JP7819112B2 - 袋詰めの物体の吸着ベースの握持のためのエンドエフェクタデバイスおよびシステム - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、本参照によってその全体として組み込まれる、２０２０年４月１日に出願された、米国仮出願第６３／００３，７２８号の利点を請求する。

本発明は、概して、ピックアンドプレースエンドエフェクタの分野に関し、より具体的には、袋包装された物体の吸着ベースの握持のための新規かつ有用なエンドエフェクタデバイスおよびシステムに関する。

ピックアンドプレースデバイスは、頻繁に、物体を取り出すための吸着カップタイプのエンドエフェクタを使用する。吸着カップエンドエフェクタは、操作のために物体を握持するとき、圧力ベースのシールを確立するために、制御された圧力真空システムと併用される。典型的タイプのエンドエフェクタは、エンドエフェクタの係合側に接続される一連の蛇腹を伴う、可撓性材料から作製される吸着カップデバイスである。これらのエンドエフェクタは、平坦表面を伴う、剛性物体のようないくつかの材料のために有用であるが、それらは、全てのタイプの物体に関して有用ではなく、プラスチックまたはシリコーン袋等の変形可能膜内で包装されるアイテムを把持する際に、成功する確率が低い。

袋詰めの物品の握持および操作は、一般的目的である。電子商取引の増加に伴い、袋詰めの物品を伴う、自動化のための増加している需要が存在する。しかしながら、吸着カップエンドエフェクタを使用して袋詰めのアイテムを握持することは、多くの問題を有する。ある主要課題は、緩んだ袋膜が、物体が握持されるとき、摺動または転動し得ることである。これは、アイテムを保持する圧力ベースのシールを破壊し、落下されたアイテムをもたらし得る。材料転動は、特に、重力に対してある角度で、袋詰めの物体を保持するときに大問題であり得る。物体の重量は、袋に引動力を印加し、その場合、袋が、転動し、吸着カップの面から下方に剥脱し、シールを破壊し得る。

加えて、多くの吸着カップ設計が、従来的に袋のような可撓性表面に共形化するために、変形されなければならない、薄い可撓性フランジを有する。しかしながら、これらの薄くかつ可撓性の材料は、破壊を受けやすく、限定された使用可能寿命サイクルを有する。

作動される把持部のような代替エンドエフェクタが、使用されるが、それらは、付加的機構を要求し、袋詰めの物体を対処する際の他の課題も有し得る。

袋詰めのアイテムに対処することは、ピックアンドプレースデバイスが、袋詰めのアイテムおよび箱詰めのアイテム等の多様なタイプの梱包されたアイテムを取り扱うことに対処しなければならないとき、さらに大きな課題を提示する。

したがって、ピックアンドプレースエンドエフェクタ分野において、袋包装された物体の吸着ベースの握持のための新規かつ有用なエンドエフェクタデバイスおよびシステムを作成することの必要性がある。本発明は、そのような新規かつ有用なシステムおよび方法を提供する。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
ピックアンドプレースシステムのためのエンドエフェクタであって、
真空ライン開口部および物体係合領域を伴う本体構造であって、前記真空ライン開口部は、前記本体構造の画定された内部チャネルに、真空圧力システムの少なくとも１つの圧力ラインを結合するように構成されている、本体構造
を備え、
前記本体構造は、前記物体係合領域において、可撓性シールリップを備える吸着カップシステムを備え、
前記本体構造は、前記物体係合領域において、チャンバ開口部を伴う凹状内側チャンバを画定する内部構造を備え、前記チャンバ開口部は、前記シールリップの握持領域内に位置付けられており、
前記内部構造は、前記凹状内側チャンバの少なくとも１つの壁に沿って位置付けられる入口のアレイを備え、各入口は、前記本体内に、前記画定された内部チャネルへの開口部を画定する、
エンドエフェクタ。
（項目２）
前記入口のアレイは、前記画定されたチャンバ開口部の反対である前記内部構造の壁に沿って位置付けられる入口の第１のサブセットを備える、項目１に記載のエンドエフェクタ。
（項目３）
前記入口のアレイは、前記凹状内側チャンバの第２の壁に沿って、少なくとも入口の第２のサブセットを備え、前記入口の第２のサブセットは、前記入口の第１のサブセットの配向と異なる配向で画定される、項目２に記載のエンドエフェクタ。
（項目４）
前記凹状内側チャンバは、前記チャンバ開口部の幅を上回る幅を伴う内側チャンバを用いた拡張された凹状内側チャンバであり、前記内部構造はさらに、前記チャンバ開口部を少なくとも部分的に画定するリップ構造を備え、前記入口の第１のサブセットは、前記チャンバ開口部の方向に開放し、入口の第２のサブセットが、前記リップ構造上に位置付けられ、前記チャンバ開口部から離れた方向に開放する、項目３に記載のエンドエフェクタ。
（項目５）
前記チャンバ開口部の平均幅が、前記凹状内側チャンバの高さ未満である、項目１に記載のエンドエフェクタ。
（項目６）
遷移空気チャネルをさらに備え、各遷移空気チャネルは、前記凹状内側チャンバの内縁から、前記シールリップに向かって外向きに延在する、項目１に記載のエンドエフェクタ。
（項目７）
前記吸着カップシステムは、可撓性材料から作製され、前記凹状内側チャンバは、剛性材料から作製され、前記吸着カップシステム内の中心開口部の中に挿入される、項目１に記載のエンドエフェクタ。
（項目８）
前記凹状内側チャンバは、前記チャンバ開口部から外向きに延在するフランジのセットを備え、それによって、前記吸着カップシステム内の前記中心開口部の中に挿入されるとき、遷移空気チャネルのセットを形成する、項目７に記載のエンドエフェクタ。
（項目９）
前記吸着カップシステムは、前記本体構造の外部表面を形成する蛇腹を備え、前記蛇腹は、前記シールリップに接続される、項目１に記載のエンドエフェクタ。
（項目１０）
前記蛇腹を封入する、剛性側板をさらに備える、項目９に記載のエンドエフェクタ。
（項目１１）
エンドエフェクタシステムであって、
第１のエンドエフェクタであって、前記第１のエンドエフェクタは、
真空ライン開口部および物体係合領域を伴う本体構造であって、前記真空ライン開口部は、前記本体構造の画定された内部チャネルに、真空圧力システムの少なくとも１つの圧力ラインを結合するように構成されている、本体構造
を備え、
本体構造は、前記物体係合領域において、可撓性シールリップを備える吸着カップシステムを備え、
前記本体構造は、前記物体係合領域において、チャンバ開口部を伴う凹状内側チャンバを画定する内部構造を備え、前記チャンバ開口部は、前記シールリップの握持領域内に位置付けられており、
前記内部構造は、前記凹状内側チャンバの少なくとも１つの壁に沿って位置付けられる入口のアレイを備え、各入口は、前記本体内に、前記画定された内部チャネルへの開口部を画定する、第１のエンドエフェクタと、
第２のエンドエフェクタと
を備える、エンドエフェクタシステム。
（項目１２）
前記第１のエンドエフェクタおよび第２のエンドエフェクタは、前記同一平面に沿って、実質的に画定された物体係合領域を有する、項目１１に記載のエンドエフェクタシステム。
（項目１３）
前記第１のエンドエフェクタに結合される第１の真空ラインと、前記第２のエンドエフェクタに結合される第２の真空ラインとをさらに備える、項目１１に記載のエンドエフェクタシステム。
（項目１４）
前記第２のエンドエフェクタは、吸着カップエンドエフェクタである、項目１１に記載のエンドエフェクタシステム。
（項目１５）
前記第２のエンドエフェクタは、第２のチャンバ開口部を伴う第２の凹状内側チャンバを画定する第２の内部構造を備える第２の本体構造を備え、前記第２の内部構造は、前記第２の凹状内側チャンバの少なくとも１つの壁に沿って位置付けられる第２の入口のアレイを備える、項目１１に記載のエンドエフェクタシステム。
（項目１６）
前記第１のエンドエフェクタの前記チャンバ開口部は、前記第２のエンドエフェクタの前記第２のチャンバ開口部と異なる直径を有する、項目１５に記載のエンドエフェクタシステム。
（項目１７）
前記入口のアレイは、前記画定されたチャンバ開口部の反対である前記内部構造の壁に沿って位置付けられる入口の第１のサブセットを備える、項目１１に記載のエンドエフェクタシステム。
（項目１８）
前記入口のアレイは、前記凹状内側チャンバの第２の壁に沿って、少なくとも入口の第２のサブセットを備え、前記入口の第２のサブセットは、前記入口の第１のサブセットの配向と異なる配向で画定される、項目１１に記載のエンドエフェクタシステム。
（項目１９）
前記第１のエンドエフェクタは、遷移空気チャネルを備え、各遷移空気チャネルは、前記凹状内側チャンバの内縁から、前記シールリップに向かって外向きに延在する、項目１１に記載のエンドエフェクタシステム。
（項目２０）
前記吸着カップシステムは、前記本体構造の外部表面を形成する蛇腹を備え、前記蛇腹は、前記シールリップに接続される、項目１１に記載のエンドエフェクタシステム。
（項目２１）
ピックアンドプレースシステムのためのエンドエフェクタであって、
真空ライン開口部および物体係合領域を伴う本体構造であって、前記真空ライン開口部は、前記本体構造の画定された内部チャネルに、真空圧力システムの少なくとも１つの圧力ラインを結合するように構成されており、
前記本体構造は、前記物体係合領域において、チャンバ開口部を伴う画定された凹状内側チャンバを備える、本体構造と、
リップ構造であって、前記リップ構造は、前記本体構造から延在し、前記内側チャンバへの前記チャンバ開口部を少なくとも部分的に画定するリップ構造と、
入口のアレイであって、前記入口のアレイは、前記内側チャンバの前記壁に沿って位置付けられ、各入口は、前記本体構造内に、前記画定された内部チャネルへの開口部を画定する、入口のアレイと
を備える、エンドエフェクタ。
（項目２２）
前記入口のアレイは、少なくとも、前記チャンバ開口部の方向に入口開口部の第１のサブセットと、前記チャンバ開口部から離れた方向に入口開口部の第２のサブセットとを備える、項目２１に記載のエンドエフェクタ。
（項目２３）
前記入口の第２のサブセットの少なくとも一部は、リップ内壁上に位置付けられる、項目２２に記載のエンドエフェクタ。
（項目２４）
前記入口のアレイの前記入口は、上部内壁からリップ内壁に、対称的に放射状に広がる配列で、前記内側チャンバ内に配列される、項目２１に記載のエンドエフェクタ。
（項目２５）
前記リップ構造は、前記チャンバ開口部の丸みを帯びた形状を画定するように、前記本体構造から内向きに延在する、項目２１に記載のエンドエフェクタ。
（項目２６）
前記入口のアレイのうちの入口のサブセットが、前記リップ構造のリップ内壁を横断して均一に分散される、項目２５に記載のエンドエフェクタ。
（項目２７）
前記リップ構造は、前記本体構造の限定された部分から内向きに延在し、前記リップ構造は、前記チャンバ開口部の一部のみにわたって被覆する、項目２１に記載のエンドエフェクタ。
（項目２８）
前記本体は、剛性材料から作製される、項目２１に記載のエンドエフェクタ。
（項目２９）
前記本体は、半剛性材料から作製される、項目２１に記載のエンドエフェクタ。
（項目３０）
前記リップ構造は、可撓性材料から作製される、項目２１に記載のエンドエフェクタ。
（項目３１）
前記リップは、低摩擦の丸みを帯びた縁を含む、項目２１に記載のエンドエフェクタ。
（項目３２）
前記本体構造の前記物体係合領域を越えて延在する可撓性吸着カップをさらに備える、項目２１に記載のエンドエフェクタ。
（項目３３）
真空圧力システムと併用するためのエンドエフェクタであって、
少なくとも半剛性本体構造
を備え、
前記本体構造は、前記エンドエフェクタの物体係合側において、チャンバ開口部を伴う画定された凹状内側チャンバを備え、前記内側チャンバは、前記チャンバ開口部を上回る内部幅を有し、
前記内側チャンバ内に、前記本体は、前記本体構造のチャネル開口部壁を画定する入口のアレイを含み、
前記本体構造は、前記入口のアレイに接続する、画定された内部チャネルを備え、
前記本体構造は、前記画定された内部チャネルへの開口部を画定する真空ラインインターフェースを備える、
エンドエフェクタ。
（項目３４）
前記入口のアレイは、少なくとも、前記チャンバ開口部の方向に入口開口部の第１のサブセットと、前記チャンバ開口部から離れた方向に入口開口部の第２のサブセットとを有する、項目３３に記載のエンドエフェクタ。
（項目３５）
前記チャンバ開口部を少なくとも部分的に画定するように、前記物体係合側上で前記本体から内向きに延在するリップ構造をさらに備える、項目３３に記載のエンドエフェクタ。
（項目３６）
少なくとも前記入口のサブセットは、前記リップ上に位置付けられる、項目３５に記載のエンドエフェクタ。
（項目３７）
リップ構造は、丸みを帯びたチャンバ開口部を画定するように、前記本体構造から内向きに延在する、項目３５に記載のエンドエフェクタ。
（項目３８）
前記入口のアレイのうちの入口のサブセットは、前記リップ内壁を横断して均一に分散される、項目３７に記載のエンドエフェクタ。
（項目３９）
前記本体は、剛性材料から作製される、項目３３に記載のエンドエフェクタ。
（項目４０）
前記本体構造の前記物体係合領域を越えて延在する可撓性吸着カップをさらに備える、項目３３に記載のエンドエフェクタ。

