TW202241664A - 具混合式吸盤尺寸之吸取式末端執行器 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種末端執行器。該末端執行器包含具有擁有一第一直徑之一第一尺寸之一第一組一或多個吸盤，以及具有擁有小於該第一直徑之一第二直徑之一第二尺寸之一第二組一或多個吸盤。該末端執行器進一步包含：一第一致動機構，其經構形以獨立於該第二組吸盤之致動施加吸力至該第一組吸盤之至少一子組；及一第二致動機構，其經構形以獨立於該第一組吸盤之致動施加吸力至該第二組吸盤之至少一子組。

Description

具混合式吸盤尺寸之吸取式末端執行器

本申請案係關於一種具混合式吸盤尺寸之吸取式末端執行器。

機器人已用來執行製造及其他領域中之任務。例如，機器人已用來執行在對人類可能不健康或以其他方式危險之環境中之任務、需要施加比一人類可能夠施加更大之力之任務、以需要及隨著時間的高度精確及一致性之任務。

自主機器人以一自動化方式執行至少一些任務，而不需要人類控制或引導。例如，自動化機器人已用於通常在一受控環境(諸如一工廠)中執行重複及/或以其他方式預定的任務及任務序列。最近，自動駕駛汽車、遞送無人機及其他自主駕駛車輛已在開發中。

機器人領域中之長控操作係指由一操作者對一機器人之遠端操作。例如，機器人已用來執行手術，拆除炸彈，及在一熟練之人類操作者之控制下執行其他任務。

備料及分離相關程序傳統上係非常勞力密集型之程序，對於該等程序而言，由於移動性限制以及提供及程式化一機器人以執行諸如伸進一箱或貨架、拾取任意尺寸、易碎性、一致性等之物品之任務或執行如對一任意混合之物品進行分類之此等任務之困難，採用機器人技術係具有挑戰的。因此，大規模備料及/或分離操作仍然係人力密集型的。

結合備料及分離相關程序使用機器人之另一挑戰係末端執行器之設計及選擇。一機械臂之末端執行器係機械臂可用其與一源堆/流中之一物品接合之模組。對於某些尺寸、包裝類型、重量、形狀等，可更佳地最佳化不同類型之末端執行器。此外，末端執行器或末端執行器所連接至之機械臂(例如，腕部)之尺寸阻礙機械臂各自進入一箱/架、源堆/流等中之能力。

本申請案係關於一種吸取式末端執行器，其包括：一第一組一或多個吸盤，其等具有擁有一第一直徑之一第一尺寸；一第二組一或多個吸盤，其等具有擁有小於該第一直徑之一第二直徑之一第二尺寸；及一第一致動機構，其經構形以獨立於該第二組吸盤之致動施加吸力至該第一組吸盤之至少一子組；及一第二致動機構，其經構形以獨立於該第一組吸盤之致動施加吸力至該第二組吸盤之至少一子組。

本發明可以許多方式實施，包含實施為：一程序；一設備；一系統；一物質組合物；嵌入一電腦可讀儲存媒體上之一電腦程式產品；及/或一處理器，諸如經組態以執行指令之一處理器，該等指令儲存於耦合至該處理器之一記憶體上及/或藉由該記憶體提供。在本說明書中，此等實施方案或本發明可採用之任何其他形式可被稱為技術。通常，所揭示程序之步驟順序在本發明之範疇內可改變。除非另有規定，否則被描述為經組態以執行一任務之一組件(諸如一處理器或一記憶體)可實施為經暫時組態以在一給定時間執行任務之一通用組件或經製造以執行任務之一特定組件。如在本文中所使用，術語「處理器」指代一或多個裝置、電路及/或經組態以處理資料(諸如電腦程式指令)之處理核心。

下文提供本發明之一或多項實施例之一詳細描述以及繪示本發明之原理之隨附圖式。本發明結合此等實施例進行描述，但本發明不限於任何實施例。本發明之範疇僅受限於發明申請專利範圍且本發明涵蓋許多替代、修改及等效物。在下文描述中闡述許多具體細節以便提供本發明之一透徹瞭解。此等細節係為實例之目的而提供且本發明可在沒有一些或全部此等具體細節之情況下根據發明申請專利範圍予以實踐。為清楚起見，未詳細描述與本發明相關之技術領域中所知之技術材料，使得本發明不會不必要地模糊。

根據各種實施例，一機械臂包括一末端執行器，用該末端執行器接合一物品，以諸如拾取一物品、移動一物品等。末端執行器可係可操作地連接至機械臂之一腕部(例如，在機械臂之一遠端)。在一些實施例中，一電腦控制器結合操作機械臂控制機械臂以執行備料及/或分離處理等。控制機械臂可包含結合移動或定位末端執行器(例如，以接合一物品)控制腕部之屈曲、延伸、旋轉、外展及內收移動等。

在一些實施例中，末端執行器包含用其接合一物品之一或多個吸取式模組。一或多個吸取式模組可為吸盤。如本文所用，「吸盤」可與一「吸取式模組」互換使用。機械臂可經控制以用包含在末端執行器中之一吸盤接合一物品(例如，觸碰物品之一表面)，且在末端執行器與物品之間產生一吸力。例如，將一吸盤抵著物品之一表面密封，且從吸盤移除空氣，藉此在吸取區域內側產生一低壓區域。因此，大氣壓力(例如，吸盤外側)下壓在低壓區域(例如，吸盤內側)上且產生吸力。可藉由控制機械臂來增加大氣壓力與吸盤內側壓力之間的壓差(例如，藉由從吸盤移除空氣等)而增加吸力。在一些實施例中，可控制末端執行器以至少部分地基於物品之重量、尺寸、包裝類型等施加一吸力至物品。

相對於機械臂操作之環境，機械臂上之末端執行器在傳統上係笨重的。例如，機械臂通常難以將末端執行器定位在用於接合一箱、一源堆/流內或一貨架上等之一物品之最佳位置中。各種實施例包含具有各種形狀(例如，一吸盤所連接至之一面板之一形狀)、尺寸、輪廓等之一末端執行器。例如，末端執行器之一橫截面之一形狀(例如，面板之一形狀)可為一方形、一圓形、一卵形、一橢圓形、一矩形、一菱形等。可實施各種其他形狀。在一些實施例中，末端執行器包含複數個吸盤。複數個吸盤可具有各種配置/構形。例如，末端執行器可包含複數組吸盤，且不同組之吸盤可具有一或多個吸盤，其具有不同於另一組吸盤之一或多個吸盤之一尺寸、形狀及配置之一尺寸、形狀及/或配置等。任何一組吸盤可具有擁有一尺寸、形狀及/或配置等之吸盤。替代地，任何一組吸盤可具有擁有不同尺寸、形狀及/或配置之吸盤。

在各種實施例中，末端執行器包含複數組吸盤。一第一組複數個吸盤可沿一第一軸配置(例如，在末端執行器之一底板上)，且一第二組複數個吸盤可沿一第二軸配置。第一軸及第二軸可為垂直的。在一些實施例中，第一軸及第二軸在末端執行器之一中點處相交。另外或替代地，第一軸比第二軸長。

在各種實施例中，一控制電腦操作機械臂(或與其相關聯之一系統)以致動末端執行器上之一吸盤。末端執行器可包含複數個吸盤，且複數個吸盤可獨立地(例如，獨立於另一吸盤)致動。例如，控制電腦可選擇(末端執行器上之複數個吸盤之)一或多個吸盤來致動，且可發送一信號至末端執行器(或與其相關聯之機械臂或系統)以致動所選擇之一或多個吸盤。在一些實施例中，複數個吸盤包含複數組一或多個吸盤。一組一或多個吸盤可獨立於另一組一或多個吸盤致動。在一些實施例中，各組一或多個吸盤可獨立於另一(其他)組一或多個吸盤致動。一吸盤(或一或多個吸盤之組)可根據用於抓取一物品之一抓取策略致動。例如，控制電腦可選擇待抓取之一物品，且控制電腦可判定用以抓取物品之一計劃，諸如結合拾取物品及將物品放置在另一位置(例如，用於一備料操作之一容器，或用於一分離操作之一托盤或分段傳送器等)。

