具有夹持机构的机器人系统的制作方法

具有夹持机构的机器人系统
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2021年1月12日提交的美国临时专利申请no.63/136,207的权益，所述申请以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
3.本技术总体上涉及具有夹持机构的机器人系统，并且更具体地涉及具有间距可控、可变的夹持机构的机器人系统。


背景技术：

4.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、打包和/或包装、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物体)。在执行任务时，机器人可复制人类动作，由此取代或减少原本执行危险或重复性任务所需的人类参与。
5.然而，尽管技术进步了，但是机器人通常缺乏复制执行更大和/或更复杂任务所需的人机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
6.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环境的图解。
7.图2是示出根据本技术的一些实施方案的图1的机器人系统的框图。
8.图3是根据本技术的一些实施方案的具有物体夹持组件的机器人系统的侧视图，所述物体夹持组件具有可控、可变间距设置机构。
9.图4a和图4b是根据本公开的一些实施方案的物体夹持组件的等角视图。
10.图5是根据本技术的一些实施方案的间距调整部件的等角视图。
11.图6和图7是根据本技术的一些实施方案的用于间距调整部件的挡止机构的等角视图。
12.图8a和图8b是根据本技术的一些实施方案的在各种间距设置下的间距调整部件的等角视图。
13.图9至图11是根据本技术的一些实施方案的在各种操作参数下的物体夹持组件的等角视图。
14.图12是根据本技术的一些实施方案的用于在各种操作参数下操作物体夹持组件的过程的流程图。
15.图13是根据本技术的一些实施方案的用于设置物体夹持组件的最小和/或最大操作设置的过程的流程图。
16.图式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，一些部件和/或操作可被分成不同的块或组合成单个块。此外，虽然本技术可容易产生各种修改和替代形式，但是在图式中举例示出并且在下文详细地描述具体的实现方式。然而，意图不是将技术限制于所描述的特定实现方式。相反，本技术意欲涵盖属于如所附权利要求限定的本技术的范围内的所有修改、等效物和替代。
具体实施方式
17.综述
18.本文公开了具有可变间距的物体夹持组件及其操作方法。在一些实施方案中，物体夹持组件包括具有上表面和下表面的第一承载板。上表面可包括被配置为连接到机械臂或其他合适的定位机构的凸缘，而下表面可包括沿着第一轴线(例如，在x方向上)延伸的一个或多个第一安装轨道。第一安装轨道能够可滑动地承载多个第二承载板。每个第二承载板可包括一个或多个第二安装轨道，所述第二安装轨道沿着至少部分地正交于第一轴线的第二轴线(例如，在y方向上)延伸。多个可伸展的夹持部件由第二安装轨道可滑动地承载。第一承载板还可承载可操作地联接到第二承载板的第一间距调整板。第一间距调整板的位置控制第二承载板在第一轴线上的间距。因此，第一间距调整板的移动可控地调整多个第二承载板的间距。另外地或替代地，每个第二承载板可承载多个第二间距调整板，所述第二间距调整板可操作地联接到对应的第二承载板上的可伸展的夹持部件。第二间距调整板的位置控制可伸展的夹持部件在第二轴线上的间距。因此，第二间距调整板的移动可控地调整可伸展的夹持部件的间距。
19.在一些实施方案中，物体夹持组件包括可操作地联接在第一间距调整板与第一承载板之间的第一可展开部件。随着第一可展开部件展开(或缩回)，第一可展开部件调整第一间距调整板相对于第一承载板的位置。因此，第一可展开部件的展开(或缩回)能够可控地调整第二承载板沿着第一轴线的间距。
20.类似地，在一些实施方案中，物体夹持组件包括可操作地联接在对应的第二间距调整板与第二承载板之间的多个第二可展开部件。随着第二可展开部件展开(或缩回)，第二可展开部件调整第二间距调整板相对于第二承载板的位置。因此，第二可展开部件的展开(或缩回)能够可控地调整可伸展的夹持部件沿着第二轴线的间距。在一些这样的实施方案中，每个第二承载板包括在至少部分地正交于第一轴线和第二轴线的垂直轴线上(例如，在z方向上)延伸的一个或多个垂直安装轨道。第二间距调整板可由对应的第二承载板上的垂直安装轨道可滑动地承载在由第二可展开部件设置的位置处。
21.在一些实施方案中，一个或多个第二承载板包括可在接合位置与脱离位置之间操作的一个或多个挡止部件。在接合位置，挡止部件防止对应的第二间距调整板移动超过由挡止部件的位置预定的位置。通过防止移动超过预定位置，挡止部件可设置可伸展的夹持部件的最小和/或最大间距。在一些实施方案中，可按需要(例如，在接合挡止部件之前、同时或之后)调整预定位置，从而允许容易地调整最小和/或最大间距。在一些实施方案中，一个或多个第二承载板包括两个挡止部件，从而允许第一挡止部件设置可伸展的夹持部件的最大间距并且第二挡止件设置最小间距。
22.在各种实施方案中，每个可伸展的夹持部件可包括夹持部件，诸如吸力元件、真空
口、磁性部件、气动抓手、机器人抓手和/或任何其他合适的部件。在一些实施方案中，可伸展的夹持部件的第一子集具有第一夹持部件(例如，吸力元件)，而可伸展的夹持部件的第二子集具有第二夹持部件(例如，磁性元件)。此外，在一些实施方案中，每个可伸展的夹持部件可独立地伸展和/或致动以夹持和释放物体，从而允许可伸展的夹持部件的任何子集在给定的时间操作。结果，物体夹持组件可定制可伸展的夹持部件的间距和/或一次操作的可伸展的夹持部件的总数。
23.为了便于参考，本文中有时参考相对于图中所示的实施方案的空间取向来说的顶部和底部、上部和下部、向上和向下、x-y方向、z方向、水平或垂直平面来描述物体夹持组件。然而，应当理解，在不改变本技术的所公开的实施方案的结构和/或功能的情况下，物体夹持组件可移动到不同的空间取向并且按不同的空间取向来使用。
24.另外，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所公开技术的一些重要方面模糊的结构或过程的几个细节。此外，虽然以下公开内容阐述了本技术的不同方面的几个实施方案，但是几个其他实施方案可具有与本节中所描述的配置或部件不同的配置或部件。因此，所公开的技术可具有带额外元件或不带下文描述的几个元件的其他实施方案。
25.以下描述的本公开的许多实施方案或方面可采取计算机可执行或控制器可执行指令的形式，包括由可编程计算机或控制器执行的例程。相关领域的技术人员将了解，可在除了以下示出和描述的计算机或控制器系统之外的计算机或控制器系统上实践所公开的技术。本文描述的技术可体现在专用计算机或数据处理器中，所述专用计算机或数据处理器被具体编程、配置或构造为执行以下描述的计算机可执行指令中的一个或多个。因此，如本文通常使用的术语“计算机”和“控制器”是指任何数据处理器，并且可包括因特网器具和手持式装置，包括掌上计算机、可穿戴计算机、蜂窝或移动电话、多处理器系统、基于处理器的或可编程的消费型电子装置、网络计算机、小型计算机等。由这些计算机和控制器处置的信息可呈现在任何合适的显示介质上，所述显示介质包括液晶显示器(lcd)。用于执行计算机或控制器可执行的任务的指令可以存储在任何合适的计算机可读介质中或上面，所述计算机可读介质包括硬件、固件或硬件与固件的组合。指令可以包含在任何合适的存储器装置中，所述存储器装置包括例如闪存盘、usb装置和/或其他合适的介质。
26.术语“联接”和“连接”以及它们的派生词在本文中可以用于描述部件之间的结构关系。应当理解，这些术语并不旨在作为彼此的同义词。而是，在特定实施方案中，“连接”可用于指示两个或更多个元件彼此直接接触。除非在上下文中另外变得明显，否则术语“联接”可用于指示两个或更多个元件彼此直接地或间接地(在它们之间有其他中间元件)接触，或者两个或更多个元件协作或彼此交互(例如，以因果关系进行交互，诸如用于信号发射/接收或用于功能调用)，或这两者。
27.机器人系统的示例环境
28.图1是具有物体装卸机构的机器人系统100可在其中操作的示例环境的图解。机器人系统100的操作环境可包括被配置为执行一个或多个任务的一个或多个结构，诸如机器人或机器人装置。物体装卸机构的各方面可由各种结构和/或部件来实践或实现。
29.在图1中示出的示例中，机器人系统100可包括在仓库、配送中心或运送枢纽中的卸载单元102、转移单元104、运输单元106、装载单元108或其组合。机器人系统100中的每一