図１Ａ－１Ｆは、凹状内側チャンバを伴う、エンドエフェクタの例示的変形例の側断面概略である。

図２Ａおよび２Ｂは、エンドエフェクタとの袋相互作用の側断面概略である。

図３Ａおよび３Ｂは、図３Ａにおける袋詰めの物体および図３Ｂにおける固体物体と係合する、ハイブリッドエンドエフェクタ変形例の袋相互作用の側断面概略である。

図４Ａ－４Ｃは、袋を握持し、異なる配向で袋を保持する、エンドエフェクタの例示的シーケンスの略図である。

図５は、凹状内側チャンバを伴う、あるエンドエフェクタ変形例の詳細な側断面略図である。

図６は、中実本体および異なる壁上に入口を伴う、代替エンドエフェクタ変形例の詳細な側断面略図である。

図７は、内部構造の内部表面に沿って、入口を伴う、エンドエフェクタの１つの変形例の側断面略図である。

図８は、リップ構造を伴う、エンドエフェクタの１つの変形例のためのエンドエフェクタの特徴を示す、側断面略図である。

図９は、内部リップ特徴を伴う、エンドエフェクタの変形例の側断面略図である。

図１０Ａは、リップを伴う、エンドエフェクタの１つの変形例の側断面略図である。

図１０Ｂは、エンドエフェクタの１つの変形例のリップ上の入口パターンを図示する、水平断面略図である。

図１１Ａおよび１１Ｂは、内側チャンバが、パターン化された表面を伴う、側内壁を含む、２つの異なる変形例の側断面略図である。

図１２は、下向きに突出する構造特徴を伴う、エンドエフェクタの１つの変形例の側断面略図である。

図１３Ａは、シールリップを伴う、ハイブリッドエンドエフェクタの１つの変形例の側断面略図である。

図１３Ｂは、チャンバ開口部から外向きに延在する、シールリップを図示する、水平断面略図である。

図１４Ａは、シールリップおよび蛇腹を伴う、ハイブリッドエンドエフェクタの１つの変形例の側断面略図である。

図１４Ｂは、チャンバ開口部から外向きに延在する、シールリップを図示する、水平断面略図である。

図１５Ａは、遷移空気チャネルを伴う、ハイブリッドエンドエフェクタの１つの変形例の側断面略図である。

図１５Ｂは、遷移空気チャネルの例示的パターニングを図示する、水平断面略図である。

図１６Ａは、内部構造の異なる壁上に入口を伴う、ハイブリッドエンドエフェクタの１つの変形例の側断面略図である。

図１６Ｂは、内部構造の異なる壁を上に入口を伴う、ハイブリッドエンドエフェクタの水平断面略図である。

図１７Ａは、拡張された凹状内側チャンバを伴う、ハイブリッドエンドエフェクタの１つの変形例の側断面略図である。

図１７Ｂは、拡張された凹状内側チャンバを伴う、ハイブリッドエンドエフェクタの水平断面略図である。

図１８Ａは、リップ構造を伴う、ハイブリッドエンドエフェクタの１つの変形例の側断面略図である。

図１８Ｂは、リップ構造を伴う、ハイブリッドエンドエフェクタの水平断面略図である。

図１９は、内側チャンバにおける、構造的特徴を伴う、ハイブリッドエンドエフェクタの１つの変形例の側断面略図である。

図２０Ａは、剛性側板を伴う、ハイブリッドエンドエフェクタの１つの変形例の側断面略図である。

図２０Ｂは、剛性側板を伴う、ハイブリッドエンドエフェクタの水平断面略図である。

図２１Ａおよび２１Ｂは、例示的寸法の用語を伴う、側断面略図である。

図２２Ａは、チャンバ開口部の限定された部分にわたって、リップを伴う、エンドエフェクタの１つの変形例の側断面略図である。

図２２Ｂは、チャンバ開口部の限定された部分にわたって、リップを伴う、１つの変形例のリップ上の入口パターンを図示する、水平断面略図である。

図２３および２４は、エンドエフェクタの例示的変形例の側断面略図である。 図２３および２４は、エンドエフェクタの例示的変形例の側断面略図である。

図２５Ａおよび２５Ｂは、握持の異なる段階でアクティブ化されている、能動的に制御された入口の側断面略図である。

図２６は、エンドエフェクタのマルチチャネル変形例の側断面略図である。

図２７は、エンドエフェクタのマルチチャンバ変形例の側断面略図である。

図２８は、吸着カップシステム内に挿入される内部構造の詳細を示す、エンドエフェクタのハイブリッド変形例の断面略図である。

図２９は、エンドエフェクタを把持する１つの袋と、１つの吸着カップエンドエフェクタとを伴う、多角的なエンドエフェクタシステムの断面略図である。

図３０は、エンドエフェクタを把持する２つのタイプの袋を伴う、多角的なエンドエフェクタシステムの断面略図である。

実施形態の説明
本発明の実施形態の以下の説明は、本発明をこれらの実施形態に限定するのではなく、むしろ、当業者が本発明を作製および使用することを可能にすることが意図される。
１．概要

袋包装された物体の吸着ベースの握持のためのエンドエフェクタデバイスおよびシステムが、内側凹状チャンバによって形成される、内部回収容積を使用するように機能する。回収容積は、加圧された握持のために容積の中に袋材料の一部を引動させることによって、袋詰めの物品と係合する。

エンドエフェクタは、種々のタイプの物体と併用され得るが、可撓性膜状の把持表面を伴う、袋詰めの物体および／または他の物体に関する性能を向上させ得る。いくつかの変形例では、エンドエフェクタは、種々のアイテムタイプにわたって高性能を有し得る、エンドエフェクタであり得る。例えば、そのタイプのアイテムに適切な様式で、アイテムと自然に係合するエンドエフェクタを伴う、箱詰め／固体アイテムおよび袋詰めのアイテムの握持に好適であり得る、吸着カップ可撓性シールリップの統合を含む、ハイブリッドエンドエフェクタ変形例である。

本明細書では、「袋詰めの物体」は、把持および操作される一般的タイプの物体として参照されるが、任意の好適なタイプの物体が、加えて、または代替として、エンドエフェクタと併用されてもよい。

図１Ａ－１Ｆにおけるシステムの例示的変形例に示されるように、エンドエフェクタは、内側チャンバ開口部から陥凹された入口の少なくともサブセットを用いて、画定された凹状内側チャンバを形成する、剛性（または少なくとも半剛性）構造を活用することができる。

図ｌＡおよびｌＢの例示的変形例に示されるように、入口のアレイが、袋詰めのアイテムが内側チャンバ内に引動および握持される程度を増大させるように、種々の位置に位置付けられてもよい。

図ｌＣおよびｌＤの例示的変形例に示されるように、ハイブリッド変形例が、吸着カップシステムを統合することができる。ハイブリッド変形例では、吸着ベースの握持のためのエンドエフェクタデバイスおよびシステムは、囲繞する可撓性シールリップを含み得、これは、エンドエフェクタデバイスが、凹状チャンバとの相互作用を通して、握持されるべき袋詰めのアイテムを除き、硬質表面（または緊密に袋詰めされたアイテム）を伴う、箱またはアイテム等の好適な物体に対して、吸着カップエンドエフェクタとして作用することを可能にし得る。

図ｌＥおよびｌＦに示されるもの等のさらに向上された袋握持のためのいくつかの変形例では、吸着ベースの握持のためのエンドエフェクタデバイスおよびシステムは、可変配向における多方向の入口のアレイの使用ならびに内側チャンバの表面における構造的変形例を採用してもよい。いくつかのそのような変形例では、凹状チャンバはさらに、リップを伴う、拡張された凹状チャンバであり得る。入口の位置および／または異なる方向の加圧された力は、袋を変形させず、かつ真空シールを破壊させずに、袋詰めの物品を操作するためのエンドエフェクタの袋の握持およびエンドエフェクタの能力を改良し得る。

本明細書に説明される種々のエンドエフェクタ設計特徴は、図ｌＡ－１Ｆの実施例に示されるもの等、種々の組み合わせで組み合わせられてもよい。例えば、ハイブリッドエンドエフェクタが、図ｌＦに示されるように、構造的チャンバ開口部リップおよび吸着カップシステムのような可変配向ならびに構造的特徴を伴う、入口のアレイを伴う凹状内側チャンバを含むことができる。これは、向上された袋握持および操作能力を伴う、ハイブリッドエンドエフェクタを可能にするように機能し得る。他の好適な特徴の組み合わせも、代替として、使用されてもよい。