根據各種實施例，至少部分地基於一抓取策略來致動末端執行器上之一或多個吸盤。抓取策略可由一控制電腦判定，且控制電腦可發送一或多個信號(例如，控制信號)至一致動機構。在一些實施例中，致動機構控制末端執行器上之一或多個吸盤之至少一者之致動。例如，致動機構可選擇性地致動來自末端執行器上之複數個吸盤當中之一第一組一或多個吸盤。

控制包含在末端執行器上之一吸盤可包含使吸盤在一非作用中位置與一作用中位置之間移動。在非作用中位置中，吸盤可相對於末端執行器之一底部(例如，末端執行器之底板)及/或相對於吸盤在作用中位置中之一位置凹入。在一些實施例中，若吸盤處於非作用中位置，則當包含在末端執行器上之其他吸盤安置在其等對應之作用中位置中時，吸盤不與一物品或其他表面接合。相反，在作用中位置中，吸盤可相對於末端執行器之底部及/或相對於一吸盤在非作用中位置中之一位置延伸。根據各種實施例，末端執行器上之一組吸盤可選擇性地經控制以接合一物品，諸如結合抓取物品。該組吸盤之選擇性控制可包含控制一第一組吸盤以移動至一作用中位置及/或控制一第二組吸盤移動至一非作用中位置。第一組吸盤可經致動以在第一組吸盤之至少一者與待抓取之物品之間產生一壓力。

圖1係繪示根據各種實施例之一分離系統之一圖。

在所展示之實例中，系統100包含配備有一吸取式末端執行器104之一機械臂102。儘管在所展示之實例中，末端執行器104係一吸取式末端執行器，但在各種實施例中，一或多個其他類型之末端執行器可用於如本文所揭示之一分離系統中，包含但不限於一夾式末端執行器或其他類型之致動抓取器。在一些實施例中，末端執行器104包括一或多個吸取式端(例如，一或多個吸盤)。在各種實施例中，末端執行器可由吸力、氣壓、氣動、液壓或其他致動之一或多者致動。機械臂102及末端執行器104經構形以用於取回經由滑槽(或箱) 106到達之包裹或其他物品，且將各物品放置在分段傳送器108上之一對應位置中。在此實例中，物品從一吸入端110被饋送至滑槽106中。例如，一或多個人類及/或機器人工作人員可直接或經由一傳送器或經構形以將物品饋送至滑槽106中之其他機電結構將物品饋送至滑槽106之吸入端110中。

在所展示之實例中，由控制電腦112協調操作機械臂102、末端執行器104及傳送器108之一或多者。在一些實施方案中，控制電腦112經組態以控制在一或多個工作站處操作之複數個機械臂。在各種實施例中，如本文所揭示之一機器人分離可包含一或多個感測器，從該一或多個感測器對工作空間之一環境進行模型化。在圖1所展示之實例中，系統100包含影像感測器，在該實例中包含3D攝影機114及116。在各種實施例中，如本文所揭示之一分離系統中可(個別地或組合地)使用其他類型之感測器，包含一攝影機、一紅外感測器陣列、一雷射陣列、一刻度尺、一陀螺儀、一電流感測器、一電壓感測器、一功率感測器、一力感測器、一壓力感測器、一重量感測器及類似者。在各種實施例中，控制電腦112包含一工作空間環境狀態系統(諸如視覺系統)，其用於基於諸如由影像感測器(在此實例中包含3D攝影機114及116)提供之影像資料之感測器資料來辨別個別物品、工作空間上之碎屑以及各物品之定向。在一些實施例中，工作空間環境狀態系統包含在機械臂中之感測器，以偵測一物品(例如，一經抓取之物品)之一重量或偵測自其判定一估計重量之資訊。例如，關於由驅動機械臂之移動之一或多個馬達所使用之電流、電壓及/或功率之一量之資訊可用於判定物品之重量(或一估計重量)。作為另一實例，滑槽包含一重量感測器，且基於如由重量感測器在拾取物品之前及拾取物品之後量測之滑槽上之重量之一差來判定物品之重量。作為另一實例，與來自一或多個感測器陣列之一輸出有關之資訊可用於判定工作空間中物品之一位置、當物品由機械臂抓取及/或移動時物品之一位置、及/或機械臂之一位置(例如，基於相較於一或多個感測器陣列之感測器之另一子組對來自一或多個感測器陣列之感測器之一子組之一輸出之一判定)。作為另一實例，與來自一或多個感測器陣列之一輸出有關之資訊可用於判定待分離之一物品及/或工作空間內之另一物品或物件之一尺寸(dimension或size)。

工作空間環境狀態系統產生輸出，該輸出由機器人系統用於判定且實施一計劃以自主地操作一機器人結構以從工作空間中拾取一或多個物品且將各物品放置在用於機器識別及分類之一對應可用界定位置中，諸如分段傳送器108之一分區區段。在一些實施例中，工作空間環境狀態系統產生由機器人系統用於偵測與工作空間中之一或多個物品相關聯之一狀態、狀況及/或屬性，及/或與機械臂或工作空間之其他元件相關聯之一狀態或狀況之一輸出(例如，感測器資料或以其他方式特性化工作空間及/或工作空間內之物品之資訊)。根據各種實施例，回應於偵測到(例如，判定)與工作空間中之一或多個物品相關聯之狀態、狀況及/或屬性，機器人系統實施與分離一物品有關之一或多個主動措施。主動措施可包含更新計劃以自主地操作一機器人結構以從工作空間拾取一或多個物品且將各物品單獨放置在一分離傳送結構中之一對應位置。在一些實施例中，主動措施或更新計劃可包含操作機器人結構以改變或適應偵測到之狀態、狀況及/或屬性(例如，實施改變分離一物品之一方式，改變分離物品之一路徑或軌跡，改變抓取物品之一方式，改變抓取物品之物品上之一位置，等等)。

