JP2022516508A - 物体相互作用に適合するための動的剛化要素を有するロボットエンドエフェクタ - Google Patents

Abstract

共形物体相互作用を提供するためのロボットエンドエフェクタ。エンドエフェクタは、内側部分又は係合側面及び１つ以上の自由度を備える少なくとも１つの指を有する。妨害共形パッドが、少なくとも１つの指の内側部分にある。妨害共形パッドは、妨害共形パッドがコンプライアントであり、物体の表面に亘って分散し、輪郭付きであるならば、表面にある任意の変形（例えば、窪み）に浸透して、表面と整合し且つ嵌合するように構成される共形係合面を画定するように構成される、コンプライアント構成を有する。妨害共形パッドは、妨害共形パッドが、コンプライアント構成における妨害共形パッドと比べて剛的又は比較的剛的であり、共形係合面の形状を実質的に維持する、剛的構成を有する。

Description

ロボットハンド(ロボット手)(robotic hands)又はグリッパ(grippers)は、典型的には、物体を把持して、不便であり且つ効果が低くあり得る点接触又は線接触及び関連する荷重(loads)を生じさせる。点接触又は線接触及び荷重は、特に、ロボットハンド又はグリッパの（複数の）指(フィンガ)、掌(パーム)又は他の要素のような、ロボットハンド又はグリッパを構成する剛性面(rigid surfaces)の結果である。そのような剛性面は、ロボットハンド又はグリッパをその表面に沿って把持されるべき物体に適合させることを許容しない。言い換えると、ロボットハンドを構成する剛性面は、把持されている物体に適合することができない。ロボットハンド又はグリッパの開発は、継続的な努力である。

本発明の構成及び利点は、添付の図面と関連して理解されるときに、後続の詳細な説明から明らかであり、添付の図面は、共に、一例として、本発明の構成を図示している。

ロボットエンドエフェクタ、すなわち、ある例に従った妨害共形パッドを備える、半人型ハンドの正面図である。

物体を把持して示されている図１ａのロボットエンドエフェクタの側面図である。

非接触コンプライアント構成において示されている図１ａの妨害共形パッドの概略的な側断面図である。

物体との非接触コンプライアント構成において示されている図１ａの妨害共形パッドの概略的な側断面図である。

物体との接触剛的構成において示されている図１ａの妨害共形パッドの概略的な側断面図である。

物体が除去された状態で接触剛的構成において示されている図１ａの妨害共形パッドの概略的な側断面図である。

図２ａの線４に沿って取られた図１ａの妨害共形パッドの詳細な概略的な側面図であり、流動可能な構成における充填材の粒子を示している。

図３ａの線５に沿って取られた図１ａの妨害共形パッドの詳細な概略的な側面図であり、静的構成における充填材の粒子を示している。

１つの例における妨害共形パッドの充填材の詳細な概略的な側面図であり、粒子間の隙間における間隙材料、すなわち、液体を示している。

１つの例における妨害共形パッドの充填材の詳細な概略的な側面図であり、異なるサイズを有する粒子を示している。

１つの例における妨害共形パッドの充填材の詳細な概略的な側面図であり、異なる形状を有する粒子を示している。

１つの例における妨害共形パッドの充填材の詳細な概略的な側面図であり、粒子の圧縮性を示している。

ある例に従った妨害共形パッドを備える、別のエンドエフェクタ、すなわち、ハイブリッド磁気及び指グリッパの斜視図である。

ある例に従った妨害共形パッドを備える、別のエンドエフェクタ、すなわち、モーフハンドの斜視図である。

ある例に従った妨害共形パッドを備える、別のエンドエフェクタ、すなわち、プレート又は人型ハンドの正面図である。

図１２ａのエンドエフェクタの側面図である。

ある例に従った妨害共形パッドを備える、別のエンドエフェクタ、すなわち、プレート又は人型ハンドの正面図である。

ある例に従った妨害共形パッドを備える、別のエンドエフェクタ、すなわち、プレート又は人型ハンドの正面図である。

図１４ａのエンドエフェクタの側面図である。

次に、図示の例示的な実施形態が参照され、例示的な実施形態を記述するために本明細書では特定の言語が使用される。それにも拘わらず、本発明の範囲の限定はそれによって意図されていないことが理解されるであろう。

本明細書において使用するとき、「実質的に(substantially)」という用語は、行為、特徴、特性、状態、構造、項目、又は結果の完全又はほぼ完全な範囲又は程度を意味する。例えば、「実質的に」囲まれた物体は、その物体が完全に囲まれているか或いはほぼ完全に囲まれていることを意味する。絶対的な完全性からの正確な許容可能な逸脱の程度は、幾つかの場合には、特定の文脈に依存することがある。しかしながら、一般的に言えば、完了の近さは、絶対的及び完全な完了が得られたかのように、同じ全体的な結果をもたらすようなものである。「実質的に」の使用は、作用、特徴、特性、状態、構造、項目、又は結果の完全な又はほぼ完全な欠如を指すために、否定的な意味で使用されるときにも、等しく当て嵌まる。

本明細書において使用するとき、「隣接(adjacent)」とは、２つの構造又は要素の近接を意味する。特に、「隣接」していると特定される要素は、当接しているか或いは接続されているかのいずれかである。そのような要素、必ずしも互いに接触することなく、互いに近いか或いは近接してもよい。正確な近接の程度は、幾つかの場合には、特定の脈絡に依存することがある。

技術実施形態の初期的な概観が以下に提供し、次に、特定の技術実施形態を後に更に詳細に記載する。この初期的な概要は、読者が技術をより迅速に理解するのを助けることを意図するものであるが、技術の鍵となる構成又は本質的な構成を特定することを意図するものでなく、特許請求される主題事項の範囲を限定することを意図するものでもない。

本明細書で開示されているのは、少なくとも１つの把持面(gripping surfaces)と、少なくとも１つの把持面に配置された１つ以上の妨害共形パッド(jamming conformal pads)とを含み、１つ以上の妨害共形パッドの各々は、少なくとも２つのパッド構成において作動可能であり、少なくとも１つのパッド構成は、妨害共形パッドの形状が、物体の表面とのパッドの係合に応答して、係合形状(engaged shape)を達成するように変更可能である、コンプライアント構成(compliant configuration)と、妨害共形パッドが係合形状を維持し、コンプライアント構成における妨害共形パッドと比べて比較的堅い(stiff)、剛的構成(剛性構成)(stiff configuration)とを含む、共形物体相互作用(conformal object interaction)を提供するように構成される、ロボットのエンドエフェクタである。

ロボットエンドエフェクタは、１つ以上の指(フィンガ)(fingers)を更に含むことができ、各指は、１つ以上の自由度を有し、少なくとも１つの把持面は、１つ以上の指によって画定される。ロボットエンドエフェクタは、少なくとも１つの指と、パーム(掌)(palm)と、掌から延び且つ少なくとも１つの指に対向する親指(サム)(thumb)とを更に含むことができ、少なくとも１つの把持面は、少なくとも、少なくとも１つの指、掌及び親指、少なくとも１つの指及び親指に関連する妨害共形パッド、又は掌、又はそれらの組み合わせによって画定される。

