具有夹持机构的机器人系统以及相关的系统和方法技术方案

本文公开了具有可变夹持机构的机器人系统以及相关的系统和方法。在一些实施方案中，所述机器人系统包括机器人臂和耦接到所述机器人臂的对象夹持组件。所述对象夹持组件可包括：主体，所述主体通过所述主体的上表面上的外部连接器耦接到所述机器人臂；以及真空操作的夹持部件，所述真空操作的夹持部件耦接到所述主体的下表面。所述对象夹持组件还可包括耦接到所述主体的可变宽度夹持部件。所述可变宽度夹持部件能够在完全折叠状态、多个延伸状态与夹紧状态之间移动，以夹持具有不同形状、大小、重量和取向的多种目标对象。重量和取向的多种目标对象。重量和取向的多种目标对象。

【技术实现步骤摘要】
具有夹持机构的机器人系统以及相关的系统和方法
[0001]本申请是中国申请CN202210977869.6的分案申请，该申请日期为2022年8月15日，专利技术名称为“具有夹持机构的机器人系统以及相关的系统和方法”。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求于2021年8月13日提交的美国临时专利申请号63/232,663的权益，所述申请的全部内容以引用的方式并入本文。


[0004]本技术总体涉及具有夹持机构的机器人系统，并且更具体地涉及具有用于标识目标对象并且基于所述目标对象调整夹持器机构的特征的机器人系统。

技术介绍

[0005]随着机器人(例如，被配置为自动地/自主地执行物理动作的机器)性能的不断提高和成本的降低，许多机器人现已广泛用于许多领域。例如，机器人可用于在制造和/或组装、包装和/或打包、运输和/或运送等过程中执行各种任务(例如，在空间上操纵或转移对象)。在执行任务时，机器人可复制人类动作，从而取代或减少原本执行危险或重复性任务所需的人类参与。
[0006]然而，尽管技术进步了，但机器人通常缺乏复制执行更大和/或更复杂任务所需的人类交互所必需的先进性。因此，仍然需要用于管理机器人之间的操作和/或交互的改进的技术和系统。
附图说明
[0007]图1是根据本技术的一些实施方案的具有夹持机构的机器人系统可在其中操作的示例性环境的图示。
[0008]图2是根据本技术的一些实施方案的示出图1的机器人系统的框图。
[0009]图3是根据本技术的一些实施方案的机器人对象夹持系统的图示。
[0010]图4是根据本技术的一些实施方案的对象夹持组件的示意性侧视图。
[0011]图5A和图5B是根据本技术的一些实施方案的对象夹持组件的等距视图。
[0012]图6A至图6C示出根据本技术的一些实施方案的处于各种状态的图5A和图5B的对象夹持组件。
[0013]图7是根据本技术的一些实施方案的用于操作具有对象夹持组件的机器人系统的过程的流程图。
[0014]图8A至图8C是根据本技术的一些实施方案的处于用于夹持目标对象802的过程的各个阶段的对象夹持组件800的部分示意图。
[0015]图9A至图9C是根据本技术的一些实施方案的处于用于夹持目标对象902的过程的各个阶段的对象夹持组件900的部分示意图。
[0016]图10A至图10E是根据本技术的一些实施方案的处于用于夹持目标对象1002的过
程的各个阶段的对象夹持组件1000的部分示意图。
[0017]图11是根据本技术的其他实施方案的对象夹持系统1100的图示。
[0018]附图不一定按比例进行绘制。类似地，出于讨论本技术的一些实现方式的目的，可将一些部件和/或操作分成不同的块或组合成单个块。此外，虽然所述技术可经受各种修改和替代形式，但是具体实现方式已在附图中通过示例的方式示出并且在下文详细描述。然而，其意图并非将所述技术限制于所描述的特定实现方式。
[0019]为了便于参考，本文有时参考相对于图中所示实施方案的空间取向的顶部和底部、上部和下部、向上和向下、纵向平面、水平平面、x
‑
y平面、竖直平面和/或z平面来描述末端执行器及其部件。然而，应当理解，在不改变本技术公开的实施方案的结构和/或功能的情况下，可将末端执行器及其部件移动到不同的空间取向并在不同的空间取向中使用。
具体实施方式
[0020]综述
