DE102020005752B4

DE102020005752B4 - GESTÄNGESYSTEM ZUM FASSEN VON OBJEKTEN MITTELS STOßKRÄFTEN

Info

Publication number: DE102020005752B4
Application number: DE102020005752.7A
Authority: DE
Inventors: Parris S. Wellman; Beth A. Marcus; Gregory Coleman; Manikantan Nambi; Erica Aduh; Timothy G. Dietz; Leonard Thomas Lilliston, III; Margaret Jean Williams George; Jonas Eichenberger; Mathias Moser; Dominique Ernst; Ueli Schlaepfer
Original assignee: Amazon Technologies Inc
Current assignee: Amazon Technologies Inc
Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2020-09-21
Publication date: 2022-01-27
Anticipated expiration: 2040-09-22
Also published as: US20210086372A1; GB2590120B; US11247347B2; GB202014553D0; DE102020005752A1; GB2590120A

Abstract

Endeffektor (105), der in der Lage ist, Gegenstände (215, 615) unter Verwendung von Stoß- und Anziehungskräften zu fassen, wobei der Endeffektor (105) umfasst:ein zentrales Strukturelement (505, 805, 960), das um eine Mittelachse (C) des Endeffektors (105) angeordnet ist;ein Schnittstellensystem (110), umfassend:eine verformbare Montageplatte (170); undein biegsames Körperelement (125), das an der Montageplatte (170) angebracht ist, wobei das biegsame Körperelement (125) an einem distalen Ende eine Dichtfläche (140) aufweist, die dazu konfiguriert, mit Gegenständen (215, 615) abzudichten, die an den Endeffektor (105) angenähert werden, wobei das biegsame Körperelement (125) zumindest teilweise eine innere Aussparung (135) definiert; undeinen Vakuumanschluss (150, 809), der in Fluidverbindung mit der inneren Aussparung (135) steht und um die Mittelachse (C) angeordnet ist; gekennzeichnet durchmehrere Aktoren (160, 235, 510-1, 510-2, 510-3, 510-4, 810-1, 810-2, 810-3, 810-4);undein Gestängesystem (175) zwischen den mehreren Aktoren (160, 235, 510-1, 510-2, 510-3, 510-4, 810-1, 810-2, 810-3, 810-4) und dem Schnittstellensystem (110), wobei das Gestängesystem (175) für jeden Aktor der mehreren Aktoren (160, 235, 510-1, 510-2, 510-3, 510-4, 810-1, 810-2, 810-3, 810-4) umfasst:ein erstes Glied (525, 820), verbunden mit:einem Ende des Aktors an einem ersten Gelenk (11), wobei sich das erste Gelenk (J1) in einem ersten radialen Abstand (d1) von der Mittelachse (C) befindet; unddem zentralen Strukturelement (505, 805, 960) über ein zweites Gelenk (J2), das sich zu dem zweiten Gelenk (J2) in einem zweiten radialen Abstand (d2) befindet, der kleiner als der erste radiale Abstand (d1) ist; undein zweites Glied (540, 825), verbunden mit:dem ersten Glied (525, 820) an einem dritten Gelenk (J3), wobei sich das dritte Gelenk (J3) in einem dritten radialen Abstand (d3) befindet, der größer als der erste radiale Abstand (d1) ist; undeinem seitlichen Abschnitt der Montageplatte (170) an einem vierten Gelenk (J4), wobei sich das vierte Gelenk (J4) in einem vierten radialen Abstand (d4) befindet, der größer als der dritte radiale Abstand (d3) ist.

Description

Diese Anmeldung bezieht sich auf die US-Patentanmeldung mit der Seriennummer US 2019 / 0 389 081 A1 , eingereicht am 26. Juni 2018. Diese Anmeldung beansprucht zudem den nationalen Nutzen der vorläufigen US-Patentanmeldungen mit den Seriennummern 62/903.500 , eingereicht am 20. September 2019, und 62/952.999 , eingereicht am 23. Dezember 2019. Jede der vorgenannten Patentanmeldungen wird hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen.
Die vorliegende Offenbarung betrifft das Fassen von Gegenständen unter Verwendung eines Endeffektors und insbesondere Umsetzungen eines Endeffektors mit einem Gestängesystem, das in der Lage ist, auf die Gegenstände eine Stoßkraft auszuüben.
DE 10 2015 210 316 A1 offenbart einen Robotergreifer umfassend eine Greiferbasis mit einer Kupplung zur Anbringung an einem Roboterarm, wobei der Robotergreifer einen formflexiblen Anpressblock umfasst. Der formflexible Anpressblock verfügt über eine verformbare Außenfläche, die als Haltefläche zum Ergreifen, Transportieren und Anpressen der Werkstücke vorgesehen ist.
DE 10 2016 011 618 A1 offenbart eine Endeffektoranordnung mit einem Endeffektor für einen Manipulator und mit einer Steuerung für den Endeffektor, wobei der Endeffektor eine Werkzeuganordnung mit mehreren Greifvorrichtungen zum Halten eines flächigen Werkstücks aufweist, wobei mindestens eine Greifvorrichtung eine Bernoulli-Greifeinheit aufweist, welche eine Ausströmeinheit zum Ausleiten einer Strömung aus der Bernoulli-Greifeinheit zwischen Greifvorrichtung und Werkstück in der Art aufweist, dass die Strömung in einem begrenzten Bereich zwischen Greifvorrichtung und dem Werkstück einen Unterdruck zum Halten des Werkstücks erzeugt, und wobei mindestens eine Greifvorrichtung eine andersartige Greifeinheit aufweist, welche das Werkstück nach einem verglichen mit der Bernoulli-Greifeinheit anderen physikalischen Prinzip trägt. Es wird vorgeschlagen, dass die Steuerung dazu eingerichtet ist, während des Haltens des Werkstücks den Endeffektor zwischen einem Halten des Werkstücks mittels mindestens einer Bernoulli-Greifeinheit und einem Halten mit mindestens einer andersartigen Greifeinheit umzuschalten.
DE 10 2015 107 394 A1 offenbart einen Effektor zum Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen von textilen Strukturen, insbesondere bei einer Herstellung von Faserverbundwerkstoff-Bauteilen, der Effektor aufweisend ein Basismodul, mehrere relativ zum Basismodul kontrolliert verlagerbare Wirkmodule und Betätigungsmodule zum kontrollierten Verlagern der Wirkmodule, bei dem die Betätigungsmodule jeweils passiv adaptiv sind, eine Vorrichtung zum Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen von textilen Strukturen, insbesondere bei einer Herstellung von Faserverbundwerkstoff-Bauteilen, die Vorrichtung aufweisend einen Manipulator, insbesondere einen Industrieroboter, und einen derartigen Effektor, und ein Verfahren zum Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen von textilen Strukturen, insbesondere bei einer Herstellung von Faserverbundwerkstoff-Bauteilen, wobei eine derartige Vorrichtung verwendet wird und die Wirkmodule koordiniert verlagert werden, um textile Strukturen aufzunehmen, zu handhaben und/oder abzulegen.
DE 10 2016 115102 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Halten und/oder Verformen eines Objektes, die wenigstens ein Formkissen aufweist, an dem sich eine Anlagefläche zum Anordnen an einer Oberfläche des Objektes befindet und das in einen formbaren Zustand und in einen formstabilen Zustand bringbar ist, wobei das Formkissen wenigstens zwei Kammern aufweist, von denen eine erste Kammer an der Anlagefläche angeordnet ist und eine zweite Kammer an der ersten Kammer angeordnet und durch die erste Kammer von der Anlagefläche getrennt ist, wobei die erste Kammer und die zweite Kammer einen verformbaren, beispielsweise fließfähigen Füllstoff, insbesondere einen partikelförmigen Füllstoff, ein Gel oder eine Flüssigkeit beinhalten.
DE 10 2013 208 778 A1 offenbart eine Einrichtung zum Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen von textilen Strukturen mit zwei winklig verkreuzten Fasersystemen, insbesondere bei einer Herstellung von Faserverbundwerkstoff-Bauteilen, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung eine Gitterstrukturmit einem ersten Stabsystem mit ersten parallelen Stäben und einem zweiten Stabsystem mit zweiten parallelen Stäben aufweist, wobei das erste Stabsystem und das zweite Stabsystem zueinander winklig verkreuzt angeordnet und rhombusartig oder parallelogrammartig verschiebbar sind, um eine baulich und/oder verbesserte Einrichtung bereitzustellen.
DE 10 2010 043 036 A1 offenbart einen Endeffektor, umfassend einen flexiblen Behälter, der einen Füllstoff enthält, wobei der Füllstoff zwischen einem fließfähigen oder verformbaren Zustand und einem starren oder formhaltigen Zustand schaltbar ist, und ein oder mehrere Arbeitselemente zum Greifen, Temperieren und/oder Kompaktieren.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung einen verbesserten Endeffektor und ein verbessertes Verfahren zum Fassen eines Gegenstands bereitzustellen.
Bestimmte Aspekte sind in den beigefügten unabhängigen Ansprüchen dargelegt. Verschiedene optionale Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Verschiedene Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Benennungen gleiche Elemente bezeichnen.

1A und 1B sind Darstellungen eines beispielhaften Endeffektors gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
2A und 2B veranschaulichen das Bewegen eines Gegenstandes unter Verwendung eines Endeffektors gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
3 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren zum Fassen von Gegenständen unter Verwendung von Stoß- und Anziehungskräften gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
4 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben eines Gestängesystems eines Endeffektors gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
5A-5E sind Ansichten eines Endeffektors mit einer beispielhaften Umsetzung eines Gestängesystems gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
6A und 6B veranschaulichen eine beispielhafte Abfolge zum Fassen eines Gegenstandes unter Verwendung eines Endeffektors gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
7A-7C sind Unteransichten, die das Verändern einer Geometrie einer Dichtfläche durch Verformen einer verformbaren Platte gemäß verschiedenen Ausführungsformen veranschaulichen.
8A-8C sind Ansichten eines Endeffektors mit einer anderen beispielhaften Umsetzung eines Gestängesystems gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
9A-9D sind Ansichten eines beispielhaften Endeffektors mit einer drehbaren Strukturanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen.

Während herkömmliche saugbasierte Endeffektoren beim Bewegen von Gegenständen mit relativ großen ebenen Flächen wirksam sein können, bleibt die Fähigkeit, Gegenstände zu bewegen, ohne eine einzelne ebene Fläche anzusaugen (z. B. einen Gegenstand ohne ebene Fläche, einen Gegenstand mit einer ebenen Fläche, die in einer bestimmten Orientierung des Gegenstandes relativ zum Endeffektor unzugänglich ist usw.), eine technische Herausforderung. Ferner kann das Ansaugen bei bestimmten Arten von Gegenständen, beispielsweise bei solchen mit porösen Oberflächen (z. B. einem Draht oder einem Flechtkorb), wodurch die Saugkraft verloren geht, schwierig oder völlig ungeeignet sein.
Gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen umfasst ein Endeffektor ein Schnittstellensystem mit einer verformbaren Platte und einem Gestängesystem, das mit seitlichen Abschnitten der verformbaren Platte derart verbunden ist, dass das Ausüben von Kraft/Kräften auf das Gestängesystem bewirkt, dass sich die verformbare Platte verformt. In einigen Fällen bewirkt das Verformen der verformbaren Platte, dass der Endeffektor eine Stoßkraft auf einen Gegenstand ausübt.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Schnittstellensystem ferner ein biegsames Körperelement mit einer Dichtfläche. Das biegsame Körperelement definiert zumindest teilweise eine innere Aussparung in Fluidverbindung mit einem Vakuumanschluss. In einigen Fällen verändert das Verformen der verformbaren Platte eine Geometrie der Dichtfläche derart, dass die Dichtfläche enger an einer Geometrie des Gegenstandes ausgerichtet ist, um eine verbesserte Abdichtung mit dem Gegenstand zu bilden. Ferner kann mindestens eine Komponente des Gestängesystems drehbar sein, damit sich die verformbare Platte relativ zu anderen Komponenten des Endeffektors derart drehen kann, dass die Dichtfläche enger an der Geometrie des Gegenstandes ausgerichtet ist. In einigen Ausführungsformen fasst der Endeffektor den Gegenstand, indem er sowohl Stoßkräfte (z. B. Greifen) als auch Anziehungskräfte (z. B. Ansaugung) verwendet.
Die Verwendung der verschiedenen Umsetzungen des Endeffektors ermöglicht es, Gegenstände mit komplexen und/oder unregelmäßigen Formen mit höheren Geschwindigkeiten und/oder Beschleunigungen ohne Saugverlust und/oder ohne Beschädigung der Gegenstände zu manipulieren. Beispielsweise kann das Verändern der Geometrie der Dichtfläche ermöglichen, dass ein kleiner Gegenstand selektiv aus mehreren kleinen Gegenständen ausgewählt wird. Ferner kann sich das Gestängesystem nahe der verformbaren Platte und/oder dem biegsamen Körperelement befinden, wodurch sich die Gesamtgröße des Endeffektors verringert und es dem Endeffektor gestattet wird, Gegenstände mit einer verringerten oder eingeschränkten Zugänglichkeit zu erreichen. In einem Beispiel kann sich ein Gegenstand in einer Ecke einer Tasche befinden, sodass die Wände der Tasche den Endeffektor stören können, wenn er sich dem Gegenstand nähert. In einem anderen Beispiel kann ein Gegenstand eine schwierige Orientierung aufweisen, beispielsweise ein Buch, das flach auf dem Boden einer Tasche liegt, wobei der Buchrücken der Zielkontaktbereich für den Endeffektor ist.
Die 1A, 1B sind Darstellungen 100, 120 eines beispielhaften Endeffektors 105 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Insbesondere zeigt die Darstellung 100 eine Außenansicht des Endeffektors 105 und zeigt die Darstellung 120 eine Querschnittsansicht des Endeffektors 105. Der Endeffektor 105 kann in einem industriellen Automatisierungssystem oder einer anderen alternativen Umgebung verwendet werden, die zum Fassen und Bewegen von Gegenständen geeignet ist.
Der Endeffektor 105 umfasst ein Schnittstellensystem 110, das an einem Verteiler 115 angebracht ist. Das Schnittstellensystem 110 umfasst ein biegsames Körperelement 125 (oder „Körperelement“) aus (einem) beliebigen biegsamen Material(ien), das zum Bilden einer Abdichtung mit einem Kontaktgegenstand und zum Aufrechterhalten eines Vakuums geeignet ist. In einigen Ausführungsformen umfasst das biegsame Körperelement 125 einen geeigneten geschlossenzelligen oder offenzelligen Schaum. Zu einigen nicht einschränkenden Beispielen für biegsame Materialien gehören Polymerschäume wie etwa Nitrilkautschukschaum, Polyurethanschaum, Siliziumschaum, Polychloroprenschaum (Neopren) und so weiter. Zu anderen nicht einschränkenden Beispielen für biegsame Materialien gehören elastomere Materialien wie etwa Latex, Gummi und Silikon.
Das biegsame Körperelement 125 umfasst eine Innenfläche 130, die eine innere Aussparung 135 (auch als „Bereich“, „zentraler Bereich“ oder „Vakuumbereich“ bezeichnet) definiert. Das biegsame Körperelement 125 kann monolithisch sein oder kann mehrere Abschnitte umfassen, die so dimensioniert und angeordnet sind, dass ein Vakuum zwischen dem biegsamen Körperelement 125 und dem anzusaugenden Gegenstand gebildet und aufrechterhalten werden kann. Das biegsame Körperelement 125 kann jede geeignete Form aufweisen, welche die innere Aussparung 135 definiert, wie beispielsweise eine Ringscheibe, einen Balgsaugnapf und so weiter.