本明細書に開示されているのは、ワークピース(加工物)又は物体の掴み(グリップ)(gripping)を改善するために１つ以上の妨害共形(jamming conformal)領域又はパッドを備えるロボットエンドエフェクタである。エンドエフェクタは、１つ以上の自由度を有することができる。１つ以上の妨害共形領域又はパッドは、エンドエフェクタの内側部分（例えば、１つ以上の指の対応する指の係合面）に配置され、且つそのようなエンドエフェクタの内側部分によって支持されることができる。妨害共形領域又はパッドは、少なくとも２つのパッド構成、すなわち、コンプライアント構成(compliant configuration)及び剛的構成(stiff configuration)において作動可能であることができる。コンプライアント又は緩和構成(relaxed configuration)において、妨害共形領域又はパッドの形状は、物体の表面とのパッドの係合に応答して係合形状(engaged shape)を達成するよう変更可能である。ある例では、物体が輪郭付き表面を含む場合、パッドは、物体の輪郭付き表面に亘って分布し、輪郭付き表面の窪み(indentations)に浸入して、物体の輪郭付き表面と整合し(matches)且つ嵌合(一致)する(mates)共形係合面(conformal engaging surface)を画定することができる。剛的構成において、妨害共形領域又はパッドは、係合形状を維持し、コンプライアント構成における妨害共形領域又はパッドと比べて剛的又は比較的剛的である。コンプライアント構成から、妨害共形領域又はパッドは、エンドエフェクタが物体を把持しているならば、係合形状及び共形係合面から離れた形状を維持するために、剛的(stiff)又は剛性(rigid)になるようにされることができ、よって、物体上のエンドエフェクタの掴み(グリップ)(grip)を向上させることができる。１つの態様において、エンドエフェクタは、単一の妨害共形領域又はパッドを有することができる。別の態様において、エンドエフェクタは、複数の妨害共形領域又はパッドを有することができ、各指、掌、又はこれらの組み合わせ上に単一の妨害共形領域又はパッドを備えることができる。別の態様において、エンドエフェクタは、各指上に複数の妨害共形領域又はパッドを有することができる。

１つの態様において、妨害共形領域又はパッドは、ブラダ(bladder)内で流動可能な充填材(filler)を含むことができる。充填材は、粒子を含むことができる。充填材の流動特性は、変化する(change)或いは変わる(vary)ことができ、充填材中の粒子間の相互作用力は、ブラダ内の圧力と共に変化する或いは変わる。妨害共形領域又はパッド、又はブラダの変化に対する抵抗は、充填材の流動特性と共に変わる。圧力源をブラダに連結して、例えば、ブラダをある程度崩壊させるよう、ブラダ内の圧力を変化させる或いは変えることができる。充填材の流動特性を変化させること又は変えること、及び充填材中の粒子間の相互作用力を変化させること又は変えることは、ブラダの動きに対するブラダの抵抗を変化させ或いは変え、よって、妨害共形領域又はパッドの構成をコンプライアント及び剛的の間で変化させる。

図１ａ～図５は、例示的なロボットエンドエフェクタ８(end-effector)、すなわち、掌２０(パーム)(palm)から延びる３本の指１２(フィンガ)(fingers)と、対向可能な親指１６(サム)(thumb)とを備える、半人型ハンド(semi-anthropomorphic hand)を描いている。図１ａは、集合的に２４で示す１つ以上の妨害共形領域又はパッドを備える、開いているか或いは空であるエンドエフェクタ８を描いている一方で、図１ｂは、閉じているか或いはワークピース又は物体２６を把持しているエンドエフェクタ８を描いている。エンドエフェクタ８の指１２、親指１６及び掌２０は、（係合側又は表面と呼ぶこともできる）内側部分３０を有することができ、内側部分３０は、ワーク又は物体２６に内向きに面し、直接的又は間接的に（すなわち、内側部分又は係合側又は表面３０を少なくとも部分的に覆うブラダ及び関連する外膜の存在の故に間接的に）ワーク又は物体２６と係合する。加えて、指１２と親指１６は、対向可能であることができ、ワークピース又は物体２６を受け入れるギャップ３４に亘って互いに対向することができる。１つの態様において、親指１６は、エンドエフェクタ８が少なくとも２つの対向する指１２及び１６を有することができるように、指１２としても特徴付けることができる。別の態様において、エンドエフェクタ８は、指１２が掌２０に対向して閉じることができるよう、掌２０のような別の構造に対向することができる、少なくとも１つの指１２を有することができる。

更に、指１２及び親指１６は、関節作動させられることができ、１つ以上の自由度を有することができる。例えば、指１２及び／又は親指１６は、掌２０又はベースに対して枢動することができる。１つの態様において、指１２及び親指１６の各々は、集合的に３８で示す一連のセグメントを有することができ、隣接するセグメントは、集合的に４２で示すジョイント(関節)で互いに可動に連結される。指１２及び親指１６は、それぞれ、掌２０に連結された少なくとも近位セグメント３８ａと、遠位自由セグメント３８ｂとを有することができる。加えて、各指１６及び親指１６は、近位及び遠位自由セグメント３８ａ及び３８ｂの中間に中間セグメント３８ｃを有することができる。よって、各指１２及び親指１６は、３つのセグメント３８を有することができる。指１２及び親指１６は、互いに対して並びに掌２０に対して可動である。よって、指１２及び親指１６は、ギャップ３４のサイズを変化させるために移動することができる。１つの態様において、指１２及び親指１６は、ワークピース又は物体２６を掴むためにギャップ３４上で崩れることができる。加えて、各指１２及び親指１６のセグメント３８は、ワークピース又は物体２６を掴むために、隣接するセグメント３８又は掌２０に対して移動することができる。指１２及び親指１６、並びにそれらのセグメント３８は、移動をもたらすために、アクチュエータ及びコントローラに動作的に連結されることができる。更に、エンドエフェクタ８、指１２及び親指１６、並びにそれらのセグメント３８は、剛性部材であることができる。

エンドエフェクタ８、及び指１２、親指１６及び／又は掌２０は、１つ以上の妨害共形領域(jamming conformal areas)又はパッド２４(pads)を有することができる。妨害共形領域又はパッド２４は、指１２、親指１６及び／又は掌２０の内側部分３０（例えば係合側）に配置されることができ、エンドエフェクタ８によって担持される(carried)或いは支持される(supported)ことができる。よって、妨害共形領域又はパッド２４は、ワークピース又は物体２６と接触して係合するように位置付けられることができ、ワークピース又はオブジェクト２６と、指１２、親指１６及び掌２０との間に配置されることができる。１つの態様において、指１２、親指１６及び／又は掌２０は、妨害共形領域又はパッド２４によってワークピース又は物体２６から分離されることができる。

１つの態様では、別個の(separate)異なる(distinct)妨害共形領域又はパッド２４が、エンドエフェクタ８の各構成要素、又は指１２、親指１６及び掌２０に配置されることができる。例えば、掌パッド４６が、掌２０に配置されることができ、親指パッド４８が親指１６に配置されることができ、指パッド５０が指１２に配置されることができる。別の態様では、別個の離散的な(discrete)妨害共形領域又はパッド２４が、指１３及び親指１６の各セグメント３８に配置されることができる。例えば、近位パッド２４ａが近位セグメント３８ａに配置されることができ、中間パッド２４ｃが中間セグメント３８ｃに配置されることができ、遠位パッド２４ｂが遠位自由セグメント３８ａに配置されることができる。別の態様では、別個の離散的な妨害共形領域又はパッド４６が掌２０に配置されることができる。別の態様において、エンドエフェクタ８は、特定の妨害共形領域又はパッド２４のみを有することができる。例えば、エンドエフェクタ８は、指１２及び親指１６の遠位自由端にのみ遠位又は指先パッド２４ｂを有してよい。別の例として、エンドエフェクタ８は、指１２及び親指１６の遠位自由端に遠位パッド２４ｂを有してよく、掌２０に掌パッド４６を有してよい。別個の離散的な妨害共形領域又はパッド２４は、異なるゾーンを形成することができる。

