JP7138324B1 - エンドエフェクタ、及びロボットシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ロボット物体把持システムで使用するためのエンドエフェクタ、及び関連するシステムと方法が、本明細書に開示されている。【解決手段】いくつかの実施形態では、エンドエフェクタは、第１の取り付け構造、第１の取り付け構造に結合された力センサ、力センサに結合された第２の取り付け構造、及び第２の取り付け構造に結合されたグリッパーアセンブリを含む。力センサは長手方向平面の下にあり、垂直軸に沿って力を測定するように構成される。また、エンドエフェクタは、第１の取り付け構造に結合された第１のブラケットと、第２の取り付け構造に結合された第２のブラケットとを含む。第１及び第２のブラケットは、接続チューブに接続して、接続チューブ及びその中のいかなる力をも第１のブラケットと第２のブラケットとの間で長手方向に隔離するように構成され、それにより、動作中に接続チューブからの力センサ上のノイズを低減する。【選択図】図４

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２１年４月６日に出願された米国仮特許出願第６３／１７１０８６号の利益を主張するものであり、その全体を参照により本明細書に援用する。

本技術は、一般に、把持機構を備えたロボットシステム、より具体的は、把持機構に関連するノイズを低減する機能を備えたロボットシステムに関する。

性能の向上及びコストの削減により、多くのロボット（例えば、物理的行動を自動的／自律的に実行するように構成されるマシン）が多くの分野で広く使用されるようになってきている。例えば、ロボットは、製造及び／又は組立、梱包及び／又は包装、搬送及び／又は出荷などで、様々なタスク（例えば、空間を通して物体を操作又は移送する）を実行するために使用できる。タスクを実行する際、ロボットは人間の行動を再現できるため、危険なタスク又は反復的なタスクを実行するために、普通なら必要とされる人間の介入を置き換えたり、減らしたりすることができる。

しかし、技術の進歩にもかかわらず、ロボットは、より大規模及び／又はより複雑なタスクを実行するために必要な人間の相互作用を再現するために必要な高度な機能が欠けていることがしばしばある。したがって、ロボット間の動作及び／又は相互作用を管理するための改善された技術及びシステムが依然として必要である。

本技術のいくつかの実施形態による、把持機構を備えるロボットシステムが動作できる例示的な環境の図である。 本技術のいくつかの実施形態による、図１のロボットシステムを例示するブロック図である。 本技術のいくつかの実施形態によるエンドエフェクタの動作中に測定される、様々な力、ならびに力における様々なノイズソースを示す概略図である。 本技術のいくつかの実施形態によるエンドエフェクタの動作中に測定される、様々な力、ならびに力における様々なノイズソースを示す概略図である。 本技術のいくつかの実施形態によるエンドエフェクタの動作中に測定される、様々な力、ならびに力における様々なノイズソースを示す概略図である。 本技術のいくつかの実施形態による、ノイズキャンセル機能を備えたエンドエフェクタの等角図である。 本技術のいくつかの実施形態による、図４のエンドエフェクタの側面図である。 本技術のいくつかの実施形態による、図４のエンドエフェクタの追加の機能を示す正面図である。 本技術のいくつかの実施形態による、図４のエンドエフェクタの追加の機能を示す正面図である。 本技術のいくつかの実施形態による、図４のエンドエフェクタの追加の機能を示す等角正面図である。 本技術のいくつかの実施形態による、図４のエンドエフェクタの追加の機能を示す等角背面図である。 本技術のいくつかの実施形態による、ロボット物体把持システムで使用するエンドエフェクタを動作させるためのプロセスの流れ図である。 本技術のいくつかの実施形態による、図４に示されるタイプのエンドエフェクタの追加の機能を示す側面図である。 本技術のいくつかの実施形態による、図９Ａのエンドエフェクタの等角図である。

図面は必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではない。同様に、いくつかの構成要素及び／又は操作は、本技術のいくつかの実装の説明の目的のために、異なるブロックに分離されるか、又は単一のブロックに結合され得る。さらに、本発明は、様々な修正及び代替の形態に対応できるが、特定の実装が例として図面に示され、以下で詳細に説明されている。しかしながら、その意図は、説明されている特定の実装に技術を限定することではない。

参照を容易にするために、エンドエフェクタ及びその構成要素は、本明細書では、図面に示される実施形態の空間的向きに対して、上部及び下部、上側及び下側、上方向及び下方向、長手方向平面、水平面、ｘｙ平面、垂直面、及び／又はｚ平面を参照して説明されることがある。しかしながら、本技術の開示された実施形態の構造及び／又は機能を変更することなく、エンドエフェクタ及びその構成要素は、異なる空間配向に移動し、その中で使用することができることを理解されたい。

概要
ロボット物体把持システムで使用するためのエンドエフェクタ、及び関連するシステムと方法が、本明細書に開示されている。エンドエフェクタは、第１の取り付け構造、第１の取り付け構造に結合された（例えば、第１の取り付け構造によって運ばれる）力センサ、力センサに結合された第２の取り付け構造、及び第２の取り付け構造に結合されたグリッパーアセンブリを含むことができる。第１の取り付け構造は、物体把持システムのロボットアームに（例えば、アーム接続構成要素を介して）結合可能な第１の端部と、長手方向平面（例えば、ｘｙ平面）において第１の端部から離間した第２の端部とを有する。力センサは、長手方向平面の下の第１の取り付け構造の第２の端部に結合されている（例えば、第１の取り付け構造の下面に結合されている）。力センサは、長手方向平面に少なくとも部分的に直交する（例えば、垂直軸に沿った）第１の方向の力を測定するように構成され、エンドエフェクタ（又はそれに動作可能に結合されたコントローラ）が動作中に様々な物体の質量を決定できるようにする。第２の取り付け構造は、力センサに結合され（また、力センサによって運ばれ）、グリッパーアセンブリは、第２の取り付け構造に結合される（また、第２の取り付け構造に運ばれる）。その結果、第２の取り付け構造とグリッパーアセンブリの重量は、グリッパーアセンブリが把持する物体の重量と同様に、力センサによって常に測定される。

様々な実施形態では、グリッパーアセンブリは、バイアス力（例えば、吸引力、電圧、電流、圧力など）を受けるために接続チューブにそれぞれ動作可能に結合可能な１つ又は複数の把持構成要素を含むことができる。把持構成要素は、それぞれ（例えば、個別に）バイアス力を使用して、１つ又は複数の対象物体をピックアップすることができる。グリッパーアセンブリによって物体がピックアップされると、ピックアップされた物体の重量が、力センサによって測定されるエンドエフェクタに下向きの力を加える。以下でより詳細に説明するように、物体把持システムは、測定された力を使用して、ピッキング動作が成功したこと（例えば、目的の対象物体（複数可）が完全にピックアップされたこと、及び／又は意図しない物体がピックアップされなかったこと）を確認でき、及び／又はピッキング動作が失敗したときに動作を調整する（例えば、ピックアップされなかった対象物体（複数可）の数及び／又はピックアップされた意図しない物体の数を決定する）ことができる。

動作中、バイアス力の係合及び／又は解放による接続チューブの動き、及び／又は位置間のエンドエフェクタの動きは、力センサによる測定にノイズ（例えば、外乱力）をもたらす可能性がある。純粋に例として、バイアス力が吸引力であるとき、吸引力は、吸引力が係合しているときに、接続チューブをシフトさせ、及び／又はグリッパーアセンブリ上で上方に引っ張ることができる。結果として生じる動きと力は、力センサによってピックアップされる可能性があり、それによって物体把持システムを混乱させる可能性がある。別の例では、エンドエフェクタが２つの場所（例えば、ピッキング場所とドロップ場所）の間を移動すると、接続チューブが動き回り、力センサにノイズを引き起こし、それによって物体把持システムを混乱させる可能性がある。

ノイズは、特にエンドエフェクタを使用して比較的小さな対象物体を移動するときに、ロボットシステムの動作を損なう可能性がある。ノイズに対処するために、エンドエフェクタにノイズ低減構成要素を含めることもできる。ノイズ低減構成要素は、第１の取り付け構造に結合された第１のブラケットと、第２の取り付け構造に結合された第２のブラケットとを含むことができる。第１及び第２のブラケットのそれぞれは、接続チューブに結合及び／又は固定するように構成される１つ又は複数のチューブコネクタ（及び／又はチューブ取り付け構成要素、取り付けスペース、及び／又は固定要素）を含む。したがって、第１及び第２のブラケットは、接続チューブをエンドエフェクタに取り付けて、物体把持システムの動作中の接続チューブからのノイズを管理するのを助けることができる。例えば、第１及び第２のブラケットはそれぞれ、接続チューブを編成し、動作中の動きを減らすのを助ける。さらに、第１のブラケット上の１つ又は複数のチューブ取り付け構成要素は、長手方向に沿って（例えば、ｘｙ平面内で）第２のブラケット上の１つ又は複数のチューブ取り付け構成要素と平行にすることができる。したがって、第１及び第２のブラケットは、第１のブラケットと第２のブラケットとの間の長手方向において、接続チューブ、及びその中のあらゆる動き又は力を隔離することができる。結果として、接続チューブの動き及び／又は接続チューブを介して変換される力から生じるノイズは、少なくとも部分的に長手方向に隔離される。

別の言い方をすれば、第１及び第２のブラケットの開示された配置は、接続チューブによって引き起こされるノイズを大幅に低減（又は排除）することができる。例えば、第１のブラケットは第１の取り付け構造に結合されているため、第１のブラケットは、力及び／又は力センサの上流の動きを（例えば、エンドエフェクタが２つの場所の間を移動している間）吸収できる。同様に、第２のブラケットは第２の取り付け構造に結合されているので、第２のブラケットは、力センサの下流への力及び／又は動き（例えば、バイアス力が係合しているときの引き戻し運動及び力）を第１のブラケットに向け直すことができる。さらに、第１及び第２のブラケット上の１つ又は複数のチューブ取り付け構成要素が長手方向に沿って平行に配置されるため、接続チューブを介して平行移動される力及び／又は力は、力センサによって測定されない平面に向け直される。結果として、第１及び第２のブラケットは、接続チューブの動きに関連するバイアス力及び／又はノイズが力センサをバイパスすることを可能にする。そうすることで、第１及び第２のブラケットは、力センサのノイズを大幅に低減（又は排除）し、それによってエンドエフェクタ及び関連するロボットシステムのパフォーマンスを向上させることができる。

いくつかの実施形態では、エンドエフェクタは、第１のブラケットの反対側の第１の取り付け構造に結合された第３のブラケット、及び第２のブラケットの反対側の第２の取り付け構造に結合された第４のブラケットを含む。第１及び第２のブラケットと同様に、第３及び第４のブラケットのそれぞれは、接続チューブに結合及び／又は固定するように構成される１つ又は複数のチューブコネクタ（又はチューブ取り付け構成要素）を含むことができる。さらに、第３のブラケット上の１つ又は複数のチューブ取り付け構成要素は、長手方向に沿って第４のブラケット上の１つ又は複数のチューブ取り付け構成要素と平行にすることができる。結果として、第３及び第４のブラケットはまた、力センサを通って／又はその周りを移動する間、バイアス力及び／又はノイズを長手方向への動きから隔離することができる。したがって、第３及び第４のブラケットは、追加の関連するノイズを低減（又は排除）しながら、エンドエフェクタが追加の数の把持構成要素を運び、操作することを可能にすることができる。

さらに、本明細書では、複数の小さな把持構成要素を備えたエンドエフェクタで使用するために主に論じられているが、当業者は、本発明の範囲がそのように限定はされないことを理解するであろう。例えば、エンドエフェクタには、任意のサイズの対象物体をピックアップするように構成される任意の数の把持構成要素のみを含めることができる。さらに、エンドエフェクタ内のブラケットの開示された構成は、力センサを通って及び／又はその周りを移動する間、力を代替平面に隔離する必要がある任意の適切なシステムに展開することができる。したがって、本発明の範囲は、実施形態のサブセットに限定されず、添付の特許請求の範囲に記載された制限によってのみ限定される。

周知であり、しばしばロボットシステム及びサブシステムに関連付けられるが、開示された技術のいくつかの重要な態様を不必要に不明瞭にし得る構造又はプロセスを説明するいくつかの詳細は、明確にするために以下の説明には記載されていない。さらに、以下の開示では、本技術の異なる態様のいくつかの実施形態が示されているが、他のいくつかの実施形態は、本節で説明したものとは異なる構成又は異なる構成要素を有することができる。したがって、開示された技術は、追加の要素を有するか、又は以下で説明する要素のいくつかを有さない他の実施形態を有することができる。