Obwohl es mit einer durchgehenden Form dargestellt ist, kann das biegsame Körperelement 125 in einigen Fällen eine oder mehrere Spalten definieren, welche die Bewegung des Materials des biegsamen Körperelements 125 während seiner Verformung aufnehmen. Beispielsweise können sich die Spalten radial von einer Mitte des biegsamen Körperelements 125 erstrecken und können in einigen Fällen relativ zu bekannten Stellen angeordnet sein, an denen eine Kraft ausgeübt wird, um das Schnittstellensystem 110 zu verformen. Die eine oder mehreren Spalten sind so dimensioniert, dass nur eine geringe Menge an Saugkraft verloren geht, wenn sich das biegsame Körperelement 125 in einem unverformten Zustand befindet. Ferner können die eine oder mehreren Spalten teilweise oder vollständig geschlossen sein, wenn sich Material von dem biegsamen Körperelement 125 während der Verformung bewegt. In einigen Fällen kann das biegsame Körperelement 125 eine oder mehrere Perforationen definieren, welche die Bewegung des Materials des biegsamen Körperelements 125 während seiner Verformung aufnehmen.
Das biegsame Körperelement 125 kann so konfiguriert sein, dass es die innere Aussparung 135 vollständig umgrenzt. In einigen Ausführungsformen weist/weisen, wenn sich das biegsame Körperelement 125 in einem unverformten Zustand befindet, die Innenfläche 130 und/oder die innere Aussparung 135 elliptische Formen, wie beispielsweise eine Ellipse oder einen Kreis, auf. In Draufsicht können der Verteiler 115 und das Schnittstellensystem 110 elliptische Formen aufweisen, die konzentrisch und nicht koextensiv sind. Andere geeignete Formen, Größen, koextensive und/oder nicht konzentrische Anordnungen des Verteilers 115 und des Schnittstellensystems 110 sind ebenfalls möglich.
Das biegsame Körperelement 125 umfasst ferner eine Dichtfläche 140 an einem distalen Ende des biegsamen Körperelements 125. Das distale Ende des biegsamen Körperelements 125, an dem Gegenstände mit dem Endeffektor 105 in Kontakt gebracht und/oder daran angesaugt werden können, kann einem distalen Ende des Endeffektors 105 entsprechen. Die Dichtfläche 140 definiert eine Öffnung 145 zur inneren Aussparung 135. In einigen Ausführungsformen bewirkt das Annähern eines Gegenstandes an die Dichtfläche 140, dass sich die Dichtfläche 140 an eine Kontur des Gegenstandes anpasst und dadurch die innere Aussparung 135 gegen die Umgebung abdichtet. In einigen Fällen umfasst das Annähern des Gegenstandes an die Dichtfläche 140 Inkontaktbringen des Gegenstandes mit der Dichtfläche 140. In anderen Fällen umfasst das Annähern des Gegenstandes an die Dichtfläche 140 das Annähern des Gegenstandes an die Dichtfläche 140 (obwohl er diese nicht berührt). Wie hier erörtert, erfordert das Bilden einer Abdichtung mit einem Gegenstand (z. B. Inkontaktbringen des Gegenstandes mit der Dichtfläche 140) nicht unbedingt, dass die gesamte Saugkraft aufrechterhalten wird. Es wird in Betracht gezogen, dass eine geringe Menge an Saugkraft verloren gehen kann, während der Endeffektor 105 den Gegenstand ansaugt, solange die aufrechterhaltene Saugkraft ausreichend groß ist, um Trägheitskräften standzuhalten, die beim Bewegen des Gegenstandes erwartet werden.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Schnittstellensystem 110 ferner eine Montageplatte 170, an der das biegsame Körperelement 125 angebracht ist. Die Montageplatte 170 kann eine geeignete Umsetzung zum Schwenken und/oder Verformen als Reaktion auf ausgeübte Kräfte aufweisen. Beispielsweise kann die Montageplatte 170 als schwenkbare Platte mit einer oder mehreren Schwenkachsen ausgebildet sein. Einige beispielhafte Umsetzungen der Montageplatte 170 sind in der US-Patentanmeldung US 2019 / 0 389 081 A1 beschrieben, die hier in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
In einigen Ausführungsformen schwenkt und/oder verformt sich die Montageplatte 170, um eine Form und/oder Dimensionierung der vom Endeffektor 105 bereitgestellten Saugfläche weiter zu steuern. In einigen Ausführungsformen schwenkt und/oder verformt sich die Montageplatte 170 derart, dass der Endeffektor 105 Stoßkräfte (z. B. Greifen) neben den Anziehungskräften (z. B. Ansaugung) bereitstellt.
In einigen Ausführungsformen weist die Montageplatte 170 eine größere Steifigkeit als das biegsame Körperelement 125 auf und kann aus (einem) anderen Material(ien) gebildet und/oder anders dimensioniert sein. Beispielsweise kann die größere Steifheit der Montageplatte 170 es einem oder mehreren Aktoren 160 ermöglichen, über ein Gestängesystem 175 das biegsame Körperelement 125 zu verformen, ohne wesentlichen Verschleiß oder Beschädigung daran zu verursachen. In einer Ausführungsform umfasst die Montageplatte 170 ein Gummimaterial, es sind jedoch auch andere Arten von biegsamen Materialien möglich. In einigen alternativen Ausführungsformen kann die Montageplatte 170 starr sein, sodass das Anlegen des Vakuums und/oder des Druckgases nicht bewirkt, dass sich die Montageplatte 170 verformt.
In einigen alternativen Umsetzungen können der eine oder die mehreren Aktoren 160 das biegsame Körperelement 125 ohne eine Zwischenmontageplatte 170 berühren und verformen.
Das biegsame Körperelement 125 kann unter Verwendung beliebiger geeigneter Techniken an der Montageplatte 170 angebracht sein. In einigen Ausführungsformen ist das biegsame Körperelement 125 unter Verwendung eines oder mehrerer von einer Haftschicht, einem Klebstoff und einem Gewebe an der Montageplatte 170 angebracht. In einigen Ausführungsformen ist das biegsame Körperelement 125 an einer flexiblen Trägerplatte angebracht und ist die flexible Trägerplatte dann an der Montageplatte 170 angebracht (z. B. über eine Haftschicht, einen Klebstoff und/oder ein Gewebe).
In einigen Ausführungsformen definiert die Montageplatte 170 eine oder mehrere Öffnungen, die sich durch diese erstrecken. Beispielsweise kann die Montageplatte 170 eine erste Öffnung definieren, durch welche der Vakuumanschluss 150 in Fluidverbindung mit der inneren Aussparung 135 steht. Wie in der Darstellung 120 gezeigt, kann die erste Öffnung zentral angeordnet sein (z. B. ausgerichtet an einer Mittelachse des Endeffektors 105). Es werden jedoch auch andere Umsetzungen der Montageplatte 170 (z. B. eine andere Anzahl von Öffnungen) in Betracht gezogen.
In einigen Ausführungsformen bewirkt die Kraft, die von dem einen oder den mehreren Aktoren 160 über das Gestängesystem 175 auf die Montageplatte 170 ausgeübt wird, dass sich die Montageplatte 170 bewegt (z. B. schwenkt und/oder verformt). In einigen Ausführungsformen verformt die ausgeübte Kraft das biegsame Körperelement 125, wodurch eine Geometrie der Dichtfläche 140 verändert wird. In einigen Ausführungsformen verändert die ausgeübte Kraft eine relative Orientierung verschiedener Dichtflächen 140 des Schnittstellensystems 110.
Der eine oder die mehreren Aktoren 160 können von (einem) beliebigen geeigneten Typ(en) sein. Beispielsweise können der eine oder die mehreren Aktoren 160 gemäß einem beliebigen geeigneten Mittel betätigbar sein, wie beispielsweise pneumatisch, hydraulisch, mechanisch, motorisiert und so weiter. Ferner können der eine oder die mehreren Aktoren 160 aktive und/oder passive Aktoren umfassen. Zu einigen nicht einschränkenden Beispiele für den einen oder die mehreren Aktoren 160 gehören Linearaktoren und Drehaktoren. In einer Ausführungsform umfassen der eine oder die mehreren Aktoren 160 einen oder mehrere Linearaktoren, die an dem Schnittstellensystem 110 angebracht sind, und umfasst das Verformen des Schnittstellensystems 110 Erhöhen einer Länge des einen oder der mehreren Linearaktoren.
In einigen Ausführungsformen weist das biegsame Körperelement 125 in einem unverformten Zustand eine Oberfläche 165 auf, die in einer Ebene an einem proximalen Ende gegenüber dem distalen Ende definiert ist. Anders ausgedrückt kann sich eine proximale Oberfläche des biegsamen Körperelements 125 im unverformten Zustand innerhalb einer einzelnen Ebene befinden, unabhängig von der allgemeinen Form oder Dimensionierung des biegsamen Körperelements 125. Herkömmliche Umsetzungen des biegsamen Körperelements 125 (z. B. eines Schaumsaugnapfes) können dazu konfiguriert, die Oberfläche 165 während des Betriebs in der Ebene zu halten (z. B. starr angebracht und nicht verformbar), was die Fähigkeit des Schaumsaugnapfes einschränkt, sich an unregelmäßige, komplexe und/oder schwere Gegenstände anzusaugen. In einem solchen Fall basiert die Leistung des herkömmlichen Schaumsaugnapfes zum Fassen von Gegenständen ausschließlich auf der Nachgiebigkeit des Schaums.
In einigen Ausführungsformen können der eine oder die mehreren Aktoren 160 verwendet werden, um über das Gestängesystem 175 und die Montageplatte 170 eine Kraft auf das biegsame Körperelement 125 an der Oberfläche 165 auszuüben. Auf diese Weise werden ein oder mehrere Freiheitsgrade beim Manipulieren des biegsamen Körperelements 125 bereitgestellt, wodurch das biegsame Körperelement 125 derart dynamisch geformt werden kann, dass es einer Oberflächengeometrie eines anzusaugenden Gegenstandes näherkommt. Dadurch erhöht sich die Kompatibilität des biegsamen Körperelements 125 mit verschiedenen Arten von Gegenständen mit unregelmäßigen oder komplexen Geometrien. Dadurch erhöht sich auch die Qualität der Abdichtung, die mit einem angesaugten Gegenstand gebildet wird, wodurch schwerere Gegenstände bewegt werden können und/oder die Gegenstände schneller bewegt werden können.
Das Gestängesystem 175 kann eine geeignete Umsetzung zum Übertragen von durch den einen oder die mehreren Aktoren 160 bereitgestellten Kräften auf das biegsame Körperelement 125 aufweisen. Die Glieder des Gestängesystems 175 bestehen aus Material(ien) mit geeigneter Festigkeit zum Übertragen der Kräfte von dem einen oder den mehreren Aktoren 160, um die Montageplatte 170 und das biegsame Körperelement 125 zu verformen. Beispielsweise können die Glieder aus Metallen wie rostfreiem Stahl, Verbundwerkstoffen oder verstärkten Kunststoffen, Keramiken usw. gebildet sein. In einigen Ausführungsformen ist das Gestängesystem 175 an seitlichen Abschnitten der Montageplatte 170 mit dem Schnittstellensystem 110 verbunden.
Das Gestängesystem 175 definiert mehrere Gelenke, an denen die Glieder verbunden sind. In einigen Ausführungsformen umfassen die Gelenke Drehzapfen, die eine relative Drehbewegung verbundener Glieder ermöglichen. Es wird jedoch auch ein Gestängesystem 175 in Betracht gezogen, das (eine) andere Art(en) von Gelenken wie etwa Schieber umfasst. In einigen Ausführungsformen sind ein oder mehrere Glieder des Gestängesystems 175 mit (einem) statischen Strukturelement(en) des Endeffektors 105 verbunden und können sich relativ dazu drehen.
Wie oben erörtert, verändert das Verformen der Montageplatte 170 eine Geometrie der Dichtfläche 140 des biegsamen Körperelements 125, wodurch die Bildung einer verbesserten Abdichtung mit einem Gegenstand möglich ist. In einigen Ausführungsformen sind die Glieder des Gestängesystems 175 derart dimensioniert und die Gelenke derart angeordnet, dass die Ausübung von Kraft/Kräften durch den einen oder die mehreren Aktoren 160 bewirkt, dass sich das biegsame Körperelement 125 soweit verformt, dass das Gestängesystem 175 eine Stoßkraft (z. B. Greifen) auf einen Gegenstand durch das biegsame Körperelement 125 bereitstellt. Somit ist der Endeffektor 105 in der Lage, Gegenstände unter Verwendung von Stoß- und Anziehungskräften (z. B. Ansaugung) zu fassen.
In einigen Ausführungsformen kann mindestens eine Komponente des Gestängesystems 175 drehbar sein, wodurch es möglich ist, dass sich die Montageplatte 170 und das biegsame Körperelement 125 relativ zu anderen Komponenten des Endeffektors 105 drehen. Auf diese Weise kann der Endeffektor 105 in der Lage sein, sich selbst an einem Gegenstand auszurichten, wodurch es möglich ist, die Dichtfläche 140 enger an der Geometrie des Gegenstandes auszurichten.
Der Verteiler 115 kann einen durchgehend starren Abschnitt des Endeffektors 105 darstellen und kann verwendet werden, um mit anderen Komponenten des industriellen Automatisierungssystems gekoppelt zu werden. Beispielsweise können ein oder mehrere mechanische Arme zum räumlichen Manipulieren des Endeffektors 105 (z. B. Verschieben und/oder Drehen) am Verteiler 115 angebracht sein. In einem anderen Beispiel kann der Verteiler 115 Punkte zur Anbringung an dem Endeffektor 105 bereitstellen, z. B. Anbringen von Schläuchen an dem Vakuumanschluss 150 und dem Druckgasanschluss 180 und/oder Anbringen eines Kabels, eines Schlauches usw. am Signalanschluss 155.
Der Verteiler 115 kann aus einem beliebigen geeigneten Material gebildet sein, was relativ unelastische(s) Material(ien) wie etwa Kunststoffe oder Metalle einschließen kann. In einigen Fällen kann der Verteiler 115 jedoch aus elastischem/-n Material(ien) gebildet und derart dimensioniert sein, dass er eine größere Steifigkeit als das biegsame Körperelement 125 im ersten Strukturzustand bereitstellt. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann der Verteiler 1 15 aus demselben elastomeren Material wie das biegsame Körperelement 125 gebildet sein, weist jedoch eine viel größere Dicke als die Wände des biegsamen Körperelements 125 auf. In einigen Fällen kann der aus elastischem/-n Material(ien) gebildete Verteiler 115 verformbar oder selektiv verformbar sein.
Der Verteiler 115 und das Schnittstellensystem 110 können durch jedes geeignete Mittel verbunden sein. In einigen Ausführungsformen sind der Verteiler 115 und das Schnittstellensystem 110 unter Verwendung von Gewindebefestigungsmitteln wie Schrauben oder Bolzen entfernbar verbunden. In anderen Ausführungsformen sind der Verteiler 115 und das Schnittstellensystem 110 einstückig ausgebildet.
Der Endeffektor 105 umfasst mehrere Anschlüsse. Ein Vakuumanschluss 150 steht in Fluidverbindung mit der inneren Aussparung 135 und ist dazu konfiguriert, eine Saugkraft auf die innere Aussparung 135 auszuüben (z. B. wenn sie durch die Dichtfläche 140 abgedichtet wird). Ein Signalanschluss 155 steht mit einem oder mehreren Aktoren 160 in Verbindung, und Steuersignale, die über den Signalanschluss 155 übertragen werden, bewirken, dass der eine oder die mehreren Aktoren 160 selektiv eine Kraft auf das Schnittstellensystem 110 über das Gestängesystem 175 ausüben oder anderweitig eine nachgiebige Wechselwirkung damit bewirken. Abhängig von der Konfiguration des einen oder der mehreren Aktoren 160 und des Gestängesystems 175 verformt die ausgeübte Kraft das Schnittstellensystem 110 gemäß einem oder mehreren Freiheitsgraden.
Die 2A, 2B veranschaulichen das Bewegen eines Gegenstandes unter Verwendung eines Endeffektors gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die in den Darstellungen 200, 245 veranschaulichten Merkmale können in Verbindung mit anderen Ausführungsformen, wie etwa dem Endeffektor 105 aus den 1A und 1B, verwendet werden.
