CN116551667A - 用于可打开对象的机器人抓持器总成和拾取对象的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于操作搬运机器人以抓握和搬运对象的系统和方法。所述运输机器人包括具有可寻址真空区域的阵列的机器人抓持器总成，每个可寻址真空区域被配置为独立地提供真空以抓握目标对象。所述抓持器总成可以根据目标对象的一个或多个物理特性和/或对应场景来配置和/或操作。

Description

用于可打开对象的机器人抓持器总成和拾取对象的方法

本申请是中国申请CN202211088933.1的分案申请，该申请日期为2022年9月7日，发明名称为“用于可打开对象的机器人抓持器总成和拾取对象的方法”。

相关申请

本申请与2021年9月7日提交的题为“ROBOTIC GRIPPER ASSEMBLIES FOROPENABLE OBJECT(S)AND METHODS FOR PICKING OBJECTS”的美国专利申请第63/241,460号有关，所述美国专利申请通过引用全部并入本文。

技术领域

本技术总体上涉及机器人系统，并且更具体地涉及被配置为选择性地抓持和保持可打开对象的机器人抓持器总成。

背景技术

机器人(例如，被配置为自动/自主执行物理动作的机器)现在在许多领域中得到广泛使用。例如，机器人可以用于在制造、包装、运输和/或运送等方面执行各种任务(例如，操纵或搬运对象)。在执行任务时，机器人可以复制人类动作，由此代替或减少执行危险或重复性任务原本所需的人类参与。机器人通常缺乏复制执行更复杂任务所需的人类灵敏度和/或适应性所必需的先进性。例如，机器人通常难以从具有紧邻对象以及不规则形状/大小的对象等的一组对象中选择性地抓持对象。而且，机器人通常限于使用沿着一个预定方向施加的力来抓握对象。因此，仍然需要用于控制和管理机器人的各个方面的改进的机器人系统和技术。

附图说明

图1示出了根据本技术的一个或多个实施方案的其中机器人系统运输对象的示例性环境。

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的框图。

图3A是根据本技术的一个或多个实施方案的示例性目标对象的透视图。

图3B是根据本技术的一个或多个实施方案的末端执行器的透视图。

图4A示出了根据本技术的一个或多个实施方案的用于从源容器提升目标对象的处理区域的俯视图。

图4B示出了根据本技术的一个或多个实施方案的用于从源容器提升目标对象的处理区域的侧视图。

图4C示出了根据本技术的一个或多个实施方案的在示例性抓持/提升配置中抓持和提升目标对象的机器人臂总成的侧视图。

图5示出了根据本技术的一个或多个实施方案的示例性目标对象的侧视图，所述示例性目标对象具有就抓持器与目标对象之间的接触而言的抓持位置。

图6示出了根据本技术的一个或多个实施方案的在示例性抓持/提升配置中抓持和提升目标对象的机器人臂总成的透视图。

图7是根据本技术的一个或多个实施方案的用于操作机器人系统的流程图。

具体实施方式

本文描述了用于抓持选定或目标对象的系统和方法。所述系统可以包括具有抓持器总成的搬运机器人，所述抓持器总成被配置为独立地或结合地操作以抓持/释放具有固定或可打开/可移除的翻盖或盖子的一个或多个对象的目标组，诸如具有可移除盖子的盒。所述系统可以同时或按顺序拾取多个对象。所述系统可以基于例如抓持器总成的载运能力、运动计划或其组合来选择要载运的对象。抓持器总成可以可靠地抓持一组相邻放置的或邻接的对象中的对象、一组不规则对象、具有独特形状/大小的一组对象等。例如，抓持器总成可以包括可寻址真空区域或排，每个真空区域或排都被配置为吸入空气使得经由真空抓持而保持选定对象。可以以机器人形式移动抓持器总成以将抓握的对象搬运到期望位置，然后释放对象。所述系统还可以同时或按顺序释放抓握的对象。可以重复该过程以在不同位置之间运输任意数量的对象。因此，所述系统可以导出用于搬运一个或多个对象的接近序列、投放/释放姿态和/或运动计划。

在一些实施方案中，抓持器总成可以包括围绕中心真空区域的一个或多个支撑或外围真空区域。每个真空区域可以对应于被配置为抓持目标对象的一组一个或多个接口机构(例如，吸盘)。例如，吸盘可以从抓持器总成的接口表面(例如，底部部分)突出并且可以根据目标对象和/或其他环境条件独立地配合。抓持器总成还可以包括稳定器支架，所述稳定器支架被布置和/或可操作以接触抓握的对象并提供进一步补充抓持力的支撑。

抓持器总成可以根据目标对象的一个或多个物理特性和/或对应场景(例如，源打包配置)进行配置和/或操作。出于说明性目的，下文使用可打开的盒或具有盖子的盒(诸如鞋盒)的操纵来描述抓持器总成的各种实施方案和对应的操作方法。然而，应当理解，抓持器总成和对应操作可以适用于具有固定的、可移除的或可移动的盖子(例如，可移除地耦接的盖子、未紧固的盖子、铰接盖、翻盖等)的其他对象。

至少一些实施方案涉及一种用于操作具有带可寻址拾取区域的抓持器总成的运输机器人的方法。拾取区域可以被配置为独立地提供真空抓持和/或可沿着至少一个方向独立地延伸/缩回。基于所捕获的图像数据或扫描对象上的代码，识别目标对象。拾取区域可以吸入空气以抓持一个或多个所识别的目标对象。在一些实施方案中，运输机器人用于以机器人形式移动抓持器总成，所述抓持器总成载运所识别的目标对象。

在一些实施方案中，机器人运输系统包括机器人设备、目标对象检测器和真空抓持器装置。真空抓持器装置包括多个可寻址区域和歧管总成。歧管总成可以流体地耦接到可寻址区域中的每一者和至少一个真空管线，使得每个可寻址区域能够经由抽吸元件阵列独立地提供负压。当机器人设备在不同位置之间移动真空抓持器装置时，负压可能足以将至少一个目标对象保持抵靠在真空抓持器装置上。

一种用于操作运输机器人的方法包括接收表示一组对象(例如，一堆或一批对象或对象容器)的图像数据。基于接收到的图像数据识别所述组中的一个或多个目标对象。基于所识别的一个或多个目标对象来选择可寻址真空区域。可寻址真空区域可以基于所识别的对象的尺寸、对象的表面图像、对象的轮廓形状等来选择。命令运输机器人使选定的真空区域保持和运输所识别的一个或多个目标对象。运输机器人包括抓持器总成，所述抓持器总成具有真空区域(或抓持器)阵列，每个真空区域(或抓持器)被配置为独立地提供真空抓持，并且每个真空抓持器被配置为独立地从抓持器总成延伸。视觉传感器装置可以捕获图像数据，所述图像数据表示与真空抓持器装置相邻或由真空抓持器装置保持的目标对象。