[0021]本文公开了具有可变夹持机构的机器人系统以及相关的系统和方法。在一些实施方案中，所述机器人系统包括机器人臂和耦接到所述机器人臂的对象夹持组件(例如，多功能末端执行器)。所述对象夹持组件可被配置为选择性地夹持不同类型的对象，诸如托盘；用于放置在所述托盘上的包裹、盒子和/或其他合适的对象；以及用于放置在所述托盘和/或对象上方的滑托板。所述对象夹持组件可包括：主体，所述主体通过所述主体的上表面上的外部连接器耦接到所述机器人臂；以及真空操作的夹持部件(例如，包裹夹持部分)，所述真空操作的夹持部件耦接到所述主体的下表面。所述对象夹持组件还可包括耦接到所述主体的可变宽度夹持部件(例如，托盘夹持部分、滑托板夹持部分或它们的组合)。所述可变宽度夹持部件能够在完全折叠状态、多个延伸状态与夹紧状态之间移动，以允许所述对象夹持组件接合并提起具有不同形状、大小、重量和取向的多种目标对象。
[0022]在一些实施方案中，所述可变宽度夹持部件包括耦接到所述主体的线性延伸机构、耦接到所述线性延伸机构的相对侧的两个旋转机构、和耦接到所述旋转机构中的每一者的一个或多个机械夹持器。在所述完全折叠状态下，所述线性延伸机构完全缩回和/或收缩以将所述旋转部件以最小距离分开设位。此外，所述旋转机构处于升高位置，将耦接到所述旋转机构的所述机械夹持器中的每一者从所述主体的所述下表面(例如，竖直和/或部分竖直)向上引导。当所述对象夹持组件处于所述完全折叠状态下时，所述真空操作的夹持部件被设位成限定所述对象夹持组件的最低表面和/或与目标对象接合并且使用抽吸力在所述最低表面处夹持所述目标对象。
[0023]为了进入延伸状态，所述线性延伸机构中的一个或多个臂可延伸和/或伸展以将所述旋转部件以更远的距离分开设位。所述延伸可以基于一个或多个预定延伸状态(例如，基于各种目标对象的已知宽度计划的)，基于一个或多个输入(例如，来自机器人部件、控制器和/或人类操作员)进行调整，基于目标对象的一个或多个检测到的尺寸进行调整等。仅作为示例，所述对象夹持组件可包括：成像传感器，所述成像传感器耦接到所述主体并且被设位成收集可被可操作地耦接到所述成像传感器的控制器使用的所述目标对象的图像数据；所述真空操作的夹持部件；以及所述可变宽度夹持部件。所述控制器可被配置为：从所述成像传感器接收所述图像数据；确定使用所述完全折叠状态和所述多个延伸状态中的哪
一者来夹持所述目标对象；将所述可变宽度夹持部件移动到所确定的状态；并且控制所述真空操作的夹持部件和/或所述可变宽度夹持部件以夹持所述对象。在各种实施方案中，使用哪个状态的所述确定可以基于所述目标对象的类别、所述目标对象的取向、所述目标对象上的候选夹持位置、所述目标对象的测量到的尺寸等。
[0024]为了进入所述夹紧状态，使所述旋转部件动作(例如，旋转)到降低位置以将所述机械夹持器引导到所述主体的所述下表面下方。在所述夹紧状态下，所述机械夹紧部件可与所述目标对象接合和/或夹持所述目标对象。在一些实施方案中，所述可变宽度夹持部件还包括一个或多个压力圆筒，所述一个或多个压力圆筒对应于所述机械夹持部件中的每一者并且被设位成使所述目标对象压靠所述机械夹持部件。仅作为示例，所述机械夹持部件可接合所述目标对象的下表面，而所述压力圆筒压靠所述目标对象的上表面。因此，所述压力圆筒可帮助稳定所述目标对象。
[0025]在一些实施方案中，所述可变宽度夹持部件还包括一个或多个抽吸部件，所述一个或多个抽吸部件耦本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对象夹持组件，其包括：主体，所述主体具有上表面和与所述上表面相对的下表面；真空操作的夹持部件，所述真空操作的夹持部件耦接到所述下表面，所述真空操作的夹持部件被配置为接合第一类别的第一目标对象；以及可变宽度夹持部件，所述可变宽度夹持部件耦接到所述主体，所述可变宽度夹持部件包括：第一臂，所述第一臂耦接到所述主体并且在所述主体的第一纵向侧处具有第一端部区域；第一机械夹持部件，所述第一机械夹持部件耦接到所述第一臂的所述第一端部区域，所述第一机械夹持部件包括被配置为接合第二类别的第二目标对象的第一侧的一个或多个第一夹具，其中所述第二目标对象在类别上与所述第一目标对象不同；第一旋转部件，所述第一旋