用于机器人系统中铰接臂的翻转末端操纵装置制造方法及图纸

公开了一种用于机器人系统中铰接臂的末端操纵装置。该末端操纵装置包括大致呈环状形式的封闭柔性膜，膜内包含流体。

Flip end control device for articulated arm in robot system

A terminal control device for articulated arms in a robot system is disclosed. The terminal control device includes a ring like flexible membrane in a ring shape, and the membrane contains fluid.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于机器人系统中铰接臂的翻转末端操纵装置优先权本申请要求2015年9月15日提交的美国临时专利申请序列号第62/218,799的优先权，该申请的内容通过参考全部纳入本文。
技术介绍
本专利技术总地涉及机器人系统，尤其涉及这样一种机器人系统，该机器人系统包括铰接臂，该铰接臂带有用于将物件固定至铰接臂的末端操纵装置(effector)，使得它们可由末端操纵装置轻易地释放。存在通常用于工业自动化和其他应用的许多末端操纵装置(或夹持件)，包括真空夹持件、平行爪夹持件、角度爪夹持件和许多其他夹持件。真空夹持件通常采用真空源来排空真空杯，真空杯被压到硬质光滑表面上以获得良好密封。抓持诸如袋状产品之类的柔软表面更为困难，但在某些情况中，为了提起塑料袋，袋夹持件可获得塑料袋的良好密封。平行爪夹持件和角度爪夹持件有时用于工业过程中。除了提起零件和使零件运动之外，这些夹持件也可用于在高(精度)公差机械组装操作中使零件运动至精确的位置。当涉及铁材料时，通常也使用磁性夹持件。此外，存在适合于特别应用的许多专用夹持件，诸如用来抓持齿轮和轮的内夹头或用来抓持布片的针阵列。在研究实验室中已开发了一类软夹持件，一个示例是由包括iRobot、康奈尔大学和帝国机器人(EmpireRobotics)的联合体开发的“干扰夹持件(JammingGripper)”。“干扰夹持件(JammingGripper)”包括被封围在软袋中的颗粒材料，软袋适形于物件的形状且接着在空气从袋排出时变硬。类似的产品是由费斯托公司(FestoCorporation)售卖的Festo柔性形状夹持件(FestoFlexShapeGripper)，其利用柔性膜的翻转来抓持物件。然而，该系统可能不适用于某些应用，诸如抓持各种包装材料。因此，仍需要一种末端操纵装置，这种末端操纵装置足够通用而能用于各种物件。
技术实现思路
根据实施例，本专利技术提供了一种用于机器人系统中的铰接臂的末端操纵装置。该末端操纵装置包括大致呈环状形式的封闭柔性膜，膜内包含流体。根据另一实施例，本专利技术提供了一种通过机器人系统的铰接臂接合物件的方法。该方法包括以下步骤：将包含流体且大致呈环状形式的封闭柔性膜靠近待接合的物件定位，以及借助封闭柔性膜接合物件。根据其他实施例，本专利技术提供了一种用于机器人系统中的铰接臂的末端操纵装置。该末端操纵装置包括管状环，其中，物件可由管状环的内部抓持。附图说明参考附图可进一步理解以下的描述，附图中：图1示出了包括根据本专利技术实施例的末端操纵装置的机器人系统的示意图；图2A和2B示出了相对于物件处于初始位置(图2A)中和处于接合位置(图2B)中的图1所示末端操纵装置的示意图；图3示出了涉及外套管致动件的根据本专利技术另一实施例的末端操纵装置的示意图；图4A－4C示出了涉及位于管状环的暴露表面上的夹持元件的根据本专利技术其他实施例的末端操纵装置的示意图；图5A和5B示出了相对于物件处于初始位置(图5A)中和处于接合位置(图5B)中的包括真空源的根据本专利技术其他实施例的末端操纵装置的示意图；以及图6A和6B示出了相对于物品的袋子物件处于初始位置(图6A)中和处于接合位置(图6B)中的包括真空源的根据本专利技术其他实施例的末端操纵装置的示意图。附图所示仅用于说明性目的。具体实施方式根据实施例，本专利技术提供了一种包围的夹持件，该夹持件通过与要抓持的物件接触的顺应性材料结构的压缩和翻转来夹持范围较宽的形状和材料。在特定的实施例中，该系统附加地提供真空源以便为抓持过程准备。在各种实施例中，该系统图1示出了包括根据本专利技术实施例的末端操纵装置的机器人系统的示意图；图2A和2B示出了相对于物件处于初始位置(图2A)中和处于接合位置(图2B)中的图1所示末端操纵装置的示意图；图3示出了涉及外套管致动件的根据本专利技术另一实施例的末端操纵装置的示意图；图4示出了涉及位于管状环的暴露表面上的夹持元件的根据本专利技术其他实施例的末端操纵装置的示意图；图5A和5B示出了相对于物件处于初始位置(图5A)中和处于接合位置(图5B)中的包括真空源的根据本专利技术其他实施例的末端操纵装置的示意图；以及图6A和6B示出了相对于物品的袋子物件处于初始位置(图6A)中和处于接合位置(图6B)中的包括真空源的根据本专利技术其他实施例的末端操纵装置的示意图。