个单元可被配置为执行一个或多个任务。可按顺序组合任务以执行达成目标的操作，例如从车辆(诸如，卡车、拖车、货车或轨道车)上卸载物体以存储在仓库中，或者从存储位置卸载物体并将它们装载到车辆上以便运送。在另一个示例中，任务可包括将物体从一个位置(诸如，集装箱、箱、笼、篮、架子、平台、托盘或传送带)移动到另一个位置。每一个单元可被配置为执行一系列动作(诸如，操作其中的一个或多个部件)以执行任务。
30.在一些实施方案中，任务可包括与目标物体112的交互，诸如物体的操纵、移动、重新取向或其组合。目标物体112是将由机器人系统100装卸的物体。更具体地，目标物体112可能是许多物体中属于机器人系统100的操作或任务的目标的具体物体。例如，目标物体112可能是机器人系统100已经选择来或当前正在装卸、操纵、移动、重新取向或其组合的物体。作为示例，目标物体112可包括箱子、盒子、管子、包装、捆包、各式各样的单独物品或可由机器人系统100装卸的任何其他物体。
31.作为示例，任务可包括将目标物体112从物体源114转移到任务位置116。物体源114是用于存储物体的容器。物体源114可包括众多配置和形式。例如，物体源114可能是可在上面放置或堆叠物体的带或不带壁的平台，诸如托盘、架子或传送带。另外，物体源114可能是可在里面放置物体的带壁或盖的部分或完全封闭的容器，诸如箱、笼或篮。在一些实施方案中，部分或完全封闭的物体源114的壁可能是透明的，或者可包括各种大小的开口或间隙，以使得包含在其中的物体的各部分可能通过壁是可见的或部分可见。
32.图1示出了在装卸目标物体112过程中可由机器人系统100的各种单元执行的可能功能和操作的示例，并且应当理解，环境和条件可与下文所述的环境和条件不同。例如，卸载单元102可能是车辆卸货机器人，所述车辆卸货机器人被配置为将目标物体112从运载工具(诸如，卡车)中的位置转移到传送带上的位置。而且，诸如码垛机器人的转移单元104可被配置为将目标物体112从传送带上的位置转移至运输单元106上的位置，诸如用于将目标物体112装载在运输单元106上的托盘上。在另一个示例中，转移单元104可能是拾件机器人，所述拾件机器人被配置为将目标物体112从一个集装箱转移到另一个集装箱。在完成操作时，运输单元106可将目标物体112从与转移单元104相关联的区域转移到与装载单元108相关联的区域，并且装载单元108可(诸如，通过移动承载目标物体112的托盘)将目标物体112从转移单元104转移到存储位置(诸如，架子上的位置)。下面描述了有关任务和相关联的动作的细节。
33.出于说明性目的，在运送中心的背景下描述了机器人系统100；然而，应当理解，机器人系统100可被配置为在其他环境中或出于其他目的(诸如，用于制造、组装、打包、医疗保健或其他类型的自动化)执行任务。还应当理解，机器人系统100可包括图1中未示出的其他单元，诸如操纵器、服务机器人、模块化机器人等。例如，在一些实施方案中，机器人系统100可包括：卸垛单元，所述卸垛单元用于将物体从笼、推车或托盘转移到传送带或其他托盘上；集装箱切换单元，所述集装箱切换单元用于将物体从一个集装箱转移到另一个集装箱；打包单元，所述包装单元用于包装物体；分拣单元，所述分拣单元用于根据物体的一个或多个特性对物体进行分组；拾件单元，所述拾件单元用于根据物体的一个或多个特性以不同方式操纵(诸如，分拣、分组和/或转移)物体；或其组合。
34.机器人系统100可包括控制器109，所述控制器被配置为与机器人单元中的一者或多者介接合/或控制所述机器人单元中的一者或多者。例如，控制器109可包括被配置为导
出用于操作相应机器人单元的运动计划和/或相应的命令、设置等的电路(例如，一个或多个处理器、存储器等)。控制器109可将运动计划、命令、设置等传送到机器人单元，并且机器人单元可执行所传送的计划以完成相应的任务，诸如将目标物体112从物体源114转移到任务位置116。
35.合适系统
36.图2是示出根据本发明的一个或多个实施方案的机器人系统100的框图。在一些实施方案中，例如，机器人系统100可包括彼此联接、与上文在图1中描述的一个或多个单元或机器人集成或联接、或其组合的电子装置、电子装置或其组合，诸如控制单元202(本文中有时被称为“处理器”202)、存储单元204、通信单元206、具有系统接口210(本文中有时也被称为“用户接口210”)的系统输入/输出(i/o)装置208、一个或多个致动装置212、一个或多个运输电机214、一个或多个传感器单元216、或其组合。
37.控制单元202可以以多种不同的方式实现。例如，控制单元202可以是处理器、专用集成电路(asic)、嵌入式处理器、微处理器、硬件控制逻辑、硬件有限状态机(fsm)、数字信号处理器(dsp)、或其组合。控制单元202可执行软件和/或指令以提供机器人系统100的智能。
38.控制单元202可以可操作地联接到用户接口210以向用户提供对控制单元202的控制。用户接口210可用于控制单元202与机器人系统100中的其他功能单元之间的通信。用户接口210还可用于在机器人系统100外部的通信。用户接口210可从其他功能单元或从外部源接收信息，或者可向其他功能单元或外部目的地发送信息。外部源和外部目的地是指机器人系统100外部的源和目的地。
39.用户接口210可以以不同的方式实现，并且可包括不同的实现方式，这取决于哪些功能单元或外部单元正与用户接口210介接。例如，用户接口210可用压力传感器、惯性传感器、微机电系统(mems)、光学电路、波导、无线电路、有线电路、应用编程接口或其组合来实现。
40.存储单元204可存储软件指令、主数据、跟踪数据或其组合。出于说明的目的，存储单元204被示为单个元件，但应理解存储单元204可以是存储元件的分布。同样出于说明的目的，机器人系统100被示出为具有作为单层级存储系统的存储单元204，但是应当理解，机器人系统100可具有采取不同配置的存储单元204。例如，存储单元204可通过形成存储器层级系统的不同存储技术来形成，所述存储器层级系统包括不同等级的高速缓存、主存储器、旋转介质或离线存储。
41.存储单元204可为易失性存储器、非易失性存储器、内部存储器、外部存储器或其组合。例如，存储单元204可以是诸如非易失性随机存取存储器(nvram)、快闪存储器、磁盘存储器之类的非易失性存储器，或者诸如静态随机存取存储器(sram)之类的易失性存储器。作为另一个示例，存储单元204可以是包括非易失性存储器的非暂时性计算机介质，诸如硬盘驱动器、nvram、固态存储装置(ssd)、压缩光盘(cd)、数字视频光盘(dvd)或通用串行总线(usb)快闪存储器装置。软件可存储在非暂时性计算机可读介质上以由控制单元202执行。
42.存储单元204可以可操作地联接到用户接口210。用户接口210可用于存储单元204与机器人系统100中的其他功能单元之间的通信。用户接口210还可用于在机器人系统100
外部的通信。用户接口210可从其他功能单元或从外部源接收信息，或者可向其他功能单元或外部目的地发送信息。外部源和外部目的地是指机器人系统100外部的源和目的地。
43.类似于上面的讨论，用户接口210可包括不同的实现方式，这取决于哪些功能单元或外部单元正与存储单元204介接。用户接口210可用与上述用户接口210的实现方式类似的技术和技艺来实现。
44.在一些实施方案中，存储单元204用于进一步存储处理结果、预定数据、阈值或其组合并提供对其的访问。例如，存储单元204可存储包括一个或多个目标物体112(例如，盒子、盒子类型、箱子、箱子类型、产品和/或其组合)的描述的主数据。在一个实施方案中，主数据包括预期将由机器人系统100操纵的一个或多个目标物体112的尺寸、预定形状、潜在姿势的模板和/或用于识别不同姿势的计算机产生的模型、色彩方案、图像、标识信息(例如，条形码、快速响应(qr)码、标志等)、预期位置、预期重量和/或其组合。
45.在一些实施方案中，主数据包括关于机器人系统100可能遇到或装卸的一个或多个物体的操纵相关信息。例如，物体的操纵相关信息可包括每个物体上的质心位置、对应于一个或多个动作、操纵的预期传感器测量结果(例如，力、扭矩、压力和/或接触测量结果)、或其组合。
46.通信单元206可实现机器人系统100与外部的通信。例如，通信单元206可使机器人系统100能够通过通信路径218(诸如有线或无线网络)与其他机器人系统或单元、外部装置(诸如外部计算机、外部数据库、外部机器、外部外围装置)或其组合通信。
