TW202246024A - 具有線性第七軸之機器人 - Google Patents

Abstract

本申請案揭示一種機器人控制系統以及一種用於控制一機器人之方法及電腦系統。該機器人控制系統包含一記憶體及耦合至該記憶體之一或多個處理器。該記憶體經組態以儲存具有複數個控制軸之一機器人之一模型，該複數個控制軸包含至少一線性軸以及一或多個旋轉軸。該一或多個處理器經組態以使用該模型來控制該機器人執行一任務，包含藉由將一組控制信號發送至該機器人以致使該機器人相對於包含至少該線性軸之該等控制軸中之兩者或更多者移動。

Description

具有線性第七軸之機器人

本發明之實施例係關於一種具有線性第七軸之機器人。

在某些倉庫及類似操作中，可執行本文中有時稱為「線路配套」之一組任務，以裝配堆疊式物品托盤以供進一步分配，諸如遞送至一零售點。可接納含納相同類型之物品之托盤堆疊，並且可自不同的同質堆疊取出托盤，每一同質堆疊具有一對應類型之物品托盤以裝配一混合式托盤堆疊，例如以發送至一給定目的地。

舉例而言，一烘烤店可烘烤不同類型之產品且可各自用一對應同質類型之產品(諸如一特定類型之麵包或其他經烘烤商品)填充可堆疊托盤。烘烤店可將托盤堆疊提供給例如一分配中心。一個堆疊可包含盛納切片式白麵包塊之托盤，另一堆疊可具有盛納全麥麵包塊之托盤，仍具有盛納藍莓紙杯蛋糕包之另一托盤等。可自各種堆疊取出托盤以裝配一(潛在)混合式托盤堆疊。舉例而言，可裝配六個白麵包托盤、三個全麥麵包托盤及一個藍莓紙杯蛋糕托盤之一堆疊，例如用於遞送至一零售商店。

雖然上文實例涉及不同類型之經烘烤商品之托盤，但在其他線路配套操作中，可堆疊托盤可盛納其他產品。

在一典型方法中，托盤由人類工作人員搬運。托盤可包含手柄，以使得一人類工作人員能夠例如藉由將工作者之手放置在手柄上或手柄中來抓取及移動托盤。由人類工作人員進行之此種工作可導致疲勞或受傷，可花費大量時間來完成，並且可能容易出錯。

可以眾多方式實施本發明，包含作為一程序；一設備；一系統；一物質組成；體現在一電腦可讀儲存媒體上之一電腦程式產品；及/或一處理器，諸如經組態以執行儲存於耦合至該處理器之一記憶體上或由該記憶體提供之指令之一處理器。在本說明書中，此等實施方案或本發明可採取之任一其他形式可稱為技術。一般而言，可在本發明之範疇內更改所揭示程序之步驟之次序。除非另外陳述，否則諸如闡述為經組態以執行一任務之一處理器或一記憶體之一組件可實施為暫時經組態以在一給定時間執行該任務之一個一般組件或經製造以執行該任務之一特定組件。如本文中使用，術語「處理器」係指經組態以處理諸如電腦程式指令等資料之一或多個裝置、電路及/或處理核心。

下文連同圖解說明本發明之原理之附圖一起提供對本發明之一或多個實施例之一詳細說明。結合此等實施例闡述本發明，但本發明並不限於任一實施例。本發明之範疇僅受限於申請專利範圍，並且本發明囊括眾多替代方案、修改及等效形式。在以下詳細說明中陳述眾多特定細節以提供對本發明之一透徹理解。出於實例目的而提供此等細節，並且可在不具有此等特定細節中之某些或所有細節的情況下根據申請專利範圍實踐本發明。出於清晰目的，未詳細闡述與本發明相關之技術領域中習知之技術材料，使得不會不必要地模糊本發明。

如本文中所使用，一物品或一組物品之托板化包含自諸如一運送結構之一源位置拾取一物品，並將該物品放置在一托板上，諸如放置托板上之一物品堆疊上。

如本文中所使用，解除托板化包含自一托板(諸如自該托板上之一物品堆疊)拾取一物品，移動該物品，並將該物品放置在諸如一運送結構之一目的地位置處。

如本文中所使用，一物品之單個化包含自一源堆/流拾取一物品，並將該物品放置在一運送結構(例如，一經分段運送機或類似運送裝置)上。視情況，單個化可包含在該運送結構上對各種物品之分類，諸如經由將來自該源堆/流之該物品逐一放置至該運送機上之一狹槽或托盤中。

如本文中所使用，配套包含自對應位置對一或多個物品/物件之該拾取，以及以一組該一或多個物品對應於一套組之一方式將該一或多個物品放置在一預定位置中。

如本文中所使用，一運載工具意指一手推車、一台車、一小拖車、滑架、貨車、托板或者經組態以固持或支撐諸如托盤(例如，一托盤堆疊)等一或多個物品之其他結構。

各種實施例包含一機器人系統。該機器人系統包含一通信介面以及耦合至該通信介面之一或多個處理器。該一或多個處理器經組態以經由該通信介面接收感測器資料，並使用該感測器資料來判定及實施用以控制一n軸機器人執行關於一物品之一任務之一策略。至少部分地藉由將該機器人之該n個軸以及一或多個額外軸納入考量來判定該策略。該策略包含用以相對於該機器人之該n個軸之至少一子組以及該一或多個額外軸來操縱該機器人執行關於該物品之該任務之一組一或多個命令。在某些實施例中，該機器人系統進一步包含一記憶體，該記憶體經組態以儲存資料，諸如用以執行該任務之該策略或計劃、用於控制該機器人執行一或多個任務之一模型等之該策略/計劃。

各種實施例包含一機器人控制系統。該機器人控制系統包含一記憶體及一或多個處理器。該記憶體經組態以儲存具有複數個控制軸之一機器人之一模型，該複數個控制軸包含至少一線性軸以及一或多個旋轉軸。該一或多個處理器經組態以使用該模型來控制該機器人執行一任務，包含藉由將一組控制信號發送至該機器人以致使該機器人相對於包含至少該線性軸之該等控制軸中之兩者或更多者移動。

各種實施例包含一機器人。該機器人包含：(i)複數個馬達，其各自與該機器人之複數個控制軸中之對應一者相關聯，該等控制軸包含至少一線性軸以及一或多個旋轉軸；(ii)複數個馬達控制器，其各自與該等馬達中之一者相關聯；(iii)一通信介面；以及(iv)一處理器，其耦合至該等馬達控制器及該通信介面，該處理器經組態以經由該通信介面接收一組控制信號，以致使該機器人相對於包含至少該線性軸之該等控制軸中之兩者或更多者中之每一者以一特定方式移動，並將命令發送至該等馬達控制器中之對應一者以控制該馬達致使該機器人以該特定方式移動。

各種實施例包含用以調整一齒條及小齒輪動力系統總成中之背隙之一機構。該機構包含：(i)一安裝框架，其具有在其中界定以接納一驅動總成之一操作端之一開口，該驅動總成之該操作端具有安裝在該驅動總成之該操作端之一遠端上或附近之一動力驅動小齒輪，該驅動總成包含大於該開口之一安裝凸緣，並且該安裝框架及安裝凸緣包含互補之若干組孔，每一組包含該安裝框架中之一孔以及該安裝凸緣中之一對應孔；(ii)一肩部緊固件，其穿過該安裝凸緣之一第一端處之一第一互補組孔而定位，以將該安裝凸緣可移動地耦合至該安裝框架，該緊固件以使得該安裝凸緣及該驅動總成具有圍繞該第一互補組孔之一縱向軸樞轉之自由度之一方式進行緊固；以及(iii)一可調整長度之耦合裝置，其具有機械地耦合至安裝板之一第一端以及在與該安裝凸緣之該第一端實質上相對之一位置處機械地耦合至該安裝凸緣之一第二端，其中將該可調整長度之耦合裝置之該第一端耦合至該安裝板並且將該可調整長度之耦合裝置之該第二端耦合至該安裝凸緣，使得該耦合裝置之該長度之調整致使該安裝凸緣及直接或間接地附接至該安裝凸緣之該驅動總成之組件圍繞該第一互補組孔之該縱向軸旋轉，從而導致對該齒條及小齒輪動力系統總成之背隙之一對應調整。

各種實施例包含一方法或者電腦程式產品，該電腦程式產品體現在一非暫時性電腦可讀媒體中且包括用於相對於n個軸及一或多個額外軸來控制一機器人之電腦指令。該方法包含：(i)藉由一或多個處理器，經由一通信介面來接收感測器資料；以及(ii)使用該感測器資料來判定及實施用以控制一n軸機器人執行關於一物品之一任務之一策略。至少部分地藉由將該機器人之該n個軸以及該一或多個額外軸納入考量來判定該策略。該策略包含用以相對於該機器人之該n個軸之至少一子組以及該一或多個額外軸來操縱該機器人執行關於該物品之該任務之一組一或多個命令。在某些實施例中，該任務包括抓取、移動及放置該物品。

先前技術之機器人系統一般而言實施一6軸機器人。此一機器人之該6個軸包含：(i)一第一軸，其對應於該機器人圍繞一基座之一旋轉；(ii)一第二軸，其對應於該機器人之一下部臂在一向前及向後方向上之移動；(iii)一第三軸，其對應於用以升高該機器人之一上部臂之移動；(iv)一第四軸，其對應於該機器人之該上部臂之旋轉；(v)一第五軸，其對應於用以升高該機器人之一腕之一移動；及(vi)一第六軸，其對應於該機器人之該腕之旋轉。先前技術之系統在一工作空間內之一固定位置中使用了此類6軸機器人。相對於該6個軸中之每一者之移動由一或多個馬達(例如，伺服馬達等)控制。在某些實施方案中，先前技術之6軸機器人可安裝在一導軌上，該導軌將該機器人載送至該機器人在相對於該導軌之一靜止位置中時停止並執行一任務之一位置。舉例而言，一機器人沿著一導軌移動至將要執行一任務之一位置，該機器人在此種位置處停止，並在相對於該導軌之一固定位置中執行該任務。

當一6軸機器人位於一工作空間處時，該機器人一般而言在圍繞機器人經定位以執行一任務(例如，關於該工作區域內之一物品之一任務，諸如抓取、移動及放置該物品)之該工作區域之一長橢圓形區域內操作。舉例而言，該機器人具有該機器人在位於該工作區域處時能夠操作之一卵圓形區域。該長橢圓形區域(例如，該卵圓形)界定了末端執行器或者由該末端執行器抓取之該物品可移動的可能位置(例如，可係該末端執行器或者由該末端執行器抓取之物品的一軌跡之至少一部分的一組位置)之一解決方案空間。然而，其中該機器人在一固定位置中進行操作以執行該任務之先前技術之系統在該長橢圓形區域(例如，該卵圓形)內具有關於該末端執行器或者由該末端執行器抓取之物品可移動之位置的一次最佳組解決方案。舉例而言，該長橢圓形區域(例如，該卵圓形)包括該末端執行器不能移動之某些位置，諸如由於機器人關節之約束(例如，關於該等關節可定位之角度之約束)。作為另一實例，該長橢圓形區域(例如，該卵圓形)包括該機器人之移動低效或原本笨拙之某些位置。

各種實施例實施在執行一任務的同時經控制以在一或多個額外維度內移動之一機器人。控制該機器人在該一或多個額外維度內移動允許該機器人在圍繞該機器人之該基座之該長橢圓形區域(例如，該卵圓形)內進行操作(例如，移動該末端執行器或者由該末端執行器抓取之物品)。根據各種實施例，對應於該工作區域之該整個長橢圓形區域(例如，該卵圓形)可用作該末端執行器或者由該末端執行器抓取之該物品可移動之可能位置(例如，可係該末端執行器或者由該末端執行器抓取之物品之一軌跡之至少一部分的一組位置)之一解決方案空間。舉例而言，與使用在執行一任務且由此在對應於該工作區域之該長橢圓形區域(例如，該卵圓形)內具有不包括在該解決方案空間中之某些位置(例如，由於該等機器人關節之約束，或者該機器人之低效或笨拙定位)期間固定在一工作區域中之一特定位置處之一機器人的先前技術之系統相比，各種實施例控制該機器人在一或多個額外軸內移動，以便於該機器人在自用於一先前技術之系統的該工作區域之該解決方案空間排除的此類某些位置中進行操作。各種實施例儲存該機器人之定位之一映射，該映射具有該機器人之此種對應定位係低效還是笨拙之一指示。該系統可控制該機器人以避免在低效或笨拙之一位置中定位該機器人或操作該機器人。在某些實施例中，該系統儲存與該機器人之移動/定位相關聯之一成本函數。在某些實施例中，該成本函數指示用以使用該機器人之該機器人臂之一笨拙位姿(例如，該機器人之定位/定向)來執行一任務之一較高成本。在某些實施例中，該成本函數指示基於沿著一線性軸以及一或多個其他軸(例如，旋轉軸)之移動之各種組合來執行一任務之一速度或效率。該成本函數可將解決方案限制為滿足執行該任務之最小成功可能性之一臨限值的彼等解決方案。

在某些實施例中，該機器人系統動態地使用一第七軸來實施一任務。該機器人系統包括安裝在橫穿一導引軌(例如，一線性軌道等)之一滑架上之一6軸機器人。結合在一工作區域內實施一任務，該機器人系統控制該機器人沿著對應於該導引軌之一維度移動。對該機器人在一任務之實施期間移動之此種控制允許圍繞該工作區域之該長橢圓形區域內之所有位置包含於可能位置(例如，當物品末端執行器或者物品移動通過該工作區域時該末端執行器或者由該末端執行器抓取之物品之可能位置)之該解決方案空間中。

根據各種實施例，該機器人系統判定要執行關於一物品之一任務。回應於判定要執行關於該物品之該任務，該機器人系統控制該機器人將該機器人定位在該工作區域內。舉例而言，該機器人系統進行控制以使該機器人沿著一導軌移動至該工作區域。在某些實施例中，該機器人系統獲得用於執行關於該物品之該任務之一計劃及/或策略。作為一實例，該機器人系統至少部分地基於該工作區域及/或該物品之一模型(例如，與該物品相關聯之一或多個屬性)來判定該計劃及/或策略。該系統判定該機器人是否沿著該導軌(例如，沿著該第七軸)移動，以使得該機器人能夠諸如藉由使用最佳位姿及高效移動等來最高效地抓取、移動及/或放置該物品。作為一實例，對該機器人在一或多個額外軸內移動之控制賦予該機器人總是依據最佳位姿拾取及放置物品之能力。

根據各種實施例，一或多個額外軸(例如，除了一6軸機器人之6個軸以外另有的一軸)經完全整合並且機器人內之一自由度受到控制。在各種實施例中，如本文中所揭示，將具有整合至其控制中之一第七線性自由度之一機器人安置在一導軌或其他線性運送裝置上。該機器人可最初沿著該導軌定位至下一任務附近之一位置(例如，一工作區域)，接著被控制在包含線性度之7個自由度內，以執行如本文中所揭示之任務，例如，使用沿著線性DOF之快速重新定位以使得該機器人能夠避免次佳位姿且以其他方式以最佳化速度及效率進行操作。

各種實施例包含用於該機器人之一堅硬及牢固安裝位置或結構。該安裝位置及/或對一動力系統總成產生之一背隙之調整使得該機器人系統能夠以相對高速度及加速度實施任務。舉例而言，對該動力系統總成中之背隙及該牢固安裝位置或結構之限制允許該機器人系統以相對高速度及加速度沿著該導軌移動該機器人，諸如當該機器人具有所抓取之一物品且結合實施關於此種物品之一任務時。

各種實施例改良了使用一機器人系統來實施關於一工作區域中之一物品之一任務的效率及有效性。一n軸機器人可在一或多個額外軸(例如，除了n軸機器人之n個軸以外另有的軸)內移動，或者使用一或多個額外自由度來實施關於一物品之一任務。根據各種實施例，實施一機器人相對於其移動之一或多個額外軸使得該機器人之一範圍能夠增加，且達成用於將該物品自一源位置移動至一目的地位置之高效(例如，最佳)路徑/軌跡及策略之一解決方案空間。

在某些實施例中，該機器人(例如，該6軸機器人)沿著一或多個額外軸之移動延伸了(i)該機器人沿著至少該一或多個額外軸之一觸及範圍以及(ii)該系統之一視覺範圍。 在某些實施例中，該系統(例如，一或多個處理器)控制該機器人沿著該一或多個額外軸中之至少一者移動，同時該機器人已抓取該物品。

對其他申請案之交叉參考

本申請案主張於2021年4月16日提出申請的標題為具有線性第七軸之機器人(ROBOT WITH LINEAR 7TH AXIS)之美國臨時專利申請案第63/175,787號之優先權，該申請案出於所有目的以引用方式併入本文中。

圖1A係圖解說明根據先前技術的一機器人線路配套系統之一方塊圖。在所展示之實例中，系統100包含沿著在此實例中自一輸入端(集結(staging)及裝載區域) 108進給之一輸入堆疊運送裝置(例如，運送裝置106)移動之源托盤堆疊102及104。在此實例中，將源托盤堆疊102及104中之每一者展示為堆疊在一有輪手推車或底盤上。在各種實施例中，可將源托盤堆疊102及104手動推動至運送裝置106上，該運送裝置可係一運送機帶或者經組態以使源托盤堆疊102及104前進通過由運送裝置106界定之工作空間之其他結構。在某些實施例中，上面堆疊有源托盤之底盤或其他基座結構可係自推進式的。在某些實施例中，可在機器人控制下經由/藉由運送裝置106來使源托盤堆疊102及104前進。舉例而言，可控制藉由/經由運送裝置106來使源托盤堆疊102及104前進之速度及時間，以便於自源托盤堆疊102及104對托盤之高效抓取。

在所展示之實例中，一單個導軌(例如，導軌110)沿著運送裝置106之一個長側而安置。在此實例中，將兩個機器人(一者包括機器人112，且另一者包括機器人114)獨立於彼此可移動地安裝在導軌110上。舉例而言，每一機器人112、114可安裝在沿著導軌110行駛之一自推進式底盤上。在此實例中，每一機器人112、114利用一托盤搬運末端執行器(例如，末端執行器116、118)而終止。

托盤搬運末端執行器(例如，末端執行器116、118)在機器人控制下進行操作以自一源托盤堆疊102、104抓取一或多個托盤。如圖1A中所展示，每一末端執行器116、118包含附接至機器人112、114之端之一橫向部件。一側部件安裝在橫向部件之每一端上。如所展示，在各種實施例中，側部件中之至少一者在機器人控制下敞開或閉合，以使得能夠對一托盤進行抓取(藉由使側部件閉合)或釋放(藉由將側部件敞開)。

每一末端執行器116、118包含一個非移動(「被動」)側部件及一個可移動(「主動」)側部件。在此實例中，可移動或「主動」側部件擺動成敞開(展示末端執行器116之位置)例如以使得能夠將末端執行器放置在用以抓取一或多個托盤之位置中，且擺動成閉合(展示末端執行器118之位置)例如以完成對一或多個托盤之一抓取。一機器人控制系統(例如，控制機器人112、114之一電腦，諸如控制電腦128)諸如結合抓取或釋放一托盤來控制末端執行器致動末端執行器之敞開/閉合。機器人控制系統至少部分地基於工作空間之影像資料及/或包括在(或連接至)對應末端執行器中之一或多個感測器來控制末端執行器。在某些實施例中，包括在(或連接至)對應末端執行器中之一或多個感測器經組態以：(i)獲得指示末端執行器之一抓取機構(例如，一主動部件)是處於一敞開位置還是一閉合位置中之資訊；(ii)獲得指示抓取機構敞開至之一廣度之資訊；(iii)獲得指示托盤(或相對於托盤之末端執行器)何時處於末端執行器經控制以將末端執行器(例如，一被動部件或包括在被動部件上之一結構)之至少一個側與包括在一托盤(例如，正被抓取之一托盤)之一側中之一孔、一凹槽或把手嚙合的一位置中之資訊；(iv)獲得指示托盤(或相對於托盤之末端執行器)何時處於末端執行器(例如，一被動部件或包括在被動部件上之一結構)與包括在一托盤之一側之孔、凹槽或把手嚙合的一位置中之資訊；及/或(v)獲得指示抓取機構是閉合還是以其他方式與托盤嚙合之資訊。

