CN114401829A

CN114401829A - 机器人配套机器

Info

Publication number: CN114401829A
Application number: CN202080067207.4A
Authority: CN
Inventors: S·梅农; I·A·T·普里戈; T·莫里斯-道宁; Z·孙; K·J·查韦斯; A·L·阿瓦约; C·纳德尔; F·法哈特
Original assignee: Smart Co
Current assignee: Smart Co
Priority date: 2019-10-25
Filing date: 2020-10-13
Publication date: 2022-04-26
Also published as: KR20220069068A; JP2024050741A; EP4049281A1; JP2022552627A; US20230302644A1; CA3155429A1; WO2021080819A1; US11701776B2; MX2022004125A; EP4049281A4; US20210122043A1

Abstract

公开了一种机器人配套机器。在各种实施例中，使用机器人臂以将物品移动到与所述物品要被插入到其中的槽接近的位置。经由通信接口来接收由力传感器生成的力信息。力传感器信息用于将包括所述物品的结构与包括所述槽的对应腔对准，并且所述物品被插入到所述槽中。

Description

机器人配套机器

其他申请的交叉引用

本申请要求2019年10月25日提交的、名称为ROBOTIC KITTING MACHINE的美国临时专利申请No. 62/926,168的优先权，该美国临时专利申请出于所有目的通过引用并入本文。

背景技术

已经使用工业机器人以执行多种任务，包括涉及重物抬举的任务以及在对于人类而言可能不健康的环境中或关于对于人类而言可能不健康的材料执行任务。

某些任务已经持续主要由人类执行，包括涉及精细运动控制、易碎物品、不规则形状的物品等的任务。将机器人设计和编程成执行这种任务是更有挑战性的。

制造过程（诸如，汽车或其他组装线）可以包括组装各种形状、大小、材料、重量等的部件。部件可以成批（诸如，盒或箱）到达，且堆放在组装线附近的位置中。

公共方案是要在主要组装线上提供给工作者（人类、机器人等）以被添加到正在该线上组装的主要产品的部件的工作区域“套件”中的组装。例如，要贴附到主要汽车组装线上的门的门把手可以被布置在工作区域中的套件中，以匹配于正在该线上组装的模型（例如2门、4门等）和/或颜色。可以提供（例如，从供给商）装满相同样式/颜色的门把手的箱或载体，并且可以组装包括各种样式/颜色的把手的套件，以带到门和/或交通工具组装线。

在进一步示例中，可以在另一位置中组装均包括指定部件混合物的套件（每个部件是从包含仅该部件的源容器拉取的），以创建最终产品或要集成到最终产品中的子组装件。在另一示例中，来自不同源容器的部件可以被组装到被封装且被运送到远程目的地以用于组装的套件（诸如，要被包括在居家组装的家具或其他物品中的部件的套件）中。

部件可能是易碎的，和/或可能具有可被误处置损坏的成品表面。在制造设施或类似设置中，可以将部件组装到提包（tote）或其他载体中，以在较低运输中受损风险的情况下被传输到其中要使用部件的工作区域。这种提包可以包括具有槽的插入物，该槽接收个体部件、牢固地保持部件并避免它们由于撞在一起而受损，例如，随着提包或其他载体从在其处组装混合颜色（或样式）套件的位置移动到在其处部件将被添加到更大组装件（诸如，在门把手的情况下，交通工具门）的线。槽可能具有紧的容限以保护部件，这可能使机器人系统将部件插入到槽中富有挑战性。