47.通信路径218可跨越并代表多种网络和网络拓扑。例如，通信路径218可包括无线通信、有线通信、光通信、超声波通信或其组合。例如，卫星通信、蜂窝通信、蓝牙、红外数据协会标准(lrda)、无线保真(wifi)和全球微波接入互操作性(wimax)是通信路径218中可包括的无线通信的示例。缆线、以太网、数字用户线(dsl)、光纤线路、光纤到户(ftth)和普通老式电话服务(pots)是通信路径218中可包括的有线通信的示例。此外，通信路径218可横越多个网络拓扑和距离。例如，通信路径218可包括直接连接、个域网(pan)、局域网(lan)、城域网(man)、广域网(wan)或其组合。机器人系统100可通过通信路径218在各个单元之间传输信息。例如，可在控制单元202、存储单元204、通信单元206、i/o装置208、致动装置212、运输电机214、传感器单元216或其组合之间传输信息。
48.通信单元206还可用作通信集线器，从而允许机器人系统100用作通信路径218的一部分并且不限于作为通信路径218的端点或终端单元。通信单元206可包括用于与通信路径218交互的有源和无源部件，诸如微电子或天线。
49.通信单元206可包括通信接口248。通信接口248可用于通信单元206与机器人系统100中的其他功能单元之间的通信。通信接口248可从其他功能单元或从外部源接收信息，或者可向其他功能单元或外部目的地发送信息。外部源和外部目的地是指机器人系统100外部的源和目的地。
50.通信接口248可包括不同的实现方式，这取决于哪些功能单元正与通信单元206介接。通信接口248可用与控制接口240的实现方式类似的技术和技艺来实现。
51.i/o装置208可包括一个或多个输入子装置和/或一个或多个输出子装置。i/o装置208的输入装置的示例可包括小键盘、触摸板、软键、键盘、麦克风、用于接收远程信号的传感器、用于接收运动命令的相机、或其任何组合以提供数据和通信输入。输出装置的示例可
包括显示接口。显示接口可以是任何图形用户接口，诸如显示器、投影仪、视频屏幕和/或其任何组合。
52.控制单元202可操作i/o装置208以呈现或接收由机器人系统100产生的信息。控制单元202可操作i/o装置208以呈现由机器人系统100产生的信息。控制单元202还可执行用于机器人系统100的其他功能的软件和/或指令。控制单元202还可执行用于经由通信单元206与通信路径218交互的软件和/或指令。
53.机器人系统100可包括在关节处连接以进行运动(诸如，旋转移位、平移移位或其组合)的物理或结构构件，诸如，机器人操纵臂。所述结构构件和关节可形成动力链，所述动力链被配置为取决于机器人系统100的使用或操作来操纵末端执行器(诸如，夹持元件)以执行一个或多个任务，例如夹持、自旋或焊接。机器人系统100可包括致动装置212，诸如电机、致动器、导线、人造肌肉、电活性聚合物或其组合，所述致动装置被配置为绕对应关节或在对应关节处对结构构件进行驱动、操纵、移位、重新取向或其组合。在一些实施方案中，机器人系统100可包括运输马达214，所述运输马达被配置为将对应的单元从一个地方运输到另一个地方。
54.机器人系统100可包括传感器单元216，所述传感器单元被配置为获得用于执行任务和操作(诸如用于操纵结构构件或用于运输机器人单元)的信息。传感器单元216可包括被配置为检测或测量机器人系统100的一个或多个物理性质(诸如，一个或多个结构构件或关节的状态、条件、位置、关于物体或周围环境的信息、或其组合)的装置。作为示例，传感器单元216可包括成像装置、系统传感器、接触传感器和/或其任何组合。
55.在一些实施方案中，传感器单元216包括一个或多个成像装置222。成像装置222是被配置为对周围环境进行检测和成像的装置。例如，成像装置222可包括2维相机、3维相机，该两者都可包括视觉和红外能力的组合、激光雷达、雷达、其他距离测量装置和其他成像装置。成像装置222可产生所检测环境的表示(诸如数字图像或点云)，所述表示用于实现机器/计算机视觉以用于自动检查、机器人引导或其他机器人应用。如下面进一步详细描述的，机器人系统100可经由控制单元202来处理数字图像、点云或其组合以识别图1的目标物体112、目标物体112的姿势或其组合。为了操纵目标物体112，机器人系统100可拍摄并分析指定区域(诸如卡车内部、集装箱内部、或传送带上的物体拾取位置)的图像，以识别图1的目标物体112以及其物体源114。类似地，机器人系统100可拍摄并分析另一个指定区域(诸如，用于将物体放置在传送带上的投放位置、用于将物体放置在集装箱内部的位置或用于堆叠目的的托盘上的位置)的图像以识别图1的任务位置116。
56.在一些实施例中，传感器单元216可包括系统传感器224。系统传感器224可监测机器人系统100内的机器人单元。例如，系统传感器224可包括用于检测和监测结构构件(诸如机器人臂和末端执行器、机器人单元的相应关节或其组合)的位置的单元或装置。作为另一个示例，机器人系统100可在任务执行期间使用系统传感器224来跟踪结构构件和关节的位置、取向或其组合。系统传感器224的示例可包括加速度计、陀螺仪或位置编码器。
57.在一些实施方案中，传感器单元216可包括接触传感器226，诸如压力传感器、力传感器、应变仪、压阻/压电传感器、电容传感器、弹性电阻传感器、扭矩传感器、线性力传感器、其他触觉传感器和/或被配置为测量与多个物理结构或表面之间的直接接触相关联的特性的任何其他合适的传感器。例如，接触传感器226可测量与末端执行器对目标物体112
的夹持相对应的特性，或者测量目标物体112的重量。因此，接触传感器226可输出接触测量结果，所述接触测量结果表示与夹持元件与目标物体112之间的接触或附接程度对应的量化测量结果，诸如测得的力或扭矩。例如，接触测量结果可包括与末端执行器对目标物体112施加的力相关联的一个或多个力或扭矩读数。
58.具有可变间距机构的合适的物体夹持组件
59.图3是根据本技术的一些实施方案的具有的机器人单元300(例如，用于图1的机器人系统100的拾取单元，有时也称为机器人子系统)的侧视图。在所示实施方案中，机器人系统100包括机械臂310以及附接到机械臂310/由机械臂承载的末端执行器(例如，物体夹持组件320)。如图3所示，机械臂310可包括第一凸缘312和一个或多个关节314(示出了三个)，而物体夹持组件320包括可操作地联接到机械臂310的第一凸缘312的第二凸缘322。当接合在一起时，第一凸缘312和第二凸缘322可建立物理连接和一个或多个通信连接(例如，电连接、流体连接或其他合适的通信连接)。物理连接允许机械臂310承载物体夹持组件320，而通信连接允许通过与机械臂310的连接来控制物体夹持组件320。
60.一个或多个关节314允许机械臂310可控地将物体夹持组件320定位在目标物体(例如，图1的目标物体112)上方和/或附近。一旦被定位，物体夹持组件320便可被操作来夹持目标物体。一个或多个关节314随后还机械臂310可控地对物体夹持组件320进行定位以在多个位置之间(例如，拾取位置与投放位置之间)移动目标物体。一旦物体夹持组件320位于期望位置上方，便可操作物体夹持组件320以释放目标物体。下面参看图4a至图13来提供关于物体夹持组件320的操作的额外细节。
61.图4a和图4b是根据本技术的一些实施方案的物体夹持组件320的等角视图。如所示，物体夹持组件320可包括第一承载板424、由第一承载板424承载的一个或多个第二承载板430(示出四个，单独地被标为第二承载板430a-430d)以及由第二承载板430承载的两个或更多个可伸展的夹持部件470(例如，在所示实施方案中为三十六个，有时被称为“可伸展的夹持元件”)。
62.如图4a所示，第二承载板430(本文中有时也称为“下承载板”和/或“垂直承载板”)各自包括一个或多个垂直安装轨道432(两个示出在前面的第二承载板430a上)和一个或多个第二安装轨道434(一个示出在前面的第二承载板430a上，本文中有时也称为“第二水平安装轨道”和/或“水平安装轨道”)。每个可伸展的夹持部件470包括由第二安装轨道434可移动地承载的夹持部件安装元件472(例如，滚珠轴承托架、滚珠轴承滑动板、可滑动托架、换能器托架等)。夹持部件安装元件472和第二安装轨道434允许每个可伸展的夹持部件470沿着第一轴线(例如，x轴线)移动(例如，滑动、调整等)。转而，每个可伸展的夹持部件470沿着第一轴线的位置可由第一间距调整板440(有时也称为第一“调整板”)来控制，所述第一间距调整板可操作地联接到每个第二承载板430以及承载在上面的可伸展的夹持部件470(例如，对于所示的实施方案，导致四个第一间距调整板440)。为此，在所示实施方案中，每个可伸展的夹持部件470包括突出部473(例如，轴承、滚筒、低摩擦元件等)，而第一间距调整板440包括位于第一平面中(例如，在第一轴线和垂直轴线上具有分量并且位于x-z平面中)的间距凹槽442(本文中有时也称为“间距狭槽”和“间距轨道”)。每个突出部473与单独的间距凹槽442配合，使得在第一间距调整板440沿着垂直轴线移动时，间距凹槽442的水平分量控制突出部473沿着第一轴线的位置。结果，第一间距调整板440沿着垂直轴线的移动