エンドエフェクタは、好ましくは、真空システムに結合され、ロボットの作動システムに取り付けられる。エンドエフェクタ設計は、加えて、多角的なエンドエフェクタに組み込まれてもよく、その場合、システムの１つまたは複数の事例が、可能性として、他のタイプのエンドエフェクタと組み合わせて使用される。

エンドエフェクタは、好ましくは、袋詰めの物品、および可能性として、他の好適な物品を操作するために使用される、ピックアンドプレースロボットのシステムまたは任意の好適な物体操作システムのために使用されることができる。しかしながら、エンドエフェクタは、代替として、物体、特に、袋詰めの物体を握持するように設計される、任意の好適なシステムと併用されてもよい。例えば、エンドエフェクタは、加えて、製造、組立、食品調製、食品梱包、医療キット、医療処理、および／または物体処理システムで使用される物体操作機械において、有用性を有し得る。

吸着ベースの握持のためのエンドエフェクタおよびシステムは、改良された握持能力を助長する、種々の設計特徴を採用してもよい。

１つの潜在的重要事項として、内側チャンバは、その中で袋の一部がチャンバの中に引動される、回収容積を提供する。袋詰めのアイテムの可撓性材料は、それがシステムと係合するとき、内部凹状チャンバ内で引動され、より良好な握持を提供する。

別の潜在的重要事項として、チャンバは、その上に入口が吸着力を印加することができる、袋材料の表面積を拡張させる。内部凹状チャンバの形状外形および／またはチャンバの深度／サイズを変動させることによって、異なるチャンバ設計が、異なる可撓性材料握持能力のために使用されてもよい。これらは、標的タイプの握持された材料、握持された材料／アイテムの多様性、アイテム操作のタイプ、および／または他の性能性質に応じて、変動され得る。

さらに別の重要事項として、エンドエフェクタは、吸着力の方向を多様化してもよい。入口が、異なる画定された平面に沿って、内部凹状チャンバ上に位置付けられることができる。ある場合には、内部凹状チャンバの入口が、吸着力が、膜とエンドエフェクタチャンバ開口部との間の摩擦力を増加させるように、チャンバ開口部における方向の反対の方向にあるように、位置付けられることができる。材料の剥脱または滑脱を妨害もしくは防止する、構造的特徴と結合されるとき、これは、袋詰めの物品のよりしっかりした握持をもたらすことができる。

エンドエフェクタは、内側チャンバ開口部から陥凹された入口のセットとともに、剛性（または半剛性における）構造を活用することによって、部分的に機能することができる。このように、袋詰めのアイテムが、エンドエフェクタによって係合されるとき、袋材料は、内側チャンバの構造の中に、それによって、エンドエフェクタの本体の中に引動される。握持相互作用のシーケンスの例示的説明として、エンドエフェクタは、減圧されるとき、袋が、図２Ａに示されるように、チャンバ開口部を通して、内側チャンバの中に最初に引動されるような形態を有することによって、動作することができる。袋の材料は、チャンバの上部壁に向かって引き上げられる。袋材料は、概して、図２Ｂに示されるように、各または少なくとも複数のこれらの入口に引動され、シールを確立するであろう。袋が、凹状内側チャンバの回収容積の中に引動されることに伴って、袋との加圧されたシールは、より弾力性であり得る。

ハイブリッド変形例では、エンドエフェクタは、自然に、物体の表面性質に基づいて、物体を握持する。図３Ａに示されるように、袋詰めの物体が、上記に説明されるように、袋を握持させるであろう。しかしながら、図３Ｂに示されるように、箱詰めの物体（または他のタイプの好適な物体）が、エンドエフェクタの吸着カップシステムに係合する、かつそれを通して握持されるであろう。

図４Ａ－４Ｃに示される例示的システム変形例では、エンドエフェクタは、袋がチャンバの構造の中に引動され、握持される程度をさらに増大させるように、他の入口および構造的特徴を含んでもよい。エンドエフェクタの本体は、凹状チャンバの外形の設計および／または他の構造的特徴を通して、袋の滑脱または材料転動の発生を軽減するように、動作してもよい。図４Ａに示されるように、減圧されるとき、袋が、チャンバ開口部を通して、内側チャンバの中に最初に引動される。袋膜とエンドエフェクタの入口との間の摩擦は、本位相の間は少なくあり得、袋膜は、エンドエフェクタの内側チャンバの中に迅速に進入することを可能にされる。入口の配列は、袋の材料が、チャンバの上部壁に向かって引き上げられるが、次いで、チャンバの側面、随意に、チャンバの底部縁（可能性として、リップ構造上に）に沿った入口が、次いで、図４Ｂに示されるように、それらの入口に向かって、袋材料を引動させるように、構成されてもよい。袋材料は、概して、入口の１つへの流動が、膜によって遮断されるにつれて、他の入口への流動が持続するため、シールを確立する各または少なくとも複数のこれらの入口に引動されるであろう。（中心空洞によって画定されるような）エンドエフェクタチャンバの封入された形状のため、袋膜は、エンドエフェクタの進入縁の周囲で巻着され、高摩擦接触が、袋膜とエンドエフェクタとの間で始動される。入口の配列は、物体の初期把持の間、袋膜との係合の所望のシーケンスを助長するための構成を含むことができる。そのようなエンドエフェクタ特徴の１つの潜在的利点として、エンドエフェクタが、操作される（例えば、空間内で回転される、トルク付与される、または旋回される）と、チャンバ開口部の縁、随意に、他の構造的縁は、図４Ｃに示されるように、滑脱および袋転動に関する機会を軽減する。

本システムは、いくつかの潜在的利点を提供し得る。本システムは、常時、そのような利点を提供することに限定されず、それらは、どのように本システムが実用化され得るかの例示的表現としてのみ、提示される。利点のリストは、包括的であることが意図されず、他の利点も、加えて、または代替として、存在し得る。

１つの潜在的利点として、エンドエフェクタデバイスおよびシステムは、袋詰めの物体を把持するための機械の能力を向上させ得る。特に、エンドエフェクタデバイスおよびシステムは、重量があるまたはより重い袋詰めの物体および緩んだ膜に梱包されている物体を把持するための機械の能力を向上させ得る。例えば、エンドエフェクタは、１２インチ×１２インチポリ袋の内側のコーヒーマグ等の緩い袋詰めのアイテムを確実に把持することが可能であり得る。

別の潜在的利点として、エンドエフェクタデバイスおよびシステムは、いくつかの変形例では、箱のような非袋詰めの物体、ならびに袋詰めの物体を握持するために使用されることができる、ハイブリッドエンドエフェクタとして動作するように構成されてもよい。いくつかの変形例では、エンドエフェクタデバイスおよびシステムは、相互作用が、握持作用が、実施されるとき、エンドエフェクタと物体との間の相互作用が、物体が適切なモードで握持されるように、自然に適応するようなものであり得る、設計特徴を含む。例えば、箱詰めの物体および／またはきつく袋詰めされた物体が、外側吸着カップ要素と自然に係合するであろう一方、緩んだ膜を伴う袋詰めのアイテムが、回収容積の中に、袋材料を自然に引動させるであろう。その物理的表面性質に基づいて、物体と選択的に係合することによって、これは、ピックアンドプレースロボットのシステムが物体の非不均質仕分けを操作することを可能にし得る。

別の関連潜在的利点として、エンドエフェクタデバイスおよびシステムは、向上された握持に加え、機械が袋詰めの物体をより良好に操作することを可能にし得る。異なる角度での把持故障の発生が少なくなることに伴い、機械が、種々の方法で袋詰めの物品を操作することができる。握持故障のより少ない事例と組み合わせた操作の増加した範囲は、自動化されたシステムのための増加した効率をもたらす。例えば、エンドエフェクタは、ある位置から別の位置に物体を握持および移転させるだけでなく、随意にまた、物体を再配向するためにも使用されてもよい。

別の潜在的利点として、エンドエフェクタは、長使用耐用期間を有し得る。エンドエフェクタのいくつかの変形例は、故障に耐性があり得る、剛性または半剛性材料から作製されることができる。加えて、いくつかのエンドエフェクタ変形例は、単一部片から作製される、および／または可動部品を有せず、デバイスのロバスト性を増加させ得る。

さらに別の潜在的利点として、エンドエフェクタは、物体をより良好に握持するために、その物理的設計を使用して、受動要素として動作してもよい。受動デバイスとして、エンドエフェクタは、いくつかの握持エンドエフェクタ解決策が要求し得るような、付加的アクチュエータ、センサ、および／または制御システムを必要としないであろう。
２．エンドエフェクタ詳細

図ｌＡに示されるように、袋包装された物体の吸着ベースの握持のためのエンドエフェクタは、入口１３０のアレイを含む、画定された凹状内側チャンバ１２０を伴う、主要本体構造１１０を含むことができる。本体構造１１０は、入口１３０のアレイに、真空ラインインターフェース１５０を結合する、画定された内部チャネル１４０を含むことができる。エンドエフェクタは、袋詰めの物体と併用されることができ、袋詰めの物体は、凹状内側チャンバ１２０の中に袋材料を引動させることによって、握持され、これは、袋詰めの物体のより弾力的な握持を確立するように機能してもよい。

エンドエフェクタは、好ましくは、真空圧力システム１７０と併用するためのものであり、これは、ピックアンドプレースロボットのシステム、または任意の好適な自動化システムと組み合わせて、使用されてもよい。システム変形例が、エンドエフェクタ、真空圧力システム、および／またはピックアンドプレースロボットのシステムの１つまたはそれを上回る事例を含んでもよい。真空圧力システム１７０、より具体的には、真空圧力ポンプに接続される圧力ラインが、エンドエフェクタに接続し、圧力ライン、内部チャネル１４０、および入口のアレイは、ガスおよび／または液体のための流体的に結合された経路を形成する。

エンドエフェクタシステムの変形例が、本明細書に説明されるように、種々の特徴および変形例を組み込んでもよい。図１Ａ－１Ｆは、エンドエフェクタの変形例の例示的表現であるが、当業者によって理解されるであろうように、エンドエフェクタは、これらの例示的表現に限定されない。例えば、エンドエフェクタは、本明細書に説明される、１つまたはそれを上回る変形例を組み込んでもよい。

本明細書に説明されるように、エンドエフェクタは、最も一般的に説明され、別様に記載がない限り、略水平に対称および略丸みを帯びたまたは円形外形をとるように特徴付けられる。しかしながら、当業者によって理解されるであろうように、エンドエフェクタおよびその変形例は、そのような対称または丸みを帯びた形態に限定されず、非対称であってもよく、他の形状外形を有する。

