CN116280823A - 具有夹持机构的机器人系统以及相关系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本文公开了具有夹持机构的机器人系统以及相关系统和方法。在一些实施方案中，所述机器人系统包括机器人臂和耦接到所述机器人臂的臂端工具。所述臂端工具可包括外壳、真空夹持部件和夹紧部件。所述真空夹持部件可以可操作地耦接到所述外壳的下表面以向目标物体的上表面施加吸力。所述夹紧部件可包括第一夹紧元件和第二夹紧元件。所述第一夹紧元件至少部分地在所述外壳的所述下表面下方突出并且能够沿侧向轴线移动以与所述目标物体的第一侧表面配合。类似地，所述第二夹紧元件至少部分地在框架的下表面下方突出并且能够沿侧向轴线移动以与所述目标物体的第二侧表面配合。

Description

具有夹持机构的机器人系统以及相关系统和方法
本申请是中国申请CN202310202319.1的分案申请，该申请日期为2023年3月2日，发明名称为“具有夹持机构的机器人系统以及相关系统和方法”。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2022年3月2日提交的美国临时专利申请号63/315,947的权益，所述申请的全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本技术总体涉及具有夹持机构的机器人系统，并且更具体地涉及具有用于识别目标物体并基于目标物体调整夹持器机构的特征的机器人系统。
背景技术
随着性能的不断增强和成本的降低，许多机器人(例如，被配置来自动地/自主地执行物理动作的机器)现在广泛用于许多领域。例如，机器人可用于在制造和/或组装、包装和/或打包、运输和/或运送等过程中执行各种任务(例如，在空间上操纵或转移物体)。在执行任务时，机器人可复制人类动作，从而取代或减少原本执行危险或重复性任务所需的人类参与。
然而，尽管技术进步了，但是机器人通常缺乏复制执行更大和/或更复杂任务所需的人类交互所必需的先进性。因此，仍然需要用于管理机器人之间的操作和/或交互的改进的技术和系统。
附图说明
图1是根据本技术的一些实施方案的具有夹持机构的机器人系统可在其中操作的示例性环境的图示。
图2是根据本技术的一些实施方案的示出图1的机器人系统的框图。
图3是根据本技术的一些实施方案配置的机器人单元的图示。
图4A至图4D是根据本技术的一些实施方案的臂端工具的局部示意图。
图5A和图5B是根据本技术的一些实施方案的在第一位置与第二位置之间移动的臂端工具的局部示意性侧视图。
图6A至图6D是示出根据本技术的一些实施方案的处于抓取操作的各个阶段的臂端工具的局部示意图。
图7是根据本技术的一些实施方案的用于操作具有物体夹持组件的机器人系统的过程的流程图。
附图不一定按比例进行绘制。类似地，出于讨论本技术的一些实现方式的目的，可将一些部件和/或操作分成不同的框或组合成单个框。此外，虽然所述技术可经受各种修改和替代形式，但是具体实现方式已在附图中通过示例的方式示出并且在下文详细描述。然而，其意图不是将所述技术限制于所描述的特定实现方式。
为了便于参考，本文有时参考相对于图中所示实施方案的空间取向的顶部和底部、上部和下部、向上和向下、纵向平面、水平平面、x-y平面、竖直平面和/或z平面来描述臂端工具及其部件。然而，应当理解，在不改变本技术公开的实施方案的结构和/或功能的情况下，可将臂端工具及其部件移动到不同的空间取向并在不同的空间取向中使用。
具体实施方式
概述
本文公开了具有混合夹持机构的机器人系统以及相关系统和方法。在一些实施方案中，机器人系统包括机器人臂和耦接到机器人臂的臂端工具。臂端工具可包括外壳，以及可操作地耦接到外壳的真空夹持部件和夹紧部件。例如，真空夹持部件可以可操作地耦接到外壳的下表面，以与目标物体的上表面配合(例如通过吸力)。然而，吸力可能不足以以必要的稳定性移动目标物体(例如，完全夹持目标物体和/或允许臂端工具以相对高的速度移动目标物体)。夹紧部件可帮助补充夹持的强度。为此，夹紧部件可包括第一夹紧元件和第二夹紧元件，第一夹紧元件和第二夹紧元件至少部分地位于外壳的下表面下方(或从外壳的下表面下方突出)并且可沿侧向轴线移动以与(例如，夹紧)目标物体的侧表面配合。
在一些实施方案中，夹紧部件还包括可操作地耦接在外壳与第一夹紧元件和第二夹紧元件之间的致动器系统。致动器系统可控制第一夹紧元件和第二夹紧元件沿侧向轴线的移动。仅以举例的方式，致动器系统可包括分别耦接到第一夹紧元件和第二夹紧元件的第一可延伸臂和第二可延伸臂，以及控制可延伸臂的延伸的一个或多个驱动器。另外，臂端工具可包括可操作地耦接到致动器系统的一个或多个传感器以及可操作地耦接到传感器和致动器系统的控制器。
传感器测量第一夹紧元件和/或第二夹紧元件与目标物体的侧表面之间的力。例如，传感器可包括耦接到致动器系统的输入线以测量致动器系统所消耗的电流的电流传感器、位置被设置以测量第一夹紧元件和第二夹紧元件的移动阻力的力传感器、和/或任何其他合适的传感器。
控制器可存储指令，所述指令当由控制器执行时致使控制器从所述传感器接收与力相关的一个或多个信号，并且当力的量值超过阈值时经由致动器系统停止第一夹紧元件和第二夹紧元件的移动。在一些实施方案中，阈值是被配置来避免第一夹紧元件和第二夹紧元件对目标物体的损坏的预先确定的值。在一些实施方案中，阈值在不同的目标物体之间变化。
在一些实施方案中，真空夹持部件包括各自可操作地耦接到下表面的第一真空元件和第二真空元件。此外，第二真空元件可与第一真空元件间隔开以在其间限定间隙。在此类实施方案中，第一夹紧元件和第二夹紧元件可通过由第一真空元件和第二真空元件限定的间隙操作性地耦接到外壳。
在各种实施方案中，第一夹紧元件可独立于第二夹紧元件沿侧向轴线移动，第二夹紧元件可独立于第一夹紧元件沿侧向轴线移动，第一夹紧元件和第二夹紧元件一起移动，和/或第一夹紧元件和第二夹紧元件中只有一者沿侧向轴线移动。
为了清楚起见，在下面的描述中没有阐述描述公知的并且通常与机器人系统和子系统相关联但是可能不必要地使所公开技术的一些重要方面模糊的结构或过程的若干细节。此外，虽然以下公开内容阐述了本技术的不同方面的若干实施方案，但是若干其他实施方案可具有与本节中所描述的配置或部件不同的配置或部件。因此，所公开的技术可具有带另外的元件或不带下文描述的若干元件的其他实施方案。
下文描述的本公开的许多实施方案或方面可采取计算机可执行或控制器可执行指令的形式，包括由可编程计算机或控制器执行的例程。相关领域的技术人员将明白，可以在除了下文示出和描述的计算机或控制器系统之外的计算机或控制器系统上实践所公开技术。本文描述的技术可体现在专用计算机或数据处理器中，所述专用计算机或数据处理器被具体编程、配置或构造成执行下文描述的计算机可执行指令中的一个或多个。因此，如本文通常使用的术语“计算机”和“控制器”是指任何数据处理器，并且可包括互联网器具和手持式装置，包括掌上计算机、可穿戴计算机、蜂窝或移动电话、多处理器系统、基于处理器的或可编程的消费型电子产品、网络计算机、小型计算机等。由这些计算机和控制器处理的信息可呈现在任何合适的显示介质上，所述显示介质包括液晶显示器(LCD)。用于执行计算机或控制器可执行的任务的指令可存储在任何合适的计算机可读介质中或其上，所述计算机可读介质包括硬件、固件或硬件与固件的组合。指令可包含在任何合适的存储器装置中，所述存储器装置包括例如闪存盘、USB装置和/或其他合适的介质。
术语“耦接”和“连接”以及它们的派生词在本文中可用于描述部件之间的结构关系。应理解，这些术语无意作为彼此的同义词。而是，在特定实施方案中，“连接”可用于指示两个或更多个元件彼此直接接触。除非在上下文中另外变得明显，否则术语“耦接”可用于指示两个或更多个元件彼此直接地或间接地(在它们之间有其他中间元件)接触，或者两个或更多个元件协作或彼此交互(例如，以因果关系进行交互，诸如用于信号发射/接收或用于函数调用)，或其两者。
机器人系统的示例性环境
图1是具有物体搬运机构的机器人系统100可在其中操作的示例性环境的图示。机器人系统100的操作环境可包括被配置来执行一个或多个任务的一个或多个结构，诸如机器人或机器人装置。物体搬运机构的各方面可由各种结构和/或部件来实践或实现。
在图1中所示的示例中，机器人系统100可包括仓库、配送中心或运送枢纽中的卸载单元102、转移单元104、运输单元106、装载单元108或者其组合。机器人系统100中的每个单元可被配置来执行一个或多个任务。可按次序组合任务以执行达成目标的操作，例如诸如从车辆(诸如，卡车、拖车、货车或轨道车)上卸载物体以存储在仓库中，或者从存储位置卸载物体并将它们装载到车辆上以便运送。在另一个示例中，任务可包括：将物体从一个位置(诸如集装箱、箱柜、笼子、篮子、架子、平台、托盘或传送带)移动到另一个位置。单元中的每一个可被配置来执行一系列动作(诸如，操作在其中的一个或多个部件)以执行任务。
在一些实施方案中，任务可包括：与目标物体112的交互，诸如物体的操纵、移动、重新定向或其组合。目标物体112是将由机器人系统100搬运的物体。更具体地，目标物体112可以是许多物体中属于机器人系统100的操作或任务的目标的特定物体。例如，目标物体112可以是机器人系统100已经选择或当前正在被搬运、操纵、移动、重新定向或其组合的物体。作为示例，目标物体112可包括盒子、箱子、管子、包裹、捆装货、各式各样的单独物品或者可由机器人系统100搬运的任何其他物体。