控制每个可伸展的夹持部件470沿着第一轴线的位置。
63.此外，为了调整可伸展的夹持部件470沿着第一轴线的间距，间距凹槽442可具有变化的斜面，诸如朝向第一间距调整板440的中心部分。具有更陡斜面(例如，在x方向上具有较小分量)的间距凹槽将导致沿着第一轴线的较少移动。相反，具有较浅斜面(例如，在x方向上具有较大分量)的间距凹槽将导致沿第一轴的更多移动。如果间距凹槽442随后被布置为具有从中心部分到外围部分逐渐减小的斜面，那么在第一间距调整板440移动时，中心的可伸展的夹持部件470将移动得比外围的可伸展的夹持部件470少。结果，第一间距调整板440的移动调整可伸展的夹持部件470沿着第一轴线的间距。
64.可伸展的夹持部件470的间距调整的示例示出于图4a与图4b之间。在所示实施方案中，间距凹槽442被取向，使得在第一间距调整板440在图4a与图4b之间向下移动时，可伸展的夹持部件470的间距减小(例如，相邻夹持部件470之间的距离增大)。相反地，如果第一间距调整板440向上移动(例如，在图4b的位置与图4a的位置之间)，那么可伸展的夹持部件470的间距增大(例如，相邻夹持部件470之间的距离减小)。然而，应当理解，间距凹槽442可以以相反的方向取向，使得可伸展的夹持部件470的间距随着第二间距调整板450向上移动而减小，并且随着第二间距调整板450向下移动而增大。
65.为了控制可伸展的夹持部件470的间距调整，物体夹持组件320包括控制第一间距调整板440的垂直位置的特征。例如，在所示实施方案中，第一间距调整板440各自包括由在每个第二承载板430上的垂直安装轨道432至少部分可移动地承载的调整板安装元件444(例如，滚珠轴承托架、滚珠轴承滑板、可滑动托架、换能器托架等)。一个或多个第一可展开部件462由每个第二承载板430承载(例如，每个第二承载板430各一个)。第一可展开部件462可操作地联接在第二承载板430与对应的第一间距调整板440之间，使得第一可展开部件462的展开(或缩回)控制第一间距调整板440的垂直位置。结果，第一可展开部件462的展开(或缩回)控制可伸展的夹持部件470沿着第一轴线的间距。
66.在各种实施方案中，第一可展开部件462可包括各种液压汽缸(例如，气体、液体和/或任何其他合适的液压系统)、液压支柱、弹簧支柱、扭转驱动展开部件、螺旋千斤顶、伸缩元件、与外壳成一体的伸缩杆等。在一些实施方案中，第一可展开部件462被同时控制，导致统一调整每个第二承载板430上的可伸展的夹持部件470的间距。在一些实施方案中，第一可展开部分462是可独立调整的，允许可展开夹持部件470的间距在第二承载板430之间变化(例如，前面的第二承载板430a上的可展开夹持部件470的间距可不同于后面的第二承载板430b上的可伸展的夹持部件470的间距)。
67.在所示实施方案中，每个间距凹槽442具有略微弯曲的斜面。弯曲的斜面允许一致地、统一地调整可伸展的夹持部件470的间距。也就是说，当第一间距调整板440在垂直方向上移动时，弯曲的斜面可以帮助保持每个可伸展的夹持部件470之间的间隔相等。然而，在各种其他实施方案中，一个或多个间距凹槽442可具有线性斜面，导致对于第一间距调整板440沿着垂直轴线的任何移动沿着第一轴线对所附接的夹持部件进行恒定调整。
68.除了控制可伸展的夹持部件470沿着第一轴线的间距之外，物体夹持组件320还包括一些特征，所述特征控制可伸展的夹持部件470沿着至少部分正交于第一轴线的第二轴线(例如，y轴线)的间距。例如，如图4a和图4b中另外示出，第一承载板424(有时也称为“上承载板”和/或“水平承载板”)具有上表面425a以及与上表面相对的下表面425b。下表面
425b可包括沿着第二轴线延伸的一个或多个第一安装轨道426(示出两个，在本文中有时也称为“第一安装轨道”和/或“第一水平安装轨道”)，并且第二承载板430由第一安装轨道426可移动地承载。例如，在所示实施方案中，每个第二承载板430包括用于每个第一安装轨道426的至少一个承载板安装元件436(例如，滚珠轴承托架、滚珠轴承滑板、可滑动托架、换能器托架等)(例如，示出两个承载板安装元件436)。承载板安装元件436和第一安装轨道426允许每个第二承载板430沿着第二轴线移动(例如，滑动、调整等)。第二承载板430的移动也使其上承载的可伸展的夹持部件470移动。
69.此外，在所示实施方案中，物体夹持组件包括各自可操作地联接到第一承载板424以及其上承载的第二承载板430的一个或多个第二间距调整板450(示出两个，标出一个，有时也称为第二“调整板”、“第二间距调整部件”和/或“调整部件”)。第二间距调整板450与上述第一间距调整板440类似地起作用以将其垂直移动转变为第二承载板430沿着第二轴线的水平调整。
70.例如，如所示，每个第二承载板430可包括一个或多个突出部438(例如，每个第二间距调整板450各一个)，而第二间距调整板450包括位于第二平面中(例如，在第二轴线和垂直轴线上具有分量并且位于y-z平面中)的间距凹槽452。每个突出部438与单独的间距凹槽452配合，使得在第二间距调整板450沿着垂直轴线移动时，间距凹槽452的水平分量控制突出部438沿着第二轴线的位置。结果，第二间距调整板450沿着垂直轴线的移动控制了每个第二承载板430沿着第二轴线的位置。
71.此外，类似于上面的讨论，间距凹槽452可具有变化的斜面(此处示出为朝向第二间距调整板450的中心部分倾斜)以沿着第二轴线调整第二承载板430的间距。间距凹槽452随后可被布置为使斜面从中心部分到外围部分逐渐减小。结果，在第二间距调整板450移动时，中心的第二承载板430(例如，中心的两个第二承载板)将移动得比外围的第二承载板430(例如，前面和后面的第二承载板)少，由此调整第二承载板430的间距。在所示实施方案中，间距凹槽452被取向，使得第二承载板430的间距随着第二间距调整板450向上移动而增大，并且随着第二间距调整板450向下移动而减小。然而，应当理解，间距凹槽452可以以相反的方式取向，使得第二承载板430的间距随着第二间距调整板450向上移动而减小，并且随着第二间距调整板450向下移动而增大。
72.为了控制可伸展的夹持部件470沿着第二轴线的间距调整，物体夹持组件320还可以包括控制第二间距调整板450的垂直位置的特征。例如，在所示实施方案中，一个或多个第二可展开部件464由第一承载板424(例如，每个第二间距调整板各一个)承载。第二可展开部件464可操作地联接在第一承载板424与对应的第二间距调整板450之间，使得第二可展开部件464的展开(或缩回)控制第二间距调整板450的垂直位置。结果，第二可展开部件464的展开(或缩回)控制第二承载板430以及因此可伸展的夹持部件470沿着第二轴线的间距。
73.如上文所讨论，第一可展开部件462、第一间距调整板440和其间的操作联接件的每个组合可以可控地调整可伸展的夹持部件470的间距。因此，每个组合有时被统称为控制可伸展的夹持部件470沿着第一轴线的间距的“第一间距调整机构”和/或“第一间距调整部件”。类似地，上文讨论的第二间距调整板450和第二可展开部件464有时被统称为控制第二承载板430以及因此其上承载的可伸展的夹持部件470沿着第二轴线的间距的“第二间距调
整机构”和/或“第二间距调整部件”。
74.如图4a和图4b中进一步示出，每个可伸展的夹持部件470包括可展开主体474以及在可展开主体474的远端处的夹持元件476。在各种实施方案中，可展开主体474可包括各种液压汽缸(例如，气体、液体和/或任何其他合适的液压系统)、液压支柱、弹簧支柱、扭转驱动展开部件、螺旋千斤顶、伸缩元件、与外壳成一体的伸缩杆、和/或任何其他展开机构。此外，在各种实施方案中，夹持元件476可包括吸力元件、真空口、磁性部件、气动抓手、机械抓手和/或任何其他合适的元件。
75.可展开主体474驱动夹持元件476在垂直方向上(例如，沿着z轴线)的移动，从而允许可控地升高和降低夹持元件476。在一些实施方案中，每个可伸展的夹持部件470是独立可控的以伸展和/或致动可伸展的夹持部件470，由此允许一次操作可伸展的夹持部件470的任何合适的子集。仅作为示例，当一行和/或一列可伸展的夹持部件470不需要用于夹持和/或运输目标物体时，物体夹持组件320在操作期间可省去该行和/或该列。