在下文中，阐述众多具体细节以提供对当前公开技术的彻底理解。在其他实施方案中，此处所介绍的技术可在没有这些具体细节的情况下实践。在其他实例中，未详细描述诸如具体功能或例程等公知特征以便避免不必要地模糊本公开。在本描述中对“实施方案”、“一个实施方案”等的引用意味着所描述的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开的至少一个实施方案中。因此，此类短语在本说明书中的出现不一定全都指代同一实施方案。另一方面，此类引用也不一定互斥。此外，特定特征、结构、材料或特性可以在一或多个实例中以任何合适方式进行组合。应当理解，附图中所示的各种实施方案仅仅是说明性表示，并且不一定按比例绘制。

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几个细节。此外，虽然以下公开内容阐述了本技术的不同方面的几个实施方案，但是几个其他实施方案可以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，所公开技术可以具有带附加要素或不带下文描述的几个要素的其他实施方案。

下文描述的本公开的许多实施方案或各方面可以采取计算机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，可以在除了下面示出和描述的计算机或处理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、配置或构造成执行以下描述的计算机可执行指令中的一者或多者。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置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。指令可以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，包括有形、非暂时性计算机可读介质。

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显而易见，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(在它们之间有其他居间元件)接触，或者两个或更多个元件彼此协作或交互(例如，以因果关系进行交互，诸如用于信号传输/接收或用于函数调用)，或以上两者。

适用环境

图1是其中机器人系统100运输对象的示例性环境的图示。机器人系统100可以包括仓库或配送/运送枢纽中的卸载单元102、搬运单元或总成104(例如，“搬运总成104”)、运输单元106、装载单元108或其组合。机器人系统100的单元中的每一者可以被配置为执行一个或多个任务。可以按顺序组合所述任务以执行实现目标的操作，诸如从卡车或货车上卸载对象以存放在仓库中，或者从存放位置卸载对象并将它们装载到卡车或货车上进行运送。在另一个示例中，所述任务可包括将对象从一个容器移动到另一容器。所述单元中的每一者可被配置为执行一系列动作(例如，操作其中的一个或多个部件)以执行任务。

在一些实施方案中，所述任务可以包括目标对象或包裹112(例如，盒、箱、笼、托盘等)从起始位置114到任务位置116的操纵(例如，移动和/或重新取向)。例如，卸载单元102(例如，拆箱机器人)可以被配置为将目标对象112从运载工具(例如，卡车)中的位置搬运到传送带上的位置。搬运总成104(例如，堆垛/拾取机器人总成)可以被配置为将包裹112装载到运输单元106或传送机120上。在另一个示例中，搬运总成104可以被配置为将一个或多个目标包裹112从一个容器搬运到另一个容器。搬运总成104可以包括带真空抓持器(或真空区域)的机器人末端执行器140(“末端执行器140”)，每个真空抓持器单独操作以拾取并载运一个或多个对象112。当将末端执行器140放置在一个或多个目标对象112附近时，可以将空气抽吸到抓持器中，由此产生足以抓持和保持目标对象的压力差。可以拾取和运输目标对象112，而不会损坏或毁坏对象表面。可以基于在拾取位置处对象的堆叠布置、在释放位置(例如，投放位置)处的可用空间、在拾取位置与释放位置之间的运输路径、优化例程(例如，用于优化单元使用率、机器人使用率等的例程)、它们的组合等来选择一次载运的对象112的数量。末端执行器140可以具有一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被配置为输出指示关于所保持的对象(例如，所保持的对象的数量和配置)、任何所保持的对象之间的相对位置等信息的读数。

成像系统160可以提供用于监视部件操作、识别目标对象、跟踪对象或以其他方式执行任务的图像数据。可以对图像数据进行分析以评估例如包裹堆叠/打包布置(例如，堆叠包裹，诸如纸盒、打包容器等)、对象的位置信息、可用的运输路径(例如，拾取区与释放区之间的运输路径)、关于抓持总成的位置信息，或其组合。控制器109可以与成像系统160和机器人系统100的其他部件进行通信。控制器109可以生成运输计划，所述运输计划包括用于拾取和释放对象(例如，被示为稳定容器)的顺序、定位信息、用于拾取对象的次序信息、用于释放对象的次序信息、堆叠计划(例如，用于在释放区处堆叠对象的计划)、重新堆叠计划(例如，用于在拾取区处重新堆叠至少一些容器的计划)或其组合。可以基于容器的布置、容器的内容物或其组合来选择由运输计划提供的信息和指令。在一些实施方案中，控制器109可以包括电子/电气装置，诸如一个或多个处理单元、处理器、存储装置(例如，外部或内部存储装置、存储器等)、通信装置(例如，用于无线或有线连接的通信装置)以及输入输出装置(例如，屏幕、触摸屏显示器、键盘、小键盘等)。结合图2讨论了示例性电子/电气装置和控制器部件。

运输单元106可以将目标对象112(或多个目标对象112)从与搬运总成104相关联的区域搬运到与装载单元108相关联的区域，并且装载单元108可以将目标对象112搬运(通过例如移动载运目标对象112的托盘)到存储位置。在一些实施方案中，控制器109可以协调搬运总成104和运输单元106的操作以有效地将对象装载到存储架上。

机器人系统100可以包括图1中未示出的其他单元，诸如操纵器、服务机器人、模块化机器人等。例如，在一些实施方案中，机器人系统100可以包括：卸垛单元，所述卸垛单元用于将对象从笼车或托盘搬运到传送机或其他托盘上；容器切换单元，所述容器切换单元用于将对象从一个容器搬运到另一个容器；包装单元，所述包装单元用于包装对象；分拣单元，所述分拣单元用于根据对象的一个或多个特性将对象进行分组；另一种类型的单元，所述单元用于根据对象的一个或多个特性以不同方式对对象进行操纵(例如，分拣、分组和/或搬运)；或它们的组合。系统100的部件和子系统可以包括不同类型的末端执行器。例如，机器人系统100的卸载单元102、运输单元106、装载单元108和其他部件也可以包括机器人抓持器总成。可以基于期望的载运能力来选择机器人抓持器总成的配置。出于说明性目的，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可以被配置为在其他环境中/出于其他目的(诸如用于制造、组装、包装、医疗保健和/或其他类型的自动化)执行任务。