図２ａは、コンプライアント構成における妨害共形領域又はパッド２４を描いている一方で、図３ａは、ワークピース又は物体２６と接触又は係合して、剛的構成(stiff configuration)における妨害共形領域又はパッド２４を描いている。同様に、図２ｂは、ワークピース又は物体２６と接触又は係合する前のコンプライアント構成における妨害共形領域又はパッド２４を描いている一方で、図３ｂは、ワークピース又は物体２６を解放した後の、ワークピース又は物体２６がない、剛的構成における妨害共形領域又はパッド２４を描いている。図２ａ～図３ｂにおいて、妨害共形領域又はパッド２４は、遠位パッド２４ｂによって表されている一方で、掌２０、親指１６及び指１２のセグメント３８は、遠位自由セグメント３８ｂによって表されている。ワークピース又は物体２６は、表面５４を有することができる。１つの態様において、表面５４は、窪み５６及び／又は突起５８を備える輪郭付き表面を含むことができる。１つの態様において、ワークピース又は物体２６の表面５４は、不規則及び／又は非対称であることができる。別の態様において、ワークピース又は物体２６の表面５４は、規則的及び／又は対称的であることができるが、窪み５６及び／又は突起５８を備える不連続な表面構成を有することができる。妨害共形領域又はパッド２４又は２４ｂは、ワークピース又は物体２６の表面５４に亘って分布するようにコンプライアントであることができる。表面５４が平坦からの１つ以上の変動（窪み５６及び突起５８）で輪郭付けられる場合、妨害共形領域又はパッド２４又は２４ｂは、表面５４に亘って分布し、（人の手の指及び掌がどのように少なくともある程度適合するかに類似して）表面５４内の窪み５６内に浸入することができる。妨害共形領域又はパッド２４又は２４ｂの結果として得られる輪郭又は形状は、ワークピース又は物体２６の表面５４と整合し且つ嵌合するように作動可能である共形係合面６２(conformal engaging surface)（図３ｂ）を画定することができる。コンプライアント構成において、妨害共形領域又はパッド２４又は２４ｂは、コンプライアント、共形、フレキシブルであることができ、且つ物体の表面との妨害共形領域又はパッドの係合に応答して妨害共形パッドの形状が変更可能である操作又は移動又は修正の影響を受けやすくあり得る。妨害共形パッドの形状は、把持されるべき物体に依存して複数の異なる係合形状を達成するように変更されることができる。１つの態様では、妨害共形領域又はパッドが、少なくとも部分的に、ある場合には完全に、物体の表面に適合させられることを可能にするために、妨害共形領域又はパッド２４又は２４ｂは、コンプライアント構成において自由であることができ、緩和されることができ、且つ／或いは通電されないことができる。これは点接触又は線接触及び関連する荷重だけに依存する以前のエンドエフェクタよりも有利である。何故ならば、物体の表面に少なくとも部分的に適合することによって、妨害共形領域又はパッドは、領域接触（点又は線だけよりもむしろ物体の領域の周りの接触）を達成することができ、エンドエフェクタ８の関連する指１２、親指１６及び／又は掌２０を用いて、領域接触内の多方向に分散された力、並びに表面とエンドエフェクタ８との間の領域全体に亘る反力を発揮し促進することができるからである。これらの全ては、物体とエンドエフェクタ８との間の静的及び運動学的摩擦係数を増加させるように機能し、これらの機能は、人の手と把持される物体の表面との間で生じるものに類似する。

１つの態様において、妨害共形領域又はパッド２４又は２４ｂは、能動的又は動的であることができ、或いは能動的又は動的なパッド又は表面であることができ或いは能動的又は動的なパッド又は表面を含むことができ、コンプライアントと剛的との間のコンプライアント特性のような、特性、状態及び／又は応答性を変化させることができる。よって、妨害共形領域又はパッド２４及び２４ｂは、コンプライアント構成及び剛的構成のような、構成又は状態の間で、選択的に交互になることができ、これらの間の状態を達成することができる。加えて、妨害共形領域又はパッド２４又は２４ｂは、（物体との相互作用に起因する）係合形状又は物体と係合することなく達成される形状のように、形状を交互に変化させて維持することができる。物体を把持するためにエンドエフェクタ８が使用される場合、結果として得られる係合形状及び共形係合面６２の輪郭は、剛的構成において妨害共形領域又はパッドと共に維持されることができる。剛的構成において、妨害共形領域又はパッド２４又は２４ｂは、コンプライアント構成と比べて剛的又は比較的剛的である。加えて、剛的構成において、妨害共形領域又はパッド２４又は２４ｂは、妨害共形領域又はパッド２４又は２４ｂ及びその対応する共形係合面６２の任意の係合形状及び輪郭を実質的に維持することができる。よって、剛的構成において、妨害共形領域又はパッド２４又は２４ｂ、及び／又は共形係合面６２は、実質的に剛性又は固形(solid)になる。１つの態様において、共形係合面６２及び妨害共形領域又はパッド２４又は２４ｂの形状又は輪郭は、受動的(パッシブ)であるのとは対照的に、制御可能であり且つ能動的である。剛的構成において、共形係合面６２は、図３ｂに示すように、ワークピース又は物体２６が除去されるとしても、（表面が輪郭付きであろうが、平坦であろうが、或いはこれらの組み合わせであろうが）ワークピース又は物体２６の表面５４と実質的に同じ形状及び／又は輪郭を有する。剛的構成において、妨害共形領域又はパッド２４又は２４ｂは、通電させられることができ、共形係合面６２の形状及び／又は輪郭を能動的に維持することができる。よって、妨害共形領域又はパッド２４又は２４ｂ、及び共形係合面６２は、ワークピース又は物体２６の表面５４に適合的であることができ、領域に亘って力を分散させることができ、より良い掴みのために窪み５６内に延在することができ、それらは提供される利点の一部に過ぎない。これはエンドエフェクタ８と物体との間のより少ない滑りをもたらし、特に点接触又は線接触及び関連する荷重に依存する物体と相互作用することを意図した剛性グリップ、掌又は他の表面のみを有する従来のエンドエフェクタと比べて、物体を把持し且つ保持するためにエンドエフェクタ８に必要とされる力の量の減少を更に容易にすることができる。

１つの態様において、妨害共形領域又はパッド２４又は２４ｂは、バイナリ(二元的)であることができ、２つのコンプライアント構成及び剛的構成のみを有することができる。別の態様において、妨害共形領域２４又は２４ｂは、アナログ(相似的)であることができ、以下により詳細に記載するように、コンプライアント構成と剛的構成との間に複数の異なる程度の剛性(stiffness)を有することができる。

