用于可打开对象的机器人抓持器总成和拾取对象的方法技术

公开了一种用于操作搬运机器人以抓握和搬运对象的系统和方法。所述运输机器人包括具有可寻址真空区域的阵列的机器人抓持器总成，每个可寻址真空区域被配置为独立地提供真空以抓握目标对象。所述抓持器总成可以根据目标对象的一个或多个物理特性和/或对应场景来配置和/或操作。置和/或操作。置和/或操作。

【技术实现步骤摘要】
用于可打开对象的机器人抓持器总成和拾取对象的方法
[0001]相关申请
[0002]本申请与2021年9月7日提交的题为“ROBOTIC GRIPPER ASSEMBLIES FOR OPENABLE OBJECT(S)AND METHODS FOR PICKING OBJECTS”的美国专利申请第63/241,460号有关，所述美国专利申请通过引用全部并入本文。


[0003]本技术总体上涉及机器人系统，并且更具体地涉及被配置为选择性地抓持和保持可打开对象的机器人抓持器总成。

技术介绍

[0004]机器人(例如，被配置为自动/自主执行物理动作的机器)现在在许多领域中得到广泛使用。例如，机器人可以用于在制造、包装、运输和/或运送等方面执行各种任务(例如，操纵或搬运对象)。在执行任务时，机器人可以复制人类动作，由此代替或减少执行危险或重复性任务原本所需的人类参与。机器人通常缺乏复制执行更复杂任务所需的人类灵敏度和/或适应性所必需的先进性。例如，机器人通常难以从具有紧邻对象以及不规则形状/大小的对象等的一组对象中选择性地抓持对象。而且，机器人通常限于使用沿着一个预定方向施加的力来抓握对象。因此，仍然需要用于控制和管理机器人的各个方面的改进的机器人系统和技术。
附图说明
[0005]图1示出了根据本技术的一个或多个实施方案的其中机器人系统运输对象的示例性环境。
[0006]图2是示出根据本技术的一个或多个实施方案的机器人系统的框图。
[0007]图3A是根据本技术的一个或多个实施方案的示例性目标对象的透视图。
[0008]图3B是根据本技术的一个或多个实施方案的末端执行器的透视图。
[0009]图4A示出了根据本技术的一个或多个实施方案的用于从源容器提升目标对象的处理区域的俯视图。
[0010]图4B示出了根据本技术的一个或多个实施方案的用于从源容器提升目标对象的处理区域的侧视图。
[0011]图4C示出了根据本技术的一个或多个实施方案的在示例性抓持/提升配置中抓持和提升目标对象的机器人臂总成的侧视图。
[0012]图5示出了根据本技术的一个或多个实施方案的示例性目标对象的侧视图，所述示例性目标对象具有就抓持器与目标对象之间的接触而言的抓持位置。
[0013]图6示出了根据本技术的一个或多个实施方案的在示例性抓持/提升配置中抓持和提升目标对象的机器人臂总成的透视图。
[0014]图7是根据本技术的一个或多个实施方案的用于操作机器人系统的流程图。
具体实施方式
[0015]本文描述了用于抓持选定或目标对象的系统和方法。所述系统可以包括具有抓持器总成的搬运机器人，所述抓持器总成被配置为独立地或结合地操作以抓持/释放具有固定或可打开/可移除的翻盖或盖子的一个或多个对象的目标组，诸如具有可移除盖子的盒。所述系统可以同时或按顺序拾取多个对象。所述系统可以基于例如抓持器总成的载运能力、运动计划或其组合来选择要载运的对象。抓持器总成可以可靠地抓持一组相邻放置的或邻接的对象中的对象、一组不规则对象、具有独特形状/大小的一组对象等。例如，抓持器总成可以包括可寻址真空区域或排，每个真空区域或排都被配置为吸入空气使得经由真空抓持而保持选定对象。可以以机器人形式移动抓持器总成以将抓握的对象搬运到期望位置，然后释放对象。所述系统还可以同时或按顺序释放抓握的对象。可以重复该过程以在不同位置之间运输任意数量的对象。因此，所述系统可以导出用于搬运一个或多个对象的接近序列、投放/释放姿态和/或运动计划。
