JP2023501029A - 適応可能な吸引装置のための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、幅広い種類の物体をピックアップして移動させるために、把持及び吸引力を提供するように構成された吸引装置を提供する。これは、吸引コンパートメント、膜コンパートメント、前記膜コンパートメントをシールする変形可能な膜、及び少なくとも１つの圧力機構を介して達成される。少なくとも１つの圧力機構は、吸引コンパートメントと流体接続し、把持及び引き付け力を提供するのを補助するために吸引コンパートメント内の特性を修正するように構成される。本発明は、物体に隣接して変形可能な膜を位置決めし、変形可能な膜を前記物体に適合させてシールを形成し、次いで、圧力機構を介して吸引コンパートメントを減圧し、前記物体を把持するのに十分なシール領域内の物体に吸引力を提供することにより、物体を把持する。

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、2019年11月11日に出願された米国仮特許出願第62/933,647号、及び2020年6月13日に出願された米国仮特許出願第63/038,806号の利益を主張するものであり、いずれも参照により本明細書に組み込まれる。

（連邦政府支援の研究又は開発に関する記述）
適用なし。

本発明は、概して、物体を把持、吸引、及び保持するように構成された装置に関し、より詳細には、多種多様な物体を把持するための方法及び装置に関する。

製造業、農業、電子商取引、物流などの産業全体での自動化の台頭は、ロボットマニピュレータ並びにそれに適合するグリッパのますます高まるニーズをもたらしている。より具体的には、単一のグリッパで異なる種類の物体を把持する必要性が、多くの分野で生じている。既存のソリューションは、主にフィンガー型グリッパ又は吸引カップ（suction cup）の使用を伴う。

フィンガー型把持装置（finger type gripping devices）では、把持力、アプローチ方向、及び物体上の把持点は、物体を損傷せずに確実に把持するために十分に定義される必要がある。さらに、フィンガー型把持装置は、指の最大開度より大きい物体の表面から物体を把持することが困難である。また、直方体の箱型のバッチが密に詰められ、その結果、箱のすべての側面が隣接する箱と完全に接触するようになる場合、フィンガー型把持装置は、指が箱の側面に到達し、側部をつかむスペースがないため、上部から箱を把持することができない。

バキュームカップ（Vacuum cups）は、カップサイズよりも大きい物体を把持することができる、または、密に詰められた箱のバッチから１つの箱をピックアップする（拾い上げる（pick up））ことができ、把持力の制御にそれほど大きな要求を必要としない。

しかし、真空カップは、物体と真空カップとの間のシールを十分に確立することができないような形状で物体を把持することが困難であるため、把持することができる物体のタイプは限定され、アプローチの方向及び物体の把持点は、依然として十分に定義される必要がある。

特許文献１にあるように、フィンガーと真空カップを単一の把持装置に組み合わせることにより、それぞれの制限のいくつかを緩和することができるが、アプローチの方向と把持点に関する問題は残っている。さらに、それらは、平坦ではない大きい表面を含む多種多様な物体を把持することを、依然として非常に頻繁に把握することができない。

フィンガー型グリッパ及び真空カップグリッパのような幾つかのグリッパが存在するが、いずれも特に効果的でなく、種々のタイプの物体に作用するように適合されていない。このように、把持力及び吸引力を利用して、多種多様な物体をピックアップし、移動させることができる装置が引き続き必要とされている。さらに、物体が把持及び移動されている間、連続的な吸引力を提供する装置が引き続き必要とされている。本発明はこれらの必要性を満たすものである。

米国特許第7,409,812号

本発明は、多種多様な物体をピックアップして移動させるために、把持力及び吸引力を提供するように構成された吸引装置を提供する。これは、吸引コンパートメント、膜コンパートメント、前記膜コンパートメントをシールする（sealing）変形可能な膜、及び少なくとも１つの圧力機構（pressure mechanism）を通して達成される。少なくとも１つの圧力機構は、吸引コンパートメントに流体接続され、把持力及び吸引力を提供するのを補助するために吸引コンパートメント内の特性を修正するように構成される。本発明は、物体に隣接した変形可能な膜を位置決めし、前記物体に適合して前記物体とのシールを作成するように変形可能な膜を修正し、次に、前記圧力機構に対して吸引コンパートメントを減圧し、前記物体を把持するのに十分なシール領域内の前記物体に吸引力を供給することによって、物体を把持する。

本発明のこれら及び他の目的は、好ましい実施形態の以下の詳細な説明を読んだ後、当業者には自明であろう。前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明は例示的なものであり、特許請求の範囲に記載された本発明のさらなる説明を提供することが意図されていることが理解されるべきである。

本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の底部透視図の断面図である。 本発明の底部透視図の断面図である。 本発明の底部透視図の断面図である。 本発明の底部透視図の断面図である。 本発明の底部透視図の断面図である。 本発明の底部透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 図９Ｃは、本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の一連のブロック図である。 本発明の一連のブロック図である。 本発明の一連のブロック図である。 本発明の一連のブロック図である。 本発明の一連のブロック図である。 本発明の一連のブロック図である。 本発明の一連のブロック図である。 本発明の一連のブロック図である。 本発明の詳細な実施形態を示す。 本発明の詳細な実施形態の一部を示す。 本発明の詳細な実施形態の正面透視図の断面図である。 本発明の詳細な実施形態の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図であり、いくつかの突起が正面透視図に示される。 本発明の正面透視図の断面図であり、いくつかの突起が正面透視図に示される。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の膜の正面透視図の断面図である。 本発明の膜の正面透視図の断面図である。 本発明の膜の正面透視図の断面図である。 本発明の膜の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の正面透視図の断面図である。 本発明の一連のブロック図である。 本発明の一連のブロック図である。 本発明の一連のブロック図である。 本発明の一連のブロック図である。

本発明の例示的な実施形態を以下に記載する。以下の説明は、これらの実施形態を完全に理解し、説明を可能にするための具体的な詳細を提供する。当業者は、本発明がそのような詳細なしに実施され得ることを理解するであろう。他の例では、良く知られた構造及び機能は、実施形態の説明を不必要に不明瞭にすることを避けるために、詳細には図示又は説明されていない。

文脈上別異の解釈を要する場合を除き、明細書及び特許請求の範囲を通して、「有する」、「含む」等の語は、排他的又は網羅的な意味ではなく、包括的な意味で、すなわち、「含むが、これに限定されない」という意味で解釈されるべきである。単数又は複数の数を用いる語は、それぞれ複数又は単数を含む。さらに、「ここで」、「上記」、「下記」及び類似の意味を有する語句は、この出願において使用される場合は、この出願全体を指し、この出願の特定の部分を指さないものとする。請求項が２以上のアイテムの一覧に関して「又は」という語を使用する場合は、その語は、全ての次の語の解釈を包含する：当該一覧の中のアイテムのいずれか、当該一覧の中のアイテムの全て及び当該一覧の中のアイテムの任意の組合せ。

本発明は、吸引コンパートメント２００、膜コンパートメント１００、吸引壁５００、膜壁５１０、吸引壁５００及び膜壁５１０に取り付けられた変形可能な膜３００、並びに少なくとも１つの圧力機構６００を含む。吸引コンパートメント２００は、吸引壁５００内に形成され、膜コンパートメント１００は、吸引壁５００、膜壁５１０、及び変形可能な膜３００の間に形成される。少なくとも１つの圧力機構６００は、吸引コンパートメント２００と流体接続（in fluid connection with）しており、吸引コンパートメント２００内の特性を変更するように構成されている。吸引コンパートメント２００膜コンパートメント１００の特性が変更されるとき、変形可能な膜３００のサイズ、形状、及び向き（配向（orientation））も変更される。このように、本発明は、物体９００に隣接して変形可能な膜３００を位置決めし（positioning）、物体９００に適合させて物体９００とのシールを形成するように変形可能な膜３００を修正し、次いで圧力機構６００によって吸引コンパートメント２００を減圧し、物体９００を把持するのに十分なそのシール領域内の物体９００に吸引力を与えることによって、物体９００を把持する。

吸引コンパートメント２００は、概して、吸引壁５００によって区切られた（delineated）チューブ又はその他の細長い（elongated）円筒形のチャンバとして説明することができる。好ましい実施形態では、吸引壁５００は、硬質（rigid）であり、膜コンパートメント１００内に位置する。代替実施形態では、吸引コンパートメント２００は、膜コンパートメント１００の外側に位置し得且つフレキシブル（可撓性）であり得る、又は可撓性部分を有し得る。さらに、代替実施形態では、吸引壁５００及び吸引コンパートメント２００は、膜壁５１０に対して移動するように構成される。これらの変化する実施形態は、以下にさらに説明される。さらに、吸引壁５００は、異なる形状、異なる厚さをさらに有し得、様々な異なる材料から作ることができる。

吸引コンパートメント２００は、圧力機構６００と流体連通し、開口４００を介して環境と概ね連通している開口４００をさらに有する。例えば、本発明が室内の空気中で動作する場合、装置が物体９００に接触する前の吸引コンパートメント２００内の圧力は、大気圧である。吸引コンパートメント２００の開口４００は、次の構成のいくつか又は全てのうちの少なくとも１つ又は複数の組み合わせの形態をとることができる：単一孔、複数の孔を持つ表面、グリッド、多孔性材料、フィルタ、通気性材料、又は吸引コンパートメント２００と環境との間の連通（communication）を形成する他の方法。