１つの態様において、妨害共形領域又はパッド２４は集合的に作動させられることができる。よって、各妨害共形領域又はパッド２４は、全てがコンプライアント(compliant)である又は全てが剛的(stiff)であるような、共通の状態又は構成を共有することができる。同様に、全てが類似の程度の剛性(stiffness)又はコンプライアンス(compliance)を共有することがある。別の態様において、妨害共形領域又はパッド２４は、互いに対して独立して作動させられることができる。よって、１つの妨害共形領域又はパッド２４はコンプライアンスであることがある一方で、別の妨害共形領域又はパッド２４は剛的であることがある。加えて、異なる妨害共形領域又はパッド２４は、異なる程度のコンプライアンス又は剛性を有してよい。

妨害共形領域又はパッド２４又は２４ｂは、コンプライアント構成において緩和され、剛的構成において通電させられるか或いは能動的であるように上述されたが、妨害共形領域又はパッド２４又は２４ｂは、剛的構成において緩和されるか或いは通電させられないことができ、コンプライアント構成において通電させられるように構成されることができる。

１つの態様において、妨害共形領域又はパッド２４又は２４ｂは、指１２、親指１６、又は掌２０の内側部分３０にブラダ６６を含む。ブラダ６６は、ワークピース又は物体２６の表面５４に適合可能であり、共形係合面６２を形成する、外膜６８を有することができる。ブラダ６６は、ブラダ６６内に配置され且つブラダ６６内で流動可能な充填材７２を収容することができる。よって、充填材７２は、膜６８の後方にあり、且つ膜６８と指１２、親指１６、又は掌２０の内側部分３０との間にある。別の態様において、充填材７２は、粒子７６を含むことができる。充填材７２は、図２ａ及び図２ｂに示すような流動可能構成と、図３ａ及び図３ｂに示すような静的構成とを含む、少なくとも２つの構成を有することができる。流動可能構成は、妨害共形領域又はパッド２４のコンプライアント構成に対応する。流動可能構成において、充填材７２は、外膜６８及びブラダ６６が表面５４に嵌合するように流れる。静的構成は、妨害共形領域又はパッド２４の剛的構成に対応する。静的構成において、充填材７２は、流動可能構成に対して静的又は比較的静的であり、充填材７２の流れに抗する。別の態様では、充填材７２の流量特性が、ブラダ６６内の圧力と共に変化する。よって、ブラダ６６、膜６８及び共形係合面６２のコンプライアンスは、充填材７２の流動特性と共に変化する。

ブラダ６６は、当業者によって認識されるように、可撓(フレキシブル)(flexible)且つ弾力的(resilient)、又は弾性的(elastic)であることができ、本明細書に記載する目的及び機能に適する任意の可撓且つ弾性的、又は弾力的な材料で形成されることができる。例えば、如何様にも限定的であることを意図せずに、ブラダ６６は、天然ゴム、シリコーン、ネオプレン、ニトリル、ブチル、及び他のもののようなエラストマ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ビニル、及び他のもののような可撓／伸縮性ポリマで形成されることができる。よって、ブラダ６６は、変更可能な容積を容易にする材料で形成されることができ、或いはそのような容積を含むことができる。例えば、ブラダ６６は、対応する所与の圧力の下で所与の程度で崩壊するように構成されることができ、変更可能な容積を有することができる。加えて、ブラダ６６は、ブラダ６６又は膜６８がワークピース又は物体２６の表面５４に接触するときに、形状及び位置を変化させるように構成されることができる。１つの態様において、ブラダ６６は、単一の材料、積層体、又は強化材料で形成されることができる。ブラダ６は、周囲の環境に対して封止(シール)されることができ、気密に封止されることができる。ブラダ６６は、内部又は中空部を有することができ、ポケットを画定することができる。１つの態様において、ブラダ６６は、周囲の周りに封止された一対の層で形成されることができる。内側層は、実質的に及び／又は比較的平坦であることができる一方で、外側層は、中空部を形成するために実質的に及び／又は比較的凸状であることができる。ブラダ６６の内側層は、エンドエフェクタ８の指１２、親指１６及び／又は掌２０に接続されることができ、或いは他の方法で固定されることができる。内側層の内面は、内側表面の大部分又は実質的に全てがエンドエフェクタ８又はその内側部分３０に連結されるか或いは固定されるように、エンドエフェクタ８に連結されるか或いは他の方法で固定されることができる。別の態様では、内側層の周囲は、シールを越えて延びて、エンドエフェクタ８に連結されるか或いは他の方法で固定されることができるフランジ又はタブを形成することができる。ブラダ６は、接着剤、ファスナ及びシール、及び任意の他の付着手段又は方法を用いて、指１２、親指１６及び／又は掌２０に取り付けられるか或いは連結されるか或いは他の方法で固定されることができる。ブラダは、成形されて表面に接着されることを介してエンドエフェクタによって取り付けられ或いは他の方法で支持されることができ、或いは、ブラダは、外壁を形成することができ、グリッパ面は反対側にあり、その場合、ブラダは、その自由端を有することができ、自由端は、自由端を封止して封止された容積を形成するような方法でクランプされる。

充填材７２は、ブラダ６６内に配置されることができ、ブラダ６６内で流動可能であるか或いは他の方法で移動可能であることができる。流動可能(flowable)とは、粒子７６が互いに対して移動できることを意味する。１つの例において、充填材７２は、互いに対して流れ且つ移動することができ、互いに支承することができる、粒子７６を含むことができる。１つの態様において、粒子７６は、緩やかな方法においてブラダ６６を実質的に満たすことができ、ブラダ６６の中空部又はその容積の大部分を占めることができる。ブラダ６６及び中空部又は内部容積が、ブラダ６６とワークピース又は物体２６の表面５４との接触又は係合並びに表面５４内のいずれかの輪郭又は変動に起因して形状及び位置を変化すると、充填材７２はブラダ６６内を流れ、粒子７６はブラダ６６内で互いに対して移動する。１つの態様において、充填材７２は、粒子７６間の隙間を満たす空気のようなガスを更に含むことができる。本質的に、充填材７２は、ブラダ６６内に収容されることができ、ブラダ６６内で流動可能にさせられことができ、充填材７２は、粒子７６を含み、充填材７２の流動特性は、ブラダ６６内の圧力と共に変化し、ブラダ６６、膜６８及び共形係合面６２の移動に対する抵抗は、充填材７２の流動特性と共に変化する。加えて、ブラダ６６又は膜６８の剛性は、充填材７２の粒子７６間の相互作用力の増加として特徴付けられることができる。