Die Darstellung 200 umfasst eine Steuerung 205, die so konfiguriert ist, dass sie zumindest über den Vakuumanschluss 150 und den einen oder die mehreren Aktoren 160 über den Signalanschluss 155 mit dem Endeffektor 105 gekoppelt ist. In einigen Ausführungsformen ist die Steuerung 205 ferner so konfiguriert, dass sie über einen oder mehrere damit verbundene Aktoren 235 mit dem Endeffektor 105 gekoppelt ist. Der eine oder die mehreren Aktoren 235 können jede geeignete Form aufweisen und können den Endeffektor 105 gemäß einem oder mehreren Freiheitsgraden steuern. Beispielsweise können der eine oder die mehreren Aktoren 235 zum Verschieben und/oder Drehen des Endeffektors 105 konfiguriert sein. Einige nicht einschränkende Beispiele für den einen oder die mehreren Aktoren 235 umfassen gelenkig gelagerte und/oder ausziehbare Roboterarme, die an einem proximalen Ende des Endeffektors 105 angebracht sein können.
Die Steuerung 205 umfasst einen oder mehrere Computerprozessoren 206 und einen Speicher 208. Der eine oder die mehreren Computerprozessoren 206 stellen eine beliebige Anzahl von Verarbeitungselementen dar, die jeweils eine beliebige Anzahl von Verarbeitungskernen beinhalten können. Einige nicht einschränkende Beispiele für den einen oder die mehreren Computerprozessoren 206 umfassen einen Mikroprozessor, einen digitalen Signalprozessor (DSP), einen anwendungsspezifischen integrierten Chip (ASIC) und ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA) oder Kombinationen davon. Der Speicher 208 kann flüchtige Speicherelemente (wie etwa Direktzugriffsspeicher), nichtflüchtige Speicherelemente (wie etwa Halbleiter-, magnetischen, optischen oder Flash-basierten Speicher) und Kombinationen davon umfassen. Darüber hinaus kann der Speicher 208 auf verschiedene Medien (z. B. Netzwerkspeicher oder externe Festplattenlaufwerke) verteilt sein.
Der Speicher 208 kann mehrere „Module“ zum Durchführen verschiedener hier beschriebener Funktionen umfassen. In einer Ausführungsform beinhaltet jedes Modul Programmcode, der von einem oder mehreren der Computerprozessoren 206 ausführbar ist. Andere Ausführungsformen können jedoch Module beinhalten, die ganz oder teilweise als Hardware (d. h. Schaltung) oder Firmware der Steuerung 205 umgesetzt sind. Wie dargestellt, umfasst der Speicher 208 ein Bildverarbeitungsmodul 213, das so konfiguriert ist, dass es eine Bildverarbeitung an Bildern 218 durchführt, die von einem oder mehreren visuellen Sensoren 216 in der Umgebung empfangen werden. Die Bilder 218 können jede geeignete Form aufweisen, wie etwa ein oder mehrere Standbilder oder Videos.
In einigen Ausführungsformen ist das Bildverarbeitungsmodul 116 so konfiguriert, dass es eine Merkmalsextraktion und/oder Bildsegmentierung an den Bildern 218 durchführt, obwohl auch andere geeignete Techniken in Betracht gezogen werden. Die an den Bildern 218 durchgeführte Bildverarbeitung kann zum Lokalisieren und/oder Identifizieren des Gegenstandes 215 und/oder zum Bestimmen einer Positionierung und/oder Orientierung des Endeffektors 105 relativ zum Gegenstand 215 verwendet werden. In einigen Ausführungsformen umfasst der Speicher 208 Gegenstandsinformationen 212, die den verschiedenen Gegenständen in der Umgebung zugeordnet sind. In den Gegenstandsinformationen 212 enthaltene visuelle Eigenschaften können von dem Bildverarbeitungsmodul 116 verwendet werden, um den Gegenstand 215 zu identifizieren und/oder eine Orientierung des Gegenstandes 215 zu identifizieren (z. B. ein Vergleich der Bilder 218 mit den Gegenstandsinformationen 212).
In einigen Ausführungsformen ist das Bildverarbeitungsmodul 213 ferner so konfiguriert, dass es einen Zielkontaktbereich 214 des Gegenstandes 215 identifiziert. Der Zielkontaktbereich 214 stellt einen Bereich des Gegenstandes 215 dar, von dem geschätzt wird, dass er eine relativ gute Abdichtung mit dem Schnittstellensystem des Endeffektors 105 bereitstellt. Der Zielkontaktbereich 214 kann auf Grundlage einer aktuellen Orientierung des Gegenstandes 215 bestimmt werden und kann auf Grundlage der Annahme bestimmt werden, dass der Gegenstand 215 nicht verschoben und/oder gedreht wird, bevor der Endeffektor 105 den Gegenstand 215 berührt. Das Bildverarbeitungsmodul 213 kann eine oder mehrere vordefinierte Regeln zum Bestimmen des Zielkontaktbereichs 214 umfassen. Beispielsweise kann eine erste Regel festlegen, dass ebene Flächen für den Zielkontaktbereich 214 gegenüber abgerundeten Flächen oder Ecken bevorzugt werden, kann eine zweite Regel festlegen, dass größere Flächen gegenüber kleineren Flächen bevorzugt werden, und kann eine dritte Regel festlegen, dass eine Ecke mit einem linearen (oder anderer länglichen) Schnittpunkt gegenüber einer Ecke mit einem Punktschnittpunkt bevorzugt wird. Die eine oder mehreren vordefinierten Regeln können auf Eigenschaften des Endeffektors 105 (z. B. Werten oder Bereichen von Größe, Form, Vakuumkraft usw.) basieren, welche die Verformung des Schnittstellensystems durch den einen oder die mehreren Aktoren 160 widerspiegeln können. Die eine oder mehreren vordefinierten Regeln können auch untereinander priorisiert werden.
Es sei zum Beispiel angenommen, dass der Gegenstand 215 eine rechteckige Form mit relativ großen ebenen Flächen (z. B. größer als ein Innendurchmesser der inneren Aussparung des Endeffektors 105 in einem unverformten Zustand) auf zwei Seiten und relativ kleinen ebenen Flächen (z. B. kleiner als der Innendurchmesser) auf den anderen vier Seiten aufweist. Ferner sei jedoch angenommen, dass die großen ebenen Flächen des Gegenstandes 215 in einer aktuellen Orientierung des Gegenstandes 215 für den Endeffektor 105 ganz oder teilweise unzugänglich sind (z. B. wird der Gegenstand 215 durch andere Gegenstände verdeckt, die an einer Oberfläche wie etwa einer Seitenwand oder einem Boden usw. anliegen). Da es nicht machbar ist, nur eine große ebene Fläche in der aktuellen Orientierung des Gegenstandes 215 zu berühren, kann das Bildverarbeitungsmodul 213 einen „nächstbesten“ Zielkontaktbereich auswählen, wie etwa einen länglichen Schnittpunkt zweier Seiten, wie durch die obige beispielhafte dritte Regel festgelegt.
In Verbindung mit dem Identifizieren des Zielkontaktbereichs 214 kann das Bildverarbeitungsmodul 213 eine Geometrie des Zielkontaktbereichs 214 bestimmen. Auf Grundlage der Geometrie des Zielkontaktbereichs 214 kann die Steuerung 205 Steuersignale an den einen oder die mehreren Aktoren 160 senden, um das Schnittstellensystem 110 zu verformen (z. B. Vorformen der Dichtfläche am distalen Ende des Endeffektors 105). Die Steuerung 205 kann zusätzlich oder alternativ Steuersignale an den einen oder die mehreren Aktoren 235 senden, um das Schnittstellensystem relativ zu dem Gegenstand 215 neu zu orientieren, bevor der Gegenstand 215 berührt wird.
In einigen Ausführungsformen ist die Steuerung 205 so konfiguriert, dass sie Steuersignale an den einen oder die mehreren Aktoren 235 überträgt, um dem Endeffektor 105 eine gewünschte Positionierung und/oder Orientierung zum Inkontaktbringen mit dem und/oder Handhaben des Gegenstandes 215 zu verleihen. In der Darstellung 200 wurde der Endeffektor 105 mit dem Gegenstand 215 in Kontakt gebracht, der auf einer Fläche 220 aufliegt. In einigen alternativen Ausführungsformen kann/können der Endeffektor 105 und/oder der Gegenstand 215 manuell bewegt werden, um die Kontaktbeziehung bereitzustellen und/oder den Endeffektor 105 und den angesaugten Gegenstand 215 an die vordefinierte Stelle zu verschieben. Beispielsweise kann der Endeffektor 105 einen Griff beinhalten, der es einem Benutzer ermöglicht, den Endeffektor 105 zu drehen und/oder zu verschieben.
In einigen Ausführungsformen ist die Steuerung 205 so konfiguriert, dass sie Steuersignale an eine Vakuumquelle 230 überträgt, um selektiv ein Vakuum an die innere Aussparung des Endeffektors 105 anzulegen. Die Vakuumquelle 230 kann jede geeignete Umsetzung aufweisen, wie etwa eine Vakuumpumpe, die über einen flexiblen Schlauch mit dem Vakuumanschluss 150 verbunden ist. Das Anlegen des Vakuums an die innere Aussparung bewirkt, dass eine Anziehungskraft auf den Gegenstand 215 ausgeübt wird, wodurch der Gegenstand 215 an den Endeffektor 105 angesaugt wird. In einigen Ausführungsformen überträgt die Steuerung 205 Steuersignale an den einen oder die mehreren Aktoren 160, um über das Gestängesystem 175 eine Stoßkraft (z. B. Greifen) auf den Gegenstand 215 auszuüben. Das Ausüben der Stoßkraft kann unabhängig vom Ausüben einer Anziehungskraft sein oder die beiden können in Kombination verwendet werden. Ferner kann das Ausüben der Stoßkraft und der Anziehungskraft eine beliebige geeignete Abfolge aufweisen. In einigen Ausführungsformen überträgt die Steuerung 205 Steuersignale an den einen oder die mehreren Aktoren 160 und/oder die Vakuumquelle 230, um den Griff und/oder die Ansaugung an dem Gegenstand 215 zu lösen, wenn der Gegenstand 215 an die vordefinierten Stelle bewegt wurde.
Die Steuerung 205 kann ferner Steuersignale an den einen oder die mehreren Aktoren 235 übertragen, um den Endeffektor 105 und den jetzt angesaugten Gegenstand 215 an eine vordefinierte Stelle zu verschieben, die in einigen Fällen durch Bestimmungsortinformationen 210 festgelegt sein kann, die in dem Speicher 208 enthalten und dem Gegenstand 215 zugeordnet sind. Die Bestimmungsortinformationen 210 können jede geeignete Form aufweisen, wie etwa ein Bestimmungsort innerhalb des Lagers (z. B. ein bestimmter Behälter 250 oder ein bestimmter Umgebungsort), ein Bestimmungsort außerhalb des Lagers (z. B. ein Abschnitt einer Postanschrift des Bestimmungsorts oder ein bestimmtes Fahrzeug zum externen Transport) und so weiter. In einigen Ausführungsformen erfasst die Steuerung 205 die Bestimmungsortinformationen 210 von einer oder mehreren Rechenvorrichtungen, die mit der Steuerung 205 vernetzt sind.
3 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren 300 zum Fassen von Gegenständen unter Verwendung von Stoß- und Anziehungskräften gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Das Verfahren 300 kann in Verbindung mit anderen Ausführungsformen verwendet werden, beispielsweise unter Verwendung einer beliebigen Umsetzung eines hier beschriebenen Endeffektors.
Das Verfahren 300 beginnt bei Block 305, bei dem eine Kraft unter Verwendung mehrerer Aktoren ausgeübt wird, die mit seitlichen Abschnitten einer verformbaren Platte durch ein Gestängesystem verbunden sind, um die verformbare Platte zu verformen und eine Geometrie einer Dichtfläche an einem distalen Ende eines biegsamen Körperelements zu verändern. In einigen Ausführungsformen kann das biegsame Körperelement derart dynamisch geformt werden, dass es einer Oberflächengeometrie eines Gegenstandes, der vom Endeffektor angesaugt werden soll, näherkommt.
Bei Block 315 wird ein Gegenstand mit der Dichtfläche in Kontakt gebracht. Bei Block 325 wird die verformbare Platte um eine Mittelachse des Endeffektors gedreht. In einigen Ausführungsformen ist mindestens eine Komponente des Gestängesystems um eine Drehachse drehbar, um zu bewirken, dass sich die verformbare Platte um die Mittelachse dreht. Auf diese Weise kann der Endeffektor dazu in der Lage sein, sich selbst an dem Gegenstand auszurichten, wodurch es möglich ist, dass die Dichtfläche enger an der Geometrie des Gegenstandes ausgerichtet wird.
Bei Block 335 wird eine Saugkraft auf eine innere Aussparung ausgeübt, die innerhalb des biegsamen Körperelements definiert ist. In einigen Ausführungsformen wird die Saugkraft ausgeübt, nachdem der Gegenstand mit der Dichtfläche in Kontakt gebracht wurde. In anderen Ausführungsformen wird die Saugkraft vor dem Inkontaktbringen des Gegenstandes mit der Dichtfläche ausgeübt, was in einigen Fällen die Geometrie der Dichtfläche weiter verändern kann. Bei Block 345 wird eine Anziehungskraft auf den Gegenstand ausgeübt.
Bei Block 355 wird eine Kraft unter Verwendung der mehreren Aktoren ausgeübt, um die verformbare Platte zu verformen. Bei Block 365 wird über das Gestängesystem eine Stoßkraft auf den Gegenstand ausgeübt. Das Verfahren 300 endet nach Abschluss von Block 365.
4 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren 400 zum Betreiben eines Gestängesystems eines Endeffektors gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Das Verfahren 400 kann in Verbindung mit anderen Ausführungsformen verwendet werden, beispielsweise unter Verwendung einer beliebigen Umsetzung eines hier beschriebenen Endeffektors. Das Verfahren 400 kann auch eine beispielhafte Umsetzung der oben erörterten Blöcke 305, 355 aus 3 darstellen.
Bei Block 405 wird ein Linearaktor ausgefahren. Bei Block 415 wird eine erste Kraft auf ein erstes Gelenk eines ersten Glieds ausgeübt. In einigen Ausführungsformen befindet sich das erste Gelenk in einem ersten radialen Abstand von einer Mittelachse des Endeffektors. Bei Block 425 wird das erste Glied um ein zweites Gelenk gedreht, welches das Gestängesystem mit einem zentralen Strukturelement des Endeffektors verbindet. In einigen Ausführungsformen befindet sich das zweite Gelenk in einem zweiten radialen Abstand, der kleiner als der erste radiale Abstand ist.
Bei Block 435 wird eine zweite Kraft auf ein drittes Gelenk ausgeübt, welches das erste Glied mit einem zweiten Glied verbindet. In einigen Ausführungsformen befindet sich das dritte Gelenk in einem dritten radialen Abstand, der größer als der erste radiale Abstand ist. Bei Block 445 wird eine dritte Kraft auf ein viertes Gelenk ausgeübt, welche das zweite Glied mit einem seitlichen Abschnitt einer verformbaren Platte verbindet. In einigen Ausführungsformen befindet sich das vierte Gelenk in einem vierten radialen Abstand, der größer als der dritte radiale Abstand ist. Das Verfahren 400 endet nach Abschluss von Block 445.
Die 5A-5E sind Ansichten eines Endeffektors mit einer beispielhaften Umsetzung des Gestängesystems 175 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die in den Darstellungen 500, 515, 545, 570, 575 veranschaulichten Merkmale können in Verbindung mit anderen hier erörterten Ausführungsformen verwendet werden.
Die Darstellung 500 aus 5A ist eine isometrische Ansicht des Endeffektors, die das Gestängesystem 175 umfasst, das mehrere Linearaktoren 510-1, 510-2, 510-3, 510-4 mit dem Schnittstellensystem 110 verbindet. Der Endeffektor umfasst ferner ein zentrales Strukturelement 505, das über mindestens ein Gelenk mit dem Gestängesystem 175 verbunden ist. In einigen Ausführungsformen ist mindestens eine Komponente des Gestängesystems 175 um eine Drehachse drehbar, was bewirkt, dass sich die Montageplatte 170 um die Mittelachse C (in den 5B, 5C dargestellt) des Endeffektors dreht. In einigen Fällen findet die Drehung der Montageplatte 170 auch innerhalb der Ebene der Montageplatte 170 statt.
