可以安装在存放架102上，其方式使得所述弹簧加载销在第一联接构件108处于存放架102上的时间内接触第一联接构件108。此接触形成了电连接，从而确定第一联接构件(且因此可能抽吸装置)定位在存放架102上。此接触还可以使某些数据能够传入和传出架处理器112，所述数据例如第一联接构件(和相关联的抽吸装置)的识别数据。

一个或多个网络可以链接各种资产和部件102-06。网络可以由以下各项中的任一个或多个构成，或可以连接到以下各项中的任一个或多个：因特网、内联网、个域网(PAN)、局域网(LAN)、广域网(WAN)、城域网(MAN)、存储区域网(SAN)、帧中继连接、高级智能网(AIN)连接、同步光纤网(SONET)连接、数字T1、T3、E1或E3线路、数字数据业务(DDS)连接、数字用户线路(DSL)连接、以太网连接、综合业务数字网(ISDN)线路、拨号端口，例如V.90、V.34或V.34bis模拟调制解调器连接、电缆调制解调器、异步传输模式(ATM)连接、光纤分布式数据接口(FDDI)连接、铜缆分布式数据接口(CDDI)连接或光纤/DWDM网络。

网络还可以包括、包含或连接到以下各项中的任一个或多个：无线应用协议(WAP)链路、Wi-Fi链路、微波链路、通用分组无线电业务(GPRS)链路、全球移动通信系统G(SM)链路、码分多址(CDMA)链路或例如蜂窝电话信道的时分多址(TDMA)链路、全球定位系统(GPS)链路、蜂窝数字分组数据(CDPD)链路、Research in Motion有限公司(RIM)双工寻呼类型装置、蓝牙无线电链路或基于IEEE 802.11的链路。

机器人装置106的任务可以是执行一个或多个拾取操作。如前所述，拾取操作通常涉及机器人装置从第一位置拾取物品并将所述物品放置在第二位置。根据本文所描述的实施例，拾取装置106可以包含至少一个第二联接构件116，所述第二联接构件被配置成与第一联接构件108(其可以包含一个或多个抽吸装置)可操作地连接。

本申请主要论述了抽吸装置用于抓取物品的用途。在这些实施例中，机器人装置106可以进一步包含提供所需吸力所需要的任何真空发生器、阀门和管道。

在操作中，机器人装置106可以将抽吸装置移动成足够靠近物品或以其它方式接触物品，使得所产生的吸力使物品与机器人装置106保持接触。一旦物品被抓取，机器人装置106就可以将物品移动到期望的位置。可以停止吸力，使得抽吸装置在期望位置释放物品。

机器人装置106可以进一步包含、配置有图像收集装置118或以其它方式与所述图像收集装置通信。这些图像收集装置118可以指向要拾取的物品并且可以收集关于物品的图像，例如物品的定向、配置、位置，或可能会影响拾取装置106是否可以抓取物品的其它类型的信息。类似地，图像收集装置118可以收集关于存放架102的图像数据，所述图像数据可以用于确定如何接近存放架102以与其上的联接构件108连接。

这些图像收集装置118可以包含例如但不限于RGB相机、立体相机、LIDAR、声纳传感器等中的任何一个或多个。所使用的图像收集装置118的确切类型或配置可以有所不同，并且可以包含无论是现在可用的还是以后发明的任何类型的传感器装置，只要它们可以收集实现本文的实施例的目标所需的数据。图像收集装置118的位置或放置也可以有所不同，并且可以取决于所使用的图像收集装置118的类型。

存储器122(和架存储器114)可以是L1、L2或L3高速缓存或RAM存储器配置。存储器122可以包含例如闪存、EPROM、EEPROM、ROM和PROM的非易失性存储器，或例如静态或动态RAM的易失性存储器，如上所述。当然，存储器122的确切配置和类型可以变化，只要用于执行要求保护的实施例的步骤的指令可以由处理器120执行。

处理器120可以执行存储在存储器122上的指令以确定机器人装置106是否能够抓取物品。具体地说，图像分析模块124可以执行一个或多个图像分析工具以确定拾取装置106是否可以抓取物品。例如，如果物品与抽吸装置的尺寸相比过大，则处理器120可以确定机器人装置106无法抓取物品。类似地，图像分析模块124可以检测物品是否具有足够大以供一个或多个抽吸装置抓取的平坦表面。