附图说明

在以下详细描述和附图中公开了本发明的各种实施例。

图1A是图示了机器人配套（kitting）机器的实施例的框图。

图1B是图示了可结合机器人配套系统的实施例中的配套操作而拾取和放置的部件的示例的图。

图2A是图示了机器人配套系统的实施例中的抽吸类型末端执行器和所操控的物品的结构的对应关系的示例的图。

图2B是图示了机器人配套系统的实施例中的抽吸类型末端执行器和所操控的物品的结构的对应关系的示例的图。

图2C是图示了机器人配套系统的实施例中的抽吸类型末端执行器和所操控的物品的结构的对应关系的示例的图。

图3是图示了执行机器人配套操作的过程的实施例的流程图。

图4是图示了将物品放置在容器中的对应位置中的过程的实施例的流程图。

图5A至5D示出了图示机器人配套系统的实施例中的物品在容器中的对应位置中的放置的状态序列。

图6A至6C示出了图示机器人配套系统的实施例中的物品在容器中的对应位置中的放置的状态序列。

图7A至7C图示了机器人配套系统的实施例中的物品在容器中的对应位置中的放置。

图7D是图示了机器人配套系统的实施例中的将物品放置在容器中的对应位置中的过程的实施例的流程图。

图8A至8E图示了机器人配套系统的实施例中的物品在容器中的对应位置中的放置。

具体实施方式

可以以许多方式实现本发明，该许多方式包括：作为过程；作为装置；系统；物质组成；体现在计算机可读储存介质上的计算机程序产品；和/或处理器，诸如下述处理器：其被配置成执行在耦合到该处理器的存储器上存储和/或由该存储器提供的指令。在本说明书中，这些实现方式或本发明可采取的任何其他形式可以被称作技术。一般地，可以在本发明的范围内更改所公开的过程的步骤的次序。除非以其他方式声明，诸如被描述为被配置成执行任务的处理器或存储器之类的组件可以被实现为：一般组件，其暂时被配置成在给定时间处执行任务；或者具体组件，其被制造成执行任务。如本文所使用，术语“处理器”指代被配置成处理数据（诸如，计算机程序指令）的一个或多个设备、电路和/或处理核。

下面连同图示本发明原理的附图一起提供本发明的一个或多个实施例的详细描述。结合这种实施例描述本发明，但本发明不限于任何实施例。本发明的范围仅受权利要求书限制，并且本发明涵盖了许多可替换方案、修改和等同方案。在以下描述中阐述许多具体细节，以便提供本发明的透彻理解。这些细节是出于示例的目的而提供的，并且本发明可以是在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下根据权利要求书来实践的。出于清楚的目的，未详细描述本发明所属技术领域中已知的技术资料，使得本发明不会不必要地变得费解。

公开了一种机器人套件组装件系统。在各种实施例中，如本文公开的机器人系统组装包括指定种类的部件（例如，所指定的不同颜色的门把手）的套件。机器人系统将每个部件放置在其中套件被组装的提包或其他载体中的对应“槽”或所限定的位置中。

在各种实施例中，如本文公开的机器人系统接收标识要被包括在套件中的部件的清单或其他数据。例如，提包可以容纳12个门把手，并且机器人系统可以接收要被包括在套件中的6个彩色对的门把手的标识。系统可以接收清单的集合以构建接续的提包，每个提包具有指定数目和混合的部件。机器人系统接收配置信息，和/或以其他方式接收指示源箱或提包的位置的数据，每个源箱或提包具有给定样式和/或颜色的部件。机器人系统制定和执行计划，以获取在清单中标识的部件，并将每个部件放置在其中套件正在被组装的提包中的对应位置中。

在各种实施例中，位置控制、力控制和基于计算机视觉的控制（例如，来自提供图像和/或深度数据的2D和/或3D相机）中的一个或多个按照需要来拾取和放置物品，以在没有人类干预的情况下组装套件。

在各种实施例中，位置控制用于将部件移动到部件要被放置到其中的槽附近的位置。力控制用于仔细探测，直到部件被确定为至少部分地与槽对准。力（和/或转矩）控制用于更完整地将部件插入到槽中。

图1A是图示了机器人配套机器的实施例的框图。在所示的示例中，系统100包括：机器人臂102，被可旋转地安装在被配置成沿轨道106平移的滑动托架104上。例如，滑动托架104可以包括：计算机控制的机械和/或机电驱动机构，被配置成在机器人/计算机控制下用于沿轨道106移动滑动托架104，例如将机器人臂102重定位到期望位置。在该示例中，机器人臂102被可移动地安装在滑动托架104和轨道106上，但在各种其他实施例中，机器人臂102可以是静止的，或者可以是完全地或部分地移动的，而不是经由沿轨道（例如在传送带上安装、在机动车底盘上完全移动等）的平移。