図ｌＡ－ｌＦに示されるもの等のエンドエフェクタの１つの変形例では、エンドエフェクタは、少なくとも半剛性本体構造１１０を含み、本体構造は、エンドエフェクタの物体係合側において、チャンバ開口部を伴う画定された凹状内側チャンバ１２０を備え、内側チャンバ内に、本体は、本体構造１１０のチャネル開口部壁を画定する入口１３０のアレイを含む。画定された凹状内側チャンバ１２０は、チャンバ開口部を越えて陥凹され、これは、袋材料が内側チャンバ１２０の中に引動されることを助長し、それによって、袋詰めの物体のより良好な握持を可能にする。いくつかの変形例では、本体構造はさらに、入口１３０のアレイに接続する、画定された内部チャネル１４０を備え、本体構造１１０はさらに、画定された内部チャネル１４０への開口部を画定する真空ラインインターフェース１５０を備える。

物体係合領域は、好ましくは、その中で物体が係合される、本体構造１１０上の面または表面である。物体係合領域は、略平面領域に沿ってもよい。しかしながら、領域は、任意の好適な形状または形態に共形化することができる。物体係合領域は、概して、真空ライン開口部およびその個別の真空ラインインターフェース１５０の反対側（すなわち、物体係合側）上にあるであろう。しかしながら、真空ラインインターフェースおよび物体係合領域は、任意の好適な相対的位置を有することができる。例えば、いくつかの変形例は、真空ラインインターフェースと物体係合領域との間に４５°または９０°角度を有してもよい。

本明細書に説明されるように、エンドエフェクタは、凹状内側チャンバ１２０の種々の形状、入口１３０のアレイの配列、凹状内側チャンバ１２０の構造的リップまたは他の構造的特徴の随意の含有、吸着カップシステム１６０の含有、および／または他の変形例とともに実装されてもよい。

図３Ａおよび３Ｂに示されるように、リップを含むエンドエフェクタの変形例が、より具体的には、代替として、真空ラインインターフェース１５０および物体係合領域を伴う本体構造１１０を含むものとして説明され、真空ラインインターフェース１５０は、本体構造の画定された内部チャネル１４０に、真空圧力システムの少なくとも１つの圧力ラインを結合するように構成され、本体構造１１０は、物体係合領域において、チャンバ開口部を伴う画定された凹状内側チャンバ１２０を備え、リップ構造１２１は、本体構造１２０から延在し、内側チャンバ１２０へのチャンバ開口部を少なくとも部分的に画定し、入口１３０のアレイは、内側チャンバ１２０の壁およびリップのリップ内壁１２４に沿って位置付けられ、各入口は、本体構造１１０内に、画定された内部チャネル１４０への開口部を画定する。

第１のセットの変形例として、エンドエフェクタは、凹状内側チャンバ１２０内に種々の配列の入口１３０を適用してもよい。入口のアレイは、図５に示されるように、画定されたチャンバ開口部の反対である、内部構造の壁（例えば、チャンバ開口部から横断した壁）に沿って位置付けられる、少なくとも入口のサブセット１３０１を含んでもよく、代替として、または加えて、凹状内側チャンバの側壁、下側壁、および／または構造的特徴に沿って、設置されてもよい。

入口のアレイは、凹状内側チャンバを画定する、内部構造の異なる壁または構造に沿って、種々の配向で設置された入口を含んでもよい。故に、入口のアレイは、凹状内側チャンバの第２の壁に沿って、少なくとも入口の第２のサブセットを含んでもよく、入口の第２のサブセットは、入口の第１のサブセットの配向と異なる配向で画定される。図６の実施例に示されるように、第１のセットの入口は、上部壁に沿って、設置されることができ、第２のセットの入口は、側壁に沿って、設置されることができる。

別のセットの変形例として、エンドエフェクタは、袋詰めの物体を把持する際に使用される回収容積を増大させるように、拡張された凹状内側チャンバ１２０を組み込んでもよい。拡張された凹状内側チャンバは、チャンバ開口部の幅を上回る幅を伴う、内側チャンバである。拡張された内側チャンバ１２０を伴う変形例では、チャンバ開口部を上回る内部幅を有する内側チャンバが、袋材料が内側チャンバ１２０の中に引動されることを助長することができ、その場合、チャンバ開口部は、袋材料の折畳を形成する剛性障壁を確立し、これは、袋詰めの物体をより良好に握持するように、滑脱および袋転動を軽減し得る。円形断面を伴う凹状内側チャンバでは、これは、凹状内側チャンバが、チャンバ開口部の直径を上回る直径を伴う断面を有することを意味し得る。しかしながら、内側チャンバおよび／またはチャンバ開口部は、円形形態に限定されない。このように、拡張された凹状内側チャンバ１２０は、少なくとも１つの領域において、内側チャンバ開口部を越えて後退する外形を伴う（例えば、水平寸法において凹状である）、任意のものであり得る。

別の可能性として考えられる変形例として、拡張された内側チャンバは、図８に示されるように、物体係合側上でチャンバ開口部を少なくとも部分的に画定するように、本体構造１１０から内向きに延在する、リップ構造１２１を組み込んでもよい。いくつかの変形例では、リップ構造１２１は、丸みを帯びたチャンバ開口部を画定するように、本体構造から内向きに延在する。リップ構造１２１は、代替として、チャンバ開口部の任意の好適な形状の外形を形成し得る。加えて、図９に示されるように、外部リップ１２１１および内部リップ１２１２等の複数のリップ構造が存在し得る。

別の可能性として考えられる変形例として、入口１３０のサブセットが、図１０に示されるように、リップ構造１２１上に位置付けられ、チャンバ開口部から離れた方向に開放してもよい。一実施例では、入口１３０のアレイは、図１０に示されるように、チャンバ開口部の方向に開放する、少なくとも入口の第１のサブセット１３０１と、チャンバ開口部から離れた方向に開放する、入口の第２のサブセット１３０２（例えば、リップ構造上の入口）とを有することができる。リップ構造１２１を含む変形例では、入口１３０のサブセットが、リップ構造１２１、より具体的には、リップ内壁上に位置付けられ、入口１３０は、チャンバ開口部から離れた方向に開放してもよい。内向きに延在する、リップと組み合わせられた、内側チャンバ内の入口の多方向の位置付けは、よりしっかりした方法で、袋を保持することができる多方向の圧力を用いて、容積を作成することができる。本体構造１１０の物理的形態は、物体の把持を協調的に強化し、袋に特有の握持故障に関する機会を軽減することができる。

別の可能性として考えられる変形例として、凹状内側チャンバ１２０を画定する内部構造は、１つまたはそれを上回る構造的特徴（例えば、リップ突出部、谷部等）を含んでもよい。図１１Ａおよび１１Ｂの実施例では、刻目付き構造的特徴が、凹状内側チャンバ１２０を画定する、内部構造の側面の側壁上にパターン化されてもよい。図１２の実施例では、構造的特徴が、凹状内側チャンバ１２０を画定する内部構造の上部壁から突出する表面を含んでもよい。そのような変形例では、入口のサブセットが、１つまたはそれを上回る構造的特徴上に位置付けられてもよい。

１つの可能性として考えられる変形例として、本明細書に説明されるもの等のエンドエフェクタ特徴が、拡張された凹状内側チャンバ１２０と、外側表面を画定する本体構造１１０とともに、エンドエフェクタに組み込まれてもよい。そのような変形例では、エンドエフェクタは、完全に剛性（または半剛性）構造であってもよく、これは、エンドエフェクタの構造を形成するために取り付けられる、単一部片または代替として複数の構成要素から作製されてもよい。いくつかの変形例では、本変形例は、付加製造（例えば、３Ｄ印刷）または他の製造技法を使用して、製造されてもよい。他の変形例では、複数の構成要素は、単一固体構成要素を形成するために、製造される、取り付けられる、および組み立てられてもよい。本変形例は、袋焦点化エンドエフェクタとして使用されてもよい。

そのような袋焦点化変形例では、エンドエフェクタは、少なくとも半剛性本体構造１１０を含むことができ、本体構造は、エンドエフェクタの外部表面を形成し、エンドエフェクタの物体係合側において、チャンバ開口部を伴う画定された凹状内側チャンバ１２０を備え、内側チャンバ１２０は、チャンバ開口部を上回る内部幅を有し、内側チャンバ内に、本体は、本体構造の壁に、チャネル開口部を画定する入口のアレイを含み、本体構造はさらに、入口のアレイに接続する、画定された内部チャネルを備え、本体構造はさらに、画定された内部チャネルに、開口部を画定する真空ラインインターフェースを備える。

別の可能性として考えられる変形例として、エンドエフェクタは、図１３－１７の実施例に示されるもの等、凹状内側チャンバ１２０を画定する内部構造と統合された、吸着カップシステム１６０を含む、またはそれに接続される、本体構造１１０を含んでもよい。代替として、ハイブリッドエンドエフェクタ変形例と称されるそのような変形例は、エンドエフェクタが、吸着カップベースのエンドエフェクタとして、または袋焦点化エンドエフェクタとして作用することを可能にするように機能し得る。統合された吸着カップを伴うハイブリッド変形例では、箱詰めの物体（または緩く袋詰めされたアイテム等の吸着カップ握持のために好適な表面を伴う他の物体）は、吸着カップシステム１６０と物体の表面との間に真空シールを確立することによって、自然に握持されてもよく、袋詰めの物体は、自然に、袋詰めの物体の握持のために、袋材料を内側チャンバ１２０の中に引動させるであろう。ハイブリッドエンドエフェクタ変形例は、随意に、本明細書に説明される特徴変形例のうちの１つまたはそれを上回るものを含んでもよい。

このように、ハイブリッドピックアンドプレースシステムのためのエンドエフェクタが、真空ライン開口部と、物体係合領域とを伴う、本体構造１１０を含んでもよく、真空ラインインターフェース１５０（例えば、開口部）は、本体構造１１０の画定された内部チャネルに、真空圧力システムの少なくとも１つの圧力ラインを結合するように構成され、本体構造１１０は、物体係合領域において、可撓性シールリップ１６１を備える、吸着カップシステム１６０を備え、本体構造１１０は、加えて、物体係合領域において、チャンバ開口部を伴う、凹状内側チャンバ１２０を画定する、内部構造１１２を備え、チャンバ開口部は、シールリップ１６１の握持領域内に位置付けられており、内部構造１１２は、凹状内側チャンバ１２０の少なくとも１つの壁に沿って位置付けられる、入口１３０のアレイを備え、各入口は、本体内に、画定された内部チャネルへの開口部を画定する。

いくつかの変形例では、本エンドエフェクタ変形例は、エンドエフェクタの外部表面（例えば、本体構造１１０の外部表面）と、吸着カップシステム１６０内の開口部内に挿入される別個の剛性内部構造とを形成する、吸着カップシステムを含んでもよい。吸着カップシステム１６０は、可撓性材料から作製されることができ、内部構造１１２は、剛性材料（または半剛性材料）から作製されることができる。剛性内部構造は、吸着カップシステム内で嵌合される、および／または取り付けられてもよい。剛性内部構造１１２は、エンドエフェクタの物体係合側において、チャンバ開口部を伴う凹状内側チャンバ１２０を画定することができる。他の変形例と同様に、内側チャンバ１２０内に、内部構造１１２は、内部構造１１２の壁に、チャネル開口部を画定する入口１３０のアレイを含むことができる。