Der Endeffektor umfasst ferner ein zweites zentrales Strukturelement 506, das von dem zentralen Strukturelement 505 beabstandet und starr damit verbunden ist. Eine Stange 507 erstreckt sich zwischen seitlichen Abschnitten des zentralen Strukturelements 505 und des zweiten zentralen Strukturelements 506. Obwohl dies in der Darstellung 500 nicht gezeigt ist, können sich eine oder mehrere andere Stangen zwischen dem zentralen Strukturelement 505 und dem zweiten zentralen Strukturelement 506 erstrecken. Die Stange 507 weist eine Längsachse parallel zur Mittelachse C auf. Die Stange 507 kann an dem zentralen Strukturelement 505 und an dem zweiten zentralen Strukturelement 506 unter Verwendung von z. B. Gewindebefestigungsmitteln befestigt sein.
Eine Öffnung 508 erstreckt sich durch die Ebene des zweiten zentralen Strukturelements 506 und ist so dimensioniert und angeordnet, dass sich jeder der Linearaktoren 510-1, 510-2, 510-3, 510-4 durch die Öffnung 508 erstreckt. Die Linearaktoren 510-1, 510-2, 510-3, 510-4 können jeweils an dem zweiten zentralen Strukturelement 506 befestigt sein, z. B. unter Verwendung von Gewindebefestigungsmitteln, die in Öffnungen 509-1, 509-2 eingesetzt sind, die innerhalb der Ebene des zweiten zentralen Strukturelements 506 definiert sind. In einigen Ausführungsformen sind die Linearaktoren 510-1, 510-2, 510-3, 510-4 jeweils um eine Drehachse drehbar, z. B. um die jeweiligen Schäfte der Gewindebefestigungsmitteln drehbar.
Die Linearaktoren 510-1, 510-2, 510-3, 510-4 sind jeweils an einem jeweiligen ersten Ende mit dem Gestängesystem 175 verbunden. Das Gestängesystem 175 verbindet jeden der Linearaktoren 510-1, 510-2, 510-3, 510-4 mit dem Schnittstellensystem 110 an einem jeweiligen Sockel 513-1, 513-2, 513-3, 513-4, der an einer Oberseite der Montageplatte 170 angeordnet ist.
Ein entsprechender Eingangsanschluss 511-1, 511-2, 511-3, 511-4 ist an einem zweiten Ende jedes der Linearaktoren 510-1, 510-2, 510-3, 510-4 angeordnet, das dem ersten Ende gegenüberliegt. Die Linearaktoren 510-1, 510-2, 510-3, 510-4 weisen jeweils einen jeweiligen Ausgangsanschluss 512-1, 512-2, 512-3, 512-4 auf, der den Verfahrweg des jeweiligen Linearaktors begrenzen kann. Beispielsweise bewirkt Druckgas, das an dem Eingangsanschluss 511-1 angelegt wird, dass der Linearaktor 510-1 ausgefahren wird. Durch Ausfahren des Linearaktors 510-1 wird eine Kraft über das Gestängesystem 175 auf das Schnittstellensystem 110 am Sockel 513-1 ausgeübt. Wenn der Linearaktor 510-1 über eine Schwellenlänge hinaus ausgefahren wird, wird der Ausgangsanschluss 512-1 kommunikativ mit dem Eingangsanschluss 511-1 gekoppelt und tritt ein Teil des Druckgases durch den Ausgangsanschluss 512-1 aus, wodurch der Linearaktor 510-1 am weiteren Ausfahren gehindert wird. In einigen Ausführungsformen können die Ausgangsanschlüsse 512-1, 512-2, 512-3, 512-4 effektiv gestoppt werden (z. B. mechanisch verstopft, Anlegen eines Druckgases mit einem ähnlichen Druck wie dem der Eingangsanschlüsse 511 -1, 511-2, 511-3, 511-4 und so weiter), wodurch ein weiteres Ausfahren der Linearaktoren 510-1, 510-2, 510-3, 510-4 ermöglicht wird.
Die Darstellung 515 aus 5B ist eine Seitenansicht des Endeffektors mit der Montageplatte 170 in einem unverformten Zustand. Ein erstes Glied 525 ist mit einem ersten Ende 520 des Linearaktors 510-3 an einem ersten Gelenk J1 verbunden. Das erste Gelenk J1 befindet sich in einem ersten radialen Abstand d₁ von der Mittelachse C. Wie dargestellt, umfasst das erste Glied 525 eine erste Gliedkomponente 530 und eine zweite Gliedkomponente 535, die relativ zu der ersten Gliedkomponente drehbar ist. Alternative Umsetzungen können ein monolithisches erstes Glied 525 beinhalten.
Das erste Glied 525 ist ferner über ein zweites Glied J2 mit dem zentralen Strukturelement 505 verbunden. Das zweite Gelenk J2 befindet sich in einem zweiten radialen Abstand d₂, der kleiner als der erste radiale Abstand d₁ ist. Wie dargestellt, ist das erste Glied 525 direkt mit dem zentralen Strukturelement 505 verbunden. Insbesondere verbindet die erste Gliedkomponente 530 das Ende 520 des Linearaktors 510-3 mit dem zentralen Strukturelement 505 und verbindet die zweite Gliedkomponente 535 die erste Gliedkomponente 530 drehbar mit einem zweiten Glied 540. Wie in 5D dargestellt, ist die erste Gliedkomponente 530 relativ zu dem zentralen Strukturelement 505 um eine Drehachse 541 drehbar und ist die zweite Gliedkomponente 535 relativ zu der ersten Gliedkomponente 530 um eine Drehachse 544 drehbar. Alternative Umsetzungen können eine oder mehrere Zwischenkomponenten zwischen dem ersten Glied 525 und dem zentralen Strukturelement 505 aufweisen.
Wieder bei 5B ist das zweite Glied 540 mit dem ersten Glied 525 an einem dritten Gelenk J3 verbunden. Das dritte Gelenk J3 befindet sich in einem dritten radialen Abstand d₃, der größer als der erste radiale Abstand d₁ ist. Das zweite Glied 540 ist ferner mit einem seitlichen Abschnitt der Montageplatte 170 an einem vierten Gelenk J4 am Sockel 513-3 verbunden. Das vierte Gelenk J4 befindet sich in einem vierten radialen Abstand d₄, der größer als der dritte radiale Abstand d₃ ist.
Die Darstellung 545 aus 5C ist eine perspektivische Unteransicht des Endeffektors. Wie dargestellt, ist das biegsame Körperelement 125 an einer flexiblen Trägerplatte angebracht, die an der Montageplatte 170 (z. B. über eine Haftschicht, einen Klebstoff und/oder ein Gewebe) angebracht ist. Bei anderen Umsetzungen kann das biegsame Körperelement 125 direkt an der Montageplatte 170 angebracht sein.
Ein Gewinderohr 550 ist mit dem zentralen Strukturelement 505 verbunden und erstreckt sich durch die Montageplatte 170 und die Trägerplatte (falls vorhanden) in die innere Aussparung 135. Eine Unterlegscheibe 560 ist um das Gewinderohr 550 herum angeordnet und eine Mutter 555 greift in das Gewinderohr 550 ein, um die Trägerplatte und/oder Montageplatte 170 an dem zentralen Strukturelement 505 entfernbar zu befestigen. Das Gewinderohr 550 definiert eine Öffnung 565, die es ermöglicht, dass ein Vakuumanschluss in Fluidverbindung mit der inneren Aussparung 135 steht.
Die Darstellung 570 aus 5D stellt eine Explosionsansicht des ersten Glieds 525 bereit. Das zentrale Strukturelement 505 definiert Öffnungen 571, die zum Aufnehmen eines Stifts 572 dimensioniert und angeordnet sind. Der Stift 572 kann das zentrale Strukturelement 505 direkt berühren oder kann (einen) Zwischenabstandshalter (z. B. Flanschbuchsen) berühren. Der Stift 572 erstreckt sich auch durch eine Öffnung 542 der ersten Gliedkomponente 530 und bildet das Gelenk J2, in der die Drehachse eine Längsachse 541 des Stifts 572 ist.
Eine Öffnung 573 erstreckt sich durch die zweite Gliedkomponente 535 und ist zum Aufnehmen eines Stifts 574 dimensioniert und angeordnet. Der Stift 574 kann die zweite Gliedkomponente 535 direkt berühren oder kann (einen) Zwischenabstandshalter berühren. Der Stift 574 erstreckt sich auch in eine Öffnung 543 der ersten Gliedkomponente 530 und bildet ein Gelenk J5, das eine Drehung der zweiten Gliedkomponente 535 relativ zur ersten Gliedkomponente 530 ermöglicht. Die Drehachse des Gelenks J5 ist eine Längsachse 541 des Stifts 572.
Die Darstellung 575 aus 5E ist eine perspektivische Seitenansicht des Endeffektors. Bemerkenswert ist, dass die Ausgangsanschlüsse 512-1, 512-2, 512-3 in der Darstellung 575 als distal relativ zu dem zweiten zentralen Strukturelement 506 angeordnet abgebildet sind, anstatt wie in 5A proximal angeordnet zu sein.
Ein drittes zentrales Strukturelement 576 ist mit dem zweiten zentralen Strukturelement 506 verbunden, z. B. über Gewindebefestigungsmitteln. Wie dargestellt, berühren sich das dritte zentrale Strukturelement 576 und das zweite zentrale Strukturelement 506 direkt. Eine durch das dritte zentrale Strukturelement 576 gebildete Öffnung ist so dimensioniert und angeordnet, dass sie ermöglicht, dass ein starrer und/oder flexibler Schlauch durch das dritte zentrale Strukturelement 576 und das zweite zentrale Strukturelement 506 verläuft und eine Fluidverbindung zwischen einer Vakuumquelle und der inneren Aussparung 135 des biegsamen Körperelements 125 ermöglicht.
Ein viertes zentrales Strukturelement 577 ist von dem dritten zentralen Strukturelement 576 beabstandet und mit diesem verbunden. Wie dargestellt, erstrecken sich Stangen 579-1, 579-2 zwischen dem dritten zentralen Strukturelement 576 und dem vierten zentralen Strukturelement 577. Die Stangen 579-1, 579-2 weisen Längsachsen auf, die parallel zur Mittelachse des Endeffektors sind. Federn 580-1, 580-2 sind um die jeweilige Stangen 579-1, 579-2 angeordnet und berühren das dritte zentrale Strukturelement 576 und das vierte zentrale Strukturelement 577.
Gewindebefestigungsmittel und/oder Unterlegscheiben, die mit den jeweiligen Stangen 579-1, 579-2 verbunden sind, können verwendet werden, um das dritte zentrale Strukturelement 576 und das vierte zentrale Strukturelement 577 in einem ersten Abstand voneinander zu halten. Im ersten Abstand üben die Federn 580-1, 580-2 eine erste Federkraft auf das dritte zentrale Strukturelement 576 und das vierte zentrale Strukturelement 577 aus. Ein Gewindebefestigungsmittel 581 und eine Unterlegscheibe 582 berühren das vierte zentrale Strukturelement 577, um das dritte zentrale Strukturelement 576 und das vierte zentrale Strukturelement 577 im ersten Abstand zu halten.
In einigen Ausführungsformen erstrecken sich die Stangen 579-1, 579-2 durch jeweilige Öffnungen in dem vierten zentralen Strukturelement 577 und sind gleitend mit der/den die Öffnungen definierenden Seitenwand/Seitenwänden gekoppelt. Als Reaktion auf eine Kraft, die am distalen Ende des Endeffektors ausgeübt wird (z. B. wenn ein Gegenstand mit der Dichtfläche 140 in Kontakt gebracht wird), verschiebt sich das dritte zentrale Strukturelement 576 in der proximalen Richtung. Diese Verschiebung bewirkt, dass die Stangen 579-1, 579-2 in der proximalen Richtung gleiten (z. B. so, dass das Gewindebefestigungsmittel 581 und/oder die Unterlegscheibe 582 das vierte zentrale Strukturelement 577 nicht berühren) und die Federn 580-1, 580-2 zusammengedrückt werden und eine zweite Federkraft ausüben, die größer als die erste Federkraft ist. Auf diese Weise stellt der Endeffektor zusätzlich zu durch das biegsame Körperelement 125 bereitgestellter Nachgiebigkeit eine Nachgiebigkeit in vertikaler Richtung bereit. Die zusätzliche Nachgiebigkeit kann es dem Endeffektor ermöglichen, eine verbesserte Abdichtung mit dem Gegenstand zu bilden.
Wie oben erörtert, kann mindestens eine Komponente des Gestängesystems 175 drehbar sein, wodurch die Montageplatte 170 um die Mittelachse des Endeffektors drehbar ist. In einigen Ausführungsformen ist die Anordnung aus dem zweiten zentralen Strukturelement 506 und dem dritten zentralen Strukturelement 576 drehbar, wodurch die Montageplatte 170 weiter drehbar ist. In einigen Ausführungsformen erstrecken sich vorstehenden Elemente 578-1, 578-2, 578-3 von der Oberfläche des dritten zentralen Strukturelements 576 in proximaler Richtung. Die vorstehenden Elemente 578-1, 578-2, 578-3 können mit dem dritten zentralen Strukturelement 576 unter Verwendung von Gewindebefestigungsmitteln verbunden sein. In einigen Ausführungsformen ist die Länge der vorstehenden Elemente 578-1, 578-2, 578-3 größer als der erste Abstand zwischen dem dritten zentralen Strukturelement 576 und dem vierten zentralen Strukturelement 577. In einigen Ausführungsformen sind mehrere Nuten durch einen Umfang des vierten zentralen Strukturelements 577 definiert und erstrecken sich die vorstehenden Elemente 578-1, 578-2, 578-3 jeweils durch eine jeweilige Nut. Auf diese Weise können die Nuten und die vorstehenden Elemente 578-1, 578-2, 578-3 als mechanische Anschläge wirken, welche die Drehung der Anordnung aus dem zweiten zentralen Strukturelement 506 und dem dritten zentralen Strukturelement 576 begrenzen.
Die 6A, 6B veranschaulichen eine beispielhafte Abfolge zum Fassen eines Gegenstandes unter Verwendung eines Endeffektors gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Obwohl in den Darstellungen 600, 625 Abschnitte des Gestängesystems 175 aus den 5A-5E abgebildet sind, können die Prinzipien auf andere Umsetzungen des Gestängesystems 175 angewendet werden, wie etwa den nachfolgend erörterten aus den 8A-8D.
Wie oben erörtert, stellt die Darstellung 500 aus 5B einen Zustand des Endeffektors dar, in dem sich die Montageplatte 170 in einem unverformten Zustand befindet. In der Darstellung 600 aus 6A befindet sich die Montageplatte 170 in einem ersten verformten Zustand. In der Darstellung 625 aus 6B befindet sich die Montageplatte 170 in einem zweiten verformten Zustand, in dem der Endeffektor über die Montageplatte 170 und das biegsame Körperelement 125 Stoßkräfte 625-1, 625-2 auf einen Gegenstand 615 (wie dargestellt, entlang des Buchrückens) ausübt.
Die Darstellungen 600, 625 zeigen zwei Gestänge 605-1, 605-2 des Gestängesystems, die einem Paar gegenüberliegender Linearaktoren innerhalb einer ersten Ebene entsprechen. Wenn die Aktoren ausgefahren werden (wie dargestellt, im Allgemeinen in Abwärtsrichtung), bewegt sich das Ende 520 jedes Gestänges 605-1, 605-2 in der Abwärtsrichtung.
Die Abwärtsbewegung des Endes 520 übt eine erste Kraft auf das erste Gelenk J1 aus, wodurch bewirkt wird, dass sich das erste Glied 525 um das zweite Gelenk J2 dreht, welches das jeweilige Gestänge 605-1, 605-2 mit einem zentralen Strukturelement (dargestellt als Umriss 610) verbindet. Unter der Annahme, dass die zweiten Gelenke J2 symmetrisch um die Mittelachse des Endeffektors angeordnet sind, beträgt der Abstand zwischen den zweiten Gelenken J2 2d₂.