在所示的示例中，机器人臂102在其操作远端（最远离于滑动托架104）处具有末端执行器108。末端执行器108包括顺应性真空（或“抽吸”）杯110。在各种实施例中，抽吸杯110包括：硅胶或者另一天然或合成材料，其是耐久性的，而且足够顺应以当它们（首先和/或柔和地）与机器人系统100正在尝试使用机器人臂102和末端执行器108以抓住的物品相接触时至少稍微“伸出（give）”。

在该示例中，末端执行器108具有在末端执行器108的侧面上安装的相机112。在其他实施例中，相机12可以被更居中地定位，诸如在末端执行器108的主体的朝下的面上（在图1A中所示的定位和取向中）。附加相机可以被安装在机器人臂102和/或末端执行器108上其他地方，例如在包括机器人臂102的臂段上。另外，在该示例中在壁上安装的相机114和116提供附加图像数据，该附加图像数据可用于构造系统100位于其中且被配置成操作于其中的场景的3D视图。

在各种实施例中，机器人臂102用于将末端执行器108的抽吸杯110定位在要拾起的物品上方，如所示的那样，并且真空源提供抽吸以抓住物品，从它的源位置举起它，并将它放置在目的地位置处。

在图1中所示的示例中，机器人臂102被配置成用于从源容器118拾取物品并将每个物品放置在目的地容器120中的对应位置中。在各种实施例中，系统100将套件均组装在对应容器（诸如，容器120）中。系统100接收清单、发票、或者指示从源容器118中的哪个或哪些拉取哪些物品的其他数据，以在容器（诸如，目的地容器120）中组装套件。容器118和/或120可以被人类工作者和/或其他机器人（在图1A中未示出）推到位置中。附加源容器118可以被移动就位，例如随着套件被组装并且先前放置的容器118被清空，和/或为了使附加物品和/或不同类型、颜色等的物品可用以被包括在正在由系统100组装的套件中。

在各种实施例中，由相机112、114和116中的一个或多个生成的3D或其他图像数据可以用于生成系统100的工作区域和工作区域内的物品的3D视图。3D图像数据可以用于标识要拾取/放置的物品，诸如通过颜色、形状或其他属性。在各种实施例中，相机112、114和116中的一个或多个可以用于读取文本、标志、照片、图、图像、标记、条形码、QR码、或者在系统100的工作区域内的物品上可见和/或包括该物品的其他编码和/或图形信息或内容。

进一步参考图1A，在所示的示例中，系统100包括：控制计算机122，被配置成在该示例中经由与诸如机器人臂102、滑动托架104、执行器108和传感器（诸如，相机112、114和116和/或在图1A中未示出的重量、力和/或其他传感器）之类的元件的无线通信（但在各种实施例中，以有线和无线通信中的一个或全部两者）来进行通信。在各种实施例中，控制计算机122被配置成使用来自传感器（诸如，相机112、114和116和/或在图1A中未示出的重量、力和/或其他传感器）的输入，以查看、识别和确定要被加载到托盘118中和/或从托盘120卸载到托盘118的物品的一个或多个属性。在各种实施例中，控制计算机122使用在控制计算机122上存储和/或对控制计算机122来说可访问的库中的物品模型数据，以识别物品和/或其属性，例如基于图像和/或其他传感器数据。控制计算机122使用与物品相对应的模型，以确定和实现计划以在目的地（诸如，托盘118）中/上连同其他物品一起堆叠该物品。在各种实施例中，物品属性和/或模型用于确定抓住物品、移动物品且将物品放置在目的地位置（例如，物品被确定为作为计划/重新计划过程的一部分而放置在其处以在托盘118中/上堆叠物品的所确定的位置）中的策略。

在所示的示例中，控制计算机122连接到“按需”遥操作设备124。在一些实施例中，如果控制计算机122不能在完全自动化模式中继续进行（例如，抓住、移动和放置物品的策略不能被确定和/或以一定方式失效以使得控制计算机122不具有在完全自动化模式中完成拾取和放置物品的策略），那么控制计算机122提示人类用户126进行干预，例如，通过使用遥操作设备124以操作机器人臂102、滑动托架104和/或末端执行器108中的一个或多个，以抓住、移动和放置物品。