在各種實施例中，如本文所揭示之一機器人系統包含以下一或多者及/或，例如藉由操作諸如控制電腦112之一控制電腦進行以下一或多者： Ÿ 藉由合併來自多個感測器(包含2D攝影機、3D (例如，RGBD)攝影機、紅外及其他感測器之一或多者)之資料以產生包含一或多個分類站之工作空間之一三維視圖來產生電腦視覺資訊。機器人系統判定在工作空間之三維視圖中之物品及/或碎屑或其他異常之特性。 Ÿ 機器人系統協調多個機器人之操作，以避免碰撞、妨礙彼此以及爭相拾取同一物品及/或將一物品放置在與另一機器人相同之目的地位置(例如，傳送器之分段部分)。該機器人系統協調在同一工作空間內操作之複數個機器人之操作，以對複數個物品進行分離。例如，在各種實施例中，複數個機器人獨立地操作以拾取及放置物品。若偵測到碰撞風險，則採取回應動作以確保複數個機器人在分離期間不會彼此碰撞。 Ÿ 機器人系統協調多個機器人之操作，以確保所有物品被放置，且每槽/位置僅一個物品。例如，若機器人A掉落一物品，則系統派任務給機器人B來拾取該物品；經放置但定向不正確之物品由同一或另一機器人拾取且調整或移動至另一位置；在一單一目的地槽中之兩個或多於兩個物品導致機器人下游站將兩個或多於兩個物品之一者從傳送器上拾取，且將該物品放置在一新位置；等等。 Ÿ 機器人系統不斷更新各機器人之運動計劃及一起更新所有機器人之運動計劃，以達成一所要集體輸送量(例如，以最大化集體輸送量，以獲得一預定義臨限值之集體輸送量等)。回應於判定兩個或多於兩個機器人在根據其等各自之物品分離計劃移動的情況下已碰撞或將碰撞，機器人系統實施一主動措施以確保兩個或多於兩個機器人避免碰撞或以其他方式重設兩個或多於兩個機器人之獨立操作。 Ÿ 回應於判定兩個機器人獨立地被派任務以獲取同一物品，系統隨機挑選一個機器人來獲取該物品，且另一機器人繼續至下一物品(例如，識別、選擇、判定抓取策略、拾取、根據計劃移動及放置)。 Ÿ 該機器人系統可管理複數個機器人之獨立操作，以確保機器人在不同時間選擇物品，以避免同一物品由兩個不同之機器人選擇進行分離。 Ÿ 根據需要控制傳送器移動及/或速度，以避免空的位置且達成一所要機器人生產率(輸送量)。 Ÿ 回應於判定一物品被錯誤放置或掉落，系統指派一機器人或若需要指派一人類工作人員將其拾取且放回取回機器人自身之源堆中，或若可行或更佳，放回傳送器上之一下一開放槽中。 Ÿ 控制上游機器人以故意留下一些槽開放以供下游機器人在傳送器上放置物品。 Ÿ 控制下游機器人以校正來自上游將一物品放置在傳送器上之錯誤(例如，校正擱置在多於一個槽/托盤中之一物品之放置，用物品之一識別符與上游機器人放置物品之槽之間的一關聯更新一資料結構，等等)。 Ÿ 無法由同一或另一機器人校正之故障將導致警告，以獲得人類(或其他機器人)干預來解決。 Ÿ 回應於判定一抓力(例如，由末端執行器獲得之一壓力)異常(例如，小於正常操作期間之預期)，執行一診斷程序，該診斷程序包含測試一預定義表面上之抓力，且結合判定是否需要相對於末端執行器之補救動作。 Ÿ 移動/移除工作空間內之碎屑，或重新構形待分離之一物品(例如，以改良物品從源堆/流成功拾取且放置在傳送結構上之可能性)。 Ÿ 控制一滑槽傳送器以重新構形工作空間內之物品(例如，以使經選擇用於分離之一物品更靠近滑槽之一前部以供機械臂更快及更容易地接取，以重新定位一或多個物品以改良一機械臂抓取一物品之能力，等等)。 Ÿ 使用來自工作空間環境狀態系統之感測器資料(例如，來自工作空間內之一或多個感測器)來模型化滑槽流(或模型化工作空間環境)，偵測與一預期滑槽流(或與一預期工作空間環境)之一偏差，使用感測器資料來偵測滑槽流或工作空間環境內之一堵塞或異常，且實施一主動措施以清除堵塞。 Ÿ 使用來自工作空間環境狀態系統之感測器資料來偵測經選擇用於分離之物品之一或多個特性(例如，屬性)，判定回應於一主動措施之實施，物品之抓取或釋放預期改良，且實施主動措施以改良物品之抓取或釋放。 Ÿ 使用感測器資料來判定機械臂已抓住與分離一個物品有關之複數個物品，判定一計劃用於釋放複數個物品以便將各物品單獨放置在一分離傳送結構中之一對應位置中(例如，選擇在分離傳送結構中待放置對應物品之不同位置，及/或判定一策略用於操作末端執行器以在與複數個物品之一第二子組不同之一時間釋放複數個物品之一第一子組)。 Ÿ 基於一所選物品之一尺寸及/或在該傳送結構上之一槽內之一物品之一或多個特性，選擇該傳送結構上待放置該所選物品之一槽。例如，選擇一槽以確保該所選物品不被放置在與包括一高或大的物品之一槽相鄰之一槽中。 Ÿ 基於該物品之一屬性(例如，所選物品之一尺寸、物品之一重量等)及/或在該傳送結構上之一槽內之一物品之一或多個屬性(例如，特性)，選擇用於分離在該傳送結構上之一物品之一路徑。例如，判定一路徑以將物品放置在與包括一高或大的物品之一槽相鄰之一槽中。 Ÿ 至少部分地基於一傳送帶之一速度來判定分離一物品之機械臂之一移動及速度。 Ÿ 至少部分地基於物品之一特性、工作空間環境之一特性及/或傳送結構之一特性(例如，傳送帶之一速度)之一或多者來判定待分離之物品之一軌跡。 Ÿ 判定對應於待分離之一物品之一或多個路徑/軌跡之成功分離之一概率，且基於對應之成功概率選擇待沿著其分離物品之一路徑/軌跡。 Ÿ 判定一機械臂及/或機械臂之一末端執行器之一定位以獲得一成功抓取(例如，如基於抓取成功概率、物品之一包裝類型、物品之一尺寸、與一臨限值有關之一預期抓力等)。末端執行器之定位可包含控制機械臂或機械臂之一腕部移動，以便使末端執行器與物品之一表面正交。 Ÿ 更新機器人系統偵測一空槽或托盤之能力。例如，隨時間更新由機器人系統使用以識別一空槽/托盤之空槽/托盤之定義。

在各種實施例中，待分離之物品之一任意混合可包含各種形狀及尺寸之包裹、包裝及/或字母。一些物品可為標準包裝，其等之一或多個屬性可為已知的，其他可為未知的。在各種實施例中，使用諸如影像資料之感測器資料來辨別個別物品(例如，經由影像分段)。可例如藉由將一物品辨識為一標準或已知類型及/或將可見物品邊界延伸至邏輯估計範圍(例如，外推以在一遮擋之邊角處相遇之兩個邊緣)來估計部分遮擋物品之邊界。在一些實施例中，針對各物品估計一重疊度(即，被其他物品遮擋)，且在選擇下一物品以嘗試抓取時考量該重疊度。例如，針對各物品，可運算一分數以估計抓取成功的概率，且在一些實施例中，該分數至少部分地藉由其他物品之重疊/遮擋度判定。例如，在其他考慮相同之情況下，較少遮擋之物品可更有可能被選擇。

若一源堆/流具有待分離之物品之一任意混合，則源堆/流通常包含具有不同類型包裝(諸如一紙盒包裝、一紙信封包裝、一塑膠袋(polybag)包裝(例如，聚乙烯袋)等)之物品。機器人系統可基於自感測器獲得之視覺資料，或基於當機械臂嘗試拾取物品時在末端執行器及物品之間獲得之一壓力來判定一物品之包裝。感測器資料可用於辨別對應於源堆/流中之一特定物品之一包裝類型。在一些實施例中，機器人系統至少部分地基於對應於該物品之包裝類型來判定用於抓取該物品之一策略。例如，包裝在一塑膠袋中之相對較重之物品通常將經歷末端執行器吸盤之間的「隆起(tenting)」。隆起可導致來自機械臂之末端執行器之次優吸力，且因此此一物品之抓取係次優的。根據各種實施例，回應於判定物品相對較重(例如，重量超過一預定義臨限值)且該物品經包裝在一塑膠袋中，或回應於判定在抓取該物品時正導致隆起，機器人結構執行一主動措施，以改變或適應「隆起」或判定該物品之包裝。作為一實例，機器人結構執行一主動措施將包裝部分抬起，且將包裝從滑槽拖至傳送結構中之對應槽。

機器人系統可基於物品之一包裝類型來判定一路徑或軌跡(或機械臂/末端執行器在接近物品以進行抓取時之一軌跡)，以便避免隆起或以其他方式改良物品之一抓取。作為一實例，控制機械臂(例如，一腕部)及/或末端執行器與從其抓取物品之物品之一表面正交。作為另一實例，可判定機械臂及/或末端執行器之路徑或軌跡，以在抓取一物品之前將物品打翻或以其他方式重新定位物品。