每一末端執行器116、118在每一側部件上包含一或多個突起或類似結構，其之一大小及形狀使得突起等配合至待抓取之托盤之側中的孔或其他開口中，且在各種實施例中，可在機器人控制下滑動至該等孔或其他開口中。舉例而言，在某些實施例中，側部件之內部面上之突起(在本文中有時稱為「拇指」)可納入一托盤之相對側上之手柄(例如，經定大小以容納一人類手之孔)中，如下文所更全面闡述及圖解說明。

各別機器人112、114在同一時間完全自主地操作，以自源托盤堆疊102、104拾取托盤，並將該等托盤放置在目的地托盤堆疊(諸如目的地托盤堆疊120、122)上，該目的地托盤堆疊位於導軌110的與運送裝置106及源托盤堆疊102、104相對之一側上之一目的地托盤堆疊總成區域中。在各種實施例中，可根據發票、貨單、訂單或其他資訊來裝配目的地托盤堆疊。舉例而言，對於複數個實體目的地(例如，零售商店)中之每一者，藉由自各別源托盤堆疊102、104選擇托盤並將該等托盤堆疊在一對應目的地托盤堆疊120、122上來構建與彼目的地相關聯之一目的地堆疊(例如，按目的地所下之一訂單)。可將已完成目的地托盤堆疊120、122自目的地托盤堆疊總成區域移除，如由箭頭124所指示，例如以放置在卡車、導軌車、集裝箱等上，用於遞送至諸如一零售商店之一更遠目的地。

進一步參考圖1A，在所展示之實例中，系統100包含：一控制電腦128，其經組態以與包括在各種實施例中包含一或多個運送裝置106之系統100之機器人元件無線通信；輪式底盤，其上堆疊有源托盤堆疊102、104 (若進行自我驅使)；機器人112、114及/或各別底盤，機器人112、114安裝在導軌110 (其在本文中亦可稱為一導引軌)上之該各別底盤上；以及機器人控制之托盤搬運末端執行器(例如，末端執行器116、118)。在各種實施例中，基於輸入資料(諸如發票、訂單及/或貨單資訊)以及輸入狀態資訊(諸如指示哪些源托盤堆疊包含哪個類型及/或量之產品之庫存資料)，機器人元件由控制電腦128控制。

根據各種實施例，機器人112及機器人114係n軸機器人。舉例而言，機器人112及機器人114係6軸機器人。基於至少在機器人112及機器人114之n軸上界定之一解決方案空間，機器人112及114經控制以執行關於諸如一托盤或一托盤上之一物件之一任務。n可係一正整數。舉例而言，控制電腦128判定用於執行任務之一計劃及/或策略(例如，自一源位置抓取物品、移動物品、以及將物品放置在一目的地位置處等)。控制電腦128判定機器人112及/或機器人114移動之一路徑或軌跡(例如，對應末端執行器之一軌跡)。在某些實施例中，控制電腦128使用至少部分地基於機器人112及/或機器人114之對應n個軸之一模型。舉例而言，控制電腦128基於一組約束或解決方案(例如，解決方案空間)來判定(例如，選擇)一計劃/策略(例如，一路徑或軌跡)。該組約束或解決方案至少部分地基於機器人112及/或機器人114之n個軸。作為一實例，機器人112及/或機器人114之n個軸幫助界定機器人112及/或機器人114之一組可能位置及/或可能組態。該組可能位置及/或可能組態可對應於一長橢圓形區域(例如，一卵圓形)，並且可自該組可能位置及/或可能組態排除長橢圓形區域內之位置，乃因機器人由於諸如機器人關節之約束的約束而不能夠將其自身定位在該位置或組態中，或者乃因此類位置或組態不滿足諸如一效率臨限值的一臨限值(例如，機器人難以在此一組態中對自身進行組態等)。控制電腦128可至少部分地基於判定一最佳計劃(例如，一最佳路徑)來判定計劃。控制電腦128可至少部分地基於判定滿足諸如一最大成本臨限值之一或多個臨限值之一計劃來判定計劃(例如，可根據模型之一預定義成本函數等來判定成本)。可實施各種其他臨限值，諸如一效率臨限值、一時間臨限值、一速度臨限值等。

根據各種實施例，控制電腦128結合實施一任務(例如，抓取、移動、放置一物品等)來動態地控制機器人112及/或機器人114使用一或多個額外軸(例如，除了機器人之n軸以外另有的軸)。控制電腦128至少部分地基於(i)對應於機器人(例如，機器人112及/或機器人114)之n個軸以及(ii)一或多個額外軸來判定計劃或策略。舉例而言，用於判定一計劃/策略之模型包含機器人相對於一或多個額外軸移動之可能性(例如，解決方案空間包含鑒於機器人在一或多個額外軸上之移動而變得可能及/或被視為高效之位置或組態)。關於圖1A中所圖解說明之實例，一或多個額外軸包含基於導軌110界定之一維度(例如，一第七軸)。機器人112及/或機器人114可經控制以沿著由導軌110界定之方向進行平移。控制電腦128至少部分地藉由將機器人之n個軸以及一或多個額外軸納入考量來判定用於實施關於一物品之一任務之策略。該策略包含用以相對於機器人之n個軸之至少一子組以及一或多個額外軸來操縱機器人執行關於物品之任務之一組一或多個命令。

在某些實施例中，控制電腦128至少部分地基於一或多個額外軸來判定用於實施關於一物品之一任務之策略。舉例而言，控制電腦128在實施關於一物品之一任務的同時將用於機器人112及/或機器人114之移動之解決方案空間延伸為包含沿著導軌110之移動了。結合實施用以執行任務之策略，當正在實施任務時，控制電腦128可致使機器人112及/或機器人114沿著由導軌110 (例如，上面安裝有對應機器人並橫穿導軌110之滑架)界定之維度移動。作為一實例，機器人112及/或機器人114沿著由導軌110界定之方向移動，同時抓取一物品以沿著一路徑/軌跡(例如，若機器人未移動則可係不可能的或原本低效之一路徑或軌跡)移動物品。

根據各種實施例，系統(例如，控制電腦128)至少部分地基於一預定義成本函數來判定用於實施關於物品之任務之策略。預定義成本函數可至少部分地基於以下各項中之一或多者：(i)用以執行任務之一時間；(ii)成功完成任務之一可能性；(iii)執行任務所需之能量之一量(例如，操作機器人之一或多個馬達上之負載)。系統使用預定義成本函數來選擇高效地執行任務之一策略。作為一實例，高效地執行任務之一策略可包含所有可能策略當中之一最佳策略或者所判定的關於任務之一組策略。作為另一實例，高效地執行任務之一策略可包含在所有可能策略當中具有一最低成本之一策略或者所判定的關於任務之一組策略。作為另一實例，高效地執行任務之一策略可包含具有滿足一或多個預定義標準之一成本(例如，低於一預定義成本臨限值之一成本等)之一策略。可將預定義成本函數延伸成包含藉由沿著一或多個額外軸移動機器人(諸如在工作區域之一臨限距離內沿著導軌移動機器人(例如，以使得機器人能夠使用整個工作區域，否則該工作區域會基於機器人之關節約束或機器人之低效位姿/組態而受到限制))來達成之解決方案。

在某些實施例中，回應於判定將執行關於一物品之一任務(例如，將一托盤自一堆疊移動至一目的地位置)，控制電腦128進行控制以將機器人112移動至物品之接近度(例如，一源位置或機器人將使物品嚙合之位置)內。舉例而言，控制電腦128進行控制以將機器人移動至一工作區域。在某些實施例中，工作區域對應於在物品之一預定義距離內之一區域(例如，對應於機器人或上面安裝有機器人之滑架之一基座之一位置)或者物品之源位置。一管理員可設置預定義距離。可至少部分地基於對應機器人之一範圍來判定該預定義距離。結合實施用以執行任務之策略，控制電腦128進行控制以在一或多個額外維度上(諸如沿著由導軌110界定之方向)移動機器人112。在一或多個額外維度上移動機器人112使得機器人能夠使用用於使一末端執行器或由末端執行器抓取之物品移動通過工作區域之一高效或最佳策略。在某些實施例中，機器人112在一任務之實施期間在一或多個額外維度上移動至之一廣度受到一或多個預定義臨限值之約束。舉例而言，控制電腦128進行控制以相對於一或多個維度移動機器人112，直至機器人保持在源位置或工作區域之接近度內之一廣度為止。在某些實施例中，用於判定用於實施任務之策略之模型係至少基於更多個預定義臨限值，當一機器人正在實施任務時(例如，在機器人已移動至工作區域之後等)，該機器人可相對於該等臨限值在一或多個方向上移動。

可將源托盤堆疊102、104插入至運送裝置106之輸入端108處之一閘或其他入口/控制結構中。運送裝置106可包括例如藉由最小化機器人112、114必須沿著導軌110移動多遠及/或多長時間一次來抓取源托盤並將該等托盤放置在各別目的地堆疊上來沿著導軌110移動源托盤堆疊102、104，從而最佳化輸送量並最小化機器人位移之一設備(堆疊移動器)。源托盤堆疊102、104可帶有不同定向/重量/及重量分配之托盤。系統100使用力及力矩控制來操作機器人112、114，以將一拇指或其他突起輕輕且牢固地插入至一托盤中並規劃其運動及托盤軌跡，以便不與自身或環境碰撞。在各種實施例中，每一機器人112、114在大約2.5 m寬度之一極緊湊空間中進行操作且具有一極小佔用面積。機器人利用其全部工作空間並智慧地規劃其運動，從而最佳化其在解除堆疊之源托盤堆疊102、104時之抓取及/或效率(例如，時間、避免碰撞等)。機器人認識到執行定向改變之需要並在避開障礙物的同時相應地進行搬運。機器人在與導軌110上之其他機器人協調的同時移動至對應於正確顧客之無誤輸出(例如，目的地托盤堆疊120、122)。然後，機器人使用先進之力控制及與環境之互動來計算出一適當放置策略。然後循環重新開始。

在圖1A中所展示之實例中，系統100包含一3D相機126。在各種實施例中，系統100可包含複數個3D (或其他)相機，諸如相機126，且可使用由此類相機產生之影像及深度資料來產生工作空間及場景(諸如圖1A中所展示之場景/狀態)之至少相關部分之一個三維視圖。在某些實施例中，諸如相機126等相機可用於藉由以下方式來識別包括一托盤堆疊之源托盤中之托盤內容物：例如藉由辨識此類物品之大小、形狀、包裝及/或標籤；及/或藉由辨識源堆疊托盤本身之形狀、顏色、尺寸或其他屬性；及/或藉由讀取托盤上或由托盤發出之條碼、QR碼、射頻標記或其他基於影像或非影像之資訊。

在各種實施例中，由諸如相機126等相機產生之影像資料用於將機器人臂及末端執行器移動至一托盤或兩個或更多個托盤之堆疊附近之一位置中以自一源堆疊進行抓取及拾起，及/或將托盤定位在將放置該等托盤之一目的地附近，例如在一對應目的地堆疊之一頂部處。在某些實施例中，如下文所更全面闡述，使用力控制來完成一拾取/抓取場景及/或一放置場景之最終階段。

儘管在圖1A中展示了安裝至系統100之工作空間中之一壁的一單個相機(例如，相機126)，但在各種實施例中，多個相機或其他感測器或其組合可靜態地安裝在一工作空間中。另外或替代地，一或多個相機或其他感測器可安裝在每一機器人112、114上或附近，諸如在臂本身上及/或在末端執行器116、118上，及/或在機器人112、114沿著導軌110移動時與機器人112、114一起行進之一結構上。在某些實施例中，包括一垂直支撐及/或上部框架1216之一上層結構為3D相機或其他感測器提供安裝位置。在各種實施例中，一或多個3D相機可放置在機器人之基座附近。垂直支撐件可耦合至機器人112、114或與機器人112、114整合。舉例而言，垂直支撐件可係與機器人112、114整合或耦合至機器人112、114之一底盤。當機器人112、114正在操作(例如，正在移動一物品)或者當機器人112、114沿著導軌110移動等時，此一底盤亦可使機器人112、114之一背隙衰減或以其他方式減少。

圖1B係圖解說明根據先前技術的一機器人線路配套系統之一方塊圖。在圖1B中，展示了圖1A之系統100可在其中進行操作之一工作空間之一俯視圖之一實例。在所展示之實例中，如在圖1A中，機器人112、114沿著一共同導軌(例如，導軌110)移動，以自沿著一運送機(例如，運送裝置106)移動之源堆疊140通達(access)及拾取托盤，並在導軌110的與源堆疊140及運送裝置106相對之側上的目的地堆疊總成區域中之對應目的地堆疊142上擺放(play)托盤。在此實例中，一人類工作人員將源堆疊手動地進給至運送裝置106上，但在某些實施例中，一機器人工作人員執行彼任務之全部或部分，例如，根據以可程式化方式產生之計劃來履行一組訂單，其各自與一對應目的地相關聯。當目的地堆疊142完成時，將其移出目的地堆疊總成區域，如由圖1B之頂部之箭頭所指示，該箭頭對應於圖1A之箭頭124。

雖然在圖1A及圖1B中所展示之實例中，托盤各自僅含納一種類型之物品(例如，物件)，但在各種實施例及應用中，可搬運具有物品混合物之源托盤及目的地托盤，以裝配如本文中所揭示之目的地托盤堆疊。類似地，雖然在圖1A及圖1B中所展示之實例中，托盤之源堆疊各自僅含納相同類型及內容物之托盤，但在其他實施例及應用中，源托盤堆疊可包含托盤及/或物品類型之一混合。舉例而言，控制電腦128可提供有指示哪種類型之托盤在每一源托盤堆疊中之哪個位置之資訊，且可使用彼資訊連同指示每一目的地托盤堆疊之所需內容物之貨單或其他資訊一起，藉由自一源托盤堆疊上之一對應位置拾取所需托盤並將該等托盤添加至一對應目的地堆疊來構建所需目的地托盤堆疊。

圖2A係圖解說明根據先前技術的一機器人線路配套系統之一方塊圖。在所展示之實例中，配套系統200包含一配套貨架系統(諸如配套貨架系統202)及機器人210 (例如，安裝在一滑架上之一機器人臂等)。在某些實施例中，配套系統200對應於美國專利申請案第17/219,503號及美國申請案第17/246,356號中所闡述之一配套系統，該等申請案之全部內容出於所有目的特此併入。根據各種實施例，配套貨架系統202包含一或多個貨架。一或多個貨架中之每一者包括一呈現面(例如，呈現面204b、呈現面206b及/或呈現面208b)。呈現面對應於一物品安置在配套貨架系統上之一區域或表面。結合一或多個物品之配套，機器人臂(在本文中亦稱為一機器人)自至少一個呈現面拾取一物品(或來自一物品內之物件)。配套貨架系統202可包含一或多個進給器部分(例如，進給器部分204a、進給器部分206a及/或進給器部分208a)。在某些實施例中，配套貨架系統204包含經組態以控制一物品自一進給器部分至對應呈現面之運送之一閘結構(例如，閘部分204c、閘部分206c及/或閘部分208c)。閘結構可耦合至呈現面或者與呈現面整合。

在某些實施例中，機器人210可相對於配套系統200及/或相對於一運送機或安置一收容器之其他位置移動。在圖2A中所展示之實例中，機器人210安裝在滑架220上，該滑架經組態以沿著安置在運送機218旁邊並基本上平行於運送機218之一導軌或其他線性導引件(例如，導軌222)行駛。作為一實例，機器人210可安裝在與配套系統200相對之一側上。作為一實例，機器人210可安裝在與配套系統200相同之一側上。在某些實施例中，一或多個機器人(例如，機器人臂)安裝在運送機218的與一配套貨架系統相同之一側上，並且一或多個機器人安裝在運送機218的與配套貨架系統相對之一側上。在各種實施例中，經由一控制器(圖1中未展示)應用一馬達、帶、鏈或其他動力源以沿著導軌或導引件(例如，導軌222)移動滑架220及所附接機器人210，以便於自一或多個配套貨架系統自動取回物品，且當收容器216沿著運送機218移動時，將物品(例如，物件214)放置在收容器216 (例如，一盒、一托盤等)中。可至少部分地基於待拾取及放置在收容器216中之一或多個物品、收容器216之一位置(例如，將對物品進行配套之一預定位置)及/或收容器216之一路徑(例如，基於運送機218之一所判定移動)來協調對機器人臂之控制。

在某些實施例中，配套系統200包含控制電腦224及/或按需遙操作裝置226。在所展示之實例中，對配套貨架系統202、運送機218進行操作；並且機器人210及/或滑架220在控制電腦224之控制下以一協調方式進行操作。在所展示之實例中，控制電腦224與圖2A中未展示之控制器通信(例如，無線通信)，每一控制器經組態以控制包括配套系統200之一對應元件(例如，配套貨架系統202；機器人210、運送機218、滑架220及/或收容器源(未展示))之操作。儘管在圖2A中展示了無線連接，但在各種實施例中，可使用有線連接或者有線連接與無線連接之一組合。

根據各種實施例，閘結構准許或防止一物品自一進給器部分流動至呈現面。對物品自進給器部分流動至呈現面之控制可防止物品在呈現面上變得雜亂，且可輔助在呈現面上提供足夠空間及物品次序，以便一機器人臂自呈現面拾取及放置一物品/物件。閘結構可經組態以防止/抑制在任何特定時間將超過一臨限值之物品放置在一呈現面上。在某些實施例中，閘結構在一敞開位置與一閉合位置之間進行雙態切換(例如，移動)。作為一實例，敞開位置可對應於當呈現面上不存在物品時閘結構之一定向。作為另一實例，敞開位置可對應於當物品之呈現上之物品之一數量小於物品之一臨限數目時閘結構之一定向。作為另一實例，敞開位置可對應於當呈現面上之一重量(或施加至呈現面之力)小於一臨限重量(或臨限力)時之閘結構之一定向。當將閘結構定向在敞開位置中時，可准許(例如，不阻止)一物品自進給器部分至呈現面之一流動或運送。相反地，當閘結構定向在閉合位置中時，可防止一物品自進給器部分至呈現面之一流動或運送(例如，阻止物品之流動)。在圖2A中所圖解說明之實例中，呈現面204b、206b及/或208b之一部分用於阻止物品自對應進給器部分204a、206a及/或208a之運送；對應閘部分204c、206c及/或208c可係可操作地耦合至呈現面204b、206b及/或208b之鉸鏈。在某些實施例中，閘結構經組態以隨著移動至一敞開位置及/或閉合部分而移動與對應呈現面相異之一元件。

在某些實施例中，至少部分地基於施加至對應呈現面之一重量(例如，一物品之一重量，若有)，機械地操作閘結構(例如，以在敞開位置與閉合位置之間移動)。閘結構可包含將對閘結構加偏壓以定向在敞開位置中之一加偏壓元件。若施加至呈現面之一力(例如，對應於呈現面上之物品之重量)超過閘結構之加偏壓，則閘結構可操作以定向在閉合位置中。在某些實施例中，以機電方式操作閘結構。舉例而言，閘結構可接收一信號，且至少部分地基於該信號，閘結構可在一閉合位置或一敞開位置中進行操作。該信號可由一電腦(諸如控制電腦224)提供。可至少部分地基於由工作空間中之一或多個感測器獲得之資訊來判定/提供用以控制閘結構之信號。舉例而言，可結合判定閘結構是定向在敞開位置還是閉合位置中(例如，至少部分地基於對一物品是否安置在對應呈現面上之一判定)來使用由配套系統200之相機212獲得之影像資料。可結合判定是控制閘結構定向在敞開位置還是閉合位置中來使用由一或多個其他感測器獲得之資料。可經實施以獲得此種資訊之感測器之實例包含一重量感測器、一力感測器、一扭矩感測器、一壓力感測器、一紅外線感測器等。結合判定是控制閘結構定向在敞開位置還是閉合位置中而使用之資訊可用於判定一物品是否在對應呈現面上，用於判定呈現面上之一物品是否超過一臨限值(例如，一臨限重量、一臨限力)等。作為一實例，可產生由一或多個感測器獲得之資訊之一模型。該模型可判定/定義指示呈現面上是否存在一物品或者呈現面上存在之物品之一數量是否少於物品之一臨限數量等之資訊。控制電腦224可使用該模型來判定是控制閘結構定向在敞開位置還是閉合位置中。舉例而言，回應於判定在呈現面上存在一物品，控制電腦224可將一信號發送至閘結構，以致使閘結構移動至一閉合位置(例如，由此防止將物品進一步運送至呈現面)。