[0016]在一些实施方案中，抓持器总成可以包括围绕中心真空区域的一个或多个支撑或外围真空区域。每个真空区域可以对应于被配置为抓持目标对象的一组一个或多个接口机构(例如，吸盘)。例如，吸盘可以从抓持器总成的接口表面(例如，底部部分)突出并且可以根据目标对象和/或其他环境条件独立地配合。抓持器总成还可以包括稳定器支架，所述稳定器支架被布置和/或可操作以接触抓握的对象并提供进一步补充抓持力的支撑。
[0017]抓持器总成可以根据目标对象的一个或多个物理特性和/或对应场景(例如，源打包配置)进行配置和/或操作。出于说明性目的，下文使用可打开的盒或具有盖子的盒(诸如鞋盒)的操纵来描述抓持器总成的各种实施方案和对应的操作方法。然而，应当理解，抓持器总成和对应操作可以适用于具有固定的、可移除的或可移动的盖子(例如，可移除地耦接的盖子、未紧固的盖子、铰接盖、翻盖等)的其他对象。
[0018]至少一些实施方案涉及一种用于操作具有带可寻址拾取区域的抓持器总成的运输机器人的方法。拾取区域可以被配置为独立地提供真空抓持和/或可沿着至少一个方向独立地延伸/缩回。基于所捕获的图像数据或扫描对象上的代码，识别目标对象。拾取区域可以吸入空气以抓持一个或多个所识别的目标对象。在一些实施方案中，运输机器人用于以机器人形式移动抓持器总成，所述抓持器总成载运所识别的目标对象。
[0019]在一些实施方案中，机器人运输系统包括机器人设备、目标对象检测器和真空抓持器装置。真空抓持器装置包括多个可寻址区域和歧管总成。歧管总成可以流体地耦接到可寻址区域中的每一者和至少一个真空管线，使得每个可寻址区域能够经由抽吸元件阵列独立地提供负压。当机器人设备在不同位置之间移动真空抓持器装置时，负压可能足以将至少一个目标对象保持抵靠在真空抓持器装置上。
[0020]一种用于操作运输机器人的方法包括接收表示一组对象(例如，一堆或一批对象或对象容器)的图像数据。基于接收到的图像数据识别所述组中的一个或多个目标对象。基于所识别的一个或多个目标对象来选择可寻址真空区域。可寻址真空区域可以基于所识别的对象的尺寸、对象的表面图像、对象的轮廓形状等来选择。命令运输机器人使选定的真空区域保持和运输所识别的一个或多个目标对象。运输机器人包括抓持器总成，所述抓持器总成具有真空区域(或抓持器)阵列，每个真空区域(或抓持器)被配置为独立地提供真空抓持，并且每个真空抓持器被配置为独立地从抓持器总成延伸。视觉传感器装置可以捕获图
像数据，所述图像数据表示与真空抓持器装置相邻或由真空抓持器装置保持的目标对象。
[0021]在下文中，阐述众多具体细节以提供对当前公开技术的彻底理解。在其他实施方案中，此处所介绍的技术可在没有这些具体细节的情况下实践。在其他实例中，未详细描述诸如具体功能或例程等公知特征以便避免不必要地模糊本公开。在本描述中对“实施方案”、“一个实施方案”等的引用意味着所描述的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开的至少一个实施方案中。因此，此类短语在本说明书中的出现不一定全都指代同一实施方案。另一方面，此类引用也不一定互斥。此外，特定特征、结构、材料或特性可以在一或多个实例中以任何合适方式进行组合。应当理解，附图中所示的各种实施方案仅仅是说明性表示，并且不一定按比例绘制。