シールリップ１６２は、好ましくは、チャンバ開口部を囲繞し、そこから外向きに延在する。本体構造１１０の吸着カップシステム１６０は、加えて、内部構造１１２の周囲に蛇腹１６２を含み、図１４に示されるもの等のエンドエフェクタの外部表面を形成してもよい。蛇腹１６２は、シールリップ１６１に接続されてもよい。

図１３－１４の実施例に示されるもの等のいくつかのハイブリッド変形例では、入口のアレイは、画定されたチャンバ開口部の反対である、内部構造の壁に沿って位置付けられる、入口の第１のサブセットを含むことができる。換言すると、少なくとも入口のサブセットが、上部壁に沿ってあり得る。

図１６に示される変形例等のいくつかのハイブリッド変形例では、入口のアレイは、加えて、凹状内側チャンバの第２の壁に沿って、少なくとも入口の第２のサブセットを含んでもよい。入口の第２のサブセットは、入口の第１のサブセットの配向と異なる配向で画定されてもよい。そのような変形例では、入口が、非平行平面に沿って、画定された接線を有する、異なる壁に沿って画定されてもよい。図１６の実施例に示されるように、入口が、凹状内側チャンバの上部壁および側壁に沿って位置付けられてもよい。

図１７に示される変形例等のいくつかのハイブリッド変形例では、いくつかの入口１３０が、対向方向に配向されてもよい。入口１３０は、直接（入口が反対方向におけるベクトルに沿って画定された状態で）対向方向に配向され得るが、入口１３０が、代替として、間接的に（２つの入口の配向ベクトルが、反対方向に縦方向構成要素を有する状態で）対向方向に配向され得る。

図１８に示される変形例等のいくつかのハイブリッド変形例では、内部構造は、チャンバ開口部の幅を上回る幅を伴う、内側チャンバを伴う、拡張された凹状内側チャンバ１２０を形成してもよい。いくつかのそのような変形例では、内部構造（またはエンドエフェクタの他の好適な構成要素）は、チャンバ開口部を少なくとも部分的に画定する、リップ構造１２１を含んでもよい。

加えて、図１７に示される変形例等のいくつかのハイブリッド変形例では、入口１３０の第１のサブセットが、チャンバ開口部の方向に開放し（すなわち、ある配向とともに画定される）、入口の第２のサブセットが、リップ構造上に位置付けられ、チャンバ開口部から離れた方向に（すなわち、対向方向に）開放し得る。

図１９に示される変形例等のいくつかのハイブリッド変形例では、凹状内側チャンバ１２０を画定する内部構造１１２は、１つまたはそれを上回る構造的特徴（例えば、リップ突出部、谷部等）を含んでもよい。

図１５－１８に示される変形例等のいくつかのハイブリッド変形例では、エンドエフェクタは、チャンバ開口部と吸着カップ１６０との間に遷移空気チャネル１２５を含む。各遷移空気チャネル１２５は、シールリップ１６１の外側縁に向かって外向きに、チャンバの内縁から延在してもよい。流体チャネルを提供するための本機能は、吸着カップ把持モードまたは袋詰めの物体把持モードのいずれかで、ハイブリッド動作を改良する。他の構造的配列も、遷移空気チャネルを確立するために使用されてもよい。１つの好ましい実装では、内部構造は、チャンバ開口部から外向きに延在する、フランジのセットを含み、それによって、吸着カップシステム内の中心開口部の中に挿入されるとき、遷移空気チャネルのセットを形成する。フランジのセットは、好ましくは、少なくとも部分的に、水平方向に延在し、好ましくは、シールリップ１６１の傾きおよび表面に共形化する。代替として、遷移空気チャネルは、シールリップ１６１の内側表面の形態によって、画定されてもよい。

図２０に示される変形例等のいくつかのハイブリッド変形例では、蛇腹１６２を伴う吸着カップシステム１６０を含む、エンドエフェクタは、蛇腹を封入する剛性側板１８０を含むことができる。

下記に、エンドエフェクタおよび／またはエンドエフェクタシステムの種々の構成要素、特徴、ならびに変形例の詳細な説明が続く。

エンドエフェクタの本体１１０は、種々のチャネル特徴を伴う構造的ユニットとして、本明細書に説明されるエンドエフェクタを可能にするように機能する。本体１１０は、エンドエフェクタを形成するために、組み立てられる、または別様に接続される複数の構成要素から作製されてもよい。本体１１０は、代替として、単一製造構造から作製されてもよい。

上記に説明され、図５－１２等の実施例に示されるように、本体１１０は、外部表面および凹状内側チャンバ１２０を画定する内部構造の少なくとも一部を形成する、剛性または半剛性部品であることができる。図１３－２１等の実施例に示される、他の変形例では、本体１１０は、吸着カップシステム１６０および剛性または半剛性内部構造構成要素を含む、またはそれと統合されてもよい。いくつかのハイブリッド変形例では、外部表面は、例えば、図１６－１９に示されるように、少なくとも部分的に、吸着カップシステムから作製されてもよい。

本体１１０は、好ましくは、下記に説明されるように、凹状内側チャンバ１２０およびその特徴を画定する、内部構造１１２を含む。内部構造は、（例えば、図５－１２におけるように）単なる剛性要素のサブ区分であり得る。内部構造は、代替として、エンドエフェクタの本体１１０を形成するために、他の構成要素と組み合わせられる、明確に異なる部品であり得る。例えば、内部構造１１２は、吸着アップシステム１６０の内部開口部内に取り付けられる、挿入部であることができる。

内部構造１１２は、好ましくは、少なくとも半剛性である。いくつかの変形例では、本体１１０は、完全に剛性または半剛性材料から作製されることができる。剛性または半剛性材料として、エンドエフェクタは、使用が、エンドエフェクタの構造および機能性に最小限の影響を及ぼすため、長耐用期間を有し得る。本体１１０は、材料の製造された単一部片であることができるが、代替として、多部品設計であることができる。いくつかの変形例が、本体の中に、可撓性または非剛性材料および要素を伴うエンドエフェクタを実装してもよい。１つの例示的変形例として、エンドエフェクタは、物体に接触する場合およびとき、より可撓性のために可撓性蛇腹を含み、可撓性領域は、本体１１０の中に統合されることができる。

エンドエフェクタの種々の要素のための種々の構造的本体１１０変形例は、本明細書にさらに詳細に説明される。

一般に、構造的本体１１０は、凹状内側チャンバ１２０を画定する、少なくともいくつかの部分またはサブ構成要素を含むであろう。

図１３－２０の実施例に示されるように、構造的本体１１０は、非袋詰めの物体（例えば、箱詰めの物体）および／または緊密に袋詰めされた物体の握持を助長する、袋詰めの物体および外側吸着カップシステム１６０の握持を助長するために、内側チャンバ１２０を形成する半剛性構成要素を含んでもよい。

図５－１２に示されるように、構造的本体１１０は、代替として、吸着カップ１６０構成要素を伴わずに、１つまたはそれを上回る構成要素から作製される、完全に半剛性または剛性構造であってもよい。一実施例として、本体１１０は、ベル状形状を有してもよいが、エンドエフェクタの本体の外側形態は、任意の好適な形状にカスタマイズされてもよい。１つの好ましい実装では、本体１１０は、中心軸を中心として実質的に対称形態であり、真空ラインインターフェース１５０および画定された内部チャネル１４０の中への入口が、対向側上にある。１つの実装では、本体１１０は、エンドエフェクタが、単一部片から作製されることができるように、３Ｄ印刷に関して互換性がある形態を有する。しかしながら、任意の好適な製造および組立技法が、代替として、使用されてもよい。

いくつかの変形例では、構造的本体１１０は、吸着カップフランジを含まずに、エンドエフェクタが撓曲することを可能にするように、外側可撓性蛇腹サブ構成要素１６１を含んでもよい。

凹状内側チャンバ１２０は、袋の向上した握持を促進する特徴として、入口１３０のアレイと連携して機能する。上記に説明されるように、凹状内側チャンバ１２０は、内部構造１１２によって画定され、したがって、内側チャンバ１２０の特徴は、代替として、内部構造１１２の特徴として説明される、または内部構造１１２によって画定されてもよい。

圧力が、能動的であるとき、袋が、内側チャンバ１２０の中に引動されることができ、チャンバ１２０の画定された容積は、シールが実質的に入口１３０のアレイ全体上に確立され得るように、十分な袋材料が進入することを可能にするように、成形される。異なる位置における複数の入口１３０は、付与される力の異なる点を確立することができる。異なる配向で入口を伴う変形例では、袋は、入口１３０の明確に異なる場所において、異なる方向に引動されることができる。

いくつかの事例に議論されるように、特定の領域内の１つまたはそれを上回る入口１３０から付与される圧力から発生される力の方向は、その中で袋がチャンバ開口部に進入した方向と対向する方向にあって、したがって、把持する間、空間内の物体を移動させるとき、袋膜とチャンバ開口部の壁との間の摩擦を増加させ、滑動に抵抗し得る。これは、折畳式の留め金のような様式で作用する、エンドエフェクタの構造を作製するように機能する。

凹状内側チャンバ１２０は、本体構造１１０の内部構造１２１によって形成される。いくつかの変形例では、内部構造１２１は、例えば、図６におけるもの等のエンドエフェクタを形成する、単なる本体構造１１０の一部であってもよい。代替として、内部構造１２１は、本体構造１１０の別の構成要素に接続される、明確に異なる構成要素であってもよい。一実施例では、内部構造１２１は、吸着カップシステム１６０の開口部内に位置付けられる、挿入部である。内側チャンバ１２０は、内部構造１２１によって形成される、画定された空洞を指し得る。

内側チャンバ１２０は、好ましくは、チャンバ開口部から凹状である。換言すると、内側チャンバは、縦方向に凹状である（遠位チャンバ開口部から、エンドエフェクタの近位端に向かって陥凹される）、画定された空洞である。内側チャンバ１２０は、主に、物体係合領域内に丸みを帯びたまたは円形チャンバ開口部を有するものとして、本明細書に説明される。しかしながら、チャンバ開口部は、代替形状を有してもよい。

いくつかの変形例では、内側チャンバ１２０は、拡張された凹状内側チャンバであり、その最広領域における内側チャンバ１２０は、チャンバ開口部の幅を上回る幅を有する。より一般的特性評価では、空洞の１つの区分の幅は、開口部により近い空洞の少なくとも１つの区分を上回る。内側チャンバ１２０は、ドーム形形状であることができるが、種々の内部幾何学形状を有してもよい。内側チャンバ１２０は、非規則的形態を伴う画定された容積を有してもよい。