更に、圧力源８０は、ブラダ６６に動作的に連結される（例えば、ブラダ６６内又は周囲に圧力を誘発するように作動可能である）ことができ、ブラダ６６内の圧力を変化させることができる。１つの態様において、圧力源７０は、ブラダ６６から気体又は空気のような間隙材料又は流体を選択的に引き出すように構成された真空源を含むことができる。例えば、真空源は、シリンダ内で移動可能なピストンのような真空ポンプであることができる。圧力がブラダ６６内で変化すると、ブラダ６６は崩壊し、よって、充填材料７２及び粒子７６の流動特性を変化させる。崩壊(collapse)とは、ブラダ６６がその完全に膨張した状態又は状況から少なくともある程度崩壊する、或いはブラダ６６の容積が減少することを意味する。ブラダ６６が容積を変えると、充填材７２の粒子７６間の接触及び／又は干渉は増大する。充填材７２及び粒子７６の流動特性が変化すると、ブラダ６６内の充填材７２とのブラダ６６のコンプライアンスが減少し、よって、ブラダ６６、膜６８及び共形係合面６２のコンプライアンスは変化する。よって、圧力源８０又は真空源は、ブラダ６６の剛性又はコンプライアンスを選択的に変えるように選択的に変えられることができる。１つの態様において、妨害共形領域又はパッド２４及びブラダ６６の剛性又はコンプライアンスは、軟らかいと剛性との間の連続した抵抗の範囲を通じて選択的に変えられることができる。剛性又はコンプライアンスは、本質的に軟らかい又は流体から、完全に剛的又は剛性に至るまで、並びにそれらの間の任意の状態に、動的に調整されることができる。圧力源８０は、ブラダ６６内に可変の程度／範囲の圧力を提供して、ブラダ６６の可変の程度／範囲の剛性又はコンプライアンスを充填材７２に提供することができる。圧力源８０は、ブラダ６６内の圧力を変化させて、膜６８又は共形係合面６２の剛性又は限定的な移動及び膜６８又は共形係合面６２の自由移動を容易にするコンプライアンスを提供することができる。別の態様では、図示されていないが、当業者は、圧力源８０を変化させるよりもむしろ、圧力源８０が圧力源８０及びブラダ６６と流体連通する１つ以上の弁と共に作動可能であることができ、弁はブラダ６６内の圧力を変化させるように制御可能であることを認識するであろう。

図４は、図２ａの線４に沿って取られたブラダ６６又は妨害共形領域もしくは妨害パッド２４の詳細な概略的な側面図を描いている一方で、図５は、図３ａの線５に沿って取られたブラダ６６又は妨害共形領域もしくは妨害パッド２４の詳細な概略的な側面図を描いている。図４は、ブラダ６６内の周囲圧力のような比較的大きな圧力に対応するブラダ６６又はパッド２４の緩和した流動可能又は共形構成において、充填材７２の粒子７６を描いている。粒子７６は、互い対して流れ且つ移動することができ、互いに接触している間に、如何なる有意な摩擦力でも互いに支承させられない。よって、ブラダ６６又は共形係合面は、ワークピース又は物体に対して比較的自由に移動することができ、ブラダ６６から受ける抵抗は極めて僅かであるか或いは公称である。他方、図５は、より大きな圧力又は周囲圧力に対して、比較的より低い圧力に対応するブラダ６６又はパッド２４の静的又は剛的な構成において、充填材７２の粒子７６を描いている。この場合、ブラダ６６は、充填材７２上で崩壊させられ、よって、粒子７６は、互いに支承させられ、互いに干渉し合って、流れを制限する。よって、ブラダ６６又は共形係合面は、相対的に制限された移動を有することができ、ブラダ６６から受ける抵抗は、比較的より大きい。粒子７６は、図４に示すように、より大きな圧力の下で比較的緩くあることができ、互いに対して容易に流れることができるが、粒子７６は、図５に示すように、より少ない圧力の下で比較的圧縮されることができ、互いに対して流れることに困難を有する。粒子７６を圧縮することは、流れに対するより大きな物理的障害及び粒子間のより大きな摩擦を生み得る。圧力源８０又は真空がブラダ６６内の圧力を減少させると、ブラダ６は崩壊し、充填材７２の粒子７６を圧縮し、よって、粒子７６の流れを妨害し、妨害共形領域又はパッド２４を剛化する。本質的には、圧力を低下させると、粒子７６は、互いに押され、よって、それらの間の運動学的摩擦係数を増加させる。運動学的摩擦係数の大きさは、ブラダ６６の崩壊によって誘発される圧力及び結果として生じる粒子７６の圧縮を変化させることによって変化させられることができる。

図２ａ及び図３ａを再び参照すると、エンドエフェクタは、１つ以上のセンサ及びコントローラ８４を更に含むことができる。センサは、ブラダ６６内の圧力のようなブラダ６６又は妨害共形領域もしくはパッド２４の特性を感知することができる。１つの例では、圧力センサは、ブラダ自体のようなブラダ６６、圧力源８０、又はブラダと圧力源との間の圧力ラインに動作的に連結されることができる。圧力センサは、圧力源８０及び／又はコントローラ８４にフィードバックを提供することができる。よって、ブラダ６６の圧力に基づいて剛性を変えることができる。コントローラ８４を圧力源８０（又は代替的に１つ以上の弁）に動作的に連結して、圧力源を制御してブラダ６６内の圧力を選択的に変化させることができる。別の態様では、力センサを使用することができる。別の態様では、圧力センサ及び位置センサを使用することができる。別の態様では、コントローラ８４及び圧力源８０を使用して、（例えば、圧力源と複数のブラダとの間の複数の圧力ライン（又は圧力ラインの枝）が使用されるバス構成を介して）複数のブラダ内の圧力を変えることができる。

図６は、粒子７６間の隙間にある間隙材料８８を示す、ブラダ６６又は妨害共形領域もしくはパッド２４の充填材７２ｂの詳細な概略的な側面図を描いている。１つの態様において、間隙材料８８は、粒子７６の流れを容易にする油のような液体を含むことができる。１つの態様において、間隙材料８８は、非圧縮性であることができる。１つの態様において、間隙材料８８は、粒子７６間の隙間を満たすことができ、ブラダ６６を実質的に満たすことができる。別の態様において、間隙材料８８は、粒子７６を実質的に被覆して、被覆された粒子を画定することができる一方で、粒子７６間の間隙の大部分は、気体のままである。よって、間隙材料８８は、液体又は気体のような流体を含むことができる。

図７は、異なるサイズを有する粒子を示す、妨害共形領域もしくはパッド２４又はブラダ６６の充填材７２ｃの詳細な概略的な側面図を描いている。充填材７２ｃの粒子７６及び７６ｃは、少なくとも２つの異なるサイズの粒子を含むことができ、幾つかの例では、３つ、４つ又はそれ以上の異なるサイズの粒子を含むことができる。１つの態様において、より小さい粒子７６ｃは、より大きな粒子７６の間の隙間に配置されることができる。１つの態様において、粒子７６及び７６ｃは、異なる材料で形成されることができ、異なる摩擦係数、異なる圧縮性などのような、異なる特性を有することができる。当業者は、所望の流動特性を得るために、並びに妨害共形領域もしくはパッド２４又はブラダ６６の抵抗特性を調整するために、粒子７６及びｃのサイズ、構成、材料の構成又はタイプなど、及び相対的な量を選択し得ることを理解するであろう。実際には、本明細書で議論する妨害共形領域もしくはパッド２４又はブラダ６６を必要に応じて或いは所望に調整し得ることが想定される。