以下で説明する本開示の多くの実施形態又は態様は、プログラム可能なコンピュータ又はコントローラによって実行されるルーチンを含む、コンピュータ実行可能命令又はコントローラ実行可能命令の形態をとることができる。当業者は、開示された技術が、以下で示され説明されるもの以外のコンピュータシステム又はコントローラシステムで実施できることを理解するであろう。本明細書で説明される技術は、以下で説明されるコンピュータ実行可能命令の１つ又は複数を実行するように具体的にプログラムされ、構成され、又は構築される専用コンピュータ又はデータプロセッサで具体化することができる。したがって、本明細書で一般的に使用される「コンピュータ」及び「コントローラ」という用語は、任意のデータプロセッサを指し、インターネット機器及びハンドヘルドデバイスを含むことができ、その中にはパームトップコンピュータ、ウェアラブルコンピュータ、携帯電話又は移動電話、マルチプロセッサシステム、プロセッサベース又はプログラマブル家庭用電化製品、ネットワークコンピュータ、ミニコンピュータなどが含まれる。これらのコンピュータ及びコントローラによって処理される情報は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を含む、任意の適切な表示媒体で表示することができる。コンピュータ実行可能タスク又はコントローラ実行可能タスクを実行するための命令は、ハードウェア、ファームウェア、又はハードウェアとファームウェアの組み合わせを含む、任意の適切なコンピュータ可読媒体に記憶することができる。命令は、例えば、フラッシュドライブ、ＵＳＢデバイス、及び／又は他の適切な媒体を含む、任意の適切なメモリデバイスに含めることができる。

「結合された」及び「接続された」という用語は、それらの派生語とともに、構成要素間の構造的関係を説明するために本明細書で使用することができる。これらの用語は、互いに同義語として意図されたものではないことを理解されたい。むしろ、特定の実施形態では、「接続された」は、２つ以上の要素が互いに直接接触していることを示すために使用することができる。文脈で明らかにされていない限り、「結合された」という用語は、２つ以上の要素が直接又は間接的に（それらの間にある他の介在要素と）互いに接触していること、２つ以上の要素が互いに（例えば、信号の送信／受信又は関数呼び出しなどの因果関係のように）連携又は相互作用していること、又はその両方を示すために使用することができる。

ロボットシステムの例示的環境
図１は、物体処理機構を備えたロボットシステム１００が動作可能な例示的な環境の図である。ロボットシステム１００の動作環境は、１つ又は複数のタスクを実行するように構成される、ロボット又はロボットデバイスなどの１つ又は複数の構造を含むことができる。物体処理機構の態様は、様々な構造及び／又は構成要素によって実施又は実装できる。

図１に示す例では、ロボットシステム１００は、倉庫、配送センタ、又は移送ハブにおいて、荷下ろしユニット１０２、移送ユニット１０４、搬送ユニット１０６、積載ユニット１０８、又はそれらの組み合わせを含むことができる。ロボットシステム１００の各ユニットは、１つ又は複数のタスクを実行するように構成することができる。倉庫に保管するために、トラック、トレーラ、バン、又は電車などの車両から物体を荷下ろししたり、保管場所から物体を荷下ろしして出荷のために車両に積載したりするなど、目標を達成する動作を実行するために、タスクを順番に組み合わせることができる。別の例では、タスクは、コンテナ、ビン、ケージ、バスケット、棚、プラットフォーム、パレット、又はコンベヤベルトなどのある場所から別の場所への物体の移動を含むことができる。各ユニットは、タスクを実行するために、その中の１つ又は複数の構成要素を動作させるなど、一連の動作を実行するように構成することができる。

いくつかの実施形態では、タスクは、物体の操作、移動、再配向、又はそれらの組み合わせなどの、対象物体１１２との相互作用を含むことができる。対象物体１１２は、ロボットシステム１００によって処理される物体である。より具体的には、対象物体１１２は、ロボットシステム１００による動作又はタスクの対象である多くの物体の中の特定の物体であり得る。例えば、対象物体１１２は、ロボットシステム１００が選択している物体であり得るか、又は、現在、処理している、操作している、移動している、再配向している、又はそれらの組み合わせである物体であり得る。対象物体１１２は、例として、ボックス、ケース、チューブ、パッケージ、束、個々のアイテムの詰め合わせ、又はロボットシステム１００によって処理することができる他の任意の物体を含むことができる。

一例として、タスクは、対象物体１１２を物体ソース１１４からタスク位置１１６に移送することを含むことができる。物体ソース１１４は、物体を格納するための貯蔵所である。物体ソース１１４は、多数の構成及び形態を含むことができる。例えば、物体ソース１１４は、壁の有無にかかわらず、パレット、棚、又はコンベヤベルトなど、物体を配置又は積み重ねることができるプラットフォームであり得る。別の例として、物体ソース１１４は、ビン、ケージ、又はバスケットなどの物体を配置することができる壁又は蓋を備えた部分的又は完全に囲まれた貯蔵所であり得る。いくつかの実施形態では、部分的又は完全に囲まれた物体ソース１１４の壁は、透明であり得るか、又はそこに含まれる物体の一部が壁を通して見える、又は部分的に見えるように、様々なサイズの開口部又は隙間を含み得る。

図１は、ロボットシステム１００の様々なユニットが対象物体１１２を処理する際に実行できる可能な機能及び動作の例を示しており、環境及び条件は、以下に説明するものとは異なり得ることが理解されよう。例えば、荷下ろしユニット１０２は、対象物体１１２をトラックなどの運送車内の場所からコンベヤベルト上の場所に移送するように構成される車両荷下ろしロボットであり得る。また、パレタイズロボットなどの移送ユニット１０４は、搬送ユニット１０６上のパレット上の対象物体１１２を積載するためなど、対象物体１１２をコンベヤベルト上の場所から搬送ユニット１０６上の場所に移送するように構成することができる。別の例では、移送ユニット１０４は、対象物体１１２をあるコンテナから別のコンテナに移送するように構成されるピースピッキングロボットであり得る。動作が終了すると、搬送ユニット１０６は、移送ユニット１０４に関連付けられた範囲から積載ユニット１０８に関連付けられた範囲に対象物体１１２を移送することができ、積載ユニット１０８は、対象物体１１２を載せたパレットを移動させることなどによって、対象物体１１２を移送ユニット１０４から棚の上の場所など、保管場所に移送することができる。タスク及び関連する行動に関する詳細は以下で説明する。

例示の目的のために、ロボットシステム１００は、配送センタの文脈で説明されるが、ロボットシステム１００は、他の環境でタスクを実行するように構成できること、又は製造、組立、パッケージング、ヘルスケア、又は他のタイプの自動化などの他の目的のためにタスクを実行するように構成できることが理解されよう。ロボットシステム１００は、図１には示されていない、マニピュレータ、サービスロボット、モジュール式ロボットなどの他のユニットを含むことができることも理解されよう。例えば、いくつかの実施形態では、ロボットシステム１００は、物体をケージ、カート又はパレットからコンベヤ又は他のパレットに移送するためのデパレタイズユニット、物体をあるコンテナから別のコンテナに移送するためのコンテナ切り替えユニット、物体を包装するための包装ユニット、物体の１つ又は複数の特性に従って物体をグループ化するための並べ替えユニット、物体の１つ又は複数の特性、又はそれらの組み合わせに従って、並べ替え、グループ化、及び／又は移送するなど、物体を異なる方法で操作するためのピースピッキングユニットを含むことができる。

ロボットシステム１００は、１つ又は複数のロボットユニットとインタフェースをとり、及び／又は制御するように構成された、コントローラ１０９を含むことができる。例えば、コントローラ１０９は、対応するロボットユニットを動作させるために使用される動作プラン及び／又は対応するコマンド、設定などを導出するように構成された回路（例えば、１つ又は複数のプロセッサ、メモリなど）を含むことができる。コントローラ１０９は、動作プラン、コマンド、設定などをロボットユニットに伝達することができ、ロボットユニットは、伝達された計画を実行して、対象物体１１２を物体ソース１１４からタスク位置１１６に移送するなどの対応するタスクを達成することができる。

適切なシステム
図２は、本技術の１つ又は複数の実施形態による、ロボットシステム１００を示すブロック図である。いくつかの実施形態では、例えば、ロボットシステム１００は、電子デバイス、電気デバイス、もしくはそれらの組み合わせ、例えば、制御ユニット２０２（本明細書では「プロセッサ２０２」とも呼ばれる）、記憶ユニット２０４、通信ユニット２０６、システムインタフェース２１０（本明細書では「ユーザインタフェース２１０」とも呼ばれる）を有するシステム入力／出力（Ｉ／Ｏ）デバイス２０８、１つ又は複数の作動デバイス２１２、１つ又は複数の搬送モータ２１４、１つ又は複数のセンサユニット２１６、又は互いに結合されているか、上記の図１に記載のユニット又はロボットの１つ又は複数と統合又は結合されたそれらの組み合わせ、あるいはそれらの組み合わせを含むことができる。

制御ユニット２０２は、いくつかの異なる方法で実施することができる。例えば、制御ユニット２０２は、プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、組み込みプロセッサ、マイクロプロセッサ、ハードウェア制御ロジック、ハードウェア有限状態マシン（ＦＳＭ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）又はそれらの組み合わせであり得る。制御ユニット２０２は、ソフトウェア及び／又は命令を実行して、ロボットシステム１００のインテリジェンスを提供することができる。

制御ユニット２０２は、ユーザインタフェース２１０に動作可能に結合されて、制御ユニット２０２に対する制御をユーザに提供することができる。ユーザインタフェース２１０は、制御ユニット２０２とロボットシステム１００内の他の機能ユニットとの間の通信に使用することができる。ユーザインタフェース２１０はまた、ロボットシステム１００の外部の通信に使用することができる。ユーザインタフェース２１０は、他の機能ユニット又は外部ソースから情報を受信することができ、又は他の機能ユニット又は外部宛先に情報を送信することができる。外部ソース及び外部宛先は、ロボットシステム１００の外部のソース及び宛先を指す。

ユーザインタフェース２１０は、異なる方法で実装することができ、どの機能ユニット又は外部ユニットがユーザインタフェース２１０とインタフェースを有するかに応じて、異なる実装を含むことができる。例えば、ユーザインタフェース２１０は、圧力センサ、慣性センサ、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）、光回路、導波路、無線回路、有線回路、アプリケーションプログラミングインタフェース、又はそれらの組み合わせで実装することができる。

記憶ユニット２０４は、ソフトウェア命令、マスタデータ、追跡データ、又はそれらの組み合わせを記憶することができる。説明の目的で、記憶ユニット２０４は単一の要素として示されているが、記憶ユニット２０４は、記憶要素の分布であり得ることが理解される。また、例示の目的で、ロボットシステム１００は、単一階層の記憶システムとしての記憶ユニット２０４とともに示されているが、ロボットシステム１００は、異なる構成の記憶ユニット２０４を有することができることが理解される。例えば、記憶ユニット２０４は、異なるレベルのキャッシング、メインメモリ、回転媒体、又はオフライン記憶を含む記憶階層システムを形成する異なる記憶技術で形成することができる。

記憶ユニット２０４は、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、内部メモリ、外部メモリ、又はそれらの組み合わせであり得る。例えば、記憶ユニット２０４は、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、フラッシュメモリ、ディスクストレージなどの不揮発性ストレージ、又は静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）などの揮発性ストレージであり得る。さらなる例として、記憶ユニット２０４は、ハードディスクドライブ、ＮＶＲＡＭ、ソリッドステート記憶装置（ＳＳＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、又はユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）フラッシュメモリデバイスなどの不揮発性メモリを含む非一時的なコンピュータ媒体であり得る。ソフトウェアは、制御ユニット２０２によって実行される非一時的なコンピュータ可読媒体に記憶することができる。

記憶ユニット２０４は、ユーザインタフェース２１０に動作可能に結合することができる。ユーザインタフェース２１０は、記憶ユニット２０４とロボットシステム１００内の他の機能ユニットとの間の通信に使用することができる。ユーザインタフェース２１０はまた、ロボットシステム１００の外部の通信に使用することができる。ユーザインタフェース２１０は、他の機能ユニット又は外部ソースから情報を受信することができ、又は他の機能ユニット又は外部宛先に情報を送信することができる。外部ソース及び外部宛先は、ロボットシステム１００の外部のソース及び宛先を指す。

上記の説明と同様に、ユーザインタフェース２１０は、どの機能ユニット又は外部ユニットが記憶ユニット２０４とインタフェースを有しているかに応じて、異なる実装を含むことができる。ユーザインタフェース２１０は、上述のユーザインタフェース２１０の実装と同様の技術及び技法で実装することができる。

いくつかの実施形態では、記憶ユニット２０４を使用して、処理結果、所定のデータ、閾値又はそれらの組み合わせをさらに記憶し、それらへのアクセスを提供する。例えば、記憶ユニット２０４は、１つ又は複数の対象物体１１２（例えば、ボックス、ボックスタイプ、ケース、ケースタイプ、製品、及び／又はそれらの組み合わせ）の記述を含むマスタデータを記憶することができる。一実施形態では、マスタデータは、ロボットシステム１００によって操作されることが予想される１つ又は複数の対象物体１１２の寸法、所定の形状、潜在的な姿勢のためのテンプレート及び／又は異なる姿勢を認識するためのコンピュータ生成モデル、配色、画像、識別情報（例えば、バーコード、クイック応答（ＱＲ）コード（登録商標）、ロゴなど）、予想される場所、予想される重量、及び／又はそれらの組み合わせを含む。