内側チャンバ１２０は、内壁から成り、これは、上部内壁１２２と、側面内壁１２３とを含んでもよい。いくつかの変形例では、内側チャンバ１２０は、加えて、エンドエフェクタが、リップ構造１２１を含むとき、リップ内壁１２４を含んでもよい。いくつかの変形例では、エンドエフェクタは、そのような内壁の明白な区別を有せず、持続表面であってもよい。他の変形例では、より複雑な形態が、内側チャンバ１２０内に他の内部構造的特徴を有してもよく、代替壁記述子が、使用されてもよい。上部、側面、およびリップ内壁が、特徴の種々の性質および一般的配置を説明するための利便性として、本明細書で参照され、３つの明確に異なるタイプの壁に、内側チャンバを限定することは意図されない。

上部内壁１２２は、概して、内側チャンバ１２０内の開口部（すなわち、チャンバ開口部）と反対の壁として特徴付けられるであろう。側内壁は、チャンバ開口部に向かって、上部内壁１２２から縦方向に延在する、壁として特徴付けられることができる。リップ１２１を含む変形例では、側内壁１２３は、概して、リップ内壁１２４の基部に外向きに先細になる、または拡張するであろう。

内側チャンバおよびその内壁は、袋を引き込み、袋を把持するように機能する、凹状空洞を画定する。内側チャンバ１２０の拡張された凹状の変形例では、内側チャンバは、チャンバ開口部空洞と、中心空洞とを含むものとして特徴付けられ得る、凹状空洞を画定し、チャンバ開口部空洞の幅は、中心空洞の少なくとも１つの領域より少なくとも１つの区分において狭い。内向きに延在する、リップ１２１が、チャンバ開口部空洞を画定するように、機能することができる。

本体および内側チャンバ１２０の寸法は、図４に示されるように、物体の異なる袋材料および／またはサイズ／重量に関してカスタマイズされることができる。物体の重量、袋材料のタイプ、袋材料のたるみの量、および／または他の要因は、内側チャンバ１２０の構造に考慮されることができる。１つの変形例では、チャンバ開口部の平均幅が、凹状内側チャンバの高さ（すなわち、深度）を上回る。円形チャンバ開口部の場合、これは、代替として、１を上回る比率を有する内側チャンバの高さと比較した、チャンバ開口部直径の比率として説明され得る（すなわち、直径は、高さを上回る）。ここでは、高さは、縦方向における測定を指し、チャンバ高さは、物体係合領域から、物体係合領域と対向する凹状内側チャンバの壁までの高さである。内側チャンバの高さおよび幅は、膜、袋の厚さ、ならびにその中の物体の重量に依存し得る。

チャンバ開口部から上部壁まで画定されるようなチャンバ高さは、好ましくは、十分な量の材料を引き込むために、十分に高い。開口部幅（すなわち、チャンバ開口部の幅）は、水平方向に画定された開口部である。開口部幅は、好ましくは、圧力が袋材料を伸縮させるように、チャンバ開口部を過度に充填せずに、袋材料がチャンバの中に引動されることを可能にするように、十分に広い。一般に、チャンバ高さは、チャンバ開口部を上回るが、その構成に限定されない。チャンバ幅（画定された中心空洞内の幅）は、エンドエフェクタの高さに沿って、異なる断面領域において外形が変動してもよい。拡張された凹状内側チャンバ１２０では、内側チャンバ１２０は、概して、議論されるように、チャンバ開口部幅を上回る最大幅を有してもよい。しかしながら、内側チャンバが、中心軸を中心として中心に置かれない、変形例が存在してもよく、その場合、拡張された凹状内側チャンバ１２０の特徴が、代替構成を通して、達成されることができる。測定および方向を指すために使用される高さ、幅、縦方向、水平、および／または他の相対的用語は、図２１Ａおよび２１Ｂに示される参照に基づく。当業者は、これらの相対的用語が、説明の便宜上のみであって、エンドエフェクタを任意の特定の形態または配向に限定されないことを理解するであろう。

いくつかの変形例では、内側チャンバ１２０は、画定されたリップ１２１を有し得ない。１つのそのような実施例では、内側チャンバ１２０は、図１３に示されるように、上部壁に向かって、チャンバ開口部から延在する、略円筒形に成形される画定された空洞であってもよい。

いくつかの変形例では、内部構造１１２は、リップ構造１２１に類似または相補的様式で機能する、構造的特徴を含んでもよい。そのような構造的特徴は、内側チャンバ１２０に内向きまたは外向きに延在する、構造的形態を有する、内部構造１１２を伴い得る。例えば、側内壁１２３は、リップ１２１と同様に役割を果たす、または機能し得る。図１１Ａおよび１１Ｂに示されるように、いくつかの代替変形例では、内側チャンバ１２０は、パターン化された表面を伴う、側内壁１２３を含んでもよい。パターン表面は、突出部のシーケンスであることができる。パターン化された表面構造は、代替タイプの内部リップ構造であることができる。入口は、突出部の間のくぼみに位置付けられてもよい。

別の代替実施例として、上部壁は、図１２に示されるように、下向きに延在する、内向きの突出部を有してもよい。そのような構造的特徴は、エンドエフェクタの性能を改変するために、使用されることができる。例えば、下向きの突出部は、その中でエンドエフェクタが握持し得る、袋材料の表面積を拡張させるように機能し得る。

議論されるように、１つの好ましい変形例では、本体構造１１０は、内側チャンバ１２０の開口部を横断して内向きに延在および突出する、リップ構造１２１を含む。リップ構造１２１は、チャンバ開口部への輪縁として機能することができる。故に、リップ構造１２１は、内部チャンバの容積を部分的に画定することができる。リップ構造１２１は、好ましくは、本体構造１１０の底面から延在する。

１つの変形例として、リップ構造１２１は、丸みを帯びたチャンバ開口部を画定するように、本体構造から内向きに延在することができる。リップ構造１２１は、好ましくは、チャンバ開口部のための円形、楕円形、または他のタイプの対称な丸みを帯びた形状を形成する。しかしながら、リップ構造１２１は、チャンバ開口部の任意の好適な形状を作製するために、使用されてもよい。リップ構造１２１は、本体構造１１０の全ての側面から均一に延在してもよい。リップ構造１２１は、代替として、均一に延在しなくてもよい。

１つの変形例では、リップ構造１２１は、チャンバ開口部の一部のみにわたって被覆するリップ構造１２１を画定するように、本体構造１１０の限定された部分から内向きに延在する。１つの実装では、リップ構造１２１は、図２２Ａおよび２２Ｂに示されるように、チャンバ開口部の限定された部分のみにわたって、リップ構造１２１を形成するように、本体構造１１０の円周の半分から内向きに延在する。本変形例は、１つの寸法に沿った把持を向上させ得る。エンドエフェクタを操作する際に使用される作動システムは、適切な方向でリップを伴うエンドエフェクタを適切に配向し得るように、エンコーダまたはエンドエフェクタ配向を監視する他の方法を含んでもよい。これは、高反復的自動化されたシステムを伴う用途において、特定の有用性を有し得、その場合、固定または一貫性のある形態の操作経路が、繰り返し実施され、リップの配向は、操作経路に統合されることができる。

リップ構造１２１は、好ましくは、リップ内壁１２４を含む。いくつかの変形例では、リップ内壁１２４は、少なくとも入口１３０のアレイのサブセットを含んでもよい。リップ上の入口は、リップ内壁１２４の表面を横断して位置付けられることができる。故に、リップ構造１２１は、本体の内部チャネル１４０に、リップ上の入口を結合するように、内部チャネルを含むことができる。１つの変形例では、本体の内部チャネル１４０は、本体１１０およびリップ構造１２１が、単一または統合された部片であるとき等、リップ構造１２１の中に延在する。リップ構造１２１が、本体１１０に取り付けられる別個の部品である、変形例では、リップ構造１２１は、リップ構造１２１が、本体１１０に取り付けられるとき、本体の内部チャネル１４０に、リップ構造１２１の入口を結合する、内部チャネルと製造されてもよい。

その代替変形例として、リップ構造１２１は、固体構造であることができ、入口は、リップ構造１２１の基部に隣接して位置付けられてもよい。

リップ構造１２１は、好ましくは、少なくとも半剛性であり、剛性または半剛性材料から作製されてもよい。いくつかの代替変形例では、リップ構造１２１は、可撓性材料から作製される、または可撓性部分を含んでもよい。可撓性部分が、基部を中心として、中間区分において、縁において、または任意の好適な部分において、撓曲することを可能にし得る。

リップ構造１２１は、略平坦構造であってもよい。しかしながら、リップは、パターン化された構造（突出部、谷部等）および／または他の特徴を有してもよい。リップ構造１２１は、好ましくは、圧力下で、力の中心方向に横方向に延在する。例えば、チャンバ開口部における圧力の主要な方向が、縦方向に上向きである場合、リップ構造１２１は、少なくとも分的に水平方向に部延在する。その代替変形例として、リップは、下向きに、上向きに角度付けられる、または別様に、図２３に示されるように、いくつかの形態の傾きまたは付加的構造的特徴を有してもよい。

リップ構造１２１は、チャンバ開口部に沿って、低摩擦の丸みを帯びた縁を含むことができ、これは、袋が内側チャンバ１２０の中に引動されることをより良好に可能にするように機能する。リップ構造１２１は、代替として、または加えて、袋が、リップ構造１２１上またはその近傍の入口と係合された後、袋上に折目点を助長するように、離散縁を含み得る。

いくつかのハイブリッド変形例では、エンドエフェクタは、遷移空気チャネル１２５を含み、これは、チャンバ開口部と吸着カップシステム１６０との間の遷移領域を確立することを促進するように機能する。これは、異なるタイプの袋詰めのアイテムの自動適応握持の潜在的利点を有し得る。例えば、遷移空気チャネル１２５は、緊密に袋詰めされた物体および緩く袋詰めされた物体の選択的取扱を可能にすることができる。遷移空気チャネル１２５は、袋材料が、内側チャンバ１２０内に完全に握持されないとき、吸着カップに空気を漏出する。このように、遷移空気チャネル１２５は、吸着カップシステム１６０が、可撓性を欠いている袋材料を伴う緊密に袋詰めされた物体を握持し、内側チャンバ１２０内で完全に係合することを可能にすることができる。しかしながら、緩く袋詰めされた物体と係合するとき、袋材料は、好適には、内側チャンバ１２０内に把持されることができる。

遷移空気チャネル１２５は、チャンバ開口部とシールリップ１６１の外側縁との間の溝を画定されることができる。遷移空気チャネル１２５は、シールリップ１６１に向かって（チャンバ開口部またはその近傍の）凹状内側チャンバ１２０の内縁から、延在することができる。空気チャネル１２５は、シールリップ１６１の縁に向かって、部分的にのみ延在し得る。遷移空気チャネルは、周期的に、開口部の周囲の輪に設置されてもよいが、任意の好適なパターンが、使用されてもよい。１つの実装では、内部構造１１２は、水平方向に少なくとも部分的に延在する、フランジのセットを含む。そのような変形例では、内部構造１１２は、吸着カップシステム１６０の中心開口部の中に挿入される、剛性材料から作製されることができる。このように、フランジは、チャンバ開口部から外向きに延在する。フランジは、側壁を確立し、シールリップ１６１の表面は、チャネルの底部表面としての役割を果たすことができる。