図８は、異なる形状を有する粒子７６及び７６ｄを示す、妨害共形領域もしくはパッド３４又はブラダ６６の充填材７２ｄの詳細な概略的な側面図を描いている。充填材７２ｄの粒子は、粒子の少なくとも２つの異なる形状の粒子、幾つかの例では、３つ、４つ又はそれ以上の異なる形状又は構成を含むことができる。１つの態様において、粒子７６の一部は、球形、半球形、又は部分的に球形（完全な球ではないが実質的に球形を意味する）であることができる一方で、他の粒子７６ｄは、平坦な表面を有することができる。別の例において、粒子７６ｄの形状又は構成は、無作為(ランダム)であることができる。粒子７６及び７６ｄは、流動特性を変化させることができるそれらのそれぞれの形状の故に異なる特性を有することができる。粒子７６及び７６ｄの形状は、所望の流動特性を得るために、並びに妨害共形領域もしくはパッド２４又はブラダ６６の抵抗特性を調整するために、選択されることができる。

図９は、粒子７６ｅの圧縮性を示す、妨害共形領域もしくはパッド又はブラダの充填材の粒子の詳細な概略的な側面図を描いている。１つの態様において、充填材の粒子７６ｅは、図示のように、弾性的に圧縮可能であることができる。別の態様において、粒子は、比較的剛性であることができる。充填材の粒子７６ｅは、加えられる荷重に応答する弾性変形の尺度である弾性係数、及び／又は所与の応力レベルでの塑性変形の開始である降伏強度を有することができる。１つの態様において、粒子は、ゴムを含むことができ、ゴムは、本質的に降伏強度を有さず、むしろそれが破壊するまで弾性変形する。１つの態様において、充填材の粒子は、０．０１～３．５ＧＰａのような比較的低い弾性率（ヤング率）を有することができ、ゴム（１．４５～１４．５×１０^－３Ｍｐｓｉ又は０．０１～０．１ＧＰａのヤング率）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）（１．４～１．３ＧＰａ又は２．３ＧＰａのヤング率）、ナイロン（０．２９～０．５８Ｍｐｓｉ又は２～４ＧＰａのヤング率；４５ＭＰａの降伏強度）、低密度ポリエチレン（１．６～６．５ｘ１０^－３Ｍｐｓｉ又は０．１１～０．８６ＧＰａのヤング率）、高密度ポリエチレン（０．１１６Ｍｐｓｉ又は０．８ＧＰａのヤング率）、ポリプロピレン（０．２２～０．２９Ｍｐｓｉ又は１．５～２ＧＰａのヤング率）、ポリイミド（２．５ＧＰａのヤング率）、ポリスチレン（０．４４～０．５１Ｍｐｓｉ又は３～３．５ＧＰａのヤング率）などのような、ポリマを含むことができる。別の態様において、充填材の粒子は、５０～１００ＧＰａのような比較的高い弾性率を有することができ、砂（７～８０ＭＰａ）、アルミニウム（１０Ｍｐｓｉ又は６９ＧＰａのヤング率；９５ＭＰａの降伏強度）、ガラス（７．２５～１３．１Ｍｐｓｉ又は５０～９０ＧＰａのヤング率）などを含むことができる。１つの態様において、充填材の粒子は、移動性を容易にするために軽量材料であることができる。別の態様において、材料の係数は、関心対象の材料特性温度範囲に基づいて選択されることができる。別の態様において、充填材の粒子は、少なくとも２つの異なる係数を有することができる。

図１０は、当業者によって認識されるように、上述したものと殆どの点で類似しており、適用可能な場合にはその記述が本明細書に援用される、妨害共形領域もしくはパッド１２４又はブラダを備える、エンドエフェクタ１０８の別の例、すなわち、ハイブリッド磁気及び指グリッパ(フィンガグリッパ)を描いている。エンドエフェクタ１０８は、隣接する又は連続的なセグメントの間に鈍角を有することができる対向する指１１２を有することができる。よって、対応する妨害共形領域又はパッド１２４は、指１１２の鈍角に整合することができる。妨害共形領域又はパッド１２４は、セグメント間の頂点に跨がる間でさえ、セグメントに沿って指から外向きに実質的に一定の厚さを有することができる。別の態様では、異なる及び／又は複数の妨害共形領域又はパッドが指の各線形セグメント上に配置されることができる。

図１１は、当業者によって認識されるように、上述したものと殆どの点で類似しており、適用可能な場合にはその記述が本明細書に援用される、エンドエフェクタ２０８の別の例、すなわち、妨害共形領域もしくはパッド２２４又はブラダを備える、異形態ハンド(morph hand)を描いている。エンドエフェクタ２０８は、隣接する又は連続的なセグメント間で鈍角を有することができる対向する指２１２を有することができる。よって、対応する妨害共形領域又はパッド２２４は、指２１２の鈍角に整合することができる。指２１２、よって、妨害共形領域又はパッド２２４は、指の幅よりもはるかに大きい指に沿う長さのように、長くて細いことができる。別の態様では、異なる及び／又は複数の妨害共形領域又はパッドが、指の各セグメント上に配置されることができる。

図１２ａ及び図１２ｂは、当業者によって認識されるように、上述したものと殆どの点で類似しており、適用可能な場合にはその記述が本明細書に援用される、エンドエフェクタ３０８の別の例、すなわち、妨害共形領域もしくはパッド３２４又はブラダを備える、プレート又は人型ハンドを描いている。エンドエフェクタ３０８は、４つの指３１２と、対向する親指３１６と、掌３２０とを有することができる。１つの態様では、個別の離散的な妨害共形領域又はパッド３２４が、指３１２及び親指３１５及び掌３２０の各セグメントに配置されることができる。

図１３は、当業者によって認識されるように、上述したものと殆どの点で類似しており、適用可能な場合にはその記述が本明細書に援用される、エンドエフェクタ４０８の別の例、すなわち、妨害共形領域もしくはパッド４２４又はブラダを備える、プレート又は人型ハンドを描いている。エンドエフェクタは、４つの指３１２と、対向する親指３１６と、掌３２０とを有することができる。１つの態様では、別個の異なる妨害共形領域又はパッド４２４が、エンドエフェクタの各構成要素、又は指３１２及び親指３１６及び掌３２０に配置されることができる。例えば、掌パッド４４６が掌３２０に配置されることができ、親指パッド４４８が親指３１６に配置されることができ、指パッド４２４が指３１２に配置されることができる。よって、妨害共形領域又はパッド４２４は、関節付き指３１２に配置される、一連のセグメント及び中間ジョイントに跨がる、単一の妨害共形領域又はパッドであることができる。

図１４ａ及び図１４ｂは、当業者によって認識されるように、上述したものと殆どの点で類似しており、適用可能な場合にはその記述が本明細書に援用される、エンドエフェクタ５０８の別の例、すなわち、妨害共形領域もしくはパッド５２４又はブラダを備える、プレート又は人型ハンドを描いている。エンドエフェクタ５０８は、４つの指３１２と、対向する親指３１６と、掌３２０とを有することができる。１つの態様では、単一の妨害共形領域又はパッド５２４がエンドエフェクタ５０８に配置されることができ、指３１２及び親指３１６の各セグメントに沿って、掌３２０と指３１２と親指３１６との間に延びることができる。よって、妨害共形領域は、掌３２０、４つの指３１２、及び親指３１６に跨がる単一の妨害共形領域又はパッド５２４である。

本開示は、本明細書に記載する幾つかの実施形態又は構成が、本明細書に記載する他の実施形態又は構成と組み合わせられてよいことを明示的に開示しないことがあるが、この開示は、当業者によって実施可能である任意のそのような組み合わせを記載しているように読まれるべきである。本開示における「又は(or)」の使用は、本明細書に別段の記載がない限り、非排他的な又は、すなわち、「及び／又は」を意味すると理解されるべきである。