膜コンパートメント１００は、吸引壁５００、膜壁５１０によって区切られ、少なくとも１つの変形可能な膜３００又は膜の一部によって部分的又は完全に囲まれる。好ましい実施形態では、膜壁５１０は硬質であり、吸引壁５００に平行に配向される（oriented）。代替実施形態では、膜壁５１０は、変形可能な膜３００の有効表面積が増加又は減少するように配向される。より具体的には、変形可能な膜３００の外径と、変形可能な膜３００によって形成されるシールとが増大され、吸引コンパートメント内の容積とシールとが効果的に増大される。代替的には、膜壁５１０は、角度が付けられ（angled）得る。さらなる代替実施形態では、膜壁５１０は、変形可能な膜３００の形状及び有効表面積が変更される（modified）ように、吸引壁５００に対して移動するように構成される。これらの変化する実施形態は、以下にさらに説明される。さらに、膜壁５１０は、さらに、異なる形状、異なる厚さを有し得、様々な異なる材料から作ることができる。

膜コンパートメント１００を囲む変形可能な膜３００は、膜コンパートメント１００内で行われる変化に適合するように構成される。より具体的には、膜コンパートメント１００は、媒体（medium）で満たされ、ここで、前記媒体の特性の変化は、変形可能な膜３００の形状、サイズ、向き、及び有効表面積を変更する。この媒体は、次の要素のうちの１つ又は組み合わせであることができる：気体、流体、粒状材料、相変化材料、圧縮性固体、又はそのようなコンパートメントが形状を変化させることを可能にする他の材料。

変形可能な膜３００は、ポリマー、エラストマー、複合材料、及びナノ粒子、血小板、グラファイト、グラファン、グラフェン、ナノチューブ、シリコーン、ラテックス、熱可塑性エラストマー、繊維強化材料、金属、又は他の材料をドープした材料を含む、１つ又は複数の材料で構成される。いくつかの実施形態では、変形可能な膜３００は、伸張可能であっても、伸張不可能であってもよく、単一のコンポーネントを含むモノリシック構造を有し得る。さらに、変形可能な膜３００は、また、形状を変化させることができない１つ又は複数のコンポーネント（例えば、金属ネジ山付き（threaded）インサート）に加えて、形状を変化させることができる少なくとも１つのコンポーネントを含む、組み立てられた（assembled）構造を有し得る。さらに、キャビティ及び／又は導管が、異なる機能（例えば、構造、流体通路、熱絶縁）を果たすために、変形可能な膜３００の内部に存在し得る。最後に、変形可能な膜３００は、滑らか、粗い、１つ又は複数の凹みを有する、又は１つ又は複数の突起３５０を有するなど、種々の表面テクスチャを備えて形成され得る。

別の実施形態では、変形可能な膜３００は、ベローズ形状、吸引カップ形状、突起、凹み、隆起、溝、テクスチャ、穴、空洞、異なる厚さをさらに含む、又は異なる材料から形成される、又は膜の組み合わせをさらに含む。

圧力機構６００は、吸引コンパートメント２００内の特性を変更するように構成される。好ましい実施形態では、圧力機構６００は、吸引コンパートメント２００のみと流体連通する。代替実施形態では、圧力機構６００は、吸引コンパートメント２００及び膜コンパートメント１００の両方内の特性を変化させるように構成することができる。さらなる代替実施形態では、圧力機構６００は、吸引コンパートメント２００におけるあらゆる変化が直接的に膜コンパートメント１００に影響を及ぼすように、吸引コンパートメント２００に対して膜コンパートメント１００と流体連通する。例えば、圧力機構６００が吸引コンパートメント２００を減圧する場合、それは、次に、膜コンパートメント１００を加圧する。

図１Ａは、吸引コンパートメント２００、膜コンパートメント１００、変形可能な膜３００、吸引壁５００、膜壁５１０、及び環境への開口４００を示す、本発明の例示的な実施形態である。図１Ａはまた、吸引コンパートメント２００内の圧力を変化させるための圧力機構６００、及び膜コンパートメント１００内の圧力を変化させ、その結果、変形可能な膜３００の形状の変化をもたらすための膜圧力機構６５０を示す。図１Ｂは、屈曲した形状を有する吸引壁５００を示す。図１Ｃは、フレア形又は漏斗形状を有する開口４００を示し、前記物体９００に隣接して位置するときに、変形可能な膜３００によって生成されるシールの表面積を増加させる。

図２Ａ～２Ｆは、吸引コンパートメント２００及び膜コンパートメント１００が、様々な形状を有する様々な構成で配向されている、底面図から示される様々な実施形態を示す。図２Ａは、上述の好ましい実施形態を示し、図２Ｂは、吸引コンパートメント２００が膜コンパートメント１００と交換される代替実施形態を示す。図２Ｃは、膜コンパートメント１００が吸引コンパートメント２００に隣接して配置される代替実施形態を示す。図２Ｄは、吸引コンパートメント２００を囲む複数の膜コンパートメント１０１、１０２、１０３を有する代替実施形態を示す。この態様において、膜コンパートメント１０１、１０２、１０３は、それ自身の膜３００又はコンパートメントが一部を共有する単一の膜３００を含み得る。図２Ｅは、膜コンパートメント１００内に複数の吸引コンパートメント２０１、２０２、２０３を有する代替実施形態を示す。図２Ｆは、吸引コンパートメント２００と膜コンパートメント１００とを接続するリング１９９を含む代替実施形態を示す。

図３Ａ～３Ｆは、吸引コンパートメント２００、膜コンパートメント１００、及び変形可能な膜３００が、様々な形状を有する様々な構成で配向される、正面及び／又は正面断面図から示される様々な実施形態を示す。図３Ａ及び３Ｃは、膜コンパートメント１００内に配置された吸引コンパートメント２００を示し、図３Ｂは、膜コンパートメント１００の片側に配置された吸引コンパートメント２００を示す。図３Ｄ及び３Ｅは、吸引を作り出すための薄い導管としての吸引コンパートメント２００を示す。図３Ｆは、可変の厚さを有する変形可能な膜３００を示す。

図４Ａは、単一の圧力機構６００が吸引コンパートメント２００の上方に配置されていることを示す。図４Ｂは、吸引コンパートメント２００内の圧力を増減させるために、吸引コンパートメント２００内に配置されたピストン６１０の形態の単一の負圧源を示す。図４Ｃは、変形可能な膜３００の中央開口４００をキャップする平坦な吸引壁５００を有する吸引コンパートメント２００を示し、力６２０の形態の圧力機構６００が内壁５００に適用され、吸引コンパートメント２００の容積が増加し、その開口が環境からシールされる場合にその圧力が低下するように内壁を引っ張る。

図５及び６Ａ～６Ｅは、膜コンパートメント１００の変化、吸引コンパートメント２００の変化、又はコンパートメント１００、２００を形成する構造要素の移動を通して、変形可能な膜３００の形状及び位置をどのように操作することができるかを示す例示的な実施形態である。より具体的には、次のアイテムの１つ又は複数が、変形可能な膜３００の形状及び位置を操作するために使用され得る：ポンプ、コンプレッサ、ベンチュリシステム、バルブ、流体を物理的又は化学的に吸収することができる材料、排気される空間の容積（evacuated volume of space）、加圧流体を含む空間の容積、ピストン６１０、本発明の一部を形成する膜３００及び／又は構造要素を変位及び／又は変形させる機械的、電気機械的、空圧的、油圧的、電気的、磁気的、圧電的、形状記憶、電磁気的、静電的、熱的、音波的、化学的、又はその他の作動原理に基づいて作動する１つ又は複数の作動機構６４０、膜コンパートメント１００内部の物質を変位させるシステム、又はコンパートメント２００の開口をシールする平坦な要素の形態で吸引壁５００に加えられる力６２０。

図５では、変形可能な膜３００内の移動は、膜圧力機構６５０を介して膜コンパートメント１００内部の物質を加圧又は減圧することによって誘発される。

図６Ａは、作動機構６４０を介して吸引壁５００を動かすことによる変形可能な膜３００の形状の変化を示し、図６Ｂは、複数の作動機構６４０を介して膜壁５１０を動かすことによる変化を示し、図６Ｃは、複数の作動機構６４０を介して両方の壁５００、５１０を動かすことによる変化を示す。図６Ｄは、単一の作動機構６４０が、壁５００、５１０を独立して動かすことができる実施形態を示し、一方、図６Ｅは、吸引壁５００が、膜壁５１０に対して及び膜壁５１０と反対に動くことを示す。

図７は、作動システム６３０が圧力機構６００と同様に動作するが、両方のコンパートメント１００、２００に接続される実施形態を示す。作動システム６３０は、コンプレッサ、ベンチュリシステム、真空発生器又はこれらの組み合わせから構成することができ、吸引コンパートメント２００に対して膜コンパートメント１００と流体連通する。ここで、作動システム６３０は、吸引コンパートメント２００から空気を吸引し、空気を圧縮し、それを膜コンパートメント１００に供給する。逆に、作動システム６３０は、膜コンパートメント１００から吸引コンパートメント２００へ空気を移動させることもできる。代替実施形態では、バルブを、圧力を調節するために、一方又は両方のコンパートメント１００、２００において使用することができる。

図８Ａ～８Ｃは、本発明が滑らかな表面を有さない物体９００にアプローチする（approaches）場合の吸引効果を示す。図８Ｂでは、吸引コンパートメント２００が減圧されている場合、シールの有効性は、物体９００の不均一な表面のために制限され、その結果、把持力及び吸引力も低下する。図８Ｃは、変形可能な膜３００の形状を修正する利点を示す。ここでは、シールは、変形可能な膜３００の物体９００への適合（conformation）を通して強化され、これにより、吸引効果を改善し、漏れの可能性を低減する。本発明は、吸引カップが所望のシールを作ることができない物体に特に適している。例としては、収縮包装された（shrink-wrapped）物体、粗い表面を持つ物体、コーナーを持つ物体、及び平坦でない又は不規則な表面を有する他の物体が挙げられる。

