[发明专利]末端执行器、可编程运动装置和操作可编程运动装置的方法

说明书

公开一种用于与真空源一起使用的可编程运动装置的末端执行器。所述末端执行器包括：末端执行器附接部分，所述末端执行器附接部分用于将所述末端执行器附接到所述可编程运动装置，所述末端执行器附接部分包括联接到所述真空源的真空通道；所述末端执行器的接触部分，所述接触部分用于接触由所述末端执行器的所述接触部分获取的物体；柔性中间段，所述柔性中间段包括所述柔性中间部分的靠近所述末端执行器的所述接触部分的接触末端，所述末端执行器的所述柔性中间段在所述末端执行器附接部分与所述末端执行器的所述接触部分中间，所述柔性中间段包括从所述真空通道径向地向外延伸的波纹管部分；以及波纹管插入件，所述波纹管插入件延伸到所述柔性中间段中。

优先权

本申请要求在2020年2月5日提交的美国专利申请62/970,208号的优先权，所述美国专利申请的公开以全文引用的方式并入本文。

背景技术

本发明大体上涉及可编程运动系统，并且具体地涉及用于可编程运动装置(例如机器人系统)的末端执行器，所述末端执行器用于在诸如物体分类系统的物体处理系统中使用。

机器人系统的末端执行器例如在某些应用中可以使用以选择并抓住物体，然后将获取的物体非常快速地移动到新的位置。末端执行器应设计成从杂乱的不同物体中快速轻松地选择并抓住物体，并且应设计成在移动过程中牢固地抓住物体。某些末端执行器在用于不同物理大小、重量和材料的不同物体时可能在所述末端执行器抓住获取的物体的牢固程度和在快速移动、尤其是快速加速和减速(角度和线性)过程中保持对物体的抓握的牢固程度方面存在限制。

许多末端执行器采用真空压力来获取和固定物体，以便由铰接臂进行运输和/或后续操作。用于获取和固定物体的其他技术涉及静电吸引、磁吸引、用于穿透例如织物的物体的针、挤压物体的手指、接合并提升物体的突出特征的钩子以及在物体的开口中膨胀的夹头，以及其他技术。

在使用真空压力来获取和固定物体的应用中，铰接臂上的末端执行器可以包括真空杯，所述真空杯具有接触与待抓住的物体的顺应部分，例如波纹管部分。顺应部分可以由聚合物或弹性体材料形成，所述材料的柔性足以允许所述材料改变其形状以适应物体表面结构的变化，以及铰接臂与物体之间的变化的物理关系，例如变化的接近物体的角度。柔性进一步允许真空杯符合物体的形状或环绕物体的角以产生足够的密封用于获取和固定物体。

然而，当柔性真空杯与物体之间没有形成良好密封时，或者当末端执行器内的气流导致非常嘈杂的气流时，有时可能产生大量的噪音，并且噪音水平可能在人员靠近可编程运动装置的情况下超出安全极限。然而，其他类型的末端执行器，包括顺应部分不太灵活的真空杯(除了那些使用静电吸引、磁吸引、用于穿透例如织物的物体的针、挤压物体的手指、接合并抬起物体的突出特征的钩子以及在物体的开口中膨胀的夹头的真空杯之外)，在获取和移动各种物体方面效果较差。

因此，可编程运动系统中仍然需要末端执行器系统，所述末端执行器系统可以选择并抓住各种物体中的任何一个，然后将获取的物体非常快速地移动到新位置，同时不会产生不可接受的噪声水平。

发明内容

根据一方面，本发明提供一种用于与真空源一起使用的可编程运动装置的末端执行器。所述末端执行器包括：末端执行器附接部分，所述末端执行器附接部分用于将所述末端执行器附接到所述可编程运动装置，所述末端执行器附接部分包括联接到所述真空源的真空通道；所述末端执行器的接触部分，所述接触部分用于接触由所述末端执行器的所述接触部分获取的物体；柔性中间段，所述柔性中间段包括所述柔性中间部分的靠近所述末端执行器的所述接触部分的接触末端，所述末端执行器的所述柔性中间段在所述末端执行器附接部分与所述末端执行器的所述接触部分中间，所述柔性中间段包括从所述真空通道径向地向外延伸的波纹管部分；以及波纹管插入件，所述波纹管插入件在所述柔性中间段中延伸足够的距离以抑制大量气流进入所述波纹管部分，而不显著地抑制所述柔性中间段的移动自由。