いくつかの実施形態では、マスタデータは、ロボットシステム１００によって遭遇又は処理され得る１つ又は複数の物体に関する操作関連情報を含む。例えば、物体の操作関連情報は、１つ又は複数の動作、操作に対応する各物体の重心場所、予想される（例えば、力、トルク、圧力、及び／又は接触測定値についての）センサ測定値又はそれらの組み合わせ、を含むことができる。

通信ユニット２０６は、ロボットシステム１００との間の外部通信を可能にすることができる。例えば、通信ユニット２０６は、ロボットシステム１００が、他のロボットシステム又はユニット、外部コンピュータなどの外部デバイス、外部データベース、外部マシン、外部周辺機器、又はそれらの組み合わせと、有線又は無線ネットワークなどの通信経路２１８を介して通信することを可能にすることができる。

通信経路２１８は、様々なネットワーク及びネットワークトポロジーにまたがり、それらを表すことができる。例えば、通信経路２１８は、無線通信、有線通信、光通信、超音波通信、又はそれらの組み合わせを含むことができる。例えば、衛星通信、セルラー通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、赤外線データ協会規格（ＩｒＤＡ）、無線フィデリティ（ＷｉＦｉ）、及びｗｏｒｌｄｗｉｄｅ ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ａｃｃｅｓｓ（ＷｉＭＡＸ）は、通信経路２１８に含めることができる無線通信の例である。ケーブル、イーサネット、デジタル加入者線（ＤＳＬ）、光ファイバー回線、家庭用ファイバー（ＦＴＴＨ）、及び一般電話サービス（ＰＯＴＳ）は、通信経路２１８に含めることができる有線通信の例である。さらに、通信経路２１８は、いくつかのネットワークトポロジー及び距離を横断することができる。例えば、通信経路２１８は、直接接続、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、又はそれらの組み合わせを含むことができる。ロボットシステム１００は、通信経路２１８を介して様々なユニット間で情報を送信することができる。例えば、情報は、制御ユニット２０２、記憶ユニット２０４、通信ユニット２０６、Ｉ／Ｏデバイス２０８、作動デバイス２１２、搬送モータ２１４、センサユニット２１６、又はそれらの組み合わせの間で送信することができる。

通信ユニット２０６はまた、ロボットシステム１００が通信経路２１８の一部として機能することを可能にする通信ハブとして機能することができ、通信経路２１８へのエンドポイント又は端末ユニットであることに限定されない。通信ユニット２０６は、通信経路２１８と相互作用するために、マイクロエレクトロニクス又はアンテナなどの能動的及び受動的構成要素を含むことができる。

通信ユニット２０６は、通信インタフェース２４８を含むことができる。通信インタフェース２４８は、通信ユニット２０６とロボットシステム１００内の他の機能ユニットとの間の通信に使用することができる。通信インタフェース２４８は、他の機能ユニット又は外部ソースから情報を受信することができ、又は他の機能ユニット又は外部宛先に情報を送信することができる。外部ソース及び外部宛先は、ロボットシステム１００の外部のソース及び宛先を指す。

通信インタフェース２４８は、どの機能ユニットが通信ユニット２０６とインタフェースを有しているかに応じて、異なる実装を含むことができる。通信インタフェース２４８は、制御インタフェース２４０の実装と同様の技術及び技法で実装することができる。

Ｉ／Ｏデバイス２０８は、１つ又は複数の入力サブデバイス及び／又は１つ又は複数の出力サブデバイスを含むことができる。Ｉ／Ｏデバイス２０８の入力デバイスの例は、キーパッド、タッチパッド、ソフトキー、キーボード、マイクロフォン、リモート信号を受信するためのセンサ、動作コマンドを受信するためのカメラ、又はデータ及び通信入力を提供するためのそれらの任意の組み合わせを含むことができる。出力デバイスの例には、ディスプレイインタフェースを含めることができる。ディスプレイインタフェースは、ディスプレイ、プロジェクタ、ビデオスクリーン、及び／又はそれらの任意の組み合わせなどの任意のグラフィカルユーザインタフェースであり得る。

制御ユニット２０２は、Ｉ／Ｏデバイス２０８を動作させて、ロボットシステム１００によって生成された情報を提示又は受信することができる。制御ユニット２０２は、Ｉ／Ｏデバイス２０８を動作させて、ロボットシステム１００によって生成された情報を提示することができる。制御ユニット２０２はまた、ロボットシステム１００の他の機能のためのソフトウェア及び／又は命令を実行することができる。制御ユニット２０２は、通信ユニット２０６を介して通信経路２１８と相互作用するためのソフトウェア及び／又は命令をさらに実行することができる。

ロボットシステム１００は、回転変位、並進変位又はそれらの組み合わせなどの動作のためにジョイントで連結される、ロボットマニピュレータアームなどの物理的又は構造的部材を含むことができる。構造部材及びジョイントは、ロボットシステム１００の使用又は動作に従って、把持、紡績、溶接などの１つ又は複数のタスクを実行する、把持要素などのエンドエフェクタを操作するように構成される運動連鎖を形成することができる。ロボットシステム１００は、対応するジョイントの周り又は対応するジョイントで、構造部材を駆動、操作、変位及び／又は再配向するように構成される、モータ、アクチュエータ、ワイヤ、人工筋肉、電気活性ポリマ又はそれらの組み合わせなどの作動デバイス２１２を含み得る。いくつかの実施形態では、ロボットシステム１００は、対応するユニットを色々な場所に搬送するように構成される搬送モータ２１４を含むことができる。

ロボットシステム１００は、構造部材を操作する、又はロボットユニットを搬送するなどのタスク及び動作を実行するために使用される情報を取得するように構成されるセンサユニット２１６を含むことができる。センサユニット２１６は、ロボットシステム１００の１つ又は複数の物理的特性、例えば、１つ又は複数の構造部材又はジョイントの状況、状態、場所、物体又は周囲環境についての情報、又はそれらの組み合わせを検出又は測定するように構成されるデバイスを含むことができる。一例として、センサユニット２１６は、撮像デバイス、システムセンサ、接触センサ、及び／又はそれらの任意の組み合わせを含むことができる。

いくつかの実施形態では、センサユニット２１６は、１つ又は複数の撮像デバイス２２２を含む。撮像デバイス２２２は、周囲の環境を検出して画像化するように構成されたデバイスである。例えば、撮像デバイス２２２は、２次元カメラ、３次元カメラを含むことができ、これらの両方は、視覚及び赤外線機能、ライダー、レーダー、他の距離測定デバイス、及び他の撮像デバイスの組み合わせを含むことができる。撮像デバイス２２２は、自動検査、ロボットガイダンス、又は他のロボットアプリケーション用に、マシン／コンピュータビジョンを実装するために使用される、デジタル画像又は点群などの検出された環境の表現を生成することができる。以下でさらに詳細に説明するように、ロボットシステム１００は、制御ユニット２０２を介してデジタル画像、点群又はそれらの組み合わせを処理して、図１の対象物体１１２、対象物体１１２の姿勢、又はそれらの組み合わせを識別することができる。対象物体１１２を操作するために、ロボットシステム１００は、指定された範囲、例えば、トラック内、コンテナ内、又はコンベヤベルト上の物体の取り上げ場所の画像を取り込み及び分析し、対象物体１１２及びその図１の物体ソース１１４を識別することができる。同様に、ロボットシステム１００は、別の指定された範囲、例えば、コンベヤベルトに物体を置くためのドロップ場所、コンテナ内に物体を置くための場所、又は積み重ね目的のためのパレット上の場所、の画像を取り込んで分析し、図１のタスク位置１１６を識別することができる。

いくつかの実施形態では、センサユニット２１６は、システムセンサ２２４を含むことができる。システムセンサ２２４は、ロボットシステム１００内のロボットユニットを監視することができる。例えば、システムセンサ２２４は、ロボットアーム及びエンドエフェクタ、ロボットユニットの対応するジョイント、又はそれらの組み合わせなどの構造部材の位置を検出及び監視するためのユニット又はデバイスを含むことができる。さらなる例として、ロボットシステム１００は、システムセンサ２２４を使用して、タスクの実行中に構造部材及びジョイントの場所、配向又はそれらの組み合わせを追跡することができる。システムセンサ２２４の例は、加速度計、ジャイロスコープ、又は位置エンコーダを含むことができる。

いくつかの実施形態では、センサユニット２１６は、複数の物理的構造又は表面間の直接接触に関連する特性を測定するように構成される、接触センサ２２６、例えば、圧力センサ、力センサ、歪みゲージ、圧電抵抗センサ／圧電センサ、静電容量センサ、弾性抵抗センサ及び歪みセンサ、トルクセンサ、線形力センサ、他の触覚センサ及び／又は任意のその他の適切なセンサを含むことができる。例えば、接触センサ２２６は、対象物体１１２上のエンドエフェクタの把持に対応する特性を測定するか、又は対象物体１１２の重量を測定することができる。したがって、接触センサ２２６は、把持要素と対象物体１１２との間の接触又は付着の程度に対応する、測定された力又はトルクなどの定量化された測定を表す接触測定を出力することができる。例えば、接触測定は、エンドエフェクタによって対象物体１１２に加えられる力に関連する１つ又は複数の力又はトルクの測定値を含むことができる。

適切なエンドエフェクタ及び関連構成要素
図３Ａ～３Ｃは、本発明の技術のいくつかの実施形態による、エンドエフェクタ３００上の様々な測定可能な力のソース、ならびに測定可能な力における様々なノイズのソース、及びノイズを考慮に入れるためのいくつかの機能を示すエンドエフェクタ３００の概略図である。特に、図３Ａは、エンドエフェクタ３００の基本設計を示し、図３Ｂは、対象物体３０１をピッキングした後のエンドエフェクタ３００と、ピッキング動作に関連するノイズ／誤差の一例のソースを示し、図３Ｃは、対象物体３０１をピッキングしている間のエンドエフェクタ３００、及びピッキング動作に関連するノイズ／誤差の別の例示的なソース、ならびに本技術のいくつかの実施形態によるノイズを考慮に入れるための様々な機能を示す。

図３Ａに関して示されるように、エンドエフェクタ３００は、上部３１０及び、上部３１０に結合された（例えば、それによって運ばれる）下部３２０を含むことができる。上部３１０は、上部取り付け構成要素３１２及び上部取り付け構成要素３１２の下面３１３に結合された力トルクセンサ３１４（「ＦＴセンサ３１４」、本明細書では「力センサ」とも呼ばれる）を含む。下部３２０は、ＦＴセンサ３１４に結合された下部取り付け構成要素３２２、ならびに下部取り付け構成要素３２２に結合されたグリッパーアセンブリ３３０（本明細書では「ピッキングアセンブリ」とも呼ばれる）を含む。図示の実施形態では、グリッパーアセンブリ３３０は、上部ブラケット３３２、延長構成要素３３４、及びグリッパーヘッド３３６を含む。上部ブラケット３３２は、下部取り付け構成要素３２２に取り付けて、グリッパーアセンブリ３３０をエンドエフェクタ３００に取り付ける。延長構成要素３３４は、少なくとも１つの軸に沿って（例えば、ｚ軸に沿って）下部取り付け構成要素３２２から離れた所定の既知の距離にグリッパーアセンブリ３３０の位置を固定する。また、グリッパーアセンブリ３３０は、グリッパーヘッド３３６に結合され、１つ又は複数の対象物体３０１（１つが示されている）を把持及び／又は解放するように構成された１つ又は複数の把持構成要素３３８（２つが示され、第１の把持構成要素３３８ａ及び第２の把持構成要素３３８ｂと個別に呼ばれる）を含む。

いくつかの実施形態では、下部３２０は、ピッキング動作に従って交換可能な（例えば、入れ替えられる）グリッパーヘッド（例えば、把持ツール）を含むことができる。例えば、下部３２０は、第１のセットの対象物体をつかむように構成された第１のセットの把持構成要素（例えば、第１の量／サイズの吸盤を有する真空ベースのグリッパー）を含むことができ、一方、第２のセットの把持構成要素（例えば、第２の量／サイズのカップを有する真空ベースのグリッパー、又はピンチャーベースのグリッパー）は、第２のセットの対象物体をつかむように構成される。第１のセットの把持構成要素及び第２のセットの把持構成要素は、エンドエフェクタ３００と交換可能であり得るが、上部３１０は同じままである。結果として、例えば、単一の上部取り付け構成要素３１２及び力トルクセンサ３１４は、様々なピッキング動作のための様々な交換可能な下部と一緒に使用することができる。