[0022]为了清楚起见，在下面的描述中没有阐述描述公知的并且通常与机器人系统和子系统相关联但是可能不必要地使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人系统，其包括：耦接到机器人抓持器总成的控制器，所述控制器被配置为：基于具有一个或多个盖子的目标对象的尺寸，确定所述目标对象上用于由机器人抓持器总成配合的抓持位置，其中所述抓持器总成包括：第一抓持器部分，所述第一抓持器部分被配置为在所述抓持位置处抓握所述目标对象，第二抓持器部分，所述第二抓持器部分与所述第一抓持器部分相邻，其中：所述第一抓持器部分可相对于所述第二抓持器部分单独地延伸，以最初抓握所述目标对象并与所述目标对象一起缩回，并且所述第二抓持部分被配置为在所述第一抓持器部分的初始抓握和缩回之后抓握所述目标对象；确定参考轴线以用于将所述机器人抓持器总成与所述目标对象对准以配合所述机器人抓持器总成的所述一个或多个抓持器；导出用于操作所述机器人抓持器总成的运动计划以：基于所述参考轴线将所述机器人抓持器总成与所述目标对象对准；用所述第一抓持器部分和/或所述第二抓持器部分在所述抓持位置处接触所述目标对象；以及通过所述第一抓持器部分和/或所述第二抓持器部分提供抓持力以在所述抓持位置处抓持所述目标对象。2.根据权利要求1所述的机器人系统，其中所述控制器还被配置为导出用于操作所述机器人抓持器总成的所述运动计划以：在不打开所述目标对象的一个或多个盖子的情况下将所述目标对象搬运到目标位置。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器还被配置为：接收表示拾取环境的至少一部分的图像数据；在所述拾取环境中识别容器中的一个或多个目标对象；以及识别所述一个或多个目标对象和所述容器的尺寸。4.根据权利要求1所述的机器人系统，其中所述控制器被配置为导出用于进一步操作所述机器人抓持器总成的所述运动计划以：导出用于在目标位置处释放所述目标对象的释放姿态；以及根据所述释放姿态解除所述机器人抓持器总成的所述一个或多个抓持器的所述抓持力。5.根据权利要求1所述的机器人系统，其中所述控制器还被配置为基于以下操作导出所述运动计划：基于所述尺寸导出将所述机器人抓持器总成的所述一个或多个抓持器附接到所述目标对象的配合顺序。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述机器人系统还被配置为：导出与用于操作所述机器人抓持器总成的所述运动计划相对应的一组命令以将所述目标对象从起始位置搬运到目标位置。
7.根据权利要求1所述的机器人系统，其中所述机器人抓持器总成还包括附接的稳定器支架，所述稳定器支架被配置为接触并支撑所述抓握的目标对象。8.一种机器人系统，其包括：机器人臂；末端执行器，所述末端执行器在动力学上耦接到所述机器人臂，所述末端执行器包括：第一抓持器部分，所述第一抓持器部分位于所述末端执行器的底部部分处并且被配置为抓握目标对象的表面；第二抓持器部分，所述第二抓持器部分位于所述底部部分处并且被配置为抓握所述目标对象的所述表面，其中所述第二抓持器部分可独立于所述第一抓持器部分操作；稳定器支架，所述稳定器支架与所述第一抓持器和所述第二抓持器相邻并沿着从所述末端执行器的顶部部分延伸到所述底部部分的方向延伸，所述稳定器支架被配置为接触已被至少所述第一抓持器部分抓握的所述目标对象并在所述抓握的目标对象上提供支撑力；一个或多个处理器，所述一个或多个处理器可操作地耦接到所述机器人臂和所述末端执行器；以及存储指令的一个或多个存储器，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述机器人系统执行包括以下操作的过程：基于具有一个或多个盖子的所述目标对象的尺寸，确定所述目标对象上用于由至少所述第一抓持器部分配合到所述目标对象的抓持位置；确定参考轴线以用于将所述末端执行器与所述目标对象对准以配合所述末端执行器的所述一个或多个抓持器；基于所述参考轴线将所述末端执行器与所述目标对象对准；用至少所述第一抓持器部分在所述抓持位置处接触所述目标对象...

【专利技术属性】
技术研发人员：普蒂猜，
申请(专利权)人：牧今科技，
类型：发明
国别省市：