机器人系统

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的部件的框图。在一些实施方案中，例如，机器人系统100(例如，在上述单元或总成和/或机器人中的一者或多者处)可以包括电子/电气装置，诸如一个或多个处理器202、一个或多个存储装置204、一个或多个通信装置206、一个或多个输入-输出装置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216，或其组合。各种装置可经由有线连接和/或无线连接彼此耦接。例如，机器人系统100可包括总线，诸如系统总线、外围部件互连(PCI)总线或PCI-Express总线、HyperTransport或工业标准架构(ISA)总线、小型计算机系统接口(SCSI)总线、通用串行总线(USB)、IIC(I2C)总线，或电气和电子工程师协会(IEEE)标准1394总线(还称为“火线”)。而且，例如，机器人系统100可包括桥接器、适配器、控制器或用于提供装置之间的有线连接的其他信号相关装置。无线连接可基于例如蜂窝通信协议(例如，3G、4G、LTE、5G等)、无线局域网(LAN)协议(例如，无线保真(WIFI))、对等或装置对装置通信协议(例如，蓝牙、近场通信(NFC)等)、物联网(IoT)协议(例如，NB-IoT、Zigbee、Z-wave、LTE-M等)和/或其他无线通信协议。

处理器202可以包括被配置为执行存储在存储装置204(例如，计算机存储器)上的指令(例如，软件指令)的数据处理器(例如，中央处理单元(CPU)、专用计算机和/或板载服务器)。处理器202可以实施程序指令以控制其他装置/与其他装置对接，由此使机器人系统100执行动作、任务和/或操作。

存储装置204可包括其上存储有程序指令(例如，软件)的非暂时性计算机可读介质。存储装置204的一些示例可包括易失性存储器(例如，高速缓存和/或随机存取存储器(RAM))和/或非易失性存储器(例如，闪存存储器和/或磁盘驱动器)。存储装置204的其他示例可包括便携式存储器驱动器和/或云存储装置。

在一些实施方案中，存储装置204可以用于进一步存储主数据、处理结果和/或预定数据/阈值并提供对其的访问。例如，存储装置204可以存储主数据，所述主数据包括对可以由机器人系统100操纵的对象(例如，盒、箱、容器和/或产品)的描述。在一个或多个实施方案中，主数据可以包括预期将由机器人系统100操纵的对象的尺寸、形状(例如，用于潜在姿态的模板和/或用于辨识处于不同姿态的对象的计算机生成的模型)、质量/重量信息、颜色方案、图像、识别信息(例如，条形码、快速响应(QR)代码、徽标等，和/或它们的预期位置)、预期质量或重量或其组合。在一些实施方案中，主数据可以包括关于对象的操纵相关信息，诸如对象中的每一者的质心(CoM)位置、与一个或多个动作/操纵相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。机器人系统可查找压力水平(例如，真空水平、抽吸水平等)、抓持/拾取区域(例如，要激活的区域或成排的真空抓持器)以及用于控制搬运机器人的其他所存储的主数据。存储装置204还可存储对象跟踪数据。在一些实施方案中，对象跟踪数据可以包括被扫描或操纵的对象的日志。在一些实施方案中，对象跟踪数据可以包括在一个或多个位置(例如，指定的拾取或释放位置和/或传送带)处的对象的图像数据(例如，图片、点云、实时视频馈送等)。在一些实施方案中，对象跟踪数据可以包括对象在一个或多个位置处的位置和/或取向。

通信装置206可包括被配置为经由网络与外部装置或远程装置进行通信的电路。例如，通信装置206可以包括接收器、发射器、调制器/解调器(调制解调器)、信号检测器、信号编码器/解码器、连接器端口、网卡等。通信装置206可以被配置为根据一个或多个通信协议(例如，因特网协议(IP)、无线通信协议等)来发送、接收和/或处理电信号。在一些实施方案中，机器人系统100可使用通信装置206来在机器人系统100的单元之间交换信息和/或与在机器人系统100外部的系统或装置交换信息(例如，出于报告、数据采集、分析和/或故障排除目的)。

输入输出装置208可以包括被配置为向操作人员传达信息和/或从操作人员接收信息的用户界面装置。例如，输入输出装置208可以包括显示器210和/或用于将信息传达给操作人员的其他输出装置(例如，扬声器、触觉电路或触觉反馈装置等)。而且，输入输出装置208可以包括控制或接收装置，诸如键盘、鼠标、触摸屏、传声器、用户界面(UI)传感器(例如，用于接收运动命令的相机)、可穿戴输入装置等。在一些实施方案中，机器人系统100可以使用输入输出装置208在执行动作、任务、操作或其组合时与操作人员交互。

在一些实施方案中，控制器(例如，图1的控制器109)可以包括处理器202、存储装置204、通信装置206和/或输入输出装置208。控制器可以是独立的部件或单元/总成的一部分。例如，系统100的每个卸载单元、搬运总成、运输单元和装载单元可以包括一个或多个控制器。在一些实施方案中，单个控制器可以控制多个单元或独立部件。

机器人系统100可以包括或耦接到在关节处连接以进行运动(例如，旋转和/或平移移位)的物理或结构构件(例如，机器人操纵器臂)。所述结构构件和关节可以形成动力链，所述动力链被配置为根据机器人系统100的使用/操作来操纵末端执行器(例如，抓持器)，所述末端执行器被配置为执行一个或多个任务(例如，抓持、自旋、焊接等)。机器人系统100可包括致动装置212(例如，马达、致动器、导线、人造肌肉、电活性聚合物等)，所述致动装置被配置成绕对应关节或在对应关节处驱动或操纵(例如，移位和/或重新取向)结构构件。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成将对应的单元/底盘从一个地方运输到另一个地方。例如，致动装置212和运输马达连接到机器人臂、线性滑块或其他机器人部件或作为其一部分。

传感器216可以被配置为获得用于实施任务的信息，诸如用于操纵结构构件和/或用于运输机器人单元的信息。传感器216可包括被配置为检测或测量机器人系统100的一个或多个物理性质(例如，一个或多个结构构件/其关节的状态、条件和/或位置)和/或周围环境的一个或多个物理性质的装置。传感器216的一些示例可以包括接触传感器、接近传感器、加速度计、陀螺仪、力传感器、应变仪、扭矩传感器、位置编码器、压力传感器、真空传感器等。

在一些实施方案中，例如，传感器216可以包括被配置为检测周围环境的一个或多个成像装置222(例如，2维和/或3维成像装置)。成像装置可以包括相机(包括视觉和/或红外相机)、激光雷达装置、雷达装置和/或其他测距或检测装置。成像装置222可以生成检测到的环境的表示，诸如数字图像和/或点云，所述表示用于实施机器/计算机视觉(例如，用于自动检查、机器人导引或其他机器人应用)。