ＦＴセンサ３１４は、ＦＴセンサ３１４の平面を通過する力を測定するように構成される。例えば、図示の実施形態では、ＦＴセンサ３１４は、ＦＴセンサ３１４を通過する力のｚ軸成分を測定するように、ｘｙ平面に配置されている。さらに、下部３２０はＦＴセンサ３１４に結合されている（例えば、ＦＴセンサ３１４への下部取り付け構成要素３２２の直接取り付け、又はＦＴセンサ３１４への下部取り付け構成要素３２２の間接取り付け）。したがって、下部３２０の各構成要素の質量（重力加速度を乗じたもの）は、ＦＴセンサ３１４によって測定することができる力をもたらす。別の例では、把持構成要素３３８によって一旦ピッキングされると、対象物体３０１の質量もまた、ＦＴセンサ３１４によって測定され得る力をもたらす。下部３２０の構成要素の質量に起因する力の測定値を測定値から差し引くことによって（例えば、構成要素の質量を考慮に入れるためにＦＴセンサ３１４を較正する）、ロボットシステム１００は（例えば、エンドエフェクタ３００に結合されたコントローラを介して）、ＦＴセンサ３１４からの測定値を使用して、対象物体がピックアップされたかどうか、対象物体がいくつピックアップされたか、意図しない物体がピックアップされたかどうか、ピッキング動作が成功したかどうか、及び／又は他の様々な決定を行うことができる。純粋に例として、対象物体３０１は既知の質量を有することができ、エンドエフェクタ３００は、ＦＴセンサ３１４によって測定された力が既知の質量（例えば、既知の質量に重力を掛けたもの比例する力）及びＦＴセンサ３１４の誤差範囲に基づいて予想される範囲内にあることを確認できる。

しかしながら、力を正確に測定すること、及び／又は上記の決定のいずれかを行うことは、エンドエフェクタ３００の動作中に複雑になる。純粋に例として、エンドエフェクタ３００を使用して、約０．５キログラム（ｋｇ）未満の質量を有する物体などの軽量の対象物体をピッキングする場合、軽量の対象物体は、エンドエフェクタ３００の下部３２０よりも小さい又は著しく小さい質量を有する可能性がある。結果として、エンドエフェクタへの外乱による力の変化の大きさ（本明細書では「外乱力」と呼ばれる）は、軽量の対象物体をピッキング及び／又は配置することによる力の変化の大きさと同じかそれよりも大きくなり得る。外乱力は、動作によるエンドエフェクタ３００の構成要素のシフト（例えば、把持ヘッドが係合／解放されたときのシフト）、力の間のクロストーク、エンドエフェクタ３００の動き（例えば、エンドエフェクタ３００が上昇すると、上向きの加速度は、ＦＴセンサ３１４によって測定される力を変化させる）、向きの変化、動作環境内のエンドエフェクタ３３０と他の物体との間の衝突又は接触（例えば、不正確な操作による）、及び他の様々なソースから生じる可能性がある。これらのソースのいくつかは避けられない場合があり（例えば、ピッキング動作に必要な向き及び／又は運動の変化による外乱力、グリッパーアセンブリ３３０の係合及び／又は開放による外乱力など）、それにより、エンドエフェクタ３００（及び／又はエンドエフェクタ３００に結合されたコントローラ）が外乱力を考慮に入れる必要がある。図３Ｂ及び３Ｃは、外乱力のソースの２つの例を示している。

例えば、図３Ｂは、図３Ａに示される向きに対して回転されたエンドエフェクタ３００を示す。この向きでは、ＦＴセンサ３１４は、ｘ、ｙ、及びｚ軸に成分を有する、平面を通る力を測定するように向けられている。一方、対象物体３０１の質量は、ｚ軸に沿った力（第１の力成分Ｍ_１によって概略的に示される）をもたらし、これは、ＦＴセンサ３１４にねじり力をもたらす。すなわち、対象物体３０１の質量は、エンドエフェクタ３００の向きに依存するねじり力をもたらし、そのため第１の力成分Ｍ_１の一部のみがＦＴセンサ３１４によって測定されるようになる。同様に、エンドエフェクタ３００の下部３２０の構成要素の質量は、ｚ軸に沿った力（第２の力成分Ｍ_２によって概略的に示される）をもたらし、これは、ＦＴセンサ３１４にねじり力をもたらす。したがって、下部３２０の質量は、エンドエフェクタ３００の向きに依存するねじり力をもたらし、そのため第２の力成分Ｍ_２の一部のみがＦＴセンサ３１４によって測定されるようになる。ＦＴセンサ３１４によって測定された第１及び第２の力成分Ｍ_１、Ｍ_２のより小さな部分は、エンドエフェクタ３００に結合されたコントローラ及び／又はロボットシステム（例えば、図１のロボットシステム１００）の、ＦＴセンサ３１４からの信号を分析して、正確な測定を行う能力を損なう。軽量の対象物体のいくつかの実施形態では、ＦＴセンサ３１４によって測定される第１の力成分Ｍ_１の部分は、ＦＴセンサ３１４の感度を下回る可能性があり、その結果、コントローラ及び／又はロボットシステムは、ロードされた構成とアンロードされた構成の間を区別することができない可能性がある。さらに、ピッキング動作が実行されると、エンドエフェクタの角度が変化する可能性があり、その結果、第１及び第２の力成分Ｍ_１、Ｍ_２の動的部分が力センサ３１４によって測定される（例えば、その結果、第２の力成分Ｍ_２に対する静的な差し引きは、ＦＴセンサ３１４を較正するには不十分である。

さらに、下部３２０及び／又は対象物体３０１の各構成要素は、エンドエフェクタ３００が図示の向きから離れて回転されるときに、ＦＴセンサ３１４の平面を介して追加のねじり力を引き起こし得る。エンドエフェクタ３００の下部３２０の構成要素の質量は、対象物体３０１の質量よりも一桁大きくなり得るので、ねじり力は、コントローラ及び／又はロボットシステムが、ＦＴセンサ３１４からの測定値を使用して、ロードされた構成とアンロードされた構成との間の違いを正確に識別することができるのを、妨げるのに十分な大きさの外乱力を引き起こす可能性がある。いくつかの実施形態では、追加のねじり力は不可避であり（例えば、ピッキング動作を完了するために必要な動きに関連する）、その結果、ＦＴセンサ３１４からの測定値は、動きが完了するまで使用できないか、又は解釈すべき追加の変数及び／又は条件を含むより複雑な力モデルを必要とする。

図３Ｃは、本技術のいくつかの実施形態による追加の構成要素を備えた図３Ａのエンドエフェクタ３００を示している。特に、図示のように、エンドエフェクタは、グリッパーアセンブリ３３０に動作可能に結合された接続チューブ３４０を含む。接続チューブ３４０のそれぞれは、１つ又は複数の可撓性及び／又は非剛性の固定点を含むことができ、及び／又は固定点の間で１つ又は複数のセグメントに分割することができる。接続チューブ３４０は、グリッパーアセンブリ３３０が、対象物体３０１を把持、ピックアップ、運搬、及び／又は配置するように動作することを可能にするバイアス力を供給する。純粋に例として、接続チューブ３４０は、把持構成要素３３８に真空力を供給して、把持構成要素３３８が、吸引力を使用して、対象物体３０１を把持、ピックアップ、及び／又は運搬することを可能にすることができる。したがって、接続チューブ３４０は、エンドエフェクタ３００を適切に操作することが必要とされる。しかしながら、接続チューブ３４０は、外乱力の追加のソースをもたらす可能性がある。例えば、固定されていない場合、接続チューブ３４０は、エンドエフェクタ３００の動作中にランダム又は疑似ランダムな方向に移動し得る。さらに、下部３２０の構成要素と同様に、接続チューブは、軽量の対象物体に等しい（又はそれよりも大きい）質量を有することができる。したがって、動作中の接続チューブ３４０のランダムな動きは、ＦＴセンサ３１４による測定に誤差を引き起こす可能性がある。

動きを減らすために、接続チューブをエンドエフェクタ３００に固定することができる。図示の実施形態では、例えば、エンドエフェクタは、接続チューブ３４０を上部取り付け構成要素３１２に結合する第１のブラケット３１６ａと、接続チューブ３４０を下部取り付け構成要素３２２に結合する第２のブラケット３１６ｂとを含む。ブラケットは、接続チューブ３４０の動き（及び関連する外乱力）を低減することができるが、外乱力の新しいソースをもたらす。特に、接続チューブ３４０が係合及び／又は解放されると、それらがグリッパーアセンブリ３３０に供給するバイアス力は、少なくとも部分的に第１及び第２のブラケット３１６ａ、３１６ｂに加えられる。例えば、図示のように、接続チューブ３４０は、真空力が加えられたときに収縮し、及び／又はゆがむ可能性がある。ブラケットは、接続チューブ３４０の収縮／ゆがみが、少なくとも１つがＦＴセンサ３１４を介して向けられる第３の力成分Ｍ_３の方向に沿って引っ張ることができるバイアス力を加えることを可能にする接触点を提供し得る。さらに、第３の力成分Ｍ_３の正確な向き及び／又は大きさは、予測及び／又は経験的にモデル化するのが難しい場合がある。純粋に例として、バイアス力が接続チューブ３４０を通して加えられる真空力であるとき、第３の力成分Ｍ_３の全体的な大きさ及び向きは、複雑な気流パターン及び接続チューブ３４０の残りの動きに依存し得る。結果として、いくらかの残りの外乱力がＦＴセンサ３１４に入射し、それによって測定される。

１つのアプローチは、ソフトウェアアルゴリズムを介して外乱力を考慮に入れることである。純粋に例として、ロボットシステム１００は（例えば、エンドエフェクタ３００に動作可能に結合されたコントローラを介して）、ソフトウェアアルゴリズムが１つ又は複数の比較的複雑な力の方程式を解くことによって外乱力を部分的又は完全に考慮に入れることができるように、高度に計画された系統的な動きを実行することができる。例えば、エンドエフェクタ３００が異なる向きに移動されるとき、ソフトウェアアルゴリズムは、一連の方程式を解いて、新しい向きでの予想される力の測定値及び／又はエンドエフェクタ３００が向きの間で移動するときの予想される力の測定値を決定することができる。同様に、ソフトウェアアルゴリズムは、接続チューブからのノイズを考慮に入れるために、予想される力の測定値に対するバイアス力の係合及び／又は解放の非線形効果をモデル化できる。別のアプローチでは、エンドエフェクタ３００は、各動作／移動後、力の測定値が所定の期間、安定するのを待って、動作によって引き起こされる（例えば、任意の構成要素の移動による）外乱力が期待されるレベルに安定することを可能にする。しかしながら、場合によっては、ソフトウェア中心の解決策は、エンドエフェクタ３００上の力を正確に測定するために、物体把持システムの比較的遅い動作及び／又は非線形効果の近似を必要とし得る。純粋に例として、ソフトウェア中心の解決策は、エンドエフェクタ３００の構成要素のランダム化された動き、及び／又は予想される力の測定値についてバイアス力の係合及び／又は解放の非線形効果を考慮に入れるために要求され得る。

以下でより詳細に議論される別のアプローチは、ＦＴセンサ３１４に入射する外乱力の少なくともいくつかに対する機械的解決策を提供する。例えば、接続チューブ３４０の動きをＦＴセンサ３１４の平面に隔離することによって、ＦＴセンサ３１４によって測定される動きに関連する外乱力の部分を、測定可能なレベル未満に低減することができる（又は完全に排除することができる）。同様に、絶縁は、接続チューブ３４０によって供給されるバイアス力を、ＦＴセンサ３１４を通してＦＴセンサ３１４の平面内に向けることができ、それによって、ＦＴセンサ３１４によって測定される外乱力の部分を測定可能なレベル未満に低減する（又はそれを完全に排除する）。外乱力のこの低減又は除去は、本明細書ではノイズキャンセルと呼ばれることがある。

図４は、本技術のさらなる実施形態による、ノイズキャンセル機能を備えたエンドエフェクタ４００の等角図である。図示の実施形態では、エンドエフェクタ４００は、上部４１０、上部４１０に結合された力トルクセンサ４２０（「ＦＴセンサ４２０」、本明細書では「力センサ」とも呼ばれることもある）、及びＦＴセンサ４２０に結合された下部４３０を含む。上部４１０は、第１の取り付け構造４１２（本明細書では「第１の取り付け構成要素」及び／又は「上部取り付け構成要素」とも呼ばれる）、ならびに、それぞれ、第１の取り付け構造４１２に結合されている、補強ブラケット４１４（本明細書では「補強プレート」及び／又は「補強構成要素」とも呼ばれる）及び外部コネクタ４１６を含む。外部コネクタ４１６は、エンドエフェクタ４００が、ロボットシステム１００（図１）などの物体把持システム内の別の構成要素に動作可能に結合されることを可能にする。純粋に例として、外部コネクタ４１６は、エンドエフェクタ４００を、エンドエフェクタ４００を配置／配向し、及び／又は、エンドエフェクタ４００を第１の場所と第２の場所（例えば、ピッキング場所と配置場所）の間で移動させるロボットアームに動作可能に結合（例えば、機械的、電気的、及び／又は流体的に結合）することを可能にすることができる。

ＦＴセンサ４２０は、第１の取り付け構造４１２に結合されている。ＦＴセンサ４２０は、ＦＴセンサ４２０の平面に対してある角度で配向されている力及び／又はトルクを測定するように構成される。例えば、図示の実施形態では、ＦＴセンサ４２０は、ＦＴセンサ４２０が垂直方向に沿って（例えば、ｚ軸に沿って）力の成分（又は部分）を測定するように、長手方向平面（例えば、ｘｙ平面）に配置される。純粋に例として、ＦＴセンサ４２０によって運ばれる任意の構成要素は、ＦＴセンサ４２０によって測定され得る（例えば、それによって構成要素の重量を測定する）ｚ軸に沿った重力をもたらす質量を有する。