76.为便于独立操作，如图4a和图4b中进一步示出，物体夹持组件320可包括可操作地联接到可伸展的夹持部件470的多个板载控制器480(例如，电控制器、真空喷射器、螺线管等)。另外地或替代地，板载控制器480可以可操作地联接到第一可展开部件462和第二可展开部件464中的每一者以控制其操作。在各种实施方案中，每个板载控制器480可以可操作地联接到在物体夹持组件320上的集中式控制器(未示出)和/或可操作地联接到机器人系统100的集中式控制器(例如，具有图2的处理器202的图1的控制器109)。
77.图5是示出图4a和图4b的第一间距调整部件的额外细节的单个第二承载板430的等角视图。在图5所示的实施方案中，第二承载板430包括两个垂直安装轨道432和单个第二安装轨道434。此外，在所示实施方案中，由第二安装轨道434承载九个可伸展的夹持部件470。每个可伸展的夹持部件470包括可滑动地联接到第二安装轨道434的单个夹持部件安装元件472。结果，每个可伸展的夹持部件470可沿着第一轴线(例如，沿着x轴线)移动，但沿着垂直轴线(例如，z轴线)和第二轴线(例如，y轴线)相对于第二承载板430固定在位。
78.在所示实施方案中，由垂直安装轨道432通过两个调整板安装元件444可滑动地承载单个第一间距调整板440。结果，第一间距调整板440可沿着垂直轴线移动，但沿着第一和第二轴线固定在位。第一间距调整板440包括九个间距凹槽442，每个间距凹槽可操作地联接到对应的可伸展的夹持部件470。如上所述，随着第一间距调整板440移动，间距凹槽442的变化斜面调整可伸展的夹持部件470的间距。在所示实施方案中，单个可展开部件462由第二承载板430承载并且可操作地联接到第一间距调整板440。可展开部件462的展开使第一间距调整板440沿着垂直轴线移动，由此控制可伸展的夹持部件470的间距。
79.如图5中进一步示出，第二承载板430可包括挡止机构540。在所示实施方案中，挡止机构540包括第一挡止件542和第二挡止件544。如下文参看图6和图7更详细地描述，第一挡止件542可用于防止第一间距调整板440相对于第二承载板430移动到预定位置以上。结果，第一挡止件542可设置可伸展的夹持部件470的最大间距。类似地，第二挡止件544可用于防止第一间距调整板440相对于第二承载板430移动到预定位置以下。结果，第二挡止件544可设置可伸展的夹持部件470的最小间距。
80.在一些实施方案中，第一挡止件542和第二挡止件544的预定位置是可调的。结果，可根据预期用途来设置可伸展的夹持部件470的最小和/或最大间距。仅作为示例，最小间
距可被设为第一操作间距，并且最大间距可被设为第二操作间距。随后，可通过将第一间距调整板440快速地降低和升高到第一挡止件542和第二挡止件544中来使可伸展的夹持部件470在第一操作间距与第二操作间距之间快速地移动。在各种实施方案中，挡止机构540可包括任何其他合适数目的挡止件(例如，一个挡止件、两个挡止件、五个挡止件、十个挡止件和/或任何其他合适数目)。此外，在各种实施方案中，挡止机构540上的一个或多个挡止件可具有固定位置。仅作为示例，挡止机构540可包括被定位成递增地调整可伸展的夹持部件470的间距范围的二十个挡止件。
81.图6和图7是根据本技术的一些实施方案的用于间距调整部件的挡止机构540的等角视图。在所示实施方案中，挡止机构540包括处于固定的递增位置以设置可伸展的夹持部件470的最大或最小间距的第一挡止件542和第二挡止件544(图5)。如图6中最好地示出，第一挡止件542和第二挡止件544中的每一者包括可调滑块646和第一接合部分648。可在接合位置与脱离位置之间采取行动。可调滑块646允许第一挡止件542和第二挡止件544从接合位置转变到脱离位置。例如，在图6所示的实施方案中，第二挡止件544处于接合位置，使得第二挡止件544的第一接合部分648接触由第一间距调整板440承载的第二接合部分649，以防止第一间距调整板440进一步向上移动。在脱离位置，第一接合部分648与第二接合部分649不接触，从而允许第一间距调整板440自由地移动。如图7中最好地示出，可调滑块646允许第一挡止件542和第二挡止件544在接合位置(例如，一直滑到左边)与脱离位置(例如，一直滑到右边)之间快速地切换。
82.图8a和图8b是根据本技术的一些实施方案的在各种间距设置下的第一间距调整部件的等角视图。在所示实施方案中，间距凹槽442倾斜，使得升高第一间距调整板440减小可伸展的夹持部件470的间距，而降低第一间距调整板440增大间距。例如，如参看图8a所示，在可展开部件462完全缩回时，第一间距调整板440相对于第二承载板430升高到最大高度。结果，可伸展的夹持部件470的间距处于最大值，导致可伸展的夹持部件470的紧密堆积。所示配置可用于例如拾取多个小的、紧密堆积的目标物体和/或相对较小的、重的目标物体(例如，要求每个可伸展的夹持部件470稳固地提起)。如参看图8b所示，在可展开部件462延伸时，第一间距调整板440相对于第二承载板430降低。结果，可伸展的夹持部件470的间距增大，导致与图8a相比可伸展的夹持部件470不那么密集的堆积。所示的配置可用于例如拾取多个较小的目标物体和/或较大的目标物体(通过例如将夹持位置隔开较大区域)。
83.然而，如上所述，应当理解，间距凹槽442的斜面可颠倒，使得升高第一间距调整板440增大可伸展的夹持部件470的间距，而降低第一间距调整板440减小所述间距。此外，应当理解，可展开部件462可在不同位置联接在第二承载板430与第一间距调整板440之间，使得可展开部件462的展开使第一间距调整板440相对于第二承载板430升高而不是降低第一间距调整板440。
84.操作物体夹持组件的合适方法
85.图9至图11是根据本技术的一些实施方案的在各种操作参数下的物体夹持组件320的等角视图。在每个所示操作参数下，物体夹持组件320可用于将多个目标物体912、1012、1112从载架910、1010、1110中的第一位置(例如，卡车车厢、包装集装箱等)拾取、放置和/或转移到第二位置(例如，在传送带上、到第二集装箱中等)。
86.在图9所示的实施方案中，物体夹持组件320包括三十六个可伸展的夹持部件470，
而多个目标物体912包括将从载架910提起的二十个物体。因此，物体夹持组件320(或与其通信的控制器，诸如具有图2的处理器202的图1的控制器109)可确定将操作的可伸展的夹持部件470的子集以及可伸展的夹持部件470的该子集在第一和第二轴线上的期望间距。在所示实施方案中，操作参数包括将可伸展的夹持部件470的间距沿着x轴线调整为(或接近)最小间距并且沿着y轴线调整为(或接近)最大间距。操作参数还包括沿着x轴线操作每隔一个可伸展的夹持部件470(例如，沿着给定的第二承载板430每隔一个可伸展的夹持部件470)。作为操作参数的结果，二十个可伸展的夹持部件470的子集很好地对齐以从载架910拾取多个目标物体912。因此，如图所示，在操作期间，仅可伸展的夹持部件470的该子集伸展。
87.然而，应当理解，所示的操作参数仅仅是多个目标物体912的合适操作参数的示例。在各种实施方案，可伸展的夹持部件470的可能间距的范围可变化，从而允许(或需要)间距的替代调整。此外，多个间距可以使可伸展的夹持部件470的合适子集与多个目标物体912对齐。更进一步，应当理解，物体夹持组件320可包括被操作参数考虑进去的任何其他合适数目的可伸展的夹持部件470。例如，物体夹持组件320可包括各自被操作参数考虑进去的两个、三个、四个、五个、十个、十五个、一百个、一千个或任何其他合适数目的可伸展的夹持部件470。
88.此外，在图9所示的实施方案中，每个可伸展的夹持部件470可包括外壳体972、从外壳体972突出可控距离的可伸展杆974以及由可伸展杆974的远端承载的吸力元件976。可伸展杆974的位置可由任何合适的液压装置、螺钉机构和/或任何其他合适的机构来控制。此外，每个可伸展杆974可将对应的吸力元件976放置成与物体夹持组件320上的致动器流体连通以控制吸力元件976的夹持。然而，如上所述，可伸展的夹持部件470可包括各种其他液压汽缸(例如，气体、液体和/或任何其他合适的液压装置)、液压支柱、弹簧支柱、扭转驱动的展开部件、螺旋千斤顶和/或伸缩元件以沿垂直轴线移动夹持元件。类似地，如上所述，夹持元件可包括另一个吸力元件、真空口、磁性部件、气动抓手、机械抓手和/或任何其他合适的元件。
89.在图10所示的实施方案中，物体夹持组件320包括三十六个可伸展的夹持部件470，并且多个目标物体1012包括三十六个物体。此外，载架1010被配置而具有多个目标物体1012的较密集堆积。物体夹持组件320(或与其通信的控制器，诸如具有图2的处理器202的图1的控制器109)可确定将操作的可伸展的夹持部件470的子集以及可伸展的夹持部件470的该子集在第一和第二轴线上的期望间距。如图10所示，可伸展的夹持部件470的子集可包括全部的可伸展的夹持部件470。