现在参考图1和图2，机器人系统100(例如，经由处理器202)可以处理图像数据和/或点云以识别图1的目标对象112、图1的起始位置114、图1的任务位置116、图1的目标对象112的姿态，或其组合。机器人系统100可以使用图像数据来确定如何访问和拾取对象。可以分析对象的图像以确定用于定位真空抓持器总成以抓持目标对象的拾取计划，即使相邻对象也可能靠近抓持器总成。可以单独利用或组合利用来自板载传感器216(例如，激光雷达装置)的成像输出和来自远程装置(例如，图1的成像系统160)的图像数据。机器人系统100(例如，经由各个单元)可以捕获和分析指定区域(例如，卡车内部、容器内部或传送带上对象的拾取位置)的图像以识别目标对象112及其起始位置114。类似地，机器人系统100可以捕获并分析另一个指定区域(例如，用于将对象放置在传送带上的释放位置、用于将对象放置在容器内部的位置或用于堆叠目的的托盘上的位置)的图像以识别任务位置116。

而且，例如，图2的传感器216可以包括图2的位置传感器224(例如，位置编码器、电位差计等)，所述位置传感器被配置为检测结构构件(例如，机器人臂和/或末端执行器)和/或机器人系统100的对应关节的位置。机器人系统100可以在任务执行期间使用位置传感器224来跟踪结构构件和/或关节的位置和/或取向。本文公开的卸载单元、搬运单元、运输单元/总成和装载单元可以包括传感器216。

在一些实施方案中，传感器216可以包括接触传感器226(例如，力传感器、应变仪、压阻/压电传感器、电容传感器、弹性电阻传感器和/或其他触觉传感器)，所述接触传感器被配置为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。接触传感器226可以测量与末端执行器(例如，抓持器)在目标对象112上的抓持力相对应的特性。因此，接触传感器226可以输出表示与物理接触、抓持器与目标对象112之间的接触或附接的程度或其他接触特性相对应的量化测量值(例如，测量的力、扭矩、位置等)的接触测量值。例如，接触测量值可以包括与和通过末端执行器抓持目标对象112相关联的力相关联的一个或多个力、压力或扭矩读数。

目标对象和抓持器总成

图3A是根据本技术的一个或多个实施方案的示例性目标对象300(例如，目标对象112的实例)的透视图。由机器人系统100处理的目标对象300可以包括可打开的对象或具有一个或多个固定的、可移动或可移除的盖子的包裹。例如，诸如鞋盒的目标对象300可以具有可以基于目标对象300的姿态和/或在没有对对象的一个或多个部分进行直接的机器人操纵的情况下而打开的未紧固的或基于摩擦的盖或盖子。而目标对象300的不同部分可以诸如使用胶带、粘合剂或其他外部紧固件而彼此固定或附接。

目标对象300可以具有参考或主体部分324和盖子322(例如，固定的、铰接的、可移除的或可移动的盖子或翻盖)。参考部分324可以在其中支撑、围绕或容纳一个或多个内容物(例如，鞋子)，并且可移除部分可以提供盖。例如，参考部分324可以包括底表面/支撑表面和一个或多个竖直壁，而盖子322可以包括顶表面/盖表面和/或一个或多个互补壁。

可移除部分322可以保持未紧固或未附接到参考部分324。例如，盖子322可以是单独的或独立结构，当目标对象300处于如图3A所示的直立姿态时，所述盖子静止并覆盖参考部分324。在一些实施方案中，盖子322的一部分或边缘可以连接到参考部分324或与参考部分成一体，诸如形成盖的铰链。无论不同部分之间的结构连接如何，当盖子322覆盖参考部分324时，内侧壁表面都可以接触参考部分侧壁上的外表面的顶部部分。接触表面之间的摩擦可以提供一定的阻力以将可移除部分322保持在参考部分324上方。然而，摩擦力可能不足以使盖子322在其他姿态(例如，盖子322竖直延伸的侧向或90^°或180^°旋转姿态或倒置姿态)中保持附接到参考部分324，尤其是当目标对象300包含可能推压盖子322的相对较重对象时。

对象参考轴线可以用于从对象的角度描述方向、取向、姿态等。对象参考轴线可以沿着对象的长度延伸。一些鞋盒可以具有大于宽度(沿着x轴示出)和高度(沿着z轴示出)的长度(沿着外部参考系统的y轴示出)。可以基于盖子322与参考部分之间的关系来定义高度。

机器人系统可以包括和/或操作被配置为操纵目标对象(例如，鞋盒)的末端执行器。图3B是根据本技术的一些实施方案的末端执行器(例如，末端执行器140)的透视图。末端执行器140可以耦接/附接到机器人臂总成的远端。机器人臂抓持器总成可以将末端执行器140定位在位于拾取环境处的一个或多个对象处或附近。末端执行器140通常可以以其远端部分(例如，底表面)大致面向下(例如，大致沿着真实世界z轴)来取向和参考，诸如以用于抓持对象的顶表面。然而，出于比较目的，图3B中的参考轴线对应于图3A中的参考轴线。下文讨论关于操纵末端执行器140和目标对象的细节。用于参考相对于末端执行器的空间关系的工具参考轴线/方向可以沿着从远端/底表面朝向机器人臂总成附接点的方向延伸。

可以将目标对象固定在末端执行器140的底部上。在一些实施方案中，抓持器总成可以具有可寻址区域，每个可寻址区域选择性地能够吸入空气以提供真空抓持。在一些操作模式中，仅靠近目标对象的可寻址区域吸入空气以直接在真空抓持器装置与目标对象之间提供压力差。即使抓持器总成140的其他抓持部分邻近或接触其他包裹，这也仅允许将选定包裹(例如，目标包裹)拉向抓持器总成或以其他方式固定在抓持器总成上。

末端执行器140可以包括限定抓持区的可寻址真空区或区域117a、117b、117c(统称为“真空区域117”)。除非另外指出，否则对一个真空区域117的描述适用于其他真空区域117。在一些实施方案中，每个真空区域117可以是抽吸通道排，所述抽吸通道排包括连接到末端执行器140外部的真空源的部件。真空区域117可以包括抓持接口(例如，一个或多个吸盘)，对象可以被保持在所述抓持接口上。

真空区域117可以吸入空气以保持包裹112，并且可以减少或停止吸入空气以释放包裹112。真空区域117可以独立地吸入空气以将包裹保持在各个位置处。真空区域117可以包括一组或一排抽吸元件，通过所述抽吸元件抽吸空气。抽吸元件可以彼此均匀地/一致地或不一致地间隔开，并且可以期望图案(例如，不规则或规则图案)布置。真空区域117可以具有相同或不同数量、配置和/或图案的抽吸元件。为了载运与真空区域117的几何形状匹配的包裹，可以通过真空区域117(例如，117a、117b和117c)的每个抽吸元件抽吸空气。为了载运较小的包裹，可以通过真空区域117的子集(例如，117b、117a和117b、117b和117c)或与包裹的几何形状匹配来抽吸空气。