作为示例，任务可包括：将目标物体112从物体源114转移到任务位置116。物体源114是用于存储物体的容器。物体源114可包括多种配置和形式。例如，物体源114可以是具有或不具有壁的平台，在所述平台上可放置或堆叠物体，诸如托盘、架子或传送带。又如，物体源114可以是物体可放置在其中的具有壁或盖的部分或完全封闭的容器，诸如箱柜、笼子或篮子。在一些实施方案中，部分或完全封闭的物体源114的壁可以是透明的，或者可包括各种尺寸的开口或间隙以使得包含在其中的物体的各部分通过壁可以是可见的或部分可见的。
图1示出可由机器人系统100的各种单元执行来搬运目标物体112的可能的功能和操作的示例，并且应当理解，环境和条件可与下文所述的环境和条件不同。例如，卸载单元102可以是被配置来将目标物体112从运载工具(诸如，卡车)中的位置转移到传送带上的位置的车辆卸货机器人。另外，转移单元104诸如码垛机器人可被配置来将目标物体112从传送带上的位置转移到运输单元106上的位置，诸如用于将目标物体112装载在运输单元106上的托盘上。在另一个示例中，转移单元104可以是被配置来将目标物体112从一个集装箱转移到另一个集装箱的单品拣选机器人。在完成操作时，运输单元106可将目标物体112从与转移单元104相关联的区域转移到与装载单元108相关联的区域，并且装载单元108可诸如通过移动承载目标物体112的托盘将目标物体112从转移单元104转移到存储位置，诸如架子上的位置。
在一些实施方案中，机器人系统100可包括被配置来执行涉及不同目标物体的不同任务的单元(例如，传送单元)。例如，机器人系统100可包括转移单元104，所述转移单元被配置来(通过例如多用途末端执行器)操纵包裹、包装容器(例如托盘或箱)和/或支撑物体(例如，衬纸)。转移单元104可位于具有围绕转移单元104布置的不同目标物体的站点处。机器人系统100可使用多用途配置来排序和执行不同的任务以实现复杂的操作。除此之外或替代地，站点可用于根据整体系统100的实时要求或条件来适应或实现不同类型的任务(例如，包装/拆包来自运送单元的物体、堆叠托盘/衬纸或对其进行分组等)。有关任务和多用途配置的细节如下文所述。
出于说明目的，在运送中心的情景中描述了机器人系统100；然而，应当理解，机器人系统100可被配置来在其他环境中或出于其他目的(诸如用于制造、组装、打包、医疗保健或其他类型的自动化)执行任务。还应当理解，机器人系统100可包括图1中未示出的其他单元，诸如操纵器、服务机器人、模块化机器人。例如，在一些实施方案中，机器人系统100可包括：卸垛单元，所述卸垛单元用于将物体从笼子、推车或托盘转移到传送机或其他托盘上；集装箱切换单元，所述集装箱切换单元用于将物体从一个集装箱转移到另一集装箱；打包单元，所述打包单元用于包装物体；分拣单元，所述分拣单元用于根据物体的一个或多个特性对物体进行分组；单品拣选单元，所述单品拣选单元用于根据物体的一个或多个特性以不同方式操纵(诸如，分拣、分组和/或转移)物体；或其组合。
机器人系统100可包括控制器109，所述控制器被配置来与机器人单元中的一个或多个进行交互和/或控制机器人单元中的一个或多个。例如，控制器109可包括被配置来导出用于操作对应机器人单元的运动计划和/或对应命令、设置等的电路(例如，一个或多个处理器、存储器等)。控制器109可将运动计划、命令、设置等传送给机器人单元，并且机器人单元可执行传送的计划以完成对应的任务，诸如将目标物体112从物体源114转移到任务位置116。此外，机器人系统可耦接到环境传感器140和/或成像系统160以记录机器人系统100周围的环境和/或对目标物体112进行一次或多次测量以辅助控制器109导出运动计划。
适用系统
图2是示出根据本技术的一个或多个实施方案的机器人系统100的框图。在一些实施方案中，例如，机器人系统100可包括电子装置、电气装置或其组合，诸如控制单元202(在本文中有时也称为“处理器”)、存储单元204、通信单元206、具有系统接口210(在本文中有时也称为“用户接口210”)的系统输入/输出(I/O)装置208、一个或多个致动装置212、一个或多个运输马达214、一个或多个传感器单元216，或它们彼此耦接的、与上文图1中所描述的单元或机器人中的一者或多者集成或耦接的组合、或其组合。
控制单元202可以多种不同方式实现。例如，控制单元202可以是处理器、专用集成电路(ASIC)、嵌入式处理器、微处理器、硬件控制逻辑、硬件有限状态机(FSM)、数字信号处理器(DSP)或其组合。控制单元202可执行软件和/或指令以提供机器人系统100的智能。
控制单元202可以可操作地耦接到用户接口210以向用户提供对控制单元202的控制。用户接口210可用于控制单元202与机器人系统100中的其他功能单元之间的通信。用户接口210还可用于机器人系统100外部的通信。用户接口210可从其他功能单元或从外部源接收信息，或者可将信息传输到其他功能单元或传输到外部目的地。外部源和外部目的地是指机器人系统100外部的源和目的地。
用户接口210可以不同的方式实现并且可包括不同的实现方式，这取决于哪些功能单元或外部单元正在与用户接口210交互。例如，用户接口210可用压力传感器、惯性传感器、微机电系统(MEMS)、光学电路、波导、无线电路、有线电路、应用程序接口或其组合来实现。
存储单元204可存储软件指令、主数据、追踪数据或其组合。出于说明的目的，存储单元204被示出为单个元件，但是应当理解存储单元204可以是存储元件的分布。同样为了说明的目的，机器人系统100被示出为具有存储单元204作为单层级存储系统，但是应当理解机器人系统100可具有不同配置的存储单元204。例如，存储单元204可由不同的存储技术形成，从而形成包括不同级别的高速缓存、主存储器、旋转介质或离线存储的存储器层级系统。
存储单元204可以是易失性存储器、非易失性存储器、内部存储器、外部存储器或其组合。例如，存储单元204可以是非易失性存储装置，诸如非易失性随机存取存储器(NVRAM)、快闪存储器、磁盘存储装置，或易失性存储装置，诸如静态随机存取存储器(SRAM)。作为另一示例，存储单元204可以是包括非易失性存储器诸如硬盘驱动器、NVRAM、固态存储装置(SSD)、光盘(CD)、数字视频光盘(DVD)或通用串行总线(USB)快闪存储器装置的非暂时性计算机介质。软件可存储在非暂时性计算机可读介质上以由控制单元202执行。
存储单元204可以可操作地耦接到用户接口210。用户接口210可用于机器人系统100中的存储单元204与其他功能单元之间的通信。用户接口210还可用于机器人系统100外部的通信。用户接口210可从其他功能单元或从外部源接收信息，或者可将信息传输到其他功能单元或传输到外部目的地。外部源和外部目的地是指机器人系统100外部的源和目的地。
与上文的讨论类似，用户接口210可包括不同的实现方式，这取决于哪些功能单元或外部单元正在与存储单元204交互。用户接口210可用与上文讨论的用户接口210的实现方式类似的技术和技艺来实现。
在一些实施方案中，存储单元204用于进一步存储处理结果、预先确定的数据、阈值或其组合并且提供对它们的访问。例如，存储单元204可存储包括一个或多个目标物体112(例如，盒子、盒子类型、箱子、箱子类型、产品和/或其组合)的描述的主数据。在一个实施方案中，主数据包括预期将由机器人系统100操纵的一个或多个目标物体112的尺寸、预先确定的形状、用于潜在位姿的模板和/或用于识别不同位姿的计算机生成的模型、颜色方案、图像、标识信息(例如，条形码、快速响应(QR)代码、徽标等)、预期位置、预期重量和/或其组合。
在一些实施方案中，主数据包括与机器人系统100可遇到或搬运的一个或多个物体有关的操纵相关信息。例如，物体的操纵相关信息可包括物体中的每一个上的质心位置、与一个或多个动作、操纵对应的预期的传感器测量值(例如，力、扭矩、压力和/或接触测量值)、或其组合。
通信单元206可实现往返于机器人系统100的外部通信。例如，通信单元206可使机器人系统100能够通过通信路径218(诸如有线或无线网络)与其他机器人系统或单元、外部装置(诸如外部计算机、外部数据库、外部机器、外部外围装置)或其组合进行通信。
通信路径218可跨越并表示多种网络和网络拓扑。例如，通信路径218可包括无线通信、有线通信、光学通信、超声通信或其组合。例如，可包括在通信路径218中的无线通信的示例是卫星通信、蜂窝通信、蓝牙、红外数据协会标准(lrDA)、无线局域网(WiFi)和全球微波接入互操作性(WiMAX)。可包括在通信路径218中的有线通信的示例是电缆、以太网、数字用户线(DSL)、光纤线、光纤到户(FTTH)和普通老式电话服务(POTS)。另外，通信路径218可遍历多个网络拓扑和距离。例如，通信路径218可包括直接连接、个人局域网(PAN)、局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)或其组合。机器人系统100可通过通信路径218在各个单元之间传输信息。例如，信息可在控制单元202、存储单元204、通信单元206、I/O装置208、致动装置212、运输马达214、传感器单元216或其组合之间传输。
通信单元206还可用作通信集线器，从而使机器人系统100用作通信路径218的一部分而不限于作为通信路径218的端点或终端单元。通信单元206可包括用于与通信路径218交互的有源和无源部件，诸如微电子器件或天线。