因此，这些确定可以依赖于关于抽吸装置的能力、尺寸和/或配置的知识以及存储在一个或多个数据库104中的数据。此数据可以包含抽吸装置的数量、抽吸装置的尺寸、所产生的力或可能会影响拾取装置是否能够抓取物品的任何其它类型的信息。

类似地，还可以考虑关于物品的知识。例如，数据库104可以存储关于物品的重量、形状、长度、宽度、深度、内容物、表面摩擦系数、配置(例如，物品是否具有任何适合抓取的特定位置)、可变形性，或可能会影响机器人装置106是否能够抓取物品的任何其它类型的数据或特性。

机器人装置106还可以在末端执行器处包含或以其它方式配置有力和扭矩感测能力，以使感测工具生效。借助这种能力，可以通过使机器人装置接近并触碰存放架上的已知几何结构来自动校准存放架和机器人装置。

图2示出了根据一个实施例的示例性机器人装置200。在此特定实施例中，机器人装置200可以包含延伸构件202，一个或多个抽吸装置204附接到所述延伸构件。在操作中，机器人装置200可以将其自身定位成足够靠近物品，使得抽吸装置204可以通过所产生的吸力与物品形成接触并保持接触。虽然不是必需的，但机器人装置200还可以包含多个指部分206以稳定物品。

图3示出了与存放架302交互的机器人装置300，例如图2的拾取装置200。例如，存放架302可以类似于图1的存放架102。

存放架302可以包含多个位置，例如能够保持或以其它方式支撑抽吸装置的槽。每一开口304还可以与一个或多个弹簧加载销306相关联，所述弹簧加载销例如图1的销110。如前所述，这些销306可以帮助识别开口304中何时存在联接构件，并且还充当交换数据和通信的链路。如在图3中所见，抽吸装置308和310定位在存放架302上的开口304中。此外，机器人装置300被视为将抽吸装置312放置到开口304之一中。这些抽吸装置可操作地附接到联接构件，如下所述。

尽管图3未示出，但本文的实施例的存放架可以包含具有可选插座的“弃置”槽。此弃置槽可以与存放架配置在一起或与存放架分开，并且可以接收损坏或磨损的抽吸装置或工具。此槽可以连续移除和接受联接构件(具有抽吸装置或工具)，从而为应停止使用的装置提供有效的“不返回点(point of no return)”。这可以让操作者清楚地知道在何时和何处需要新的装置。

弃置槽可以大到足以接收数个装置，使得新添加的抽吸装置将紧邻的抽吸装置向内或以其它方式推入插座中。如果存放架上没有可用的开口槽以允许更换继续进行，则也可以使用弃置槽。

图4示出了根据一个实施例的阴联接构件400的前透视图。如在图4中所见，阴联接构件400可操作地配置有抽吸装置402。阴联接构件400可以包含形成孔406的顶部部分404，所述孔被配置成接收第二联接构件的延伸部件(图4未示出)。

尽管图4中仅部分地示出闩锁408，但阴联接构件400可以包含一对所述闩锁，所述闩锁由弹簧412围绕定位销410可旋转地预加载以处于“闭合”位置。也就是说，当阴联接构件400不在存放架中时，闩锁408处于此闭合位置。

阴联接构件400还可以包含槽部分414，所述槽部分沿着存放架的部分滑动，以便将阴联接构件400存放在存放架上。当阴联接构件400沿着存放架的这些部分(例如，在图3的开口304处)滑动时，存放架将接触闩锁408。这种接触会形成挤压力，其压缩弹簧412，并打开闩锁408以释放或接收阳联接构件。此弹簧还会在未对准情况下提供一定的顺应性。

图5示出了根据一个实施例的图4的阴联接构件400的俯视图。孔406可以是蛋形的，以在径向安装于阳联接构件上的O形环上保持连续的凸形接合。

阴联接构件400可以包含颈缩轮廓，其在插入阳联接件期间径向压缩阳联接构件的O形环以形成真空通道的密封。阴联接构件400的颈缩部分可以定位成使得O形环可以使闩锁408不再受阻，并且接触最少以使O形环上的磨损减到最少。