Durch Drehen des ersten Glieds 525 wird bewirkt, dass eine zweite Kraft auf das dritte Gelenk J3 ausgeübt wird, welches das erste Glied 525 mit dem zweiten Glied 540 verbindet. Das Ausüben der zweiten Kraft auf das dritte Gelenk J3 bewirkt, dass eine dritte Kraft auf das vierte Gelenk J4 ausgeübt wird, welches das zweite Glied 540 mit einem Sockel 513 verbindet, der an einem seitlichen Abschnitt der Montageplatte 170 angeordnet ist, wodurch die Montageplatte 170 verformt und eine Geometrie der Dichtfläche 140 verändert wird.
In einigen Ausführungsformen stellt der erste verformte Zustand, der in der Darstellung 600 dargestellt ist, eine Vorformung des biegsamen Körperelements 125 dar, um zu bewirken, dass die Dichtfläche 140 einer Geometrie des Gegenstandes 615 näherkommt. Wenn eine Anziehungskraft 620 auf die innere Aussparung ausgeübt wird, kann mit dem vorgeformten biegsamen Körperelement 125 eine Dichtung von besserer Qualität gebildet werden, als wenn das biegsame Körperelement 125 in einem unverformten Zustand wäre.
In der Darstellung 625 erstrecken sich die Aktoren weiter in Abwärtsrichtung, wodurch bewirkt wird, dass sich die Montageplatte 170 weiter verformt. Wie dargestellt, übt der Endeffektor durch die Montageplatte 170 und das biegsame Körperelement 125 die Stoßkräfte 625-1, 625-2 auf den Gegenstand 615 aus, was in Kombination mit der Ausübung der Anziehungskraft 620 geschehen kann. Bei alternativen Umsetzungen kann der Endeffektor die Stoßkräfte 625-1, 625-2 durch die Montageplatte 170 ausüben.
Die 7A-7C sind Unteransichten, die das Verändern einer Geometrie einer Dichtfläche durch Verformen einer verformbaren Platte gemäß verschiedenen Ausführungsformen veranschaulichen. Die in den Darstellungen 700, 720, 740 veranschaulichten Merkmale können in Verbindung mit anderen Ausführungsformen verwendet werden, beispielsweise unter Verwendung eines oder mehrerer Paare gegenüberliegender Linearaktoren (durch jeweilige Verbindungen), um die verformbare Platte zu verformen.
In der Darstellung 700 befindet sich das biegsame Körperelement 125 in einem unverformten Zustand und weist eine im Wesentlichen kreisförmige Saugfläche 705 auf. Das biegsame Körperelement 125 definiert mehrere Merkmale 710, die um die innere Aussparung 135 angeordnet sind, was die Steuerbarkeit und/oder die Reproduzierbarkeit der Verformung des biegsamen Körperelements 125 verbessern kann. Obwohl sie als Auswölbungen abgebildet sind, die in die innere Aussparung 135 vorstehen, werden auch andere Arten von Merkmalen 710 in Betracht gezogen. Zu einigen alternativen Beispielen für die Merkmale 710 gehören Spalten, die sich ganz oder teilweise durch das biegsame Körperelement 125 entlang der Bodenfläche des biegsamen Körperelements 125 erstrecken, ein Loch / Löcher, die sich von der Bodenfläche in das biegsame Körperelement 125 erstrecken, und so weiter. Für die verschiedenen Beispiele der Merkmale 710 fördert das Hinzufügen oder Entfernen von Material des biegsamen Körperelements 125 die Verformung des biegsamen Körperelements 125 auf kontrollierte Weise.
In der Darstellung 720 wird die verformbare Platte durch Kräfte verformt, die entlang einer ersten Abmessung 730 (z. B. durch ein erstes Paar gegenüberliegender Linearaktoren) ausgeübt werden, sodass sich das biegsame Körperelement 125 in einem verformten Zustand befindet und eine im Wesentlichen ovale (oder elliptische) Saugfläche 725 aufweist. Die längliche Natur der ovalen Saugfläche 725 kann besser zum Ansaugen von länglichen Gegenständen, wie etwa einem Buchrücken, geeignet sein. In der Darstellung 740 wird die verformbare Platte durch Kräfte verformt, die entlang der ersten Abmessung 730 und einer zweiten Abmessung 735 (z. B. durch ein zweites Paar gegenüberliegender Linearaktoren) ausgeübt werden, sodass sich das biegsame Körperelement 125 in einem verformten Zustand befindet und eine im Wesentlichen quadratische Saugfläche 745 aufweist. Die kleinere Größe der quadratischen Saugfläche 745 kann besser zum selektiven Ansaugen kleinerer Gegenstände geeignet sein.
Die 8A-8C sind Ansichten eines Endeffektors mit einer anderen beispielhaften Umsetzung des Gestängesystems 175 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die in den Darstellungen 800, 815, 845 veranschaulichten Merkmale können in Verbindung mit anderen hier erörterten Ausführungsformen verwendet werden.
Die Darstellung 800 aus 8A ist eine isometrische Ansicht des Endeffektors, die das Gestängesystem 175 zwischen mehreren Linearaktoren 810-1, 810-2, 810-3, 810-4 und dem Schnittstellensystem 110 umfasst. Der Endeffektor umfasst ferner ein zentrales Strukturelement 805, das über mindestens ein Gelenk mit dem Gestängesystem 175 verbunden ist. In einigen Ausführungsformen ist mindestens eine Komponente des Gestängesystems 175 um eine Drehachse drehbar, wodurch bewirkt wird, dass sich die Montageplatte 170 um die Mittelachse C des Endeffektors dreht. In einigen Fällen findet die Drehung der Montageplatte 170 auch innerhalb der Ebene der Montageplatte 170 statt. Wie in der Darstellung 815 aus 8B dargestellt, ist ein Zwischenelement 830 drehbar.
Der Endeffektor umfasst ferner ein zweites zentrales Strukturelement 806, das von dem zentralen Strukturelement 805 beabstandet und starr mit diesem verbunden ist. Das zweite zentrale Strukturelement 806 ist im Allgemeinen scheibenförmig mit mehreren Öffnungen 807-1, 807-2, 807-3, 807-4, die sich dadurch erstrecken. Das zweite zentrale Strukturelement 806 kann ferner eine Öffnung definieren, die eine Fluidverbindung über das zweite zentrale Strukturelement 806 ermöglicht. Die mehreren Linearaktoren 810-1, 810-2, 810-3, 810-4 sind jeweils an einem ersten Ende mit dem Gestängesystem 175 verbunden und erstrecken sich durch eine jeweilige der Öffnungen 807-1, 807-2, 807-3, 807-4. Ein jeweiliger Eingangsanschluss 808-1, 808-2, 808-3, 808-4 ist an einem zweiten Ende jedes der Linearaktoren 810-1, 810-2, 810-3, 810-4 angeordnet, das dem ersten Ende gegenüberliegt. Beispielsweise bewirkt Druckgas, das an den Eingangsanschluss 808-1 angelegt wird, dass der Linearaktor 810-1 ausgefahren wird. Ein Vakuumanschluss 809 ist um die Mittelachse C angeordnet und mit dem zweiten zentralen Strukturelement 806 verbunden. Ein starrer Schlauch ist zwischen dem zentralen Strukturelement 805 und dem zweiten zentralen Strukturelement 806 angeordnet und ermöglicht eine Fluidverbindung zwischen dem Vakuumanschluss 809 und der inneren Aussparung 135 des biegsamen Körperelements 125.
Die Darstellung 815 ist eine Seitenansicht des Endeffektors mit der Montageplatte 170 in einem unverformten Zustand. Ein erstes Glied 820 ist mit einem Ende (nicht dargestellt) des Linearaktors 810-2 an einem ersten Gelenk J1 verbunden. Das erste Gelenk J1 befindet sich in einem ersten radialen Abstand d₁ von der Mittelachse C. Das erste Glied 820 ist ferner über ein zweites Gelenk J2 mit dem zentralen Strukturelement 805 verbunden. Das zweite Gelenk J2 befindet sich in einem zweiten radialen Abstand d₂, der kleiner als der erste radiale Abstand d₁ ist. Wie dargestellt, ist das erste Glied 820 indirekt mit dem zentralen Strukturelement 805 über das Zwischenelement 830 verbunden.
Ein zweites Glied 825 ist mit dem ersten Glied 820 an einem dritten Gelenk J3 verbunden. Das dritte Gelenk J3 befindet sich in einem dritten radialen Abstand d₃, der größer als der erste radiale Abstand d₁ ist. Das zweite Glied 540 ist ferner mit einem seitlichen Abschnitt der Montageplatte 170 an einem vierten Gelenk J4 am Sockel 513-2 verbunden. Das vierte Gelenk J4 befindet sich in einem vierten radialen Abstand d₄, der größer als der dritte radiale Abstand d3 ist.
Das Zwischenelement 830 ist ferner über ein fünftes Gelenk J5 mit einer Außenseite des Linearaktors 810-2 verbunden. Das fünfte Gelenk J5 befindet sich in einem fünften radialen Abstand, der größer ist als der zweite radiale Abstand d₂ ist. In einigen Ausführungsformen befindet sich das fünfte Gelenk J5 an einer Hülse 835, die um den Linearaktor 810-2 angeordnet ist. Die Hülse 835 ist so konfiguriert, dass sie sich entlang einer Länge des Linearaktors 810-2 bewegt und/oder um den Linearaktor 810-2 dreht, z. B. wenn das Zwischenelement 830 gedreht wird.
Das Zwischenelement 830 ist ferner über ein sechstes Gelenk J6 mit dem zentralen Strukturelement 805 verbunden. Wie dargestellt, weist das sechste Gelenk J6 einen radialen Abstand nahe dem zweiten radialen Abstand d₂ auf. In einigen Ausführungsformen ist die Drehachse, um die sich die mindestens eine Komponente des Gestängesystems 175 (z. B. das Zwischenelement 830) dreht, im Wesentlichen parallel zur Mittelachse C des Endeffektors.
Die Darstellung 845 bietet eine teilweise Explosionsansicht des Endeffektors. Das Zwischenelement 830 definiert eine Öffnung 850, durch die der Linearaktor 810-1 verläuft. Die Öffnung 850 begrenzt einen Bewegungsbereich des Linearaktors 810-1, wenn das Zwischenelement 830 um die Drehachse gedreht wird. In einigen Ausführungsformen umfasst das zentrale Strukturelement 805 ein oder mehrere Anschlagmerkmale 840, die einen Drehbereich des Zwischenelements 830 um die Drehachse begrenzen.
Das zentrale Strukturelement 805 umfasst ein zentrales Rohr und vorstehende Abschnitte 865, die jeweils zum Aufnehmen eines Stifts 864 angeordnet sind. Der Stift 864 kann den vorstehenden Abschnitt 865 direkt berühren oder kann (einen) Zwischenabstandshalter berühren. Der Stift 864 erstreckt sich zudem in Öffnungen 863 des Zwischenelements 830 und bildet das Gelenk J6, in dem die Drehachse eine Längsachse 866 des Stifts 864 ist.
Die Öffnungen 853 erstrecken sich durch das Zwischenelement 830 nahe einem proximalen Ende und sind zum Aufnehmen eines Stifts 852 dimensioniert und angeordnet. Der Stift 852 kann das Zwischenelement 830 direkt berühren oder kann (einen) Zwischenabstandshalter berühren. Der Stift 852 erstreckt sich zudem durch eine Öffnung 851 der Hülse 835 und bildet das Gelenk J5, in dem die Drehachse eine Längsachse 854 des Stifts 852 ist.
Die Öffnungen 855 erstrecken sich durch das Zwischenelement 830 nahe einem distalen Ende und sind zum Aufnehmen eines Stifts 856 dimensioniert und angeordnet. Der Stift 856 kann das Zwischenelement 830 direkt berühren oder kann (einen) Zwischenabstandshalter berühren. Der Stift 856 erstreckt sich zudem durch eine Öffnung 858 des ersten Glieds 820 und bildet das Gelenk J2, in dem die Drehachse eine Längsachse 857 des Stifts 856 ist.
Die Öffnungen 859 erstrecken sich durch das erste Glied 820 und sind zum Aufnehmen eines Stifts 860 dimensioniert und angeordnet. Der Stift 860 kann das erste Glied 820 direkt berühren oder kann (einen) Zwischenabstandshalter berühren. Der Stift 860 erstreckt sich zudem durch eine Öffnung 862 des zweiten Glieds 825 und bildet das Gelenk J3, in dem die Drehachse eine Längsachse 861 des Stifts 860 ist.
Die 9A-9D sind Ansichten eines beispielhaften Endeffektors mit einer drehbaren Strukturanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die in den Darstellungen 900, 930, 990, 995 veranschaulichten Merkmale können in Verbindung mit anderen hier erörterten Ausführungsformen verwendet werden, z. B. unter Verwendung einer der Umsetzungen des in den 5A-5E und den 8A-8C abgebildeten Gestängesystems.
Die Darstellung 900 aus 9A ist eine isometrische Ansicht des Endeffektors, die das Gestängesystem 175 zwischen mehreren Linearaktoren und dem Schnittstellensystem 110 umfasst. Der Endeffektor umfasst ferner eine Leiterplatte 911, die zwischen Seitenwänden 910-1, 910-2 angeordnet ist, und einen Motor 920, der zwischen den Seitenwänden 910-1, 910-2 angeordnet und an diesen montiert ist. Die Leiterplatte 911 umfasst eine Schaltung, die einige oder alle Funktionen des Endeffektors steuert. Beispielsweise kann die Leiterplatte 911 den Betrieb des Motors 920 und/oder der mit dem Gestängesystem 175 verbundenen Aktoren steuern.
Die Seitenwände 910-1, 910-2 sind mit einem Sockel 925 verbunden. Obwohl dies nicht veranschaulicht ist, kann ein Gehäuse den Motor 920 und die Seitenwände 910-1, 910-2 sowie andere Komponenten des Endeffektors umschließen. Der Motor 920, der in einigen Ausführungsformen mit einem Riemenantrieb verbunden ist, ist dazu konfiguriert, eine Orientierung des Endeffektors zu steuern, z. B. um einer Orientierung und/oder einer Oberflächengeometrie eines Gegenstandes näherzukommen.
Ein Rohr 905 ist an einer Seitenfläche der Seitenwand 910-1 montiert und erstreckt sich entlang einer Längsachse der Seitenwand 910-1. In einigen Ausführungsformen steht das Rohr 905 in Fluidverbindung mit einer Vakuumquelle an einem proximalen Ende des Endeffektors und mit der inneren Aussparung des biegsamen Körperelements 125 an einem distalen Ende des Endeffektors. In einigen Ausführungsformen ist das Rohr 905 mit einem Rohr 915 verbunden, das seitlich zum Riemenantrieb angeordnet ist und sich teilweise mit diesem überlappt. In einigen Ausführungsformen ist das Rohr 915 mit einer Öffnung verbunden, die sich durch eine Riemenscheibe des Riemenantriebs erstreckt, und steht/stehen die innere Aussparung und/oder die mehreren Aktoren durch die Öffnung in Fluidverbindung.
In den Darstellungen 930, 990 aus den 9B und 9C umfasst eine Strukturanordnung 956 des Endeffektors ein zentrales Strukturelement 960, mit dem das Gestängesystem 175 verbunden ist, und ein zweites zentrales Strukturelement 970, das von dem zentralen Strukturelement 960 beabstandet und starr mit diesem verbunden ist. Jeder Linearaktor der mehreren Linearaktoren 510-1, 510-2, 510-3, 510-4 ist mit dem zweiten zentralen Strukturelement 970 an einem jeweiligen zweiten Ende 974-1 verbunden, das dem mit dem Gestängesystem 175 verbundenen Ende 972-1 gegenüberliegt. Die Strukturanordnung 956 umfasst ferner ein drittes zentrales Strukturelement 965, das mit einem oder beiden von dem zentralen Strukturelement 960 und dem zweiten zentralen Strukturelement 970 verbunden ist.