別の実装では、シールリップ１６１は、内部構造１１２が吸着カップシステム１６０の開口部と係合する場所に延設される、隆起を含んでもよく、隆起は、シールリップ１６１の外側縁に向かって、チャンバ開口部から延在する空洞を画定する。遷移空気チャネル１２５は、線形チャネルとして画定されることができるが、代替として、任意の好適な形状であってもよい。例えば、画定されたチャネルのネットワークが、シールリップ１６１の外側領域に、チャンバ開口部の外側縁を接続してもよい。

入口１３０のアレイは、圧力が、内側チャンバ１２０から印加され得るように、本体１１０の壁を通して延在する、複数の通過チャネルを画定するように機能する。入口１３０のアレイは、好ましくは、凹状内側チャンバ１２０を画定する、内部構造１１２の内壁上に位置付けられる。１つの変形例では、入口１３０は、主にまたは全体的に、上部内壁１２２上に配列される。１つのそのような変形例では、入口１３０は、メッシュまたはグリッドから作製されてもよい。いくつかの変形例では、（例えば、１つまたはそれを上回る）入口のサブセットは、上部内壁１２２、側内壁１２３、および／またはリップ内壁１２４上に位置付けられることができる。

入口が、本体１１０内の小さい画定された空洞であることができる。画定された通過チャネルは、円筒形に成形されてもよい。別の変形例では、入口が、より長方形の画定された通過チャネルを作製する、長細隙であることができる。１つの変形例では、入口１３０のアレイまたは少なくとも入口１３０のアレイのサブセットは、メッシュ材料を通して、形成されてもよい。入口が、代替として、任意の好適な形状、配列を使用し、任意の好適な寸法を有してもよい。加えて、入口１３０のアレイの入口は、略均一であってもよいが、代替として、異なる寸法および形状を有してもよく、これは、各入口の役割のために構成されてもよい。

入口１３０のアレイの部分は、明確に異なる領域内に分散されてもよい。入口１３０の配列および構成は、エンドエフェクタの特定の性能目的にカスタマイズされることができる。

いくつかの変形例では、エンドエフェクタは、可能な限り多く、内側チャンバ１２０の中に上向きに、袋材料を引動させることを所望し得る。このように、入口のアレイは、全体的にまたは主に、上部内壁１２２に沿って位置してもよい。

別の変形例では、配置は、袋が内側チャンバ１２０の中に引動され、次いで、側面および／または底部に向かって、入口に向けてさらに引動される所望の方法を助長するように構成されてもよい。入口１３０のアレイは、内側チャンバ１２０の中に引動されるとき、膜の所望の流動および操作を助長するように構成されてもよい。入口の配列は、入口が、物体の初期把持の間、内側チャンバの内側表面１２０を横断して拡張させる様式で、順次、膜と係合する（すなわち、流動が遮断される）ように、把持された膜と入口１３０のアレイとの間の係合のシーケンスを助長するための構成を含むことができる。入口１３０のアレイの配列は、入口の位置およびパターンを指す。配列は、加えて、サイズおよび形状等の入口の性質におけるパターンを指し得る。１つの変形例では、配列は、一連の外向きに拡張する入口であり、これは、入口の放射状に広がるパターンであることができる。入口は、上部内壁１２２から対称的に（または非対称的に）放射状に広がってもよい。入口の放射状に広がるパターンが、内側チャンバ１２０の中に、最初に上部内壁入口に至るまで、膜材料の流動を助長するように、機能することができる。中心に位置する入口が、遮断されると、膜の流動は、入口に近接して被覆するために引動され、可能性として、被覆された入口を囲繞してもよい。これは、実質的に全ての入口が遮断されるまで持続することができ、それによって、膜が、リップ内壁１２４のような方略的に設置された位置における入口によって保持される。任意の好適な配列が、代替として、使用されてもよい。

図１０Ａに示されるように、１つの例示的変形例は、（例えば、上部に、中央上部の周囲で中心に置かれる等）上部内壁１２２に近接する領域内の入口の第１のサブセット（例えば、１つの入口）と、側面内壁１２３の下側部分に沿った入口の第２のサブセットと、リップ内壁１２４上の入口の第３のサブセットとを含むことができる。

リップ構造１２１を含む、変形例では、少なくとも入口のサブセットが、リップ構造１２１上に、および／またはリップ構造１２１に近接して位置付けられる。リップ構造上１２１に位置付けられるとき、入口は、リップ内壁１２４を横断して、好ましくは、図３Ｂに示されるようなあるパターンで、均一に分散されることができる。リップ構造１２１に近接して位置付けられるとき、入口１３０のアレイのサブセットが、基部に隣接して位置付けられてもよく、これは、リップが、図８に示されるように、（例えば、高さにおいて）実質的に薄い、または内部チャネルを有していない場合、使用されるアプローチであってもよい。

いくつかの変形例では、入口１３０のアレイは、好ましくは、入口が種々の方向に指向されるように、内側チャンバ１２０の壁に沿って位置付けられる、入口１３０を有する。これは、印加される力の方向を多様化するように機能し得る。本明細書では、入口の方向は、入口の位置において本体の表面に略垂直な軸に沿って画定された、流動の方向におけるベクトルとして特徴付けられる。加えて、入口１３０のアレイのサブセットが、チャンバ開口部の外側にオフセットして位置付けられてもよい。エンドエフェクタが、拡張された内側チャンバ１２０および／またはリップ構造１２１を含むとき、入口が、チャンバ開口部の外側からオフセットされ、リップ構造１２１に対して袋材料の湾曲を助長することによって、袋材料をより良好に把持してもよい。

１つの変形例では、入口１３０のアレイは、チャンバ開口部の方向に、少なくと入口開口部のも第１のサブセットと、チャンバ開口部から離れた方向に、入口開口部の第２のサブセットとを含む。例えば、チャンバ開口部が、気流を上向きにさせるように配向される場合、入口の第１のサブセットがまた、直接気流を内側チャンバ１２０のあるサブ領域内で上向きに指向するように構成され、入口の第２のサブセットが、気流を内側チャンバ１２０の別のサブ領域内で下向きに指向するように構成される。１つの特定の変形例では、入口の第２のサブセットの少なくとも一部は、リップ内壁１２４上に位置付けられるが、代替として、上記に議論されるような他の方向に位置付けられてもよい。

図２４の代替変形例に示されるように、いくつかの変形例は、主に、チャンバ開口部からオフセットされ、チャンバ開口部の方向に配向される（例えば、少なくとも部分的に、上向きに力を印加する際に使用される）入口を含んでもよい。これは、チャンバ開口部の方向と対向する方向で、入口を含まない例示的変形例を示す。

１つの変形例では、入口１３０のアレイは、１つまたはそれを上回る能動的に制御された入口を含んでもよい。能動的に制御された入口が、好ましくは、その開放状態を変化させ得るものである。１つの変形例では、能動的に制御された入口が、開放および閉鎖されることができる。別の変形例では、能動的に制御された入口が、より多いまたはより少ない空気を通過させるために、開放の量を改変することができる。制御された入口の１つの実装では、本システムは、制御信号に従って開放および閉鎖されることができる、制御された弁を含む。他の好適な機構も、使用されてもよい。いくつかの事例では、複数の入口が、１つの機構を通して、制御されてもよい。能動的に制御された入口が、握持と連動された様式で、制御されてもよい。例えば、制御された入口は、図２５Ａに示されるように、内側チャンバ１２０の中に、袋を最初に引動させるとき、ある状態に、次いで、図２５Ｂに示されるように、袋の後続の握持のための異なる状態にあってもよい。

画定された内部チャネル１４０は、本体構造１１０の壁によって含有される、開放容積として機能する。内部チャネル１４０は、入口１３０のアレイを通して、内側チャンバ１２０と真空ラインインターフェース１５０を流体的に結合する。内部チャネル１４０は、開放空洞であってもよい。いくつかの変形例では、本体構造１１０は、外部表面および内側チャンバを形成する、接続される剛性材料から作製されてもよく、これは、内部チャネル１４０を含んでもよい。別の変形例では、内部チャネル１４０は、吸着カップシステム１６０の蛇腹と内部構造１１２との間の画定された空洞であってもよい。内部チャネル１４０は、代替として、エンドエフェクタが、真空ラインインターフェース１５０と接続するとき、画定された空洞であってもよい。１つの特定の実装では、内部チャネル１４０は、真空ラインインターフェース１５０に入口を接続する、１つまたはそれを上回る管であってもよい。

真空ラインインターフェース１５０は、それを通して圧力システムが入口との流体結合を確立し得る、画定された空間として機能する。真空ラインインターフェース１５０において減少された圧力が、好ましくは、気流および入口１３０のアレイのそれぞれにおける内向きの圧力、ならびにチャンバ開口部を横断した内向きの圧力をもたらす。エンドエフェクタは、好ましくは、真空ラインインターフェースを含み、これは、圧力ラインおよび／または作動システムへのコネクタとして機能する。真空ラインインターフェースは、好ましくは、真空ラインインターフェース１５０の空洞を画定する。真空ラインインターフェースは、圧力ラインおよび／または作動システムに結合するように、ねじ山付き締結具、係止機構、摩擦嵌合、スナップ嵌合、および／または任意の好適な機構であることができる。作動システムは、代替として、本体構造１１０上の異なる位置に取り付けられる、または物理的に結合されてもよい。１つの変形例では、真空ラインインターフェースは、作動システムおよび圧力システムに、磁気取付のための磁化された取付面であることができる。

議論されるように、いくつかの変形例では、エンドエフェクタは、ハイブリッドエンドエフェクタに統合される、またはその一部として形成されてもよい。ハイブリッド変形例では、エンドエフェクタは、本体構造１２０に取り付けられる、および／またはその一部であり得る、吸着カップシステム１６０を含んでもよい。シールリップ１６１を伴う吸着カップシステム１６０は、内側チャンバ１２０の物体係合領域を越えて延在する。吸着カップシステム１６０は、いくつかのタイプの物体を握持するために使用可能である、吸着カップ機構を提供するように機能する。

吸着カップシステム１６０は、吸着カップの応従性を使用して、袋または物体と初期シールを作製することに役立ち得る。袋の場合、袋材料は、握持のために剛性本体構造１１０の内側チャンバ１２０の内側に引動されてもよい。可撓性シールリップ１６１は、加えて、エンドエフェクタシステムがより広い種々の物体を横断して機能することを可能にしてもよい。例えば、ハイブリッド変形例が、平坦、硬質表面（例えば、段ボール箱）、ならびに緩んだポリ袋を把持することができる。これは、特に、小包取扱におけるような用途で有用であることができる。

吸着カップシステム１６０は、好ましくは、内側チャンバ１２０と実質的に整合する、物体係合領域を有する。それらは、概して、図２１Ｂに示されるように、近接近して平行平面に沿っており、同一平面であり得る。