当所有真空区域117都处于活动状态时，末端执行器140可以向目标对象提供大致均匀的抓持力。末端执行器140可以被配置为经由吸引力来保持或固定对象，诸如通过在真空区域117与对象之间形成和保持真空状态来实现。例如，末端执行器140可以包括一个或多个真空区域117，所述一个或多个真空区域被配置为接触目标对象的表面并在真空区域117与表面之间的空间中形成/保持真空状态。当经由机器人臂降低末端执行器140由此将真空区域117压靠在目标对象的表面上并挤出或以其他方式去除相对表面之间的气体时，可以形成真空状态。当机器人臂提升末端执行器140时，真空区域117内部的空间与周围环境之间的压力差可以使目标对象保持附接到真空区域117。在一些实施方案中，通过末端执行器140的真空区域117的气流速率可以被动态地调整，或者基于目标对象与真空区域117的接触或抓持表面之间的接触面积以确保实现足够的抓持以牢固地抓持目标对象。类似地，可以动态地调整穿过真空区域117的气流速率以适应目标物体的重量，诸如针对较重物体增大气流，以确保实现足以牢固地抓持目标物体的抓持力。

真空区域117a、117b和117c可以诸如通过相对于抓持器总成140的底表面缩回得更近或延伸远离而彼此独立地移动。因此，真空区域117a、117b和117c可以在不同位置和/或时间接触对象。例如，(如抓持器总成位置2的侧视图所示)用于中心真空区域117b的吸盘可以远离底表面延伸以在其他区域之前配合目标对象。在抓持目标对象之后，用于中心真空区域117b的吸盘可以缩回(如在抓持器总成位置1中所示)，直到对象接触/配合外围真空区域117a和117c的吸盘。一旦中心区域缩回，外围真空区域就可以配合以抓持目标对象。换句话说，中心部分可以用于将目标对象移动/移位相对较小的距离(例如，远离其他或相邻对象)，并且一旦目标对象远离其他非目标对象移动，外围部分就可以用于提供附加的抓握力。因此，抓持器总成140可以减少意外的双重拾取(例如，拾取意外/附加的对象连同目标对象)。外围真空区域可以用于提供足够的抓持以操纵/搬运目标对象。

末端执行器140可以包括稳定器支架302，所述稳定器支架被配置为进一步辅助目标对象的操纵/搬运，稳定器支架302可以包括平行于工具参考轴线和吸盘的准线延伸的支撑表面。支撑表面可以被配置为接触目标对象的未配合部分(例如，与被抓持表面正交的外围表面)。在一些实施方案中，末端执行器140可以被配置为使稳定器支架302沿着一个或多个方向延伸和/或缩回。例如，末端执行器140可以使支架302缩回到最靠近底表面和/或远离末端执行器140的主体(例如，沿着-z方向移动)的静止位置。静止位置可以在配合目标对象之前建立和/或使用中心真空区域117b被维持到目标对象的初始位移。抓持器总成140可以将支架302移动到底表面下方或经过底表面(例如，远离机器人臂总成)和/或朝向末端执行器140的主体(例如，沿着-z方向)移动直到支撑表面接触抓握的对象。末端执行器140可以包括成角度的附接臂304。成角度的附接臂304的角度可以使得附接到机器人臂上的末端执行器140的位置成一定角度以在搬运期间保持目标对象的盖或盖子关闭。

抓持/提升配置

机器人系统可以从源容器抓持和提升目标对象。在提升之后，机器人单元(例如，在远端处具有末端执行器的搬运机器人或机器人臂总成)可以将目标对象搬运到目标位置(例如，目的地)。在一些实施方案中，目的地可以对应于传送机上的位置。图4A示出了根据本技术的一个或多个实施方案的用于从源容器402提升目标对象(例如，目标对象300)的处理区域的俯视图400(例如，从图2的成像装置222的顶部实例接收的图像数据223)。例如，俯视图400示出了放置在容器(例如，箱柜)中或从容器中移除的目标对象(例如，鞋盒)。图4B示出了根据本技术的一个或多个实施方案的用于从源容器提升目标对象的处理区域的侧视图430(例如，从成像装置222的侧向取向实例接收的图像数据223)。容器402和/或其中的对象(例如，目标对象300)可以以一定角度放置，使得源容器的底表面和/或每个对象与对应的水平参考平面形成锐角(例如，角度θ)。成角度的放置姿态可以允许对象的盖子在参考部分上方保持静止，同时允许末端执行器从上方接近对象(例如，通过至少部分地向下移动以接触和抓持对象)。

图4C示出了根据本技术的一个或多个实施方案的在示例性抓持/提升配置中抓持和提升目标对象的机器人臂总成的侧视图460。抓持器总成可以以与对象的成角度静止姿态相对应的成角度姿态接近目标对象。例如，末端执行器140可以被定位成使得工具参考轴线462相对于地板形成一定的角度以与成角度静止姿态的角度(例如，角度θ)匹配以抓持/提升目标对象300。机器人系统可以导出和实施运动计划以沿着成角度方向(例如，向下和朝向对象)移动末端执行器以接触和抓持目标对象。如上所述，机器人系统可以将中心部分中的吸盘(例如，图3B的真空区域117b)从位置1延伸到位置2以抓持目标对象。在抓持目标对象之后，可以使中心吸盘缩回。因此，被抓持对象可以沿着工具参考轴线移位相对较短的距离。一旦目标对象远离相邻对象移动，外围吸盘就可以配合以进一步抓持目标对象。在一些实施方案中，随着目标对象被移出源容器，机器人系统可以移动吸盘和/或支撑支架。例如，支架可以远离底表面延伸和/或朝向目标对象延伸，直到支架的支撑表面接触目标对象(例如，其底表面)。

支架可以被配置为对运动参考轴线(例如，运动参考轴线464)提供支撑。运动参考轴线可以表示末端执行器搬运目标对象或在目标对象的搬运期间的姿态和/或大致移动方向。机器人系统可以确定远离真实世界z轴(例如，真实世界z轴466)倾斜或成角度的运动参考轴线。相比之下，常规的系统和/或搬运配置将工具参考轴线取向为平行于z轴。常规的抓持接口面朝向下方向，并且目标对象被抓握/保持在末端执行器下方。然而，这种常规的搬运姿态对于具有固定的/铰接的/可移动的/可移除的盖子的对象可能是有问题的。在大致上下搬运单元姿态中，重力可能导致分离的部分彼此脱离或彼此远离移动。此外，目标对象内的内容物可能会移位，并且进一步导致分离的部分彼此远离移动。为了防止对象的不同部分彼此远离移动，机器人系统的实施方案可以确定并利用成角度的运动参考轴线，使得在搬运期间目标对象在盖子位于参考部分上方的情况下保持成一定角度。