通信单元206可包括通信接口248。通信接口248可用于通信单元206与机器人系统100中的其他功能单元之间的通信。通信接口248可从其他功能单元或从外部源接收信息，或者可将信息传输到其他功能单元或传输到外部目的地。外部源和外部目的地是指机器人系统100外部的源和目的地。
取决于哪些功能单元正与通信单元206接口，通信接口248可包括不同的实现方式。通信接口248可用与上文讨论的控制接口240的实现方式类似的技术和技艺来实现。
I/O装置208可包括一个或多个输入子装置和/或一个或多个输出子装置。I/O装置208的输入装置的示例可包括小键盘、触摸板、软键、键盘、传声器、用于接收远程信号的传感器、用于接收运动命令的相机或它们的任何组合以提供数据和通信输入。输出装置的示例可包括显示接口。显示接口可以是任何图形用户接口，诸如显示器、投影仪、视频屏幕和/或它们的任何组合。
控制单元202可操作I/O装置208来呈现或接收由机器人系统100生成的信息。控制单元202可操作I/O装置208来呈现由机器人系统100生成的信息。控制单元202还可执行软件和/或指令以用于机器人系统100的其他功能。控制单元202还可执行软件和/或指令以用于通过通信单元206与通信路径218交互。
机器人系统100可包括在接头处连接以进行运动(诸如转动位移、平移位移或其组合)的物理或结构构件，诸如机器人操纵臂。所述结构构件和接头可形成动力链，所述动力链被配置来根据机器人系统100的使用或操作来操纵末端执行器(诸如，夹持元件)以执行一个或多个任务，诸如夹持、自旋或焊接。机器人系统100可包括致动装置212，诸如马达、致动器、导线、人造肌肉、电活性聚合物或其组合，所述致动装置被配置来围绕对应接头或在对应接头处对结构构件进行驱动、操纵、移位、重新定向或其组合。在一些实施方案中，机器人系统100可包括运输马达214，所述运输马达被配置来将对应的单元从一个地方运输到另一个地方。
机器人系统100可包括传感器单元216，所述传感器单元被配置来获得用于执行任务和操作的信息，诸如用于操纵结构构件或用于运输机器人单元的信息。传感器单元216可包括被配置来检测或测量机器人系统100的一个或多个物理性质(诸如一个或多个结构构件或接头的状态、条件、位置、有关物体或周围环境的信息、或其组合)的装置。作为示例，传感器单元216可包括成像装置、系统传感器、接触传感器和/或其任何组合。
在一些实施方案中，传感器单元216包括一个或多个成像装置222。成像装置222是被配置来检测周围环境和对周围环境成像的装置。例如，成像装置222可包括2维相机、3维相机(两者都可包括视觉和红外能力的组合)、激光雷达、雷达、其他测距装置和其他成像装置。成像装置222可生成所检测的环境的表示(诸如数字图像或点云)，所述表示用于实现机器/计算机视觉以用于自动检查、机器人导引或其他机器人应用。如下文进一步详细描述的，机器人系统100可通过控制单元202处理数字图像、点云或其组合以标识图1的目标物体112、目标物体112的位姿或其组合。为了操纵目标物体112，机器人系统100可捕获并分析指定区域(诸如，卡车内部、集装箱内部或传送带上的物体的拾取位置)的图像以标识图1的目标物体112和其物体源114。类似地，机器人系统100可捕获并分析另一个指定区域(诸如，用于将物体放置在传送带上的投放位置、用于将物体放置在集装箱内部的位置或用于堆叠目的的托盘上的位置)的图像以标识图1的任务位置116。
在一些实施方案中，传感器单元216可包括系统传感器224。系统传感器224可监测机器人系统100内的机器人单元。例如，系统传感器224可包括用于检测和监测结构构件(诸如机器人臂和末端执行器、机器人单元的对应接头或其组合)的位置的单元或装置。在具体示例中，系统传感器224可包括电容传感器、力传感器、扭矩传感器和/或测量对末端执行器中的夹紧机构的移动的阻力的传感器。作为另一个示例，机器人系统100可在任务执行期间使用系统传感器224来追踪结构构件和接头的位置、取向或其组合。系统传感器224的示例可包括加速度计、陀螺仪或位置编码器。
在一些实施方案中，传感器单元216可包括接触传感器226，诸如，压力传感器、力传感器、应变仪、压阻/压电传感器、电容传感器、弹性电阻传感器、扭矩传感器、线性力传感器、其他触觉传感器和/或被配置来测量与多个物理结构或表面之间的直接接触相关联的特性的任何其他合适的传感器。例如，接触传感器226可测量与末端执行器在目标物体112上的夹持(例如，一个或多个夹紧机构在目标物体112的侧面上的夹持)相对应的特性，或者测量目标物体112的重量。因此，接触传感器226可输出表示量化度量的接触度量，诸如与夹持元件与目标物体112之间的接触或附接程度相对应的测量到的力或扭矩。例如，接触量度可包括与由末端执行器施加到目标物体112上的力相关联的一个或多个力或扭矩读数。
合适的机器人物体夹持系统
图3是根据本技术的一些实施方案配置的机器人单元300(例如，机器人单元中的一者，诸如上文针对图1描述的码垛机单元、拆箱单元、拾取器单元等)的图示。在图示的实施方案中，机器人单元300包括机器人臂310和由机器人臂310承载的臂端工具320(本文中有时也称为“末端执行器”、“物体夹持组件”、“夹持组件”、“抓取机构”、“物体夹持器”、“夹持器”和/或“夹持头”)。如图3所示，机器人臂310可包括第一凸缘312和一个或多个接头314(示出了三个)，而臂端工具320包括可操作地可耦接到机器人臂310的第一凸缘312的第二凸缘322。当连结在一起时，第一凸缘312和第二凸缘322可建立物理连接和一个或多个通信连接(例如，电连接、流体连接或其他合适的通信连接)。物理连接允许机器人臂310承载臂端工具320，而通信连接允许通过到机器人臂310的连接来控制臂端工具320。
机器人单元300可被配置来拾取、夹持、运输、释放、装载和/或卸载各种类型或类别的物体。例如，在图示的实施方案中，一个或多个接头314允许机器人臂310将臂端工具320的位置可控制地设置在目标物体(例如，上文相对于图1所讨论的目标物体112)之上和/或其附近。一旦位置被设置，臂端工具320就可被操作来夹持目标物体。一个或多个接头314之后还允许机器人臂310可控地设置臂端工具320的位置以在各位置之间(例如，在拾取位置和放下位置之间)移动目标物体。一旦臂端工具320位于期望位置之上，就可操作臂端工具320以释放目标物体。关于臂端工具320的操作的另外的细节在下文相对于图4A至图7提供。
图4A至图4D是根据本技术的一些实施方案配置的臂端工具400(例如，图3的臂端工具320的实例)的局部示意图。更具体地，图4A和图4B是臂端工具400的局部示意性侧视图，图4C是臂端工具400下侧的局部示意图，并且图4D是臂端工具400的局部示意性前视图，每个视图示出根据本技术的一些实施方案的臂端工具400的各种特征。
如图4A和图4B所示，臂端工具400(本文中有时也称为“末端执行器”、“物体夹持组件”、“夹持组件”、“抓取机构”、“物体夹持器”、“夹持器”、“夹持头”等)包括外壳410，以及各自由外壳410承载的真空夹持部件420和物体夹紧部件430。外壳410包括下表面412、与下表面412相对的上表面414、和前缘416(本文中有时也称为“前表面”、“前部部分”、“正向表面”等)，以及与前缘416相对的后缘418。外壳410(本文中有时也称为“框架”)可通过外壳410的上表面上的连接凸缘402耦接到机器人臂(例如，图3的机器人臂310)和/或另一合适的部件。
真空夹持部件420(“真空部件420”，本文中有时也称为“抽吸部件”、“抽吸夹持器”等)可由外壳410的下表面412承载。在各种实施方案中，真空部件420可包括被配置来夹持目标物体或将目标物体附连到臂端工具400的一个或多个吸盘、真空垫、真空开口等。例如，为了拾取和运输目标物体(例如，在抓取操作期间)，可将臂端工具400的位置设置在目标物体之上之后降低直到真空部件420接触目标物体的上表面。之后可操作真空部件420或其子部分以向目标物体的上表面施加真空力，从而与所述上表面配合。一旦配合，臂端工具400就可上升并移动以将目标物体从第一位置(例如，传送带)提升和运输到第二位置(例如，托盘或其他运送部件、仓库推车等)。
在一些实施方案中，来自真空部件420的真空力足以提升和运输目标物体。然而，即使在此类实施方案中，目标物体在运输过程中也可能不稳定，尤其是当臂端工具从第一位置朝向第二位置快速移动时。不稳定性可导致臂端工具400偶尔跌落目标物体。另外，不稳定性可导致目标物体在真空部件420上偏移，从而削弱臂端工具400将目标物体准确地放置在第二位置处(例如，以包装运送容器)的能力。此外，在一些实施方案中，目标物体太重而不能由真空部件420单独夹持。
物体夹紧部件430(“夹紧部件430”，本文中有时也称为“夹紧系统”、“侧面夹持部件”等)可帮助减少不稳定性和/或允许臂端工具400完全夹持目标物体。如图4A和图4B所示，夹紧部件430可包括至少部分地从外壳410的下表面412和真空部件420下方突出的第一夹紧元件和第二夹紧元件432、436。第一夹紧元件和第二夹紧元件432、436(本文中有时也称为第一和第二“夹紧部件”、“板”、“夹紧部分”、“夹紧夹持器”等)可沿侧向轴线(例如，x轴，本文中有时也称为臂端工具400的纵向轴线)移动以调整它们之间的距离D1。如下文更详细地讨论的，所述移动可允许第一夹紧元件和第二夹紧元件432、436夹紧(例如，接触、夹住、抓住、稳定等)目标物体的侧面。夹紧可通过在目标物体的两侧上为物体提供支撑(例如，从而减少目标物体在真空部件420上的移动)，来减少不稳定性和/或允许臂端工具400完全夹持目标物体。除此之外或替代地，夹紧可通过提供另外的夹持力来减少不稳定性和/或允许臂端工具400完全夹持目标物体。