図示の実施形態では、下部４３０は、ＦＴセンサ４２０に結合された（例えば、それによって運ばれる）第２の取り付け構造４３２（本明細書では「第２の取り付け構成要素」及び／又は「下部取り付け構成要素」とも呼ばれる）及び第２の取り付け構造４３２に結合されたグリッパーアセンブリ４４０を含む。グリッパーアセンブリ４４０（本明細書では「ピッキング構成要素」、「把持ヘッド」、及び／又は「把持構成要素」とも呼ばれる）は、上部ブラケット４４２、上部ブラケット４４２に結合された延長アーム４４４、延長アーム４４４に結合された下部ブラケット４４６、及び下部ブラケット４４６に結合された１つ又は複数の把持構成要素４４８（６つが示されている）を含む。上部ブラケット４４２は、グリッパーアセンブリ４４０を第２の取り付け構造４３２に固定することができる。下部ブラケット４４６は、エンドエフェクタ４００の動作中に、把持構成要素４４８に結合され、安定化／支持される。延長アーム４４４（本明細書では「延長構成要素」とも呼ばれる）は、第２の取り付け構造４３２に対して、ｚ軸に沿って下部ブラケット４４６の位置を固定することができる。延長アーム４４４は、例えば、エンドエフェクタ４００の残りの構成要素を動かさずに、ピッキング動作中に把持構成要素４４８の位置を調整するのに有用であり得る。制限された動きは、制限されたクリアランスでのピッキング動作に対応するのを助けることができ、及び／又はエンドエフェクタ４００の全体的な動きに関連する外乱力を減らすのを助けることができる。いくつかの実施形態では、延長アーム４４４は、静的アーム／構成要素によって置き換えることができ、及び／又は完全に省略することができる。

図４にさらに示されるように、把持構成要素４４８は、１つ又は複数の接続チューブ４５０に結合することができる。上記のように、接続チューブ４５０のそれぞれは、ＦＴセンサ４２０への／を介したバイアス力のそれらの移動及び／又は伝達のために、エンドエフェクタ４００の動作中に外乱力をもたらし得る。外乱力に対処するために、エンドエフェクタ４００はまた、ノイズ低減システム４６０を含み、接続チューブ４５０は、ノイズ低減システム４６０の構成要素とエンドエフェクタ４００の他の機能との間のセクションに分割される。ノイズ低減システム４６０は、接続チューブ４５０の全体的な動きを低減し、結果として生じる力の一部を第１及び第２の取り付け構造４１２、４３２に吸収し、及び／又は接続チューブ４５０に関連する外乱力の少なくとも一部を（例えば、ＦＴセンサ４２０の平面と平行な）長手方向平面に隔離することができる。接続チューブ４５０の断面構造は、ノイズ低減システム４６０のノイズ吸収及び／又は力方向付け機能をさらに助けることができる。

ノイズ低減システム４６０は、第１の取り付け構造４１２に結合された１つ又は複数の第１のブラケット４６２、ならびに第２の取り付け構造４３２に結合された１つ又は複数の第２のブラケット４６６を含むことができる。第１のブラケット４６２のそれぞれは、１つ又は複数の接続チューブ４５０（及び／又はチューブ取り付け構成要素用のスペース及び／又は接続チューブ４５０と嵌合するスペース）に結合して固定するように構成された１つ又は複数のチューブ取り付け構成要素４６４を含む。結果として、第１のブラケット４６２のそれぞれは、接続チューブ４５０の１つ又は複数を第１の取り付け構造４１２（例えば、ＦＴセンサ４２０の上流）に固定する。同様に、第２のブラケット４６６のそれぞれは、接続チューブ４５０（及び／又はチューブ取り付け構成要素用のスペース及び／又は接続チューブ４５０と嵌合するスペース）の１つに結合して固定するように構成された１つ又は複数のチューブ取り付け構成要素４６８を含む。結果として、第２のブラケット４６６のそれぞれは、接続チューブ４５０の１つ又は複数を第２の取り付け構造４３２（例えば、ＦＴセンサ４２０の下流）に固定する。

図４に示されるように、第１のブラケット４６２上のチューブ取り付け構成要素４６４のそれぞれは、長手方向において、第２のブラケット４６６上の対応する取り付け構成要素４６８と平行にすることができる。結果として、第１及び第２のブラケット４６２、４６６の間の接続チューブ４５０のセクションは、ＦＴセンサ４２０と同じ長手方向平面に隔離される。第１のブラケット４６２はＦＴセンサ４２０の上流にあり、第２のブラケット４６６は下流にあるので、第１及び第２のブラケット４６２、４６６は、それによって、（例えば、それらの動き、係合及び／又は解放中のそれらの引っ張りなどに起因する）外乱力の少なくとも一部を接続チューブ４５０の固定部分からＦＴセンサ４２０を通過する間に長手方向平面に隔離する。結果として、接続チューブ４５０に関連する外乱力のｚ方向成分は、ＦＴセンサ４２０を通過するときにゼロ（又はほぼゼロ）である。別の言い方をすれば、第１及び第２のブラケット４６２、４６６は、ＦＴセンサ４２０によって測定されない平面にＦＴセンサ４２０を介して力を伝達する接続チューブ４５０のセクションを隔離及び／又は固定する。それにより、ノイズ低減システム４６０は、ＦＴセンサ４２０によって測定される接続チューブ４５０に関連する力を大幅に低減（又は排除）することができる。この低減（又は除去）は、本明細書では、接続チューブ４５０からのノイズを低減することとも呼ばれる。

いくつかの実施形態では、接続チューブ４５０の断面構造により、接続チューブ４５０を複数の材料から作ることができる（例えば、接続チューブ４５０のそれぞれは、各セクションに対応する一連のチューブであり得る）。純粋に例として、接続チューブ４５０の１つ又は複数のセクションは、剛性材料であり得るが、接続チューブ４５０の１つ又は複数のセクションは、比較的柔軟な材料であり得る。特定の非限定的な例では、第１のブラケット４６２と第２のブラケット４６６との間の接続チューブ４５０のセクションは、比較的剛性のある材料であり得、一方、接続チューブ４５０の他のセクションは、比較的柔軟で非剛性の材料である。第１及び第２のブラケット４６２、４６６の間のセクションの剛性の構造は、バイアス力の係合及び／又は解放中の動きに抵抗することができるが、他方のセクションの柔軟な構造は、エンドエフェクタ４００を任意の適切な向きで移動させ対象物体を把持するために使用することを可能にする。結果として、接続チューブの様々なセクションの代替構造は、エンドエフェクタ４００の機能を制限することなく、接続チューブ４５０からのノイズを低減することができる。

図５は、本技術のいくつかの実施形態による、エンドエフェクタ４００の動作に関連する力を示す図４のエンドエフェクタ４００の部分概略側面図である。上記のように、エンドエフェクタ４００は、上部４１０、上部４１０に結合されたＦＴセンサ４２０、及びＦＴセンサ４２０に結合された下部４３０を含む。ＦＴセンサ４２０は、ＦＴセンサ４２０の長手方向平面に直交する力（又は長手方向平面に対して角度が付けられた力の直交成分）を測定するように構成される。例えば、エンドエフェクタ４００の下部４３０の構成要素の質量は、ｚ方向の第４の力の経路Ｍ_４に沿って（例えば、それらの重量に対応する）力を引き起こす。この向きでは、下部４３０の構成要素の質量に関連する力は比較的一定であり、ＦＴセンサ４２０がそれらの周りで較正され（例えば、下部４３０の重量で差し引き又はゼロ調整される）、及び／又は測定のバックエンドで減算されることを可能にする。

さらに、上で論じたように、把持構成要素４４８は、バイアス力（例えば、吸引力、電圧、電流、圧力など）を受けるために接続チューブ４５０に結合することができる。把持構成要素４４８は、バイアス力を使用して、第５の力の経路Ｍ_５に沿ってバイアス力を加えることによって、１つ又は複数の対象物体をピックアップする。バイアス力を供給している間、接続チューブ４５０はまた、第６の力の経路Ｍ_６に沿ってエンドエフェクタ４００の様々な構成要素に力を伝達する。例えば、接続チューブ４５０は、典型的には、バイアス力が係合及び／又は解放されている間、第１及び第２のブラケット４６２、４６６に隣接してシフトし、及び／又は引っ張る。第１及び第２のブラケット４６２、４６６は、接続チューブ４５０を長手方向に隔離するので、第６の力の経路Ｍ_６は、主に（又は完全に）長手方向平面に配置される。結果として、ｚ方向にある（したがって、ＦＴセンサ４２０によって測定される）第６の力の経路Ｍ_６の成分は、ゼロに近い（又はゼロである）。さらに、第１のブラケット４６２はＦＴセンサ４２０の上流にあり、第２のブラケット４６６はＦＴセンサ４２０の下流にあるので、第１及び第２のブラケット４６２、４６６は、ＦＴセンサ４２０を通過する間の長手方向への動作中の接続チューブ４５０の動きからの力の大部分（又はすべて）を隔離する。言い換えれば、第２のブラケット４６６は、バイアス力の効果を、ＦＴセンサ４２０の下（例えば、下流）の位置に効果的に変換又は固定することができ、第１及び第２のブラケット４６２、４６６は（例えば、ブラケット間の接続チューブ４５０の横の向きを介して）、ＦＴセンサ４２０の上流の接続チューブ４５０の部分によって引き起こされるノイズ入力を効果的に打ち消すことができる。

上記の機能のそれぞれの結果として、ノイズ低減システム４６０は、接続チューブ４５０からの外乱力を機械的に低減又は排除することができる。この低減又は排除により、エンドエフェクタ４００（及び関連するロボットシステム）は、外乱力を考慮に入れるためのソフトウェア及び／又は他の分析技術に依存するシステムよりも迅速にピッキング動作を完了することができる。例えば、エンドエフェクタ４００は、軽量の対象物体を含む動作であっても、ＦＴセンサ４２０からの測定値を使用できるようになる前に、把持構成要素４４８の係合及び／又は解放から生じる非線形力が落ち着くのを待つ必要はない。別の例では、エンドエフェクタ４００（及び関連するロボットシステム）は、ＦＴセンサ４２０からの測定値を使用するために、複雑なソフトウェア計算に依存する（そしてそれを待つ）必要はない。

加えて、又は代わりに、接続チューブ４５０からの外乱力の低減（又は排除）により、エンドエフェクタ４００（及び関連するロボットシステム）は、外乱力を考慮に入れるためのソフトウェア及び／又は他の分析手法に依存するシステムよりも正確にピッキング動作を完了することができる。例えば、接続チューブ４５０からの外乱力を低減（又は排除）することにより、エンドエフェクタ４００は、外乱力が測定の誤差を引き起こすことなく、より感度の高いＦＴセンサ４２０を含むことができる。その結果、力の測定値を使用して行われる決定の精度が向上する。別の例では、エンドエフェクタ４００は、ＦＴセンサ４２０からの測定値により高い信頼性を割り当てることができる。

図６Ａ及び６Ｂは、本技術のいくつかの実施形態による、図４のエンドエフェクタ４００の追加の機能を示す正面図である。例えば、図示の実施形態では、ノイズ低減システム４６０は、２つの第２のブラケット４６６を含み、第２の取り付け構造４３２の各側に１つが結合されている。

図６Ａに関して最もよく示されているように、第２のブラケット４６６は、接続チューブ４５０を編成するのを助ける。特に、第２のブラケット４６６は、接続チューブ４５０をエンドエフェクタに固定して、エンドエフェクタ４００の動作中に自由に動く接続チューブ４５０のそれぞれの長さを短縮する。さらに、第２のブラケット４６６のそれぞれのチューブ取り付け構成要素４６８は、接続チューブ４５０のいずれもが重ならないように、及び／又はもつれができないように、接続チューブ４５０（及び／又はそのセクション）を配置する。例えば、チューブ取り付け構成要素５６８の最下部は、最も近い把持構成要素４４８に結合する接続チューブ４５０に結合することができる。同様に、チューブ取り付け構成要素５６８の最上部は、最も遠い把持構成要素４４８に結合する接続チューブ４５０に結合することができる。結果として、接続チューブ４５０は、干渉力、動作中のもつれを回避することができ、及び／又は必要なときに保守するのをより簡単にすることができる。

図６Ｂに関して最もよく示されているように、第２のブラケット４６６のそれぞれは、第２の取り付け構造４３２に結合された取り付けプレート６６６を含むことができる。図示の実施形態では、第２のブラケット４６６は、それらの取り付けプレート６６６から垂直方向に離れて延在し、その結果、第２のブラケット４６６のそれぞれのチューブ取り付け構成要素４６８は、垂直方向に積み重ねられる。この配置は、第２のブラケット４６６（ならびに図４に示される第１のブラケット４６２）がｘｙ平面において占めるスペースをより少なくすることを可能にし、それにより、エンドエフェクタ４００の長手方向のフットプリントを減少させる。さらに、図示のように、第２のブラケット４６６は、外部コネクタ４１６を超えて垂直に延びることはない。結果として、第２のブラケット４６６（ならびに図４に示される第１のブラケット４６２）の図示された配向は、エンドエフェクタ４００の垂直フットプリントを増加させない。