図９Ａ～図９Ｃは、吸引に加えて、本発明が摩擦力を通じた把持をどのように改善できるかを示している。より具体的には、垂直スパイクを持つ物体９００の形状に適合することによって、変形可能な膜３００は、特に把持作用がせん断力の成分を生成する場合に、追加の摩擦力を生成する。図９Ｂは、シールを容易に作ることができない、これらのタイプの物体９００に対してどのように吸引力が不十分であるかを示す。図９Ｃは、垂直スパイクに直接接触し、その形状に適合する変形可能な膜３００を示す。これは、変形可能な膜３００が摩擦力を介して物体９００を把持することを可能にする。

このような摩擦力は、シールが形成される場合には、吸引力と組み合わされる。吸引力が有効でない場合（シール不良など）、摩擦が一次的な保持力となる。

図１０は、吸引壁５００の縁部で壁５１０の縁部に変形可能な膜３００が取り付けられる実施形態を示す。ここでは、センサ１０が、装置及び物体９００の様々な特性を決定するために使用される。好ましい実施形態では、センサ１０は、物体９００に対して変形可能な膜３００によって加えられる圧力を監視するように構成される。ここで、センサ１０は、さらに、吸引コンパートメント２００の内部の絶対圧力又は差圧を測定することを含み、変形可能な膜３００の張力を測定する歪みセンサ及び圧力センサをさらに含み得る。圧力センサを含む、膜コンパートメント１００の圧力の変動を制御するために、他のセンサ１０を使用することもできる。さらに、同一又は複数のセンサ１０を使用して、膜３００によって加えられる圧力及び吸引コンパートメント２００内の圧力を制御することができる。

他のタイプのセンサ１０もまた、膜３００の動き、膜３００と物体９００との相互作用、把持力の強度、及び物体９００の存在を直接的又は間接的に監視するために使用することができる。これらのセンサは、距離センサ、カメラ、光ファイバ、タッチセンサ、及び赤外線センサを含み、この情報は、コンパートメント圧力変動作用及び膜３００を能動的又は自動的に制御するために使用することができる。同一又は異なる種類のセンサ１０を使用して、把持を容易にし得る物体の特徴を識別することができる。そのような特徴は、その形状、材料、空孔率（porosity）、コーナー、平坦性、凹性、凸性、袋に包まれている等を含む。センサ１０はまた、特定の物体を認識し、それらをつかむために予め決められたパラメータを使用することができる。

図１１Ａ～図１１Ｈは、物体９００に適合するように膜コンパートメント１００の少なくとも１つの膜３００を操作すること、及び物体９００と吸引コンパートメント２００との間の圧力の変動を作り出すことを含む方法を示す。膜３００の適合動作は、圧力変動動作の前、後、又は同時に行うことができることに留意されたい。適合及び圧力変動動作は、ステップ関数、ランプ、指数関数を含む時間の関数であることができ、又は他の波形の形状を取ることができる。そのような関数は、連続的、不連続的、又は離散的であることができる。コンパートメント１００、２００と物体９００との間の距離は、吸引コンパートメント２００、膜コンパートメント１００を移動させることによって、及び／又は膜コンパートメント１００の圧力の変動の結果として、増加又は減少させることができ、その結果、膜３００の形状が変化する。

代替実施形態では、コンパートメント１００、２００の相対的な動きは、少なくとも１つの作動機構６４０によって得られる。そのような作動機構６４０は、機械的、電気機械的、空圧的、油圧的、電気的、磁気的、圧電的、形状記憶的、電磁的、静電気的、熱的、音波的、化学的、又は他の作動原理を使用して実現することができる。作動機構６４０は、膜コンパートメント１００、吸引コンパートメント２００、又はその両方を動かすことができる。

別の施形態では、膜３００の特性は、能動的に変化する。そのような変化は、以下を含むがこれらに限定されない様々な方法で得ることができる：膜の導管に埋め込まれ又はその導管を通過した流体の１つ又は複数の特性、例えば、圧力、温度、ｐＨ値、流量（flow rate）、粘度、密度、及び組成を変化させること、膜又は膜に埋め込まれた材料の相（phase）を変化させること、膜又は膜に埋め込まれた材料の温度を変化させること、膜又は膜に埋め込まれた材料の磁気特性を変化させること、膜又は膜に埋め込まれた材料の静電特性を変化させること、膜又は膜に埋め込まれた材料の電磁特性を変化させること。

別の実施形態では、装置は、以下の動作のうちの少なくとも１つを実行するために使用される少なくとも１つの作動システムを有する：少なくとも１つの開口を有する少なくとも１つのコンパートメントの圧力を変化させる動作、少なくとも１つの膜又は膜の一部を有する少なくとも１つのコンパートメントの圧力を変化させる動作、少なくとも１つの膜又は膜の一部の形状を変化させる動作、少なくとも２つのコンパートメントの相対位置を変化させる動作、適合可能な吸引装置の構造要素に対する少なくとも１つのコンパートメントの配向を変化させる動作、少なくとも１つのコンパートメントの位置を変化させる動作、膜の特性を変化させる動作、材料の特性を変化させる動作、少なくともコンパートメントの内部の材料、又は材料の一部の特性を変化させる動作、静電力を用いて物体を引き寄せる動作、ファンデルワールス力を用いて物体を引き寄せる動作、磁力を用いて物体を引き寄せる動作、電磁力を用いて物体を引き寄せる動作、及び核力を用いて物体を引き寄せる動作。

本発明の実施形態の実用的な実施形態が、図１２Ａ～１４、及び１５～１７に示され、本質的でない詳細はより明確な説明のために削除されている。図１５～１７に示される実施形態は、ポンプ、ベンチュリシステム、流体を物理的又は化学的に吸収することができる材料、排気される空間の容積、ピストン６１０、又は負圧発生の他の原理であり得る圧力機構６０２、膜３００によって囲まれた膜コンパートメント１００、膜壁５１０、吸引壁５００、吸引壁５００によって膜コンパートメント１００から区切られた吸引コンパートメント２００、及び２つの作動機構６４１及び６４２であって、各々が静止コンポーネント６４３及び６４４並びに可動コンポーネント６４５及び６４６を有する、２つの作動機構６４１及び６４２を有する。２つの作動機構の静止コンポーネント６４３及び６４４並びに圧力機構６０２は、フレーム構造（framing structure）５９０に固定される。膜コンパートメント１００の壁５１０は、作動機構６４１の可動コンポーネント６４５に取り付けられる。

吸引コンパートメント２００を区切る吸引壁５００は、他方の作動機構６４２の可動コンポーネント６４４に対して小さい範囲内で直線的にスライドすることができるチューブの形態をとる。吸引壁５００の他端は、壁５１０内の孔５１１を通り（膜コンパートメント１００と環境との間の漏れを防止するために、ロッドシールが孔に付けられる）、膜３００に取り付けられる。したがって、膜コンパートメント１００と吸引壁５００によって区切られた吸引コンパートメント２００との間の相対的位置は、２つの作動機構６４１及び６４２によって能動的に制御することができ、したがって、膜３００の形状、膜コンパートメント１００の形状、吸引コンパートメント２００の形状に影響を及ぼし、また、膜コンパートメント１００内の圧力に影響を及ぼすことができる。吸引コンパートメント２００を区切る吸引壁５００は、圧力機構６０２を吸引コンパートメント２００の開口４００に接続する。膜コンパートメント１００は、環境からシールされ、空気で満たされる。センサ１０が、作動機構６４２の可動コンポーネント６４６に固定されて、吸引壁５００と作動機構６４２の可動コンポーネント６４６との間の小さい相対スライド運動を検出することによって、膜３００と物体との間の相互作用を間接的に検出する。

図１５は、休止状態を示し、吸引壁５００は、センサ１０がトリガされないように、作動機構６４２の可動コンポーネント６４６に対してある位置にある。図１６は、物体検出状態を示し、膜３００と物体９００は互いに接触し、吸引壁５００は、物体９００によって作動機構６４２の可動コンポーネント６４６に対して押し上げられ、センサ１０をトリガする。この瞬間、センサ１０からの出力信号は、図１７に示すように、把持状態を作動させるために使用することができる。代替的には、本発明は、膜３００が物体９００と接触しているか又は接触していないが、物体９００に近接しているときに、外部コマンドを介して把持状態に作動させることもできる。

一旦把持状態になると、本発明は、物体９００を把持するために以下の方法を使用する。まず、圧力機構６０２は、吸引コンパートメント２００内に低圧が形成されるようにオンにされ、物体９００に小さい吸引力を加える。次に、膜壁５１０は、作動機構６４１によって物体９００に向かって移動され、膜３００の領域を吸引壁５００の縁に近づけ、それを物体９００に向かける。さらに、吸引コンパートメント２００の容積が減少し、膜コンパートメント１００の圧力を増加させ、その結果、膜３００を膨出させる（bulge out）３０１。膜３００と物体９００との間の減少した距離は、膜の膨出３０１とともに、膜３００を、最初に物体９００の表面に接触させ、その後適合させ、吸引コンパートメント２００の開口４００をシールし、物体９００の把持を助けることができる膜３００と物体９００との間の、圧力、摩擦、及びオプションで機械的なインターロック（interlocking）効果を誘発する。オプションで、ファンデルワールス力、静電接着、及び磁気接着などの他の引き付け（attractive）効果が、物体９００が膜３００に接着することをさらに可能にするために、この瞬間に効力を発揮する又はオンにされることができる。