在图示的实施方案中，第一夹紧元件432具有在下表面412下方突出并且朝向第二夹紧元件436定向的第一夹紧表面433。类似地，第二夹紧元件436具有在下表面412下方突出并且朝向第一夹紧元件432定向的第二夹持表面437。第一夹紧表面和第二夹紧表面433、437可帮助促进夹紧过程。例如，第一夹紧表面和第二夹紧表面433、437可具有(例如，相对于目标物体表面的阈值水平的)相对高的静摩擦系数以减少目标物体被夹紧后滑动的机会，和/或具有非刚性表面以减少目标物体在被夹紧时被损坏的机会。在各种实施方案中，第一夹紧表面和第二夹紧表面433、437可以是橡胶材料、泡沫材料、硅树脂材料等。
如图4A和图4B进一步所示，夹紧部件430还可包括具有一个或多个致动器442(图4A和图4B总共示出两个，图4A和4B各示出一个)的致动器系统440。致动器442可耦接到第一夹紧元件和第二夹紧元件432、436以驱动沿侧向轴线的运动。在一些实施方案中，第一致动器(例如，图4A所示的致动器442)可驱动第一夹紧元件432的运动，而第二致动器(例如，图4B所示的致动器442)可驱动第二夹紧元件436的运动。在一些此类实施方案中，第一致动器和第二致动器可操作地耦接到相同的控制器(例如，图1的控制器109)，从而允许控制和/或从单个位置监测第一夹紧元件和第二夹紧元件432、436的运动。除此之外或替代地，在各种此类实施方案中，第一夹紧元件和第二夹紧元件432、436可同时、异步、独立等地移动。
在一些实施方案中，所述系统包括可驱动第一夹紧元件和/或第二夹紧元件432、436的运动的单个致动器442。在特定的非限制性示例中，致动器442可包括通过一个或多个可脱离的耦接齿轮耦接到第一夹紧元件和/或第二夹紧元件432、436的驱动齿轮。在此类实施方案中，单个致动器442可同时、异步、独立等地移动第一夹紧元件和第二夹紧元件432、436。在一些实施方案中，仅第一夹紧元件432(或仅第二夹紧元件436)耦接到致动器系统440，而第二夹紧元件436(或第一夹紧元件432)是静止的。在特定的非限制性示例中，致动器系统440可驱动第一夹紧元件432沿侧向轴线的运动，同时第二夹紧元件与外壳410的前缘416静止地对齐。在各种实施方案中，致动器系统440可包括具有齿轮轨道的臂，而致动器442包括可操作地耦接到齿轮轨道的齿轮；致动器系统440可包括一个或多个T形轨道臂，而致动器442包括耦接到T形轨道的可驱动轴承；致动器系统440可包括一个或多个可延伸臂(例如，伸缩臂、滑动轨道等)，而致动器442可以可控制地延伸所述臂；致动器系统440可包括推车和齿轮轨道，而致动器442包括用于移动推车的机构(例如电动马达)；和/或各种其他合适的机构。
在图4A和图4B所示的实施方案中，臂端工具还包括可操作地耦接到致动器系统440和/或第一夹紧元件和第二夹紧元件432、436的一个或多个传感器450(在图4A和图4B中示意性地示出)。传感器450可包括位置被设置以在第一夹紧元件和第二夹紧元件432、436与目标物体配合后测量它们之间的力的图2的系统传感器224的实例。因此，传感器450可允许机器人系统100(例如，在臂端工具400、对应的机器人单元或单独的控制器处)检测目标物体何时被夹紧系统350配合和/或测量目标物体上夹紧的强度。例如，图2的控制单元202可分析传感器450的输出、第一夹紧元件和第二夹紧元件432、436的位置和/或速度、其变化或其组合以识别第一夹紧元件432、第二夹紧元件436或其两者已经接触目标物体。
在一些实施方案中，例如，传感器450包括测量致动器系统440在移动第一夹紧元件和第二夹紧元件432、436时所消耗的电流的一个或多个电流传感器。第一夹紧元件和/或第二夹紧元件432、436在接触目标物体之前的无阻力移动可消耗第一量的能量(例如，致动器442汲取第一电流以移动第一夹紧元件和第二夹紧元件432、436)。当第一夹紧元件和/或第二夹紧元件432、436中的一个(或两个)接触目标物体时，第一夹紧元件和/或第二夹紧元件432、436的移动受阻。阻力移动可消耗比第一量更大的第二量的能量(例如，致动器442汲取第二更大的电流以继续移动第一夹紧元件和第二夹紧元件432、436)。电流传感器可测量致动器系统440所消耗的电流并且允许臂端工具400(例如，通过控制器或另一合适的部件)检测当第一夹紧元件和/或第二夹紧元件432、436接触目标物体时的电流消耗增加。继而，臂端工具400可停止致动器442的操作。通过停止致动器442，臂端工具400可停止第一夹紧元件和/或第二夹紧元件432、436的运动以在配合后停止对目标物体夹紧。因此，电流传感器(以及耦接到其的控制器)允许臂端工具减少(或避免)由于在目标物体的侧面上太用力地夹紧而对目标物体造成的损坏。
在一些实施方案中，致动器系统440包括可操作地耦接到第一夹紧元件432的第一致动器和可操作地耦接到第二夹紧元件436的第二致动器。在此类实施方案中，传感器450包括可操作地耦接到第一致动器的第一电流传感器和可操作地耦接到第二致动器的第二电流传感器。因此，臂端工具400(或另一合适的部件)可独立地监测第一夹紧元件和第二夹紧元件432、436。在一些实施方案中，臂端工具400响应于检测到的电流消耗的增加而独立地停止第一致动器和第二致动器。因此，第一夹紧元件432可移动直到它与目标物体的第一侧配合，而第二夹紧元件436可移动直到它与目标物体的第二侧配合。独立的停止可帮助减少(或避免)对目标物体任一侧的损坏。在一些实施方案中，臂端工具400考虑电流消耗的增加幅度以仅响应于高于预定阈值的增加来停止第一夹紧元件和第二夹紧元件432、436。预定阈值可对应于当第一夹紧元件和第二夹紧元件432、436两者与目标物体配合时预期的增加。换句话说，当第一夹紧元件和第二夹紧元件432、436中只有一者与目标物体配合时，电流消耗的增加可低于预定阈值。在这种情况下，增加对应于配合的夹紧元件将目标物体朝向未配合的夹紧元件推动所消耗的电流。通过允许配合的夹紧元件将目标物体朝向未配合的夹紧元件推动，臂端工具400可提高夹紧过程的速度。
在一些实施方案中，传感器450包括监测由致动器系统440消耗的电流的单个电流传感器(例如，与致动器的数量无关)。因此，臂端工具400共同地监测第一夹紧元件和第二夹紧元件432、436。在此类实施方案中，臂端工具400可考虑电流消耗的增加幅度以仅响应于高于预定阈值的增加来停止第一夹紧元件和第二夹紧元件432、436。如上文所讨论，预定阈值可对应于当第一夹紧元件和第二夹紧元件432、436两者与目标物体配合时预期的增加。
在一些实施方案中，传感器450包括位置被设置以测量第一夹紧表面和/或第二夹紧表面433、437上的力的一个或多个力传感器。力传感器可检测目标物体的侧面何时被第一夹紧元件和/或第二夹紧元件432、436配合和/或其中的阻力。当第一夹紧元件和第二夹紧元件432、436已经与侧壁配合时(例如，如由第一夹紧表面和第二夹紧表面433、437上的力传感器和/或第一夹紧表面或第二夹紧表面433、437中的一者上的力的量值所指示)，可停止第一夹紧元件和/或第二夹紧元件432、436的运动。类似地，在各种实施方案中，传感器450可包括位置被设置以测量第一夹紧元件和/或第二夹紧元件432、436上(由来自目标物体的阻力产生的)的扭矩的扭矩传感器、位置被设置以检测目标物体邻近第一夹紧元件和/或第二夹紧元件432、436的侧面的存在的存在传感器(例如，成像部件、雷达部件、雷达传感器等)、和/或任何其他合适的传感器。
在图4A和图4B所示的实施方案中，臂端工具400还包括加强结构462、一个或多个覆盖件464(示出两个)和校准部件470。加强结构462可为真空部件420提供结构支撑并增加臂端工具400的稳定性。在一些实施方案中，真空部件420的上表面连接到外壳的下表面412并且加强结构462为真空部件420提供另外的支撑。在其他实施方案中，真空部件420通过加强结构462耦接到外壳410。
覆盖件464可提供围绕臂端工具400的部件的保护罩，以在臂端工具400操作时保护部件免受意外撞击。例如，覆盖件464可提供围绕致动器系统440、到真空部件420的输入线、任何机载电子设备等的罩。除此之外或替代地，覆盖件464可帮助容纳臂端工具400的各种部件(例如，到真空部件420的输入管线)以帮助避免其意外钩破。
校准部件470可用于例如允许一个或多个图像传感器(例如，图1的成像系统160和/或任何其他合适的部件)识别臂端工具400在操作环境内和/或相对于图像传感器的位置和/或取向。在一些实施方案中，校准部件470可包括帮助识别臂端工具400在操作环境内和/或相对于图像传感器的位置和/或取向的具有图案或设计的标牌。例如，在图示的实施方案中，校准部件470包括具有以位置独特的图案排列的多个参考点的结构。因此，所述图案可用于在视觉上识别臂端工具400或设置臂端工具400的位置。在一些实施方案中，校准部件470的顶部部分或边缘与外壳410的上表面414共面。除此之外或替代地，在各种实施方案中，校准部件470的侧部分或边缘可与外壳410的前缘416共面，校准部件470的侧部分或边缘可与外壳410的下表面412共面等。