Der Motor 920 ist mit einer ersten Riemenscheibe 940 durch eine Öffnung 935 der Seitenwand 910-1 verbunden und ein Zahnriemen 950 verbindet die erste Riemenscheibe 940 mit einer zweiten Buchse 945. Die zweite Buchse 945 ist mit dem dritten zentralen Strukturelement 965 verbunden, um eine Drehung der Strukturanordnung 956 um eine zweite Drehachse 958 zu ermöglichen, die sich durch das dritte zentrale Strukturelement 965 erstreckt. In einigen Ausführungsformen steht ein Vakuumanschluss in Fluidverbindung mit der inneren Aussparung des biegsamen Körperelements 125 durch eine Öffnung 955, die in der zweiten Buchse ausgebildet ist, und durch eine Öffnung 966 des dritten zentralen Strukturelements 965.
Die Darstellung 995 aus 9D stellt eine teilweise Explosionsansicht der Strukturanordnung 956 bereit. Das zweite zentrale Strukturelement 970 ist starr mit dem zentralen Strukturelement 960 durch ein Rohr 988 verbunden, durch das sich eine Öffnung 989 erstreckt, die eine Fluidverbindung zwischen der Öffnung 966 des dritten zentralen Strukturelements 965 und einer Öffnung 961 des zentralen Strukturelements 960 ermöglicht. In einigen Ausführungsformen ist ein flexibler Schlauch mit mehreren Öffnungen 967 des dritten zentralen Strukturelements 965 verbunden, wodurch eine Fluidverbindung zwischen einer oder mehreren Druckgasquellen und den Aktoren durch das dritte zentrale Strukturelement 965 ermöglicht wird. Das zweite zentrale Strukturelement 970 ist ferner mit dem zentralen Strukturelement 960 durch eine Nachgiebigkeits- und Rückführanordnung 976 verbunden, die eine Bewegung des zentralen Strukturelements 960 und des dritten zentralen Strukturelements 965 relativ zu dem zweiten zentralen Strukturelement 970 ermöglicht, wodurch eine verbesserte Nachgiebigkeit des Endeffektors in vertikaler Richtung bereitgestellt wird. Die Nachgiebigkeits- und Rückführanordnung 976 umfasst für gegenüberliegende Seiten des zentralen Strukturelements 960 und des zweiten zentralen Strukturelements 970 einen Käfig 980, der in dem dritten zentralen Strukturelement 965 enthalten ist, rohrförmige Elemente 982-1, 982-2 (z. B. Buchsen), die Käfig 980 gehalten werden, eine Feder 984, die in den Öffnungen der rohrförmigen Elemente 982-1, 982-2 angeordnet und dazwischen zusammengedrückt ist, und eine Stange 978, die sich durch den Käfig 980 und die Feder 984 erstreckt. Ein Abstandshalter 986 ist zwischen dem Käfig 980 und dem zentralen Strukturelement 960 angeordnet. Die Stange 978 ist mit dem zweiten zentralen Strukturelement 970 und mit dem zentralen Strukturelement 960 unter Verwendung von z. B. Gewindebefestigungsmitteln verbunden.
Die Beschreibungen der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden zur Veranschaulichung dargelegt, sollen jedoch nicht abschließend oder auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt sein. Zahlreiche Modifikationen und Variationen sind für den Durchschnittsfachmann ersichtlich, ohne vom Umfang und Geist der beschriebenen Ausführungsformen abzuweichen. Die in dieser Schrift verwendete Terminologie wurde so gewählt, dass sie die Prinzipien der Ausführungsformen, der praktischen Anwendung oder der technischen Verbesserung gegenüber den auf dem Markt zu findenden Technologien am besten erläutert, oder um einem anderen Durchschnittsfachmann zu ermöglichen, die in dieser Schrift offenbarten Ausführungsformen zu verstehen.
In dem Vorhergehenden wird Bezug genommen auf Ausführungsformen, die in dieser Offenbarung dargestellt sind. Allerdings ist der Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht auf konkrete beschriebene Ausführungsformen beschränkt. Stattdessen wird jede beliebige Kombination der beschriebenen Merkmale und Elemente, ob sie unterschiedliche Ausführungsformen betreffen oder nicht, in Betracht gezogen, um in Betracht gezogene Ausführungsformen umzusetzen und auszuführen. Wenngleich in dieser Schrift offenbarte Ausführungsformen Vorteile gegenüber anderen möglichen Lösungen oder gegenüber dem Stand der Technik erzielen können, wirkt sich der Umstand, ob ein bestimmter Vorteil durch eine gegebene Ausführungsform erreicht wird oder nicht, nicht einschränkend auf den Umfang der vorliegenden Offenbarung aus. Somit sind die hier beschriebenen Aspekte, Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile lediglich veranschaulichend und nicht als Elemente oder Einschränkungen der beigefügten Ansprüche anzusehen, sofern dies nicht ausdrücklich in einem Anspruch (Ansprüchen) angegeben ist. Ebenso ist die Bezugnahme auf „die Erfindung“ nicht als Verallgemeinerung eines hier offenbarten erfinderischen Gegenstandes zu verstehen und gilt nicht als Element oder Einschränkung der beigefügten Ansprüche, sofern dies nicht ausdrücklich in einem Anspruch (Ansprüchen) angegeben ist.
Aspekte der vorliegenden Erfindung können die Form einer gänzlich aus Hardware bestehenden Ausführungsform, einer gänzlich aus Software bestehenden Ausführungsform (einschließlich Firmware, residenter Software, Mikrocode usw.) oder einer Ausführungsform, die Software- und Hardware-Aspekte kombiniert, annehmen, die hier allesamt allgemein als „Schaltung“, „Modul“ oder „System“ bezeichnet werden können.
Bei der vorliegenden Erfindung kann es sich um ein System, ein Verfahren und/oder ein Computerprogrammprodukt handeln. Das Computerprogrammprodukt kann ein computerlesbares Speichermedium (oder -medien) mit computerlesbaren Programmanweisungen darauf einschließen, um einen Prozessor zu veranlassen, Aspekte der vorliegenden Erfindung auszuführen.
Das computerlesbare Speichermedium kann eine physische Vorrichtung sein, die Anweisungen zur Verwendung durch eine Anweisungsausführungsvorrichtung enthalten und speichern kann. Das computerlesbare Speichermedium kann beispielsweise eine elektronische Speichervorrichtung, eine magnetische Speichervorrichtung, eine optische Speichervorrichtung, eine elektromagnetische Speichervorrichtung, eine Halbleiterspeichervorrichtung oder eine geeignete Kombination der vorstehenden sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Zu einer nicht abschließenden Liste von konkreteren Beispielen für das computerlesbare Speichermedium gehört Folgendes: eine tragbare Computerdiskette, eine Festplatte, ein Direktzugriffsspeicher (RAM), ein Festwertspeicher (ROM), ein löschbarer programmierbarer Festwertspeicher (EPROM oder Flash-Speicher), ein statischer Direktzugriffsspeicher (SRAM), ein tragbarer Compact-Disc-Festwertspeicher (CD-ROM), eine Digital Versatile Disk (DVD), ein Speicherstick und eine beliebige geeignete Kombination der Vorstehenden. Ein computerlesbares Speichermedium ist im hier verwendeten Sinne nicht als vorübergehende Signale an sich, wie etwa Funkwellen oder andere sich frei ausbreitende elektromagnetische Wellen, elektromagnetische Wellen, die sich durch einen Wellenleiter ausbreiten, oder andere Übertragungsmedien (z. B. ein Glasfaserdurchlaufende Lichtimpulse) oder elektrische Signale, die über einen Draht übertragen werden, anzusehen.
Die hier beschriebenen computerlesbaren Programmanweisungen können auf jeweilige Rechen-/Verarbeitungsvorrichtungen von einem computerlesbaren Speichermedium oder zu einem externen Computer oder einer externen Speichervorrichtung über ein Netzwerk, z. B. das Internet, ein lokales Netzwerk, ein Weitverkehrsnetzwerk und/oder ein drahtloses Netzwerk heruntergeladen werden. Das Netzwerk kann Kupferübertragungskabel, optische Übertragungsfasern, drahtlose Übertragung, Router, Firewalls, Switches, Gateway-Computer umfassen und/oder Edgeserver umfassen. Eine Netzwerkadapterkarte oder eine Netzwerkschnittstelle in jeder Rechen-/Verarbeitungsvorrichtung empfängt computerlesbare Programmanweisungen von dem Netzwerk und leitet die computerlesbaren Programmanweisungen zur Speicherung in einem computerlesbaren Speichermedium innerhalb der jeweiligen Rechen-/Verarbeitungsvorrichtung weiter.
Computerlesbare Programmanweisungen zum Ausführen von Vorgängen der vorliegenden Erfindung können Assembler-Anweisungen, Anweisungen der Befehlssatzarchitektur (ISA), Maschinenanweisungen, maschinenabhängige Anweisungen, Mikrocode, Firmware-Anweisungen, Zustandseinstelldaten oder entweder Quellcode oder Objektcode sein, der bzw. die in jeder beliebigen Kombination aus einer oder mehreren Programmiersprachen, einschließlich einer objektorientierten Programmiersprache wie etwa Smalltalk, C++ oder dergleichen, und herkömmlicher prozeduraler Programmiersprachen wie etwa der „C“-Programmiersprache oder ähnliche Programmiersprachen, geschrieben sein kann bzw. können. Die computerlesbaren Programmanweisungen können vollständig auf dem Computer des Benutzers, teilweise auf dem Computer des Benutzers, als eigenständiges Softwarepaket, teilweise auf dem Computer des Benutzers und teilweise auf einem entfernten Computer oder vollständig auf dem entfernten Computer oder Server ausgeführt werden. In dem letzteren Szenario kann der entfernte Computer mit dem Computer des Benutzers über jede Art von Netzwerk, einschließlich eines lokalen Netzwerks (LAN) oder eines Weitverkehrsnetzes (WAN), verbunden sein oder kann die Verbindung zu einem externen Computer hergestellt werden (z. B. über das Internet unter Verwendung eines Internetdienstanbieters). In einigen Ausführungsformen können elektronische Schaltungen, zu denen beispielsweise programmierbare Logikschaltungen, feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGA) oder programmierbare Logik-Arrays (PLA) gehören, die computerlesbaren Programmanweisungen ausführen, indem Zustandsinformationen der computerlesbaren Programmanweisungen zum Personalisieren der elektronischen Schaltung verwendet werden, um Aspekte der vorliegenden Erfindung durchzuführen.
Aspekte der vorliegenden Erfindung sind hier unter Bezugnahme auf Ablaufdiagrammveranschaulichungen und/oder Blockdiagramme von Verfahren, Vorrichtungen (Systemen) und Computerprogrammprodukten gemäß Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es versteht sich, dass jeder Block der Ablaufdiagrammveranschaulichungen und/oder Blockdiagramme und Kombinationen aus Blöcken in den Ablaufdiagrammveranschaulichungen und/oder Blockdiagrammen durch computerlesbare Programmanweisungen umgesetzt sein kann.
Diese computerlesbaren Programmanweisungen können einem Prozessor eines Universal computers, eines Spezialcomputers oder einer anderen programmierbaren, Daten verarbeitenden Vorrichtung zur Herstellung einer Maschine bereitgestellt sein, sodass die Anweisungen, die über den Prozessor des Computers oder der anderen programmierbaren, Daten verarbeitenden Vorrichtung ausgeführt werden, Mittel zum Einrichten der Funktionen/Handlungen, die in dem Block oder den Blöcken des Ablaufdiagramms und/oder des Blockdiagramms angegeben sind, schaffen. Diese computerlesbaren Programmanweisungen können ebenso auf einem computerlesbaren Medium gespeichert sein, das einen Computer, eine andere programmierbare, Daten verarbeitende Vorrichtung und/oder andere Vorrichtungen dazu anweist, in einer bestimmten Art und Weise zu funktionieren, sodass das computerlesbare Medium mit darauf gespeicherten Anweisungen ein Erzeugnis umfasst, das Anweisungen beinhaltet, welche die Funktion/Handlung, die in dem Block oder den Blöcken des Ablaufdiagramms und/oder des Blockdiagramms angegeben ist, umsetzen.
Die computerlesbaren Programmanweisungen können ebenso auf einen Computer, eine andere programmierbare, Daten verarbeitende Vorrichtung oder andere Vorrichtungen geladen werden, um zu veranlassen, dass eine Reihe von Betriebsschritten auf dem Computer, der anderen programmierbaren Vorrichtung oder der anderen Vorrichtung durchgeführt wird, um ein computerimplementiertes Verfahren herzustellen, sodass die Anweisungen, die auf dem Computer, der anderen programmierbaren Vorrichtung oder der anderen Vorrichtung ausgeführt werden, die Funktion/Handlung, die in dem Block oder den Blöcken des Ablaufdiagramms und/oder des Blockdiagramms angegeben ist, umsetzen.
Darüber hinaus veranschaulichen die Ablauf- und Blockdiagramme in den FIG. die Architektur, Funktionen und den Betrieb möglicher Umsetzungen von Systemen, Verfahren und Computerprogrammprodukten gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In dieser Hinsicht kann jeder Block in den Ablauf- oder Blockdiagrammen ein Modul, ein Segment oder einen Abschnitt von Anweisungen darstellen, das bzw. der eine oder mehrere ausführbare Anweisungen zum Umsetzen der angegebenen logischen Funktion(en) umfasst. Bei einigen alternativen Umsetzungen können die in dem Block angegebenen Funktionen in anderer Reihenfolge als in den FIG. angegeben stattfinden. Beispielsweise können zwei aufeinanderfolgend dargestellte Blöcke tatsächlich im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden oder können die Blöcke mitunter he nach der jeweiligen Funktion in der umgekehrten Reihenfolge ausgeführt werden. Es ist zudem anzumerken, dass jeder Block der Blockdiagramme und/oder Ablaufdiagrammveranschaulichung und Kombinationen aus Blöcken der Blockdiagramm- und/oder Ablaufdiagrammveranschaulichung durch spezielle hardwarebasierte Systeme umgesetzt sein können, welche die angegebenen Funktionen oder Handlungen durchführen oder Kombinationen aus spezieller Hardware und Computeranweisungen ausführen.
Das Vorstehende wird im Hinblick auf die folgenden Absätze besser verständlich:

Absatz 1 ist ein Endeffektor, der in der Lage ist, Gegenstände unter Verwendung von Stoß- und Anziehungskräften zu fassen, wobei der Endeffektor umfasst:
- ein zentrales Strukturelement, das um eine Mittelachse des Endeffektors angeordnet ist;
- mehrere Aktoren;
- ein Schnittstellensystem, umfassend:
  - eine verformbare Montageplatte; und
  - ein biegsames Körperelement, das an der Montageplatte angebracht ist, wobei das biegsame Körperelement an einem distalen Ende eine Dichtfläche aufweist, die dazu konfiguriert, mit Gegenständen abzudichten, die an den Endeffektor angenähert werden, wobei das biegsame Körperelement zumindest teilweise eine innere Aussparung definiert;
- einen Vakuumanschluss, der in Fluidverbindung mit der inneren Aussparung steht und um die Mittelachse angeordnet ist; und
- ein Gestängesystem zwischen den mehreren Aktoren und dem Schnittstellensystem, wobei das Gestängesystem für jeden Aktor der mehreren Aktoren umfasst:
  - ein erstes Glied, verbunden mit:
    - einem Ende des Aktors an einem ersten Gelenk, wobei sich das erste Gelenk in einem ersten radialen Abstand von der Mittelachse befindet; und
    - dem zentralen Strukturelement über ein zweites Gelenk, das sich zu dem zweiten Gelenk in einem zweiten radialen Abstand befindet, der kleiner als der erste radiale Abstand ist; und
  - ein zweites Glied, verbunden mit:
    - dem ersten Glied an einem dritten Gelenk, wobei sich das dritte Gelenk in einem dritten radialen Abstand befindet, der größer als der erste radiale Abstand ist; und
    - einem seitlichen Abschnitt der Montageplatte an einem vierten Gelenk, wobei sich das vierte Gelenk in einem vierten radialen Abstand befindet, der größer als der dritte radiale Abstand ist.
Absatz 2 ist der Endeffektor nach Absatz 1, wobei die mehreren Aktoren umfassen:
- ein erstes Paar gegenüberliegender Linearaktoren innerhalb einer ersten Ebene; und
- ein zweites Paar gegenüberliegender Linearaktoren innerhalb einer zweiten Ebene senkrecht zur ersten Ebene.