图1B是图示了可结合机器人配套系统的实施例中的配套操作而拾取和放置的部件的示例的图。在各种实施例中，图1B图示了可由如本文公开的机器人配套系统（诸如，图1A的机器人配套系统100）拾取和放置（诸如，以通过从源容器拾取物品并将每个物品放置在目的地容器中的对应位置中来组装套件）的不规则形状组件部件或其他子组装件。在图1B中所示的示例中，物品包括：把手140；以及底座142、144，在结构上端接以将把手140安装在另一结构上。例如，图1B中所示的部件可以是门把手（诸如，对于小汽车门）或某个其他把手。

底座部分142、144中的每一个具有具体形状，在该示例中，该具体形状贴身地适配在目的地容器（诸如，图1A的容器120）的对应接收腔146、148中。在各种实施例中，目的地容器可以包括限定针对多个部件中的每一个的具体位置的泡沫或其他插入物。在各种实施例中，如本文公开的机器人配套系统使用位置控制和力控制中的一个或多个，以将每个物品放置在目的地容器中的对应的所限定的位置中。针对每个物品的位置可以由保护材料（诸如，泡沫插入物、分隔物（例如卡板、塑料等））中的一个或多个腔限定。在各种实施例中，位置控制用于将每个物品定位在其目的地槽或其他位置附近，并且力控制基元用于将物品的相应结构与物品的目的地位置中的对应腔对准（或者验证其对准），并将物品“塞进”或插入到其位置中。在各种实施例中，力控制确保利用足以克服摩擦力且插入物品而不管紧容限如何的力对槽进行定位且将部件对准和插入到槽中，全部是在不损坏容器（例如，由于对泡沫或其他插入物的损坏）或物品的情况下。

图2A是图示了机器人配套系统的实施例中的抽吸类型末端执行器和所操控的物品的结构的对应关系的示例的图。在所示的示例中，基于抽吸的末端执行器202包括抽吸杯204和206。为了清楚，在图2A中未示出到末端执行器202的机械抽吸软管和电连接或其他连接。该示例中的抽吸杯204和206是风箱类型抽吸杯。各种实施例中的这种抽吸杯的风箱便于在不限制经过抽吸杯204、206的抽吸流的情况下与弯曲、易弯和其他更难抓住的表面的接合。在所示的示例中，抽吸杯204和206位于末端执行器202上使得它们与附着到把手140的底座142和144对准的位置处。在各种实施例中，末端执行器抽吸杯可以与要使用如本文公开的机器人配套系统而拾取和放置的物品的对应结构对准。这种对准便于拾取/放置，诸如通过将被施加到物品的力与可被要求从源槽（例如，源容器的保护插入物中的腔）提取和/或被插入到目的地槽（例如，目的地容器的保护插入物中的腔）中的结构对准。

图2B是图示了机器人配套系统的实施例中的抽吸类型末端执行器和所操控的物品的结构的对应关系的示例的图。在所示的示例和状态中，末端执行器202以及抽吸杯204和206已经在将抽吸杯204和206与对应底座144、142对准的位置处与把手140接合。

图2C是图示了机器人配套系统的实施例中的抽吸类型末端执行器和所操控的物品的结构的对应关系的示例的图。在图2C中，为了清楚，未示出末端执行器202的主体部分，并且在所示的顶视图中，图示了抽吸杯204和206分别与底座144和142的对准。

在各种实施例中，包括如本文公开的机器人配套系统的控制计算机使用基于抽吸的末端执行器（诸如，图2A至2C的末端执行器202）以抓住物品。控制计算机可以操作末端执行器附着到的机器人臂（在图2A至2C中未示出），以如图2A中所示的那样将末端执行器202定位在要抓住的物品上面，并利用垂直向下的逼近来逼近物品（例如，门把手140）。力控制（例如，体现在末端执行器、机器人臂、和/或末端执行器通过其而贴附到机器人臂的腕机构中的力和/或转矩传感器）可以用于检测末端执行器的抽吸杯（例如，204、206）已经与要抓住的物品相接触，和/或确保未施加过度的力，诸如很可能导致对物品的损坏的力。压力传感器可以用于确保抽吸杯被放置在物品的表面上使得可以实现足以举起和移动物品的抽吸的位置中。例如，控制计算机可以对末端执行器的取向和定位作出小调整，以实现足以举起物品的抽吸。