在一些实施方案中，机器人系统可以基于相对于z轴的预定位移角来确定成角度的运动参考轴线。在其他实施方案中，机器人系统可以基于抓持位置(例如，对象上的接口覆盖区)、对象的重量、对象的尺寸(例如，长度)、对象上的支架的大小和/或接触位置、在抓持/提升对象之后由末端执行器测量的旋转力或扭矩和/或末端执行器和/或目标对象的其他物理特征来导出位移角。在一些实施方案中，位移角可以在常规配置/装置的倾斜控制边界之外。

图5示出了根据本技术的一个或多个实施方案的示例性目标对象(例如，目标对象500和501)的侧视图，所述示例性目标对象具有就抓持器与目标对象之间的接触而言的抓持位置(例如，抓持位置502和504)。机器人系统可以被配置为抓持对象的参考部分324。在确定抓持位置502时，机器人系统可以在目标对象的接收图像(例如，俯视图400)中将掩模放置在盖子322(例如，盖)上。因此，机器人系统可以仅考虑/处理参考部分。

在一些实施方案中，机器人系统可以确定质心位置下方(例如，远离分离方向)的抓持位置502或其估计，以最大程度地减少施加在抓持接口上的扭矩。另外或替代地，机器人系统可以确定距对象的底表面一定距离处的抓持位置，其中所述距离与吸盘和支架的接触表面之间的分离距离匹配。在其他实施方案中，机器人系统可以被配置为确定最靠近盖子的抓持位置。在第一示例中，目标对象500在目标对象500的质心处、上方或下方具有抓持位置502。在第二示例中，目标对象501具有从目标对象501的质心偏移(例如，在质心侧面)的抓持位置。在一些实施方案中，机器人系统基于目标对象的盖子的形状来确定抓持位置。例如，目标对象500和501上的抓持位置由于目标对象500和501的不同盖子/盖而不同。

图6示出了根据本技术的一个或多个实施方案的在示例性抓持/提升配置中抓持和提升目标对象的机器人臂总成的透视图。图1的机器人系统100可以从源容器402抓持和提升目标对象300。在提升之后，机器人单元(例如，在远端处具有末端执行器140的搬运机器人或机器人臂总成)可以将目标对象300搬运到目标位置116(例如，目的地)。在一些实施方案中，目的地可以对应于传送机、另一个箱柜、托盘等上的位置。

操作流程

图7是根据本技术的一个或多个实施方案的用于操作机器人系统(例如，图1的机器人系统100或其部分)的方法700的流程图。通常，机器人系统(经由例如图1的控制器、图2的通信装置206和/或图2的图像装置222)可以接收表示拾取环境的至少一部分的图像数据(例如，图3的俯视图300)，如框701处所示。机器人系统可以基于接收到的图像数据来识别目标对象(例如，图3A的目标对象300)。

机器人系统可以接收表示环境的至少一部分的图像数据。例如，接收到的图像数据可以描绘容器中的对象。图像数据可以包括但不限于视频、静态图像、激光雷达数据、雷达数据、对象标识数据、条形码数据或其组合。在一些实施方案中，例如，传感器可以捕获(例如，经由有线或无线连接)传输到计算机或控制器(诸如控制器109)的视频或静态图像。

在框702处，机器人系统或其一部分(例如，控制器109、处理器202等)可以分析图像数据以识别一组对象、对象容器、对象堆叠等中的目标对象。例如，控制器可以基于接收到的图像数据识别各个对象。控制器可以识别容器或对象上的视觉标记/设计和/或标识信息(例如，条形码、快速响应(QR)码、徽标等和/或其预期位置)。标识信息和视觉标记可以指示对象的其他特性，诸如在主数据中登记的对象的尺寸和重量。机器人系统可以诸如使用主数据或运送清单进一步确定所识别的目标对象具有一个或多个固定的、铰接的、可移动的或可移除的盖子或翻盖，诸如用于具有未紧固的或部分连接盖/盖子的鞋盒，所述盖/盖子可以基于对象的姿态和/或在没有对盖子进行直接机器人操纵的情况下打开。

在一些实施方案中，来自释放位置的信息用于选择目标对象。例如，可以基于打包次序、容器内的对象位置、释放位置处的可用空间量、优选的堆叠布置等来选择机器人系统。用户可以输入选择标准来确定对象拾取的次序。在一些实施方案中，可以基于接收到的图像数据来生成拾取环境的映射。在一些映射协议中，边缘检测算法用于识别对象的边缘、表面等。机器人系统可以分析映射以确定拾取区域处的哪些对象能够被一起运输。

机器人系统可以从源对象中选择目标对象作为要执行的任务的目标。例如，机器人系统可以根据预定顺序、规则集、对象轮廓的模板或其组合来选择要拾取的目标对象。作为特定示例，机器人系统可以根据表示相对于图像装置的已知位置的距离和位置的点云/深度图来选择目标包裹作为末端执行器(例如，末端执行器140)可触及的源包裹的实例，诸如位于包裹的容器(例如，源容器402)中的源包裹的实例。在示例中，机器人系统可以根据预定图案来选择目标对象，诸如相对于参考位置从左至右或从最接近至最远，而不会对源包裹的其他实例产生干扰或者移位或将这种干扰或者移位最小化。

在框704处，控制器(例如，图1的控制器109)可以识别目标对象的尺寸和容器的尺寸。控制器可以通过扫描/读取目标对象和/或容器上的对象标识符(例如，条形码、QR码等)来识别目标对象的尺寸和容器的尺寸。基于目标对象的尺寸(例如，对象的固定的、铰接的、可移动的或可移除的盖子或翻盖的位置/取向)，控制器可以确定中心真空区域117b和/或外围真空区117a/c是否可以适合参考部分324和/或真空区域的操作顺序，以用于提升和搬运对象。

在框706处，控制器可以确定用于抓持目标对象的真空抓持器或区域的抓持位置。例如，控制器109可以选择真空区域117b来抓持包裹112，这是因为整个包裹112(例如，目标对象)可以由真空区域117b支撑。通过图3B的真空区域117b的基本上所有抽吸元件(例如，抽吸元件的至少90％、95％、98％)抽吸真空。控制器109可以基于目标对象的尺寸选择真空抓持的配合顺序。在示例中，抓持位置(例如，图5的抓持位置502或504)位于目标对象的参考部分324上，而不与可移动部分322(例如，盖子)接触或重叠。控制器109可以基于质心(COM)位置(例如，在COM下方以调整抓持器所经历的扭矩)和/或对象的不同部分之间的边界(例如，最靠近盖子和/或在参考部分上尽可能高)来确定抓持位置。