如圖2A中所圖解說明，一呈現面(例如，呈現面204b、呈現面206b及/或呈現面208b)係可移動的。舉例而言，呈現面在一空位置(由204d、206d及208d表示)與一佔用位置(由204b、206b及208b表示)之間進行雙態切換。儘管圖2A中所圖解說明之實例圖解說明在兩個位置/定向之間進行雙態切換之呈現面，但配套貨架系統202可經組態以將呈現面移動至複數個位置/定向中之一者中。舉例而言，呈現面可至少部分地基於工作空間之一背景(例如，待在呈現面上提供之一物品、一機器人臂拾取物品之一位置、機器人臂之一大小、一感測器或相機之一位置等)來定向在複數個位置/定向中之任一者中。

在各種實施例中，空位置對應於將呈現面定向成便於一或多個物品自進給器部分至呈現面之一流動/運送之一位置。舉例而言，空位置可對應於當呈現面上之物品之一數量少於一臨限數目時呈現面被定向之一位置。作為另一實例，空位置對應於當呈現面係空的(例如，上面沒有安置任何物品)時呈現面被定向之一位置。作為另一實例，空位置對應於當呈現面上之一重量(或施加至呈現面上之力)小於一臨限重量(或臨限力)時呈現面被定向之一位置。在某些實施例中，當定向在對應空位置中時，一特定配套貨架系統(例如，配套貨架系統202)中之每一呈現面可具有一相同定向角度(例如，諸如相對於至地面之一法線之一角度)。在某些實施例中，當定向在對應空位置中時，一特定配套貨架系統(例如，配套貨架系統202)中之兩個或更多個呈現面具有不同定向角度(例如，諸如相對於至地面之一法線之一角度)。作為一實例，一第一組一或多個呈現面具有不同於一第二組一或多個呈現面之一定向角度的一定向角度。作為另一實例，當定向在一對應空位置中時，一特定配套貨架系統內之每一呈現面具有一不同定向角度(例如，諸如相對於至地面之一法線之一角度)。基於貨架相對於地面之一高度，一配套貨架系統上之貨架(例如，對應進給器部分及配套部分中之至少一者)可以不同角度進行組態。以不同角度對貨架之組態可准許工作空間中之感測器(例如相機212)具有一更佳視線，並且此一組態可改良與工作空間有關之資訊(例如，可更容易或更準確地獲得物品上之識別符等)。

在某些實施例中，上面存在物品之一底部貨架(例如，可自其獲得一物品之一貨架，諸如對應於進給器部分208a之貨架)具有一對應呈現面208b，該對應呈現面具有比更高貨架之呈現面(諸如呈現面204b及206b)小之一運動範圍。此一底部貨架上之呈現面可相對於進給器部分而進行固定。舉例而言，此一底部貨架上之呈現面可與進給器部分整合，或者以其他方式不改變相對於進給器部分之位置。此一底部貨架或此種底部貨架之呈現面(例如，呈現面208b)可具有比一或多個更高貨架或者一或多個更高貨架之呈現面(例如，呈現面204b及/或206b)淺之一間距/角度。在某些實施例中，貨架在諸如配套系統200之配套貨架系統上愈低，貨架(例如，此類貨架之呈現面，諸如當一物品在呈現面上時)便具有一逐漸變淺之間距或角度。

在各種實施例中，佔用位置對應於呈現面被定向成便於自呈現面拾取一或多個物品(例如，藉由機器人臂)之一位置。當防止一或多個物品自進給器部分至呈現面之運送/流動時，可將呈現面定向在佔用位置中。在某些實施例中，當定向在對應空位置中時，一特定配套貨架系統(例如，配套貨架系統202)中之每一呈現面可具有一相同定向角度(例如，諸如相對於至地面之一法線之一角度)。在某些實施例中，當定向在對應佔用位置中時，一特定配套貨架系統中之兩個或更多個呈現面具有不同定向角度(例如，諸如相對於至地面之一法線之一角度)。作為一實例，一第一組一或多個呈現面具有不同於一第二組一或多個呈現面之一定向角度的一定向角度。作為另一實例，當定向在對應佔用位置中時，一特定配套貨架系統內之每一呈現面具有一不同定向角度(例如，諸如相對於至地面之一法線之一角度)。如圖2A中所圖解說明，基於貨架相對於地面之一高度，可以不同角度對一配套貨架系統上之貨架(例如，對應進給器部分及配套部分中之至少一者)進行組態。以不同角度對貨架之組態可准許工作空間中之感測器(諸如，相機212)具有一更佳視線，並且此一組態可改良與工作空間有關之資訊(例如，可更容易或更準確地獲得物品上之識別符等)。

在某些實施例中，對應貨架距地面愈低，呈現面之定向可向下傾斜得愈大。呈現面之此一定向可增強一或多個感測器(例如，相機212)以獲得與呈現面上之呈現貨架或一或多個物品/物件有關之資訊。另外，此一定向可增強機器人臂將一物品與機器人臂之末端執行器嚙合之能力。一機器人臂可具有關於其腕伸展能力/組態及/或其腕彎曲能力/組態之侷限性。作為一實例，至少部分地基於一機器人臂自呈現面拾取物品/物件所需之一腕伸展之一廣度來對呈現面之定向(例如，至少在佔用位置中)進行組態。可至少部分地基於配套貨架系統中之一機器人臂之一腕之運動範圍(例如，相對於腕伸展/彎曲之一運動範圍)對貨架/呈現面進行組態。機器人臂之一末端執行器或腕組件可具有大小侷限性限制，此抑制了機器人臂嚙合(例如，以特定角度及高度/位置)安置在一呈現面上之一物品之能力。因此，一貨架之呈現面之定向(例如，至少在佔用位置中)可經組態以改良機器人臂將其位置組態成將呈現面上之一物品/物件與機器人臂之一末端執行器以相對於物品/物件之一正交方式嚙合的可能性/能力。當處於佔用位置中時，呈現面之定向可對應於此一定向：其中上面安置有之一托盤/物品被最佳地成角度(在每一層級/貨架處)，以便自一機載相機(例如，安置在工作空間中及/或其一機器人臂或底盤上之一相機)獲得一更佳視野。在某些實施例中，呈現面在空位置及/或佔用位置中之定向至少部分地基於對應閘結構之組態。舉例而言，若閘結構係一鉸鏈，則呈現面在空位置及/或佔用位置中之定向至少部分地基於鉸鏈之一運動範圍。

根據各種實施例，配套貨架系統202包含一或多個進給器部分(例如，204a、206a及/或208a)。在某些實施例中，配套貨架系統202可具有將一或多個物品運送至複數個呈現面之一單個進給器部分。在其他實施例中，如圖2A中所圖解說明，配套貨架系統202具有用於每一呈現面之一單個進給器部分(例如，進給器部分至呈現面之一個一對一映射)。進給器部分可經組態以將一物品運送至一呈現面。作為一實例，物品之運送可係被動的，諸如經由作用在安置在進給器部分上之一物品上之重力(例如，在進給器部分經配置以朝向呈現面傾斜之情形中)。作為另一實例，基於用將一物品自進給器部分之一輸入位置載送至呈現面之一運送機對進給器部分進行組態，物品之運送可係至少部分主動的。在各種實施例中，進給器部分經組態以在一接納端(例如，至進給器部分之一輸入)接納一系列物品，並將物品運送至一目的地端(例如，可操作地連接/耦合至一呈現面或者以其他方式離開進給器部分到達適用呈現面之一端)。可將一系列物品手動地裝載至進給器部分或配套貨架系統(例如，經由一人類操作者228)，或者可將一系列物品自動地裝載至進給器部分(例如，經由一機器人臂/組件，或者至少部分地基於將進給器部分耦合至運送來自一源流/堆之物品之一斜槽)。

根據各種實施例，控制電腦224結合實施一任務(例如，抓取、移動、放置一物品等)來動態地控制機器人210使用一或多個額外軸(例如，除了機器人之n軸以外另有的軸)。控制電腦224至少部分地基於(i)對應於機器人210之n個軸以及(ii)一或多個額外軸來判定計劃或策略。舉例而言，用於判定一計劃/策略之模型包含機器人相對於一或多個額外軸移動之可能性(例如，解決方案空間包含鑒於機器人在一或多個額外軸上之移動而變得可能及/或被視為高效之位置或組態)。關於圖2A中所圖解說明之實例，一或多個額外軸包含基於導軌222而定義之一維度(例如，一第七軸)。機器人210可經控制以沿著由導軌222界定之方向進行平移。控制電腦224至少部分地藉由將機器人之n個軸及一或多個額外軸納入考量來判定用於實施關於一物品之一任務之策略。該策略包含用以相對於機器人之n個軸之至少一子組以及一或多個額外軸來操縱機器人執行關於物品之任務之一組一或多個命令。

在某些實施例中，控制電腦224至少部分地基於一或多個額外軸來判定用於實施關於一物品之一任務之策略。舉例而言，控制電腦224在實施關於一物品之一任務的同時將機器人210之移動之解決方案空間延伸為包含沿著導軌222之移動。結合實施用以執行任務之策略，當正在實施任務時，控制電腦224可致使機器人210沿著由導軌222 (例如，上面安裝有對應機器人的橫穿導軌222之滑架)界定之維度移動。作為一實例，機器人210沿著由導軌222界定之方向移動，同時抓取一物品以沿著一路徑/軌跡(例如，若機器人未移動則可係不可能的或者原本低效之一路徑或軌跡)移動物品。

在各種實施例中，如本文中所揭示之一機器人系統包含及/或例如藉由一控制電腦(諸如控制電腦224)之操作來進行以下各項中之一或多者： •  藉由合併來自包含2D相機、3D (例如，RGBD)相機、紅外線及其他感測器中之一或多者之多個感測器之資料來產生電腦視覺資訊，以產生包含一或多個配套貨架系統(其可對應地包含配套貨架系統之一或多個貨架)之一工作空間之一個三維視圖。機器人系統判定工作空間之三維視圖中之物品及/或碎屑或其他異常物之特性。 •  機器人系統協調多個機器人之操作，以避免碰撞、妨礙彼此，以及與另一個機器人競爭拾起同一物品及/或將一物品放置在同一目的地位置(例如，運送機上之收容器)中。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，以執行關於複數個物品/物件之配套(例如，以對不同收容器中或同一收容器內之物品進行配套)。作為一實例，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。作為另一實施例，複數個機器人操作以獨立地拾取及放置不同訂單之物品(例如，將不同的一組物品放置在不同收容器中)。若偵測到碰撞之一風險，則採取回應行動以確保複數個機器人在單個化期間不會彼此碰撞。 •  機器人系統協調多個機器人之操作以確保所有物品皆被放置在對應收容器中。舉例而言，若機器人A掉落一物品，則系統會派給機器人B將其拾起之任務；放置但具有不正確定向之物品被同一機器人或另一機器人拾起並調整或移動至另一位置；將不同訂單之兩個或更多個物品放置在一單個收容器中會導致一下游機器人自收容器拾取兩個或更多個物品中之一者並將該物品放置在一新收容器中；等等。 •  機器人系統連續更新每一機器人與所有機器人一起之運動計劃，以得到一所期望集合輸送量(例如，以最大化集合輸送量，以達到集合輸送量之一預定義臨限值，等等)。回應於判定兩個或更多個機器人已碰撞或者若根據其各別配套物品計劃進行移動則會碰撞，機器人系統實施一主動措施以確保兩個或更多個機器人避免碰撞或以其他方式重設兩個或更多個機器人之獨立操作。 •  回應於獨立地派給兩個機器人獲取相同物品之任務之一判定，系統隨機挑選一個機器人來得到該物品，而另一機器人繼續移動至下一物品(例如，識別、選擇、判定抓取策略、拾取、根據計劃移動以及放置)。 •  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，從而避免兩個不同機器人選擇同一物品來進行單個化。 •  根據需要控制運送機之移動及/或速度，以達成一所期望機器人生產率(輸送量)並准許機器人有足夠時間將一物件放置至所期望收容器中。 •  回應於一物品被錯誤放置或掉落之一判定，系統指派一機器人或者(若需要)指派一人類工作人員來拾起錯誤放置之物品，並將該物品放回適用配套貨架系統中(例如，諸如經由進給器部分放置在貨架上)，或者若適用或更佳，放回運送機上之一收容器上。 •  上游機器人經控制以有意地讓某些收容器敞開，以便下游機器人將物品放置在運送機上(例如，放置在對應收容器中)。 •  下游機器人經控制以校正來自將一物品放置在運送機上之一收容器中之一上游的錯誤(例如，校正擱置在一個以上收容器(諸如一托盤)中之一物品，或者擱置在運送機上而不是適用收容器上之彼物品，更新具有物品或套組/訂單之一識別符與上游機器人放置物品之收容器之間的一關聯之一資料結構，等等)。 •  同一機器人或另一機器人不能校正之故障導致傳遞一警示以獲得人類(或其他機器人)干預來解決。 •  回應於一抓持強度(例如，由末端執行器得到之一壓力)異常(例如，小於正常操作期間之預期壓力)之一判定，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持強度並結合判定是否需要對末端執行器採取補救行動。 •  移動/移除工作空間內之碎屑，或者重新組態待進行配套之一物品(例如，改良物品被自貨架或貨架之呈現面成功拾取並被放置在運送機(諸如運送機上之一收容器中)上之可能性)。 •  使用來自工作空間環境狀態系統之感測器資料來偵測被選擇用於進行配套之物品之一或多個特性(例如，屬性)，回應於一主動措施之實施來判定預期改良物品之抓取或釋放，且實施主動措施來改良物品之抓取或釋放。 •  使用感測器資料來判定機器人臂已抓取與物品中之一者之配套結合之複數個物品，判定用於釋放複數個物品以便將每一物品逐一放置在運送機上之一或多個收容器中之一對應位置中，或者將物品中之一者放回配套貨架系統之貨架/呈現面上(例如，判定用於操作末端執行器在不同於一第二子組複數個物品之一時間釋放一第一子組複數個物品之一策略)。 •  基於物品之一屬性(例如，所選物品之一大小、物品之一重量等)及/或運送機上之一收容器內的一物品之一或多個屬性(例如，特性)，選擇用於將一物品配套至運送機上之一收容器之一路徑。 •  至少部分地基於一運送機之一速度來判定機器人臂之一移動及速度，該機器人臂自配套貨架系統拾取一物品並將該物品放置在適用收容器中。 •  至少部分地基於物品之一特性、工作空間環境之一特性及/或運送機之一特性(例如，運送機帶之一速度)中之一或多者來判定待進行套組之物品之一軌跡。 •  判定對應於待進行配套之一物品之一或多個路徑/軌跡之成功配套之一概率，並且基於對應成功概率來選擇待對物品進行配套之一路徑/軌跡。 •  判定一機器人臂及/或機器人臂之一末端執行器之一定位以獲得一成功抓取(例如，如基於抓取成功之一概率、物品之包裝之一類型、物品之一尺寸、相對於一臨限值之一預期抓持強度等所判定)。末端執行器之定位可包含控制機器人臂或機器人臂之一腕進行移動，以便末端執行器正交於物品之一表面。 •  更新機器人系統偵測一空收容器之能力。舉例而言，機器人系統用以識別一空收容器的一空收容器之定義隨時間得以更新。 •  判定用以實施關於一物品之一任務之一策略。至少部分地藉由將機器人之n個軸以及一或多個額外軸納入考量來判定該策略。該策略包含用以相對於機器人之n個軸之至少一子組以及一或多個額外軸來操縱機器人執行關於物品之任務之一組一或多個命令。 •  回應於判定要執行關於物品之任務，機器人系統控制機器人將機器人定位在工作區域內。舉例而言，機器人系統進行控制以使機器人沿著一導軌移動至工作區域。在某些實施例中，機器人系統獲得用於執行關於物品之任務之一計劃及/或策略。作為一實例，機器人系統至少部分地基於工作區域及/或物品之一模型(例如，與物品相關聯之一或多個屬性)來判定計劃及/或策略。系統判定是否沿著導軌(例如，沿著第七軸)移動機器人，以使得機器人能夠諸如藉由使用最佳位姿及高效移動等來最高效地抓取、移動及/或放置物品。

圖2B係圖解說明根據先前技術的一機器人線路配套系統之一方塊圖。根據各種實施例，配套系統250可實施圖10之程序1000、圖11之程序1100及/或圖12之程序1200。

如圖2B中所圖解說明，在各種實施例中，一配套系統250包含一或多個配套貨架系統(例如，配套貨架系統252、配套貨架系統254及/或配套貨架系統256)。在配套系統250包含複數個配套貨架系統之情形中，可將配套貨架系統沿著一運送機(例如，運送機268)之一個側進行安置，或者配套貨架系統可安置在運送機之不同側上。

在各種實施例中，一配套系統250包含一或多個機器人臂(例如，機器人260)。在配套系統250包含複數個機器人臂之情形中，可將機器人臂沿著一運送機(例如，運送機268)之一個側進行安置，或者機器人臂可安置在運送機之不同側上。此外，一機器人臂可安置在運送機的與一或多個配套貨架系統相同之一側上，或者機器人臂可安置在運送機的與一或多個配套貨架系統相對之一側上。在各種實施例中，在配套系統250包含複數個機器人臂之情形中，基於以下各項自複數個機器人臂當中選擇一機器人臂以自一配套貨架系統獲得一物品(或來自一物品內之物件)：機器人臂之一位置、特定機器人臂成功地拾取物品之一有效性(例如，一所計算成功可能性)、特定機器人臂之一觸及範圍、特定機器人臂將完成物品之拾取及放置之一時間等。經選擇以拾取及放置物品之特定機器人臂可由控制電腦274選擇。舉例而言，控制電腦274可儲存關於配套系統250之工作空間及/或工作空間內之機器人臂中之一或多者之一模型。控制電腦可使用該模型來判定用以拾取及放置一物品之一機器人臂，及/或用以為一特定訂單拾取及放置一或多個物品中之每一者之一機器人臂(例如，一單個機器人臂可以用於針對一訂單對物品進行配套)。在某些實施例中，安置在與一配套貨架系統相同之一側上之一機器人臂在自高於一臨限高度之配套貨架系統上之貨架拾取及放置物品時更有效/高效。對於低於臨限高度之貨架，觸及此類貨架上之一物品所需的機器人臂之扭曲使得位於運送機的與特定配套貨架系統相同之一側上之機器人臂低效。此外，觸及此類貨架上之一物品所需的機器人臂之扭曲使得機器人臂自低於高度臨限值之一貨架拾取一物品之範圍/行動性有限。因此，在貨架上之物品低於一臨限高度之情形中，配套系統250可在運送機268的與待自其獲得物品之配套貨架系統相對之一側上使用機器人260。

配套貨架系統252包含一或多個貨架。在某些實施例中，一或多個貨架分別包含安置在上面之一或多個物品。配套貨架系統252內之不同貨架可包含不同物品(例如，一不同類型之物品，具有一或多個不同識別符(諸如序列號、型號、批號或諸如此類)之物品)。配套貨架系統中之一或多者可具有類似於關於圖2A之配套系統200所揭示之彼等的一進給器部分、一閘結構及一呈現面。如圖2B中所圖解說明，配套貨架系統包括具有一呈現面258a、一閘結構258b及一進給器部分258c之一貨架。

在某些實施例中，機器人260可相對於配套貨架系統252、254及256中之一或多者及/或相對於一運送機(例如，運送機268)或安置一收容器之其他位置移動。在圖2B中所展示之實例中，機器人260安裝在滑架270上，該滑架經組態以沿著一導軌或其他線性導引件(例如，導軌272)行駛，導軌或其他線性導引件安置在運送機268旁邊並基本上平行於運送機268，位於與配套貨架系統252相對之一側上。在各種實施例中，經由一控制器(圖2B中未展示)應用一馬達、帶、鏈或其他動力源，以沿著導軌或導引件(例如，導軌272)移動滑架270及所附接機器人260，以便於自一或多個配套貨架系統自動取回物品，並且當收容器276沿著運送機268移動時，將物品放置在收容器616a (例如，一箱、一托盤等)中。可至少部分地基於待拾取及放置在收容器276中之一或多個物品、收容器276之一位置及/或收容器276之一路徑(例如，基於運送機268之一所判定移動及/或速度)來協調對機器人臂之控制。