图3是图示了执行机器人配套操作的过程的实施例的流程图。在各种实施例中，图3的过程300由计算机（诸如，图1的控制计算机122）执行。在所示的示例中，在302处，接收指示高级目标的清单或其他数据（诸如，哪些套件要被组装以及哪些部件要被包括在每个套件中）和工作区上下文信息（诸如，哪些源和目的地容器处于工作区中的哪个位置中以及哪些物品存在于每个相应容器中）。工作区上下文信息可以是作为输入而提供的（诸如，由人类用户提供）和/或可以由机器人配套系统确定，诸如：通过使用由工作区中的相机（诸如，图1A的相机114、116）生成的图像数据；通过使用光学、RF或其他扫描仪以识别工作区中的容器和/或容器内的物品；等等。在304处，生成计划以拾取/放置物品以满足要求，诸如，由在302处接收到的清单或其他数据定义的要求。例如，图1的控制计算机112或另一计算机可以使用在302处接收到的清单（或其他）和上下文数据，以在没有人类干预的情况下生成计划以将来自源容器的物品拾取到目的地容器，诸如以便以由清单或其他要求数据指定的次序和方式组装一系列套件。在306处，根据在304处生成的计划来拾取和放置物品，以组装套件以满足考虑到在302处接收到/确定的上下文的在302处接收到的要求。

在各种实施例中，可以执行步骤302、304和/或306中的一个或多个的接续迭代。例如，可以组装第一套件集合，以满足高级目标和/或计划的第一部分。随后，可以从工作区移除（例如，由人类和/或其他机器人工作者）并由其他源容器替换由机器人配套系统清空以组装第一套件集合的源容器。可以执行302的进一步迭代和/或其部分，例如以确定新/当前工作区上下文，并且可以在304处生成且在306处实现进一步/下一计划以组装下一套件集合。可以按照需要来执行过程300的步骤302、304和/或306中的一个或多个的后续迭代，直到所有要求已经被满足。

图4是图示了将物品放置在容器中的对应位置中的过程的实施例的流程图。在各种实施例中，图4的过程400由计算机（诸如，图1的控制计算机122）执行。可以执行过程400以拾取/放置物品，如图3的过程300的步骤306中那样。在图4中所示的示例中，在402处，从源容器拾取下一物品。例如，机器人臂和末端执行器可以用于抓住物品，如图2A至2C中所示的示例中那样。在404处，使用位置控制以将物品移动到在402处抓住的物品要被放置在其中的目的地位置（诸如，目的地容器中的对应槽）附近。可以使用图像数据（诸如由工作区中的相机（例如，图1A的相机114、116）生成）以生成工作区的三维视图，并且在404处，可以使用三维视图以将在402处抓住的物品移动到目的地容器中的对应槽。在406处，按照需要来使用力控制，以将物品与其对应槽对准并使物品滑动到槽中。

在各种实施例中，包括和/或以其他方式关联于如本文公开的机器人配套系统的控制计算机可以在406处执行一个或多个力控制基元，以将物品与对应目的地槽对准并使该物品滑动到对应目的地槽中。例如，第一力控制基元可以使机器人配套系统能够检测物品已经与限定目的地容器的目的地槽的泡沫或其他插入物的顶表面相接触。力控制基元可以使控制计算机停止推进物品并执行一个或多个操作以定位槽。例如，控制计算机可以应用一个或多个搜索算法或技术以找到槽，该一个或多个搜索算法或技术自身可以使用一个或多个力控制基元。在一些实施例中，可以使用力和转矩读数以检测物品或其部分可以与目的地槽的关联部分对准或几乎对准的程度。例如，与腔几乎对准的短桩/底座（该短桩/底座要被插入到该腔中）可以受制于与在结构更完全不对准的情况下相比更小的阻力和/或稍高的转矩，且与在它部分地和/或（更加）几乎对准的情况下相比被更强有力地（更高的力）且更均匀地（更小的转矩）推回。