圧力機構６０２が作動したままであり、膜３００が物体９００に接触することにより、吸引コンパートメント２００の開口４００が環境からシールされる（sealed off）間、吸引コンパートメント２００内の圧力はさらに低下し、強い吸引を誘発する。膜３００と物体９００との接触領域は、コンパートメント２００を完全にシールしない可能性があるため、吸引コンパートメント２００と環境との間で漏れが生じる可能性がある。それでも、漏れがある閾値を下回る限り、圧力機構６０２の進行中の動作は、依然として、吸引コンパートメント２００内に十分に強い負圧を維持することができ、結果として、把持のための吸引力をもたらす。これは、圧力機構６０２の欠如のために吸引力を維持することができない既存のフレキシブル（flexible）グリッパと比較して、本発明の１つの主要な利点である。

引き続いて、又は、膜壁５１０がまだ動いている間に、吸引壁５００は、作動機構６４２によって物体９００から引き離され、吸引壁５００近傍の膜３００の部分を物体９００からさらに離す。これは、吸引コンパートメント２００の容積を増加させ、その圧力をさらに減少させ、従って、したがって、吸引力をさらに増加させる。加えて、膜コンパートメント１００の容積は、さらに減少し、膜コンパートメント１００内の圧力を増加させ、膜３００をさらに膨出させ、したがって、膜３００と物体９００との間の摩擦及びオプションで機械的なインターロック効果をさらに増加させ、より強い把持力を生成する。この時点で、物体９００はしっかりと把持され、必要に応じて持ち上げられ動かされることができる。

物体９００を解放するために、圧力機構６０２は、吸引コンパートメント２００内の吸引が能動的に維持されないように非作動状態にされる。オプションで、静電接着及び／又は磁気接着のような他の引き付け効果が、オフにされる。吸引壁５００及び膜壁５１０は、それぞれの作動機構によって元の位置に戻され、膜３００を元の形状に戻し、物体９００からそれを分離する。

図１５～１７は、図１２Ａ～１４に示される実施形態のより詳細な実装を示す。この実装は、圧力機構６００の形態の１つの圧力機構６０２、２つの作動機構６４１及び６４２、膜３００によって区切られた１つの膜コンパートメント１００、膜壁５１０、吸引壁５００、吸引壁５００によって膜コンパートメント１００から区切られた吸引コンパートメント２００、及び膜３００を有する。圧力機構６００は、空気圧式に直列に接続された２つのポンピングステージ（pumping stage）６０１を有する。圧力機構６００によって生成される負圧は、ポンピングステージ６０１に印加される電圧を調節することによって連続的に調節可能であり得る。

作動機構６４１及び６４２は、２つの電気機械リニアアクチュエータの形態である。膜壁５１０は、作動機構６４１に接続される。吸引壁５００は、中空シャフトの形態をとる。膜３００は、柔軟性と耐久性との間の良好なバランスを達成するために、硬度の異なる多層のシリコーンゴムから構成される。ネジ山付き（threaded）インサート３０２が、膜３００の中心に固定されて、膜３００が、吸引壁５００又は中空シャフトのネジ山付き端部５０１にねじ込まれることを可能にする。ネジ山付きインサート３０２に対して同軸の孔３０３が、圧力機構６００によって発生される負圧を伝播するための吸引コンパートメント２００のための開口４００として機能するように、膜３００を通って形成される。膜壁５１０、吸引壁５００、及び膜３００は、膜コンパートメント１００を区切る。吸引壁５００は、吸引コンパートメント２００を区切る。バルブ及びポンプのような追加の流量制御装置が、膜コンパートメント２００内の負圧の伝播を制御する際に追加の自由度を可能にするために、吸引コンパートメント２００に接続されることができる。ロードセル１１の形態のセンサ１０が使用される。

全てのコンポーネントは、次のようにフレーム構造５９０に取り付けられる：膜３００の中心は、空気が環境から膜３００上の孔３０３を通って膜コンパートメント１００に流れるように、吸引壁５００又は中空シャフトのネジ山付き端部５０１にねじ込まれる。吸引壁５００の他端は、バーブ（barb（かえし付き））コネクタ５０２及びフレキシブル（flexible）チューブ５０３を介して圧力機構６００の流入ポートに接続され、その結果、膜３００上の孔、中空シャフトの形態の吸引壁５００、バーブコネクタ５０２、及びフレキシブルチューブ５０３が吸引コンパートメント２００を構成する。膜３００のエッジ領域は、クリップ５１２を介して吸引壁５００のリムに固定される。吸引壁５００又は中空シャフトは、膜壁５１０の頂部の孔５１１を貫通する。この孔５１１では、ロッドシールを使用して、膜壁５１０と吸引壁５００との間の継ぎ目をシールし、したがって、コンパートメント１００をシールする。ソレノイドバルブ６４７の形態の装置が、膜コンパートメント１００と環境との間の空気交換を可能にするために使用され、起こり得る漏れからの空気損失に応じて、膜コンパートメント１００に空気を補充することに留意されたい。代替的には、前記装置は、バルブ及び／又はポンプを有し得る。２つのガイドシャフト５９１は、壁５１０の頂部に固定され、フレーム構造５９０に固定された２つのリニアベアリング５９２内をスライドすることができる。

作動機構６４１の可動コンポーネント６４５の端部は、膜壁５１０の頂部に取り付けられる。従って、膜壁５１０は、制御可能な方法で、フレーム構造５９０に対して直線的に移動することができる。吸引壁５００又は中空シャフトの上端部は、ビーム５９４上に固定されるリニアベアリング５９３に嵌合する。したがって、吸引壁５００は、ビーム５９４に対して直線的にスライドすることができる。しかし、このスライド運動のストロークは、バーブコネクタ５０２と吸引壁５００の端部との間に嵌合するワッシャ５９５と、部材上に固定された保持リング５９６とによって制限される。ビーム５９４自体は、２つのリニアシャフト５９７に沿ってフレーム構造５９０に対して直線的にスライドすることができる。作動機構６４２の可動コンポーネント６４６の端部は、ビーム５９４に取り付けられ、その結果、ビーム５９４の運動も制御される。ロードセル１１の形態のセンサ１０が一端でビーム５９４に固定され、コンプライアントプレート３６が他端に固定される。コンプライアントプレート５９８の先端は、吸引壁５００上の保持リング５９６の上面に載る（rests on）。

休止状態では、ロードセル１１及びコンプライアントプレート５９８は、吸引壁５００をストロークの下端に維持する。ロードセル１１の信号出力は、グリッパに内蔵された電子装置（electronics）７００によって処理され、物体が検出されたかどうかを示す信号に変換される。この信号は、作動機構６４１及び６４２、電子装置７００、圧力機構６００、及びロードセル１１への制御信号及び電源とともに、外界への本発明の電気的入出力を構成し、それらはすべて電気コネクタ７０１上に提供される。

図１２Ａ～１４に示す把持プロセスは、概して、図１５～１７に関して図示され且つ説明されたものと同じであるが、いくつかの相違点がある。図１２Ａ及び１３に示すような休止状態では、作動機構６４１及び６４２の両方が後退され、圧力機構６００が停止され、ソレノイドバルブ６４７が閉じられる。膜壁５１０は、ストロークの上端にあり、ビーム５９４は、ストロークの下端にある。把持サイクルの開始時に、物体９００に接触すると、物体９００は、膜５００及び吸引壁５００を保持リング５９６に沿って押し上げる。ビーム５９４は、作動機構６４２の可動コンポーネント６４６の先端に固定されるので、ビーム５９４は、吸引壁５００とともに移動できない。

従って、保持リング５９６はコンプライアントプレート５９８に押し（presses against）、このコンプライアントプレートはロードセル１１を押し、その結果、物体９００の存在が検出される。

物体９００の存在を検出する又は外部把持コマンドを受信すると、外部コントローラ又はオペレータは、本発明を起動するために制御信号を送り返す。具体的には、膜壁５１０は、まず、作動機構６４１によって下降され、圧力機構６００は、膜壁５１０のリムに近い膜３００の領域が物体９００に対して押圧される一方、同時に、膜コンパートメント１００の容積が減少されるように、オンにされる。これにより、膜コンパートメント１００内の空気圧が上昇し、膜３００を膨出させ、物体の形状に一致し、吸引コンパートメント２００の開口４００をシールする。圧力機構６００がオンになると、吸引コンパートメント２００は、圧力機構６００によって排気される（evacuated）。こうして、膜３００と物体９００との間の摩擦、吸引、及び可能であれば機械的なインターロックが誘発される。吸引壁５００又は中空シャフトは、次いで又は同時に、他方のリニアアクチュエータ６４２によって持ち上げられ、それを用いて吸引壁５００に近い膜３００の領域を取り付け点に持っていき、さらに吸引、摩擦、及び、場合によっては把持のための機械的なインターロック効果を増加させる。

この時点で、環境から吸引コンパートメント２００内への空気のわずかな漏れがある場合、圧力機構６００は、吸引を維持するのに十分強い吸引コンパートメント２００内の負圧を維持することができる。これは、圧力機構６００のような負圧発生機構の欠如のために吸引力を維持することができない既存のフレキシブルグリッパと比較して本発明の１つの主要な利点である。ここで、本発明は、物体９００をしっかりと握ることになる。物体９００を解放するために、吸引壁５００は、リニア作動機構６４２によって下降され、圧力機構６００は非作動状態にされる。次に、又は同時に、膜壁５１０を上に後退して、膜３００を物体９００から分離する。同時に、ソレノイドバルブ６４７は、膜コンパートメント１００と環境との間の圧力を均等化するために短時間開き、次いで、再び閉じる。これで把持サイクルが終了する。