图4C根据本技术的一些实施方案从下部视图示出臂端工具400的各种部件的另外的细节。例如，如图4C所示，真空部件420可包括各自沿臂端工具400的纵向轴线延伸的第一真空元件422和第二真空元件424。此外，第二真空元件424与第一真空元件422间隔开，以在它们之间形成通道426。夹紧部件430的第一夹紧元件和第二夹紧元件432、436中的每一个通过通道426耦接到致动器系统440。例如，如图4C进一步所示，第一夹紧元件432包括下部部分434a和上部部分434b。下部部分434a突出超过真空部件420以接触目标物体的侧面。上部部分434b延伸穿过通道426并且操作性地耦接到致动器442(图4C中示出两个)中的一个。类似地，第二夹紧元件436包括突出超过真空部件420的下部部分438a和延伸穿过通道426并耦接到致动器442中的另一个的上部部分434b。
在一些实施方案中，真空部件420可划分成另外的真空元件(例如，三个真空元件、四个真空元件和/或任何其他合适数量的真空元件)。仅作为示例，真空部件420可包括四个真空元件，具有沿臂端工具400的纵向轴线的第一通道和沿横向轴线(例如，图4A所示的y轴)的第二通道。在这样的一些实施方案中，夹紧部件430也包括另外的夹紧元件(例如，以沿x轴移动和夹紧目标物体)。在一些实施方案中，真空部件420包括单个真空元件。在此类实施方案中，第一夹紧元件和第二夹紧元件432、436的上部部分434b、438b在单个真空元件的周边朝向致动器442延伸。
图4D根据本技术的一些实施方案从前视图示出臂端工具400的各种部件的另外的细节。例如，图4D示出由第一真空元件和第二真空元件422、424限定的通道426以及延伸穿过通道426的第二夹紧元件436的上部部分438b。还如图4D所示，致动器系统440还可包括耦接在第一致动器442a与第二夹紧元件436的上部部分438b之间的可移动臂444。在各种实施方案中，如上文所讨论，可移动臂444可包括耦接到第一致动器442a中的齿轮以移动可移动臂444(并因此移动第二夹紧元件436)的齿轮轨道、耦接到第一致动器442a中的可驱动轴承以移动可移动臂444(并因此移动第二夹紧元件436)的T形轨道、可操作地耦接到第一致动器442a中的控制机构以伸展和收缩(并因此移动第二夹紧元件436)的伸缩主体和/或用于移动第二夹紧元件436的各种其他机构。
在图示的实施方案中，第二夹紧元件436的上部部分438b通过紧固件439(在图示的实施方案中示出六个，任何合适的数量也是可能的)耦接到可移动臂444。紧固件439可以是螺钉、螺栓、销和/或任何其他合适的机构。另外，在一些实施方案中，紧固件439为一个或多个传感器450提供合适的点来测量第二夹紧元件436和目标物体之间的力。例如，当下部部分438a与目标物体的侧表面配合时，上部部分438b通过紧固件439从可移动臂444推离，从而施加通过传感器450的力。传感器450可测量力以允许臂端工具400降低损坏目标物体的风险(例如，如上文更详细讨论的)。
图5A和图5B是根据本技术的一些实施方案的在第一位置与第二位置之间移动的臂端工具500的局部示意性侧视图。如图5A所示，臂端工具500大体上类似于上文参考图4A至图4D所描述的臂端工具400。例如，图5A所示的臂端工具500包括外壳510、可操作地耦接到外壳510的下表面512的真空部件520、以及包括在真空部件520下方突出的第一夹紧元件和第二夹紧元件532、536的夹紧部件530。
还如图5A所示，第一夹紧元件532可沿第一运动路径P1移动，并且第二夹紧元件536可沿第二运动路径P2移动。因此，第一夹紧元件和第二夹紧元件532、536可在(例如，图5A所示的)第一位置与(例如，如图5B所示的)第二位置之间移动，以在各种夹紧和非夹紧状态之间移动。在第一位置(图5A)中，第一夹紧元件和第二夹紧元件532、536间隔开第一距离D1。在第二位置(图5B)中，第一夹紧元件和第二夹紧元件532、536间隔开小于第一距离D1的第二距离D2。变化的距离允许第一夹紧元件和第二夹紧元件532、536夹紧各种尺寸的目标物体。在各种实施方案中，第一夹紧元件和第二夹紧元件532、536可沿第一运动路径和第二运动路径P1、P2移动以将距离(D2至D1)从约0米(m)变化至约2m，从约0.05m变化至约1.5m，或从约0.1m变化至约1m，以夹紧各种尺寸的目标物体。
在如图5A和图5B所示的实施方案中，第一运动路径P1和第二运动路径P2各自大致平行于(或平行于)臂端工具500的纵向轴线L。平行取向可帮助简化将臂端工具500的位置设置在目标物体之上以被真空部件520(图5A)和夹紧组件530两者夹持。然而，应当理解，在各种其他实施方案中，第一运动路径和第二运动路径P1、P2可与臂的纵向轴线成任何合适的角度。
另外，在图5A和图5B所示的实施方案中，第一夹紧元件和第二夹紧元件532、536以非对称配置沿第一运动路径和第二运动路径P1、P2移动。更具体地，第一夹紧元件532的第一运动路径P1比第二夹紧元件536的第二运动路径P2短。然而，应当理解，在各种其他实施方案中，第一运动路径P1可大于第二运动路径P2或等于第二运动路径P2。更进一步地，在各种实施方案中，第一夹紧元件和第二夹紧元件532、536所遵循的运动路径至少部分地基于被臂端工具500夹持的目标物体、拾取位置、放置位置和/或运输期间臂端工具500周围的环境。在非限制性示例中，第一夹紧元件532所遵循的运动路径基于真空部件520的优选夹持位置对于第一目标物体可长于第二夹紧元件536所遵循的第二运动路径；对于第二目标物体等于第二运动路径，以平均分配目标物体的重量；并且对于第三目标物体小于第二运动路径，以帮助避免与放置位置处的其他物体接触。
图6A至图6D是示出根据本技术的一些实施方案的处于抓取操作的各个阶段的相对于图4A至图5B所讨论的类型的臂端工具600的局部示意图。例如，如图6A所示，臂端工具600包括外壳610、可操作地耦接到外壳610的下表面612的真空部件620、以及包括在真空部件620下方突出的第一夹紧元件和第二夹紧元件632、636的夹紧部件630。与图6A至图6D所示的抓取操作相关联的操作可由臂端工具600本身上的控制器和/或由外部控制器(例如，具有图2的控制单元202的图1的控制器109)执行。
图6A示出臂端工具600接近目标物体10。在接近期间，第一夹紧元件和第二夹紧元件632、636的位置被设置为在大于或等于目标物体10的宽度W1的起始距离D3(本文中有时也称为初始宽度)。另外，臂端工具600将自身的位置设置为(或被设置位置以)至少部分地在目标物体10之上，其中目标物体在第一夹紧元件与第二夹紧元件632、636之间。之后，臂端工具600沿着第三运动路径P3(例如，竖直运动路径和/或具有竖直分量的运动路径)移动，直到真空部件620接触目标物体10的上表面12。
在一些实施方案中，起始距离D3提供第一夹紧元件和第二夹紧元件632、636在目标物体10的每一侧上的预定量的空隙。仅作为示例，起始距离D3可提供在目标物体的每一侧上约0.5m的空隙，在目标物体的每一侧上约0.2m的空隙，在目标物体的每一侧上约0.1m的空隙，和/或任何其他合适量的空隙。在一些实施方案中，起始距离D3从目标物体的宽度W1放大。仅作为示例，起始距离D3可比宽度W1大约25％，比宽度W1大约10％，比宽度W1大约5％，和/或是任何其他合适的尺寸。
图6B和图6C示出臂端工具600在接近之后夹持目标物体。例如，如图6B所示，夹持过程可包括通过真空部件620中的一个或多个真空元件(有时也称为抽吸元件)向目标物体10的上表面12施加吸力F1。在一些实施方案中，仅真空部件620的子部分(例如，而不是整个真空部件62)操作以施加吸力F1。例如，真空部件620可仅操作与目标物体10的上表面12接触的真空元件。在另一示例中，真空部件620可仅操作与目标物体10的上表面12接触的区域中的真空元件(例如，二分之一、三分之一、四分之一和/或任何其他合适等分的抽吸元件)。选择性操作可减少由端臂工具600消耗的能量，减少由任何未配合的真空元件引起的移动/抖动，和/或增加施加到目标物体10的吸力F1(例如，通过集中真空力)。
如图6C所示，夹持过程还包括分别沿第一运动路径和第二运动路径P1、P2移动第一夹紧元件和第二夹紧元件632、636，以与目标物体10的侧表面14配合。在图示的实施方案中，第二夹紧元件636在沿第二运动路径P2移动之前与目标物体10的右侧表面14几乎接触(例如，比较图6B和图6C)。因此，如上文更详细地讨论，夹紧部件630可在第一夹紧元件632沿第一运动路径P1持续移动时停止移动第二夹紧元件636。然而，应当理解，臂端工具600可设置自身的位置(或被设置位置)使得第一夹紧元件和第二夹紧元件632、636在移动之前与目标物体10大致等距，使得第一夹紧元件和第二夹紧元件632、636大致同时(或同时)与目标物体10的侧表面14配合。除此之外或替代地，第一夹紧元件和第二夹紧元件632、636可各自持续移动直到第一夹紧元件和第二夹紧元件632、636各自与目标物体10配合。在此类实施方案中，真空部件620可在夹紧组件630之后被配合以允许目标物体10侧向移动而没有由吸力F1(图6B)产生的阻力。
在图示的实施方案中，在目标物体10被夹持之后，第二夹紧元件636与外壳610的前缘614大致对齐。另外，目标物体10由真空部件620的前半部分(例如，靠近前缘614的一半)承载。图示的对齐和承载布置可帮助促进在具有相对低空隙的地方夹持和/或释放目标物体10。例如，目标物体10被完全夹紧在臂端工具600的纵向覆盖区内，所述纵向覆盖区是臂端工具600在操作期间的最小纵向覆盖区(例如，与其中第二夹紧元件636延伸到前缘614的远侧的配置相反)。然而，在各种实施方案中，第一夹紧元件和第二夹紧元件632、636可在夹紧目标物体10时与各种其他特征部对齐和/或可将位置设置为允许真空部件620向目标物体10的特定区域施加吸力F1(图6B)。