附图所示仅用于说明性目的。具体实施方式根据实施例，本专利技术提供了一种包围的夹持件，该夹持件通过与要抓持的物件接触的顺应性材料结构的压缩和翻转来夹持范围较宽的形状和材料。在特定的实施例中，该系统附加地提供真空源以便为抓持过程准备。在各种实施例中，该系统管状环沿如在B处标示的方向在其自身上滚转，而管状环的相对端将沿如在C处标示的方向在其自身上滚转。尽管管状环24经历了该翻转过程，但其保持在附连点28处附连至外轴环26。通过如上所述控制管状环的运动，可使用末端操纵装置将物件32拖入到管状环中并将其保持在管状环内，直至线性致动件沿与在A处标示的方向相反的方向移动(则物件32被排放)为止。同样如图2B所示，管状环由柔性材料形成，柔性材料可适形于被抓持的物件32的形状。管状环内的流体可为水或可被选择为具有特定的黏度。图3示出了本专利技术的另一实施例，该实施例类似于图2A和2B中的实施例，只是外轴环26相对于杆30移动。特别地，外轴环26(如所示在34处)附连至轴环致动件36。当轴环致动件36沿如在D处所示的方向相对于杆30移动时，轴环26的内表面将引起管状环24滚转(如在B和C处所示)，使得物件32可被抓持在管状环24内。图4A示出了本专利技术的另一实施例，其中，管状环24包括夹持元件38，夹持元件38设置在管状环24的外表面上。当管状环24将物件32拖入管状环中时，管状环上的夹持元件38便于物件32的捕获和留置。根据各种实施例且参考图4A，夹持元件可为突出的区块，这些区块可整齐地或随机地分布在管状环24的外表面上。如图4B中所示，根据另一实施例，夹持元件可为小柔性杯(吸杯)38’，且如图4C中所示，夹持元件可呈楔钉(cleat)38”的形式。在任意这些管状环沿如在B处标示的方向在其自身上滚转，而管状环的相对端将沿如在C处标示的方向在其自身上滚转。尽管管状环24经历了该翻转过程，但其保持在附连点28处附连至外轴环26。通过如上所述控制管状环的运动，可使用末端操纵装置将物件32拖入到管状环中并将其保持在管状环内，直至线性致动件沿与在A处标示的方向相反的方向移动(则物件32被排放)为止。同样如图2B所示，管状环由柔性材料形成，柔性材料可适形于被抓持的物件32的形状。管状环内的流体可为水或可被选择为具有特定的黏度。图3示出了本专利技术的另一实施例，该实施例类似于图2A和2B中的实施例，只是外轴环26相对于杆30移动。特别地，外轴环26(如所示在34处)附连至轴环致动件36。当轴环致动件36沿如在D处所示的方向相对于杆30移动时，轴环26的内表面将引起管状环24滚转(如在B和C处所示)，使得物件32可被抓持在管状环24内。图4示出了本专利技术的另一实施例，其中，管状环24包括夹持元件38，夹持元件38设置在管状环24的外表面上。当管状环24将物件32拖入管状环中时，管状环上的夹持元件38便于物件32的捕获和留置。根据各种实施例且参考图4，夹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于机器人系统中铰接臂的末端操纵装置，所述末端操纵装置包括大致呈环状形式的封闭柔性膜，所述膜内包含流体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.15 US 62/218,7991.一种用于机器人系统中铰接臂的末端操纵装置，所述末端操纵装置包括大致呈环状形式的封闭柔性膜，所述膜内包含流体。2.根据权利要求1所述的末端操纵装置，其特征在于，所述封闭柔性膜的一部分附连至所述铰接臂。3.根据权利要求1所述的末端操纵装置，其特征在于，所述封闭柔性膜呈管状环形式。4.根据权利要求3所述的末端操纵装置，其特征在于，所述管状环在其外表面上附连至外轴环，所述外轴环附连至所述铰接臂。5.根据权利要求4所述的末端操纵装置，其特征在于，所述管状环包括用于接合物件的远端。6.根据权利要求4所述的末端操纵装置，其特征在于，所述末端操纵装置包括线性致动件，所述线性致动件定位成在所述管状环内往复运动。7.根据权利要求6所述的末端操纵装置，其特征在于，所述线性致动件包括附连至所述管状环的远部。8.根据权利要求4所述的末端操纵装置，其特征在于，所述末端操纵装置包括用于提供所述管状环内的真空的真空源。9.根据权利要求8所述的末端操纵装置，其特征在于，所述真空通过线性致动件设置，所述线性致动件定位成在所述管状环内往复运动。10.根据权利要求8所述的末端操纵装置，其特征在于，所述末端操纵装置还包括正空气压力源，用于选择性地提供所述管状环内...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·瓦格纳，K·埃亨，M·道森哈格蒂，C·盖尔，T·科勒舒卡，K·马罗尼，M·马森，G·T·普莱斯，J·罗曼诺，D·史密斯，S·斯里尼瓦萨，P·韦拉加普德，T·艾伦，
申请(专利权)人：伯克希尔格雷股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US