図７Ａ及び７Ｂは、それぞれ、本技術のいくつかの実施形態による、図４のエンドエフェクタ４００の追加の機能を示す等角正面図及び等角背面図である。図示の実施形態では、ノイズ低減システム４６０は、２つの第１のブラケット４６２を含み、第１の取り付け構造４１２の各側に１つが結合されている。図６Ａ及び６Ｂに関して上で論じた第２のブラケット４６６と同様に、第１のブラケット４６２のそれぞれは、第１の取り付け構造４１２に結合された取り付けプレート６６２を含む。次に、第１のブラケット４６２は、第１のブラケット４６２上のチューブ取り付け構成要素４６４が第２のブラケット４６６上のチューブ取り付け構成要素４６８と平行になるように、取り付けプレート６６２から垂直方向に離れて延びる。

図７Ａ及び７Ｂにさらに示されるように、第１のブラケット４６２の取り付けプレート６６２はまた、補強ブラケット４１４に結合され得る。結果として、補強ブラケットは、第１のブラケット４６２をさらに安定させるのを助けることができ、それにより、第１のブラケット４６２が、ＦＴセンサ４２０の上流で、外乱力が接続チューブ４５０をさらに下って伝わる前に、かなりの量の外乱力を吸収することを可能にする。例えば、第１のブラケット４６２は２つの位置で上部４１０に結合することができるので、第１のブラケット４６２は、バイアス力の係合及び／又は解放中に接続チューブ４５０が動くとき、旋回及び／又はシフトの影響をより受けにくい。第１のブラケット４６２は、旋回及び／又はシフトの影響をより受けにくいので、より少ない外乱力が第１のブラケット４６２の下流に伝達される。

図８は、本技術のいくつかの実施形態による、物体把持システムのエンドエフェクタ（例えば、図４について上述したエンドエフェクタ４００）を動作させるためのプロセス８００の流れ図である。プロセス８００は、は、エンドエフェクタ自体のコントローラによって、及び／又は外部コントローラ（例えば、図２のプロセッサ２０２を有する図１のコントローラ１０９）によって実行することができる。

プロセス８００は、エンドエフェクタ（例えば、図４に関して上で論じられたＦＴセンサ４２０）上の力センサを較正することによって、ブロック８０２で開始する。較正は、エンドエフェクタの下部の各構成要素の重量など、力センサにかかる常在の力を考慮に入れる。較正はまた、プロセス８００が後で測定された力の小さな変動を割り引くことができるように、及び／又は測定された力についての決定に標準偏差を含めることができるように、力センサの標準偏差を確立することを含み得る。

ブロック８０４において、プロセス８００は、エンドエフェクタ上の１つ又は複数の把持構成要素を動作させることを含む。把持構成要素を動作させることは、エンドエフェクタを配置すること、及び／又は１つ又は複数の把持構成要素にバイアス力を加えることを含み得る。バイアス力は、把持構成要素を作動させ、それにより、把持構成要素が近くの物体（例えば、対象物体）をつかむようにする。いくつかの実施形態では、ブロック８０４での動作は、一度にエンドエフェクタ上の把持構成要素のサブセットのみを作動させることを含む。これにより、プロセス８００は、例えば、第１の位置（例えば、第１のピッキング位置）で把持構成要素の第１のサブセットを動作させ、次に、第２の位置（例えば、第２のピッキング位置）で把持構成要素の第２のサブセットを動作させることができる。

ブロック８０６において、プロセス８００は、１つ又は複数の把持構成要素が動作されるときにピックアップされる物体（複数可）の重量を決定することを含む。質量の判定には、力センサから測定を行うこと、あらゆる必要なフィルターを適用すること（例えば、エンドエフェクタの下部の構成要素の重量を差し引くこと、重力で割って測定された力を質量に変換することなど）が含まれる。いくつかの実施形態では、ブロック８０６での決定は、力センサからの測定値をフィルタリングするために、様々な外乱力のソース及び／又は他の潜在的な誤差のソースを考慮に入れるアルゴリズム（図３Ａ～３Ｃに関して上で論じられたもののいずれかなど）を適用することを含む。いくつかの実施形態では、ブロック８０６での決定は、力測定、力測定の変動、ブロック８０２で識別された標準偏差、識別された外乱力、及び／又は他の識別された誤差のソースに基づいて質量の誤差範囲を決定することを含む。

判定ブロック８０８で、プロセス８００は、ピッキングされた物体（複数可）の質量が対象物体（複数可）の予想される範囲内にあるかどうかをチェックする。質量が期待される範囲内にあるとき、プロセス８００は、ブロック８０４でのピッキング動作が成功したと決定し、ブロック８１０で続行することができ、そうでなければ、プロセス８００はブロック８１４で続行することができる。

ピッキング動作が成功した後、ブロック８１０で、プロセス８００は、エンドエフェクタをピッキング位置から第２の位置に移動することを含む。様々な実施形態において、エンドエフェクタの移動は、物体把持システム及び／又は関連するロボットシステムの様々な構成要素によって達成することができる。純粋に例として、エンドエフェクタは、エンドエフェクタに動作可能に結合されたロボットアームによって、第１の位置から第２の位置に移動することができる。別の例では、ロボットアーム自体を２つの場所の間で動かすことができる（例えば、移動する車両に取り付けられているとき）。いくつかの実施形態では、上記のように、第２の位置は第２のピッキング位置であり、プロセスはブロック８０４に戻って１つ又は複数の他の把持構成要素を動作させることができる。図示の実施形態では、第２の位置はドロップオフ位置であり、プロセス８００はブロック８１２を継続する。

ブロック８１２において、プロセス８００は、対象物体（複数可）を解放することを含む。いくつかの実施形態では、対象物体（複数可）を解放することは、バイアス力を解放し、把持構成要素を作動させて対象物体を解放させることを含む。例えば、バイアス力が吸引力であるとき、把持構成要素の吸引構成要素が対象物体（複数可）から脱着するように、吸引力を解放することができる。いくつかの実施形態では、対象物体（複数可）を解放することは、代替のバイアス力を係合し、把持構成要素を作動させて対象物体（複数可）を解放させることを含む。例えば、代替の力は、対象物体（複数可）を把持構成要素から能動的に押し離す（例えば、吸引力とは対照的な）圧力であり得る。

プロセス８００が、ピッキング動作が成功しなかったと決定したとき（例えば、測定された質量が対象物体（複数可）の予想範囲内にないとき）、プロセス８００は、ブロック８１４を継続する。ブロック８１４において、プロセス８００は、どのような誤差が存在するか、及び／又は何が誤差を引き起こしたかを決定することを含む。様々な実施形態では、決定は、測定された質量、マシンビジョン、１つ又は複数のユーザ入力、及び／又は他のセンサ（例えば、各把持構成要素が係合しているかどうかを測定するセンサ）からの１つ又は複数の測定に基づいて行うことができる。例えば、測定された質量が予想される質量を下回るとき、プロセス８００は、ピッキング動作中にどの対象物体（複数可）がピックアップされなかったかを決定することを含むことができる。特定の非限定的な例では、把持構成要素が吸引力を使用して動作するとき、プロセス８００は、把持構成要素のいずれかが対象物体に係合していないかどうかを（例えば、把持構成要素のいずれかの吸引力における「開回路」に基づいて）決定することを含むことができる。別の例では、測定された質量が予想される質量を超えるとき、プロセス８００は、測定された余分な質量の量、どの意図しない物体がピックアップされたか、どの把持要素が意図されていない物体をピックアップしたか、及び／又は（例えば、意図しない物体が代わりにピックアップされたため）１つ又は複数の対象物体がピックアップされなかったかを決定することを含むことができる。特定の非限定的な例では、プロセス８００は、マシンビジョン及び／又は１つ又は複数のユーザ入力を使用して、どの意図しない物体がピックアップされたかを決定することを含むことができる。

プロセス８００が、どのような誤差が存在し、及び／又は何が誤差を起こしたかを決定すると、プロセス８００は、ブロック８０４に戻って、ピッキング動作を再開する。いくつかの実施形態では、ブロック８０４に戻ることは、意図しない物体をドロップすることを含む。いくつかの実施形態では、プロセス８００は、意図しない物体をドロップする前にエンドエフェクタを第２の位置（例えば、所定の廃棄位置）に移動し、第１の位置に戻ってピッキング動作を再開することを含む。

いくつかの実施形態では、ブロック８０２～８１４のうちの１つ又は複数を組み合わせることができ、異なる順序で実行することができ、及び／又は完全に省略できることが理解されよう。純粋に例として、プロセス８００は、動作間に変更無しでエンドエフェクタが使用されている実施形態において、ブロック８０２での力センサの較正を省略し得る。つまり、力センサが特定の把持ヘッド（例えば、特定のツール質量）に対して較正された後は、将来の使用のために力センサを常に再較正する必要はない。別の例では、プロセス８００は、プロセスがブロック８０６でのツール質量を考慮に入れるアルゴリズムを含む実施形態において、ブロック８０２での力センサの較正を省略し得る。そのような実施形態は、例えば、エンドエフェクタが動的設定で使用され、その結果、単一の較正がツール質量から生じる変動する力を考慮に入れるのに不十分である場合に有用である。別の例では、プロセス８００は、ブロック８０６を連続的に実行して、エンドエフェクタに結合されたあらゆる物体の質量を一貫して測定し、及び／又は力センサに入射する力の記録を保持することができる。結果として、例えば、ブロック８０４及び８０６は、そのような実施形態において同時に実行される。さらに別の例では、ブロック８０６～８１２を同時に及び／又は並列に実行して、ピッキングされた物体の質量、及び質量が対象物体について予想された範囲内にあるかを、エンドエフェクタがすでにドロップオフ位置に移動している間に決定することができる。そのような実施形態では、プロセス８００は、より速く完了し、繰り返すことができ、それにより、ロボットシステムの全体的なペースを加速し、スループットを増加させる。

図９Ａは、本技術のいくつかの実施形態による、エンドエフェクタ９００の追加の機能を示す側面図である。図示の実施形態では、エンドエフェクタ９００は、一般に、図４～７を参照して上記で説明したエンドエフェクタ４００と同様である。例えば、エンドエフェクタ９００は、上部９１０、上部９１０に結合された力トルクセンサ９２０（「ＦＴセンサ９２０」）、及びＦＴセンサ９２０に結合された下部９３０を含む。エンドエフェクタ９００はまた、下部９３０内のグリッパーアセンブリ９４０に動作可能に結合された１つ又は複数の接続チューブ９５０と、接続チューブ９５０をエンドエフェクタ９００の様々な構成要素に固定するノイズ低減システム９６０とを含む。さらに、上部９１０は、第１の取り付け構造９１２、ならびにそれぞれが第１の取り付け構造９１２に結合された補強ブラケット９１４及び外部コネクタ９１６を含む。下部９３０は、第２の取り付け構造９３２及びグリッパーアセンブリ９４０を含む。そして、グリッパーアセンブリ９４０は、上部ブラケット９４２、上部ブラケット９４２に結合された延長アーム９４４、延長アーム９４４に結合された下部ブラケット９４６、及び下部ブラケット９４６に結合された１つ又は複数の把持構成要素９４８を含む。

しかしながら、図示の実施形態では、下部９３０は、ツール交換によってグリッパーアセンブリ９４０を入れ替え及び／又は修正することを可能にするように構成される。例えば、下部９３０は、上部ブラケット９４２上の第２の接合部９４３と嵌合する第２の取り付け構造９３２上の第１の接合部９３３を含む。第１及び第２の接合部９３３、９４３は、上部ブラケット９４２を第２の取り付け構造９３２に結合するように接続することができる（それにより、グリッパーアセンブリ９４０を第２の取り付け構造９３２に結合する）。第１及び第２の接合部９３３、９４３が互いに接続されると、グリッパーアセンブリ９４０は、ＦＴセンサ９２０の下流の第２の取り付け構造９３２にしっかりと結合される。結果として、グリッパーアセンブリ９４０、及びグリッパーアセンブリ９４０によって把持された任意の物体の重量は、ＦＴセンサ９２０によって測定することができる。

いくつかの実施形態では、第１及び第２の接合部９３３、９４３は、上部ブラケット９４２を第２の取り付け構造９３２に機械的にロックする１つ又は複数の作動構成要素を含む。図９Ｂに関してより詳細に論じられているいくつかの実施形態では、第１及び第２の接合部９３３、９４３は、油圧及び／又は空気圧流体によってロック解除されてツール交換を完了することができる１つ又は複数のアクチュエータを含む。