取决于在对目的地槽的初始逼近时感测到的信息，在各种实施例中，可以调用一个或多个（其他）力基元，以（更好地或更完全地）定位物品并将物品与目的地槽对准。例如，在一些实施例中，如果力和/或转矩读数暗示其中每一个都要被插入到对应腔中的多个突出部之一部分地与其槽对准，那么系统调用力控制基元，以首先更完全地将物品的该部分与其槽对准，例如通过稍微调整物品的取向以使其他突出部从限定目的地容器中的腔（槽）的泡沫或其他插入物脱离。一旦物品的第一部分对准且已经部分地滑动到其槽中，就调整取向（例如，与目的地容器并行地作出），从而有效地使用针对第一突出部而实现的对准，以将物品的其他部分与它们相应的槽/腔对齐。然后，可以使用例如力控制或者力控制和位置控制的组合来使该部分更完全地滑动到目的地位置中，以检测物品何时已经完全滑动到槽中。例如，如果在物品上推回的力被检测到并且末端执行器的垂直高度是与已经将物品完全放置到槽中相关联的高度，则控制计算机可以确定物品已经被成功塞进。

力控制基元的其他示例包括但不限于执行下述操作的基元：使用力控制以找到物品并将物品贴身地放置到角位置中（例如，目的地容器中）；将物品放置在与一个或多个先前放置的物品邻近的位置中；基于所感测到的力来检测箱是未对准的和/或从期望位置旋转180度；等等。

图5A至5D示出了图示机器人配套系统的实施例中的物品在容器中的对应位置中的放置的状态序列。在各种实施例中，包括或以其他方式关联于如本文公开的机器人配套系统的控制计算机（诸如，图1A的控制计算机122）可以如图5A至5D中所示的示例所图示的那样实现基于力控制的塞进。

在所示的示例中，具有底座142和144的把手140要被插入到包括腔146和148的目的地槽中。腔146被成形成接收底座142，并且腔148被成形成接收底座144。形状和容限使得甚至稍微未对准也将阻止底座142、144被插入到对应腔146、148中。

在图5A中所示的位置中，把手140已经被移动到与包括腔146、148的目的地槽接近但与腔146、148完全不对准的位置中。在各种实施例中，系统将如图5A中那样通过检测均匀分布的相对的力（例如，到末端执行器的向下垂直移动）的最大量值来检测完全未对准。图5B示出了可以与包括腔146、148的目的地槽接近地将把手140移动（例如，通过位置控制）到的初始位置。在图5B中所示的位置中，将把手140插入到槽中（例如，向下垂直运动）的尝试将由于底座142、144接触限定腔146、148的泡沫或其他材料的表面而碰到相对的力。图5C图示了可以将把手140移动（例如，通过位置控制）到的不同初始位置。在图5C中所示的示例中，把手140的纵轴与包括腔146和148的槽的对应中心线对准。

在各种实施例中，图5A、5B和5C中分别示出的未对准均将得到力和转矩传感器读数的不同集合，每个读数集合是把手140相对于槽的该位置所特有的。

在各种实施例中，一旦如图5A、5B和5C中那样物品已经被移动（例如，使用位置控制）到槽附近，如本文公开的机器人配套系统就如图5D中图示的那样使用力控制以找到槽并插入物品。在各种实施例中，连同一个或多个力控制基元一起使用力和转矩读数，以搜索减少或消除与插入相对的力和/或转矩的定位和取向。

在一种方案中，一旦接近于槽，机器人臂就可以用于在目的地容器的平面（例如，x轴和y轴）中移动物品，从而同时记录力感测和位置。力传感器信号被滤波，并且搜索算法检测力信号何时减小到1N以下，从而指示物品处于槽顶上而不是处于泡沫上（不存在向上的力）。当发生力的下降时，机器人在该改变时的关联位置被记起，并且向着该位置移动机器人。然后，通过命令机器人向下走来激活物品的插入，直到感受到力阈值并且执行任何倾斜的校正。对机器人的高度的位置进行检验，以证实物品完全处于槽内。

在另一方案中，在目的地容器的平面中移动物品，同时利用振荡向下/向上力连续按下去。在它顶上，另一力控制是活动的，检测与移动方向相对的任何力，并且系统成比例地补偿相对力（阻抗控制）。这会将物品与限定槽的腔对准，并且随后，通过改变机器人的倾斜来执行倾斜的校正。如上那样，对机器人的高度的位置进行检验，以证实物品完全处于槽内。