Absatz 3 ist der Endeffektor nach Absatz 1, wobei mindestens eine Komponente des Gestängesystems um eine Drehachse drehbar ist, um zu bewirken, dass sich die Montageplatte um die Mittelachse dreht.
Absatz 4 ist der Endeffektor nach Absatz 3, wobei das erste Glied umfasst:
- eine erste Gliedkomponente; und
- eine zweite Gliedkomponente, die relativ zur ersten Gliedkomponente drehbar ist.
Absatz 5 ist der Endeffektor nach Absatz 3, wobei das Gestängesystem ferner für jeden Aktor der mehreren Aktoren umfasst:
- ein Zwischenelement, das mit dem ersten Glied am zweiten Gelenk verbunden ist,
- wobei das Zwischenelement relativ zu dem zentralen Strukturelement drehbar ist.
Absatz 6 ist ein Verfahren zum Fassen eines Gegenstandes unter Verwendung eines Endeffektors, wobei das Verfahren umfasst:
- Annähern des Gegenstand an eine Dichtfläche an einem distalen Ende eines biegsamen Körperelements;
- Ausüben einer Saugkraft auf eine innere Aussparung, die innerhalb des biegsamen Körperelements definiert ist, wodurch bewirkt wird, dass der Endeffektor eine Anziehungskraft auf den Gegenstand ausübt; und
- Ausüben, unter Verwendung mehrerer Aktoren, die mit seitlichen Abschnitten einer verformbaren Platte über ein Gestängesystem verbunden sind, mindestens einer ersten Kraft, um die verformbare Platte zu verformen und zu bewirken, dass der Endeffektor eine Stoßkraft auf den Gegenstand ausübt.
Absatz 7 ist das Verfahren nach Absatz 6, wobei der Endeffektor die Stoßkraft auf den Gegenstand ausübt, bevor die Saugkraft auf die innere Aussparung ausgeübt wird.
Absatz 8 ist das Verfahren nach Absatz 6, ferner umfassend:
- vor dem Inkontaktbringen des Gegenstandes mit der Dichtfläche, Ausüben mindestens einer zweiten Kraft unter Verwendung der mehreren Aktoren, um die verformbare Platte zu verformen und eine Geometrie der Dichtfläche zu verändern.
Absatz 9 ist das Verfahren nach Absatz 6, wobei mindestens eine Komponente des Gestängesystems um eine Drehachse drehbar ist, um zu bewirken, dass sich die verformbare Platte um eine Mittelachse des Endeffektors dreht, und wobei das Inkontaktbringen des Gegenstandes mit der Dichtfläche bewirkt, dass sich die mindestens eine Komponente dreht, sodass die Dichtfläche enger an einer Geometrie des Gegenstandes ausgerichtet ist.
Absatz 10 ist das Verfahren nach Absatz 6, wobei die mehreren Aktoren Linearaktoren umfassen, wobei das Ausüben der einen oder mehreren ersten Kräfte Ausfahren eines ersten Linearaktors der mehreren Aktoren umfasst, um die erste Kraft auf ein erstes Gelenk eines ersten Glieds auszuüben, wobei das Ausüben der ersten Kraft bewirkt, dass sich das erste Glied um ein zweites Gelenk dreht, welches das Gestängesystem mit einem zentralen Strukturelement des Endeffektors verbindet, wobei das Drehen des ersten Glieds um das zweite Gelenk bewirkt, dass eine zweite Kraft auf ein drittes Gelenk ausgeübt wird, welches das erste Glied mit einem zweiten Glied verbindet, und wobei das Ausüben der zweiten Kraft auf das dritte Gelenk bewirkt, dass eine dritte Kraft auf ein viertes Gelenk ausgeübt wird, welches das zweite Glied mit einem ersten seitlichen Abschnitt der seitlichen Abschnitte verbindet.
Absatz 11 ist das Verfahren nach Absatz 10, wobei sich das erste Gelenk in einem ersten radialen Abstand von einer Mittelachse des Endeffektors befindet, wobei sich das zweite Gelenk in einem zweiten radialen Abstand befindet, der kleiner als der erste radiale Abstand ist, wobei sich das dritte Gelenk in einem dritten radialen Abstand befindet, der größer als der erste radiale Abstand ist, und wobei sich das vierte Gelenk in einem vierten radialen Abstand befindet, der größer als der dritte radiale Abstand ist.
Absatz 12 ist ein Endeffektor zum Fassen von Gegenständen, wobei der Endeffektor umfasst:
- mehrere Aktoren;
- ein Schnittstellensystem, das eine verformbare Platte umfasst; und
- ein Gestängesystem zwischen den mehreren Aktoren und dem Schnittstellensystem, wobei das Gestängesystem für jeden Aktor der mehreren Aktoren umfasst:
  - ein erstes Glied, verbunden mit:
    - einem Ende des Aktors an einem ersten Gelenk, wobei sich das erste Gelenk in einem ersten radialen Abstand von einer Mittelachse des Endeffektors befindet; und
    - einem zentralen Strukturelement über ein zweites Gelenk, wobei sich das zweite Gelenk in einem zweiten radialen Abstand befindet, der kleiner als der erste radiale Abstand ist; und
  - ein zweites Glied, verbunden mit:
    - dem ersten Glied an einem dritten Gelenk, wobei sich das dritte Gelenk in einem dritten radialen Abstand befindet, der größer als der erste radiale Abstand ist; und
    - einem seitlichen Abschnitt der verformbaren Platte an einem vierten Gelenk, wobei sich das vierte Gelenk in einem vierten radialen Abstand befindet, der größer als der dritte radiale Abstand ist,
- wobei mindestens eine Komponente des Gestängesystems um eine Drehachse drehbar ist, um zu bewirken, dass sich die verformbare Platte um die Mittelachse dreht.
Absatz 13 ist der Endeffektor nach Absatz 12, wobei die mehreren Aktoren Linearaktoren umfassen, wobei das Ausfahren von mindestens zwei gegenüberliegenden Linearaktoren der mehreren Aktoren bewirkt, dass sich die verformbare Platte verformt, und wobei die verformbare Platte, wenn sie verformt wird, bewirkt, dass der Endeffektor eine Stoßkraft auf einen Gegenstand ausübt.
Absatz 14 ist der Endeffektor nach Absatz 13, wobei das Schnittstellensystem ferner umfasst:
- ein biegsames Körperelement, das an der verformbaren Platte angebracht ist und an seinem distalen Ende eine Dichtfläche aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie mit Gegenständen abdichtet, die an den Endeffektor angenähert werden, wobei das biegsame Körperelement zumindest teilweise eine innere Aussparung definiert, und
- wobei der Endeffektor ferner einen Vakuumanschluss in Fluidverbindung mit der inneren Aussparung umfasst.
Absatz 15 ist der Endeffektor nach Absatz 14, wobei der Vakuumanschluss um die Mittelachse angeordnet ist.
Absatz 16 ist der Endeffektor nach Absatz 12, wobei das Gestängesystem ferner für jeden Aktor der mehreren Aktoren umfasst:
- ein Zwischenelement, verbunden mit:
  - dem ersten Glied am zweiten Gelenk;
  - einer Außenseite des Aktors über ein fünftes Gelenk, wobei sich das fünfte Gelenk in einem fünften radialen Abstand befindet, der größer als der zweite radiale Abstand ist; und
  - dem zentralen Strukturelement über ein sechstes Gelenk, wobei die Drehachse die Drehachse des sechsten Gelenks ist.
Absatz 17 ist der Endeffektor nach Absatz 16, wobei sich das fünfte Gelenk an einer Hülse befindet, die um den Aktor angeordnet ist, wobei die Hülse dazu konfiguriert ist, sich um den Aktor zu drehen.
Absatz 18 ist der Endeffektor nach Absatz 16, wobei die Drehachse des sechsten Gelenks im Wesentlichen parallel zur Mittelachse des Endeffektors ist.
Absatz 19 ist der Endeffektor nach Absatz 16, wobei jedes Zwischenelement eine Öffnung definiert, durch die der jeweilige Aktor verläuft, und wobei die Öffnung einen Bewegungsbereich des jeweiligen Aktors begrenzt, wenn das Zwischenelement um die Drehachse gedreht wird.
Absatz 20 ist der Endeffektor nach Absatz 16, wobei das zentrale Strukturelement umfasst:
- ein oder mehrere Anschlagsmerkmale, die einen Drehbereich des Zwischenelements um die Drehachse begrenzen.
Absatz 21 ist der Endeffektor nach Absatz 12, wobei das erste Glied umfasst:
- eine erste Gliedkomponente, verbunden mit:
  - dem Ende des Aktors des ersten Gelenks; und
  - dem zentralen Strukturelement am zweiten Gelenk; und
- eine zweite Gliedkomponente, verbunden mit:
  - dem zweiten Glied am dritten Gelenk; und
  - der ersten Gliedkomponente an einem vierten Gelenk, wobei die Drehachse die Drehachse des vierten Gelenks ist.
Absatz 22 ist der Endeffektor nach Absatz 12, wobei das zentrale Strukturelement in einer Strukturanordnung enthalten ist, die ferner umfasst:
- ein zweites zentrales Strukturelement, das von dem zentralen Strukturelement beabstandet und starr mit diesem verbunden ist, wobei jeder Aktor der mehreren Aktoren mit dem zweiten Strukturelement an einem jeweiligen zweiten Ende verbunden ist, das dem mit dem ersten Glied verbundenen Ende gegenüberliegt; und
- ein drittes zentrales Strukturelement, das mit einem von dem zentralen Strukturelement und dem zweiten zentralen Strukturelement verbunden ist, wobei die Strukturanordnung um eine zweite Drehachse drehbar ist, die sich durch das dritte zentrale Strukturelement erstreckt.
Absatz 23 ist der Endeffektor nach Absatz 22, ferner umfassend:
- eine erste Riemenscheibe, die mit einem Motor verbunden ist; und
- eine zweite Riemenscheibe, die mit der ersten Riemenscheibe über einen Zahnriemen und mit dem dritten zentralen Strukturelement verbunden ist.
Absatz 24 ist der Endeffektor nach Absatz 23, wobei sich eine Öffnung durch die zweite Riemenscheibe erstreckt, wobei das Schnittstellensystem ferner umfasst:
- ein biegsames Körperelement, das an der verformbaren Platte angebracht ist und an seinem distalen Ende eine Dichtfläche aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie mit Gegenständen abdichtet, die an den Endeffektor angenähert werden, wobei das biegsame Körperelement zumindest teilweise eine innere Aussparung definiert, und
- wobei der Endeffektor ferner einen Vakuumanschluss in Fluidverbindung mit der inneren Aussparung durch die Öffnung und durch das dritte zentrale Strukturelement umfasst.
Absatz 25 ist ein Endeffektor, der in der Lage ist, Gegenstände unter Verwendung von Stoß- und Anziehungskräften zu fassen, wobei der Endeffektor umfasst:
- ein zentrales Strukturelement, das um eine Mittelachse des Endeffektors angeordnet ist;
- mehrere Aktoren;
- ein Schnittstellensystem, umfassend:
  - eine verformbare Montageplatte; und
  - ein biegsames Körperelement, das an der Montageplatte angebracht ist, wobei das biegsame Körperelement an einem distalen Ende eine Dichtfläche aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie mit Gegenständen abdichtet, die mit dem Endeffektor in Kontakt gebracht werden, wobei das biegsame Körperelement zumindest teilweise eine innere Aussparung definiert;
- einen Vakuumanschluss, der in Fluidverbindung mit der inneren Aussparung steht und um die Mittelachse angeordnet ist; und
- ein Gestängesystem zwischen den mehreren Aktoren und dem Schnittstellensystem, wobei das Gestängesystem für jeden Aktor der mehreren Aktoren umfasst:
  - ein erstes Glied, verbunden mit:
    - einem Ende des Aktors an einem ersten Gelenk, wobei sich das erste Gelenk in einem ersten radialen Abstand von der Mittelachse befindet; und
    - dem zentralen Strukturelement über ein zweites Gelenk, das sich zu dem zweiten Gelenk in einem zweiten radialen Abstand befindet, der kleiner als der erste radiale Abstand ist; und
  - ein zweites Glied, verbunden mit:
    - dem ersten Glied an einem dritten Gelenk, wobei sich das dritte Gelenk in einem dritten radialen Abstand befindet, der größer als der erste radiale Abstand ist; und
    - einem seitlichen Abschnitt der Montageplatte an einem vierten Gelenk, wobei sich das vierte Gelenk in einem vierten radialen Abstand befindet, der größer als der dritte radiale Abstand ist.
Absatz 26 ist der Endeffektor nach Absatz 25, wobei die mehreren Aktoren umfassen:
- ein erstes Paar gegenüberliegender Linearaktoren innerhalb einer ersten Ebene; und
- ein zweites Paar gegenüberliegender Linearaktoren innerhalb einer zweiten Ebene senkrecht zur ersten Ebene.
Absatz 27 ist der Endeffektor nach Absatz 25, wobei mindestens eine Komponente des Gestängesystems um eine Drehachse drehbar ist, um zu bewirken, dass sich die Montageplatte um die Mittelachse dreht.
Absatz 28 ist der Endeffektor nach Absatz 27, wobei das erste Glied umfasst:
- eine erste Gliedkomponente; und
- eine zweite Gliedkomponente, die relativ zur ersten Gliedkomponente drehbar ist.
Absatz 29 ist der Endeffektor nach Absatz 27, wobei das Gestängesystem ferner für jeden Aktor der mehreren Aktoren umfasst:
- ein Zwischenelement, das mit dem ersten Glied am zweiten Gelenk verbunden ist,
- wobei das Zwischenelement relativ zu dem zentralen Strukturelement drehbar ist.
Absatz 30 ist ein Verfahren zum Fassen eines Gegenstandes unter Verwendung eines Endeffektors, wobei das Verfahren umfasst:
- Inkontaktbringen des Gegenstandes mit einer Dichtfläche an einem distalen Ende eines biegsamen Körperelements;
- Ausüben einer Saugkraft auf eine innere Aussparung, die innerhalb des biegsamen Körperelements definiert ist, wobei der Endeffektor eine Anziehungskraft auf den Gegenstand ausübt; und
- Ausüben, unter Verwendung mehrerer Aktoren, die mit seitlichen Abschnitten der verformbaren Platte über ein Gestängesystem verbunden sind, mindestens einer ersten Kraft, um die verformbare Platte zu verformen und zu bewirken, dass der Endeffektor eine Stoßkraft auf den Gegenstand ausübt.
Absatz 3 1 ist das Verfahren nach Absatz 30, ferner umfassend:
- vor dem Inkontaktbringen des Gegenstandes mit der Dichtfläche, Ausüben mindestens einer zweiten Kraft unter Verwendung der mehreren Aktoren, um die verformbare Platte zu verformen und eine Geometrie der Dichtfläche zu verändern.
Absatz 32 ist das Verfahren nach Absatz 30, wobei mindestens eine Komponente des Gestängesystems um eine Drehachse drehbar ist, um zu bewirken, dass sich die verformbare Platte um eine Mittelachse des Endeffektors dreht, und wobei das Inkontaktbringen des Gegenstandes mit der Dichtfläche bewirkt, dass sich die mindestens eine Komponente dreht, sodass die Dichtfläche enger an einer Geometrie des Gegenstandes ausgerichtet ist.
Absatz 33 ist das Verfahren nach Absatz 30, wobei die mehreren Aktoren Linearaktoren umfassen, wobei das Ausüben der einen oder mehreren ersten Kräfte Ausfahren eines ersten Linearaktors der mehreren Aktoren umfasst, um die erste Kraft auf ein erstes Gelenk eines ersten Glieds auszuüben, wobei das Ausüben der ersten Kraft bewirkt, dass sich das erste Glied um ein zweites Gelenk dreht, welches das Gestängesystem mit einem zentralen Strukturelement des Endeffektors verbindet, wobei das Drehen des ersten Glieds um das zweite Gelenk bewirkt, dass eine zweite Kraft auf ein drittes Gelenk ausgeübt wird, welches das erste Glied mit einem zweiten Glied verbindet, und wobei das Ausüben der zweiten Kraft auf das dritte Gelenk bewirkt, dass eine dritte Kraft auf ein viertes Gelenk ausgeübt wird, welches das zweite Glied mit einem ersten seitlichen Abschnitt der seitlichen Abschnitte verbindet.