转部件将所述第一机械夹持部件耦接到所述第一臂，所述第一旋转部件能够在升高位置与降低位置之间移动；第二臂，所述第二臂耦接到所述主体并且在所述主体的与所述第一纵向侧相对的第二纵向侧处具有第二端部区域；第二机械夹持部件，所述第二机械夹持部件耦接到所述第二臂的所述第二端部区域，所述第二机械夹持部件包括被配置为接合所述第二目标对象的第二侧的一个或多个第二夹具；以及第二旋转部件，所述第二旋转部件将所述第二机械夹持部件耦接到所述第二臂，所述第二旋转部件能够在所述升高位置与所述降低位置之间移动，其中所述第一臂和所述第二臂能够沿线性方向延伸，以控制所述第一端部区域与所述第二端部区域之间的距离。2.如权利要求1所述的对象夹持组件，其中所述第二类别的所述第二目标对象包括托盘，并且其中所述可变宽度夹持部件还包括：一个或多个第一抽吸部件，所述一个或多个第一抽吸部件耦接到所述第一机械夹持部件，其中所述一个或多个第一抽吸部件被配置为接合与所述第一类别和所述第二类别不同的第三类别的第三目标对象的上表面，所述第三类别包括滑托板；以及一个或多个第二抽吸部件，所述一个或多个第二抽吸部件耦接到所述第二机械夹持部件，其中所述一个或多个第二抽吸部件被配置为接合所述第二目标对象的所述上表面，其中所述第一类别的所述第一目标对象包括以放置在所述托盘和/或所述滑托板上为目标的一个或多个包裹。3.如权利要求1所述的对象夹持组件，其中：所述第一机械夹持部件还包括耦接在所述一个或多个第一夹具与所述第一旋转部件之间的第一支撑板；并且所述第二机械夹持部件还包括耦接在所述一个或多个第二夹具与所述第二旋转部件之间的第二支撑板。4.如权利要求3所述的对象夹持组件，其中当所述第一旋转部件和所述第二旋转部件处于所述降低位置时，所述一个或多个第一夹具和所述一个或多个第二夹具被设位成在所述第一侧和所述第二侧上接合所述第二目标对象的下表面，并且其中：
所述第一机械夹持部件还包括耦接到所述第一支撑板并且被设位成在所述第一侧上向所述第二目标对象的上表面施加压紧力的一个或多个第一压力圆筒；并且所述第二机械夹持部件还包括耦接到所述第二支撑板并且被设位成在所述第二侧上向所述第二目标对象的所述上表面施加所述压紧力的一个或多个第二压力圆筒。5.如权利要求1所述的对象夹持组件，其还包括成像传感器，所述成像传感器耦接到所述主体并且被设位成收集位于所述对象夹持组件的近侧内的对象的图像数据，其中所述成像传感器可操作地耦接到控制器以将所述图像数据发送到所述控制器，以确定所述对象的类别以及是否用所述真空操作的夹持部件或所述可变宽度夹持部件来夹持所述对象。6.如权利要求1所述的对象夹持组件，其中所述真空操作的夹持部件包括被配置为接合与所述第一目标对象不同的第二目标对象的抽吸夹持器。7.如权利要求1所述的对象夹持组件，其还包括外部连接器，所述外部连接器耦接到所述主体的所述上表面并且能够可操作地耦接到机器人臂，其中所述可变宽度夹持部件被设位成沿第一轴线伸展，并且其中所述外部连接器被设位成控制所述主体围绕与所述第一轴线正交的第二轴线的旋转。8.如权利要求1所述的对象夹持组件，其中所述第一旋转部件和所述第二旋转部件在所述升高位置与所述降低位置之间移动180度。9.一种操作具有对象夹持组件的机器人系统的方法，所述方法包括：生成用于利用机器人臂将所述对象夹持组件设位成与目标对象相邻的命令；生成将所述对象夹持组件动态地配置成夹持状态的命令，所述夹持状态包括完全折叠状态、多个延伸状态和夹紧状态中的至少一者，一旦所述对象夹持组件处于所述夹持状态，就生成接合所述目标对象的命令；生成用于利用所述机器人臂将所述目标对象从第一位置移动到与所述第一位置间隔开的第二位置的命令；以及生成在所述第二位置处脱离所述目标对象的命令。10.如权利要求9所述的方法，其中：所述对象夹持组件包括：主体；真空操作的夹持部件，所述真空操作的夹持部件耦接到所述主体的下表面；以及可变宽度夹持部件，所述可变宽度夹持部件耦接到所述主体并且包括两个或更多...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷磊，张艺轩，叶旭涛，徐熠，布兰登，
申请(专利权)人：牧今科技，
类型：发明
国别省市：