在各種實施例中，可使用多個3D及/或其他攝影機來產生影像資料。可產生場景之一3D視圖，及/或在一些實施例中，使用攝影機之一組合來從不同之角度觀看場景，且結合抓取及移動一或多個物品來選擇及使用例如相對於一工作空間及/或工作空間中之一或多個特定物品遮擋最小之攝影機。影像資料可用於偵測滑槽上或工作空間內之碎屑、穿過工作空間之物品之滑槽流中之一堵塞、在一所選物品之分離期間由機器人結構抓取之物品之一數目、佔據傳送結構上之槽之一或多個物品之一特性等。在一些實施例中，影像資料用於判定工作空間中之一或多個物品之一特性(例如，一屬性)。作為一實例，影像資料可結合判定(例如，估計)一物品之一高度或尺寸使用。

在各種實施例中，多個攝影機用於許多目的。首先，該多個攝影機提供對場景之一更豐富全3D視圖。其次，當反射遠離一包裝且反射至一攝影機中之光可擾亂該攝影機之操作時，該多個攝影機以內聚之方式操作，以最小化歸因於包裝反光之錯誤；在此情況下，在一不同之位置處之另一攝影機提供一備份。在一些實施例中，該多個攝影機可由一預測視覺演算法選擇性地觸發，該預測視覺演算法判定哪一攝影機具有用於拾取一特定包裝之最佳視角及/或最低錯誤率；因而，各包裝具有觀看它的最佳攝影機。在一些實施例中，一或多個攝影機安裝在一致動基底上，系統可改變其位置及定向以提供一包裝之一更佳感知(例如，視圖)。在實施例中，一或多個攝影機安裝在機器人結構上(例如，在機械臂之末端執行器上等)。

在各種實施例中，由攝影機伺服之另一目的係偵測機器人操作中之任何類型之不可預見之錯誤或對環境之任何破壞。放置在機器人及環境上之攝影機具有不同之錯誤及精度設定檔。機器人上之攝影機可更精確，此係因為其等剛性地固定至機器人，但使用更慢，此係因為使用此等攝影機需要機器人減慢或暫停。環境中之攝影機具有一穩定視圖，且有效地更快，此係因為機器人可進行多任務及在攝影機正在拍照時做一些其他事情。但若有人移動或搖晃攝影機支架，則攝影機可與機器人不同步，且導致錯誤。在各種實施例中，來自機器人及非機器人攝影機之影像經組合(例如，偶爾或在一包裝丟失時)，以偵測機器人是否與非機器人攝影機同步。若判定攝影機不同步，則機器人採取校正動作，諸如執行一校準或同步程序、警告一人類操作者等。在一些實施例中，一攝影機可不剛性地安裝在一機械臂上，且在一些實施例中，攝影機上之陀螺儀及/或加速度計可用於過濾或補償安裝基底之運動。

根據各種實施例，系統100可包含除多個攝影機之外或作為多個攝影機補充之一或多個感測器，諸如一紅外感測器陣列、一雷射陣列、一刻度尺、一陀螺儀、一電流感測器、一電壓感測器、一功率感測器及類似者之一或多者。從各種其他感測器接收之資訊用於判定待分離之物品之一或多個屬性及/或工作空間內之另一物品或物件之屬性等。

參考圖1，在各種實施例中，機械臂102係由一或多個馬達驅動，例如，在各可移動關節或安裝位置處之一或多個馬達。在一些實施例中，驅動至機械臂102 (例如，當機械臂嘗試分離一物品時移動機械臂)所需之功指示待分離之物品之一或多個特性。例如，在一些實施例中，可基於當物品處於機械臂102之抓取中時驅動機械臂102所需之功來運算(或估計)物品之一重量。在各種實施例中，使用一電流感測器、一電壓感測器、一功率感測器及/或類似者或其等之某一組合來量測驅動機械臂102所需之功。回應於在分離期間判定物品之重量，機器人系統至少部分地基於物品之重量來判定待分離之一物品之一路徑/軌跡。機器人系統可執行一主動措施以適應物品之重量，諸如(例如)回應於判定物品之重量而更新路徑或軌跡。在一些實施例中，回應於判定物品之重量大於一預定義臨限值，機器人系統100調整計劃以經由部分拾取物品且將物品拖至傳送結構上之對應位置(例如，與完全拾取物品且移動臂將物品放置在傳送結構上相反)來分離物品。在一些實施例中，回應於判定物品之重量，機器人結構調整機械臂(及物品)移動之速度。例如，物品之重量愈大，當機械臂102移動時，物品與末端執行器104之間的剪切力愈大。此外，剪切力可隨著操作機械臂之速度(例如，機械臂移動物品之速度)而增加。因此，機器人系統100可至少部分地基於物品之重量來控制機械臂102之速度，以確保物品保持由機械臂牢牢抓住。儘管本說明描述基於使用一電流感測器、一電壓感測器、一功率感測器及/或類似者來量測重量，但亦可使用構形在機械臂102或末端執行器104中之一力感測器來量測重量。然而，力感測器相對昂貴，及因此低階硬體資訊，諸如馬達扭矩或由馬達使用的功之一量度係判定(例如，估計)物品之重量之一有效方式。

與來自一或多個感測器陣列之一輸出有關之資訊可用於判定工作空間中的物品之一位置、當物品由機械臂抓取及/或移動時物品之一位置、及/或機械臂之一位置(例如，基於相較於一或多個感測器陣列之感測器之另一子組對來自一或多個感測器陣列之感測器之一子組之一輸出之一判定)。作為另一實例，與來自一或多個感測器陣列之一輸出有關之資訊可用於判定待分離之一物品及/或工作空間內之另一物品或物件之一尺寸(dimension或size)。從一或多個感測器陣列接收之資訊可結合判定待分離之物品及/或工作空間內之另一物品或其他物件之一高度使用。在一些實施例中，機器人系統至少部分地基於待分離之物品及/或工作空間內之另一物品或其他物件之高度來判定一路徑或軌跡(或更新路徑或軌跡)。例如，機器人系統至少部分地基於傳送器上之一或多個其他物品之一高度(或其他尺寸)來判定待放置物品之傳送器上之一位置。計劃將一物品放置在與包括一相對較大(例如，高、寬等)物品之另一槽/托盤相鄰之一槽/托盤中可增加在分離期間之一碰撞之可能性。另外，傳送器上之一相對較大物品可妨礙機器人系統獲得相鄰物品之資訊之能力。視覺系統之視線可被一相對較大之物品阻擋，且因此感測器資料可不包含相鄰物品(或緊鄰大物品之其他物品)之準確資訊。作為另一實例，若物品在面向一相對較大物品之一側或靠近大物品之一表面上包含一識別符或標籤，則視覺系統可無法定位或讀取識別符或標籤。

進一步參考圖1，在所展示之實例中，系統100進一步包含可由一人類工作人員120使用以藉由長控操作操作機械臂102、末端執行器104及傳送器108之一或多者之一隨選長控(on-demand teleoperation)操作裝置118。在一些實施例中，控制電腦112經組態以嘗試以一完全自動化之模式抓取及放置物品。然而，若在嘗試以完全自動化模式操作之後，控制電腦112判定其不具有可用於抓取一或多個物品之(進一步)策略，則在各種實施例中，控制電腦112發送一警告以經由長控操作，例如由人類操作者120使用長控操作裝置118從一人類操作者獲得幫助。例如，在一些實施例中，回應於偵測到影響穿過滑槽106之物品流之一狀態或狀況，控制電腦112可嘗試執行一或多個動作以促進分離。若判定對偵測到之狀態或狀況作出回應之完全自動化之嘗試尚未解決該狀態或狀況，則控制電腦可例如經由使用隨選長控操作裝置118之長控操作來提示人類操作者120解決該狀態或狀況。在各種實施例中，控制電腦112可顯示一使用者介面或其他介面，該使用者介面或其他介面識別狀態或狀況及/或呈現人類可選擇之選項，以控制機械臂102、末端執行器104及/或如本文所揭示之其他元件及儀器(例如，鼓風機、振動器、滑槽傳送器等)以變更狀態或狀況。