在各种实施例中，以分层方式实现控制器，如下：1）向下的力；2）笛卡尔位置（x、y、z运动）和阻抗力控制；以及3）取向控制（保证总是维持末端执行器取向）。

图6A至6C示出了图示机器人配套系统的实施例中的物品在容器中的对应位置中的放置的状态序列。在所示的示例中，末端执行器202已经使用抽吸杯204和206以抓住包括底座142和144的把手140，且已经使用位置控制以将把手移动到图6A中所示的位置。在图6A中所示的位置中，底座142和144偏离于它们要被插入到其中的泡沫插入物602中的对应腔，例如，图5A至5D的腔146和148。在各种实施例中，如本文公开的机器人配套系统检测如图6A中所示的未对准。在一些实施例中，机器人配套系统可以例如基于所检测到的力和/或转矩来确定底座142和144部分地与相应对应腔对准。在该示例中，系统如图6B中所示的那样使末端执行器202（以及包括末端执行器和/或被末端执行器抓住的结构）倾斜，从而使用力控制以将底座142保持为与泡沫插入物602接合（即，相接触）。一个或多个搜索策略（例如，如上所描述）被系统使用以将底座142与其对应腔对准，如图6B中所示。一旦底座142已经被确定为与其对应腔对准，系统就改变末端执行器202的取向并使用垂直向下的运动以将底座142、144均插入到其对应腔中。

图7A至7C图示了机器人配套系统的实施例中的物品在容器中的对应位置中的放置。在所示的示例中，如图7A中所图示，第一目的地容器702与由轴y₀标示的期望取向对准，但第二目的地容器704与偏离于期望取向轴y₀的轴y_new对准。如图7B中所示，在各种实施例中，期望目的地容器704与期望y₀轴对准的如本文公开的机器人配套系统最初可以将物品（诸如，把手140）移动到如图7B中所示的位置。系统将期望把手140的纵轴与由腔146和148限定的槽的取向对准，以便于其插入。在各种实施例中，如本文公开的机器人配套系统使用力控制以找到底座142和144并将底座142和144与腔146和148对准，从而发现目的地容器704在轴y_new上的真实取向。在各种实施例中，如本文公开的机器人配套系统在学习目的地容器704在该示例中在轴y_new上的真实取向时重新映射其他槽在目的地容器704中的位置，从而提高后续操作的准确度、速度和效率，以将其他物品插入到目的地容器704中的剩余槽中。

图7D是图示了机器人配套系统的实施例中的将物品放置在容器中的对应位置中的过程的实施例的流程图。在各种实施例中，图7D的过程720由控制计算机或者包括和/或关联于如本文公开的机器人配套系统的其他计算机（诸如，图1A的控制计算机122）实现。在所示的示例中，在722处，接收目的地容器对准不如期望（例如，如上结合图7A至7C所描述）的指示。在724处，系统更新空间映射（例如，目的地槽的位置坐标和/或取向），以反映已针对容器而确定的真实取向。

图8A至8E图示了机器人配套系统的实施例中的物品在容器中的对应位置中的放置。在所示的示例中，在图8A中所示的位置中，最初，把手140、142、144完全不与腔146、148对准。如本文公开的机器人配套系统可以如本文所公开的那样使用力控制，以尝试定位槽146、148并将把手140、142、144插入到槽中。然而，如图8B中所示，如果如该示例中那样槽是定向的，并且目的地容器以与所期望的方式相反的方式调头（flipped around），则在一些实施例中，系统将不能够使用力控制来塞进物品。例如，系统可能不能够找到下述位置：在该位置中，与垂直向下的运动相对的力为0或者处于与成功塞进物品相关联的某个其他最低水平。

在各种实施例中，如本文公开的机器人配套系统被配置成检测（例如，通过解释在如图8B中所示的状况中检测到的力）容器调头。如图8C中所示，系统将它对槽在目的地容器中的位置的理解从如802a中所示的位置重新取向到如802b中所示的位置。如图8D和8E中所示，系统基于新映射推断出：目的地为该示例中的槽/位置“1”（如802a中所示的左上角）但最初尝试以反转的取向而插入到槽8（如802b中所示的左上角）中的物品必须被提高、180度调头，如图8D中所示，并被移动到容器中的相对角（或其他重新映射）位置，且然后被插入（例如，使用力控制，如上所描述）原始预期的位置中，该原始预期的位置的真实定位和取向已经如上所描述的那样被发现，如图8E中所示。