図９Ａにさらに示されるように、ノイズ低減システム９６０はまた、ツール交換を可能にするように構成され得る。例えば、ノイズ低減システム９６０は、グリッパーアセンブリ９４０の上部ブラケット９４２に結合された第３のブラケット９７０を含むことができる。第３のブラケット９７０は、第３のブラケット９７０の下流の接続チューブ９５０のセクション（例えば、第３のブラケット９７０と把持構成要素９４８との間に延びるセクション）に結合する１つ又は複数のチューブ取り付け構成要素９７４を含む。さらに、図示のように、第２のブラケット９６６は、第３のブラケット９７０上の第４の接合部９７２と嵌合する第３の接合部９６９を含むことができる。第３及び第４の接合部９６９、９７２は、バイアス力（例えば、真空力）が、動作中の漏れを最小限にして（又は全く無しに）、接続チューブ９５０を介して伝達することを可能にする。逆に、ツール交換中に、第３及び第４の接合部９６９、９７２は、接続チューブ９５０のセクションが容易に切り離されることを可能にする。

様々な実施形態では、ツール交換は、第１のグリッパーアセンブリを第２のグリッパーアセンブリと入れ替えて、把持構成要素９４８の数、サイズ、強度、タイプ、及び／又は構成を調整し、延長アーム９４４の長さ、向き、及び／又は構成を調整し、グリッパーアセンブリ９４０の全体的な向きを調整し、及び／又はそうでなければ、特定の把持動作のためにエンドエフェクタ９００を適合させることができる。特定の非限定的な例では、第１のグリッパーアセンブリは、それぞれが第１の半径を有する６つの把持構成要素を含むことができ、第２のグリッパーアセンブリは、それぞれが第２の半径を有する３つの把持構成要素と、それぞれが第３の半径を有する２つの把持構成要素とを含むことができ、第３のグリッパーアセンブリは、それぞれが第４の半径を有する２つの把持構成要素を含むことができる。したがって、ツール交換により、エンドエフェクタ９００を特定の把持動作及び／又は特定の対象物体の間で部分的にカスタマイズすることができる。

いくつかの実施形態では、第２のブラケット９６６のチューブ取り付け構成要素９６８は、第３のブラケット９７０上のチューブ取り付け構成要素９７４が垂直方向（例えば、把持構成要素９４８に向かって下向き）に向けられることを可能にするエルボージョイントを含み、一方、第１及び第２のブラケット９６２、９６６の間の接続チューブ９５０のセクション９５２は、長手方向平面（例えば、ＦＴセンサ９２０に平行で、ＦＴセンサ９２０によって測定される方向に直交する平面）に向けられる。さらに、第１のブラケット９６２は、第１の取り付け構造９１２及び／又は補強ブラケット９１４に結合され、第２のブラケット９６６と平行な位置まで延びる（例えば、下向きに延びる）ことができる。第１のブラケット９６２の延長により、その上のチューブ取り付け構成要素９６４は、長手方向平面において第２のブラケット９６６のチューブ取り付け構成要素９６８と平行にすることができ、それにより、上で詳細に論じたノイズ低減機能を維持する。

さらに、図９Ａに示されるように、ノイズ低減システム９６０の図示された構成は、エンドエフェクタ９００の長手方向のフットプリントを低減するのを助けることができる。例えば、第１及び第２のブラケット９６２、９６６（及びその上のチューブ取り付け構成要素９６４、９６８）のそれぞれは、上部９１０によって画定されるフットプリントからの突出がより少なく、及び／又は上部９１０によって画定されるフットプリントの範囲内に少なくとも部分的に含まれる。結果として、エンドエフェクタ９００は、限られた空間で動作するのに十分な機敏さを有することができ、及び／又はより大きなフットプリントに起因する様々なノイズをもたらす衝突を回避することができる。

図９Ｂは、本技術のさらなる実施形態による、図９Ａのエンドエフェクタ９００の等角図である。図示の実施形態では、エンドエフェクタ９００は、流体ライン９８０に動作可能に結合されて、グリッパーアセンブリ９４０を下部９３０上の第２の取り付け構造９３２と結合及び／又は分離するのを助ける。特に、流体ライン９８０は、第１及び第２の接合部９３３、９４３（図９Ａ）内の１つ又は複数の作動構成要素に、１つ又は複数の接合部９８２（２つが示されている）を介して油圧流体（例えば、油圧油）及び／又は空気圧流体（例えば、圧縮空気）を供給することができる。グリッパーアセンブリ９４０を別のツールと入れ替えるために、流体ライン９８０は、油圧／空気圧流体を供給してアクチュエータを開き、第１及び第２の接合部９３３、９４３を解放することができる。次に、新しいツールが第２の取り付け構造９３２に結合されているとき、流体ライン９８０は、油圧／空気圧流体を供給してアクチュエータを開き、第１の接合部９３３を新しいツールの接合部と嵌合させることができる。

いくつかの実施形態では、第１及び第２の接合部９３３、９４３（図９Ａ）は、嵌合する１つ又は複数の内部流体連通チャネルを含む。嵌合されたチャネルは、油圧／空気圧流体が第１及び第２の接合部９３３、９４３の間を流れることを可能にすることができる。結果として、流体ライン９８０は、第１及び第２の接合部９３３、９４３の両方でアクチュエータに力を供給しながら、第２の取り付け構造９３２のみに動作可能に結合することができる。流体ライン９８０は、第２の取り付け構造９３２にのみ動作可能に結合されるので、ツール交換中に他の接続／切断プロセス（例えば、流体ラインをグリッパーアセンブリ９４０及び新しいツールと接続及び切断すること）は必要とされない。さらに、２つの流体ライン９８０に動作可能に結合されるように示されているが、エンドエフェクタ９００は、別の数の流体ライン９８０に動作可能に結合され得ることが理解されよう。例えば、他の様々な実施形態では、エンドエフェクタ９００は、１つ、３つ、５つ、１０個、又は任意の他の適切な数の流体ライン９８０に動作可能に結合することができる。

例

本技術は、例えば、以下の様々な態様に従って説明される。本技術の態様の様々な例は、便宜上、番号付けされた例（１、２、３など）として記載されている。これらは例として提供されており、本技術を限定するものではない。従属する例のいずれも、任意の適切な方法で組み合わせることができ、それぞれの独立した例の中に配置することができることに留意されたい。他の例も同様に提示することができる。

例１．
ロボットシステムで使用するためのエンドエフェクタであって、
物体把持アセンブリのロボットアームに結合可能な第１の端部と、長手方向平面において前記第１の端部から離間された第２の端部と、を有する第１の取り付け構造と、
前記長手方向平面の下で前記第１の取り付け構造の前記第２の端部に結合され、前記長手方向平面に少なくとも部分的に直交する第１の方向の力を測定するように配置された力センサと、
前記力センサの下で前記第１の取り付け構造の前記第２の端部に結合された第２の取り付け構造と、
前記第２の取り付け構造に結合されたグリッパーアセンブリであって、複数の接続チューブに動作可能に結合可能であり、かつ、１つ又は複数の対象物体をつかむように構成される複数の把持構成要素を有するグリッパーアセンブリと、
前記第１の取り付け構造に結合され、１つ又は複数の第１のチューブ取り付け構成要素を有する、第１のブラケットと、
前記第２の取り付け構造に結合され、１つ又は複数の第２のチューブ取り付け構成要素を有する第２のブラケットと、を備え、前記１つ又は複数の第１のチューブ取り付け構成要素のそれぞれは、対応する第２のチューブ取り付け構成要素と前記長手方向平面に平行な長手方向に位置合わせされ、前記第１のブラケットと前記第２のブラケットとの間の前記長手方向に前記複数の接続チューブを保持するように構成される、エンドエフェクタ。

例２．
前記第１のブラケットの前記１つ又は複数の第１のチューブ取り付け構成要素及び前記第２のブラケットの前記１つ又は複数の第２のチューブ取り付け構成要素は、前記長手方向において前記複数の接続チューブのそれぞれの部分を隔離するように配向されており、前記長手方向における前記複数の接続チューブのそれぞれの前記部分の前記隔離は、前記力センサをバイパスするように前記長手方向に沿って前記バイアス力を向ける、例１に記載のエンドエフェクタ。

例３．
前記第１のブラケット及び前記第２のブラケットは、前記長手方向平面に垂直に配向されて、前記複数の接続チューブが前記長手方向において延びる間に垂直方向に互いに離間することを可能にする、例１及び２のいずれかに記載のエンドエフェクタ。

例４．
前記第１の取り付け構造に結合され、前記第１のブラケットを少なくとも部分的に支持するように配置された、補強構成要素をさらに備えた、例１～３のいずれかに記載のエンドエフェクタ。

例５．
前記第１の取り付け構造に結合され、１つ又は複数の第３のチューブ取り付け構成要素を有する、第３のブラケットと、
前記第２の取り付け構造に結合され、１つ又は複数の第４のチューブ取り付け構成要素を有する第４のブラケットと、をさらに備え、前記１つ又は複数の第３のチューブ取り付け構成要素のそれぞれは、対応する第４のチューブ取り付け構成要素と前記長手方向平面に平行な前記長手方向に位置合わせされる、例１～４のいずれかに記載のエンドエフェクタ。

例６．
前記複数の把持構成要素がそれぞれ吸引構成要素を含み、前記バイアス力が吸引力であり、第１及び第２のブラケットがそれぞれ前記第１及び第２の取り付け構造に取り付けられて、前記把持構成要素への前記吸引力の係合によって生成されるノイズを低減する、例１～５のいずれかに記載のエンドエフェクタ。

例７．
前記複数の接続チューブは、前記第１のブラケット及び前記第２のブラケットによってセクションに分割され、
前記セクションは、少なくとも、
前記グリッパーアセンブリと前記第２のブラケットとの間の第１のセクションと、
前記第２のブラケットと前記第１のブラケットとの間の第２のセクションと、
を含む、例１～６のいずれかに記載のエンドエフェクタ。

例８．
前記力センサは、前記第２の取り付け構造、前記グリッパーアセンブリ、及び前記第２のブラケットの質量を考慮に入れるために、少なくとも、前記第２の取り付け構造、前記グリッパーアセンブリ、及び前記第２のブラケットの前記質量で較正される、例１～７のいずれかに記載のエンドエフェクタ。

例９．
前記力センサは、０．０１キログラム（ｋｇ）から０．５ｋｇの間の精度で質量を測定するために較正される、例１～８のいずれかに記載のエンドエフェクタ。

例１０．
ロボットアームと、
前記ロボットアームに動作可能に結合されたエンドエフェクタであって、
接続チューブと、を備え、
前記エンドエフェクタは、
前記ロボットアームに結合されたアーム接続構成要素と、
前記アーム接続構成要素に隣接する第１の端部と、前記第１の端部から離間された第２の端部とを有する第１の取り付け構成要素であって、第１の方向に延びる第１の取り付け構成要素と、
前記第１の取り付け構成要素の前記第２の端部によって運ばれ、前記第１の方向に直交する第２の方向の力を測定するように配置された力センサと、
前記力センサの下で前記第１の取り付け構成要素の前記第２の端部によって運ばれる第２の取り付け構成要素と、
前記第２の取り付け構成要素によって運ばれる物体把持ヘッドであって、前記第２の方向に向けられ、対象物体をピッキングして解放するように動作可能な把持構成要素を有する物体把持ヘッドと、
ノイズ低減構成要素と、を備え、
前記ノイズ低減構成要素は、
前記第１の取り付け構成要素によって運ばれる第１のブラケットと、
前記第２の取り付け構造によって運ばれ、前記第１の方向に沿って前記第１のブラケットと位置合わせされる第２のブラケットと、
を含み、
前記接続チューブは、前記把持構成要素に動作可能に結合されて前記把持構成要素を動作させるバイアス力を供給し、
前記接続チューブは、前記第１のブラケットによって第１の位置に固定されていると共に、前記第２のブラケットによって第２の位置に固定されている、ロボットシステム。

例１１．
前記第１の位置及び前記第２の位置は、前記第１の方向に沿って少なくとも部分的に位置合わせされて、前記接続チューブを前記第１のブラケットと前記第２のブラケットとの間で前記第１の方向に隔離する、例１０に記載のロボットシステム。

例１２．
前記第１のブラケット及び前記第２のブラケットは、前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記第１の方向に少なくとも部分的に沿って前記バイアス力を位置合わせする、例１０及び１１のいずれかに記載のロボットシステム。

例１３．
前記把持構成要素が第１の把持構成要素であり、前記接続チューブが第１の接続チューブであり、前記対象物体が第１の対象物体であり、
前記物体把持ヘッドは、第２の対象物体をピッキング及び解放するように動作可能な第２の把持構成要素をさらに含み、
前記チューブ取り付け装置は、
前記第１のブラケットの反対側の前記第１の取り付け構成要素によって運ばれる第３のブラケットと、
前記第２のブラケットの反対側の前記第２の取り付け構造によって運ばれ、前記第１の方向に沿って前記第３のブラケットと位置合わせされている第４のブラケットと、
をさらに含み、
前記ロボットシステムは、前記第２の把持構成要素に動作可能に結合されて前記第２の把持構成要素を動作させる前記バイアス力を供給する第２の接続チューブをさらに含み、前記第２の接続チューブは、前記第３のブラケットによって第３の位置に固定され、前記第４のブラケットによって第４の位置に固定されている、
例１０～１２のいずれかに記載のロボットシステム。