本発明の別の実施形態が図１８及び１９に示され、図１８は、休止位置の装置を示し、図１９は、把持状態の装置を示す。この実施形態は、吸引壁５００に取り付けられる１つの作動機構６４２のみを有し、膜壁５１０は、フレーム構造５９０に直接取り付けられるという点で、図１５～１７に示される実施形態とは異なる。その結果、これは、膜３００を物体９００に近づけるために、装置全体を設定された速度で物体９００に向かって移動させなければならず、一方、同時に、吸引壁５００が、物体９００への押し込みを防止するために、作動機構６４２によって物体９００から離れて同じ速度で後退される必要があることを除いて、図１５～１７の実装と同様に動作する。また、センサ１０は、物体９００と接触すると物体９００の存在を直接検出するように構成された吸引壁５００の先端に取り付けられ、その出力は、本発明の把持動作をトリガするために使用することができる。また、図２０に示すように、物体９００の存在を直接検出する非接触センサ１０を使用することもできる。代替的には、膜と物体との間の相互作用、したがって物体の存在を間接的に検出するセンサ１０が、図１５～１７に示す実施形態と同じ方法で、図２１に示すように、適合可能な吸引装置に組み込むことができる。

本発明の別の実施形態を図２２に示す。この実施形態は、吸引コンパートメント２００が、複数の分岐（branches）２０１が膜３００上の異なる開口４００に到達するように異なって配置され、吸引壁５００がフレーム構造５９０に固定される一方で膜壁５１０が作動機構６４１に取り付けられていることを除いて、図１８～２０に示される実施形態に類似している。吸引壁５００は、フレーム構造５９０に固定されているので、膜３００、したがって吸引壁５００を物体９００から離すために、作動機構６４１が作動して、膜壁５１０を物体９００に向かって吸引壁５００に対して押す間に、装置全体を物体９００から離す必要があり、それにより、膜壁５１０と物体９００との間の相対的位置を維持する。

本発明の別の実施形態を図２３に示す。この実施形態は、吸引コンパートメント２００を区切る吸引壁５００が可撓性チューブ５０３を有し、一方、作動機構６４２の６４６の可動コンポーネントが膜３００に直接接続され、それを変位させるための力６２０を提供することを除いて、図２０に示される実施形態と同様である。

本発明の別の実施形態が図２４及び２５に示されている。この実施形態では、作動機構の代替形態が使用される。具体的には、追加の膜３６０が、膜コンパートメント１００の境界の一部を形成し、膜３６０の上の空間がそれによって区切られ境界が定められ、膜壁５１０は、別のコンパートメント１１０である。コンパートメント１１０は、流体で満たされる。自由吊り下げシャフトの形態の吸引壁５００は、両方の膜３００及び３６０に取り付けられ、壁５１０の頂部にロッドシールを有する孔５１１を貫通する。膜コンパートメント１００はまた、コンパートメント１１０を満たす流体と同じ又は異なり得る流体で満たされる。装置が休止しているときに、吸引壁５００又はシャフトを固定位置にするために、スプリング６４８のような装置が使用され、したがって、膜３００及び膜３６０の両方を、図２４に示すような休止状態において特定の形状にする。

圧力源又は流体源／シンク（sink）の形態の作動機構６６０は、通路６６１を介してコンパートメント１１０に接続される。コンパートメント１１０内の流体の圧力及び／又は量を変化させることによって、コンパートメント１１０の形状を変化させることができ、したがって、吸引壁５００を移動させ、膜３００に物体９００を把持するように形状を変化させる。同時に、圧力機構６０２は、図２５のように、吸引を提供するためにコンパートメント２００を排気することができる。前述の実施形態と同様に、１つ又は複数のセンサ１０を組み込んで、本発明の到達範囲内の物体９００の存在を検出することができる。このようなセンサ１０は、図２４又は図２５には示されていない。また、オプションの流量制御コンポーネント６６２、例えば、環境へのバルブ、圧力源、又は流体ソース／シンクも、漏れを補償するために又は本発明の動作を制御するための追加の自由度を提供するために、膜コンパートメント１００に組み込むことができる。

本発明の別の実施形態が図２６及び２７に示されている。この実施形態は、圧力機構６０２、膜壁５１０によって区切られる膜コンパートメント１００、吸引壁５００、膜３００、及び２つ以上の作動機構６４２及び６４９を含む。膜壁５１０は、フレーム構造５９０に対して、例えば、ジョイント５９９を介して回転することができ、吸引壁５００の全部又は一部５０４が非剛性であるように、フレーム構造５９０に接続され、その結果、膜壁５１０、吸引壁５００、及び膜３００の向き、したがって、膜コンパートメント１００及び吸引コンパートメント２００の向きが、１つ又は複数の作動機構６４９によって調整されることができる。図２６及び２７は、膜コンパートメント１００及び吸引コンパートメント２００が異なる方向に移動する実施形態を示す。ジョイント５９９は、ボールジョイント、カルダンジョイント、又はベローズ（bellow）をさらに含み得る。

本発明の別の実施形態を図２８に示す。この実施形態では、少なくとも２つの作動機構６４２が、２つの吸引壁５００を介して１つの膜３００の形状を変化させるために使用される。２つの圧力機構６０２は、膜３００の変形及び吸引コンパートメント２０１及び２０２における吸引の強度が独立して調節されることができるように、２つの吸引コンパートメント２０１及び２０２に接続される。

本発明の別の実施形態を図２９に示す。この実施形態では、１つの作動機構６４２が、分岐吸引壁５００を介して少なくとも２つの膜３００の形状を変化させるために使用される。２つの膜３００は、異なる位置、向き、構造（constructions）、サイズ、形状を有することができ、それらは、異なる膜コンパートメント１００又は同じ膜コンパートメント１００に存在することができる。

本発明の別の実施形態を図３０に示す。この実施形態は、膜コンパートメント１００が、次の材料：流体、顆粒状材料、相変化材料、圧縮性固体、又はそのようなコンパートメントが形状を変化することを可能にする他の材料のうちの１つ又はそれらの組み合わせを含む物質６０で満たされる点を除けば、図１５に示されるものと同じである。その結果、物質６０は、次の特性：剛性、相、及び容積のうちの１つ又は複数を変化させるように影響されることができる。そして、作動機構６１は、膜コンパートメント１００内の次の変化：温度の変化、負圧の発生を含む圧力の変化、電場の変化、磁場の変化、振動のうちの少なくとも１つを介して、膜コンパートメント１００内の前記物質６０の前記特性の変化を誘発するために使用される。変化のタイプが負圧の発生である場合、別個の圧力機構６００又は吸引コンパートメント２００に接続された同じ圧力機構６００を使用することができる。物質６０の特性変化のタイプが、図１５～１７に関する前述の動作シーケンスに加えて、把持中の剛性の変化である場合、作動機構６１は、膜コンパートメント１００内の物質６０が硬化するように作動され（activated）、それによって、膜３００の形状を、物体９００の形状に一致する固定された形状に制限する（confining）。このような膜の固定された形状は、物体９００を把持するための摩擦及び機械的なインターロック効果を誘発することができる。

本発明の別の実施形態を図３１に示す。この実施形態は、吸引壁５００及び膜壁５１０が、静止コンポーネント６５１及び可動コンポーネント６５２を有する単一の作動機構６４０によって作動されることを除いて、図１５に示されるものと同じである。具体的には、作動機構の静止コンポーネント６５１は、フレーム構造５９０に固定される。作動機構の可動コンポーネント６５２、それに対して吸引壁５００が小さな範囲内で移動できる中間コンポーネント５９４、及び膜壁５１０は、３つのリンク５８２、５８３、及び５８４を介してレバー５８１に接続される。レバー５８１は、フレーム構造５９０に固定されたピボット５８０の周りを回転することができる。したがって、作動機構の可動コンポーネント６５２が、静止コンポーネント６５１に対して延在すると、レバー５８１は、リンク５８２によって押され、ピボット５８０の周りを時計回りに回転する。その結果、リンク５８３は、中間コンポーネント５９４を引っ張り、したがって、吸引壁５００は、フレーム構造５９０に対して上がり、リンク５８４は、膜壁５１０をフレーム構造５９０に対して下に押す。逆に、作動機構の可動コンポーネント６５２が、静止コンポーネント６５１に対して後退すると、レバー５８１は、ピボット５８０の周りを反時計回りに回転し、壁５００を下げ、壁５１０をフレーム構造５９０に対して上げる。

別の実施形態では、膜３００の形状は、可変吸引カップ効果を得るために変更される。具体的には、本方法は、異なるレベルの吸引強度を得るために、物体９００に接触する膜３００の周囲（周囲の長さ（perimeter））を増加又は減少させることからなる。実際、力は圧力×面積である。周囲を増加させることによって、面積もまた増加し、一定の圧力の値では、力もそれによって増加する。周囲は、一般に閉じられるが、シールが完了していない、開放ライン（open line）又は一連のセグメント（a series of segments）であってもよいことに留意されたい。

このような可変吸引カップを実施する方法は、膜コンパートメント１００内の圧力又はその形状を変更することである。別の実施形態又は他の方法で説明されるような圧力機構６００及び／又は作動システム６３０、作動機構６４０及び膜作動機構６５０を使用する膜３００の形状の変化を得ることができる。図３２Ａ及び３２Ｂは、この実施形態の実装を示す。図３２Ａにおける距離“ａ”は、例えば、膜の膨張の結果として、図３２Ｂにおける距離“ｂ”よりも小さい。