在各種實施例中，控制電腦112使用來自諸如攝影機114及116之攝影機之影像資料來向人類工作人員120提供場景之一視覺顯示，以促進長控操作。例如，控制電腦112可顯示滑槽106中之物品堆之一視圖。在一些實施例中，由控制電腦112對由攝影機114及116產生之影像資料執行分段處理，以辨別物品/物件邊界。可使用加掩(masking)技術來突顯個別物品，例如，使用不同顏色。操作者120可使用場景之視覺顯示來識別(若干)待抓取之物品，且使用長控操作裝置118來控制機械臂102及末端執行器104以從滑槽106中拾取(若干)物品，且將各物品放置在傳送器108上之一對應位置。在各種實施例中，一旦針對其(等)提示人類干預之(若干)物品已被放置在傳送器上，系統100便恢復完全自動化操作。在各種實施例中，在人類干預之情況下，機器人系統觀察人類工作人員(例如，手動任務完成、經由長控操作使用一機械臂及末端執行器的任務完成)，且嘗試學習一策略以在將來以一自主模式(更佳地)完成任務。例如，系統可學習抓取一物品之一策略，例如，藉由觀察物品上一人類工作人員抓取物品之位置及/或藉由記住人類工作人員如何經由長控操作使用機械臂及末端執行器來抓取物品。

在一些實施例中，系統100回應於判定系統100之操作中的一異常存在而調用來自人類操作者120之幫助。一異常之一實例係在物品之分離期間在末端執行器104與物品之間缺乏一臨限壓力。回應於偵測到在末端執行器104與物品之間獲得之壓力小於一臨限壓力值，機器人系統100可執行與評估機器人系統100是否正常執行有關之一診斷程序。例如，系統100可執行對末端執行器104接合一物品且獲得一預定臨限壓力值之能力之一診斷。回應於判定系統100未正常執行(例如，末端執行器104無法接合一物品且獲得一預定臨限壓力值)，系統100調用來自人類操作者120之幫助。在一些實施例中，控制電腦112發送一警告給人類操作者120。該警告可指示問題之依據(例如，末端執行器無法接合物品且獲得一預定臨限壓力值之一指示)。例如，警告可向人類操作者120提供一推薦或請求之補救動作。

根據各種實施例，回應於判定系統100之當前操作偏離系統100之預期正常操作，系統100判定對系統100執行一診斷。系統100可對系統100至少部分基於感測器資料(例如，電流感測器資料)判定偏離正常操作或在偏離正常操作之臨限範圍或百分比內之系統100之一部分執行診斷。在由上文描述之末端執行器104獲得之壓力量測之情況中，系統100可判定待針對其(等)執行一診斷程序之(若干)特定末端執行器。在一些實施例中，回應於執行診斷程序且判定診斷程序之一結果指示系統100(或其之一組件)偏離正常操作或以其他方式在偏離正常操作之臨限範圍或百分比內，系統100實施一或多個主動措施。主動措施之實例包含更換組件(例如，切換一末端執行器)，判定以不使用偏離正常操作之組件或不在組件上施加超過一預定義應變臨限值之一應變之一方式操作系統100，及/或調用人類干預(例如，將偏差通知人類操作者120)。可實施各種其他主動措施。

繼續上文結合圖1描述之實例，系統100至少部分地回應於系統100判定系統100正在偏離正常操作或診斷程序待結合評估是否待實施一補救主動措施來執行而判定執行一診斷程序。回應於判定在機械臂已拾取一物品時由末端執行器104獲得之壓力偏離末端執行器104之一預期正常操作，系統100判定執行關於末端執行器(例如，末端執行器上之一或多個吸盤)之被判定為偏離正常操作之操作之一診斷。根據各種實施例，用於執行關於一末端執行器之一診斷之診斷程序包含操作機械臂102以移動至預定位置且使末端執行器與一預定表面(諸如在此實例中，表面115)接合。表面115可定位於工作空間110內。在一些實施例中，表面115係滑槽106之一部分，或可操作地連接至滑槽106或傳送器108。當末端執行器接合至預定表面時，系統100控制末端執行器以抓取預定表面。回應於控制末端執行器以抓取預定表面，系統100獲得與末端執行器用其抓取預定表面之一抓取強度之一量測有關之感測器資料。例如，回應於將末端執行器與表面115接合，系統100控制末端執行器以對表面115施加一吸力。系統100獲得感測器資料，包含在末端執行器與表面115之間獲得的壓力之一或多個值。接著，系統100判定由末端執行器在抓取表面115時獲得之壓力是否偏離抓取表面115之一預期正常操作。在一些實施例中，系統100將包含在末端執行器與表面115之間獲得之壓力之一或多個值之感測器資料與映射至末端執行器之一正常操作之一或多個預定範圍或臨限值進行比較。若在末端執行器與表面115之間獲得之壓力與末端執行器之正常操作不一致(例如，若在末端執行器與表面115之間獲得之壓力之一或多個值落在映射至末端執行器之一正常操作之一或多個預定範圍或臨限值之外)，則系統100判定末端執行器未正確工作(例如，末端執行器偏離正常操作)。

根據各種實施例，回應於系統100判定末端執行器未正確工作，系統100至少部分地基於末端執行器未正確工作之此判定來更新計劃以實施一或多個主動措施。此一主動措施包含向人類操作者120警告末端執行器工作異常。例如，系統100將偏離正常操作之一通知發送給人類操作者120。在一些實施例中，系統100向人類操作者120提供一或多個推薦的主動措施。回應於接收到偏離正常操作之通知，人類操作者120可實施一人類干預以更換或修復適用的末端執行器。在一些實施例中，人類操作者120使用隨選長控操作裝置118控制系統100，以實施一主動措施，諸如控制機械臂102以更換適用的末端執行器。在一些實施例中，人類操作者120可選擇一或多個推薦之主動措施之至少一者，且回應於此選擇，系統100控制機械臂102以實施所選擇之主動措施(例如，無額外之人類干預)。

在各種實施例中，控制電腦112操作機械臂102 (或與其相關聯之一系統)以致動末端執行器104上之一吸盤。末端執行器104可包含複數個吸盤，且複數個吸盤可獨立地(例如，獨立於另一吸盤)致動。例如，控制電腦112可選擇(末端執行器上之複數個吸盤之)一或多個吸盤來致動，且可發送一信號至末端執行器104 (或與其相關聯之機械臂或系統)以致動所選擇之一或多個吸盤。在一些實施例中，複數個吸盤包含複數組一或多個吸盤。一組一或多個吸盤可獨立於另一組一或多個吸盤致動。在一些實施例中，各組一或多個吸盤可獨立於另一(其他)組一或多個吸盤致動。一吸盤(或一或多個吸盤之組)可根據用於抓取一物品之一抓取策略致動。例如，控制電腦112可選擇待抓取之一物品，且控制電腦112可判定抓取物品之一計劃，諸如結合拾取物品及將物品放置在另一位置(例如，用於一備料操作之一容器，或用於一分離操作之一托盤或分段傳送器等)。

根據各種實施例，至少部分地基於一抓取策略來致動末端執行器104上之一或多個吸盤。抓取策略可由一控制電腦112判定，且控制電腦112可發送一或多個信號(例如，控制信號)至一致動機構。在一些實施例中，致動機構控制末端執行器104上之一或多個吸盤之至少一者之致動。例如，致動機構可選擇性地來自致動末端執行器上之複數個吸盤當中之一第一組一或多個吸盤。致動機構可為在控制電腦112上運行之一模組，或可操作地連接至機械臂102及/或末端執行器104之一模組。