90.在所示实施方案中，操作参数包括将可伸展的夹持部件470的间距沿着x轴线调整为中距间距并且沿着y轴线调整为(或接近)最小间距。操作参数还包括操作物体夹持组件320上的每个可伸展的夹持部件470。作为操作参数的结果，每个可伸展的夹持部件470很好地对齐以从载架1010拾取对应的目标物体。因此，如所示，同时地操作物体夹持组件320上的所有可伸展的夹持部件470。
91.在图11所示的实施方案中，物体夹持组件320包括三十六个可伸展的夹持部件470，而多个目标物体1112包括将从载架1110拾取的三十二个物体。物体夹持组件320(或与其通信的控制器，诸如具有图2的处理器202的图1的控制器)可确定将操作的可伸展的夹持
部件470的子集以及可伸展的夹持部件470的该子集在第一和第二轴线上的期望间距。
92.在所示实施方案中，操作参数包括将可伸展的夹持部件470的间距沿着x轴线调整为(或接近)最大间距并且沿着y轴线调整为(或接近)最小间距。操作参数还包括从每个第二承载板430的纵向端部省去单个可伸展的夹持部件470。作为操作参数的结果，三十二个可伸展的夹持部件470的子集很好地对齐以从载架1110拾取对应的目标物体。因此，如所示，在操作期间，仅可伸展的夹持部件470的该子集伸展。
93.图12是根据本技术的一些实施方案的用于在各种操作参数下操作物体夹持组件(例如，图3的物体夹持组件320)的过程1200的流程图。过程1200可由物体夹持组件自身上的控制器(例如，上文参看图4讨论的一个板载控制器480)和/或外部控制器(例如，具有图2的处理器202的图1的控制器109)执行。
94.过程1200在框1202处开始，确定要操作哪些可伸展的夹持部件。在一些实施方案中，所述确定是基于一个或多个目标物体和/或载架的图像和/或扫描。在一些实施方案中，所述确定是基于所接收到的关于一个或多个目标物体和/或载架的信息(例如，关于目标物体的重量、目标物体的分布、目标物体的表面纹理的信息或可能影响夹持元件的任何其他信息，和/或任何其他合适的信息)。在一些实施方案中，所述确定包括计划多个遍次以及确定在每一遍操作哪些可伸展的夹持部件。
95.在框1204，过程1200包括确定正在操作的可伸展的夹持部件在第一方向上(例如，沿着第一轴线，诸如x或y轴线)的期望间距。如上所述，确定第一方向上的间距可基于图像、扫描和/或所接收到的关于一个或多个目标物体和/或载架的任何其他信息。此外，在一些实施方案中，确定间距是至少部分基于确定操作哪些可伸展的夹持部件。例如，确定间距可至少部分基于确定仅操作可伸展的夹持部件的一子集。在另一个示例中，确定间距和确定操作哪些可伸展的夹持部件可同时进行(例如，确定操作哪些可伸展的夹持部件可部分地基于哪些间距可用于可伸展的夹持部件的不同子集)。在一些实施方案中，过程1200包括对于每个第二承载板独立地确定可伸展的夹持部件的期望间距(例如，在前面的承载板上的可伸展的夹持部件的间距可小于在后面的承载板上的可伸展的夹持部件)。
96.在框1206，过程1200包括将一个或多个第一可展开部件(例如，图4a的第一可展开部件462)缩回或伸出以在第一方向上将可伸展的夹持部件的间距设为(或接近于)期望间距。在一些实施方案中，由成像部件和/或其他传感器来监测间距。在一些这样的实施方案中，使第一可展开部件展开(或缩回)，直到获得期望间距为止。在一些实施方案中，第一可展开部件的状态与间距之间的关系是已知的，并且在不进行监测的情况下，使可展开部件展开(或缩回)，直到获得期望间距为止。
97.在框1208，过程1200包括确定可伸展的夹持部件在第二方向上(例如，沿着第二轴线，诸如y或x轴线)的期望间距，所述第二方向至少部分正交于第一方向。与第一方向上的间距确定相似，确定第二方向上的间距可基于图像、扫描和/或接收到的关于一个或多个目标物体和/或载架的任何其他信息。此外，在一些实施方案中，确定间距是至少部分基于确定要操作哪些可伸展的夹持部件(例如，至少部分基于确定要仅操作可伸展的夹持部件的一子集、与确定操作可伸展的夹持部件的哪个子集同时进行等等)。
98.在框1210，过程1200包括将一个或多个第二可展开部件(例如，图4a的第二可展开部件464)缩回或伸出以在第二方向上将可伸展的夹持部件的间距设为(或接近于)期望间
距。如上所述，在一些实施方案中，由成像部件和/或其他传感器来监测间距。在一些这样的实施方案中，使第一可展开部件展开(或缩回)，直到获得期望间距为止。在一些实施方案中，第一可展开部件的状态与间距之间的关系是已知的，并且在不进行监测的情况下，使可展开部件展开(或缩回)，直到获得期望间距为止。
99.在框1212，过程1200包括按设定的间距操作可伸展的夹持部件。即，在框1212，过程1200包括伸展和/或致动过程在框1202确定为了拾取、放下和/或转移一个或多个目标物体而要操作的可伸展的夹持部件的子集。
100.由于可独立地致动每个可伸展的夹持部件以夹持和/或释放目标物体，因此可将被可伸展的夹持部件夹持的目标物体的子集选择地释放在目的地。即，例如，过程1200可使可伸展的夹持部件的第一子集按设定间距伸展并且致动所述第一子集以在拾取位置处拾取目标物体。过程1200随后可致动第二、第三、第四等子集以在一个或多个投放位置选择性地释放目标物体。在另一个示例中，过程1200可使可伸展的夹持部件的第一子集按设定间距伸展并且致动所述第一子集以在第一拾取位置拾取目标物体，随后按设定间距致动可伸展的夹持部件的第二子集并且致动所述第二子集以在第二拾取位置拾取目标物体。在一些实施方案中，在两个拾取位置之间不调整间距。在其他实施方案中，在两个拾取位置之间调整间距，从而允许在单个操作中使过程1200适应多个间距。在一些实施方案中，在框1204和1208确定两组期望间距中的每一者，使得过程1200随后可重新执行框1206和1210，而无需为了调整间距而进行另外的确定。在一些实施方案中，过程1200在第一拾取位置与第二拾取位置之间重新执行框1204至1210。
101.在一些实施方案中，选择性操作使物体夹持组件320(图3)能够用作缓冲器以暂时握持目标物体的子集。例如，机器人系统可接收命令以拾取不同的目标物体并且将不同目标物体的组合成组放置在两个或更多个不同的投放位置。在另一个示例中，机器人系统可接收命令以拾取目标物体并且顺序地放置目标物体的组合，从而允许机器人系统的另一个部件拾取和/或以其他方式移动所拾取的目标物体的子集，然后再放置另一个子集，而无需物体夹持组件320(图3)执行多个拾取操作。
102.应当理解，在一些实施方案中，框1202-1210中的一者或多者可组合、按不同次序执行和/或一起被省去。仅作为示例，确定操作哪些可伸展的夹持部件可包括确定第一和/或第二方向上的期望间距。也就是说，确定操作哪些可伸展的夹持部件可包括确定所操作的可伸展的夹持部件应处于什么间距。因此，在这样的实施方案中，过程1200可省去框1204和1208以避免冗余确定。在另一个示例中，所述过程可在框1204和1206之前执行框1208和1210和/或在框1206之前执行框1208。在又一个示例中，框1204和1208可同时执行和/或并行执行以同时确定可伸展的夹持部件在第一和第二方向上的期望间距。类似地，框1206和1210同时地和/或并行地进行以同时地在第一和第二方向上将可伸展的夹持部件的间距设为(或接近于)期望间距。
103.图13是根据本技术的一些实施方案的用于设置物体夹持组件的最小和/或最大间距参数的过程1300的流程图。与上文参看图12讨论的过程1200相似，过程1300可由物体夹持组件自身上的控制器(例如，上文参看图4讨论的一个板载控制器480)和/或外部控制器(例如，具有图2的处理器202的图1的控制器109)执行。此处参考在上文参看图4讨论的一个或多个第二可展开部件464来讨论过程1300。如上所述，第二可展开部件可操作地联接到第
二承载板以设置第二承载板的间距。然而，应当理解，可对第一可展开部件进行类似的过程以设置任何给定的第二承载板上的可伸展的夹持部件的最小和/或最大间距参数。
104.过程1300开始于框1302，使第二可展开部件在第二可展开部件的期望范围内展开。结果，第二承载板的间距减小到低于期望的最大间距。在一些实施方案中，第二可展开部件已经在期望范围内，从而允许过程1300跳过框1302。
105.在框1304，过程1300包括将第一挡止机构置于接合位置以防止第二可展开部件缩回超过第一期望点，由此防止实际间距增大超过期望的最大值。在一些实施方案中，期望的最大值可表示两个或更多个操作间距中的较大者。在这样的实施方案中，第一挡止机构允许物体夹持组件通过防止第二可展开部件缩回超过第一期望点来将间距快速地切换到较大的操作间距。例如，第二可展开部件可快速地缩回并由第一挡止机构挡止，而不是要求谨慎的缩回和精确的挡止。