在框708处，控制器可以生成或导出用于控制机器人系统(例如，机器人单元，诸如机器人臂总成)和搬运对象的一个或多个命令。在一些操作模式中，命令可以对应于运动计划。例如，控制器可以生成用于定位抓持器的一个或多个命令、使吸盘的一个或多个部分延伸，和/或使真空源以选定的真空水平提供真空，由此抓握目标对象300。可以基于目标对象的重量或质量、要执行的任务等来选择真空水平。可以将命令发送到抓持器总成以使歧管进行操作以在选定区域或抓持器处提供抽吸。控制器生成命令以使致动装置(例如，致动装置212)、马达、伺服器、致动器以及机器人臂的其他部件移动抓持器总成。机器人系统可以生成搬运命令以使机器人运输臂以机器人形式在各位置之间移动载运对象的抓持器总成。机器人系统可以基于运动计划来生成运输命令，所述运输计划对应于运输路径以将对象递送到释放位置而不会使所述对象撞击另一个对象。

所生成的命令可以用于操作和/或控制机器人臂和/或抓持器以与对象的成角度静止姿态相对应的成角度姿态接近目标对象。换言之，抓持器可以被定位成与工具参考轴线形成与目标对象的成角度静止姿态的角度匹配的角度。机器人系统可以导出和实施运动计划以沿着成角度方向(例如，向下和朝向对象)移动末端执行器以接触和抓持目标对象。如上所述，机器人系统可以将中心部分中的吸盘(例如，图3B的真空区域117b)从位置1延伸到位置2以抓持目标对象。在抓持目标对象之后，可以使中心吸盘缩回。因此，被抓持对象可以沿着工具参考轴线移位相对较短的距离，并更靠近末端执行器的底部/抓持接口。一旦目标对象远离相邻对象移动，外围吸盘就可以配合以进一步抓持目标对象。在一些实施方案中，随着目标对象被移出源容器，机器人系统可以移动吸盘和/或支撑支架。例如，支架可以远离底表面延伸和/或朝向目标对象延伸，直到支架的支撑表面接触目标对象(例如，其底表面)。

支架可以被配置为对运动参考轴线提供支撑。运动参考轴线可以表示末端执行器搬运目标对象或在目标对象的搬运期间的姿态和/或大致移动方向。机器人系统可以确定远离真实世界z轴倾斜或成角度的运动参考轴线。机器人系统可以确定并使用成角度的运动参考轴线，使得在搬运期间目标对象在盖子位于参考部分上方的情况下保持成一定角度。

在框710处，控制器可以配合真空抓持器以诸如通过实施运动计划/命令的对应部分来搬运目标对象。末端执行器可以被配置为抓持源包裹或对象中的目标包裹或对象。例如，机器人系统100可以生成用于使末端执行器140配合真空区域117的多个实例以执行抓持操作以同时抓持目标对象的多个抓持位置并从容器中取出对象的指令。作为特定示例，末端执行器140可以用于执行用于按顺序一个接一个地抓持目标对象的抓持操作的指令。

在框712处，机器人系统100可以诸如通过在抓握目标对象之后实施运动计划/命令的后续部分来将目标对象搬运到目的地或目标位置。机器人系统可以通过成角度的载运(根据上文讨论的成角度的运动参考轴线)搬运目标对象，以防止目标对象的固定的、铰接的、可移动的或可移除的盖子在搬运期间打开。

在框714处，控制器可以根据运动计划/命令的释放顺序使真空抓持器解除配合以在目标位置(例如，传送带)处释放目标对象。在框716处，机器人系统可以将容器搬运到目标位置，类似于将目标对象搬运到所述位置。例如，当从容器中移除对象并且容器是空的时，机器人系统将容器搬运到目标位置。

结论

所公开技术的示例的以上具体实施方式不意在是穷举的或将所公开技术限制为以上公开的精确形式。虽然出于说明性目的描述了所公开技术的具体示例，但如相关领域技术人员应认识到，在所公开技术的范围内多种等效修改也是可能的。例如，尽管以给定顺序呈现了过程或框，但是替代实施方式可以以不同顺序执行具有步骤的例程，或者以不同顺序采用具有框的系统，并且一些过程或框可以被删除、移动、添加、细分、组合和/或修改以提供替代方案或子组合。这些过程或框中的每一者可以多种不同方式来实施。另外，虽然过程或框有时被示出为串行执行，但这些过程或框可替代地并行执行或实施，或者可在不同时间执行。此外，本文提到的任何具体数字仅仅是示例；替代实施方式可以采用不同的值或范围。

根据上文具体实施方式，可对所公开技术进行这些和其他改变。虽然具体实施方式描述了所公开技术的某些示例以及预期的最佳模式，但是无论以上描述在文本中出现的多么详细，都可通过许多方式来实践所公开技术。系统的细节可在其具体实施方式中相差甚大，但仍由本文所公开的技术涵盖。如上所述，在描述所公开技术的某些特征或方面时使用的特定术语不应被认为暗示所述术语在本文中被重新定义为限于与该术语相关联的所公开技术的任何特定特性、特征或方面。因此，除所附权利要求之外，本发明不受限制。通常，除非以上具体实施方式部分明确限定了以下权利要求中使用的术语，否则此类术语不应被解释为将所公开技术限于说明书中所公开的具体示例。

虽然下面以某些权利要求的形式呈现了本发明的某些方面，但是申请人以任何数目的权利要求形式设想了本发明的各方面。因此，在本申请中或接续申请中，申请人保留在提交本申请以寻求此类附加权利要求形式之后寻求附加权利要求的权利。

Claims (20)

1.一种机器人系统，其包括：

耦接到机器人抓持器总成的控制器，所述控制器被配置为：

基于具有一个或多个盖子的目标对象的尺寸，确定所述目标对象上用于由机器人抓持器总成配合的抓持位置，其中所述抓持器总成包括：

第一抓持器部分，所述第一抓持器部分被配置为在所述抓持位置处抓握所述目标对象，

第二抓持器部分，所述第二抓持器部分与所述第一抓持器部分相邻，

其中：

所述第一抓持器部分可相对于所述第二抓持器部分单独地延伸，以最初抓握所述目标对象并与所述目标对象一起缩回，并且

所述第二抓持部分被配置为在所述第一抓持器部分的初始抓握和缩回之后抓握所述目标对象；

确定参考轴线以用于将所述机器人抓持器总成与所述目标对象对准以配合所述机器人抓持器总成的所述一个或多个抓持器；

导出用于操作所述机器人抓持器总成的运动计划以：

基于所述参考轴线将所述机器人抓持器总成与所述目标对象对准；

用所述第一抓持器部分和/或所述第二抓持器部分在所述抓持位置处接触所述目标对象；以及

通过所述第一抓持器部分和/或所述第二抓持器部分提供抓持力以在所述抓持位置处抓持所述目标对象。

2.根据权利要求1所述的机器人系统，其中所述控制器还被配置为导出用于操作所述机器人抓持器总成的所述运动计划以：

在不打开所述目标对象的一个或多个盖子的情况下将所述目标对象搬运到目标位置。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器还被配置为：