別の実施形態を、コンパートメント１００及び２００を区切る構造コンポーネントの相対移動を変化させることによって得ることができる。関連する実装は、物体９００からの膜３００の内縁及び外縁の間の距離を変更することからなる。図３３Ａ及びＢは、そのような実装の例を示す。図３３Ａにおける距離“ａ”は、物体９００からの吸引壁５００及び膜壁５１０の相対距離を変化させる結果として、図３３Ｂにおける距離“ｂ”よりも小さい。

図３４は、図３４Ａの距離“ａ”と図３４Ｂの距離“ｂ”が異なるように、吸引壁５００が移動され、膜３００が変形される例を示す。

さらに別の実装では、いくつかの異なるコンパートメント及び膜が使用され、ここでは、異なるコンパートメントを区切る構造コンポーネントの相対移動が、膜と物体との間の接触の周囲を変化させる。図３５Ａ及び３５Ｂは、３つのコンパートメントを画定する壁５００、５１０及び５２０が物体９００からの異なる距離を有する実装を示す。このような異なる距離は、図３５Ａにおける距離“ａ”が、図３５Ｂにおける距離“ｂ”よりも小さくなることを可能にする。単一の膜又は異なる膜（膜３００及び３１０が図３５に示されている）を使用することができる。

上述の実施形態の組み合わせを使用して、可変吸引カップ効果を作り出すことができる。例えば、コンパートメントが移動せず且つ膜の形状が変化し、コンパートメントが移動せず且つ少なくとも１つのコンパートメント内の圧力が変化し、少なくとも１つのコンパートメントが移動する；及び、少なくとも１つのコンパートメント内の圧力が変化し且つ少なくとも１つのコンパートメントが移動する。

可変吸引カップは、少なくとも１つの作動機構を使用することによって、及び／又は装置が物体９００に対して加える力を変化させることによって得ることができる。

別の実施形態では、装置は、膜３００の形状を変化させることによって、シールの有効性を増減させることができる。例えば、図３６Ａと図３６Ｂを比較すると、膜３００と物体９００との間の接触表面積を増加させることによって、より良好なシールが得られ得る。

別の実施形態では、装置は、物体９００、又は物体９００の一部を、装置内で内側に移動させる。そのような動きは、コンパートメント１００、２００の相対運動、作動機構６３０、６４０、６５０、６６０の使用、又は他の手段を含む、いくつかの方法で誘発することができる。このような動きは、物体９００に対して装置を押すことによっても誘発することができる。

物体の形状、材料、及び特性に応じて、この相対運動は、膜３００と物体９００との間の摩擦を増加させるのを補助する、又は膜３００と物体９００との間のシールを改善するのを補助する、又は、膜３００と物体９００との間の摩擦を増加させ且つシールを改善する両方を補助することができる。図３７Ａ及び３７Ｂは、吸引壁５００の動きが物体９００の内方への動きを容易にする特定の場合の概略図を示す。

代替実施形態は、壁５１０を移動させることによって、又は壁５１０及び５００を順次（sequentially）又は同時に移動させることによって得ることができる。この実施形態は、プラスチックバッグ、穴あきプラスチックバッグ、メッシュバッグなどのバッグ内の物体９００、又はペン、ナット、ボルトなどの小さな物体、又はブラシなどのスパイク状の形状を有する、又はスポンジなどの柔らかい物体に特に適している。この内側への移動は、把持、摩擦、挟むこと（pinching）、吸引、又は物体に力を加える他の方法を容易にすることができる。

別の態様では、作動機構は、膜３００の内向きの動き（inward movement）を作り出す。別の実施形態では、装置と物体９００との間の相互作用によって生成される力は、装置内の物体９００の移動を生成することができる。

別の実施形態では、装置は、物体９００に係合することを補助する突起（protrusions）３５０を含む。これらの突起は、爪、棘、スパイク、バンプ、フック、立方体、球、スタッド（studs）、隆起（ridges）、テクスチャ（textures）、リブ付き線（ribbed lines）の形状を有し得る、又は他の形状を有し得る。突起は、装置の他の要素に接続され得る又はそのような他の要素の一体部分であってもよい複雑な形状であることができる。膜はそのような突起を提示することができる。突起は均一に分布することができる又は膜の一部のみを覆うことができる。それらは膜３００上にランダムに分布することができる。突起は、膜３００の同じ材料（例えば、膜が突起を提示する）又は異なる材料で作ることができる。突起近傍の膜３００は、これらの突起が作り出し得る応力を支持するために、膜３００の残りの部分より厚い又は異なる材料で作られてもよい。

図３８Ａ～３８Ｈは、膜３００上の突起の例を示す。図３９Ａ及び３９Ｂは、膜３００に接続されていない突起３５０を示す。突起は、多孔性である又は突起がグリップを増加させるのを容易にする形状又は機械的特性を有する物体９００を係合することを補助するのに特に適している。このような物体９００は、プラスチックメッシュバッグ、織物ベースの物体、スポンジ、レンガ、軽石ベースの物体、及びその他を含み得る。図４０Ａ及び４０Ｂは、突起がグリップを増加させるいくつかの例を示す。

膜３００は、可変の剛性及び形状を有し得る。例えば、吸引カップの形態をとることができ、その蓋は、次いで、薄い膜３００を形成するように延びることができる。別の例では、膜３００は、図３Ｆの最後の図に示されるように、可変の厚さを有する。

膜３００の別の実施形態を図４１に示す。この態様において、膜３００は、モノリシック構造である。膜３００の組成は、均一であることができる又は膜３００のある部分から他の部分へと連続的に変化することができる。把持装置に取り付けるためのネジ山付きインサート３０２のようなオプションの装置を追加することができる。

膜３００の別の実施形態を図４２に示す。この実施形態では、膜３００は、異なる材料で作られた領域を含み、領域間にはっきりとした境界を有する。例えば、図２１では、ネジ山付きインサートに嵌合するための膜本体３５４及びボス３５５は、両者の間にはっきりとした境界３５６を有する２つの異なる材料で作られる。

膜の別の態様を図４３に示す。この実施形態では、１つ又は複数の穴３５７及び／又は空洞３５８が膜に組み込まれる。穴３５７は、コンパートメント２００の一部として使用することができる。穴３５７はまた、他の目的、例えば、構造目的に役立つことができる。

膜の別の態様を図４４に示す。この実施形態では、突起３５０、凹み３６５、隆起３６０、及び／又は溝３６１のような特徴部（features）が、膜３００内に形成される。また、膜３００の厚さは、異なる領域３６６、３６７の間で変化する。領域３６６における膜３００の表面テクスチャは、領域３６７におけるものと異なることもできる。

別の実施形態では、装置は、少なくとも１つの突起を持つ膜３００の少なくとも一部を有し、吸引を使用せずに把持する。実際、突起の存在は、吸引が必要とされないように十分な摩擦力、インターロック力又は他の機械的力を作り出し得ることに留意すべきである。この場合、装置は、膜３００を持つ単一のコンパートメントから成ることができる。このような構成は、突起で把持されるのに適した物体のみが存在する場合に使用することができる。

図４５Ａ及び４５Ｂは、突起が物体９００に係合し、それを把持するように、力が膜３００に加えられる実施形態を示す。吸引は使用されないが、装置は、図４０Ａ及び４０Ｂに示されているものと非常に類似した方法で動作する。実際、引っ張り力を発生させる吸引力は、膜３００を引っ張り、突起が物体９００と係合することを可能にする力によって、図４５において代用される。より一般的な用語では、膜３００は、物体９００と反対方向の成分を有する力を受ける。

別の構成では、膜３００は物体９００に対してスライドする。このようなスライドは、突起が物体９００に係合することを可能にする。このようなスライドは、こすること（rubbing）を含む。

別の形態では、２つ以上の膜、又は同じ膜の部分が、互いに対して反対方向に動く。したがって、一方の膜の突起は他方の膜の突起とは反対の方向に物体を引っ張る。図４５Ｂは、同じ膜の部分が装置の中心軸に向かって移動する例を示す。

別の構成では、膜３００は、動かないが、互いに反対の方向に物体９００に力を加える。図４５Ｂは、そのような場合の一例を示す。

別の実施形態では、少なくとも２つの突起が、互いに反対方向の成分を有する力を物体９００に及ぼす。

少なくとも１つの突起を持つ膜３００の少なくとも一部が物体９００と接触する把持する方法である。突起は、それが、物体９００に係合する、摩擦を含む、インターロック力又は他の機械的力を作り出すように、物体９００と相互作用する。このようなインターロックは、膜３００の動きによって又は膜３００が物体９００に加える力によって補助されることができる。

別の実施形態では、装置は、装置のコンポーネントが吸引コンパートメント２００を閉塞することを防止するために、少なくとも１つのセパレータ要素３３０を含む。例えば、膜３００は、吸引の減少をもたらす空気／流体の流れを制限する閉塞３２０を形成することがある。このような閉塞は、例えば、膜コンパートメント１００の加圧によって、吸引コンパートメント２００の押し下げによって、物体９００によって、又は他の理由によって作り出されることがある。図４６Ａは、閉塞３２０の一例を示し、図４６Ｂは、セパレータ要素３３０を示す。セパレータ要素３３０は、孔があけられる、多孔質又は気密／水密、機械的に柔軟（compliant）又は硬く（stiff）することができる、又は異なるコンポーネント（例えば、スライドコンポーネント）で作製することができる。セパレータ要素３３０は、コンパートメント、膜、作動機構、突起、又は装置の他のコンポーネントの一体部分とすることができる。