控制包含在末端執行器104上之一吸盤可包含使吸盤在一非作用中位置與一作用中位置之間移動。在非作用中位置中，吸盤可相對於末端執行器之一底部(例如，末端執行器之底板)及/或相對於吸盤在作用中位置中之一位置凹入。在一些實施例中，若吸盤處於非作用中位置中，則當包含在末端執行器上之其他吸盤安置在其等對應之作用中位置中時，吸盤不與一物品或其他表面接合。相反，在作用中位置中，吸盤可相對於末端執行器104之底部及/或相對於一吸盤在非作用中位置中之一位置延伸。根據各種實施例，末端執行器104上之一組吸盤可選擇性地被控制以接合一物品，諸如結合抓取物品。該組吸盤之選擇性控制可包含控制一第一組吸盤以移動至一作用中位置及/或控制一第二組吸盤以移動至一非作用中位置。第一組吸盤可被致動以在第一組吸盤之至少一者與待抓取之物品之間產生一壓力。

儘管結合一分離操作(例如，使用機械臂102來將一物品從滑槽106分離至傳送器108上之一位置)描述之實例，但各種實施例包含執行一備料操作之一機械臂。例如，包含末端執行器104 (例如，其可包含一或多個吸盤)之機械臂可用於從對應判定位置(例如，從一貨架上之一托盤)拾取一或多個物品，且配置或組裝該等物品以形成一套組(例如，包含將該等物品放置在一盒、托盤或其他容器中)。套組可至少部分地基於一訂單(例如，經由一電子商務網站接收之一訂單)來形成。

圖2A係繪示根據各種實施例之一機械臂之一圖。在一些實施例中，機械臂200在圖1之系統100中實施。

在圖2A中所繪示之實例中，機械臂200包含一末端執行器204，該末端執行器204包含複數個吸盤(例如，206a、206b、208a及/或208b)。在一些實施例中，吸盤206a、206b、208a及/或208b可具有不同之尺寸、形狀及配置。末端執行器204可包含一或多組吸盤，且各組吸盤可包含一或多個吸盤。圖2A中所繪示之實例之吸盤206a及206b可對應於一第一組吸盤，且吸盤208a及208b可對應於一區段組吸盤。

在一些實施例中，末端執行器204包含一組吸盤，該組吸盤包含比另一組吸盤中之一或多個吸盤更大(例如，更長及/或更大直徑等)之一或多個吸盤。例如，吸盤206a及206b比吸盤208a及208b大。吸盤206a及206b可具有比吸盤208a及208b大之一直徑。在一些實施例中，吸盤206a及206b比吸盤208a及208b從末端執行器204 (例如，從末端執行器204之底板)延伸更遠。例如，吸盤206a及206b可比吸盤208a及208b更長。作為另一實例，吸盤206a及206b可經構形以回應於吸盤206a及206b被致動而從一凹入位置移動至一延伸位置(例如，吸盤206a及206b可處於一延伸位置中，且吸盤208a及208b可處於凹入位置中)。

在一些實施例中，一致動機構可操作地連接至末端執行器204 (例如，吸盤206a、206b、208a及/或208b)。致動機構可獨立於至少吸盤之另一子組致動末端執行器204上之吸盤之至少一子組。例如，吸盤206a及206b可獨立於吸盤208a及208b之致動而被致動。在一些實施例中，可獨立地致動末端執行器上之各吸盤。

如圖2A中所繪示，末端執行器204可經構形以具有配置在相對較小之吸盤208a及208b外側之較大吸盤(例如，吸盤206a及206b)。例如，吸盤206a及206b可配置在末端執行器204之一邊緣(例如，末端執行器204之一底板之一外邊緣)處。較大之吸盤可配置在末端執行器204之一外圓周(例如，末端執行器204之一底板之一外圓周)處。在一些實施例中，較大之吸力(例如，較長之吸盤或從末端執行器204延伸更遠之吸盤)安置在末端執行器204上之改良末端執行器接合安置在一托盤、箱或其他容器之一邊角中之一物品之能力之位置處。例如，較大之吸盤可配置在末端執行器204之一或多個邊角處。

圖2B係繪示根據各種實施例之一機械臂之一圖。在一些實施例中，機械臂200在圖1之系統100中實施。

在圖2A中所繪示之實例中，機械臂220包含一末端執行器224，該末端執行器224包含複數個吸盤(例如，226a、226b、228a及/或228b)。在一些實施例中，吸盤226a、226b、228a及/或228b可具有各種尺寸及形狀。末端執行器224可包含一或多組吸盤，且各組吸盤可包含一或多個吸盤。圖2B中所繪示之實例之吸盤226a及226b可對應於一第一組吸盤，且吸盤228a及228b可對應於一區段組吸盤。

在一些實施例中，一致動機構可操作地連接至末端執行器224 (例如，吸盤226a、226b、228a及/或228b)。致動機構可獨立於至少吸盤之另一子組致動末端執行器224上之吸盤之至少一子組。例如，吸盤226a及226b可獨立於吸盤228a及228b之致動而被致動。在一些實施例中，可獨立地致動末端執行器上之各吸盤。

如圖2B中所繪示，末端執行器224可經構形以具有配置在相對較小之吸盤228a及228b外側之較小吸盤(例如，吸盤226a及226b)。例如，吸盤226a及226b可配置在末端執行器224之一邊緣(例如，末端執行器204之一底板之一外邊緣)處。較小之吸盤可配置在末端執行器224之一外圓周(例如，末端執行器224之一底板之一外圓周)處。相對較小之吸盤可在一或多個特性(諸如長度、直徑、吸盤之一底部表面與末端執行器之一基底之距離等)方面小於另一組吸盤。

根據各種實施例，末端執行器上之吸盤可根據各種配置、形狀等來配置。末端執行器上之一第一組吸盤可根據一第一構形來配置，且一第二組吸盤可根據一第二構形來配置。作為一實例，第一組吸盤可沿一第一軸安置，及/或一第二組吸盤可沿一第二軸安置。在一些實施方案中，第一軸與第二軸相交。

在一些實施例中，一末端執行器上之吸盤可至少部分地基於末端執行器待部署其中之系統之一工作空間來構形及/或配置。與一備料操作相比，在一分離操作期間，可能不太需要一機械臂從一托盤、盒或其他容器之一邊角拾取一物品。因此，在一機械臂根據其從一源流或堆拾取一物品之一分離操作實施方案中，吸盤之構形及/或配置(例如，吸盤之一數目、吸盤之尺寸、吸盤之形狀、吸盤之一配置等)可經選擇為在一吸力強度或一抓取及/或釋放速度方面係最佳的(例如，以達成在一吸力強度或一抓取及/或釋放速度方面之一預設臨限值)。在一機器臂根據其從安置在一貨架(例如，安置在一備料貨架系統上)上之托盤、盒或容器拾取一物品之一備料操作中，吸盤之構形及/或配置(例如，吸盤之一數目、吸盤之尺寸、吸盤之形狀、吸盤之一配置等)可經選擇為在按不同角度或在更受限制之環境內接合物品之多功能性方面係最佳的(例如，末端執行器可經構形有邊角中之吸盤，以使末端執行器能夠伸及邊角中之物品等)。作為一實例，待相對於一備料操作部署之一末端執行器包括具有一菱形形狀之一基底，且至少一個吸盤可安置在基底之至少一個邊角上。