在某些實施例中，配套系統250包含控制電腦274。在所展示之實例中，對配套貨架系統252、運送機268進行操作；並且機器人260及/或滑架270在控制電腦274之控制下以一協調方式進行操作。在所展示之實例中，控制電腦274與圖2B中未展示之控制器通信(例如，無線通信)，每一控制器經組態以控制包括配套系統250之一對應元件(例如，配套貨架系統252、254及/或256中之一或多者；機器人260、運送機268、滑架270及/或收容器源(未展示))之操作。儘管在圖2B中展示了無線連接，但在各種實施例中，可使用有線連接或者有線連接與無線連接之一組合。

在圖2B中所展示之實例中，機器人260具有對應於一個兩指抓持器之一末端執行器。在各種實施例中，機器人260包含一或多個其他及/或不同類型之末端執行器/取回工具，包含但不限於：具有三個或更多個指之一抓持器；具有帶有不同於如所展示之屬性的屬性之指之一抓持器，例如，緩衝指、較小指、較大指等；及/或並非一抓持器之一取回工具，諸如經組態以使用吸力、摩擦力、靜電力、磁力等拾起物品之一個工具。在某些實施例中，機器人260之抓持器可與一或多個不同末端執行器互換，此取決於待取回之一物品之一或多個屬性，例如，重量、易碎性、可壓縮性、剛性、大小、形狀等。在某些實施例中，機器人260之抓持器可用於取回及使用不同末端執行器(例如，抓持器固持工具)來拾取及放置物品，此取決於例如待取回之物品之一或多個屬性。可至少部分地基於自一或多個感測器(諸如相機262)獲得之資訊來判定物品之一或多個屬性。

在各種實施例中，控制電腦274經組態(例如藉由在控制電腦274上運行之軟體)以：接收與一發票、訂單、零件清單、提貨清單或待取回並包裝在一起之其他物品清單相關聯之資料；判定用以履行所需物品之取回及包裝之一策略/計劃；以及以協調方式操作配套系統250之元件(例如，配套貨架系統252、254及/或256；運送機268；及機器人260及/或滑架270)以履行要求。在某些實施例中，配套系統250包含複數個配套貨架系統及/或複數個機器人臂，並且一或多個控制電腦經控制以協調/操作配套系統250之元件。

舉例而言，在某些實施例中，控制電腦274經組態以接收待進行包裝之物品之一清單。控制電腦274判定哪些物品與哪個配套貨架系統相關聯(或者哪些物品與一配套貨架系統(諸如配套貨架系統252)之一特定貨架相關聯)並制定取回及包裝物品之一計劃。在某些實施例中，電腦274控制一盒總成機器(未展示)或一收容器源模組，且將一收容器存放在運送機268上，並控制運送機268使收容器前進至待裝載一第一一或多個物品之一位置。控制電腦274根據需要控制滑架270及/或機器人260以定位機器人260，從而自相關聯之一配套貨架系統(或配套貨架系統252之一貨架)取回第一一或多個物品。控制電腦274可控制配套貨架系統252、254及/或256，例如，以確保所需數量之所需物品存在於配套貨架系統252、254及/或256 (或配套貨架系統之一貨架)與運送機268及機器人260最近之端處之拾取區帶(例如，一呈現面)中。控制電腦274控制機器人260自對應拾取區帶取回物品，並將物品放置在收容器(例如，收容器616a)中，然後繼續移動以執行需要包含於彼特定套組中之任何其他物品的經協調取回及包裝。回應於判定所有物品已被取回及包裝(例如，根據用於對一或多個物品進行配套之一計劃)，控制電腦274控制運送機268使收容器(例如，收容器616a)前進至履行之下一階段，圖2B中未展示(例如，將盒密封、進行貼標籤並將盒發送以待裝運之一站)。

在圖2B中所展示之實例中，配套貨架系統252包括經組態以例如由人類工作人員、機器人及/或其他機器或其某一組合自一後端(如圖2B中所展示之上部/左邊)裝載的成角度之貨架或成角度之運送機(例如，包括呈現面258a、閘結構258b及進給器部分258c之貨架)。配套貨架系統252可裝載在進給器部分處或一裝載器元件(例如，一斜槽)中，該裝載器元件將物品運送至貨架之各別進給器部分。可藉由電腦視覺等掃描、辨識物品，以判定並在控制電腦274上儲存與物品及/或物品類型相關聯之資料或者與每一配套貨架系統相關聯之其他物品屬性。在各種實施例中，不同類型之配套貨架系統之一混合可包含於一配套系統(諸如配套系統250)中。舉例而言，在某些實施例中，圖2B中所展示的經由配套貨架系統252供應之物品可經由物品向下滾動之一靜止斜坡來供應。在某些實施例中，一配套貨架系統可包括複數個結構及機構中之任一者，以將物品供應至一相關聯拾取區帶，包含但不限於具有複數個毗鄰滾子之一重力類型運送機、一斜坡、一運送機帶、一組回轉箱等。

在某些實施例中，配套貨架系統252包括一或多個閘控機構，該閘控機構控制物品至成角度之貨架或成角度之運送機(例如，閘結構258b)之運送或者在成角度之貨架或成角度之運送機內之運送。一或多個閘控機構可控制一或多個物品至與一或多個物品之配套結合的配套貨架系統之一或多個呈現面(例如，呈現面258a)之運送(例如，藉由一機器人臂取回物品並將物品放置至一對應收容器中)。一或多個閘控機構可由控制電腦274控制，或者一或多個閘控機構可經組態以機械地操作(例如，在不具有一控制電腦之干預的情況下)。在各種實施例中，一或多個閘控機構至少部分地基於一計劃(例如，用於至少部分地基於一訂單對一物品進行配套之一預定計劃)來控制一或多個物品之運送。

在各種實施例中，藉由使控制電腦274經由自動處理、手動組態及/或其組合來判定每一配套貨架系統(例如，配套貨架系統252、254及/或256)及與每一配套貨架系統相關聯之物品之放置、類型、能力等來初始化配套系統250。另外，配套系統250之元件可向控制電腦274註冊。註冊可包含允許一元件(諸如配套貨架系統中之每一者)進入一控制網路。在某些實施例中，可執行操作測試。舉例而言，控制電腦274可諸如藉由在向前及向後方向上以各種速度等操作諸如配套貨架系統252之一配套機器之運送機帶來測試控制一新註冊之元件之一能力。

在各種實施例中，可添加、移除、調換配套系統250之元件等。在此一例項中，控制電腦274初始化並註冊新元件，執行操作測試，且開始/恢復配套操作，舉例而言，合併新添加之元件。

進一步參考圖2B，在所展示之實例中，配套系統250包含經組態以捕獲包含於配套系統250中之元件之影像(例如，視訊影像)的一相機262 (例如，一視訊相機)。相機262可係獲得與工作空間(例如，對應於配套系統250之工作空間)有關之資訊的複數個感測器中之一者。舉例而言，相機262可係控制電腦274用以控制包括系統100之元件的複數個感測器中之一者。舉例而言，在所展示之實例中，由相機262產生並發送至控制電腦274之視訊可被控制電腦274用來控制包括在配套貨架系統252中之運送機帶及/或配套貨架系統252中之一閘控機構(例如，258b)之速度及/或方向，以確保在拾取區帶(例如，工具箱系統252的呈現面258a)中具有一足夠且不過量數目之物品適用，及/或定位或重新定位物品以供機器人260取回。另外，相機262及/或其他相機及/或其他感測器可用於促進機器人260拾起一物品及/或將物品放置在其收容器(例如，盒)中。在各種實施例中，複數個相機可部署在若干個位置中，包含在環境中及在包括配套系統250之各別元件上，以便於進行自動化(且，若需要，人類輔助)配套操作。在各種實施例中，可部署除相機之外的感測器，包含但不限於接觸或限位開關、壓力感測器、重量感測器及諸如此類。

在各種實施例中，將一或多個感測器(例如，相機262)用於捕獲與關聯於配套貨架系統252、254及/或256之物品有關之資訊。舉例而言，相機262可捕獲一貨架上之一或多個物品之一影像。作為另一實例，若一貨架上之一物品係一托盤或其他收容器，則相機262可捕獲與托盤內之物件有關之資訊。控制電腦274可使用與工作空間有關之資訊來判定一計劃，及/或控制機器人260之操作以自配套貨架系統252拾取一物品(或物品內之一物件)。控制電腦274可結合判定以下各項來使用與工作空間有關之資訊：一貨架上之一托盤內一物件之一位置；托盤內之物件之一數量；托盤內之物件之一類型；托盤內之一或多個物件之一定向；等等。

在各種實施例中，控制電腦274經程式化以至少部分地基於機器人260之一模型以及包括在配套系統250中之其他元件(例如，配套貨架系統252、254及/或256；運送機268；一收容器源模組(例如，一盒總成機器)(未展示)；機器人260；及/或滑架270)來判定履行一配套要求之一計劃。在各種實施例中，各別模型反映了每一各別元件之能力及侷限性。舉例而言，在此實例中，配套貨架系統252、254及/或256之貨架處於固定位置中，但每一貨架皆可係能夠在向前及向後方向上及/或以不同速度移動之一運送機帶。另外，控制電腦274可使用所儲存的與初始化及/或組態結合之資訊(例如，哪些物品在哪個配套貨架系統之哪個位置上(或者在哪個配套貨架系統之哪個貨架上)，每一配套貨架系統及/或其相關聯拾取區帶(例如，呈現面)位於何處等)以判定履行一要求之一計劃。另外，控制電腦274可使用至少部分地基於感測器資料判定之資料(諸如由相機262捕獲之視訊)來制定履行一要求之一計劃。

根據各種實施例，經由使用一動態配套方法或系統來改良來自一或多個配套貨架系統之物品之配套，該動態配套方法或系統使用工作空間內待單個化之物品之一屬性以及另一物品(例如，運送機上之一物品及/或收容器)之一屬性中的一或多者來判定用於對一物品進行配套之一路徑或軌跡。動態配套方法或系統可包含回應於偵測到工作空間內待進行配套之物品之一屬性以及另一物品(例如，運送機上之一物品)之一屬性中的一或多者來更新用於對一物品進行配套之一路徑或軌跡。該動態配套方法或系統可包含結合回應於判定工作空間之一屬性而對一物品(或來自配套貨架系統上之物品之物件)進行配套來對一物品自一配套貨架系統之一進給器部分至配套貨架系統之一呈現面的運送之一更新。結合更新用於對物品/物件進行配套之計劃而使用之工作空間之屬性可包含待配套之一物品/物件之一屬性、一物品內之物件(例如，一配套貨架系統上之一托盤)之一數量、運送機之一速度、與運送機上之一收容器相關聯之一特性、配套貨架系統上之物品之一定向、配套貨架系統之一呈現面之一定向等。在某些實施例中，配套系統250 (例如，控制電腦274)基於工作空間之一環境(例如，物品之一狀態或條件、物品之一性質、工作空間內之另一物品、運送機268之一速度、收容器276之一識別符等)在進行配套期間動態地更新用於對物品進行配套之計劃。

在各種實施例中，控制電腦274經組態以藉由採用待制定一(下一)任何或子任務的已被程式化至控制電腦274中及/或由控制電腦274學習之策略來製訂及/或更新或重新製訂一計劃以履行一要求並實施或嘗試實施該計劃。實例包含但不限於基於物品之屬性(剛性、易碎性、形狀、定向等)，使用機器人260來拾起一給定物品(或來自一配套貨架系統之一呈現面上之一物品的一物件)之策略。在某些實施例中，控制電腦274經程式化以使用一第一(例如，較佳或最佳)策略來嘗試執行一任務(例如，用機器人260拾起一物品)，並且若第一策略失敗，則判定並使用一替代策略，若替代策略適用(例如，使用機器人260輕推物品(或物件)，然後再次嘗試，操作配套貨架系統252、254及/或256 (或配套貨架系統之一貨架)之運送機或其他工具向前及/或向後一點並再次嘗試，等等)。可至少部分地基於與成功拾取及放置物件之一可能性等相關聯之一模型來判定較佳或最佳策略。

在圖2B中所展示之實例中，控制電腦274連接至由一人類操作者278操作之一按需遙操作裝置626。雖然在圖2B中遙操作裝置275由一人類操作者操作，但在某些實施例中，遙操作裝置275可由諸如一高度熟練之機器人之一非人類操作者操作。在各種實施例中，控制電腦274經組態以至少部分地基於由控制電腦274對控制電腦274不具有經由完全自動操作繼續/完成一配套操作及/或其一分量任務之一使用策略之一判定來調用按需遙操作。舉例而言，一物品掉落在機器人260不能自其取回該物品之一位置中；或者，一物品已被嘗試拾起一所規定最大嘗試數目且尚未被成功取回；一末端執行器之操作偏離一所定義正常操作(例如，若一吸力蓋破裂)；等等。基於此一判定，控制電腦274將一警示或其他通信發送至按需遙操作裝置275，從而提示人類操作者278使用遙操作裝置275來操作配套系統250之一或多個元件(例如，配套貨架系統252、254及/或256 (或貨架)中之一或多者；運送機268；一收容器源模組(例如，一盒總成機器)(未展示)；機器人260；及/或滑架270)，以至少執行在由控制電腦274之完全自動控制下配套系統250不能完成之任務或子任務。

根據各種實施例，控制電腦274結合實施一任務(例如，抓取、移動、放置一物品等)來動態地控制機器人260使用一或多個額外軸(例如，除了機器人之n軸以外另有的軸)。控制電腦274至少部分地基於(i)對應於機器人210之n個軸以及(ii)一或多個額外軸來判定計劃或策略。舉例而言，用於判定一計劃/策略之模型包含機器人相對於一或多個額外軸移動之可能性(例如，解決方案空間包含鑒於機器人在一或多個額外軸上之移動而變得可能及/或被視為高效之位置或組態)。關於圖2A中所圖解說明之實例，一或多個額外軸包含基於導軌272而定義之一維度(例如，一第七軸)。機器人210可經控制以沿著由導軌272界定之方向進行平移。控制電腦274至少部分地藉由將機器人之n個軸以及一或多個額外軸納入考量來判定用於實施關於一物品之一任務之策略。該策略包含用以相對於機器人之n個軸之至少一子組以及一或多個額外軸來操縱機器人執行關於物品之任務之一組一或多個命令。

在某些實施例中，控制電腦274至少部分地基於一或多個額外軸來判定用於實施關於一物品之一任務之策略。舉例而言，控制電腦224在實施關於一物品之一任務的同時將用於機器人260之移動之解決方案空間延伸成包含沿著導軌272之移動。結合實施用以執行任務之策略，當正在實施任務時，控制電腦274可致使機器人260沿著由導軌272界定之維度移動(例如，上面安裝有對應機器人之滑架橫穿導軌272)。作為一實例，機器人260沿著由導軌272界定之方向移動，同時抓取一物品以沿著一路徑/軌跡(例如，若機器人未移動則可係不可能的或者原本低效之一路徑或軌跡)移動該物品。在運送機268操作以載送收容器(例如，收容器276)之情形中，在當機器人260將一物品放置在收容器276中之一時間，收容器276可位於機器人260不能將物品放置在收容器中之一位置中。舉例而言，機器人260之關節之約束可防止控制電腦274將機器人260定位在便於將物品自一當前位置放置在收容器276中之一組態中。控制電腦274可控制機器人260沿著導軌272移動至便於將物品放置至收容器276之一位置。

在圖2B中所展示之實例中，系統可判定對應於導軌上之一位置(或者相對於一配套貨架系統或物品之一相對位置等)之一工作區域280。工作區域280對應於機器人260在其處移動以及機器人260在其內執行一特定任務(諸如自配套貨架系統254拾取物品以及放置物品以及將物品放置在收容器276中)之位置。控制電腦274可控制機器人260及/或滑架270回應於判定待執行之一任務而最初移動至工作區域280。隨後，控制電腦274可控制機器人260及/或滑架270沿著導軌272移動至工作區域280之一臨限距離內，以使得機器人260能夠判定用於執行關於工作區域280處之物品之任務之一最佳策略(例如，軌跡、機器人之組態、機器人之協調式移動)。

儘管上文實例在一配套系統之內容脈絡中闡述了各種實施例，但可結合諸如一單個化系統(例如，結合機器人之控制來單個化物品)或一托板化系統等之各種其他系統來實施各種實施例。

圖3A係圖解說明一6軸機器人之一觸及空間之一圖式。如圖3A中所圖解說明，系統300包括6軸機器人305。6軸機器人305安裝在沿著導軌310行進之一滑軌上。在所展示之實例中，6軸機器人305具有一範圍315 (本文中亦稱為一觸及空間)，6軸機器人305能夠在該範圍內操作，諸如執行關於工作空間中之一物品之任務。

根據先前技術，6軸機器人305經控制以沿著導軌310行進至一特定位置。該特定位置可係工作空間內之一位置，6軸機器人305自該位置操作以執行關於該物品之一任務。作為一實例，基於6軸機器人305之範圍315來判定特定位置。舉例而言，系統300儲存範圍315至6軸機器人305之一映射。系統300判定一物品的6軸機器人305相對於其執行一任務之一位置，然後至少部分地基於物品之位置及預定義/預儲存範圍315 (例如，使得物品係在範圍315內)來判定導軌310上之6軸機器人305待移動至其以執行任務之特定位置。回應於判定特定位置，系統300控制6軸機器人305 (或上面安裝有6軸機器人305之滑架)沿著導軌310行進至特定位置，且接著當在特定位置處停止時，系統300控制6軸機器人305執行關於物品之任務。當6軸機器人305在特定位置處停止時，對機器人之控制通常限於對應於6軸之6個自由度。

圖3B係圖解說明根據各種實施例的一7軸機器人之一觸及空間之一圖式。在所展示之實例中，系統350包括機器人355。在某些實施例中，機器人355安裝在沿著導軌360行進之一滑架上。系統350諸如結合執行關於工作空間中之一物品之一任務來控制機器人355沿著導軌360移動。

根據各種實施例，系統300至少部分地基於6個旋轉軸(例如，6軸機器人之6個軸)以及一或多個線性軸(諸如由導軌360界定之軸)來判定用於執行一任務之一計劃。舉例而言，用於自一特定位置執行一任務之解決方案空間包含機器人在至少7軸(包含一6軸機器人之6軸以及一或多個線性軸)處之移動。

如圖3B中所圖解說明，機器人355具有一範圍365 (本文中亦稱為一觸及空間)，305能夠在該範圍內操作(諸如)以執行關於工作空間中之一物品之任務。舉例而言，在比較圖3A與圖3B時，6軸機器人305在一特定位置處之範圍315顯著小於機器人355在沿著對應導軌之相同位置操作時之範圍365。在某些實施例中，用於機器人355之範圍之增加係基於使用解決方案空間中之一或多個線性軸來判定用於執行一任務之一策略。

先前技術之系統沒有實施除了6軸機器人之6個軸以外另有的軸。而是，一系統使用不同模組沿著一導軌控制一機器人之位置並控制機器人在一特定位置處之操作。相反地，各種實施例將一或多個線性軸整合在用於操作一機器人之一解決方案空間中。根據各種實施例，將沿著一或多個額外軸(例如，一或多個線性軸)對機器人355之控制與相對於以下6個其他軸對機器人之控制整合：(i)一第一軸，其對應於機器人圍繞一基座之一旋轉；(ii)一第二軸，其對應於機器人之一下部臂在一向前及向後方向上之移動；(iii)一第三軸，其對應於用以升高機器人之一上部臂之移動；(iv)一第四軸，其對應於機器人之上部臂之旋轉；(v)一第五軸，其對應於用以升高機器人之一腕之一移動；以及(vi)一第六軸，其對應於機器人之腕之旋轉。作為一實例，當系統350正在判定用於執行一任務之一策略時(例如，在沿著導軌360之一特定位置處)時，系統350判定機器人355具有7個自由度。

圖4A係圖解說明根據各種實施例的將一物品托板化及/或解除托板化之一程序之一實例之一流程圖。在各種實施例中，圖4A之程序400由包括一機器人系統之一控制電腦執行以將異質物品托板化及/或解除托板化。在某些實施例中，此種機器人系統包括或類似於美國專利申請案第17/343,606號中所闡述之一系統，該申請案之全部內容出於所有目的特此併入。機器人系統可包括一或多個機器人臂。一或多個托板可圍繞機器人臂中之每一者而安置。舉例而言，複數個預定義區帶可設置在一機器人臂之接近度或一臨限範圍內，並且至少托板可放置在一預定義區帶中。作為另一實例，可圍繞一機器人臂徑向地設置複數個預定義區帶，並且複數個托盤可分別位於一對應預定義區帶中。一系統可包括載送去往/來自一機器人臂之一工作空間之物品(例如，一或多個運送機之至少一部分可在機器人臂之觸及範圍/範圍內)之一或多個運送機。