例１４．
前記把持構成要素が、前記接続チューブに動作可能に結合された吸引構成要素を含み、前記バイアス力が吸引力である、例１０～１３のいずれかに記載のロボットシステム。

例１５．
前記エンドエフェクタは、前記第２の方向に沿って前記第２の取り付け構造に対する前記物体把持ヘッドの位置を調整するために、前記第２の取り付け構造に結合された延長アームと前記物体把持ヘッドとをさらに含む、例１０～１４のいずれかに記載のロボットシステム。

例１６．
前記第１のブラケットは、前記ロボットアーム内の動きの結果として前記接続チューブの動きを少なくとも部分的に隔離するように構成され、前記エンドエフェクタは、前記第１の取り付け構成要素に結合された補強構成要素と、第２のアンカーポイントを前記第１のブラケットに追加する前記第１のブラケットとをさらに含む、例１０～１５のいずれかに記載のロボットシステム。

例１７．
エンドエフェクタを備えるロボットシステムを動作させる方法であって、
前記エンドエフェクタが１つ又は複数の対象物体をつかむためのピッキングプロセスのためのコマンドを生成することであって、前記ピッキングプロセスのための前記コマンドは、前記エンドエフェクタにバイアス力を加えることを含む、前記生成することと、
前記エンドエフェクタ上の力センサから、前記ピッキングプロセス中に前記エンドエフェクタによってピックアップされた質量に対応する測定値を受け取ることと、
前記測定値に基づいて、前記ピッキングプロセスが成功したかどうかを判定することであって、かかる判定は、前記測定された質量が、前記１つ又は複数の対象物体の予想重量及び前記力センサに関連する所定の誤差範囲に少なくとも部分的に基づいた、前記１つ又は複数の対象物体の予想範囲内にあるかどうか、に基づいてなされることと、
前記ピッキングプロセスが成功したとき、
前記エンドエフェクタをドロップオフ位置から移動するためのコマンドを生成することと、
前記エンドエフェクタが前記１つ又は複数の対象物体を解放する配置プロセスのためのコマンドを生成することと、
を含む、方法。

例１８．
前記力センサに結合された前記エンドエフェクタの１つ又は複数の構成要素の固定質量を考慮に入れるように前記力センサを較正することをさらに含む、例１７に記載の方法。

例１９．
前記ピッキングプロセスが成功しなかったとき、
前記バイアス力からのフィードバックを含まない誤差のソースを判定することと、
前記エンドエフェクタが前記誤差のソースを考慮に入れるように再ピッキングプロセスのためのコマンドを生成することと、
をさらに含む、例１７及び１８のいずれかに記載の方法。

例２０．
前記誤差のソースが、
前記エンドエフェクタと前記１つ又は複数の対象物体との間の位置合わせ不良に基づく、１つ又は複数の欠落した対象物体、
前記エンドエフェクタの誤動作に基づく、１つ又は複数の欠落した対象物体、
不完全なピッキングプロセスに基づく、１つ又は複数の欠落した対象物体、又は、
前記ピッキングプロセス中にピックアップされた１つ又は複数の追加の物体、
のうちの１つ又は複数である、例１９に記載の方法。

結論
前述のことから、本技術の特定の実施形態は、説明の目的で本明細書に記載されているが、本技術の実施形態の説明を不必要に曖昧にすることを避けるために、周知の構造及び機能は詳細に示されていないか又は説明されていないことが理解されよう。参照により本明細書に組み込まれる資料が本開示と矛盾する範囲では、本開示が支配する。文脈が許す場合、単数又は複数の用語はまた、それぞれ、複数又は単数の用語を含み得る。さらに、「又は」という単語が、２つ以上の項目のリストを参照して、他の項目から排他的な単一の項目のみを意味するように明示的に限定されていない限り、そのようなリストでの「又は」の使用は、（ａ）リスト内の任意の単一の項目、（ｂ）リスト内のすべての項目、又は（ｃ）リスト内の項目の任意の組み合わせを含むものとして解釈されるべきである。さらに、本明細書で使用される場合、「Ａ及び／又はＢ」におけるフレーズ「及び／又は」は、Ａのみ、Ｂのみ、及びＡとＢの両方を指す。加えて、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」及び「備える（ｗｉｔｈ）」は、任意のより多数の同じ特徴及び／又は追加の種類の特徴が排除されないように、少なくとも列挙された特徴（複数可）を含むことを意味するために、本開示を通して使用される。

前述のことから、本開示又は本技術から逸脱することなく種々の修正が行われてもよいことが理解されるであろう。例えば、当業者は、本技術の様々な構成要素をさらにサブ構成要素に分割することができること、又は本技術の様々な構成要素及び機能を組み合わせて統合することができることを理解するであろう。加えて、特定の実施形態に照らして記載された本技術の一定の態様はまた、他の実施形態では組み合わせられてもよいし、あるいは排除されてもよい。さらに、本技術の一定の実施形態と関連付けられた利点は、それらの実施形態に照らして記載されたが、他の実施形態もまた、そのような利点を呈し得、すべての実施形態が、その技術の範囲内に入るように必ずしもそのような利点を呈することを要するとは限らない。したがって、本開示及び関連付けられた技術は、本明細書に明示的に示されない又は記載されない他の実施形態を包含することができる。

Claims (16)

1. ロボットシステムで使用するためのエンドエフェクタであって、
   物体把持アセンブリのロボットアームに結合可能な第１の端部と、長手方向平面において前記第１の端部から離間された第２の端部と、を有する第１の取り付け構造と、
   前記長手方向平面の下で前記第１の取り付け構造の前記第２の端部に結合され、前記長手方向平面に少なくとも部分的に直交する第１の方向の力を測定するように配置された力センサと、
   前記力センサの下で前記第１の取り付け構造の前記第２の端部に結合された第２の取り付け構造と、
   前記第２の取り付け構造に結合されたグリッパーアセンブリであって、１つ又は複数の接続チューブに動作可能に結合可能であり、かつ、１つ又は複数の対象物体をつかむように構成される１つ又は複数の把持構成要素を有するグリッパーアセンブリと、
   前記第１の取り付け構造に結合された第１のブラケットであって、１つ又は複数の第１のチューブ取り付け構成要素を有する第１のブラケットと、
   前記第２の取り付け構造に結合された第２のブラケットであって、１つ又は複数の第２のチューブ取り付け構成要素を有する第２のブラケットと、を備え、
   前記１つ又は複数の第１のチューブ取り付け構成要素のそれぞれは、対応する第２のチューブ取り付け構成要素と前記長手方向平面に平行な長手方向に位置合わせされ、前記第１のブラケットと前記第２のブラケットとの間で前記長手方向において前記１つ又は複数の接続チューブを保持するように構成される、エンドエフェクタ。
2. 前記１つ又は複数の接続チューブのそれぞれは、前記グリッパーアセンブリにバイアス力を供給し、
   前記第１のブラケットの前記１つ又は複数の第１のチューブ取り付け構成要素及び前記第２のブラケットの前記１つ又は複数の第２のチューブ取り付け構成要素は、前記バイアス力が前記力センサを通過するときに当該バイアス力を前記長手方向に向けるように配向されている、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
3. 前記第１のブラケット及び前記第２のブラケットは、前記長手方向平面に垂直に配向されて、前記１つ又は複数の接続チューブが前記長手方向において延びる間に垂直方向に互いに離間することを可能にする、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
4. 前記第１の取り付け構造に結合され、前記第１のブラケットを少なくとも部分的に支持するように配置された補強構成要素をさらに備えた、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
5. 前記１つ又は複数の接続チューブは、二つ以上の接続チューブを有しており、
   当該エンドエフェクタは、
   前記第１のブラケットの反対側の前記第１の取り付け構造に結合され、１つ又は複数の第３のチューブ取り付け構成要素を有する、第３のブラケットと、
   前記第２のブラケットの反対側の前記第２の取り付け構造に結合され、１つ又は複数の第４のチューブ取り付け構成要素を有する第４のブラケットと、をさらに備え、
   前記１つ又は複数の第３のチューブ取り付け構成要素のそれぞれは、対応する第４のチューブ取り付け構成要素と前記長手方向平面に平行な前記長手方向に位置合わせされ、前記第３のブラケットと前記第４のブラケットとの間で前記長手方向において前記二つ以上の接続チューブの少なくとも一つを保持するように構成される、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
6. 前記１つ又は複数の接続チューブのそれぞれは、前記グリッパーアセンブリにバイアス力を供給し、
   前記１つ又は複数の把持構成要素がそれぞれ吸引構成要素を含み、前記バイアス力が吸引力であり、前記第１及び第２のブラケットがそれぞれ前記第１及び第２の取り付け構造に取り付けられて、前記把持構成要素への前記吸引力の係合によって生成されるノイズを低減する、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
7. 前記１つ又は複数の接続チューブのそれぞれは、前記第１のブラケット及び前記第２のブラケットによってセクションに分割され、
   前記セクションは、少なくとも、
   前記グリッパーアセンブリと前記第２のブラケットとの間の第１のセクションと、
   前記第２のブラケットと前記第１のブラケットとの間の第２のセクションと、
   を含む、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
8. 前記力センサは、前記第２の取り付け構造、前記グリッパーアセンブリ、及び前記第２のブラケットの質量を考慮に入れるために、少なくとも、前記第２の取り付け構造、前記グリッパーアセンブリ、及び前記第２のブラケットの前記質量で較正される、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
9. 前記力センサは、０．０１ｋｇから０．５ｋｇの間の精度で質量を測定するために較正される、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
10. ロボットアームと、
    前記ロボットアームに動作可能に結合されたエンドエフェクタと、
    接続チューブと、備え、
    前記エンドエフェクタは、
    前記ロボットアームに結合されたアーム接続構成要素と、
    前記アーム接続構成要素に隣接する第１の端部と、前記第１の端部から離間された第２の端部とを有する第１の取り付け構成要素であって、第１の方向に延びる第１の取り付け構成要素と、
    前記第１の取り付け構成要素の前記第２の端部に結合され、前記第１の方向に直交する第２の方向の力を測定するように配置された力センサと、
    前記力センサの下で前記第１の取り付け構成要素の前記第２の端部に結合された第２の取り付け構成要素と、
    前記第２の取り付け構成要素に結合された物体把持ヘッドであって、前記第２の方向に向けられ、対象物体をピッキングして解放するように動作可能な把持構成要素を有する物体把持ヘッドと、
    ノイズ低減構成要素と、を備え、
    前記ノイズ低減構成要素は、
    前記第１の取り付け構成要素に結合された第１のブラケットと、
    前記第２の取り付け構成要素に結合され、前記第１の方向に沿って前記第１のブラケットと位置合わせされる第２のブラケットと、
    を含み、
    前記接続チューブは、前記把持構成要素に動作可能に結合されて前記把持構成要素を動作させるバイアス力を供給し、
    前記接続チューブは、前記第１のブラケットによって第１の位置に固定されていると共に、前記第２のブラケットによって第２の位置に固定されている、ロボットシステム。
11. 前記第１の位置及び前記第２の位置は、前記第１の方向に沿って少なくとも部分的に位置合わせされている、請求項１０に記載のロボットシステム。
12. 前記第１のブラケット及び前記第２のブラケットは、前記第１の位置と前記第２の位置との間で前記第１の方向に少なくとも部分的に沿って前記バイアス力を位置合わせする、請求項１０に記載のロボットシステム。
13. 前記把持構成要素が第１の把持構成要素であり、前記接続チューブが第１の接続チューブであり、前記対象物体が第１の対象物体であり、
    前記物体把持ヘッドは、第２の対象物体をピッキング及び解放するように動作可能な第２の把持構成要素をさらに含み、
    前記ノイズ低減構成要素は、
    前記第１のブラケットの反対側の前記第１の取り付け構成要素に結合された第３のブラケットと、
    前記第２のブラケットの反対側の前記第２の取り付け構造に結合され、前記第１の方向に沿って前記第３のブラケットと位置合わせされている第４のブラケットと、
    をさらに含み、
    前記ロボットシステムは、前記第２の把持構成要素に動作可能に結合されて前記第２の把持構成要素を動作させる前記バイアス力を供給する第２の接続チューブをさらに含み、前記第２の接続チューブは、前記第３のブラケットによって第３の位置に固定され、前記第４のブラケットによって第４の位置に固定されている、
    請求項１０に記載のロボットシステム。
14. 前記把持構成要素が、前記接続チューブに動作可能に結合された吸引構成要素を含み、前記バイアス力が吸引力である、請求項１０に記載のロボットシステム。
15. 前記エンドエフェクタは、前記第２の方向に沿って前記第２の取り付け構造に対する前記物体把持ヘッドの位置を調整するために、前記第２の取り付け構造に結合された延長アームと前記物体把持ヘッドとをさらに含む、請求項１０に記載のロボットシステム。
16. 前記第１のブラケットは、前記ロボットアーム内の動きの結果として前記接続チューブの動きを低減するように構成され、
    前記エンドエフェクタは、
    前記第１の取り付け構成要素及び前記第１のブラケットに結合され、前記第１のブラケットを安定させる補強構成要素をさらに含む、請求項１０に記載のロボットシステム。

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