图6D示出在将目标物体10释放在放置位置处时的臂端工具600。放置位置可以是托盘或其他合适的运送单元、仓库推车或其他合适的仓库部件和/或任何其他合适的位置。为了释放目标物体10，臂端工具600停止操作真空部件620并且分别沿着第一运动路径和第二运动路径P1、P2移动第一夹紧元件和第二夹紧元件632、636中的至少一者。因此，真空部件620脱离目标物体10的上表面12(例如，停止向其施加吸力)并且夹紧部件630脱离目标物体10的侧表面14。在图示的实施方案中，只有第一夹紧元件632移动以释放目标物体10。在各种其他操作中，第一夹紧元件和第二夹紧元件632、636都可移动和/或只有第二夹紧元件636可移动。选择性移动可基于放置位置处的环境和/或空隙以避免与周围环境的非期望接触。也就是说，因为只有第一夹紧元件和第二夹紧元件632、636中的一者需要移动以停止夹紧目标物体10的侧表面14，所以臂端工具600(或另一合适的部件)可选择第一夹紧元件和第二夹紧元件632、636中的哪一者适合于放置位置。
图7是根据本技术的一些实施方案的用于操作具有臂端工具的机器人系统的过程700的流程图。过程700可由臂端工具本身上的控制器和/或由外部控制器(例如，具有图2的处理器202的图1的控制器109)执行。
过程700通过识别目标物体的一个或多个参数在框702处开始。参数可包括长度、宽度、高度、重量、预期重量、重量分布、预期重量分布、壁强度、预期壁强度、刚度和/或任何其他合适的参数。在一些实施方案中，参数由一个或多个传感器(例如，图2的传感器单元216和/或图1的成像系统160)识别。除此之外或替代地，可使用目标物体上的唯一标识符(例如，条形码、QR码、RFID和/或任何其他合适的标识符)从数据库(例如，云数据库或其他合适的数据库)检索参数。
作为图示性示例，机器人系统100可获得具有周围环境中的目标物体112和/或各种物体的图像数据(例如，起始位置114的2维和/或3维表示)。机器人系统100可识别边缘、表面纹理(例如，印刷在物体表面上的图像和/或字符)、高度等，以识别图像数据中所描绘的候选物体。机器人系统100可将识别的候选物体及其特性(例如，边缘长度、表面纹理等)与主数据中登记的物体的那些特性进行比较。基于匹配登记的物体，机器人系统100可基于识别所描绘的位置的类型或标识符并且基于找到所描绘的物体的位置来检测图像数据中所描绘的物体。
在框704处，过程700包括基于框702处识别/检测的参数、拾取位置(例如，在传送带中和/或任何其他合适的位置)处围绕目标物体的环境，和/或放置位置(例如，仓库推车上，托盘容器中，和/或任何其他合适的位置)处的环境来计划抓取操作。计划抓取操作可包括：计划臂端工具(例如，如图6A所示)的接近，包括夹紧元件之间的起始距离、真空部件配合的目标位置、行进路径和/或任何其他合适的细节；用于(例如通过真空部件和夹紧元件)配合和夹持目标物体的操作；计划在避免与周围环境接触的同时在拾取位置与放置位置之间的行进路径；以及计划释放操作，其识别放置位置、移动哪个夹紧元件以脱离目标物体、远离放置位置的行进路径(例如，离开轨迹)和/或任何其他合适的细节。在一些实施方案中，计划抓取操作包括生成用于抓取操作的每个阶段的命令，所述命令可由臂端工具和/或耦接到其的任何控制器执行以执行抓取操作。另外，在框704处计划抓取操作可包括生成用于机器人系统(例如，图1的机器人系统100)的一个或多个部件和/或其部件(例如，图3的机器人单元300、图4A和图4B的臂端工具400等)的命令来执行以完成上面所讨论的操作中的一个或多个。例如，如图7所示，在框704处计划抓取操作可包括生成接近目标物体的命令、生成夹持目标物体的命令、生成运输目标物体的命令、生成释放目标物体的命令和/或生成离开放置位置的命令。
在计划抓取操作时，机器人系统100可导出目标物体上的目标真空位置以与真空界面/表面的参考位置对齐。机器人系统100可导出目标真空位置，使得目标物体在真空界面的目标部分中居中或与真空界面的目标部分边界对齐。另外，机器人系统100可计划目标夹紧位置和/或夹紧元件的操作(也称为计划夹持位置)。例如，机器人系统100可以使用检测到的物体的目标真空和尺寸来计算夹紧元件的目标位置。另外，机器人系统100可以较快的速度、用于监测反馈传感器的较低的采样频率、或用于在距计划夹持位置的阈值距离之外操作夹紧元件的类似设置来操作夹紧元件。当夹紧元件更靠近目标夹紧位置(例如，超过围绕目标位置的阈值位置)时，机器人系统100可调整设置诸如移动速度、采样灵敏度等。
类似地，机器人系统100可使用夹紧元件的当前位置和目标位置来预测相对接触时间和对应的传感器结果。例如，机器人系统100可基于夹紧元件的当前位置和目标位置来预测相对的夹紧元件的单独接触事件之间的同步时间或延迟。机器人系统100可使用预测的时间来计划设置变化、检查状态和/或检测潜在的错误状态。在一些实施方案中，机器人系统100可包括计划中的调整以将夹紧元件的位置重新设置到离目标位置相等的距离处。机器人系统100可包括计划的接近部分中的调整。
在框706至框714处，过程700之后包括实现计划的抓取操作。在框706处，过程700包括接近目标物体。如图6A所示，接近可包括将臂端工具的位置设置在目标物体之上，其中目标物体在夹紧元件之间(例如，夹紧元件在其目标位置处)，之后将臂端工具朝向目标物体降低。
在框708处，过程700包括夹持目标物体。如图6B和图6C所示，夹持目标物体可包括移动夹紧元件以夹紧在目标物体的侧表面上以及操作真空部件以向目标物体的上表面施加吸力。另外，如上文更详细讨论的，夹持过程可包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器耦接到夹紧部件以确定目标物体的侧表面何时被配合和/或以期望的压力/强度被夹紧。例如，臂端工具可包括可操作地耦接到移动夹紧元件的致动器系统的一个或多个电流传感器。如上文所讨论，致动器系统可在夹紧元件接触目标物体之前消耗第一量的能量，在只有夹紧元件中的一个接触目标物体(并且例如将目标物体朝向另一个夹紧元件推动)时消耗第二量的能量，并且在两个夹紧元件都接触目标物体时消耗第三量的能量。电流传感器可测量能量消耗，从而允许臂端工具(或图1的机器人系统100中的其他合适的部件)检测夹紧元件何时被配合、测量和/或控制夹紧压力，和/或在配合后停止夹紧元件。
在一些实施方案中，运动计划可包括首先配合基于真空的夹持并且之后操作夹紧元件以加强基于真空的夹持。在其他实施方案中，运动计划可首先配合夹紧元件，诸如用于调整目标物体或使目标物体居中，并且之后配合基于真空的夹持。在其他实施方案中，运动计划可操作夹紧元件来调整物体，加宽预定量，并且之后在基于真空的夹持之后重新配合。作为图示性示例，机器人系统可使用夹紧元件来夹住两个或更多个相邻放置的物体(例如，通过移动夹紧元件中的一者以移除相邻放置的物体之间的间隙)之后与真空界面配合以夹持多个相邻放置的物体。机器人系统可重新与夹紧元件配合，使得由夹紧元件提供的侧向力将物体压在一起。另外，运动计划可包括在与目标物体配合之后部分地缩回夹紧元件的操作。因此，在夹持目标物体时，臂端工具可使用夹紧元件进一步将夹持的物体拉入真空界面中。
一旦被夹持，在框710处，过程700包括将目标物体从拾取位置运输到放置位置。在一些实施方案中，过程700在框710处包括在运输期间监测环境以检测和避免危险和/或障碍物(例如，在邻近臂端工具的位置处移动的人和/或其他机器人)。
在框712处，过程700包括在放置位置处释放目标物体。如图6D所示，释放目标物体可包括使真空部件不活动并且移动夹紧元件中的一个(或两个)以脱离目标物体。一旦脱离，在框714处，过程700包括离开放置位置。如上文所讨论的，可沿着计划的轨迹离开，以避免影响放置位置处的目标物体和/或周围环境。
一旦完成，过程700就可返回框702以用于下一个目标物体。在一些实施方案中，下一个目标物体的参数相同(或大致相似)，从而允许过程700快速移动到框704并重新使用计划的抓取操作(例如，用于臂端工具的计划配置)中的一些。在一些实施方案中，下一个目标物体的参数是不同的，从而需要过程700计划全新的抓取操作。
示例
本技术例如根据下文描述的各个方面来说明。为方便起见，本技术的各方面的各种示例被描述为编号示例(1、2、3等)。这些是作为示例提供的并且不限制本技术。应当注意，任何从属示例可以任何合适的方式组合，并且被置于相应的独立示例中。其他示例可以类似的方式呈现。
1.一种臂端工具，其包括：
外壳；
真空夹持部件，所述真空夹持部件可操作地耦接到所述外壳的下表面以用于与目标物体的上表面配合；以及
夹紧部件，所述夹紧部件包括：
第一夹紧元件，所述第一夹紧元件至少部分地位于所述外壳的所述下表面下方并且可沿侧向轴线移动以与所述目标物体的第一侧表面配合；和
第二夹紧元件，所述第二夹紧元件至少部分地位于所述外壳的所述下表面下方并且可沿侧向轴线移动以与所述目标物体的第二侧表面配合，其中所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件被配置来在所述目标物体的相对的第一侧表面和第二侧表面上提供压缩力。