在所展示之實例中，在405處，接收指示用以自一或多個平臺或收容器(諸如一托板)拾取一組非類似物品(亦即，該組包含兩種或更多種不同類型之物品)以及將一組非類似物品放置至一或多個平臺或收容器的一高級目標之資料。舉例而言，一控制電腦可接收用以將抵達一運送機上之物品裝載至一托板上之一輸入。相反地，作為另一實例，一控制電腦可接收用以將物品自一托板卸載至一運送機上之一輸入。該輸入可對應於經由一使用者界面等之一使用者選擇。裝載/卸載物品之輸入對應於一特定托板或一特定機器人臂。舉例而言，在對應於機器人臂之複數個托板之情形中(例如，位於與機器人臂相關聯之預定義區帶內)，使用者可選擇性地指令機器人臂在一逐個托板基礎上裝載/卸載物品(例如，個別地針對每一托板)。作為另一實例，在對應於機器人臂之複數個托板之情形中，使用者可選擇性地指令機器人臂裝載/卸載對應於機器人臂之一子組托板或者所有托板。

根據各種實施例，可接收明確指示預期及/或期望進行裝載之物品之一輸入，諸如一發票或貨單。舉例而言，回應於接收一訂單或用以履行一訂單之一指令，可產生對應於該訂單之物品之一貨單或清單(下文中稱為「貨單」)。結合訂單之履行，可指令機器人系統將對應於貨單之物品托板化。貨單之物品之托板化可包含將物品堆疊在一或多個托板上。在複數個托板安置在對應於機器人臂之預定義區帶內之情形中，機器人臂可同時(例如，同時(concurrently)及/或同時(contemporaneously))將對應於貨單之物品堆疊在複數個托板上。

一托板可在其上具有一識別符，並且機器人系統可將托板之識別符與一貨單相關聯。舉例而言，機器人系統可儲存儲存托板識別符至貨單之映射之一資料儲存器(或者可對該資料儲存器進行存取)。作為另一實例，預定義區帶可與一貨單臨時相關聯。預定義區帶與貨單之間的關聯可儲存在預定義區帶至貨單之一映射中。機器人系統可結合將一物品放置在一托板上來使用一貨單與一托板識別符或托盤所位於之預定義區帶之間的關聯。在對應於同一貨單之複數個托板上對物品之同時(例如，同時(concurrent)或同時(contemporaneous))堆疊在計劃將物品堆疊在一托板上之方式方面提供了更大靈活性。舉例而言，機器人系統可判定物品最佳配合之托板(例如，產生一最高效包裝之堆疊及/或產生一較佳堆疊穩定性度量)。

在410處，基於在405處接收之高級目標及適用感測器資訊，執行規劃(或重新規劃)以產生拾取/放置物品之一計劃。控制電腦使用由相機中之一或多者產生之3D或其他影像資料連同來自感測器(例如，重量感測器)之感測器資料一起來識別及判定用以在托板(或其他收容器等)上拾取、放置及堆疊經由一運送機抵達之物品之一計劃。

根據各種實施例，控制電腦至少部分地基於一或多個額外軸來產生用以拾取/放置物品之一計劃/策略。舉例而言，控制電腦在實施關於一物品之一任務的同時將用於機器人之移動之解決方案空間延伸成包含沿著一導軌之移動。結合實施用以執行任務之策略，當正在實施任務時，控制電腦可致使機器人沿著由導軌界定之維度移動(例如，上面安裝有對應機器人之滑架橫穿導軌)。作為一實例，機器人沿著由導軌界定之方向移動，同時抓取一物品以使該物品沿著一路徑/軌跡移動(例如，若機器人未移動則可係不可能的或原本低效之一路徑或軌跡)。

在某些實施例中，系統可至少部分地基於一貨單(例如，對應於一訂單之發票或其他清單等)來制定一計劃。可基於物品大小、重量、密度、重量分佈、剛性、用以支撐堆疊在物品之頂部上之重量之物品及/或其盒或其他包裝之能力等來產生用以堆疊物品之一計劃。在某些實施例中，控制電腦控制物品諸如經由一運送機抵達裝載位置之次序。在某些實施例中，物品可以先驗未知及/或物品清單可能未知之一次序抵達。在某些此類實施例中，將相機及/或其他感測器用於識別物品及/或其屬性，產生/更新將物品堆疊在一托板上之一計劃，及/或根據在410處判定之堆疊計劃來判定用以將每一物品抓取、拾起、移動及放置至其對應地點之策略。

在某些實施例中，回應於判定待執行關於一物品之一任務(例如，待將物品自一托板移動至一目的地位置)，控制電腦進行控制以將機器人移動至物品之接近度內(例如，一源位置或機器人待嚙合物品之位置)。舉例而言，控制電腦進行控制以將機器人移動至一工作區域。在某些實施例中，工作區域對應於在物品之一預定義距離內之一區域(例如，對應於機器人或上面安裝有機器人之滑架之一基座之一位置)或者物品之源位置。一管理員可設置預定義距離。可至少部分地基於對應機器人之一範圍來判定該預定義距離。結合實施用以執行任務之策略，控制電腦進行控制以在一或多個額外維度(諸如沿著由機器人安裝至之導軌界定之方向)上移動機器人。在一或多個額外維度上移動機器人使得機器人能夠使用一高效或最佳策略使一末端執行器或由末端執行器抓取之物品移動通過工作區域。在某些實施例中，機器人在一任務之實施期間在一或多個額外維度上移動之一廣度受到一或多個預定義臨限值之約束。舉例而言，控制電腦進行控制以使機器人相對於一或多個維度移動，直至機器人保持在源位置或工作區域之接近度內之一廣度為止。在某些實施例中，用於判定用於實施任務之策略之模型係至少基於更多個預定義臨限值，當一機器人正在實施任務時(例如，在機器人已移動至工作區域之後等)，該機器人可相對於該等臨限值在一或多個方向上移動。

根據各種實施例，機器人系統判定用以拾取/放置物品以便以托板穩定且經嚴密包裝之一方式對物品進行包裝或堆疊之計劃。作為一實例，可結合判定用以拾取/放置物品之計劃來使用與在一托板上對物品進行包裝或堆疊之方式有關之一或多個臨限值。一使用者(例如，一管理員)可設置一或多個臨限值。在某些實施例中，可基於一機器學習程序(諸如至少部分地基於歷史資訊(例如，與一托板上之物品之堆疊或者一物品之個別放置/屬性有關之歷史資訊)來改良規劃程序之機器學習程序)來設置一臨限值。一或多個臨限值可包含：(i)一包裝效率臨限值，其與對一托板之包裝密度之一量測有關；(ii)一穩定性臨限值，其與對托板上物品之堆疊之一穩定性之一量測有關；(iii)一配合度臨限值，其與對一物品配合在托板上(例如，在現有堆上等)之方式之一量測有關。機器人系統可使用臨限值作為必須藉由物品在一特定目的地位置之所預期放置獲得(或預期獲得)的各別最小值。

在某些實施例中，可產生一托板上之物品之一模型。舉例而言，可產生針對一托板上之物品之堆疊之模型。當將一新物品添加至托板(例如，放置在托板上)時，可更新該模型。另一選擇係或另外，可以一使用者/管理員可組態之預定義時間間隔更新該模型。每次判定由一機器人臂拾取/放置一物品時，及/或每次機器人系統判定該物品與對應於一或多個托板之一貨單相關聯時，可將關於一特定托板之物品之模型模型化。然而，在某些實施例中，回應於對一物品與對應於該物品之一貨單相關聯之一判定，可快取及獲得關於一托板之物品之模型。機器人系統可獲得經快取模型，並回應於對自模型產生以來已將一或多個其他物品放置在托板上之一判定來更新該模型。在某些實施例中，在機器人臂將一物品放置在托板上之後，機器人系統更新及快取該模型，以避免在將下一物品放置在托板上之一時間必須計算/更新模型。

回應於判定待將一物品拾取並放置在一托板上，機器人系統可至少部分地基於對與該物品相關聯之一貨單之一判定來判定上面可放置有物品之一組托板。回應於判定對應於物品之貨單，機器人系統可在貨單至托板之一映射中執行一查找，以判定上面可放置物品之一或多個托板，從而允許物品待包含於在貨單之履行中。在某些情形中，所有一或多個托板皆在一特定機器人臂之範圍內(例如，在對應於機器人臂之預定義區帶內)。在其他情形中，一子組一或多個托板在一特定機器人臂之範圍內(例如，可能尚未將一子組一或多個托板放置在用於任何機器人臂之一區帶中，及/或可將一子組一或多個托板放置在對應於一不同機器人臂之一預定義區帶中)。因此，機器人系統可基於貨單至托板之映射及/或托板至機器人臂及/或預定義區帶之一映射來進一步判定可由機器人臂將物品防止在上面放置之一或多個托板。

回應於判定可將物品放置在對應於一機器人臂之一或多個托板上，機器人系統可判定待將物品放置在一或多個托板上之方式。若一托板當前處於一機器人臂之一預定義區帶中，則該托板可對應於該機器人臂。作為一實例，若可將物品放置在對應於以機器人臂之複數個托板中之一者上，則機器人系統可選擇上面放置有物品之複數個托板中之一者。對上面放置有物品之托板之選擇可包含判定上面最佳配合有物品之一托板或堆疊(例如，相對於物品在其他托板/堆疊上之放置)。在某些實施例中，機器人系統結合判定上面放置有物品之托板或堆疊來使用相對於托板之物品之對應模型。舉例而言，機器人系統可模擬/模型化物品在上面可放置有物品之托板中之一或多者之放置，並且若將物品放置在托板上，則判定與托板或托板上之物品相關聯之一或多個所預期特性。相關聯之一或多個特性可包括與托板上之物品之一穩定性(例如，物品之堆疊之一穩定性)有關之一度量、與托板上物品之密度有關之一度量、物品相對於托板上之其他物品之一配合度等中的一或多者。

在某些實施例中，機器人系統模擬將物品放置在一特定托板上之不同位置處，以至少部分地基於至少一子組前述一或多個特性來判定物品最佳配合之一位置。機器人系統可模擬將物品放置在相對於一特定托板之複數個位置處，並且可執行關於上面可放置有物品之複數個托板(例如，與物品所歸屬之貨單相關聯之複數個托板)之此一模擬。機器人系統可至少部分地基於放置物品之一或多個模擬來判定物品之目的地位置。舉例而言，機器人系統可根據一或多個模擬、至少部分地基於與將一物品放置在各個位置處相關聯之所預期一或多個特性來判定目的地位置。可至少部分地基於一或多個特性(例如，堆疊之密度、堆疊之穩定性、物品相對於其他項目之配合度等)來判定與將一物品放置在一特定位置處相關聯之一綜合得分。在某些實施例中，一或多個特性具有用於判定與將物品放置在一特定位置處相關聯之一綜合得分之對應權重。

機器人系統可將目的地位置判定為對應於在用於將該物品放置在該托板上之不同模擬/模型當中具有最高對應綜合得分之位置。在某些實施例中，至少部分地基於模擬及一成本函數來判定目的地位置。舉例而言，可判定綜合得分滿足(例如，超過)一臨限值之一組目的地位置，並且機器人系統可自該組目的地位置當中選擇相對於成本函數具有最高效結果(例如，最低成本)之目的地位置作為待放置物品之目的地位置。在某些實施例中，至少部分地基於以下各項來判定自其選擇目的地位置之該組目的地位置：(i)目的地位置中之每一者具有滿足最小特性值(例如，配合度、穩定性、效率等之特性值)之特性；以及(ii)目的地位置中之每一者具有滿足臨限綜合得分值之一綜合得分。

一托板上物品之穩定性可受到與一物品相關聯之一或多個屬性之影響。該等屬性可包含一物品之一形狀、一物品之一重心(或者物品之一所預期重心)、包裝之一類型(例如，一紙板盒、一塑膠袋等)、物品之一重量、物品易碎之一指示等。作為一實例，若將相對輕之一物品或一不規則形狀之物品放置在堆疊之一較低部分處，則該物品可能會導致物品之一堆疊相對不穩定。在一物品係一枕頭之情形中，與將枕頭放置在堆疊之底部處或底部/中部附近相比，可藉由將枕頭放置在堆疊之頂部處或頂部附近來改良物品之一堆疊之穩定性。機器人系統可獲得與一物品相關聯之一或多個屬性。舉例而言，當將物品提供在運送機上時(例如，當將物品帶至機器人臂之接近度內時)，或者當將物品判定為待自運送機拾起之下一物品時，機器人系統可獲得一或多個屬性。在某些實施例中，獲得一或多個屬性包括獲得(例如，掃描)物品上之一或多個識別符，諸如一條碼、一QR碼、一近場通信標籤/標記等。可預先儲存與物品、物品之類型等相關聯之屬性。舉例而言，回應於獲得與物品相關聯之一識別符，機器人系統可執行對物品(或物品之識別符)至屬性之一映射之一查找。在某些實施例中，一或多個上游感測器或電腦獲得並儲存與物品相關聯之一屬性。機器人系統可自一資料結構擷取由一或多個上游感測器獲得的與一物品相關聯之屬性。一感測器或感測器陣列可用於與判定物品之一大小相結合。感測器或感測器陣列可安置在運送機上或運送機周圍，或者安置在機器人臂之工作空間內。另外或另一選擇係，機器人系統可回應於拾起物品來判定與該物品相關聯之一或多個屬性。舉例而言，可回應於經由一或多個感測器(諸如一力感測器、或一電流感測器或者量測提升物品所消耗之功之一量的其他感測器等)拾起物品來判定物品之一重量。作為另一實例，機器人臂可在一或多個感測器之一臨限值範圍/區域內移動物品，該一或多個感測器可獲得與物品相關聯之一識別符(例如，物品上之一條碼)，並且該識別符可用於獲得一預先儲存之屬性。

與一物品相關聯之一或多個屬性可用於判定用於拾取/放置物品之計劃。舉例而言，機器人系統可判定物品將沿著其自一源位置(例如，運送機上之一位置)移動至目的地位置(例如，上面待放置有物品之托板上之位置)之一軌跡。作為另一實例，可結合將目的地位置判定為模擬將物品放置在托板上之不同位置處或者放置在對應貨單之不同托板上之不同位置處來使用與物品相關聯之一或多個屬性。

在某些實施例中，機器人系統基於與將物品自源位置移動至目的地位置相關聯之一效率或成本函數來判定用於拾取/放置物品之計劃。作為一實例，機器人系統可基於效率或成本函數之一最佳化來判定計劃。作為另一實例，機器人系統可判定使得成本函數之一最小效率臨限值及/或一最小值臨限值由物品自源位置至目的地位置之對應移動滿足之計劃。與一計劃之一效率有關之一或多個值可包含機器人臂移動物品之一所預期時間、源位置與目的地位置之間的一高度差、源位置與目的地位置之間的一距離(例如，一歐幾裡德(Euclidian)距離等)等。在某些實施例中，一成本函數包括一個或多個變數，該等變數與以下各項有關：在目的地位置處拾取/放置物品、托板上物品堆疊之一所預期穩定性(例如，在將物品放置在目的地位置處之後)、對物品在目的地位置之配合度之一量測、用於將對應於一特定貨單之所有物品托板化之托板之一數目等。成本函數可包含用於成本函數中所包含之一或多個變數之一或多個權重。

在某些實施例中，若一托板當前處於機器人臂之一預定義區帶中及/或計劃在一將來時間當一預定義區帶適用時插入至一預定義區帶中，則該托板可被視為對應於一機器人臂。在此一情形中，機器人系統可判定物品將被放置在此一待插入之托板上，並且機器人系統可判定以下計劃：用於拾取及放置物品，以包括自運送機拾取物品並將物品放置在一緩衝器或集結區域中，直至將對應托板插入至預定義區帶中且判定將物品放置在此種托板上為止。

在某些實施例中，回應於判定當前在一或多個托板上不存在該物品所歸屬之對應貨單之合適位置，機器人系統可判定要在一緩衝器或一集結區域中拾取及放置該物品。緩衝器或集結區域可係工作空間內之一預設區域，物品至少臨時儲存在該預設區域中，直至機器人系統判定一或多個托板中之一者上存在一理想位置(例如，滿足與穩定性、配合度及/或效率等有關之標準之一位置)為止。機器人系統可判定在當前物品之前將一或多個上游物品(例如，待在一臨限時間及/或物品之臨限數目內經由運送機遞送之物品)放置在托板上將導致一較佳堆疊(例如，較佳配合度、穩定性、效率等)。回應於此一判定，機器人結構可控制機器人臂在拾取及放置當前物品之前拾取及放置一或多個上游物品。作為一實例，可將當前物品臨時移動至緩衝器/集結區域，同時或者直至機器人臂堆疊一或多個上游物品為止。

根據各種實施例，判定用於拾取及放置一物品之一組路徑或軌跡，並且自該組路徑或軌跡選擇物品將沿著其移動之路徑或軌跡。可基於與該組內之對應路徑或軌跡相關聯之各種性質來選擇路徑或軌跡。可結合選擇路徑或軌跡使用的與對應路徑或軌跡相關聯之性質之實例包含待移動物品之一速度、待拾取物品之一目的地位置、根據特定路徑或軌跡將物品拾取並放置在目的地位置處之一成功概率、工作空間內之另一物品或物件是否與特定路徑或軌跡相交之一指示、工作空間中之一區或區域受限於與特定路徑或軌跡相交之一指示等。在某些實施例中，針對該組路徑或軌跡之至少一子組來判定根據特定路徑或軌跡將物品拾取並放置在目的地位置處之成功概率，並且基於相對於對應於其他路徑或軌跡之成功概率的對應成功概率來選擇路徑或軌跡。作為一實例，回應於判定對應於路徑或軌跡之成功概率超過一臨限概率或者超過子組內之其他路徑或軌跡之一臨限數目或百分比來選擇路徑或軌跡。

在415處，根據在410處判定及/或更新之計劃，物品被拾取(例如，在圖1中所展示之實例中，自運送機抓取)，經由一(預定/所規劃)軌跡移動至待放置物品之一位置附近，並被放置在目的地位置處。

在各種實施例中，控制電腦結合拾取物品、移動物品及/或放置物品來控制機器人(例如，一n軸機器人)相對於一或多個額外軸(例如，除了機器人之n個軸以外另有的一軸)移動。舉例而言，控制電腦進行控制以使機器人沿著導軌移動至機器人經定位以執行一任務之工作區域，且使機器人沿著導軌移動至工作區域之一臨限距離內之一位置，以便於經由工作區域拾取、移動及放置物品(例如，若沿著一第七軸之移動係一更成本有效或更最佳化之策略，諸如基於與該策略相關聯之一成本函數或一成功可能性)。

在各種實施例中，一包裝計劃可包含可堆疊托盤、條板箱、盒、分級箱或其他容器之計劃使用，以將較小及/或不規則形狀之物品分群並包裝為一更容易堆疊之單元。在某些實施例中，在一解除托板化操作中，如本文所揭示之一機器人系統經組態以辨識此類容器，若需要則將其敞開，並藉由移除個別物品來進行清空。一旦被清空，集裝箱便被移動至一集結位置，在各種實施例中，其他機器人及/或人類工作人員可自該集結位置取回容器並將其移開。

在所展示之實例中，(重新)規劃及計劃實施方案(410，415)繼續，直至高級目標(405)完成(420)為止，此時程序400結束。在各種實施例中，重新規劃(410)可由諸如非預期及/或不能被識別之一物品之抵達、指示一屬性具有不同於基於物品識別及/或相關聯物品模型資訊所預期之一值的一感測器讀數等條件觸發。非預期條件之其他實例包含但不限於：判定一所預期物品缺失；重新評估物品識別及判定一物品不同於最初所識別物品；偵測與如所識別之物品不一致之一物品重量或其他屬性；掉落或需要重新抓取該物品；判定一後來抵達之物品太重而不能按照原始及/或當前計劃之設想堆疊在一或多個其他物品上；以及偵測如堆疊在收容器上之一組物品之不穩定性。