別の実施形態では、装置は、少なくとも吸引カップ３４０を含む。このような吸引カップは、別個の要素であり得る又は膜３００の一体部分であり得る。それは、吸引壁５００又は膜壁５１０、又は装置の他の部分に接続することができる。図４７Ａ～４７Ｄは、吸引カップ３４０が、図４７Ａ及び４７Ｂのように吸引壁５００に、図４７Ｃのように膜壁５１０に、又は図４７Ｄの変形可能な膜３００及び膜壁５１０に取り付けられている例を示す。異なるサイズの複数の吸引カップを使用して、小さな物体及び大きな物体をシールすることができる。

図４８Ａ～４８Ｃは、吸引カップ３４１が膜壁５１０に取り付けられ、吸引カップ３４２が吸引壁５００に取り付けられた例を示す。この構成は、異なるサイズ及び形状の物体９００を把持するのに特に適している。例えば、吸引カップ３４１は、図４８Ａのように、吸引コンパートメント２００内の空気／流体の流れが吸引を生じさせる場合に、大きな表面積の物体９００を把持するために使用することができ；膜３００は、図４８Ｂのように、吸引カップ３４１及び３４２が失敗し得る不規則な形状の物体９００を把持することができ；吸引カップ３４２は、図４８Ｃのように、平坦な小さな物体を把持することができる。吸引カップは、異なる材料、形状で作ることができ、異なる特性を有することができる。例えば、円形、楕円形、正方形、長方形又は他の幾何学的形状であることができる。それは、ゲル、ポリマー又は他の材料で作ることができる。それは孔のあいた膜であることができる。それは孔のあいたブロックであることができる。それは、チューブである、切頭円錐である、対称又は非対称幾何学的形状を有する、又は他の形状を有することができる。

別の実施形態では、物体を把持するための方法が提示されており、ここでは、１つの膜３００、内側吸引カップ及び外側吸引カップの併用を用いて、吸引コンパートメント２００内で生成された吸引を用いて把持する。

別の実施形態では、セパレータ要素３３０及び吸引カップ３４０は、単一のコンポーネントであるように構成される。そのようなコンポーネントは、別個であることができる又は膜３００の一体の部分であることができる。それは、多孔性又は気密／水密であることができる。

別の実施形態では、少なくとも１つのベローズ３６０が使用される。このようなベローズは、装置が物体９００に適合するのを補助する主な役割を有する。図４９Ａ及び４９Ｂは、ベローズの例を示す。ベローズは様々な形状を有することができる。その断面は、円形、楕円形、長方形、又は不規則な形状を含む他の形状とすることができる。長手方向軸に沿った異なる断面は、異なる形状を有することができる。ベローズは、不規則な幾何学的形状又は１つ以上の対称性を有する幾何学的形状を含む、球形又は他の幾何学的形状を有することができる。

別の実施形態では、セパレータ要素３３０、吸引カップ３４０及び／又はベローズ３６０は、突起３５０を有する。

別の実施形態では、複数の吸引コンパートメントが使用され、変形可能な膜は、複数の吸引コンパートメント内で行われる圧力変化がグリップ力又は引き付け力を調節するように、複数の吸引コンパートメントを受け入れるように構成された複数のアパーチャ（apertures）をさらに有する。代替的には、複数の膜コンパートメントが使用され、変形可能な膜は、複数の膜コンパートメントを区切る描く複数の変形可能な膜をさらに含む。

別の実施形態では、以下のうちの少なくとも２つの要素が組み合わされる：少なくとも１つの膜；内向きの流れを閉塞するための少なくとも１つの要素；少なくとも１つの吸引カップ；少なくとも１つのベローズ；少なくとも１つのコンパートメント；少なくとも１つの作動機構；及び少なくとも１つの突起。

別の実施形態では、同じ装置が、いくつかの構成を引き受け（assumes）：これには、吸引カップ３４２が物体を把持する（図５０）；吸引カップ３４１が物体を把持する（図５１）；膜３００が物体に適合し、それを把持する（図５２）；少なくとも１つの突起３５０が物体と係合する（図５３）；膜が物体をコンパートメント２００に向かって内方に引っ張る（図５４）が含まれるが、これらに限定されない。この実施形態は、前述の実施形態及び他の実施形態の組み合わせを含む。上述の構成のいくつかは、重複し得ることに留意されたい。例えば、第２及び第５の構成は、同一であってもよく、装置は、物体９００の特性に応じて、異なるように動作し得る。同一装置の異なる構成が図５１～５４に示されていることに留意されたい。膜３００、吸引カップ３４２、突起３５０、及びベローズは、すべて単一の要素に組み合わせることができることに留意されたい。図５１～５４は、必要に応じて、前の要素を１つの要素に都合よく組み合わせることができる装置を示す。このような要素は、異なる厚さ、粗さを有し、異なる材料で作られることに留意されたい。

別の実施形態では、作動機構を使用して、突起３５０を物体にさらす（expose）。作動機構は、突起を後退させるためにも使用することができる。

別の実施形態では、以下の段階が考慮される方法が提案される：圧力機構６００は、吸引コンパートメント２００に凹みを生じさせる；物体９００とのシールが、吸引カップ３４２によって形成され、吸引カップは、膜３００の一体部分である、ベローズ形状３６０及び／又は突起３５０を有することができる；吸引カップ３４１は、より広い領域にわたってシールを作り出す；作動機構は、膜３００が物体９００に適合するのを支援する；作動機構は、物体９００に１つ又は複数の突起をさらす；作動機構は、その効果を高めるために突起を後退させる；作動機構は、物体の内方への移動を生じさせる。この方法は、上記の段階のうちの１つのみを含み得ることに留意されたい。このような段階は、様々な異なる経時的な順序で組み合わせることができ、また反復することもできる。

別の実施形態では、物体を把持するための方法が提示され、物体は、次のビン（bins）うちの少なくとも２つに分類される：少なくとも吸引カップ３４１によって最もよく把持される物体；少なくとも第２の吸引カップ３４２によって最もよく把持される物体；少なくともベローズ３６０を使用することによって最もよく把持される物体；少なくとも膜３００によって最もよく把持される物体；少なくとも突起３５０を使用して最もよく把持される物体；摩擦力を使用して最もよく把持される物体；吸引を使用して最もよく把持される物体；物体の内方への動きを誘発することによって最もよく把持される物体；及び膜を使用して物体を囲むことによって最もよく把持される物体。

別の実施形態では、物体を把握する方法は、物体の特徴を検出する及び／又は物体９００を認識するアルゴリズムに基づく。このような方法は、ルックアップテーブル；ランダムフォレスト、サポートベクトルマシン、線形判別分析、ニューラルネットワーク、ディープニューラルネットワーク、又は強化学習に基づく教師あり、教師なしであることができる他の機械学習アルゴリズムを含む機械学習アルゴリズム；平面を検出するアルゴリズム；物体のエッジ及び／又は特徴を検出するアルゴリズム；物体の重さ（weight）に基づいたアルゴリズム；又は他のアルゴリズム；から成ることができる。このようなアルゴリズムは、適応可能な装置をどのように最適に動作させるかを識別するために使用することができる。図５５Ａ～５５Ｃは、アルゴリズムが、物体を把持するためにグリッパのコントローラに情報を提供することを示す。具体的には、図５５Ｃは、４つのビンに基づくディシジョンツリーの例を示す。

別の実施形態では、本発明の異なる構成を使用する方法を、物体９００をビンに分類する方法と、及び／又は、物体の特徴を検出する及び／又は物体９００を認識するアルゴリズムを使用する方法と組み合わせる方法が提案される。装置は、手動又は自動的に再構成することができる。別の実施形態では、物体の把持の失敗は、アルゴリズムに情報を与える。

別の実施形態では、物体９００を把持するための方法が提示されており、デフォルトの把持方法として吸引カップが使用され、吸引カップによって加えられる力が十分でない場合に膜３００が使用される。このような膜３００は、吸引カップに補助力を与えるか、その使用に代わるものとすることができる。例えば、メッシュバッグの場合、吸引カップは、バッグを内向きに引っ張るが、吸引カップは、バッグをピックアップするのに十分な力を発揮しないことがある。膜３００の使用は、良好な把持を実行するために必要なシール及び摩擦力を提供し得る。図５６は提案手法の一例を示す。

本発明は、空中、水中、及び他の環境で動作するように構成される。さらに、本発明は、１つ又は複数の物体を把持するように構成される。吸引コンパートメント２００は、把持、把持された物体の解放を容易にするために、又は他の理由のために、加圧されることができる。吸引コンパートメント２００は、空気のようなガス又は流体が流れることができる、エアライン又はチューブのような単純なチューブの形態をとることができる。コンパートメント１００、２００は、極端に小さく又は大きくなることができる。吸引コンパートメント２００は、吸引カップをさらに有し得る。吸引コンパートメント２００は、さらに、膜の少なくとも一部から形成され得る。吸引コンパートメント２００は、リングであることができる。最後に、コンパートメント１００、２００は、同じ膜から形成することができる。

上記の説明は、特定の要素、サイズ、及び他の教示に関する特定の詳細を含んでいるが、本発明の実施形態又はそれらの任意の組み合わせは、これらの特定の詳細なしに実施され得ることが理解される。具体的には、特定の形状及び構成が示されているが、膜３００が把持力又は引き付け力を提供するのを補助する限り、任意の適切な形状及び構成が使用され得る。これらの詳細は、任意の実施形態の範囲に対する限定として解釈されるべきではなく、単に、現在好ましい実施形態の例示として解釈されるべきである。他の例では、良く知られた構造、要素、及び技術は、本発明の詳細を明確に説明するために示されていない。