阴联接构件400可以包含筛网过滤器(例如，由不锈钢织物制成)，其阻止较大粒子和物体沿真空通道向上行进。阴联接构件400还可以包含牢固地安装所选抽吸装置的特征，例如所选直径的唇缘或可以接受抽吸装置配件的螺纹。一些阴联接构件可以并入有多于一个安装特征，以增加通用性。例如，单个阴联接构件可以保持抽吸装置阵列。

图6示出了图4的无顶部部分404的阴联接构件400。如在图6中更清楚可见，闩锁408在被插入存放架上后将围绕定位销410旋转。这将允许将阳联接构件插入孔406中，从而为阳联接构件配备抽吸装置402或从第一联接构件释放阳联接构件。

图7示出了可操作地定位在存放架702上的图6的阴联接构件400。当阴联接构件400已插入存放架702上的打开位置时，闩锁408已旋转成处于打开位置。然后，第二联接构件可以插入阴联接构件400中或以其它方式与所述阴联接构件可操作地连接。

如前所述，每个阴联接构件可以容纳识别芯片，所述识别芯片在每个打开位置与弹簧加载销704接合。芯片上的镀金铜或黄铜目标可以与弹簧加载镀金销配合，以确保稳固的电连接。与其它目标相比，电源和接地目标的长度可能更长，以确保在连接期间，当阴联接构件400插入存放架702上的开口中时，所述电源和接地目标首先接触其对应的销。

图8示出了插入阴联接构件804中或以其它方式与所述阴联接构件可操作地连接的阳联接构件802的横截面图。阴联接构件804和阳联接构件802可以类似于先前论述的那些阴联接构件和阳联接构件。

阳联接构件802可以配置有一个或多个压缩O形环806以与阴联接构件804形成密封。密封气动通道808可以延伸穿过阳联接构件802和阴联接构件804以提供吸力。

本文所描述的实施例使用机器人装置的可操纵性及其运动，通过经由规定的运动移动以接合与配合几何结构相互作用的联接构件的机构来实现抽吸装置更换。如上所述，这可以通过将阳联接构件插入阴联接构件上的孔中以移动在平行于联接轴线的轴线上旋转的闩锁来实现。阴联接构件的闩锁可以线性滑动或围绕不平行于联接轴线的轴线旋转。可以使用存放架(例如，图7的存放架702)的厚度来设置用于打开一个或多个闩锁的几何结构。类似地，存放架的几何结构可以轴向压缩球锁式联接件中的弹簧以打开所述联接件，从而以与上述相同的方式使用。

在其它实施例中，类似于卡口式快速断开装配，机器人装置可以旋转以便打开联接件。在此实施例中，可以并入有滚动元件以代替滑动元件以便减少摩擦和磨损。这在预期更换次数非常高的应用中可能是期望的。

图9A示出了根据一个实施例的阴联接构件902和阳联接构件904的组件900的前透视图。如在图9A中可见，阴联接构件902配置有抽吸装置906。抽吸装置906可以通过任何合适的真空部件(图9A和B未示出)提供通过孔908产生的吸力。

图9B示出了根据一个实施例的图9A的组件900的后透视图。如在图9B中所见，阴联接构件902包含与识别芯片(图9B未示出)可操作地通信的多个连接器908。这些连接器908可以接触存放架的弹簧加载销，而阴联接构件902固定在存放架上以交换数据和通信。这些通信可能与特定阴联接构件(并且因此抽吸装置)已附接到机器人装置的时间量以及抽吸装置执行的拾取操作的数量有关。本文所描述的实施例可以利用此信息来确定何时适合用新的抽吸装置替换抽吸装置(例如，由于磨损)。

图10示出了根据另一实施例的阳联接构件1000的透视图。图10的阳联接构件1000可以包含被配置成接合阴联接构件的内部部分的多个脊1002，以及至少有助于在阳联接构件1000保持插入阴联接构件中时形成密封的一个或多个O形环1004。替代地，一个或多个O形环可以与阴联接构件配置在一起。

另外，阳联接构件1000可以包含安装螺钉1006以与机器人装置连接。安装螺钉1006可以保持在阳联接构件1000内的适当位置。定位销1008可以将零件紧凑地保持在一起。花键内螺纹轴可以装配到外壳1010中以在安装螺钉1006被紧固时固定所述安装螺钉。内六角驱动装置可以并入安装螺钉1006中，并且易于拿取。六角扳手可以压入安装螺钉1006中并用于转动安装螺钉1006，直到花键管到达外壳1010的底部，从而将O形环1004压缩成所选择的几何结构以实现密封。外壳1010中的间隙允许目视检查和验证。