圖4B係圖解說明根據各種實施例的將一物品單個化之一程序之一實例之一流程圖。在某些實施例中，程序425由一機器人系統實施，該機器人系統進行操作以將一工作空間內之一或多個物品單個化。機器人系統包含一或多個處理器，該處理器進行操作(包含藉由執行程序425)以致使一機器人結構(例如，一機器人臂)拾取及放置物品以進行分類。

在430處，獲得與工作空間有關之感測器資料。在某些實施例中，一機器人系統自在系統內操作之一或多個感測器獲得與工作空間有關之感測器資料。在某些實施例中，此種機器人系統包括或類似於美國專利申請案第17/202,040號中所闡述之一系統，該申請案之全部內容出於所有目的特此併入。作為一實例，至少部分地基於來自影像感測器(例如，2D或3D相機)、一紅外線感測器陣列、一雷射陣列、一秤、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、一壓力感測器等之輸出來獲得感測器資料。

根據各種實施例，與工作空間有關之所獲得感測器資料包括可自其產生工作空間之一模型之資訊。舉例而言，至少部分地基於感測器資料來判定與工作空間相關聯之一或多個特性。感測器資料可用於與判定工作空間內之一或多個物品(諸如斜槽之源堆/流中之物品或者由機器人臂抓取之一物品)之至少一個特性相結合。在某些實施例中，感測器資料用於與以下各項相結合：判定運送機之一或多個特性，諸如判定運送機上的空的或未預留之狹槽；判定運送機之一速度；及/或判定至少一個狹槽或已在運送機上之至少一個物品之特性。

在445處，判定將工作空間中之一或多個物品單個化之一計劃或策略。在某些實施例中，一機器人系統判定自工作區中之一源堆/流拾取至少一個物品並將該至少一個物品逐一放置在運送機上之一狹槽中之計劃或策略。在各種實施例中，在一逐個機器人之基礎上判定將一或多個物品單個化之計劃或策略，使得若機器人系統包含複數個機器人，則每一機器人獨立於其他機器人而進行操作。

根據各種實施例，至少部分地基於感測器資料來判定將工作空間中之一或多個物品單個化之計劃或策略。舉例而言，用以將一或多個物品單個化之計劃或策略包含選擇源堆/流內待進行單個化之一物品。可至少部分地基於感測器資料而自工作空間內之其他物品或物件當中識別所選擇物品(例如，可判定工作空間內之物品及其他物品或物件之邊界)。作為一實例，至少部分地基於感測器資料來判定與所選擇物品有關之一或多個特性。與所選擇物品有關之一或多個特性可包含物品之一尺寸、物品之一包裝、物品上之一或多個識別符或標籤(例如，物品易碎之一指標、物品上之一裝運標籤等)、物品之一所估計重量及諸如此類或者其任一組合。作為另一實例，用以將一或多個物品單個化之計劃包含判定機器人結構(例如，機器人臂)將逐一放置物品之運送結構(例如，運送機上之一狹槽)上之一位置。可至少部分地基於一時間戳、運送機之一速度及運送機中之一狹槽之一或多個特性(例如，狹槽是被佔用還是被預留之一指示)以及諸如此類或者其任一組合來判定待放置物品之運送機上之位置。作為另一實例，用以將一或多個物品單個化之計劃或策略包含判定物品的在單個化期間機器人臂將沿著其移動物品之一路徑或軌跡。可至少部分地基於工作空間內之一或多個其他物件(諸如斜槽之一框架、源堆/流中之其他物品、運送機上之物品、工作空間內操作之其他機器人、為其他機器人之操作預留之一空域、工作空間內之感測器)之一位置來判定物品的物品將沿著其移動之路徑或軌跡。舉例而言，判定物品之路徑或軌跡以將包括一識別符之物品之一部分(例如，一裝運標籤)移動至一掃描儀能夠掃描識別符之一區域，或者判定物品之路徑或軌跡以最大化一或多個掃描儀沿著路徑或軌跡讀取物品上之識別符之一可能性。

根據各種實施例，至少部分地基於與移動一或多個物品相關聯之一成本來判定用以將一或多個物品單個化之計劃或策略。該系統可至少部分地基於移動物品之一成本(諸如藉由判定最小化移動物品之一成本之計劃或策略)來判定用於移動一物品之計劃或策略。最小化移動物品之成本可包含依據一或多個預定條件或約束來將成本最佳化。在某些實施例中，系統判定用於以使根據計劃或策略移動物品之成本預期低於一成本值臨限值之一方式移動物品之計劃或策略。與移動物品相關聯之成本可至少部分地基於與物品相關聯之一屬性(例如，物品之一大小)、工作空間中之物品將被拾取之一位置(例如，斜槽上之一位置)、將放置物品之運送機上之一目的地位置等。在某些實施例中，工作空間中一或多個其他物品或物件(例如，已在輸送機上之一物品)之存在可能影響根據一路徑/軌跡等移動一物品之一成本。

至少部分地基於與機器人相關聯之一或多個約束或對應於機器人的至少部分地基於與機器人相關聯之一或多個約束(例如，機器人之自由度、機器人之各種自由度之一範圍跨度等)而產生之一模型來判定該計劃或策略。

根據各種實施例，機器人係一n軸機器人。舉例而言，機器人係一6軸機器人。電腦系統基於至少在機器人之n軸上定義之一解決方案空間來判定用於控制機器人拾取及放置物品(例如，將物品單個化)之一計劃/策略。n可係一正整數。舉例而言，控制電腦判定用於執行任務之一計劃及/或策略(例如，自一源位置抓取物品、移動物品、以及將物品放置在一目的地位置處等)。控制電腦判定機器人或由機器人抓取之一物品移動之一路徑或軌跡(例如，對應末端執行器之一軌跡)。在某些實施例中，控制電腦使用了至少部分地基於機器人之對應n個軸之一模型。舉例而言，控制電腦基於一組約束或解決方案(例如，解決方案空間)來判定(例如，選擇)一計劃/策略(例如，一路徑或軌跡)。該組約束或解決方案至少部分地基於機器人之n個軸。作為一實例，機器人之n個軸有助於定義機器人之一組可能位置及/或可能組態。該組可能位置及/或可能組態可對應於一長橢圓形區域(例如，一卵圓形)，並且可自該組可能位置及/或可能組態排除長橢圓形區域內之位置，乃因機器人由於諸如機器人關節之約束的約束而不能將其自身定位在該位置或組態中，或者乃因此類位置或組態不滿足諸如一效率臨限值的一臨限值(例如，機器人難以在此一組態中對其自身進行組態等)。控制電腦可至少部分地基於判定一最佳計劃(例如，一最佳路徑)來判定計劃，此種最佳計劃包含對應於一或多個額外軸之一額外自由度(例如，將機器人移動至機器人正在操作之工作區域之一臨限距離內之一位置)。控制電腦可至少部分地基於判定滿足一或多個臨限值(諸如一最大成本臨限值)之一計劃來判定計劃(例如，可根據模型之一預定義成本函數等來判定成本)。可實施各種其他臨限值，諸如一效率臨限值、一時間臨限值、一速度臨限值等。

在440處，將物品單個化。在某些實施例中，回應於判定用於將物品單個化之計劃或策略而將物品單個化。舉例而言，操作一機器人臂自工作區拾取一或多個物品並將每一物品逐一放置在一單個化運送機中之一對應位置中。物品之單個化包括自工作空間(例如，自源堆/流)拾取物品並將物品逐一放置在運送機上。機器人系統至少部分地基於用於將物品單個化之計劃或策略來將物品單個化。

結合將物品單個化，控制電腦進行控制以在一或多個額外維度上(諸如沿著由機器人安裝至之一導軌界定之方向)移動機器人。在一或多個額外維度上移動機器人使得機器人能夠使用一高效或最佳策略來使一末端執行器或由末端執行器抓取之物品移動通過工作區域。在某些實施例中，機器人在一任務之實施期間在一或多個額外維度上移動至之一廣度受到一或多個預定義臨限值之約束。舉例而言，控制電腦進行控制以相對於一或多個維度移動機器人，直至機器人保持在源位置或工作區域之接近度內之一廣度為止。

在445處，做出關於是否將其他物品單個化之一判定。若存在更多物品，則執行步驟430、435、440及445之一進一步迭代，並且執行連續迭代，直至在445處判定在斜槽(或其他收容器或源)中不存在待被拾取及放置之更多物品為止。

圖4C係圖解說明根據各種實施例的將物品之一套組進行配套之一程序之一實例之一流程圖。在某些實施例中，程序450由一機器人系統實施，該機器人系統進行操作以在一工作空間內對一或多個物品進行配套。機器人系統包含一或多個處理器，該處理器進行操作(包含藉由執行程序450)以致使一機器人結構(例如，一機器人臂)拾取及放置物品以便將一組物品裝配成一套組。

在455處，獲得物品之一清單。在某些實施例中，一機器人系統獲得待裝配成一或多個套組之物品之一清單。機器人系統可係一配套系統，諸如圖2A之配套系統200。可自一發票或貨單(諸如對應於一訂單之一發票或貨單)獲得或者以其他方式自指示待將一組物品提供至另一位置之一訂單或資訊獲得物品之清單。可自一資料結構(諸如與一倉庫系統或與另一機器人系統共用之一資料結構)獲得物品之清單。

在460處，判定在工作空間中移動一或多個物品之一計劃或策略。在某些實施例中，一機器人系統判定用以自工作空間中之一貨架(例如，一貨架機器之一貨架)拾取至少一個物品並將該至少一個物品放置在一收容器(諸如一盒、托盤、手提袋、袋或其他收容器)中之計劃或策略。收容器可係在一運送機上。在各種實施例中，可在一逐個機器人之基礎上判定拾取及放置一或多個物品之計劃或策略，使得若機器人系統包含複數個機器人，則每一機器人獨立於其他機器人而進行操作。

可至少部分地基於與工作空間有關之感測器資料來判定用以移動一或多個物品之計劃或策略。在某些實施例中，一機器人系統自在系統內操作之一或多個感測器獲得與工作空間有關之感測器資料。作為一實例，至少部分地基於來自影像感測器(例如，2D或3D相機)、一紅外線感測器陣列、一雷射陣列、一秤、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、一壓力感測器及諸如此類之輸出來獲得感測器資料。

根據各種實施例，與工作空間有關之所獲得感測器資料包括可自其產生工作空間之一模型之資訊。舉例而言，至少部分地基於感測器資料來判定與工作空間相關聯之一或多個特性。感測器資料可用於與判定工作空間內之一或多個物品(諸如一貨架上或一貨架系統上之物品或者由機器人臂抓取之一物品)之至少一個特性相結合。在某些實施例中，感測器資料用於與判定運送機之一或多個特性(諸如判定運送機上之狹槽或收容器係空的或未預留的、判定運送機之一速度及/或判定已在運送機上之至少一個狹槽或至少一個物品之特性)相結合。

根據各種實施例，至少部分地基於感測器資料來判定用以在工作空間中移動一或多個物品之計劃或策略。舉例而言，用以移動一或多個物品之計劃或策略包含選擇待在其內移動之一物品。可至少部分地基於物品及/或感測器資料之清單(例如，可判定工作空間內之物品及其他物品或物件之邊界)，自工作空間內之其他物品或物件(例如，貨架上之其他物品)當中識別所選擇物品。作為一實例，至少部分地基於感測器資料來判定與所選擇物品有關之一或多個特性。與所選擇物品有關之一或多個特性可包含物品之一尺寸、物品之一包裝、物品上之一或多個識別符或標籤(例如，物品易碎之一指示、物品上之一裝運標籤等)、物品之一經估計重量及諸如此類，或者其任一組合。作為另一實例，用以移動一或多個物品之計劃包含判定運送機上的機器人結構(例如，機器人臂)將放置物品之一位置(例如，運送機上之一狹槽或收容器)。可至少部分地基於一時間戳、運送機之一速度以及運送機中之一狹槽或收容器之一或多個特性(例如，狹槽是被佔用還是被預留之一指示、與狹槽或收容器相關聯之一識別符(例如在將一收容器上之一識別符映射至一貨單之情形中)等)及諸如此類或者其任一組合來判定運送機上的將放置物品之位置。作為另一實例，用以移動一或多個物品之計劃或策略包含判定機器人臂將沿著其移動物品之一路徑或軌跡。可至少部分地基於工作空間內之一或多個其他物件(諸如斜槽之一框架、一貨架或貨架系統上之其他物品、運送機上之物品、在工作空間內操作之其他機器人、用於其他機器人之操作之一預留空域、工作空間內之感測器等)之一位置來判定物品將沿著其移動之路徑或軌跡。舉例而言，判定用以將包括一識別符之物品之一部分(例如，一裝運標籤)移動至一掃描儀能夠掃描識別符之一區域的物品之路徑或軌跡，或者判定用以最大化一或多個掃描儀沿著路徑或軌跡讀取物品上之識別符之一可能性的物品之路徑或軌跡。

根據各種實施例，至少部分地基於與移動一或多個物品相關聯之一成本來判定用以移動一或多個物品之計劃或策略。該系統可至少部分地基於移動物品之一成本(諸如藉由判定最小化移動物品之一成本之一計劃或策略)來判定用於移動一物品之計劃或策略。最小化移動物品之成本可包含依據一或多個預定條件或約束來最佳化成本。在某些實施例中，系統以根據計劃或策略移動物品之成本預期低於一成本值臨限值之一方式判定用於移動物品之計劃或策略。與移動物品相關聯之成本可至少部分地基於與物品相關聯之一屬性(例如，物品之一大小)、工作空間中待自其拾取物品之一位置(例如，貨架或貨架系統上之一位置)、運送機上待將物品放置在其處之一目的地位置、待放置物品之一特定收容器(例如，不同收容器可位於不同運送機上)等。在某些實施例中，工作空間中之一或多個其他物品或物件(例如，已在輸送機上之一物品或收容器、已在待將當前物品移動至之收容器中之一物品等)之存在可能影響根據一路徑/軌跡來移動一物品之一成本等。

根據各種實施例，至少部分地基於對應機器人之一約束或者對應於此種機器人之一模型來判定用以在工作空間中移動一或多個物品之計劃或策略。用以移動一或多個物品之計劃或策略包含對在拾取及放置一特定物品的同時是否沿著一或多個額外軸移動機器人之一判定。舉例而言，機器人經控制以移動至對應於機器人待嚙合物品之工作空間的一個一般工作區域，並且機器人經控制以在工作區域之一臨限距離內沿著一或多個額外軸移動，諸如以便於機器人避免一笨拙組態或者使得機器人能夠沿著一軌跡移動物品，若機器人相對於一或多個額外軸而係靜止的(例如，若機器人維持在工作區域中之一單個位置處)，則此係不可能的。

在465處，移動物品。在某些實施例中，回應於判定用以移動一或多個物品之計劃或策略，對物品進行拾取及放置。舉例而言，操作一機器人自工作區拾取一或多個物品並將每一物品放置在一收容器中之一對應位置中。物品之單個化包括自工作空間(例如，自對應貨架)拾取物品並將物品放置在運送機上或以其他方式放置在適用收容器中。機器人系統至少部分地基於用於移動物品之計劃或策略來拾取及放置物品。

在470處，做出關於是否待拾取及放置其他物品(諸如與裝配/包裝成一套組相結合)之一判定。若存在更多物品，則執行步驟455、460及465之一進一步迭代，並且執行連續迭代，直至在470處判定在斜槽(或其他容器或源)中不存在待拾取及放置之更多物品為止。

圖5A係根據各種實施例的一機器人系統之一圖式。在所展示之實例中，機器人系統500包含一機器人502 (例如，一機器人臂)及導軌518。機器人502係經實施以執行物品之單個化、配套或托板化/解除托板化之一n軸機器人。在圖5A中所圖解說明之實例中，機器人502係一6軸機器人。機器人502包括可基於待執行之任務之一類型及/或待執行關於其之任務之物品來進行選擇或組態之一末端執行器。末端執行器之類型之實例可包含一氣動控制之末端執行器、一夾鉗、一基於吸力之末端執行器(諸如一或多個吸力蓋之一組態、一手、一抓持器、一磁體)等。可實施各種其他類型之末端執行器。

根據各種實施例，機器人系統500結合執行關於一物品之一任務來使機器人502沿著一或多個額外軸移動。舉例而言，導軌518對應於機器人系統500之一額外軸(例如，一第七軸)。該系統(例如，一控制電腦)控制機器人502進行操作以實施使用機器人502之n軸及由導軌518界定之額外軸中之一或多者來執行一任務之一策略。與將一機器人沿著一導軌移動至一預定義位置且接著在相對於導軌保持在一靜態位置中的同時執行一任務之先前技術系統相比，機器人系統500結合在工作區域中執行任務來利用由導軌518定義之額外軸。額外軸之使用使得機器人502能夠觸及特定位置或沿著一軌跡移動一物品，若機器人在執行任務的同時相對於導軌保持在一靜態位置中，則此分別可係低效或不可能的(例如，基於機器人之關節之約束)。

結合使用額外軸作為機器人502之一額外自由度，機器人502經組態以使當機器人502被移動或操作以移動一物品時產生之背隙或其他力衰減、減小或以其他方式相對於背隙或其他力具彈性。機器人系統500包括用於機器人502之一極堅硬及牢固之安裝位置，以便避免操作期間之背隙。

根據各種實施例，機器人502包括滑架504。滑架504可係一可定製滑架，使得可根據機器人502之實施來定製滑架。

滑架504可提供對相機、感測器等之支撐。在所展示之實例中，滑架504包含一上部結構，該上部結構包括垂直結構506及上部框架508，該上部框架提供用於3D相機510、512之安裝位置。各種其他感測器可安裝在上部框架508上。在各種實施例中，一個或多個3D相機可放置在機器人之基座附近。在某些實施例中，安裝至滑架504 (例如，安裝至垂直結構506及/或上部框架508)之一或多個感測器延伸了機器人系統500之一視覺之一範圍。相機、感測器等可獲得與機器人502之工作區域有關之資訊，諸如影像資料等。影像資料可用於與工作區域內之一物品之偵測、工作區域內之一障礙物之識別等相結合。在各種實施例中，影像資料可用於進行以下各項中之一或多者：避免與其他機器人、收容器(例如，托盤堆疊、托板、托盤等)以及工作空間中存在之其他物品發生碰撞；規劃軌跡；以及在位置控制下將機器人502之末端執行器及/或機器人502之末端執行器抓取之一物品(例如，托盤、盒、包裝等)定位在至少一初始位置中。

在某些實施例中，相機510及512包含於用於控制如本文所揭示之一機器人系統之一視覺系統中。在某些實施例中，視覺系統經設計以進行自我校準。機器人使用安設在其關節中之一者上之一標記並將該標記曝露給系統中之相機(例如，相機510及512)，該等相機辨識該標記並執行一位姿估計以理解其自身在世界座標中之位姿。機器人使用碰撞避免來規劃其運動，以將標記置於靠近於相機之一位置中，從而獲得一高品質校準。

滑架504提供用於機器人502之一堅固且剛性之安裝位置。諸如根據上面所安裝之一特定機器人502或者對機器人502進行部署之一應用，安裝位置可係可定製的。舉例而言，在其中機器人502將移動大型物品(例如，重型物品)或者其中機器人502將以相對較快速度及加速度操作之應用之情形中，滑架504經組態以相對更穩健(例如，更剛性、更堅固等)，使得機器人502不會被機器人502之操作期間產生之背隙或其他力顯著影響(或者不被影響)。

在某些實施例中，機器人系統500包括一積體驅動系統514。積體驅動系統514可包括提供沿著由導軌518界定之額外軸對機器人進行控制之一驅動系統總成。舉例而言，積體驅動系統514經控制以諸如結合實施一特定任務來致使機器人502沿著導軌518移動。積體驅動系統514使用一或多個額外軸(例如，由導軌518界定之額外軸)作為機器人本身之一額外自由度。在某些實施例中，機器人系統500包括使得能夠進行控制以使機器人502在一任務之實施期間沿著導軌518移動之軟體。先前技術機器人之韌體未曝露(或整合)機器人沿著機器人所安裝至之一導軌之移動控制。相比而言，各種實施例提供了線性驅動系統(相對於導軌518)，該線性驅動系統提供與機器人502之另一n軸類似之一水平高度之可控制性。