本発明の実施形態の上記の詳細な説明は、網羅的であることを意図するものではなく、本発明を上記に開示された詳細な形態又は本開示に記載された特定の使用分野に限定するものでもない。本発明の特定の実施形態及び実施例が、説明の目的で上述されているが、当業者が認識するように、本発明の範囲内では、種々の均等な修正が可能である。また、本明細書で提供される本発明の教示は、必ずしも上述のシステムではなく、他のシステムに適用することができる。上記の種々の実施形態の要素及び作用を組み合わせて、さらなる実施形態を提供することができる。

上記の「詳細な説明」に照らして、本発明を変更することができる。上記の説明は、本発明の特定の実施形態を詳細に説明し、考えられる最良の形態を記載しているが、本発明は、いかに本文中に上記の詳細が記載されていても、様々な方法で実施することができる。従って、実施形態の詳細は、本明細書に開示されている本発明に依然として包含されているが、かなり変化し得る。上述のように、本発明の特定の特徴又は態様を説明する際に使用される特定の用語は、その用語が関連する本発明の任意の特定の特性、特徴又は態様に限定されるように、本明細書中で再定義されることを意味するように解釈されるべきではない。

本発明の特定の態様は、以下、特定の請求項の形態で提示されるが、本発明者は、本発明の様々な態様を任意の数の請求項の形態で意図する。従って、発明者は、出願後に追加クレームを追加する権利を、そのような追加クレームの形態を当該発明の他の態様について追求するために、留保する。

Claims (25)

1. 吸引壁内に形成された吸引コンパートメントであって、前記吸引コンパートメントは開口をさらに有する、吸引コンパートメントと；
   物体の周囲に変形するように構成された変形可能な膜であって、前記物体とのシールを形成する、変形可能な膜と；
   膜壁及び前記変形可能な膜内に形成された膜コンパートメントと；
   前記吸引コンパートメントの圧力を変化させるように構成された圧力機構と；を有し、
   前記圧力機構による前記吸引コンパートメントの減圧は、前記シール内の圧力を低下させ、前記物体に把持又は引き付け力を提供する、
   把持装置。
2. 前記膜コンパートメントは、空気、ガス、流体、粒状材料、相変化材料、又は圧縮性固体材料を含む材料をさらに含み、前記材料は、前記変形可能な膜の形状を変化させ、前記シール及び前記把持又は引き付け力の有効性を変更する、
   請求項１に記載の把持装置。
3. 前記膜コンパートメント及び前記材料と流体連通する膜圧力機構をさらに有し、前記膜圧力機構は、前記膜コンパートメント内の前記材料を操作することによって前記変形可能な膜の形状又は剛性を変化させることをさらに含む、
   請求項２に記載の把持装置。
4. 前記材料を操作することは、前記材料又は前記変形可能な膜の体積、圧力、温度、ｐＨ値、流量、粘度、密度、相、剛性、磁気特性、静電特性、電磁特性、又は組成を変化させることをさらに含む、
   請求項３に記載の把持装置。
5. 前記吸引コンパートメントの圧力、前記膜コンパートメントの圧力、前記変形可能な膜の動き、前記把持装置と前記物体との相互作用、前記把持又は引き付け力の強さ、前記把持装置からの前記物体の距離、前記物体の形状、前記物体の材料、前記物体の空孔率、前記物体のトポロジー、前記物体を囲む袋の存在及び種類、前記物体の種類、及び物体認識を監視する少なくとも１つのセンサをさらに有する、
   請求項１に記載の把持装置。
6. 前記開口は、単一の孔、複数の孔を持つ表面、グリッド、多孔性材料、フィルタ、通気性材料、吸引カップ、又はベローズをさらに有する、
   請求項１に記載の把持装置。
7. 前記吸引壁又は前記膜壁に取り付けられた吸引カップをさらに有する、
   請求項１に記載の把持装置。
8. 前記変形可能な膜による前記開口の閉塞を防止するように構成されたセパレータ要素をさらに有する、
   請求項１に記載の把持装置。
9. 前記変形可能な膜は、ベローズ形、吸引カップ形、突起、凹み、隆起、溝、テクスチャ、穴、空洞、異なる厚さをさらに有する、又は異なる材料から形成される、又は膜の組み合わせをさらに含む、
   請求項１に記載の把持装置。
10. 前記吸引壁を動かすように構成された作動機構をさらに有し、前記吸引壁を動かすことは、前記変形可能な膜の形状を変化させる、
    請求項１に記載の把持装置。
11. 前記膜壁を動かすように構成された作動機構をさらに有し、前記膜壁を動かすことは、前記変形可能な膜の形状を変化させる、
    請求項１に記載の把持装置。
12. 少なくとも１つの突起であって、前記少なくとも１つの突起を前記物体と機械的にインターロックするように構成された少なくとも１つの突起をさらに有する、
    請求項１に記載の把持装置。
13. 前記吸引壁及び前記膜壁を互いに対して動かすように構成された少なくとも１つの作動機構をさらに有し、前記吸引壁及び前記膜壁の相対運動が、前記把持装置の外側から前記把持装置の内側への前記変形可能な膜のローリング運動を誘発する、
    請求項１に記載の把持装置。
14. 大気と流体連通し、前記大気と前記吸引コンパートメント又は前記膜コンパートメントとの間の圧力を正常化するように構成されたバルブをさらに有し、前記把持又は引き付け力を調節する、
    請求項１に記載の把持装置。
15. 複数の吸引コンパートメントをさらに有し、前記変形可能な膜は、前記複数の吸引コンパートメント内で行われる圧力変化が前記把持又は引き付け力を調節するように、前記複数の吸引コンパートメントを受け入れるように構成された複数の開口をさらに有する、
    請求項１に記載の把持装置。
16. 前記変形可能な膜と機械的に連通する作動機構をさらに有し、前記作動機構が前記変形可能な膜の位置又は形状を操作するように構成される、
    請求項１に記載の把持装置。
17. 前記膜コンパートメントが、複数の膜コンパートメントをさらに含み、前記変形可能な膜は、前記複数の膜コンパートメントを区切る複数の変形可能な膜をさらに含む、
    請求項１に記載の把持装置。
18. 前記吸引コンパートメント及び前記変形可能な膜と回転連通するジョイントをさらに有し、前記ジョイントは、前記物体とのより良好なシールを形成するようにこれらの要素を回転させるように構成される、
    請求項１に記載の把持装置。
19. 前記変形可能な膜は、前記物体を把持するように構成された少なくとも１つの突起をさらに有しみ、作動機構が、前記変形可能な膜を動かすことによって、前記少なくとも１つの突起を露出又は後退させるように構成される、
    請求項１８に記載の把持装置。
20. 前記吸引壁を動かすように構成された作動機構をさらに有し、前記吸引壁を動かすことは、前記変形可能な膜の形状を変化させ、さらに、前記膜壁を動かすように構成された作動機構を有し、前記膜壁を動かすことは、前記変形可能な膜の形状を変化させ、さらに、前記吸引壁に取り付けられた吸引カップを有する、
    請求項３に記載の把持装置。
21. 把持装置であって：
    変形可能な膜を有する可変吸引カップであって、前記変形可能な膜は膜コンパートメントを区切り、前記変形可能な膜は開口をさらに有する、可変吸引カップと；
    前記開口に位置合わせされた吸引コンパートメントと；
    前記吸引コンパートメントと流体連通する圧力機構と；
    前記吸引コンパートメントと前記膜コンパートメントとの間の相対位置を変化させるように構成された作動機構であって、前記変形可能な膜の形状を変化させる、作動機構と；を有し、
    前記作動機構によって誘発される前記変形可能な膜の形状の変化は、前記可変吸引カップのサイズを増加又は減少させ、前記圧力機構によって生成される前記吸引コンパートメントの減圧は、前記可変吸引カップが物体に隣接して位置決めされるとき、把持又は引き付け力を提供する、
    把持装置。
22. 物体を把持する方法であって：
    物体の周りに膜を適合させ、シールを形成するステップであって、前記膜は、開口をさらに有する、ステップと；
    吸引コンパートメント及び前記開口と流体連通する圧力機構を用いて前記吸引コンパートメントを減圧するステップと；
    作動機構又は膜圧力機構を用いて前記膜の形状の変化させるステップと；を含み、
    
    前記吸引コンパートメントの前記減圧は、前記シール内の圧力を低下させ、前記物体に把持及び引き付け力を提供する、
    方法。
23. 膜コンパートメントを前記物体に向かって変位させるステップであって、前記膜コンパートメントは前記膜によって区切られる、ステップと；
    前記物体から離れるように前記吸引コンパートメントを変位させるステップと；をさらに含み、
    前記吸引コンパートメント及び前記膜コンパートメントの変位は、前記膜の形状を変化させ、前記膜の形状の変化は、把持及び引き付け力を生成する、
    請求項２２に記載の方法。
24. １つ又は複数のセンサからの入力を受信するステップと、前記入力を使用して機械学習アルゴリズムを実装するステップと、前記機械学習アルゴリズムを使用して、物体の平らな表面、エッジ、色、重量、及び他の特徴を検出するステップとをさらに含む、
    請求項２２に記載の方法。
25. 前記機械学習アルゴリズムは、少なくとも１つのルックアップテーブルと、ランダムフォレスト、サポートベクタマシン、線形判別分析、ニューラルネットワーク、及びディープニューラルネットワークのうちの少なくとも１つとをさらに含む、
    請求項２４に記載の方法。

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