图11示出了组件1100的横截面图，所述组件包含插入阴联接构件1102中的图10的阳联接构件1000，所述阴联接构件包含抽吸装置1104。如在组件1100中所见，O形环1106在阴联接构件1102与阳联接构件1000之间形成密封。图10和11的阳联接构件1000可以类似于图8的阳联接构件，但其连接到机器人装置的方式不同。如在图11中所见，定位销1008将组件1100的各种部件保持在一起。

图12A和B示出了在存放架1202处执行抽吸装置更换的机器人装置1200。具体地说，图12A示出了朝向开口1204移动以将第一阴联接构件1206和第一抽吸装置1208放置在所述开口中的机器人装置1200。

在将第一阴联接构件1206和第一抽吸装置1208放置在存放架1300处之后，机器人装置1200可以与具有第二抽吸装置1212的第二阴联接构件1210连接并移除所述第二阴联接构件，如在图12B中所见。图12B中还示出，抽吸装置1208和抽吸装置1212具有不同的尺寸，并且以不同方式配置(例如，成形)。因此，本文所描述的实施例的机器人装置和存放架可以容纳不同类型的抽吸装置。

图12B还示出了具有第三抽吸装置1216的第三阴联接构件1214。第三抽吸装置1216是与第一抽吸装置1208类型相同的抽吸装置。通常，机器人装置可能需要用相同类型的一个抽吸装置替换另一个抽吸装置，例如当第一抽吸装置损坏、脏污、磨损、从机器人装置上脱落等时。磨损程度可以通过例如图像分析、目视检查和/或基于关于所执行的拾取操作的数量的知识来确定。

图13A和B示出了存放架1300的一部分的底视图。更具体地说，图13A和B示出了固定在存放架1300上的配置有抽吸装置1304的阴联接构件1302。如图13A中所见，阴联接构件1302由两个弹簧加载销1306固定在存放架1300中。这些弹簧加载销1306通过盖1308固定在存放架上，所述盖通过螺栓1310固定在存放架1300上。当机器人装置(图13A和B中未示出)在打开位置1312内滑动阴联接构件1302时，阴联接构件1302向弹簧加载销1306施加力。此力将弹簧加载销1306推离彼此，并允许阴联接构件1302“越过”弹簧加载销1306。此时，弹簧加载销1306朝向彼此移动，并固定阴联接构件1302。

图13B示出了存放架1300，其中盖1308被移除，从而露出弹簧加载销1306。如在图13B中可见，弹簧加载销通过弹簧1314朝向彼此偏置。弹簧1314随着阴联接构件1302移入存放架1300中而压缩，但随后向外推动(朝向彼此)弹簧加载销1306，以将阴联接构件1302基本上“锁定”在存放架1300中。弹簧加载销1306的圆形边缘允许阴联接构件1302滑入和滑出存放架1300。

图14描绘了根据一个实施例的用于执行拾取操作的方法1400的流程图。例如，方法1400可以由图1的系统以及先前图式中所示的任何部件来执行。

步骤1402涉及相对于存放架可操作地定位机器人装置，其中存放架保持配置有第一工具的至少一个第一联接构件，并且机器人装置包含第二联接构件。例如，所述机器人装置可以类似于图2所示的机器人装置，并且包含联接构件，例如图8或图10的阳联接构件。在此实施例中，机器人装置的任务可以是执行一个或多个拾取操作，并且可能需要一个或多个抽吸装置来执行所述拾取操作。

尽管本申请主要在利用抽吸装置执行拾取操作的上下文中描述，但抽吸装置可以被各种其它类型的工具代替。这些工具可以包含但不限于清洁机构、油漆涂抹器、粘合剂涂抹器、用于执行拾取操作的其它类型的末端执行器(例如，指部分)、切割工具等。工具的确切类型可以有所不同，并且可以包含任何类型的工具，无论是现在可用的还是以后发明的。

步骤1404涉及将第二联接构件可操作地连接到第一联接构件。图像收集装置和图像分析程序可以检测机器人装置相对于第一联接构件的位置。机器人装置可以相应地调整其位置以接近第一联接构件，其方式使得所述机器人装置可以与所述第一联接构件可操作地连接。