図面に例示する例を参照し、例を記述するために特定の言語を本明細書において使用した。それにも拘わらず、本技術の範囲の制限はそれによって意図されていないことが理解されるである。本明細書に図示する構成の変更及び更なる修正、並びに本明細書に図示するような例の追加的な適用は、本明細書の範囲内にあると考えられるべきである。

更に、記載の構成、構造、又は特徴は、１つ以上の例において任意の適切な方法で組み合わされてよい。先の記述では、記載する技術の例を完全な理解を提供するために、様々な構成の例のような、多数の特定の詳細が提供した。しかしながら、本技術は、特定の詳細の１つ以上を伴わずに、或いは他の方法、構成要素、装置などと共に実施されてよいことが認識されるであろう。他の場合では、本技術の態様を不明瞭にすることを避けるために、よく知られている構造又は動作は詳細には示されないか、或いは記載されない。

主題事項は、構造的構成及び／又は動作に特有の言語で記載されているが、添付の請求項において定義された主題事項は、必ずしも上述の特定の構成及び動作に限定されないことが理解されるべきである。むしろ、上述の特定の構成及び行為は、請求項を実施する例示的な形態として開示されている。記載の技術の精神及び範囲から逸脱することなく、多数の修正及び代替的な構成が考案されることがある。

前述の例は、１つ以上の特定の用途における本発明の原理を例示するものであるが、本発明の原理及び概念から逸脱することなく、発明的能力を行使することなく、実施の形態、用法及び詳細における多数の修正を行うことができることが当業者に明らかであろう。従って、以下に記載する請求項による場合を除き、本発明が限定されることは意図されない。

Claims (45)