根據各種實施例，滑架504經組態以具有一通道或開口，經由該通道或開口對線路或電纜(例如，用於提供吸力之空氣線路、電力線路、網路電纜、來自感測器之通信線路等)進行佈線。滑架504可經塑形以便以防止線路或電纜干擾機器人之操作等之一方式引導線路或電纜。

在某些實施例中，機器人系統500包括用以調整一齒條及小齒輪動力系統總成516中之背隙之一機構(本文中亦稱為背隙調整機構或調諧模組)。背隙調整機構516用於調整機器人502在操作期間經受背隙或其他力之廣度。在一齒條及小齒輪動力系統總成中，齒輪彼此嚙合之一廣度可影響機器人502遭遇之背隙或其他力之一量。作為一實例，對應齒輪之齒嚙合之一廣度會影響機器人502遭遇之背隙或其他力之一量以及機器人502沿著導軌518之可移動性。若齒輪沒有得到充分嚙合，則齒輪之對應齒會發出卡嗒聲(例如，對應齒輪之齒之間的空間會致使機器人502經受背隙)。相反地，若齒輪嚙合太多，則齒輪可能卡住，藉此防止(或抑制)齒輪之旋轉，因此此會防止(或抑制)機器人502 (例如，上面安裝有機器人之滑架)沿著導軌518之平移。因此，各種實施例包括相對於積體驅動系統514之一背隙調整機構，以允許動力系統之受控制轉動(例如，以允許細微調諧背隙之一使用，諸如經由齒輪之互補齒之嚙合)。

根據各種實施例，背隙調整機構516包括一安裝框架、一肩部緊固件及一可調整長度之耦合裝置。

安裝框架具有在其中界定之一開口，以接納一驅動總成之一操作端。驅動總成之一操作端具有安裝在驅動總成之操作端之一遠端上或附近之一動力驅動小齒輪。驅動總成具有大於開口之一安裝凸緣。在某些實施例中，安裝框架及安裝凸緣包含互補之若干組孔，每一組包含安裝框架中之一孔以及安裝凸緣中之一對應孔。

肩部緊固件穿過安裝凸緣之一第一端處之一第一互補組孔，以將安裝凸緣可移動地耦合至安裝框架。緊固件以使得安裝凸緣及驅動總成具有圍繞第一互補組孔之一縱向軸樞轉之自由度之一方式進行緊固。

可調整長度之耦合裝置具有機械地耦合至安裝板之一第一端以及在與安裝凸緣之第一端實質上相對之一位置處機械地耦合至安裝凸緣之一第二端。可調整長度之耦合裝置之第一端耦合至安裝板並且可調整長度之耦合裝置之第二端耦合至安裝凸緣，使得耦合裝置之長度之調整致使安裝凸緣及直接或間接地附接至安裝凸緣之驅動總成之組件圍繞第一互補組孔之該縱向軸旋轉，從而導致齒條及小齒輪動力系統總成之背隙之一對應調整。

根據各種實施例，導軌518沿著至少一個方向延伸。導軌518可對應於一額外軸，可結合執行一任務來使機器人502沿著該額外軸移動。在某些實施例中，導軌518包括複數個導軌分段。導軌分段彼此耦合以形成一連續導軌。在某些實施例中，導軌518包括一或多個錨固件520(或導軌腳座)，導軌518使用該等錨固件擱置在地面上(或者導軌518經由該等錨固件、諸如藉由設置在一或多個錨固件之通孔中之螺栓錨固至地面)。在某些實施例中，一或多個錨固件(或對應導軌分段至一或多個錨固件之耦合)係可調整的，以跨越由導軌518界定之額外軸調平導軌518及/或使對應導軌分段對準。

圖5B係根據各種實施例的一機器人系統之一滑架總成之圖式。在某些實施例中，滑架550對應於或類似於滑架504。在所展示之實例中，滑架550包括升降器552、安裝板554及基座556。一機器人可安裝至安裝板554，以使得一機器人系統能夠使機器人沿著一導軌等移動。安裝板554可提供用於機器人之一剛性/堅硬支撐，使得若將機器人牢固地安裝至安裝板554，則背隙會減小或衰減。在某些情形中，若實施一足夠剛性安裝板554及升降器552，則可消除背隙。舉例而言，升降器552及安裝板554係剛性的且不會將背隙或其他力傳遞給安裝在安裝板554上之一機器人(或者升降器552及安裝板554使背隙或其他力衰減，諸如僅傳遞不顯著背隙)。在某些實施例中，機器人係由各種機器人製造者商購獲得之一現貨機器人。

基座556提供對升降器552之支撐並耦合至(例如，安置在)滑架550沿著其橫穿之導軌。基座556可對應於一安裝框架(例如，用於背隙調整機構之一安裝框架)。基座556包括一開口560。開口560經組態以接納一驅動總成之一操作端。驅動總成之操作端可係安裝在驅動總成之操作端之一遠端上或附近之一動力驅動小齒輪。基座556進一步包括用以調整/調諧機器人系統之一背隙(例如，用以調諧動力系統中齒輪之一嚙合)之可調整長度之耦合裝置562。

在某些實施例中，滑架550包括支撐結構558。支撐結構558可提供對安裝相機、感測器等之一可定製支撐。舉例而言，一垂直結構(例如，機器人系統500之垂直結構506)耦合至支撐結構558，並且此一垂直結構可諸如藉由提供工作空間之一優勢來延伸機器人系統之一視覺。可提供支撐結構458，以在一垂直結構與所安裝機器人在其中進行操作之一工作區域之間提供間隙。

圖6係根據各種實施例的用於一機器人系統之一導引軌之一錨固機構之圖式。在某些實施例中，一機器人系統包括一錨固機構，以確保一導引軌之正確調平(例如，諸如圖5A之機器人系統500之導軌518之一導引機構)。錨固機構亦可用於提供導軌分段當中之對準。根據各種實施例，錨固機構經組態以將導軌牢固地錨固在對機器人系統進行部署之一位置。

在所展示之實例中，圖解說明了錨固機構之一錨固點600。錨固機構包括提供對一導軌之支撐之一腳座640。在所展示之實例中，腳座640提供對一導軌之導軌分段610及620之支撐。腳座可具有一或多個機構，用於將腳座640耦合至對機器人系統進行部署之位置之一地面或表面。舉例而言，腳座640可包括一或多個通孔，一螺栓經由該一或多個通孔插入以將腳座640耦合至地面或其他表面。

根據各種實施例，錨固機構包括一調平機構。舉例而言，調平機構與錨固機構整合。舉例而言，如所圖解說明，錨固點600包括調平機構630。調平機構630可用於細微地調整個別導軌分段，諸如導軌分段610。錨固點600可包括用以提供相對於由錨固點600直接支撐之導軌分段中之每一者之調平控制(例如，調平機構630用於調整導軌分段610，並且調平機構650用於調整導軌分段620)的複數個調平機構630及650。調平機構630可係將導軌分段610耦合至錨固點600 (例如，耦合至腳座640)之一螺釘或螺栓。調平機構可經調整以確保對應導軌分段係對準的(例如，導軌分段610與分段620對準)並且由導軌分段支撐之導軌係水平的。

圖7係根據各種實施例的一機器人系統之一導引軌之圖式。在某些實施例中，一機器人系統包括使得一機器人系統能夠沿著一導軌移動一機器人臂(例如，安裝至一滑架之一機器人)之一導引機構700。導引機構確保機器人臂牢固且高效地橫穿導軌。

根據各種實施例，導引機構700包括經對準(及經調平)以提供對沿著一軸(例如，可用於增加用於控制一機器人執行一任務之自由度之一軸)延伸之一導軌之支撐的複數個導軌分段。在所展示之實例中，提供了一第一導軌分段及一第二導軌分段。第一導軌分段包括基座板710。基座板710提供對導軌之支撐並經由一錨固機構(例如，一腳座等)錨固至地面。用於複數個導軌分段之基座板可經組態以要求最小精密加工特徵。在某些實施例中，僅將一基座板耦合至錨固機構、一導軌720及一齒輪齒條730之安裝孔需要精密加工。基座板之最小精密加工特徵降低了機器人系統之成本並允許機器人系統之一快速部署/安設。

導引機構700包含一滑架(例如，一機器人安裝至其)沿著其橫穿之一導軌720。在某些實施例中，導引機構700包含齒輪齒條730，包括在滑架中之一動力系統總成與該齒輪齒條介接以控制滑架沿著導軌720之移動。

在某些實施例中，一導引工具740 (本文中亦稱為一對準工具)用於使基座板、齒輪齒條及導軌中之一或多者對準。在某些實施例中，導引工具740用於使所有基座板、齒輪齒條及導軌對準。舉例而言，一單個導引工具740用於相對於一組兩個導軌分段而使基座板、齒輪齒條及導軌對準。插入導引工具740，並且使用銷來設置導引工具740之一位置，該銷穿過導引工具740而延伸至正在進行對準/安設之導軌分段中之對應孔或凹槽。在對導引機構進行正確對準/校準(例如，對各種導軌分段進行調平等)之後，在機器人系統之正常操作期間移除導引工具740。導引工具740係用於確保一導引機構700之導軌分段之正確安設及/或對準的一成本有效且極快速之機構。

根據各種實施例，一組導軌分段用以構成導引機構700之一長度之使用確保了機器人系統係可延伸的以用於不同組態(例如，基於顧客偏好而設置之組態，或者對機器人進行部署之預期操作)。作為一實例，由於一組導軌分段用來構成導引機構700之一長度之使用，所以導軌之長度係可調整/可組態的。為了增加導軌之長度，可安設額外導軌分段。相反地，為了減少導軌之長度，可移除某些導軌分段。在某些實施例中，導軌分段中之每一者具有相同尺寸(例如，至少在導軌沿著其延伸之方向上)。

圖8A係根據各種實施例的一背隙調整機構之圖式。在某些實施例中，可調整之背隙機構對應於或類似於圖5A之機器人系統500之一背隙調整機構516。

背隙調整機構800用於調整一機器人在操作期間經受背隙或其他力之廣度。在一齒條及小齒輪動力系統總成中，齒輪彼此嚙合之一廣度會影響機器人遭遇之背隙或其他力之一量。作為一實例，對應齒輪之齒嚙合之一廣度會影響機器人遭遇之背隙或其他力之一量以及機器人沿著一導軌之可移動性。若齒輪未經充分嚙合，則齒輪之對應齒可發出卡嗒聲(例如，對應齒輪之齒之間的空間可致使機器人經受背隙)。相反地，若齒輪嚙合太多，則齒輪可能卡住，藉此防止(或抑制)齒輪之旋轉，因此此防止(或抑制)了機器人(例如，上面安裝有機器人之滑架)沿著導軌之平移。

在所展示之實例中，背隙調整機構800包括一安裝框架802及複數個狹槽，利用該安裝框架將一動力系統總成安裝至一滑架(例如，一機器人安裝至其上並橫穿一導軌等之滑架)上，並且經由該等狹槽對動力系統總成進行耦合。舉例而言，背隙調整機構800包括複數個狹槽及對應緊固件(例如，狹槽804及緊固件806)，經由該等狹槽及緊固件將動力系統總成耦合至滑架。在操作期間，複數個狹槽及對應緊固件將動力系統牢固地鎖定就位。

在某些實施例中，背隙調整機構800包括一肩部螺栓808。肩部螺栓808可用作用於安裝動力系統總成之一樞轉點。作為一實例，至少一子組複數個狹槽(例如，緊固件插入其中以對動力系統總成進行耦合)以肩部螺栓808插入其中之樞轉點為中心。肩部螺栓808可用於插入動力系統總成並將動力系統總成與滑架對準。舉例而言，當動力系統總成安設在滑架處時，將肩部螺栓708插入至樞轉點。動力系統總成可圍繞肩部螺栓808旋轉，直至安裝框架802中之孔(例如，狹槽)與滑架對準為止，此時緊固件可對應地插入複數個孔中並經組態(例如，擰緊)以將動力系統總成牢固地耦合至滑架。狹槽可係卵圓形的，以允許狹槽與滑架中之對應孔/凹槽或動力系統總成將安裝至其之其他表面快速對準。

根據各種實施例，背隙調整機構800包括可調整長度之耦合裝置810。可調整長度之耦合裝置810經致動(例如，轉動)以調整機器人系統之背隙(或者至少相對於機器人系統之動力系統)。在某些實施例中，背隙調整機構800 (例如，可調整長度之耦合裝置810)調整小齒輪相對於一齒條齒輪之一位置，當驅動總成之操作端穿過安裝框架中之開口時，小齒輪經組態以與該齒條齒輪機械地嚙合。

圖8B係根據各種實施例的一可調整長度之耦合裝置之圖式。在某些實施例中，可調整長度之耦合裝置820對應於或類似於圖8A之背隙調整機構800之可調整長度之耦合裝置810。

可調整長度之耦合裝置820具有機械地耦合至安裝板之一第一端822以及在與安裝凸緣之該第一端實質上相對之一位置處機械地耦合至安裝凸緣之一第二端830。可調整長度之耦合裝置之第一端822耦合至安裝板並且可調整長度之耦合裝置之第二端830耦合至安裝凸緣，使得耦合裝置之長度之調整致使安裝凸緣及直接或間接地附接至安裝凸緣之驅動總成之組件圍繞第一互補組孔之該縱向軸旋轉，從而導致齒條及小齒輪動力系統總成之背隙之一對應調整。

在某些實施例中，可調整長度之耦合裝置820係具有一第一端822及一第二端830之一鬆緊螺旋扣。鬆緊螺旋扣在每一端處包括一螺紋端配件824、828。在一個方向上轉動鬆緊螺扣主體會促使端配件靠得更近。舉例而言，轉動鬆緊螺旋扣主體826調整(例如，增加)了端配件之間的張力。相反地，在一相反方向上轉動鬆緊螺旋扣主體會推動端配件824、828離得更遠(例如，減小端配件824、828之間的張力)。

根據各種實施例，可調整長度之耦合裝置820 (例如，一鬆緊螺旋扣)係成本有效的，易於製造，且易於進行調整。此外，在某些實施例中，可調整長度之耦合裝置820不需要高度精確之零件或專業知識來進行致動。在機器人系統之安設及校準之後，可旋即保存鬆緊螺旋扣之一設置，以便於對機器人系統進行重新組態。舉例而言，在進行校準時，鬆緊螺旋扣可標記有對應於鬆緊螺旋扣之設置之位置。將鬆緊螺旋扣實施為可調整長度之耦合裝置820改良了可對機器人系統進行維護之容易度。舉例而言，若要維護機器人系統，則可致動鬆緊螺旋扣以使驅動系統與基座板齒輪(例如，導引機構上之齒輪)完全解除嚙合，並且滑架可自由移動，諸如將滑架及機器人自其當前位置沿著導軌移動至一所期望位置，從而提供足夠維護空間。在完成維護操作之後，旋即可藉由相對於導引機構上之齒輪來重新定位驅動系統對機器人系統進行快速重新組態。舉例而言，可將鬆緊螺旋扣轉動至經校準位置(例如，當對機器人系統進行校準時，使用對應於位置之鬆緊螺旋扣之所標記點/設置)。可在不具有精確量測的情況下執行鬆緊螺旋扣之此種致動及機器人系統之校準。

根據各種實施例，鬆緊螺旋扣固定在對應於齒輪齒條(例如，導引機構上之齒輪)之一側處，使得當致動鬆緊螺旋扣時，鬆緊螺旋扣拉動動力系統。

圖9係根據各種實施例的一機器人系統之一滑架之一圖式。在所展示之實例中，滑架具有提供清潔、潤滑及保護導軌及/或滑架中之一或多者之一積體機構900。

根據各種實施例，積體機構900包括一側裙910、一側裙920、一組一或多個擦刮器940及/或一組一或多個潤滑埠(例如，潤滑埠950)中之一或多者。

在某些實施例中，側裙910及/或側裙920耦合至滑架。在所展示之實例中，側裙910經由磁體930磁性地安裝至滑架。磁性安裝允許進行容易維護接達。

在某些實施例中，一組一或多個擦刮器940用於自導軌移除污物及顆粒物質。當滑架橫穿導軌時，一組一或多個擦刮器940對已累積在導軌上之任何此種污物或顆粒物質進行擦刮/移除。

在某些實施例中，該組一或多個潤滑埠(例如，潤滑埠950)經組態以將潤滑劑自一開口(在該開口處將潤滑劑引入至系統)引導至導軌之一表面。潤滑埠允許經由一高效機構對導軌與滑架之間的界面提供潤滑劑來容易地維護導軌。

圖10係用於結合執行關於一物品之一任務來控制一n軸機器人在一或多個額外軸內移動之一方法之一流程圖。

在1010處，做出用以執行關於一物品之一任務之一判定。該系統判定結合執行單個化操作、配套操作及托板化/解除托板化操作中之一或多者來執行任務。作為一實例，該系統使用工作空間之影像資料(或者機器人待在其處執行任務之工作空間內的一工作區域之影像資料)來表徵物品(例如，判定物品之一或多個屬性)及/或使用物品之影像資料/屬性來選擇待執行關於其之操作之一物品。

在1020處，機器人沿著一導軌移動至一工作區域。回應於判定系統將執行關於一物品之一任務，系統(例如，一控制電腦)進行控制以使機器人沿著一導軌(或上面安裝有機器人安裝之一滑架)移動至工作區域。在某些實施例中，系統至少部分地基於對執行關於物品之任務之判定來粗略地/寬泛地判定機器人將移動至之位置(例如，該位置可對應於所判定工作區域)。作為一實例，該系統控制包括在滑架中或安裝在滑架上之一動力系統，以致使滑架/機器人沿著導軌移動。用以控制動力系統之系統控制可與用以控制機器人之系統之控制(例如，用於抓取、移動及放置物品之機器人臂)整合。舉例而言，控制動力系統可與用以以如下一方式控制機器人之系統之控制整合：在系統控制機器人執行任務時使得機器人系統能夠使用導軌作為機器人之一額外軸(例如，機器人之一額外自由度)。

在某些實施例中，該系統包括關於n軸機器人之n個軸中之每一者的一組驅動器及/或應用程式化介面(API)。該系統進一步包括用於一或多個額外軸之一組驅動器及/或應用程式化介面(API)。因此，系統可使用對應驅動器來控制機器人相對於一特定軸進行操作。在某些實施例中，該組驅動器包含用於一或多個馬達之一驅動器，該一或多個馬達經控制以相對於對應軸(例如，n軸機器人之n個軸中之一者或者額外軸中之一者)操作機器人。舉例而言，該系統包括用以控制包括在用於沿著導軌移動機器人之動力系統總成中之馬達之一驅動器。

在1030處，制定用以執行關於物品之任務之一計劃及/或策略。該系統判定用以執行關於物品之任務之計劃或策略。該系統至少部分地基於來自一視覺系統之影像資料(例如，用於工作空間的諸如由工作空間內或周圍之感測器及/或安裝至機器人或滑架之感測器或相機獲得之影像資料)來判定計劃/策略。

根據各種實施例，該系統結合實施一任務(例如，抓取、移動、放置一物品等)來動態地控制機器人使用一或多個額外軸(例如，除了機器人之n軸以外另有的軸)。該系統至少部分地基於(i)對應於機器人之n個軸以及(ii)一或多個額外軸來判定計劃或策略。另外，該系統至少部分地基於對應於工作空間之影像資料(諸如使用與規劃物品或末端執行器之一軌跡相結合的其他機器人、物品或其他障礙物之存在(例如，由機器人臂之一部分佔用的工作區域內之一空間等))來判定策略。舉例而言，用於判定一計劃/策略之模型包含機器人相對於一或多個額外軸移動之可能性(例如，解決方案空間包含鑒於機器人在一或多個額外軸上之移動而變得可能及/或被視為高效之位置或組態)。在包括機器人在上面進行載送(例如，安裝至安置在導軌上之一滑架)之一導軌之實例性機器人系統中，一或多個額外軸包含基於導軌而定義之一維度(例如，一第七軸)。該系統可控制機器人沿著導軌所定義之方向平移。根據各種實施例，該系統至少部分地藉由將機器人自n個軸及一或多個額外軸納入考量(例如，在機器人抓取物品時使用一或多個額外軸，或者在系統已將機器人移動至將在其處執行任務之一經粗略定義之工作區域之後使用一或多個額外軸)來判定用於實施關於一物品之一任務之策略。該策略包含用以相對於機器人之n個軸之至少一子組以及一或多個額外軸來操縱機器人執行關於物品之任務之一組一或多個命令。