Absatz 34 ist das Verfahren nach Absatz 33, wobei sich das erste Gelenk in einem ersten radialen Abstand von einer Mittelachse des Endeffektors befindet, wobei sich das zweite Gelenk in einem zweiten radialen Abstand befindet, der kleiner als der erste radiale Abstand ist, wobei sich das dritte Gelenk in einem dritten radialen Abstand befindet, der größer als der erste radiale Abstand ist, und wobei sich das vierte Gelenk in einem vierten radialen Abstand befindet, der größer als der dritte radiale Abstand ist.
Absatz 35 ist ein Endeffektor zum Fassen von Gegenständen, wobei der Endeffektor umfasst:
- mehrere Aktoren;
- ein Schnittstellensystem, das eine verformbare Platte umfasst; und
- ein Gestängesystem zwischen den mehreren Aktoren und dem Schnittstellensystem, wobei das Gestängesystem für jeden Aktor der mehreren Aktoren umfasst:
  - ein erstes Glied, verbunden mit:
    - einem Ende des Aktors an einem ersten Gelenk, wobei sich das erste Gelenk in einem ersten radialen Abstand von einer Mittelachse des Endeffektors befindet; und
    - einem zentralen Strukturelement über ein zweites Gelenk, wobei sich das zweite Gelenk in einem zweiten radialen Abstand befindet, der kleiner als der erste radiale Abstand ist; und
  - ein zweites Glied, verbunden mit:
    - dem ersten Glied an einem dritten Gelenk, wobei sich das dritte Gelenk in einem dritten radialen Abstand befindet, der größer als der erste radiale Abstand ist; und
    - einem seitlichen Abschnitt der verformbaren Platte an einem vierten Gelenk, wobei sich das vierte Gelenk in einem vierten radialen Abstand befindet, der größer als der dritte radiale Abstand ist,
- wobei mindestens eine Komponente des Gestängesystems um eine Drehachse drehbar ist, um zu bewirken, dass sich die verformbare Platte um die Mittelachse dreht.
Absatz 36 ist der Endeffektor nach Absatz 35, wobei die mehreren Aktoren Linearaktoren umfassen, wobei das Ausfahren von mindestens zwei gegenüberliegenden Linearaktoren der mehreren Aktoren bewirkt, dass sich die verformbare Platte verformt, und wobei die verformbare Platte, wenn sie verformt wird, bewirkt, dass der Endeffektor eine Stoßkraft auf einen Gegenstand ausübt.
Absatz 37 ist der Endeffektor nach Absatz 36, wobei das Schnittstellensystem ferner umfasst:
- ein biegsames Körperelement, das an der verformbaren Platte angebracht ist und an seinem distalen Ende eine Dichtfläche aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie mit Gegenständen abdichtet, die mit dem Endeffektor in Kontakt gebracht werden, wobei das biegsame Körperelement zumindest teilweise eine innere Aussparung definiert, und
- wobei der Endeffektor ferner einen Vakuumanschluss in Fluidverbindung mit der inneren Aussparung umfasst.
Absatz 38 ist der Endeffektor nach Absatz 37, wobei der Vakuumanschluss um die Mittelachse angeordnet ist.
Absatz 39 ist der Endeffektor nach Absatz 35, wobei das Gestängesystem ferner für jeden Aktor der mehreren Aktoren umfasst:
- ein Zwischenelement, verbunden mit:
  - dem ersten Glied am zweiten Gelenk;
  - einer Außenseite des Aktors über ein fünftes Gelenk, wobei sich das fünfte Gelenk in einem fünften radialen Abstand befindet, der größer als der zweite radiale Abstand ist; und
  - dem zentralen Strukturelement über ein sechstes Gelenk, wobei die Drehachse die Drehachse des sechsten Gelenks ist.
Absatz 40 ist der Endeffektor nach Absatz 39, wobei sich das fünfte Gelenk an einer Hülse befindet, die um den Aktor herum angeordnet ist, wobei die Hülse dazu konfiguriert ist, sich entlang einer Länge des Aktors zu bewegen.
Absatz 41 ist der Endeffektor nach Absatz 39, wobei die Drehachse des sechsten Gelenks im Wesentlichen parallel zur Mittelachse des Endeffektors ist.
Absatz 42 ist der Endeffektor nach Absatz 39, wobei jedes Zwischenelement eine Öffnung definiert, durch die der jeweilige Aktor verläuft, und wobei die Öffnung einen Bewegungsbereich des jeweiligen Aktors begrenzt, wenn das Zwischenelement um die Drehachse gedreht wird.
Absatz 43 ist der Endeffektor nach Absatz 39, wobei das zentrale Strukturelement umfasst:
- ein oder mehrere Anschlagsmerkmale, die einen Drehbereich des Zwischenelements um die Drehachse begrenzen.
Absatz 44 ist der Endeffektor nach Absatz 35, wobei das erste Glied umfasst:
- eine erste Gliedkomponente, verbunden mit:
  - dem Ende des Aktors des ersten Gelenks; und
  - dem zentralen Strukturelement am zweiten Gelenk; und
- eine zweite Gliedkomponente, verbunden mit:
  - dem zweiten Glied am dritten Gelenk; und
  - der ersten Gliedkomponente an einem vierten Gelenk, wobei die Drehachse die Drehachse des vierten Gelenks ist.

Claims

Endeffektor (105), der in der Lage ist, Gegenstände (215, 615) unter Verwendung von Stoß- und Anziehungskräften zu fassen, wobei der Endeffektor (105) umfasst: ein zentrales Strukturelement (505, 805, 960), das um eine Mittelachse (C) des Endeffektors (105) angeordnet ist; ein Schnittstellensystem (110), umfassend: eine verformbare Montageplatte (170); und ein biegsames Körperelement (125), das an der Montageplatte (170) angebracht ist, wobei das biegsame Körperelement (125) an einem distalen Ende eine Dichtfläche (140) aufweist, die dazu konfiguriert, mit Gegenständen (215, 615) abzudichten, die an den Endeffektor (105) angenähert werden, wobei das biegsame Körperelement (125) zumindest teilweise eine innere Aussparung (135) definiert; und einen Vakuumanschluss (150, 809), der in Fluidverbindung mit der inneren Aussparung (135) steht und um die Mittelachse (C) angeordnet ist; gekennzeichnet durch mehrere Aktoren (160, 235, 510-1, 510-2, 510-3, 510-4, 810-1, 810-2, 810-3, 810-4); und ein Gestängesystem (175) zwischen den mehreren Aktoren (160, 235, 510-1, 510-2, 510-3, 510-4, 810-1, 810-2, 810-3, 810-4) und dem Schnittstellensystem (110), wobei das Gestängesystem (175) für jeden Aktor der mehreren Aktoren (160, 235, 510-1, 510-2, 510-3, 510-4, 810-1, 810-2, 810-3, 810-4) umfasst: ein erstes Glied (525, 820), verbunden mit: einem Ende des Aktors an einem ersten Gelenk (11), wobei sich das erste Gelenk (J1) in einem ersten radialen Abstand (d₁) von der Mittelachse (C) befindet; und dem zentralen Strukturelement (505, 805, 960) über ein zweites Gelenk (J2), das sich zu dem zweiten Gelenk (J2) in einem zweiten radialen Abstand (d₂) befindet, der kleiner als der erste radiale Abstand (d₁) ist; und ein zweites Glied (540, 825), verbunden mit: dem ersten Glied (525, 820) an einem dritten Gelenk (J3), wobei sich das dritte Gelenk (J3) in einem dritten radialen Abstand (d₃) befindet, der größer als der erste radiale Abstand (d₁) ist; und einem seitlichen Abschnitt der Montageplatte (170) an einem vierten Gelenk (J4), wobei sich das vierte Gelenk (J4) in einem vierten radialen Abstand (d₄) befindet, der größer als der dritte radiale Abstand (d₃) ist.
Endeffektor (105) nach Anspruch 1, wobei die mehreren Aktoren (160, 235, 510-1, 510-2, 510-3, 510-4, 810-1, 810-2, 810-3, 810-4) umfassen: ein erstes Paar gegenüberliegender Linearaktoren innerhalb einer ersten Ebene; und ein zweites Paar gegenüberliegender Linearaktoren innerhalb einer zweiten Ebene senkrecht zur ersten Ebene.
Endeffektor (105) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei mindestens eine Komponente des Gestängesystems (175) um eine Drehachse drehbar ist, um zu bewirken, dass sich die Montageplatte (170) um die Mittelachse (C) dreht.
Endeffektor (105) nach Anspruch 3, wobei das erste Glied (525, 820) umfasst: eine erste Gliedkomponente (530); und eine zweite Gliedkomponente (535), die relativ zur ersten Gliedkomponente (530) drehbar ist.
Endeffektor (105) nach Anspruch 3, wobei das Gestängesystem (175) ferner für jeden Aktor der mehreren Aktoren (160, 235, 510-1, 510-2, 510-3, 510-4, 810-1, 810-2, 810-3, 810-4) umfasst: ein Zwischenelement, das mit dem ersten Glied (525, 820) am zweiten Gelenk (J2) verbunden ist, wobei das Zwischenelement relativ zu dem zentralen Strukturelement (505, 805, 960) drehbar ist.
Endeffektor (105) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gestängesystem (175) ferner für jeden Aktor der mehreren Aktoren (160, 235, 510-1, 510-2, 510-3, 510-4, 810-1, 810-2, 810-3, 810-4) umfasst: ein Zwischenelement (830), verbunden mit: dem ersten Glied (525, 820) am zweiten Gelenk (J2); einer Außenseite des Aktors über ein fünftes Gelenk (J5), wobei sich das fünfte Gelenk (J5) in einem fünften radialen Abstand befindet, der größer als der zweite radiale Abstand (d₂) ist; und dem zentralen Strukturelement (505, 805, 960) über ein sechstes Gelenk (J6), wobei die Drehachse die Drehachse des sechsten Gelenks (J6) ist.
Endeffektor (105) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Gelenk (J1) umfasst: eine erste Gliedkomponente, verbunden mit: dem Ende des Aktors des ersten Gelenks (J 1); und dem zentralen Strukturelement (505, 805, 960) am zweiten Gelenk (J2); und eine zweite Gliedkomponente, verbunden mit: dem zweiten Glied (540, 825) am dritten Gelenk (J3); und der ersten Gliedkomponente an einem vierten Gelenk (J4), wobei die Drehachse die Drehachse des vierten Gelenks (J4) ist.
Endeffektor (105) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zentrale Strukturelement (505, 805, 960) in einer Strukturanordnung enthalten ist, die ferner umfasst: ein zweites zentrales Strukturelement (506, 806, 970), das von dem zentralen Strukturelement (505, 805, 960) beabstandet und starr mit diesem verbunden ist, wobei jeder Aktor der mehreren Aktoren (160, 235, 510-1, 510-2, 510-3, 510-4, 810-1, 810-2, 810-3, 810-4) mit dem zweiten Strukturelement (506, 806, 970) an einem jeweiligen zweiten Ende verbunden ist, das dem mit dem ersten Glied (525, 820) verbundenen Ende gegenüberliegt; und ein drittes zentrales Strukturelement (576, 965), das mit einem von dem zentralen Strukturelement (505, 805, 960) und dem zweiten zentralen Strukturelement (506, 806, 970) verbunden ist, wobei die Strukturanordnung um eine zweite Drehachse drehbar ist, die sich durch das dritte zentrale Strukturelement (576, 965) erstreckt.
Endeffektor (105) nach Anspruch 8, ferner umfassend: eine erste Riemenscheibe (940), die mit einem Motor (920) verbunden ist; und eine zweite Riemenscheibe, die mit der ersten Riemenscheibe (940) über einen Zahnriemen (950) und mit dem dritten zentralen Strukturelement (576, 965) verbunden ist.
Verfahren (300) zum Fassen eines Gegenstandes (215, 615) unter Verwendung eines Endeffektors (105) (105), wobei das Verfahren (300, 400) umfasst: Annähern (315) des Gegenstands (215, 615) an eine Dichtfläche (140) an einem distalen Ende eines biegsamen Körperelements (125); Ausüben (335) einer Saugkraft auf eine innere Aussparung (135), die innerhalb des biegsamen Körperelements (125) definiert ist, wodurch bewirkt wird, dass der Endeffektor (105) eine Anziehungskraft auf den Gegenstand (215, 615) ausübt; und Ausüben (365), unter Verwendung mehrerer Aktoren (160, 235, 510-1, 510-2, 510-3, 510-4, 810-1, 810-2, 810-3, 810-4), die mit seitlichen Abschnitten einer verformbaren Platte über ein Gestängesystem (175) verbunden sind, mindestens einer ersten Kraft, um die verformbare Platte zu verformen und zu bewirken, dass der Endeffektor (105) eine Stoßkraft auf den Gegenstand (215, 615) ausübt.
Verfahren (300) nach Anspruch 10, wobei der Endeffektor (105) die Stoßkraft auf den Gegenstand (215, 615) ausübt, bevor die Saugkraft auf die innere Aussparung (135) ausgeübt wird.
Verfahren (300) nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, ferner umfassend: vor dem Inkontaktbringen des Gegenstandes (215, 615) mit der Dichtfläche (140), Ausüben (305) mindestens einer zweiten Kraft unter Verwendung der mehreren Aktoren (160, 235, 510-1, 510-2, 510-3, 510-4, 810-1, 810-2, 810-3, 810-4), um die verformbare Platte zu verformen und eine Geometrie der Dichtfläche (140) zu verändern.
Verfahren (300) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei mindestens eine Komponente des Gestängesystems (175) um eine Drehachse drehbar ist, um zu bewirken, dass sich die verformbare Platte um eine Mittelachse (C) des Endeffektors (105) dreht, und wobei das Inkontaktbringen des Gegenstandes (215, 615) mit der Dichtfläche (140) bewirkt, dass sich die mindestens eine Komponente dreht, sodass die Dichtfläche (140) enger an einer Geometrie des Gegenstandes (215, 615) ausgerichtet ist.
Verfahren (300) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die mehreren Aktoren (160, 235, 510-1, 510-2, 510-3, 510-4, 810-1, 810-2, 810-3, 810-4) Linearaktoren umfassen, wobei das Ausüben der einen oder mehreren ersten Kräfte Ausfahren eines ersten Linearaktors der mehreren Aktoren (160, 235, 510-1, 510-2, 510-3, 510-4, 810-1, 810-2, 810-3, 810-4) umfasst, um die erste Kraft auf ein erstes Gelenk (J1) eines ersten Glieds (525, 820) auszuüben, wobei das Ausüben der ersten Kraft bewirkt, dass sich das erste Glied (525, 820) um ein zweites Gelenk (J2) dreht, welches das Gestängesystem (175) mit einem zentralen Strukturelement (505, 805, 960) des Endeffektors (105) verbindet, wobei das Drehen des ersten Glieds (525, 820) um das zweite Gelenk (J2) bewirkt, dass eine zweite Kraft auf ein drittes Gelenk ausgeübt wird, welches das erste Glied (525, 820) mit einem zweiten Glied (540, 825) verbindet, und wobei das Ausüben der zweiten Kraft auf das dritte Gelenk (J3) bewirkt, dass eine dritte Kraft auf ein viertes Gelenk (J4) ausgeübt wird, welches das zweite Glied (525, 820) mit einem ersten seitlichen Abschnitt der seitlichen Abschnitte verbindet.
Verfahren (300) nach Anspruch 14, wobei sich das erste Gelenk (J1) in einem ersten radialen Abstand (d₁) von einer Mittelachse (C) des Endeffektors (105) befindet, wobei sich das zweite Gelenk (J2) in einem zweiten radialen Abstand (d₂) befindet, der kleiner als der erste radiale Abstand (d₁) ist, wobei sich das dritte Gelenk (J3) in einem dritten radialen Abstand (d₃) befindet, der größer als der erste radiale Abstand (d₁) ist, und wobei sich das vierte Gelenk (J4) in einem vierten radialen Abstand (d₄) befindet, der größer als der dritte radiale Abstand (d₃) ist.