2.如示例1所述的臂端工具，其中所述真空夹持部件包括：
第一真空元件，所述第一真空元件可操作地耦接到所述下表面的第一侧；和
第二真空元件，所述第二真空元件耦接到所述下表面的第二侧并且与所述第一真空元件间隔开以在其间限定间隙。
3.如示例2所述的臂端工具，其中所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件通过由所述第一真空元件和所述第二真空元件限定的所述间隙可操作地耦接到所述外壳。
4.如示例1至3中任一项所述的臂端工具，其中所述第一夹紧元件可独立于所述第二夹紧元件沿所述侧向轴线移动。
5.如示例1至5中任一项所述的臂端工具，其中所述夹紧部件还包括可操作地耦接在所述外壳与所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件之间的致动器系统，其中所述致动器系统控制所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件沿所述侧向轴线的移动。
6.如示例5所述的臂端工具，其还包括：
一个或多个传感器，所述一个或多个传感器可操作地耦接到所述致动器系统以测量所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件与所述目标物体的所述第一侧表面和所述第二侧表面之间的力；和
控制器，所述控制器可操作地耦接到所述一个或多个传感器和所述致动器系统，所述控制器存储指令，所述指令当由所述控制器执行时致使所述控制器来：
从所述传感器接收与所述力相关的一个或多个信号；并且
当所述力的量值达到或超过表示所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件接触和配合所述对应的第一侧表面和所述第二侧表面的阈值时，经由所述致动器系统停止所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件的所述移动。
7.如示例6所述的臂端工具，其中所述一个或多个传感器包括耦接到所述致动器系统的输入线以测量到所述致动器系统的电流的电流传感器。
8.如示例6和7中任一项所述的臂端工具，其中所述一个或多个传感器包括位置被设置以测量所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件的所述移动的阻力的力传感器。
9.如示例6至8中任一项所述的臂端工具，其中所述阈值是被配置来避免所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件对所述目标物体造成的损坏的预定值。
10.一种用于操作臂端工具的方法，所述方法包括：
识别目标物体的参数，所述参数包括所述目标物体的长度或所述目标物体的宽度中的至少一者；
生成用于使用所述臂端工具接近所述目标物体的命令，其中所述臂端工具包括框架、可操作地耦接到所述框架的下表面的真空夹持部件、以及夹紧系统，所述夹持系统具有从所述框架的所述下表面突出的第一夹紧元件和第二夹紧元件，并且其中接近所述目标物体包括设置所述臂端工具的位置使得所述目标物体在所述第一夹紧元件与所述第二夹紧元件之间；
生成用于使用所述真空夹持部件以及所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件抓取所述目标物体的命令；
生成用于将所述目标物体从拾取位置运输到放置位置的命令；以及
生成用于在所述放置位置处释放所述目标物体的命令。
11.如示例10所述的方法，其中生成用于抓取所述目标物体的所述命令包括：
生成用于使所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件沿所述臂端工具的纵向轴线朝向所述目标物体的侧壁移动的命令；以及
生成用于经由所述真空夹持部件向所述目标物体的上表面施加吸力的命令。
12.如示例11所述的方法，其中：
所述臂端工具还包括：
致动器系统，所述致动器系统可操作地耦接到所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件；和
传感器，所述传感器可操作地耦接到所述致动器系统以测量沿所述纵向轴线移动所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件所需的电流；并且
生成用于抓取所述目标物体的所述命令还包括：
生成用于从所述传感器获得与沿所述纵向轴线移动所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件所需的所述电流相关的一个或多个信号的命令；
生成用于基于所述一个或多个信号检测所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件何时与所述目标物体的所述侧壁配合的命令；以及
生成用于停止所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件沿所述纵向轴线的移动的命令。
13.如示例10至12中任一项所述的方法，其中生成用于接近所述目标物体的所述命令包括：
根据所述目标物体的所述参数确定所述第一夹紧元件与所述第二夹紧元件之间的初始宽度；以及
生成用于沿着所述臂端工具的纵向轴线移动所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件中的至少一者以将所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件的位置设置在所述初始宽度处的命令。
14.如示例13所述的方法，其中所述初始宽度比所述目标物体的长度或所述目标物体的宽度中的一者大不到百分之十。
15.如示例10至14中任一项所述的方法，其中生成用于将所述目标物体释放在所述放置位置中的所述命令包括：
识别在不影响所述放置位置周围环境的情况下，所述臂端工具自所述放置位置的轨迹；
生成用于使所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件中的至少一者沿所述臂端工具的纵向轴线远离所述目标物体的侧壁移动的命令；
生成用于使所述目标物体的上表面与所述真空夹持部件脱离的命令；以及
生成用于沿所述识别的轨迹移动所述臂端工具的命令。
16.如示例10至15中任一项所述的方法，其中所述目标物体的所述参数包括所述目标物体的上表面的表面积，并且其中生成用于抓取所述目标物体的所述命令包括：
在接近所述目标物体后基于所述表面积识别所述真空夹持部件的对应于所述上表面的子部分；以及
生成用于操作所述真空夹持部件的所述子部分向所述上表面施加吸力的命令。
17.一种机器人系统，其包括：
机器人臂；和
末端执行器，所述末端执行器可操作地耦接到所述机器人臂，所述末端执行器包括：
外壳，所述外壳具有下表面；
抽吸夹持部件，所述抽吸夹持部件耦接到所述外壳的所述下表面；和
物体夹紧部件，所述物体夹紧部件包括：
第一夹紧部分，所述第一夹紧部分从所述下表面突出越过所述抽吸夹持部件；
第二夹紧部分，所述第二夹紧部分从所述下表面突出越过所述抽吸夹持部件；以及
致动器系统，所述致动器系统可操作地耦接到所述第一夹紧部分以沿着平行于所述外壳的侧向轴线的运动路径移动所述第一夹紧部分。
18.如示例17所述的机器人系统，其中所述末端执行器还包括可操作地耦接到所述致动器系统的一个或多个传感器，并且其中所述机器人系统包括控制器，所述控制器可操作地耦接到所述一个或多个传感器以：
当所述致动器系统正在沿所述运动路径移动所述第一夹紧部分时接收一个或多个传感器信号；
基于所述一个或多个传感器信号，检测所述物体夹紧部件何时以预定夹紧力与目标物体的侧表面配合；并且
生成用于所述致动器系统的使所述致动器系统停止沿所述运动路径移动所述第一夹紧部分的命令。
19.如示例17和18中任一项所述的机器人系统，其中所述运动路径是第一运动路径，并且其中所述致动器系统还可操作地耦接到所述第二夹紧部分以沿着平行于所述外壳的所述侧向轴线的第二运动路径移动所述第二夹紧部分。
20.如示例19所述的机器人系统，其中沿着所述第二运动路径，所述第二夹紧部分可在与所述外壳的前边缘间隔开的第一位置与和所述外壳的所述前边缘至少部分地对齐的第二位置之间移动。
结束语
根据前述内容，应当理解，出于图示的目的，本文已经描述了本技术的具体实施方案，但是并未详细示出或描述公知的结构和功能以避免不必要地模糊本技术实施方案的描述。如果通过引用并入本文的任何材料与本公开冲突，则以本公开为准。在上下文允许的情况下，单数或复数术语也可分别包括复数或单数术语。此外，除非词语“或”被明确限制为仅表示在涉及两个或多个项的列表中排除其他项的单个项，否则在此类列表中使用“或”应当解释为包括：(a)列表中的任何单个项，(b)列表中的所有项，或(c)列表中项的任何组合。此外，如本文所使用，如“A和/或B”中的短语“和/或”是指单独的A、单独的B以及A和B两者。另外，术语“包括”、“包含”、“具有”以及“带有”自始至终用于表示至少包括所列举的一个或多个特征，使得不排除任何更多数量的相同特征和/或另外类型的其他特征。另外，本文所使用的术语“大约”和“约”是指在给定值或限制的至少百分之十以内。仅作为示例，近似比率表示在给定比率的百分之十以内。
根据前述内容还应当理解，可在不偏离本公开或技术的情况下进行各种修改。例如，本领域普通技术人员将理解，本技术的各种部件还可被划分为子部件，或者本技术的各种部件和功能可组合和集成。此外，在特定实施方案的上下文中描述的技术的某些方面也可在其他实施方案中组合或消除。