106.在框1306，过程1300包括将第二可展开部件在所述可展开部件的期望范围内缩回。结果，第二承载板的间距增大到低于高于最小间距。在一些实施方案中，第二可展开部件已经在期望范围内，从而允许过程1300跳过框1306。
107.在框1308，过程1300包括将第二挡止机构置于接合位置以防止第二可展开部件展开超过第二期望点，由此防止实际间距减小超过期望的最小值。在一些实施方案中，期望的最小值可表示两个或更多个操作间距中的较小者。在这样的实施方案中，第一挡止机构允许物体夹持组件通过防止第二可展开部件展开超过第二期望点来将间距快速地切换到较小的操作间距。例如，可展开部件可快速地缩回并由第二挡止机构挡止，而不是要求谨慎的缩回和精确的挡止。
108.在框1310，过程1300包括在期望范围内操作物体夹持组件。如上所述，在操作期间，第一和第二挡止机构防止第二可展开部件移动，由此允许物体夹持组件快速地在最小值与最大值之间切换。在特定的非限制性示例中，物体夹持组件可具有用于特定项目的两个操作间距。第一期望点可对应于两个操作间距中的较大值，而第二第一期望点可对应于两个操作间距中的较小者。在这样的实施方案中，第一和第二挡止机构可通过允许物体夹持组件在两个操作间距之间快速地切换(例如，通过免除需要在每次变化时进行缓慢对齐过程或加速所述缓慢对齐过程的过程)来加速物体夹持组件的操作。基于空间限制，第一和第二挡止机构还可以防止间距增大(或减小)超过期望点。仅作为示例，可设置最大间距以防止间距侵占载架的空间限制。
109.此外，如上所述，每个可伸展的夹持部件可独立地操作，从而允许可伸展的夹持部件伸展和/或被致动以独立地夹持和/或释放目标物体。结果，由可伸展的夹持部件夹持的目标物体的子集可选择地释放在任何给定的目的地，和/或可伸展的夹持部件的任何子集可在给定的拾取位置处操作以拾取目标物体。
110.在框1312，过程1300包括将第一和第二挡止机构置于脱离位置和/或重设第一和第二挡止机构。一旦移动到脱离位置，第一和第二挡止机构不阻碍第二可展开部件的移动，由此使第二可展开部件返回到全运动范围。
111.应当理解，在一些实施方案中，框1302-1310中的一者或多者可组合、按不同次序执行和/或一起被省去。仅作为示例，如上所述，当第二可展开部件已经在期望范围内时，可省去框1302或1306中的任一者。在另一个示例中，过程1300可包括仅设置单个挡止机构(例
如，基于空间要求设置最大间距)，并且因此省去框1306和1308。在又一个示例中，当第二可展开部件已经在期望范围内时，所述过程可组合框1304与1308以同时设置第一和第二挡止机构。此外，在又一个示例中，过程1300可在框1302和1304之前执行框1306和1308以在接合第一挡止机构之前接合第二挡止机构。
112.示例
113.例如，根据以下描述的各个方面来说明本技术。为方便起见，本技术的各方面的各种示例被描述为编号示例(1、2、3等)。这些示例被提供作为示例并且不限制本技术。应注意，任何从属示例都可以以任何合适的方式组合，并置于相应的独立示例中。其他示例可以以类似的方式呈现。
114.1.一种物体夹持组件，所述物体夹持组件包括：
115.第一承载板，所述第一承载板具有：
116.上表面，所述上表面包括被配置为连接到机械臂的凸缘；以及
117.下表面，所述下表面与所述上表面相对，所述下表面包括在所述下表面上沿着第一轴线延伸的至少一个第一安装轨道；
118.多个第二承载板，所述多个第二承载板由所述第一承载板上的所述至少一个第一安装轨道可滑动地承载，其中所述多个第二承载板中的每一者包括：
119.至少一个第二安装轨道，所述至少一个第二安装轨道沿着至少部分正交于所述第一轴线的第二轴线延伸；以及
120.多个可伸展的夹持部件，所述多个可伸展的夹持部件由所述至少一个第二安装轨道可滑动地承载；
121.第一调整板，所述第一调整板可操作地联接到所述多个第二承载板以调整所述多个第二承载板在所述第一轴线上的间距；以及
122.多个第二调整板，所述多个第二调整板中的每一者由对应的第二承载板承载并且可操作地联接到所述对应的第二承载板上的所述多个可伸展的夹持部件以调整所述多个可伸展的夹持部件在所述第二轴线上的间距。
123.2.如示例1所述的物体夹持组件，所述物体夹持组件还包括可展开部件，所述可展开部件可操作地联接到所述第一调整板和所述第一承载板以调整所述第一调整板相对于所述第一承载板的位置。
124.3.如示例2所述的物体夹持组件，其中调整所述第一调整板相对于所述第一承载板的所述位置沿着所述第一轴线改变所述多个第二承载板的间距。
125.4.如示例1-3中任一项所述的物体夹持组件，其中：
126.所述多个第二承载板中的每一者还包括在至少部分正交于所述第一轴线与所述第二轴线的垂直轴线上延伸的至少一个垂直安装轨道；
127.所述多个第二调整板中的每一者由所述对应的第二承载板上的所述至少一个垂直安装轨道可滑动地承载；并且
128.所述物体夹持组件还包括多个可展开部件，所述多个可展开部件中的每一者可操作地联接到对应的第二调整板和所述对应的第二承载板以调整所述对应的第二调整板相对于所述对应的第二承载板的位置。
129.5.如示例4所述的物体夹持组件，其中调整所述对应的第二调整板相对于所述对
应的第二承载板的所述位置沿着所述第二轴线改变所述多个可伸展的夹持部件的间距。
130.6.如示例1-5中任一项所述的物体夹持组件，其中所述多个第二承载板中的每一者还包括能够在接合位置与脱离位置之间操作的滑动挡止件，其中，在所述接合位置，所述滑动挡止件防止对应的第二调整板移动超过预定位置。
131.7.如示例1-6中任一项所述的物体夹持组件，其中所述多个可伸展的夹持部件中的每一者包括：
132.可伸展组件，所述可伸展组件具有由所述至少一个第二安装轨道可滑动地承载的近端和与所述近端相对的远端；以及
133.夹持元件，所述夹持元件由所述远端承载，其中所述可伸展组件被配置为沿着至少部分正交于所述第一轴线和所述第二轴线的垂直轴线延伸和缩回。
134.8.如示例1-7中任一项所述的物体夹持组件，其中所述多个可伸展的夹持部件中的每一者能够独立地伸展。
135.9.如示例1-8中任一项所述的物体夹持组件，其中所述多个可伸展的夹持部件中的一者或多者包括远端以及在所述远端处的夹持元件，所述夹持元件包括以下各项中的一者或多者：吸力元件、真空口、磁性部件、气动抓手或机械抓手。
136.10.一种操作物体夹持组件的方法，所述物体夹持组件具有多个能够独立地操作的夹持部件，所述方法包括：
137.确定在夹持操作期间要操作的所述多个夹持部件的一组；
138.确定所述多个夹持部件的所述一组沿着第一轴线的第一期望间距；
139.确定所述多个夹持部件的所述一组沿着至少部分正交于所述第一轴线的第二轴线的第二期望间距；
140.产生用于沿着至少部分正交于所述第一轴线和所述第二轴线的第三轴线操作第一可展开部件的命令，其中操作所述第一可展开部件沿着所述第一轴线将所述多个夹持部件的所述一组中的至少一部分的第一实际间距朝所述第一期望间距调整；以及
141.产生用于沿着所述第三轴线操作第二可展开部件的命令，其中操作所述第二可展开部件沿着所述第一轴线将所述多个夹持部件的所述一组的第二实际间距朝所述第一期望间距调整。
142.11.如示例10所述的方法，其中所述多个夹持部件中的每一者包括可展开主体，并且其中所述方法还包括针对所述多个夹持部件的所述一组中的所述夹持部件中的每一者产生使所述可展开主体伸展的命令。
143.12.如示例10-11中任一项所述的方法，其中所述夹持操作是第一夹持操作，并且所述多个夹持部件的所述一组是第一组，并且其中所述方法还包括：
144.确定在第二夹持操作期间操作的所述多个夹持部件的第二组；
145.确定所述多个夹持部件的所述第二组沿着所述第一轴线的第三期望间距；
146.确定所述多个夹持部件的所述第二组沿着所述第二轴线的第四期望间距；
147.产生用于沿着所述第三轴线进一步操作所述第一可展开部件的命令，其中进一步操作所述第一可展开部件沿着所述第一轴线将所述多个夹持部件的所述第二组的至少一部分的第三实际间距朝所述第三期望间距调整；以及
148.产生用于沿着所述第三轴线进一步操作所述第二可展开部件的命令，其中进一步
操作所述第二可展开部件沿着所述第一轴线将所述多个夹持部件的所述第二组的第四实际间距朝所述第四期望间距调整。
149.13.如示例12所述的方法，确定所述多个夹持部件的所述第二组包括确定与所述多个夹持部件的所述第一组中的那些夹持部件不同的所述多个夹持部件的所述第二组。
150.14.如示例10-13中任一项所述的方法，所述方法还包括：
151.产生用于将所述多个夹持部件的所述一组朝将要移动的一个或多个物体降低的命令；
152.产生用于操作所述多个夹持部件的所述一组以附接到所述一个或多个物体的命令；以及
153.在所述多个夹持部件的所述一组附接到所述一个或多个物体的同时升高所述多个夹持部件的所述一组。