根據各種實施例，一末端執行器上之吸盤可至少部分地基於待執行之一應用、功能或責任及/或一物品之一或多個屬性來構形及/或配置。作為一實例，在至少部分地基於一應用選擇選擇吸盤或其等構形之上下文中，選擇吸盤可至少部分地基於機械臂之應用係分離、備料、購物等來構形及/或配置。作為另一實例，在至少部分地基於機械臂(或末端執行器)之一功能或責任選擇選擇吸盤或其等構形之上下文中，選擇吸盤可至少部分地基於機械臂(或末端執行器)待拾取一托盤、拾取及物品、及/或將一標籤應用於一物品等來構形及/或配置。作為另一實例，在至少部分地基於物品之一或多個屬性選擇選擇吸盤或其等構形之上下文中，選擇吸盤可至少部分地基於一物品之一尺寸(或待由末端執行器拾取之物品之預期尺寸範圍)、物品之一形狀(或待由末端執行器拾取之物品之預期形狀範圍)、物品之一材料(或待由末端執行器拾取之物品之預期材料範圍)及/或物品之一表面特性(或待由末端執行器拾取之物品之預期表面特性範圍)等來構形及/或配置。

圖3A係繪示根據各種實施例之一末端執行器之一仰視圖之一圖。在一些實施例中，圖1之系統100實施末端執行器310。

在圖3A中所繪示之實例中，具有一方形表面(例如，一方形基底)之末端執行器310包括複數個吸盤，且複數個吸盤之至少一第一子組不同於複數個吸盤之一第二子組。例如，吸盤314a及314b可大於吸盤312a、312b、312c及/或312d。吸盤314a及314b可具有大於吸盤312a、312b、312c及/或312d之一或多者之直徑之一直徑。

可操作地連接至末端執行器310之一致動機構(未展示)可獨立於一第二吸盤之致動而致動一第一吸盤。在一些實施例中，可根據一吸盤所屬之一組吸盤來致動該吸盤。致動機構可至少部分地基於一計劃(例如，包含在用於一分離操作之一計劃中之一抓取策略、用於一備料操作之一計劃等)來致動末端執行器330上之一或多個吸盤。

在一些實施例中，一第一組吸盤(例如，吸盤314a及314b)可沿一第一軸安置在末端執行器310上，且一第二組吸盤(例如，312a、312b、312c及/或312d)可沿一第二軸安置在末端執行器上。第一軸可與第二軸相交。

圖3B係繪示根據各種實施例之一末端執行器之一仰視圖之一圖。在一些實施例中，圖1之系統100實施末端執行器330。

在圖3B中所繪示之實例中，具有一圓形表面(例如，一圓形基底)之末端執行器330包括複數個吸盤，且複數個吸盤之至少一第一子組不同於複數個吸盤之一第二子組。例如，吸盤324可比吸盤322大。吸盤324可具有大於吸盤322之直徑之一直徑。

可操作地連接至末端執行器320之一致動機構(未展示)可獨立於吸盤324之致動而致動吸盤322。致動機構可至少部分地基於一計劃(例如，包含在用於一分離操作之一計劃、用於一備料操作之一計劃等中之一抓取策略)來致動末端執行器330上之一或多個吸盤。

在一些實施例中，一第一組吸盤(例如，吸盤322所屬之一組)可沿著一第一軸安置在末端執行器320上，且一第二組吸盤(例如，吸盤324所屬之一組)可沿著一第二軸安置在末端執行器上。第一軸可與第二軸相交。

圖3C係繪示根據各種實施例之一末端執行器之一仰視圖之一圖。在一些實施例中，圖1之系統100實施末端執行器330。

在圖3C中所繪示之實例中，具有一菱形表面(例如，一菱形基底)之末端執行器330包括複數個吸盤，且至少一個吸盤(例如，吸盤332)安置在末端執行器330之邊角中。定位於末端執行器之邊角中之吸盤可結合抓取一盒、托盤或其他容器之一邊角中或其他尺寸受限之空間中之一物品使用(例如，致動)。

可操作地連接至末端執行器330之一致動機構(未展示)可獨立於吸盤334之致動而致動吸盤332。致動機構可至少部分地基於一計劃(例如，包含在用於一分離操作之一計劃、用於一備料操作之一計劃等中之一抓取策略)來致動末端執行器330上之一或多個吸盤。

在一些實施例中，一第一組吸盤(例如，吸盤332所屬之一組)可沿著一第一軸336安置在末端執行器330上，且一第二組吸盤(例如，吸盤334所屬之一組)可沿著一第二軸338安置在末端執行器上。第一軸336可與第二軸338相交。第一軸336可為不同於第二軸338之一長度。

圖3D係繪示根據各種實施例之一末端執行器之一仰視圖之一圖。在一些實施例中，圖1之系統100實施末端執行器340。

在圖3D中所繪示之實例中，具有一長形菱形表面(例如，一長形菱形基底)之末端執行器340包括複數個吸盤，且至少一個吸盤(例如，吸盤342、344、346及/或348)安置在末端執行器340之邊角中。定位於末端執行器之邊角中之吸盤可結合抓取一盒、托盤或其他容器之一邊角中或其他尺寸受限之空間中之一物品使用(例如，致動)。例如，為了抓取一狹長盒，可致動較小之端部吸盤346及348以及一個大吸盤(例如，吸盤342或344)。在一些實施例中，吸盤之各者可彼此獨立地致動或控制。因此，複數個吸盤之各種子組可結合抓取一物品致動。用於分離/備料或以其他方式抓取物品之對應計劃可界定待結合抓取物品啟動之吸盤之子組。

可操作地連接至末端執行器340之一致動機構(未展示)可獨立於吸盤344、346及/或348之致動而致動吸盤342。致動機構可至少部分地基於一計劃(例如，包含在用於一分離操作之一計劃、用於一備料操作之一計劃等中之一抓取策略)來致動末端執行器340上之一或多個吸盤。

在一些實施例中，一第一組吸盤(例如，吸盤342及344所屬之一組)可沿著一第一軸350安置在末端執行器340上，且一第二組吸盤(例如，吸盤346及348所屬之一組)可沿著一第二軸352安置在末端執行器上。第一軸350可與第二軸352相交。第一軸350可為不同於第二軸352之一長度。

圖4係繪示根據各種實施例之一機械臂之一圖。在一些實施例中，圖1之系統100可實施機械臂402。

在圖4中所繪示之實例中，機械臂402包含一末端執行器404，該末端執行器404包含複數個吸盤(例如，406a、406b、408a及/或408b)。在一些實施例中，吸盤406a、406b、408a及/或408b可具有不同之尺寸、形狀及配置。末端執行器404可包含一或多組吸盤，且各組吸盤可包含一或多個吸盤。圖4中所繪示之實例之吸盤406a及406b可對應於一第一組吸盤，且吸盤408a及408b可對應於一區段組吸盤。

根據各種實施例，末端執行器404使用吸盤之至少一子組來結合抓取物品410接合一物品(例如，物品410)。一致動機構可能可操作地連接至末端執行器404 (例如，吸盤406a、406b、408a及/或408b)。致動機構可獨立於吸盤之至少另一子組致動末端執行器404上之吸盤之至少一子組。在圖4中所繪示之實例中，吸盤406a及406b (用於)接合物品410，且可獨立於吸盤408a及408b之致動而致動吸盤406a及406b(例如，吸盤408a及408b可不結合抓取物品410而致動)。作為另一實例，可致動所有吸盤406a、406b、408a及408b，但僅吸盤406a及406b接合物品410，此係因為吸盤406a及406b比吸盤408a及408b長(或延伸更遠)。在一些實施例中，可獨立地致動末端執行器上之各吸盤。

根據各種實施例，一吸盤之致動可基於一抓取策略及/或用於拾取及放置物品之一計劃(例如，用於分離物品之一計劃、用於備料物品之一計劃等)。作為一實例，一吸盤之致動可包含在一凹入位置與一延伸位置之間移動一吸盤(例如，結合用該特定吸盤抓取一物品將吸盤移動至延伸位置)。作為另一實例，一吸盤之致動可包含導致大氣壓力與吸盤內側之壓力之間之一壓差(例如，藉由自吸盤移除空氣等)。結合從末端執行器釋放一物品，吸盤之致動可包含使空氣從吸盤吹出(例如，使空氣將物品推離末端執行器)。例如，用於形成一吸力之氣流可反轉以使空氣從吸盤(例如，吸盤中之一出口)流動。