此外，尽管已经在与本技术的某些实施方案的上下文中描述了与那些实施方案相关联的优点，但其他实施方案也可表现出此类优点，并且并非所有实施方案都必须表现出此类优点以落入本技术的范围内。因此，本公开和相关联技术可涵盖本文未明确示出或描述的其他实施方案。

Claims (20)

1.一种臂端工具，其包括：
外壳；
真空夹持部件，所述真空夹持部件可操作地耦接到所述外壳的下表面以用于与目标物体的上表面配合；以及
夹紧部件，所述夹紧部件包括：
第一夹紧元件，所述第一夹紧元件至少部分地位于所述外壳的所述下表面下方并且能够沿侧向轴线移动以与所述目标物体的第一侧表面配合；和
第二夹紧元件，所述第二夹紧元件至少部分地位于所述外壳的所述下表面下方并且能够沿所述侧向轴线移动以与所述目标物体的第二侧表面配合，其中所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件被配置来在所述目标物体的相对的第一侧表面和第二侧表面上提供压缩力。
2.如权利要求1所述的臂端工具，其中所述真空夹持部件包括：
第一真空元件，所述第一真空元件可操作地耦接到所述下表面的第一侧；和
第二真空元件，所述第二真空元件耦接到所述下表面的第二侧并且与所述第一真空元件间隔开以在其间限定间隙。
3.如权利要求2所述的臂端工具，其中所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件通过由所述第一真空元件和所述第二真空元件限定的所述间隙可操作地耦接到所述外壳。
4.如权利要求1所述的臂端工具，其中所述第一夹紧元件能够独立于所述第二夹紧元件沿所述侧向轴线移动。
5.如权利要求1所述的臂端工具，其中所述夹紧部件还包括可操作地耦接在所述外壳与所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件之间的致动器系统，其中所述致动器系统控制所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件沿所述侧向轴线的移动。
6.如权利要求5所述的臂端工具，其还包括：
传感器，所述传感器可操作地耦接到所述致动器系统以测量所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件与所述目标物体的所述第一侧表面和所述第二侧表面之间的力；和
控制器，所述控制器可操作地耦接到所述传感器和所述致动器系统，所述控制器存储指令，所述指令当由所述控制器执行时致使所述控制器来：
从所述传感器接收与所述力相关的一个或多个信号；并且
当所述力的量值达到或超过表示所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件接触和配合所述对应的第一侧表面和所述第二侧表面的阈值时，经由所述致动器系统停止所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件的所述移动。
7.如权利要求6所述的臂端工具，其中所述传感器是耦接到所述致动器系统的输入线以测量到所述致动器系统的电流的电流传感器。
8.如权利要求6所述的臂端工具，其中所述传感器是位置被设置以测量所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件的所述移动的阻力的力传感器。
9.如权利要求6所述的臂端工具，其中所述阈值是被配置来避免所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件对所述目标物体造成的损坏的预定值。
10.一种用于操作臂端工具的方法，所述方法包括：
识别目标物体的参数，所述参数包括所述目标物体的长度或所述目标物体的宽度中的至少一者；
生成用于使用所述臂端工具接近所述目标物体的命令，其中所述臂端工具包括框架、可操作地耦接到所述框架的下表面的真空夹持部件、以及夹紧系统，所述夹持系统具有从所述框架的所述下表面突出的第一夹紧元件和第二夹紧元件，并且其中接近所述目标物体包括设置所述臂端工具的位置使得所述目标物体在所述第一夹紧元件与所述第二夹紧元件之间；
生成用于使用所述真空夹持部件以及所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件抓取所述目标物体的命令；
生成用于将所述目标物体从拾取位置运输到放置位置的命令；以及
生成用于在所述放置位置处释放所述目标物体的命令。
11.如权利要求10所述的方法，其中生成用于抓取所述目标物体的所述命令包括：
生成用于使所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件沿所述臂端工具的纵向轴线朝向所述目标物体的侧壁移动的命令；以及
生成用于经由所述真空夹持部件向所述目标物体的上表面施加吸力的命令。
12.如权利要求11所述的方法，其中：
所述臂端工具还包括：
致动器系统，所述致动器系统可操作地耦接到所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件；和
传感器，所述传感器可操作地耦接到所述致动器系统以测量沿所述纵向轴线移动所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件所需的电流；并且
生成用于抓取所述目标物体的所述命令还包括：
生成用于从所述传感器获得与沿所述纵向轴线移动所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件所需的所述电流相关的一个或多个信号的命令；
生成用于基于所述一个或多个信号检测所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件何时与所述目标物体的所述侧壁配合的命令；以及
生成用于停止所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件沿所述纵向轴线的移动的命令。
13.如权利要求10所述的方法，其中生成用于接近所述目标物体的所述命令包括：
根据所述目标物体的所述参数确定所述第一夹紧元件与所述第二夹紧元件之间的初始宽度；以及
生成用于沿着所述臂端工具的纵向轴线移动所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件中的至少一者以将所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件的位置设置在所述初始宽度处的命令。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述初始宽度比所述目标物体的所述长度或所述目标物体的所述宽度中的一者大不到百分之十。
15.如权利要求10所述的方法，其中生成用于将所述目标物体释放在所述放置位置中的所述命令包括：
识别在不影响所述放置位置周围环境的情况下，所述臂端工具自所述放置位置的轨迹；
生成用于使所述第一夹紧元件和所述第二夹紧元件中的至少一者沿所述臂端工具的纵向轴线移动离开所述目标物体的侧壁的命令；
生成用于使所述目标物体的上表面与所述真空夹持部件脱离的命令；以及
生成用于沿所述识别的轨迹移动所述臂端工具的命令。
16.如权利要求10所述的方法，其中所述目标物体的所述参数包括所述目标物体的上表面的表面积，并且其中生成用于抓取所述目标物体的所述命令包括：
在接近所述目标物体后基于所述表面积识别所述真空夹持部件的对应于所述上表面的子部分；以及
生成用于操作所述真空夹持部件的所述子部分向所述上表面施加吸力的命令。
17.一种机器人系统，其包括：
机器人臂；和
末端执行器，所述末端执行器可操作地耦接到所述机器人臂，所述末端执行器包括：
外壳，所述外壳具有下表面；
抽吸夹持部件，所述抽吸夹持部件耦接到所述外壳的所述下表面；和
物体夹紧部件，所述物体夹紧部件包括：
第一夹紧部分，所述第一夹紧部分从所述下表面突出越过所述抽吸夹持部件；
第二夹紧部分，所述第二夹紧部分从所述下表面突出越过所述抽吸夹持部件；以及
致动器系统，所述致动器系统可操作地耦接到所述第一夹紧部分以沿着平行于所述外壳的侧向轴线的运动路径移动所述第一夹紧部分。
18.如权利要求17所述的机器人系统，其中所述末端执行器还包括可操作地耦接到所述致动器系统的一个或多个传感器，并且其中所述机器人系统包括控制器，所述控制器可操作地耦接到所述一个或多个传感器以：
当所述致动器系统正在沿所述运动路径移动所述第一夹紧部分时接收一个或多个传感器信号；
基于所述一个或多个传感器信号，检测所述物体夹紧部件何时以预定夹紧力与目标物体的侧表面配合；并且
生成用于所述致动器系统的使所述致动器系统停止沿所述运动路径移动所述第一夹紧部分的命令。
19.如权利要求17所述的机器人系统，其中所述运动路径是第一运动路径，并且其中所述致动器系统还可操作地耦接到所述第二夹紧部分以沿着平行于所述外壳的所述侧向轴线的第二运动路径移动所述第二夹紧部分。
20.如权利要求19所述的机器人系统，其中沿着所述第二运动路径，所述第二夹紧部分能够在和所述外壳的前边缘间隔开的第一位置与和所述外壳的所述前边缘至少部分地对齐的第二位置之间移动。
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