154.15.如示例10-14中任一项所述的方法，所述方法还包括，产生用于对可滑动挡止件定位以防止所述第一可展开部件在沿着所述第三轴线操作所述第一可展开部件之前展开超过预定位置的命令。
155.16.一种机器人系统，所述机器人系统包括：
156.机械臂；以及
157.物体夹持组件，所述物体夹持组件由所述机械臂承载，所述物体夹持组件包括：
158.第一承载板，所述第一承载板具有沿着第一轴线延伸的第一安装轨道；
159.两个或更多个第二承载板，所述两个或更多个第二承载板由所述第一安装轨道可移动地承载，其中所述两个或更多个第二承载板中的每一者包括：
160.第二安装轨道，所述第二安装轨道沿着至少部分正交于所述第一轴线的第二轴线延伸；以及
161.两个或更多个可伸展的夹持部件，所述两个或更多个可伸展的夹持部件由所述第二承载板上的所述第二安装轨道可移动地承载；
162.第一间距调整部件，所述第一间距调整部件可操作地联接到所述第一承载板和所述两个或更多个第二承载板，所述第一间距调整部件被配置为沿着所述第一安装轨道可控地改变所述两个或更多个第二承载板之间的第一间距；
163.两个或更多个第二间距调整部件，所述两个或更多个第二间距调整部件可操作地联接到对应的第二承载板以及由所述第二安装轨道承载的所述两个或更多个可伸展的夹持部件，所述两个或更多个第二间距调整部件中的每一者被配置为沿着所述第二安装轨道可控地改变所述两个或更多个可伸展的夹持部件之间的第二间距。
164.17.如示例16所述的机器人系统，其中所述第一间距调整部件包括：
165.间距调整板，所述间距调整板具有可操作地联接到所述两个或更多个第二承载板的两个或更多个凹槽，其中所述两个或更多个凹槽部分地沿着所述第一轴线定向，并且其中所述间距调整板相对于所述第一承载板的位置至少部分地对可操作地联接到所述两个或更多个凹槽的所述两个或更多个第二承载板进行定位；以及
166.可展开部件，所述可展开部件可操作地联接到所述第一承载板和所述间距调整板，其中所述可展开部件的展开和缩回改变所述间距调整板相对于所述第一承载板的位置。
167.18.如示例16-17中任一项所述的机器人系统，其中所述两个或更多个第二间距调整部件中的每一者包括：
168.间距调整板，所述间距调整板具有可操作地联接到所述两个或更多个可伸展的夹持部件的两个或更多个凹槽，其中所述两个或更多个凹槽部分地沿着所述第二轴线定向，并且其中所述间距调整板相对于所述对应的第二承载板的位置至少部分地对可操作地联接到所述两个或更多个凹槽的所述两个或更多个可伸展的夹持部件进行定位；以及
169.可展开部件，所述可展开部件可操作地联接到所述对应的第二承载板和所述间距调整板，其中所述可展开部件的展开和缩回改变所述间距调整板相对于所述对应的第二承载板的位置。
170.19.如示例16-18中任一项所述的机器人系统，其中所述两个或更多个第二承载板中的每一者上的所述两个或更多个可伸展的夹持部件中的每一者能够独立地伸展。
171.20.如示例16-19中任一项所述的机器人系统，其中所述两个或更多个第二承载板中的每一者上的所述两个或更多个可伸展的夹持部件中的每一者包括远端和在所述远端处的夹持元件中的至少一者，所述夹持元件包括以下各项中的一者或多者：吸力元件、真空口、磁性部件、气动抓手或机械抓手。
172.21.如示例16-19中任一项所述的机器人系统，所述机器人系统还包括可操作地联接到所述机械臂和/或所述物体夹持组件的处理器。
173.22.如示例21所述的机器人系统，其中所述处理器被配置为：
174.确定在夹持操作期间要操作的所述多个两个或更多个可伸展夹持元件的一组；
175.确定所述两个或更多个可伸展夹持元件的所述一组沿着所述第一轴线的期望间距；以及
176.操作所述第一间距调整部件以将所述两个或更多个可伸展夹持元件的所述一组的实际间距朝所述期望间距调整。
177.23.如示例21和22中任一项所述的机器人系统，其中所述处理器被配置为：
178.确定在夹持操作期间要操作的在所述第二承载板中的每一者上的所述多个两个或更多个可伸展夹持元件的一组；
179.确定所述两个或更多个可伸展夹持元件的所述一组沿着所述第二轴线的期望间距；以及
180.操作所述两个或更多个第二间距调整部件以将所述两个或更多个可伸展夹持元件的所述一组的实际间距朝所述期望间距调整。
181.24.一种物体夹持组件，所述物体夹持组件包括：
182.第一承载板，所述第一承载板具有沿着第一轴线延伸的第一安装轨道；
183.两个或更多个第二承载板，所述两个或更多个第二承载板由所述第一安装轨道可移动地承载，其中所述两个或更多个第二承载板中的每一者包括：
184.第二安装轨道，所述第二安装轨道沿着至少部分正交于所述第一轴线的第二轴线延伸；以及
185.多个可伸展夹持元件，所述多个可伸展夹持元件由所述第二承载板上的所述第二安装轨道承载；
186.第一间距调整部件，所述第一间距调整部件可操作地联接到所述第一承载板和所
述两个或更多个第二承载板，所述第一间距调整部件被配置为可控地调整所述多个可伸展夹持沿着所述第一轴线的第一间距；
187.第二间距调整部件，所述第二间距调整部件可操作地联接到对应的第二承载板和由所述第二安装轨道承载的所述两个或更多个可伸展夹持元件，所述第二间距调整部件被配置为可控地调整所述多个可伸展夹持元件沿着所述第二轴线的第二间距。
188.25.一种物体夹持组件，所述物体夹持组件包括：
189.第一承载板；
190.多个第二承载板，所述多个第二承载板由所述第一板承载，其中所述多个第二承载板中的每一者包括：
191.安装轨道，所述安装轨道沿着水平轴线延伸；
192.多个可伸展夹持元件，所述多个可伸展夹持元件由所述第二承载板上的所述安装轨道可移动地承载；以及
193.多个间距调整部件，所述可操作的多个间距调整部件中的每一者联接到对应的第二承载板和由所述对应的第二承载板承载的所述两个或更多个可伸展夹持元件，其中所述可操作的多个间距调整部件中的每一者被配置为可控地调整所述多个可伸展夹持元件沿着所述水平轴线的间距。
194.26.如示例25所述的物体夹持组件，其中所述可操作的多个间距调整部件中的每一者包括：
195.间距调整板，所述间距调整板具有多个凹槽，所述多个凹槽可操作地独立地联接到由对应的第二承载板承载的所述多个可伸展夹持元件，其中所述间距调整板相对于所述对应的第二承载板的位置至少部分地对可操作地联接到所述多个更多个凹槽的所述多个可伸展夹持元件进行定位；以及
196.可展开部件，所述可展开部件可操作地联接到所述对应的第二承载板和所述间距调整板，其中所述可展开部件的展开和缩回改变所述间距调整板相对于所述对应的第二承载板的位置。
197.27.如示例25-26中任一项所述的物体夹持组件，其中所述多个第二承载板中的每一者上的所述多个可伸展夹持元件中的每一者能够独立地伸展。
198.28.如示例25-27中任一项所述的物体夹持组件，其中所述第一承载板包括可联接到机器人定位系统的凸缘，并且其中所述凸缘包括可操作地联接到所述多个间距调整部件的一个或多个通信通道。
199.29.如示例25-28中任一项所述的物体夹持组件，所述物体夹持组件还包括由所述第一安装板承载的控制器，其中所述控制器可操作地联接到所述多个可伸展夹持元件中的每一者和所述多个间距调整部件中的每一者。
200.结论
201.从上文中，将理解，已为了说明而在本文中描述了本技术的具体实施方案，但是未详细地展示或描述熟知的结构和功能，以免不必要地掩盖对本技术的实施方案的描述。如果通过引用并入本文的任何材料与本公开内容相冲突，则以本公开内容为准。在上下文允许的情况下，单数或复数术语还可以分别包括复数或单数术语。此外，除非“或”一词被明确限制为仅指与两个或更多项目列表中的其他项目不同的单个项目，否则在此类列表中使用“或”应被解释为包括(a)列表中的任何单个项目，(b)列表中的所有项目，或(c)列表中的项目的任何组合。此外，如本文所用，“a和/或b”中的短语“和/或”是指单独的a、单独的b以及a和b两者。另外，术语“包括”、“包含”、“具有”和“带有”贯穿始终以表示至少包括所列举的特征，从而不排除任何更多数量的相同特征和/或额外类型的其他特征。
202.从上文中，还应当理解，在不背离本公开或技术的情况下可以进行各种修改。例如，本领域普通技术人员会理解，可以将本技术的各个组成部分进一步划分为子组成部分，或者可以将本技术的各个组成部分和功能进行组合和集成。此外，在特定实施方案的上下文中描述的本技术的某些方面也可以在其他实施方案中组合或消除。此外，虽然在那些实施方案的上下文中已经描述了与本技术的某些实施方案相关联的优点，但其他实施方案也可以展现出这样的优点，并且并非所有实施方案都必须展现出这样的优点才能属于本技术的范畴内。因此，本公开和相关技术可以涵盖本文未明确示出或描述的其他实施方案。