使用本文公开的技术，可以使用如本文公开的机器人配套系统来拾取和放置物品以组装套件（诸如在制造、运送或其他操作中），以确保部件的快速、高效、准确和安全的处置，以组装套件。

尽管已经出于清楚理解的目的而稍为详细地描述了以上实施例，但本发明不限于所提供的细节。存在实现本发明的许多可替换方式。所公开的实施例是说明性的而非限制性的。

Claims

1.一种机器人配套系统，包括：

通信接口；以及

处理器，耦合到所述通信接口且被配置成：

将物品移动到与所述物品要被插入到其中的槽相关联的位置；

经由所述通信接口来接收由力传感器生成的力信息；

使用力传感器信息以将包括所述物品的结构与包括所述槽的对应腔对准；以及

将所述物品插入到所述槽中。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述处理器进一步被配置成：从源容器抓住所述物品。

3.如权利要求1所述的系统，其中所述处理器进一步被配置成：接收高级目标以及生成和实现计划以实现所述高级目标，包括通过将所述物品移动到所述位置。

4.如权利要求1所述的系统，其中所述处理器被配置成：使用位置控制将所述物品移动到所述位置。

5.如权利要求1所述的系统，其中所述槽被包括在目的地容器中。

6.如权利要求5所述的系统，其中所述对应腔包括在衬底中限定的腔。

7.如权利要求6所述的系统，其中所述衬底包括泡沫或其他插入物。

8.如权利要求1所述的系统，其中所述腔包括第一腔，并且所述槽包括一个或多个其他腔。

9.如权利要求8所述的系统，其中所述腔中的一个或多个腔具有与所述腔中的一个或多个其他腔不同的形状或尺寸。

10.如权利要求1所述的系统，其中所述处理器被配置成：调用力控制基元，以使用力传感器信息以将包括所述物品的结构与包括所述槽的对应腔对准。

11.如权利要求1所述的系统，其中所述处理器被配置成：使用力传感器信息，以至少部分地通过将所述物品重定位到由搜索算法确定的位置以及施加向下的垂直力，将包括所述物品的结构与包括所述槽的对应腔对准。

12.如权利要求1所述的系统，其中所述处理器被配置成：至少部分地基于力传感器信息，来检测所述位置和所述槽与之相关联的目的地容器处于与期望取向不同的所检测到的取向。

13.如权利要求12所述的系统，其中所述处理器进一步被配置成：至少部分地基于检测到所述目的地容器处于与期望取向不同的所检测到的取向，来重新映射针对包括所述目的地容器的一个或多个槽的位置信息。

14.如权利要求12所述的系统，其中所检测到的取向与所述期望取向相差大约180度，并且所述处理器被配置成：至少部分地通过撤回所述物品、旋转所述物品180度以及将所述物品移动到与所述槽相关联的重新映射位置，将所述物品插入所述槽中。

15.一种方法，包括：

控制机器人臂将物品移动到与所述物品要被插入到其中的槽接近的位置；

经由通信接口来接收由力传感器生成的力信息；

将所述物品插入到所述槽中。

16.如权利要求15所述的方法，进一步包括：接收高级目标以及生成和实现计划以实现所述高级目标，包括通过将所述物品移动到所述位置。

17.如权利要求15所述的方法，其中使用位置控制将所述物品移动到所述位置。

18.如权利要求15所述的方法，其中所述槽被包括在目的地容器中，并且所述对应腔包括在衬底中限定的腔。

19.如权利要求15所述的方法，力传感器信息用于：至少部分地通过将所述物品重定位到由搜索算法确定的位置以及施加向下的垂直力，将包括所述物品的结构与包括所述槽的对应腔对准。

20.一种体现在非瞬变计算机可读介质中的计算机程序产品，包括用于执行下述操作的计算机指令：

经由通信接口来接收由力传感器生成的力信息；

将所述物品插入到所述槽中。