如圖4中所繪示，末端執行器404可經構形以具有配置在相對較小之吸盤408a及408b外側之較大吸盤(例如，吸盤406a及406b)。例如，吸盤406a及406b可配置在末端執行器404之一邊緣(例如，末端執行器404之一底板之一外邊緣)處。較大之吸盤可配置在末端執行器404之一外圓周(例如，末端執行器404之一底板之一外圓周)處。在一些實施例中，較大之吸力(例如，較長之吸盤或從末端執行器404延伸更遠之吸盤)安置在末端執行器404上之改良末端執行器接合安置在一托盤、箱或其他容器之一邊角中之一物品之能力之位置處。例如，較大之吸盤可配置在末端執行器404之一或多個邊角處。

圖5A係繪示根據各種實施例之一機械臂之一圖。圖5B係繪示根據各種實施例之一機械臂之一圖。在一些實施例中，系統100可實施圖5A及5B之機械臂502。

在圖5A及5B中所繪示之實例中，機械臂502移動以接合物品508且從表面510拾取物品508。結合抓取物品508，可致動末端執行器504上之一或多個吸盤。例如，可致動吸盤506a及506b以抓取物品508。如圖5A及5B中所繪示，吸盤506a及506b可相對於末端執行器504之一外殼安置在一凹入位置中，且當末端執行器504接合物品時，可致動吸盤506a及506b。吸盤506a及506b之致動可包含將吸盤506a及506b移動至一延伸位置。將吸盤506a及506b移動至一延伸位置可包含延伸管，以將吸盤從末端執行器504之一基底或本體推出。在一些實施例中，吸盤可回應於判定機械臂502及/或末端執行器504將進一步伸至一箱及/或雜亂之物品當中以拾取一物品(例如，安置在容器或堆之後部或底部之一小物品)而移動至一延伸位置。

儘管已為瞭解清楚之目的而頗為詳細地描述前述實施例，然本發明且不限於所提供之細節。存在實施本發明之許多替代方式。所揭示實施例係繪示性且非限制性的。

100:系統 102:機械臂 104:吸取式末端執行器 106:滑槽 108:分段傳送器 110:吸入端 112:控制電腦 114:3D攝影機 115:表面 116:3D攝影機 118:隨選長控操作裝置 120:人類工作人員/人類操作者 200:機械臂 204:末端執行器 206a:吸盤 206b:吸盤 208a:吸盤 208b:吸盤 220:機械臂 224:末端執行器 226a:吸盤 226b:吸盤 228a:吸盤 228b:吸盤 310:末端執行器 312a:吸盤 312b:吸盤 312c:吸盤 312d:吸盤 314a:吸盤 314b:吸盤 320:末端執行器 322:吸盤 324:吸盤 330:末端執行器 332:吸盤 334:吸盤 336:第一軸 338:第二軸 340:末端執行器 342:吸盤 344:吸盤 346:吸盤 348:吸盤 350:第一軸 352:第二軸 402:機械臂 404:末端執行器 406a:吸盤 406b:吸盤 408a:吸盤 408b:吸盤 410:物品 502:機械臂 504:末端執行器 506a:吸盤 506b:吸盤 508:物品 510:表面

在下文實施方式及隨附圖式中揭示本發明之多種實施例。

圖1係繪示根據各種實施例之一分離系統之一圖。

圖2A係繪示根據各種實施例之一機械臂之一圖。

圖2B係繪示根據各種實施例之一機械臂之一圖。

圖3A係繪示根據各種實施例之一末端執行器之一仰視圖之一圖。

圖3B係繪示根據各種實施例之一末端執行器之一仰視圖之一圖。

圖3C係繪示根據各種實施例之一末端執行器之一仰視圖之一圖。

圖3D係繪示根據各種實施例之一末端執行器之一仰視圖之一圖。

圖4係繪示根據各種實施例之一機械臂之一圖。

圖5A係繪示根據各種實施例之一機械臂之一圖。

圖5B係繪示根據各種實施例之一機械臂之一圖。

200:機械臂

204:末端執行器

206a:吸盤

206b:吸盤

208a:吸盤

208b:吸盤

Claims (17)

1. 一種吸取式末端執行器，其包括： 一第一組一或多個吸盤，其等具有擁有一第一直徑之一第一尺寸； 一第二組一或多個吸盤，其等具有擁有小於該第一直徑之一第二直徑之一第二尺寸；及 一第一致動機構，其經構形以獨立於該第二組吸盤之致動施加吸力至該第一組吸盤之至少一子組；及一第二致動機構，其經構形以獨立於該第一組吸盤之致動施加吸力至該第二組吸盤之至少一子組。
2. 如請求項1之吸取式末端執行器，其中： 該第一組一或多個吸盤沿一第一軸安置； 該第二組一或多個吸盤沿一第二軸安置。
3. 如請求項2之吸取式末端執行器，其中該第一軸及該第二軸係垂直的。
4. 如請求項2之吸取式末端執行器，其中該第一軸短於該第二軸，且該第一軸及該第二軸在該末端執行器之一中點處相交。
5. 如請求項1之吸取式末端執行器，其中該第一致動機構經構形以獨立於該第一組一或多個吸盤內之至少一第二吸盤之操作操作該第一組一或多個吸盤內之至少一第一吸盤。
6. 如請求項1之吸取式末端執行器，其進一步包括一菱形底板，該第一組一或多個吸盤及該第二組一或多個吸盤安置在該菱形底板上。
7. 如請求項1之吸取式末端執行器，其中： 該第一致動機構及該第二致動機構經構形以從一控制電腦獲得一或多個信號，且回應於該一或多個信號之至少一者操作；及 根據一抓取策略判定該第一致動機構及該第二致動機構回應於其操作之該一或多個信號之至少一者。
8. 如請求項7之吸取式末端執行器，其中該抓取策略指示待由該吸取式末端執行器抓取一物品之一方式。
9. 如請求項7之吸取式末端執行器，其中： 該一或多個信號係由該控制電腦選擇以選擇性地操作該第一組一或多個吸盤或該第二組一或多個吸盤之一預定組合；及 基於待致動至少一個吸盤以根據該抓取策略抓取一物品之一判定判定該預定組合。
10. 如請求項7之吸取式末端執行器，其中該第一組或該第二組之一或多者包括一可延伸吸盤。
11. 如請求項10之吸取式末端執行器，其中至少部分地基於該一或多個信號之至少一者來控制該可延伸吸盤。
12. 如請求項11之吸取式末端執行器，其中回應於該末端執行器根據其進一步伸至箱中以抓取一物件，或該末端執行器待根據其從雜亂之物件當中抓取一物件之一抓取策略，控制該可延伸吸盤以從該末端執行器延伸。
13. 如請求項11之吸取式末端執行器，其中來自該第一組之至少一第一吸盤及來自該第二組之至少一第二吸盤係不同尺寸。
14. 如請求項1之吸取式末端執行器，其中該吸取式末端執行器可操作地連接至一機械臂，該機械臂經控制以執行關於一或多個物品之一備料操作。
15. 如請求項14之吸取式末端執行器，其中該備料操作包括結合拾取該至少一個物品將該一或多個物品之至少一個物品與該吸取式末端執行器上之至少一個吸盤接合。
16. 如請求項1之吸取式末端執行器，其中該吸取式末端執行器可操作地連接至一機械臂，該機械臂經控制以執行關於一或多個物品之一分離操作。
17. 如請求項16之吸取式末端執行器，其中該分離操作包括結合拾取該至少一個物品將該一或多個物品之至少一個物品與該吸取式末端執行器上之至少一個吸盤接合。

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