在某些實施例中，該系統至少部分地基於一或多個額外軸來判定用於實施關於一物品之一任務之策略。舉例而言，該系統在實施關於一物品之一任務的同時將用於一機器人之移動之解決方案空間延伸成包含沿著機器人可操作地安裝至之一導軌之移動。

在1040處，一機器人系統經控制以實施計劃及/或策略。

結合實施用以執行任務之策略，當實施任務時，系統可致使機器人沿著由導軌界定之維度移動(例如，上面安裝有對應機器人之滑架橫穿導軌)。作為一實例，機器人沿著由導軌界定之方向移動，同時抓取一物品以使物品沿著一路徑/軌跡移動(例如，若機器人未移動，則路徑或軌跡可係不可能的或原本低效的)。

在1050處，基於控制機器人相對於6軸機器人之6個軸以及一或多個額外線性軸進行操作來執行任務。在某些實施例中，回應於將機器人移動至工作區域，系統至少部分地基於控制機器人相對於以下各項而進行操作來執行任務：(i)一第一軸，其對應於機器人圍繞一基座之一旋轉；(ii)一第二軸，其對應於機器人之一下部臂在一向前及向後方向上之移動；(iii)一第三軸，其對應於用以升高機器人之一上部臂之移動；(iv)一第四軸，其對應於機器人之上部臂之旋轉；(v)一第五軸，其對應於用以升高機器人之一腕之一移動；(vi)一第六軸，其對應於機器人之腕之旋轉；以及(vii)一或多個額外線性軸。在某些實施例中，對應於(i)至(vii)之軸對應於機器人之自由度。系統控制機器人移動至一工作區域，且接著根據此種自由度控制機器人執行任務(例如，關於物品)。作為一實例，該系統控制機器人(及安裝在滑架上之動力系統)執行任務。作為另一實例，當一機器人移動至一特定工作空間時，安裝在滑架上之動力系統被視為係與判定用以執行一任務之一計劃相結合的機器人之自由度。

在1060處，做出關於程序1000是否完成之一判定。在某些實施例中，回應於對已執行關於物品之任務、未執行關於物品之進一步任務、一管理員指示暫停或停止程序1000等之一判定，將程序1000判定為完成。回應於對程序1000完成之一判定，程序1000結束。回應於對程序1000未完成之一判定，程序1000返回至1010。

圖11係用於結合執行關於一物品之一任務來控制一n軸機器人在一或多個額外軸內移動之一方法之一流程圖。

在1110處，做出對執行關於一物品之一任務之一判定。該系統判定結合執行單個化操作、配套操作及托板化/解除托板化操作中之一或多者來執行任務。作為一實例，該系統使用工作空間之影像資料(或機器人待在其處執行任務之工作空間內的一工作區域之影像資料)來表徵物品(例如，判定物品之一或多個屬性)及/或使用物品之影像資料/屬性來選擇待執行關於其之操作之一物品。

在1120處，接收感測器資料。系統自工作空間內之一或多個感測器及/或相機接收感測器資料。舉例而言，系統自安裝在一機器人上(例如，安裝至安裝至滑架之一上部結構等)之一或多個感測器/相機接收感測器資料。系統可判定工作空間之一模型(或者在任務之執行期間一機器人將動態地定位在其處之工作區域)。

在1130處，感測器資料用於判定用以執行關於物品之任務之一計劃及/或一策略。在某些實施例中，系統判定用以執行任務之一策略。判定策略可包含判定物品將沿著其移動通過工作空間(例如，將在其處操作機器人執行任務之工作空間內之一工作區域)之一軌跡。1130可對應於或類似於圖10之程序1000之1030。用以執行任務之策略可包含將機器人移動至一工作區域之一組命令，將該工作區域識別為機器人在執行任務時將動態地定位在其處之一位置。工作區域可接近於物品(例如，使得機器人在物品之範圍內能夠嚙合物品等)。

在1140處，一機器人沿著一導軌移動至一工作區域。1140可對應於或類似於圖10之程序1000之1020。

在1150處，基於控制機器人相對於6軸機器人之6個軸以及一或多個額外線性軸進行操作來執行任務。在某些實施例中，回應於將機器人移動至工作區域，系統至少部分地基於控制機器人相對於以下各項進行操作來執行任務：(i)一第一軸，其對應於機器人圍繞一基座之一旋轉；(ii)一第二軸，其對應於機器人之一下部臂在向前及向後方向上之移動；(iii)一第三軸，其對應於用以升高機器人之一上部臂之移動；(iv)一第四軸，其對應於機器人之上部臂之旋轉；(v)一第五軸，其對應於用以升高機器人之一腕之一移動；(vi)一第六軸，其對應於機器人之腕之旋轉；以及(vii)一或多個額外線性軸。在某些實施例中，對應於(i)至(vii)之軸對應於機器人之自由度。系統控制機器人移動至一工作區域且接著根據此種自由度控制機器人執行任務(例如，關於物品)。

在某些實施例中，同時執行1160及1170。舉例而言，機器人系統經控制以在正在執行任務的同時使機器人沿著一或多個額外軸移動。

在1160處，做出關於程序1100是否完成之一判定。在某些實施例中，回應於對已執行關於物品之任務、未執行關於其他物品之進一步任務、一管理員指示暫停或停止程序1100等之一判定，將程序1100判定為完成。回應於對程序1100完成之一判定，程序1100結束。回應於對程序1100未完成之一判定，程序1100返回至1110。

圖12係根據各種實施例的用於調整一動力系統總成中之一背隙之一方法之一流程圖。

在1210處，做出用以調整一動力系統總成中之一背隙之一判定。可基於系統中機器人之操作期間產生之所量測力或者機器人所經受之一背隙之一量測來做出判定。在某些實施例中，在系統之安設或校準期間做出對用以調整背隙之判定。

在1220處，一鬆緊螺旋扣經致動以控制動力系統總成中之齒輪之嚙合。鬆緊螺旋扣可由一使用者手動致動。在某些實施例中，鬆緊螺旋扣之致動由一控制電腦控制。舉例而言，系統可自動校準系統以基於由一或多個感測器(例如，耦合至機器人或以其他方式耦合於工作空間內之一力感測器等)獲得之資料來調整系統中所遭遇之背隙。在某些實施例中，回應於判定所量測背隙或其他力超過一臨限值，系統自動校準系統(例如，系統自動致動鬆緊螺旋扣以控制齒輪之嚙合)。在某些實施例中，回應於判定滑架橫穿導軌之一速度小於一預定義速度臨限值，或者在沿著導軌之橫穿期間引起之摩擦超過一預定義摩擦臨限值，系統判定致動鬆緊螺旋扣諸如以減少齒輪之嚙合等。

在1230處，做出關於一刻度盤是否指示動力系統與導軌之嚙合處於一所期望位置中之一判定。在某些實施例中，對刻度盤是否指示動力系統及齒輪齒條處於一所期望相對位置中之判定由一使用者手動做出，諸如藉由視覺檢驗等。在某些實施例中，諸如至少部分地基於感測器所獲得之資料(例如，系統判定滑架及機器人是否在預定義臨限值內進行操作，諸如對應於機器人所經受之一背隙或其他力之臨限值)，由系統自動做出對刻度盤是否指示動力系統及齒輪齒條處於一所期望相對位置中之判定。

回應於在1230處對刻度盤未指示動力系統與導軌之嚙合不處於一所期望位置中之一判定，程序1200返回至1220，在1220處將鬆緊螺旋扣致動。程序1200對1220及1230進行迭代，直至動力系統及導軌處於所期望位置中為止。舉例而言，執行1220及1230，直至得到動力系統總成中之齒輪之間的一所期望嚙合為止。

回應於在1230處對刻度盤指示動力系統與導軌之嚙合處於所期望位置中之一判定，程序1200行進至1240，在1240處做出對背隙被調諧之一判定。舉例而言，齒輪之間的嚙合之調諧改良了由在移動及/或操作動力系統及/或安裝在由動力系統驅動之一滑架上之一機器人的同時產生之力所導致之背隙(例如，背隙減小或減弱)。在某些實施例中，齒輪之間的嚙合之調整允許機器人系統以相對較高速度及相對較快加速度移動。

在1250處，做出關於程序1100是否完成之一判定。在某些實施例中，回應於對已將背隙調諧至一所期望水平高度、不需要或不期望對背隙之進一步調整、一管理員指示暫停或停止程序1200等之一判定，將程序1200判定為完成。回應於對程序1200完成之一判定，程序1200結束。回應於對程序1200未完成之一判定，程序1200返回至1210。

結合流程圖闡述本文中所闡述之實施例之各種實例。儘管實例可包含以一特定次序執行之某些步驟，但根據各種實施例，各種步驟可以各種次序執行及/或各種步驟可組合成一單個步驟或並行執行。

雖然已出於清晰理解之目的在某些細節上闡述前述實施例，但本發明並不限於所提供之細節。存在實施本發明之諸多替代方案。所揭示實施例係說明性而非限制性。

100:系統 102:源托盤堆疊 104:源托盤堆疊 106:運送裝置 108:輸入端 110:導軌 112:機器人 114:機器人 116:末端執行器 118:末端執行器 120:目的地托盤堆疊 122:目的地托盤堆疊 124:箭頭 126:相機/三維相機 128:控制電腦 140:源堆疊 142:目的地堆疊 200:配套系統 202:配套貨架系統 204a:進給器部分 204b:呈現面 204c:閘部分 204d:空位置 206a:進給器部分 206b:呈現面 206c:閘部分 206d:空位置 208a:進給器部分 208b:呈現面 208c:閘部分 208d:空位置 210:機器人 212:相機 214:物件 216:收容器 218:運送機 220:滑架 222:導軌 224:控制電腦 226:按需遙操作裝置 228:人類操作者 250:配套系統 252:配套貨架系統 254:配套貨架系統 256:配套貨架系統 258a:呈現面 258b:閘結構/閘控機構 258c:進給器部分 260:機器人/所附接機器人 262:相機 268:運送機 270:滑架 272:導軌 274:電腦/控制電腦 276:收容器 278:人類操作者 280:工作區域 300:系統 305:6軸機器人 310:導軌 315:範圍/預定義/預儲存範圍 350:系統 355:機器人 360:導軌 365:範圍 400:程序 405:高級目標 410:規劃/重新規劃 415:計劃實施方案 420:完成 425:程序 430:步驟 435:步驟 440:步驟 445:步驟 450:程序 455:步驟 460:步驟 465:步驟 470:步驟 500:機器人系統 502:機器人/特定機器人 504:滑架 506:垂直結構 508:上部框架 510:相機/三維相機 512:相機/三維相機 514:積體驅動系統 516:背隙調整機構/齒條及小齒輪動力系統總成 518:導軌 550:滑架 552:升降器 554:安裝板 556:基座 558:支撐結構 560:開口 562:可調整長度之耦合裝置 600:錨固點 610:導軌分段 620:導軌分段 630:調平機構 640:腳座 650:調平機構 700:導引機構 710:基座板 720:導軌 730:齒輪齒條 740:導引工具 800:背隙調整機構 802:安裝框架 804:狹槽 806:緊固件 808:肩部螺栓 810:可調整長度之耦合裝置 820:可調整長度之耦合裝置 822:第一端 830:第二端 900:積體機構 910:側裙 920:側裙 930:磁體 940:擦刮器 950:潤滑埠 1000:程序 1010:步驟 1020:步驟 1030:步驟 1040:步驟 1050:步驟 1060:步驟 1100:程序 1110:步驟 1120:步驟 1130:步驟 1140:步驟 1150:步驟 1160:步驟 1200:程序 1210:步驟 1220:步驟 1230:步驟 1240:步驟 1250:步驟

在以下詳細闡述及附圖中揭示了本發明之各種實施例。

圖1A係圖解說明根據各種實施例的一機器人線路配套系統之一方塊圖。

圖1B係圖解說明根據各種實施例的一機器人線路配套系統之一方塊圖。

圖2A係圖解說明根據先前技術的一機器人線路配套系統之一方塊圖。

圖2B係圖解說明根據先前技術的一機器人線路配套系統之一方塊圖。

圖3A係圖解說明一6軸機器人之一觸及空間之一圖式。

圖3B係圖解說明根據各種實施例的一7軸機器人之一觸及空間之一圖式。

圖4A係圖解說明根據各種實施例的將一物品托板化及/或解除托板化之一程序之一實例之一流程圖。

圖4B係圖解說明根據各種實施例的將一物品單個化之一程序之一實例之一流程圖。

圖4C係圖解說明根據各種實施例的裝配一物品套組之一程序之一實例之一流程圖。

圖5A係根據各種實施例的一機器人系統之一圖式。

圖5B係根據各種實施例的一機器人系統之一滑架總成之圖式。

圖6係根據各種實施例的用於一機器人系統之一導引軌之一錨固機構之圖式。

圖7係根據各種實施例的一機器人系統之一導引軌之圖式。

圖8A係根據各種實施例的一背隙調整機構之圖式。

圖8B係根據各種實施例的一可調整長度之耦合裝置之圖式。

圖9係根據各種實施例的用於一機器人系統之一滑架之一圖式。

圖10係用於結合執行關於一物品之一任務來控制一n軸機器人在一或多個額外軸內移動之一方法之一流程圖。

圖11係用於結合執行關於一物品之一任務來控制一n軸機器人在一或多個額外軸內移動之一方法之一流程圖。

圖12係根據各種實施例的用於調整一動力系統總成中之一背隙之一方法之一流程圖。

1100:程序

1110:步驟

1120:步驟

1130:步驟

1140:步驟

1150:步驟

1160:步驟

Claims (30)

1. 一種機器人控制系統，其包括 一記憶體，其經組態以儲存具有複數個控制軸之一機器人之一模型，該複數個控制軸包含至少一線性軸以及一或多個旋轉軸；及 一或多個處理器，其耦合至該記憶體且經組態以使用該模型來控制該機器人執行一任務，包含藉由將一組控制信號發送至該機器人以致使該機器人相對於包含至少該線性軸之該等控制軸中之兩者或更多者移動。
2. 如請求項1之機器人控制系統，其中該一或多個處理器進一步經組態以： 接收指示一任務之資料； 獲得感測器資料；及 使用該感測器資料來判定用以執行該任務之一策略。
3. 如請求項1之機器人控制系統，其中該一或多個處理器控制該機器人同時圍繞一或多個旋轉軸移動及沿著該線性軸移動。
4. 如請求項1之機器人控制系統，其中該一或多個處理器進一步經組態以： 判定用以執行該任務之一策略。
5. 如請求項4之機器人控制系統，其中至少部分地基於該模型來判定用以執行該任務之該策略。
6. 如請求項4之機器人控制系統，其中至少部分地基於關於該機器人之移動或定向之一成本函數來判定用以執行該任務之該策略。
7. 如請求項6之機器人控制系統，其中該成本函數指示機器人使用該機器人之一機器人臂之一組預定義定向來執行該任務之一較高成本。
8. 如請求項6之機器人控制系統，其中該成本函數指示用於使用該機器人之一機器人臂之一預定義笨拙位姿之一較高成本。
9. 如請求項4之機器人控制系統，其中根據沿著該等線性軸以及一或多個旋轉軸之移動之各種組合，至少部分地基於關於用以執行一任務之一速度或效率之一成本函數來判定用以執行該任務之該策略。
10. 如請求項9之機器人控制系統，其中基於一最小成功臨限值來判定用以執行該任務之該策略，該最小成功臨限值指示該根據一特定策略執行該任務預期成功之一可能性。
11. 如請求項1之機器人控制系統，其中該一或多個處理器進一步經組態以判定用以使用7個軸將一末端執行器移動至3D空間中之一位置及定向以執行該任務之一策略。
12. 如請求項11之機器人控制系統，其中該策略經判定以滿足一預定義效率臨限值。
13. 如請求項11之機器人控制系統，其中將用於實施該任務之該策略判定為最高效策略。
14. 如請求項11之機器人控制系統，其中根據一預定義成本函數來判定一策略之效率。
15. 一種機器人，其包括： 複數個馬達，其各自與該機器人之複數個控制軸中之對應一者相關聯，該等控制軸包含至少一線性軸以及一或多個旋轉軸； 複數個馬達控制器，其各自與該等馬達中之一者相關聯； 一通信介面；及 一處理器，其耦合至該馬達控制器及該通信介面，該處理器經組態以經由該通信介面接收一組控制信號以致使該機器人相對於包含至少該線性軸之該等控制軸中之兩者或更多者中之每一者以一特定方式移動，且將命令發送至該等馬達控制器中之對應一者以控制該等馬達從而致使該機器人以該特定方式移動。
16. 一種機器人系統，其包括： 一通信介面；以及 一或多個處理器，其耦合至該通信介面且經組態以： 經由該通信介面接收感測器資料；及 使用該感測器資料來判定及實施用以控制一n軸機器人執行關於一物品之一任務之一策略， 其中： 至少部分地藉由將該機器人之該n個軸以及一或多個額外軸納入考量來判定該策略，且 該策略包含用以相對於該機器人之該n個軸之至少一子組以及該一或多個額外軸來操縱該機器人執行關於該物品之該任務之一組一或多個命令。
17. 如請求項16之機器人系統，其中該n軸機器人係一6軸機器人。
18. 如請求項17之機器人系統，其中該6軸機器人經組態以在一第七軸內操作。
19. 如請求項18之機器人系統，其中該第七軸係對應於上面安裝有該機器人之一導軌或其他線性運送裝置之一線性軸。
20. 如請求項19之機器人系統，其中實施該策略包含控制該機器人沿著該第七軸移動。
21. 如請求項16之機器人系統，其中該一或多個處理器進一步經組態以： 使用將該n軸機器人之該n個軸與一或多個額外自由度合併之一模型，每一額外自由度與該機器人之該n個軸之外的一對應額外軸相關聯。
22. 如請求項21之機器人系統，其進一步包括： 一存儲器，其經組態以儲存該模型。
23. 如請求項16之機器人系統，其中： 控制該機器人執行關於該物品之該任務包括： 將一或多個命令傳遞至一馬達驅動器；及 該馬達驅動器驅動用於該n軸中之至少一者之一或多個馬達。
24. 如請求項23之機器人系統，其中該系統包括用於該n軸中之每一者之一或多個驅動器。
25. 如請求項16之機器人系統，其中： 該n軸機器人係一6軸機器人； 該6軸機器人經組態以在該一或多個額外軸內操作；且 該策略使用沿著該一或多個軸之移動來定位該機器人以便以對該n軸機器人高效之一方式執行該任務。
26. 如請求項16之機器人系統，其中該一或多個處理器選擇用以避免根據一低效移動來控制該機器人或者避免一笨拙機器人位置之一策略。
27. 如請求項16之機器人系統，其進一步包括： 一或多個感測器； 其中： 該n軸機器人係一6軸機器人； 該6軸機器人經組態以在該一或多個額外軸內操作； 該策略使用沿著該一或多個軸之移動來定位該機器人以便以對該n軸機器人高效之一方式執行該任務；且 該一或多個感測器中之至少一者安裝在機械地耦合至該機器人並與該機器人一起沿著該一或多個額外軸移動之一結構上。
28. 如請求項27之機器人系統，其中該一或多個感測器中之該至少一者之移動延伸了該系統之一視覺之一範圍。
29. 如請求項16之機器人系統，其進一步包括： 一滑架，該機器人安裝在該滑架上；及 一第一導軌，該滑架安裝在該第一導軌上； 其中： 該n軸機器人係一6軸機器人； 該第一導軌經組態以沿著該6個軸中之至少一者導引移動；且 該滑架包括一第二導軌，該第二導軌經組態以沿著該一或多個額外軸導引該機器人。
30. 如請求項16之機器人系統，其進一步包括： 一或多個馬達，其經組態以沿著該一或多個額外軸導引該機器人； 一馬達驅動器，其經組態以結合控制該機器人之移動來驅動該一或多個馬達； 一齒條及小齒輪驅動系統，該機器人耦合至該齒條及小齒輪驅動系統且該一或多個馬達結合該齒條及小齒輪驅動系統來移動該機器人；及 一調諧模組，其經組態以調諧該齒條及小齒輪驅動系統之齒輪之一嚙合； 其中： 該調諧模組經控制以調諧該齒條及小齒輪驅動系統之該等齒輪之該嚙合，從而控制該機器人的由該機器人沿著該一或多個額外軸之移動導致之一背隙。

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