接收表示拾取环境的至少一部分的图像数据；

在所述拾取环境中识别容器中的一个或多个目标对象；以及

识别所述一个或多个目标对象和所述容器的尺寸。

4.根据权利要求1所述的机器人系统，其中所述控制器被配置为导出用于进一步操作所述机器人抓持器总成的所述运动计划以：

导出用于在目标位置处释放所述目标对象的释放姿态；以及

根据所述释放姿态解除所述机器人抓持器总成的所述一个或多个抓持器的所述抓持力。

5.根据权利要求1所述的机器人系统，其中所述控制器还被配置为基于以下操作导出所述运动计划：

基于所述尺寸导出将所述机器人抓持器总成的所述一个或多个抓持器附接到所述目标对象的配合顺序。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述机器人系统还被配置为：

导出与用于操作所述机器人抓持器总成的所述运动计划相对应的一组命令以将所述目标对象从起始位置搬运到目标位置。

7.根据权利要求1所述的机器人系统，其中所述机器人抓持器总成还包括附接的稳定器支架，所述稳定器支架被配置为接触并支撑所述抓握的目标对象。

8.一种机器人系统，其包括：

机器人臂；

末端执行器，所述末端执行器在动力学上耦接到所述机器人臂，所述末端执行器包括：

第一抓持器部分，所述第一抓持器部分位于所述末端执行器的底部部分处并且被配置为抓握目标对象的表面；

第二抓持器部分，所述第二抓持器部分位于所述底部部分处并且被配置为抓握所述目标对象的所述表面，其中所述第二抓持器部分可独立于所述第一抓持器部分操作；

稳定器支架，所述稳定器支架与所述第一抓持器和所述第二抓持器相邻并沿着从所述末端执行器的顶部部分延伸到所述底部部分的方向延伸，所述稳定器支架被配置为接触已被至少所述第一抓持器部分抓握的所述目标对象并在所述抓握的目标对象上提供支撑力；

一个或多个处理器，所述一个或多个处理器可操作地耦接到所述机器人臂和所述末端执行器；以及

存储指令的一个或多个存储器，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述机器人系统执行包括以下操作的过程：

基于具有一个或多个盖子的所述目标对象的尺寸，确定所述目标对象上用于由至少所述第一抓持器部分配合到所述目标对象的抓持位置；

确定参考轴线以用于将所述末端执行器与所述目标对象对准以配合所述末端执行器的所述一个或多个抓持器；

基于所述参考轴线将所述末端执行器与所述目标对象对准；

用至少所述第一抓持器部分在所述抓持位置处接触所述目标对象；以及

通过所述末端执行器的所述第一抓持器部分和/或所述第二抓持器部分提供抓持力以抓持所述目标对象。

9.根据权利要求8所述的机器人系统，其中所述过程还包括：

根据所述参考轴线将所述目标对象搬运到目标位置以维持所述目标对象的成角度姿态，所述成角度姿态维持所述目标对象的所述一个或多个盖子相对于所述目标对象的参考部分稳定。

10.根据权利要求9所述的机器人系统，其中所述过程还包括：

接收表示拾取环境的至少一部分的图像数据；

在所述拾取环境中识别容器中的一个或多个目标对象；以及

识别所述一个或多个目标对象和所述容器的尺寸，其中基于所述尺寸、所述一个或多个盖子相对于所述参考部分的位置、所述目标对象的质心位置，或其组合来确定在所述参考部分内的所述抓持位置。

11.根据权利要求8所述的机器人系统，其中所述过程还包括：

导出用于在目标位置处释放所述目标对象的释放姿态；以及

根据所述释放姿态解除所述末端执行器的所述一个或多个抓持器的所述抓持力。

12.根据权利要求8所述的机器人系统，其中所述过程还包括：

基于所述尺寸导出将所述末端执行器的所述一个或多个抓持器附接到所述目标对象的配合顺序，其中所述配合顺序包括：

将所述第一抓持器部分朝向所述目标对象延伸；

使用所述第一抓持器部分抓持所述目标对象；

将所述第一抓持器部分连同所述抓握的目标对象一起缩回；以及

在将所述第一抓持器部分缩回之后配合所述第二抓持器部分以进一步抓持所述目标对象。

13.根据权利要求9所述的机器人系统，其中所述过程还包括：

在与所述第二抓持部分配合之后，调整所述稳定器支架的姿态以接触并支撑所述抓握的目标对象。

14.一种操作机器人系统的方法，所述方法包括：

基于具有一个或多个盖子的目标对象的尺寸，确定所述目标对象上用于由末端执行器的至少第一抓持器部分配合到所述目标对象的抓持位置；

确定参考轴线以用于将所述末端执行器与所述目标对象对准以配合所述末端执行器的一个或多个抓持器；

基于所述参考轴线将所述末端执行器与所述目标对象对准；

用至少所述第一抓持器部分在所述抓持位置处接触所述目标对象；以及

通过所述末端执行器的所述第一抓持器部分和/或第二抓持器部分提供抓持力以抓持所述目标对象。

15.根据权利要求14所述的方法，其还包括：

根据所述参考轴线将所述目标对象搬运到目标位置以维持所述目标对象的成角度姿态，所述成角度姿态维持所述目标对象的所述一个或多个盖子相对于所述目标对象的参考部分稳定。

16.根据权利要求15所述的方法，其还包括：

接收表示拾取环境的至少一部分的图像数据；

在所述拾取环境中识别容器中的一个或多个目标对象；以及

识别所述一个或多个目标对象和所述容器的尺寸，其中基于所述尺寸、所述一个或多个盖子相对于所述参考部分的位置、所述目标对象的质心位置，或其组合来确定在所述参考部分内的所述抓持位置。

17.根据权利要求14所述的方法，其还包括：

导出用于在目标位置处释放所述目标对象的释放姿态；以及

根据所述释放姿态解除所述末端执行器的所述一个或多个抓持器的所述抓持力。

18.根据权利要求14所述的方法，其还包括：

基于所述尺寸导出将所述末端执行器的所述一个或多个抓持器附接到所述目标对象的配合顺序，其中所述配合顺序包括：

将所述第一抓持器部分朝向所述目标对象延伸；

使用所述第一抓持器部分抓持所述目标对象；

将所述第一抓持器部分连同所述抓握的目标对象一起缩回；以及

在将所述第一抓持器部分缩回之后配合所述第二抓持器部分以进一步抓持所述目标对象。

19.根据权利要求14所述的方法，其还包括：

在与所述第二抓持器部分配合之后，调整稳定器支架的姿态以接触并支撑所述抓握的目标对象。

20.根据权利要求14所述的方法，其中附接到所述末端执行器的稳定器支架为所述一个或多个抓持器的抓持力提供支撑。