例如，图9A和B的联接构件被配置成使得阳联接构件通过进入阴联接构件顶部上的孔而与阴联接构件连接。在此实施例中，机器人装置可以从上方接近阴联接构件。

然后，机器人装置可以移动第二联接构件(例如，阳联接构件904)以与阴联接构件连接。在图9A和B的实施例中，机器人装置可以移动第二联接构件以进入阴联接构件的孔，使得阴联接件接收并固定阳联接构件，如前所述。

步骤1406涉及从存放架移除配置有第一工具的第一联接构件。一旦阳联接构件与阴联接构件固定在一起，机器人装置就可以从存放架移除阴联接构件(和抽吸装置或其它类型的工具)。

步骤1408涉及使用第一抽吸装置对第一物品执行第一拾取操作。由于机器人装置现在配置有抽吸装置，因此机器人装置可以随后使用抽吸装置来执行一个或多个拾取操作。

步骤1410涉及将第一联接构件可操作地定位在存放架上的一位置处，并从第二联接构件释放第一联接构件。在拾取操作结束时，机器人装置可以将第一联接构件返回到存放架。在一些实施例中，机器人装置可能需要将抽吸装置更换为不同的抽吸装置。例如，第一抽吸装置可能有缺陷或因其它原因而无法对给定物品执行拾取操作。因此，机器人装置可以操纵第一联接构件以固定在存放架上。

步骤1412涉及将第二联接构件可操作地连接到存放架上的第三联接构件，其中第三联接构件配置有第二抽吸装置。然后，机器人装置可以与配置有另一抽吸装置的不同联接构件可操作地连接。所述另一抽吸装置可以是与第一抽吸装置类型相同或者类型或尺寸不同的抽吸装置。

步骤1414涉及从存放架移除配置有第二抽吸装置的第三联接构件。类似于以上步骤1406，机器人装置可以从存放架移除第三联接构件。

步骤1416涉及使用第二抽吸装置对第二物品执行第二拾取操作。也就是说，机器人装置然后可以使用第二抽吸装置继续进行期望的拾取操作。因此，方法1400可以涉及机器人装置用不同的抽吸装置(以及其它工具)配置其自身以执行多个操作。

上文所论述的方法、系统和装置是示例。各种配置可以按需要省略、替代或添加各种程序或部件。例如，在替代配置中，所述方法可以按与所描述次序不同的次序来执行，并且可添加、省略或组合各种步骤。并且，可以在各种其它配置中组合关于某些配置描述的特征。可以用类似方式组合配置的不同方面和元素。另外，技术不断发展，因此许多元素是示例而并不限制本公开或权利要求的范围。

例如，上文参考根据本公开的实施例的方法、系统和计算机程序产品的框图和/或操作图示描述了本公开的实施例。框中注释的功能/动作可以不按照任何流程图中所示的次序发生。例如，取决于所涉及的功能/动作，连续示出的两个框实际上可以基本上同时执行，或者所述框有时可以按相反次序执行。另外或替代地，不需要执行和/或进行任何流程图中所示的所有框。例如，如果给定流程图有五个含功能/动作的框，则可能只执行和/或进行五个框中的三个框。在此示例中，可以执行和/或进行五个框中的三个框中的任何一个。

某一值超过(或大于)第一阈值的表述等效于所述值满足或超过略大于第一阈值的第二阈值的表述，例如，第二阈值是在相关系统的分辨率方面高于第一阈值的一个值。某一值小于第一阈值(或在其内)的表述等效于所述值小于或等于略低于第一阈值的第二阈值的表述，例如，第二阈值是在相关系统的分辨率方面低于第一阈值的一个值。

在描述中给出具体细节以提供对(包含实施方案的)示例配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置。例如，已在没有不必要细节的情况下示出众所周知的电路、过程、算法、结构和技术以免混淆配置。此描述仅提供示例配置，且并不限制权利要求的范围、适用性或配置。确切地说，配置的先前描述将向本领域的技术人员提供用于实施所描述技术的启发性描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

在描述了数个示例配置后，可以在不脱离本公开的精神的情况下使用各种修改、替代构造和等效物。例如，以上元件可以是较大系统的部件，其中其它规则可以优先于或以其它方式修改本公开的各种实施方案或技术的应用。并且，可以在考虑以上元件之前、期间或之后进行数个步骤。