1. 共形物体相互作用を提供するように構成されるロボットエンドエフェクタであって、
   各指が、内側部分と、１つ以上の自由度とを有する、１つ以上の指と、
   各妨害共形パッドが、前記１つ以上の指の対応する指の前記内側部分に配置される、１つ以上の妨害共形パッドと、を含み、
   前記１つ以上の妨害共形パッドの各々は、少なくとも２つのパッド構成において作動可能であり、該少なくとも２つのパッド構成は、
   前記妨害共形パッドの形状が、ある物体の表面との前記妨害共形パッドの係合に応答して係合形状を達成するように変化可能である、コンプライアント構成と、
   前記妨害共形パッドが前記係合形状を維持し、前記コンプライアント構成における前記妨害共形パッドと比べて比較的剛的である、剛的構成とを含む、
   ロボットエンドエフェクタ。
2. 前記妨害共形パッドは、前記物体の前記表面に亘って分散し、前記表面にある任意の窪みに浸入して、前記物体の前記表面と整合し且つ嵌合するように構成される共形係合面を画定する、ように作動可能であり、前記１つ以上の妨害共形パッドは、前記共形係合面の輪郭を交互に変更し且つ維持するようコンプライアント特性を変更することができる能動領域を含む、請求項１に記載のロボットエンドエフェクタ。
3. 前記共形係合面は、輪郭を交互に変更し且つ維持することができる能動面である、請求項２に記載のロボットエンドエフェクタ。
4. 前記妨害共形パッドは、
   前記物体の前記表面に適合可能であり、前記共形係合面を画定する、外膜と、
   前記外膜の背後にあり、前記外膜と前記少なくとも１つの指の前記内側部分との間にあり、少なくとも２つの構成を有する、充填材と、を更に含み、前記少なくとも２つの構成は、
   前記妨害共形パッドの前記コンプライアント構成に対応し、前記外膜が前記表面に適合すると、前記充填材が流動する、流動可能構成と、
   前記妨害共形パッドの前記剛的構成に対応し、前記充填材が、前記流動可能構成における前記充填材に比べて静的であり、前記充填材の流動に抗する、静的構成と、を含む、
   請求項２に記載のロボットエンドエフェクタ。
5. 前記充填材は、粒子を更に含む、請求項４に記載のロボットエンドエフェクタ。
6. 前記妨害共形パッドは、前記２つのコンプライアント構成及び剛的構成においてのみバイナリに作動可能である、請求項１に記載のロボットエンドエフェクタ。
7. 前記妨害共形パッドは、アナログであり、前記コンプライアント構成と前記剛的構成との間で複数の異なる程度の剛性を有する、請求項１に記載のロボットエンドエフェクタ。
8. 前記１つ以上の指は、
   ギャップに亘って互いに対向する一対の対向する関節付き指を更に含み、
   前記一対の対向する関節付き指の各々は、１つ以上の妨害共形パッドをその上に含む、
   請求項１に記載のロボットエンドエフェクタ。
9. 各関節付き指は、
   ジョイントで互いに可動に連結される隣接するセグメントを備え、少なくとも、近位セグメントと、遠位自由セグメントとを有する、一連のセグメントを更に含み、
   前記妨害共形パッドは、少なくとも前記関節付き前記遠位自由セグメントに配置される、
   請求項８に記載のロボットエンドエフェクタ。
10. 前記妨害共形パッドは、前記関節付き指の各セグメントに配置される、請求項９に記載のロボットエンドエフェクタ。
11. 前記妨害共形パッドは、前記関節付き指に配置され、前記一連のセグメント及び中間ジョイントに跨がる、単一の妨害共形パッドである、請求項１０に記載のロボットエンドエフェクタ。
12. 前記妨害共形パッドは、一連の別個の離散的な妨害共形パッドを含み、各妨害共形パッドは、前記一連のセグメントのそれぞれのセグメントによって支持される、請求項１０に記載のロボットエンドエフェクタ。
13. 少なくとも１つの指と、掌と、該掌から延び、前記少なくとも１つの指に対向する、親指と、を含む、人型ハンドを更に含み、
    前記妨害共形パッドは、少なくとも、前記少なくとも１つの指及び前記親指によって支持される、
    請求項１に記載のロボットエンドエフェクタ。
14. 前記妨害共形パッドは、前記掌に配置される、請求項１３に記載のロボットエンドエフェクタ。
15. 前記人型ハンドは、前記掌から延び、前記親指に対向する、複数の指を含み、前記妨害共形パッドは、前記掌、前記指及び前記親指に跨がる、単一の妨害共形パッドを含む、請求項１３に記載のロボットエンドエフェクタ。
16. 前記妨害共形パッドは、複数の別個の離散的な妨害共形パッドの１つであり、各妨害共形パッドは、前記掌、前記複数の指及び前記親指のそれぞれ１つによって支持される、請求項１５に記載のロボットエンドエフェクタ。
17. 前記妨害共形パッドは、
    前記少なくとも１つの指の前記内側部分にあるブラダと、
    前記ブラダ内にあり、前記ブラダ内で流動可能であり、粒子を含む、充填材と、を含み、
    前記充填材の流動特性は、前記ブラダ内の圧力と共に変化し、前記ブラダのコンプライアンスは、前記充填材の前記流動特性と共に変化する、
    請求項１に記載のロボットエンドエフェクタ。
18. 前記ブラダの容積は、前記ブラダ内の圧力の関数として変化する、請求項１７に記載のロボットエンドエフェクタ。
19. 前記ブラダに動作的に連結され、前記ブラダ内の圧力を変更することができる、圧力源を更に含む、請求項１７に記載のロボットエンドエフェクタ。
20. 前記圧力源は、可変の程度の剛性を前記妨害共形パッドに提供するために、前部ブラダ内で可変範囲の圧力を提供するよう作動可能である、請求項１９に記載のロボットエンドエフェクタ。
21. 前記圧力源は、柔らかい妨害共形パッドと剛性の妨害共形パッドとの間の、並びに柔らかい妨害共形パッドと剛性の妨害共形パッドとを含む、剛性を前記妨害共形パッドに提供するために、前記ブラダ内で圧力を変更することができる、請求項１９に記載のロボットエンドエフェクタ。
22. 前記圧力源は、前記ブラダから流体を選択的に引き抜くための真空源を含む、請求項１９に記載のロボットエンドエフェクタ。
23. 前記ブラダは、可撓であり、変更可能な容積を有する、請求項１７に記載のロボットエンドエフェクタ。
24. 前記ブラダは、前記物体との接触後に形状を変え、前記ブラダが形状を変えると、前記充填材は、前記ブラダ内で流動し、前記粒子は、ブラダ内で互いに対して移動する、請求項１７に記載のロボットエンドエフェクタ。
25. 前記ブラダは、前記妨害共形パッドの複数のブラダのうちの１つであり、前記複数のブラダの各々は、充填材を収容する、請求項１７に記載のロボットエンドエフェクタ。
26. 前記複数のブラダは、互いに対して平行になるように配置される、請求項２５に記載のロボットエンドエフェクタ。
27. 前記ブラダは、互いに対して直列になるように配置される、請求項２５に記載のロボットエンドエフェクタ。
28. 前記充填材は、前記粒子の隙間に配置される間隙材料を更に含む、請求項１７に記載のロボットエンドエフェクタ。
29. 前記充填材は、前記粒子の間の隙間に配置される流体を更に含む、請求項１７に記載のロボットエンドエフェクタ。
30. 前記充填材の前記粒子は、弾性的に圧縮可能である、請求項１７に記載のロボットエンドエフェクタ。
31. 前記充填材の前記粒子は、０．０１～３．５ＧＰａの間の弾性係数を有する、請求項１７に記載のロボットエンドエフェクタ。
32. 前記充填材の前記粒子は、５０～１００ＧＰＡの間の弾性係数を有する、請求項１７に記載のロボットエンドエフェクタ。
33. 前記充填材の前記粒子は、少なくとも２つの異なる弾性係数を有する、請求項１７に記載のロボットエンドエフェクタ。
34. 前記充填材の前記粒子は、少なくとも２つの異なるサイズの粒子を更に含む、請求項１７に記載のロボットエンドエフェクタ。
35. 前記充填材の前記粒子は、少なくとも部分的に球形である、請求項１７に記載のロボットエンドエフェクタ。
36. 前記充填材の前記粒子は、少なくとも２つの異なる形状の粒子を含む、請求項１７に記載のロボットエンドエフェクタ。
37. 共形物体相互作用を提供するように構成されるロボットエンドエフェクタであって、
    ギャップに亘って互いに対向し、前記ギャップのサイズを変更するよう互いに対して移動可能であり、各対向可能な指が、内側部分と、１つ以上の自由度とを有する、一対の対向可能な指と、
    前記一対の対向可能な指のうちの少なくとも１つの対向可能な指の前記内側部分にあるブラダと、
    前記ブラダ内にあり、前記ブラダ内で流動可能であり、粒子を含む、充填材と、を含み、
    前記充填材の流動特性は、前記ブラダ内の圧力と共に変化し、前記ブラダのコンプライアンスは、前記充填材の前記流動特性と共に変化し、
    内部に前記充填材を備える前記ブラダは、
    前記ブラダ及び前記充填材の形状が、ある物体の表面との前記パッドの係合に応答して係合形状を達成するために変更可能である、コンプライアント構成と、
    前記ブラダ及び前記充填材が前記係合形状を維持し、前記コンプライアント構成における前記ブラダ及び前記充填材に比べて剛的である、剛的構成と、を含む、
    少なくとも２つの構成を有する、
    ロボットエンドエフェクタ。
38. 共形物体相互作用を提供するように構成されるロボットエンドエフェクタであって、
    少なくとも１つの掴み面と、
    前記少なくとも１つの掴み面に配置される１つ以上の妨害共形パッドと、を含み、該１つ以上の妨害共形パッドの各々は、少なくとも２つのパッド構成において作動可能であり、前記少なくとも２つのパッド構成は、
    前記妨害共形パッドの形状が、ある物体の表面との前記妨害共形パッドの係合に応答して係合形状を達成するために変更可能である、コンプライアント構成と、
    前記妨害共形パッドが前記係合形状を維持し、前記コンプライアント構成における前記妨害共形パッドに比べて比較的剛的である、剛的構成と、を含む、
    ロボットエンドエフェクタ。
39. １つ以上の指を更に含み、各指は、１つ以上の自由度を有し、前記１つ以上の掴み面は、前記１つ以上の指によって画定される、請求項３８に記載のロボットエンドエフェクタ。
40. 少なくとも１つの指と、掌と、該掌から延び、前記少なくとも１つの指に対向する、親指と、を更に含み、
    前記少なくとも１つの掴み面は、前記少なくとも１つの指、前記掌及び前記親指によって画定され、前記妨害共形パッドは、少なくとも、前記少なくとも１つの指及び前記親指と関連付けられる、
    請求項３８に記載のロボットエンドエフェクタ。
41. 前記コンプライアント構成において、前記ブラダ及び前記充填材は、前記物体の前記表面に亘って分散し、前記表面にある窪みに浸入して、前記表面と適合し且つ嵌合するように構成される共形係合面を画定する、ように作動可能である、請求項３７に記載のロボットエンドエフェクタ。
42. ロボットエンドエフェクタを備える表面を有する物体を掴む方法であって、
    前記ロボットエンドエフェクタの一対の対向可能な指の間のギャップ内に前記物体を位置付けることと、
    前記物体上で前記一対の対向可能な指を閉じることと、
    前記物体の前記表面に対して前記一対の対向可能な指の１つによって支持される妨害共形パッドを圧縮することであって、前記妨害共形パッドは、前記物体の前記表面に亘って分散し、前記表面にある任意の窪みに浸入して、前記表面と整合し且つ嵌合する前記妨害共形パッドの共形係合面を画定する、圧縮することと、
    前記共形係合面の形状を維持するために前記妨害共形パッドを剛化することと、を含む、
    方法。
43. 前記物体を前記ギャップ内に位置付けることは、前記物体を前記ロボットエンドエフェクタの掌に対して位置付けることを含み、前記一対の対向可能な指は、前記掌から延びる、請求項４２に記載の方法。
44. 前記物体の前記表面に対して前記掌によって支持される妨害共形パッドを圧縮することを更に含み、前記妨害共形パッドは、前記物体の前記表面に亘って分散し、前記表面にある任意の窪みに浸入して、前記表面と整合し且つ嵌合する前記掌の前記妨害共形パッドの共形係合面を画定する、請求項４３に記載の方法。
45. 前記掌の前記妨害共形パッドの前記共形係合面の形状を維持するために、前記掌によって支持される前記妨害共形パッドを剛化することを更に含む、請求項４４に記載の方法。
    

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