在提供本申请的描述和图示后，本领域的技术人员可以设想属于本申请中论述的一般发明概念的变化、修改和替代实施例，这些变化、修改和替代实施例并不脱离所附权利要求的范围。

Claims (20)

1.一种用于配置机器人装置的系统，所述系统包括：

存放架，其包含各自被配置成保持第一联接构件的多个槽，其中所述第一联接构件包含第一工具；以及

机器人装置，其配置有第二联接构件，其中所述第二联接构件被配置成可操作地接合所述第一联接构件以从所述存放架移除所述第一联接构件和所述第一工具。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一工具是第一抽吸装置。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述机器人装置进一步被配置成：

将所述第一联接构件可操作地定位在所述存放架上的第一位置，并释放所述存放架上的所述第一联接构件和所述第一抽吸装置，

移动到所述存放架上的第二位置处的第三联接构件，其中所述第三联接构件配置有第二抽吸装置，并且

使用所述第二联接构件可操作地接合所述第三联接构件以从所述存放架移除所述第三联接构件和所述第二抽吸装置。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述第一抽吸装置和所述第二抽吸装置的类型彼此不同，尺寸彼此不同，或者磨损程度不同。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二联接构件包含具有密封部件的延伸构件，所述密封部件在所述第二联接构件接合所述第一联接构件后与所述第一联接构件形成真空密封。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一工具包含多个抽吸装置。

7.根据权利要求1所述的系统，其中：

所述第一联接构件配置有识别芯片，

所述存放架配置有至少一个弹簧加载销，并且

所述识别芯片被配置成在所述第一联接构件插入所述存放架处后接合所述至少一个弹簧加载销，以提供指示所述第一联接构件定位在所述存放架上的电连接和借以传送数据的通信链路中的至少一个。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一联接构件配置有至少一个闩锁，所述至少一个闩锁被配置成：

将所述第一联接构件保持在闭合位置，并且

在所述第一联接构件定位在所述存放架上后打开所述第一联接构件，以使所述第一联接构件能够接收所述第二联接构件。

9.一种用于配置机器人装置的方法，所述方法包括：

相对于存放架可操作地定位机器人装置，其中所述存放架保持配置有第一工具的至少一个第一联接构件，并且所述机器人装置包含第二联接构件；

将所述第二联接构件可操作地连接到所述第一联接构件；以及

从所述存放架移除配置有所述第一工具的所述第一联接构件。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一工具是第一抽吸装置。

11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括使用所述第一抽吸装置对第一物品执行第一拾取操作，以及

将所述第一联接构件可操作地定位在所述存放架上的一位置处，并从所述第二联接构件释放所述第一联接构件。

12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括：

将所述第二联接构件可操作地连接到所述存放架上的第三联接构件，其中所述第三联接构件配置有第二抽吸装置，

从所述存放架移除配置有所述第二抽吸装置的所述第三联接构件，以及

使用所述第二抽吸装置对第二物品执行第二拾取操作。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一抽吸装置和所述第二抽吸装置的类型彼此不同，尺寸彼此不同，或者磨损程度不同。

14.根据权利要求12所述的方法，其中基于所述第一抽吸装置的状况而将所述第一抽吸装置替换为所述第二抽吸装置。

15.一种用于配置机器人装置的系统，所述系统包括：

存放架，其包含各自被配置成保持工具的多个位置，其中所述存放架被配置成：

在所述存放架上的一位置处选择性地接收抽吸装置，并且

在接合后由机器人装置选择性地释放所述抽吸装置。

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述存放架进一步包含至少一个识别读取器以检测处于一位置的工具。

17.根据权利要求15所述的系统，其进一步包括第一联接构件，所述第一联接构件可操作地配置成由所述存放架接收在一位置处，其中所述第一联接构件配置有所述工具。

18.根据权利要求17所述的系统，其中所述机器人装置包括第二联接构件，并且所述第一联接构件被配置成：

与所述第二联接构件可操作地连接，并且

在与所述第二联接构件可操作地连接后从所述存放架被移除。

19.根据权利要求18所述的系统，其中所述第一联接构件包含至少一个闩锁，所述至少一个闩锁被配置成在接收所述第二联接构件后将所述第二联接构件固定到所述第一联接构件。

20.根据权利要求15所述的系统，其中所述存放架被配置成保持具有不同尺寸、不同配置或不同磨损程度的抽吸装置。

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