１つの変形例では、吸着カップシステム１６０は、完全に本体構造１１０を囲繞してもよい。吸着カップシステム１６０は、代替として、エンドエフェクタの端部上に位置付けられてもよい。さらに別の変形例では、吸着カップシステム１６０は、画定された内部チャネル１４０が、図２８に示され、また、図１４－１９に示されるように、挿入部の形態で、吸着カップシステム１６０および剛性本体構造１１０から協調的に形成され得るように、剛性挿入部と組み合わせて使用されてもよい。吸着カップシステム１６０は、定位置に嵌合されるとき、挿入部を保持するための構造的特徴を含むことができる。代替として、可撓性吸着カップ１６０は、剛性挿入部に一体的に取り付けられてもよい（例えば、挿入部の周囲にオーバーモールドする）。

吸着カップシステム１６０は、好ましくは、少なくともシールリップ１６１を含み、これは、外向きに延在する、可撓性リップまたはフランジである。シールリップ１６１は、輪、楕円形、または任意の好適な経路形状等の接続された経路内にシール表面を有する。シールリップ１６１は、吸着カップの任意の好適な設計特徴を含んでもよい。シールリップ１６１は、好適な物体と係合するとき、表面を横断して接触し、撓曲し、物体のシールされた握持を確立する。

吸着カップシステム１６０は、加えて、蛇腹１６２を含むことができる。蛇腹は、物体の表面と係合するとき、可撓性を提供することができる。１つの変形例では、蛇腹１６２が、吸着カップヘッドの近傍のエンドエフェクタの遠位端上に位置付けられることができる。別の変形例では、蛇腹１６２が、真空ラインインターフェースにより近づいて、エンドエフェクタの近位端上に生じることができる。１つの変形例では、蛇腹１６２は、本体構造１１０の外側構造を形成することができる。蛇腹は、シールリップに接続されることができる。１つの変形例では、蛇腹およびリップは、１つの可撓性材料構成要素から作製される。

いくつかの変形例では、エンドエフェクタは、加えて、蛇腹を少なくとも部分的に封入する、剛性側板１８０を含んでもよい。剛性側板１８０は、蛇腹を過ぎて上側部分（例えば、係合領域と反対の近位側）から外向きに水平に、次いで、物体係合側に向かって下向きに延在する、剛性輪構造であることができる。

エンドエフェクタの上記の特徴および随意の変形例は、依然として、エンドエフェクタの開示される概念を保ちながら、種々の方法で、種々の異なる形態を用いて、組み合わせられてもよい。

１つの付加的変形例では、エンドエフェクタシステムは、２つまたはそれを上回る画定された内部チャネル１２０を伴う、本体構造１１０を含み、それぞれが明確に異なる真空ライン開口部１５０および明確に異なる入口１３０のアレイを接続してもよい。そのような変形例の実施例として、第１の真空ラインインターフェース１５０１が、図２６に示されるように、第１の画定された内部チャネル１４０１を通して、入口の第１のサブセット１３０１に結合されてもよく、第２の真空ラインインターフェース１５０２は、第２の画定された内部チャネル１４０２を通して、入口の第２のサブセット１３０２に結合されてもよい。エンドエフェクタシステムは、吸着が、入口の異なるサブセットのために、個々に制御され得るように、個々に制御された真空圧力システムまたは少なくとも個々に制御された圧力ラインを含んでもよい。

本変形例は、初期把持段階の間、第１のサブセットが、内側チャンバ１２０の中に、袋を引動させるために使用される一方、第２のサブセットが、非アクティブであり、後続把持段階の間、入口の第２のサブセットが、物体の操作のために位置付けられる入口に沿って、内側チャンバ１２０内で袋材料を把持するために使用されるように、制御されてもよい。入口の第２のサブセットは、１つの変形例では、例えば、リップの内壁に沿ってもよい。

別の付加的変形例では、エンドエフェクタは、図２７に示されるように、複数の明確に異なる凹状内側チャンバ１２０を含んでもよい。これらはそれぞれ、個々に制御される、または共有真空ラインインターフェース１５０を通して制御されてもよい。異なる内側チャンバ１２０は、種々の詳細において、実質的に同じである、または変動し得る。複数の内側チャンバ１２０は、任意の好適な様式で、物体係合領域に沿ってパターン化されてもよい。

別の付加的変形例では、エンドエフェクタは、図９に示されるように、１つまたはそれを上回る内部リップを含んでもよい。これらの内部リップは、水平方向に延在してもよい、または代替として、異なる方向で配向されてもよい。本明細書に説明されるリップ構造１２１と同様に、内部リップ変形例が、同様に、内部リップの表面上またはその近傍に位置付けられる、入口を有することができる。

いくつかの変形例では、エンドエフェクタは、少なくとも第１のエンドエフェクタおよび第２のエンドエフェクタを含む、マルチヘッドエンドエフェクタシステムの一部として、使用されてもよく、第１または第２のエンドエフェクタのうちの少なくとも１つは、上記に説明されるもの等のエンドエフェクタを握持する、袋である。

２つのエンドエフェクタが、述べられたが、多角的なエンドエフェクタシステムは、任意の好適な数のエンドエフェクタを含んでもよい。第１および第２のエンドエフェクタの係合領域は、同一平面上または略平行平面になるように整合されてもよい。しかしながら、エンドエフェクタは、代替として、異なる平面に沿って、整合されてもよい。

２つのエンドエフェクタは、共通真空圧力システム１７０への共通接続を共有してもよい。代替として、第１および第２のエンドエフェクタは、独立真空圧力システムへの明確に異なる接続を有してもよい。このように、多ヘッドエンドエフェクタシステムは、第１のエンドエフェクタに結合される、第１の真空圧力システムと、第２のエンドエフェクタに結合される、第２の真空圧力システムとを含んでもよい。

複数のエンドエフェクタが、いくつかの実装のための冗長性に関して使用されてもよい。他の実装では、２つのエンドエフェクタは、異なる握持能力のための異なるタイプのエンドエフェクタであってもよい。

エンドエフェクタのうちの少なくとも１つは、好ましくは、エンドエフェクタを握持する袋である。便宜上、第１のエンドエフェクタは、エンドエフェクタを握持するそのような袋として説明され、その場合、それは、真空ライン開口部および物体係合領域を伴う、本体構造を備え、真空ライン開口部は、本体構造の画定された内部チャネルに、真空圧力システムの少なくとも１つの圧力ラインを結合するように構成され、本体構造は、物体係合領域において、可撓性シールリップを備える、吸着カップシステムを備え、本体構造は、物体係合領域において、チャンバ開口部を伴う、凹状内側チャンバを画定する、内部構造を備え、チャンバ開口部は、シールリップの握持領域内に位置付けられており、内部構造は、凹状内側チャンバの少なくとも１つの壁に沿って位置付けられる、入口のアレイを備え、各入口は、本体内に、画定された内部チャネルへの開口部を画定する。

第２のエンドエフェクタは、１つの変形例では、図２９に示されるように、吸着カップエンドエフェクタであることができる。第２のエンドエフェクタは、代替として、任意の好適なタイプの接触エンドエフェクタであってもよい。

第２のエンドエフェクタは、別の変形例では、別のタイプの袋を握持するエンドエフェクタであることができる。多様化された握持能力のために、第１のエンドエフェクタと異なって構成されてもよい。図３０に示される一実施例では、第１のエンドエフェクタの開口部のチャンバ直径は、第２のエンドエフェクタのチャンバ開口部の直径と異なることができる。第１および第２のエンドエフェクタは、代替として、異なる特徴および／または構成の任意の他の組み合わせを含んでもよい。

エンドエフェクタは、これらの特徴のみに限定されず、エンドエフェクタの任意の好適な特徴を含む、または他のエンドエフェクタ構成要素と組み合わせられる、またはロボットのシステム要素を取出および設置することができる。

当業者は、前述の詳細な説明から、および図ならびに請求項から認識するであろう、修正および変更は、画定された以下の請求項に定義されるように、本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の実施形態に成されることができる。

Claims (39)

1. ピックアンドプレースシステムのためのエンドエフェクタであって、
   真空ライン開口部および物体係合領域を伴う本体構造であって、前記真空ライン開口部は、前記本体構造の画定された内部チャネルに、真空圧力システムの少なくとも１つの圧力ラインを結合するように構成されており、
   前記本体構造は、前記物体係合領域において、可撓性シールリップを備える吸着カップシステムを備え、
   前記本体構造は、前記物体係合領域において、チャンバ開口部を伴う凹状内側チャンバを画定する内部構造を備え、前記チャンバ開口部は、前記シールリップの握持領域内に位置付けられている、本体構造と、
   リップ構造であって、前記リップ構造は、前記本体構造から延在し、前記凹状内側チャンバへの前記チャンバ開口部を少なくとも部分的に画定する、リップ構造と
   を備え、
   前記内部構造は、前記凹状内側チャンバの少なくとも１つの壁に沿って位置付けられかつ前記凹状内側チャンバに対して複数方向に配向される入口のアレイを備え、各入口は、前記本体構造内に、前記画定された内部チャネルへの開口部を画定し、少なくとも１つの入口が、前記リップ構造の内側部分を通して形成され、かつ、前記物体係合領域から離れるように配向される、
   エンドエフェクタ。
2. 前記入口のアレイは、前記チャンバ開口部の反対である前記内部構造の壁に沿って位置付けられる入口の第１のサブセットを備える、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
3. 前記入口のアレイは、前記凹状内側チャンバの第２の壁に沿って、少なくとも入口の第２のサブセットを備え、前記入口の第２のサブセットは、前記入口の第１のサブセットの配向と異なる配向で画定される、請求項２に記載のエンドエフェクタ。
4. 前記凹状内側チャンバは、前記チャンバ開口部の幅を上回る幅を伴う内側チャンバを用いた拡張された凹状内側チャンバであり、前記入口の第１のサブセットは、前記チャンバ開口部の方向に開放し、入口の第２のサブセットが、前記リップ構造上に位置付けられ、前記チャンバ開口部から離れた方向に開放する、請求項３に記載のエンドエフェクタ。
5. 前記チャンバ開口部の平均幅が、前記凹状内側チャンバの高さ未満である、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
6. 遷移空気チャネルをさらに備え、各遷移空気チャネルは、前記凹状内側チャンバの内縁から、前記シールリップに向かって外向きに延在する、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
7. 前記吸着カップシステムは、可撓性材料から作製され、前記凹状内側チャンバは、剛性材料から作製され、前記吸着カップシステム内の中心開口部の中に挿入される、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
8. 前記凹状内側チャンバは、前記チャンバ開口部から外向きに延在するフランジのセットを備え、それによって、前記吸着カップシステム内の前記中心開口部の中に挿入されるとき、遷移空気チャネルのセットを形成する、請求項７に記載のエンドエフェクタ。
9. 前記吸着カップシステムは、前記本体構造の外部表面を形成する蛇腹を備え、前記蛇腹は、前記シールリップに接続される、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
10. 前記蛇腹を封入する、剛性側板をさらに備える、請求項９に記載のエンドエフェクタ。
11. エンドエフェクタシステムであって、
    第１のエンドエフェクタであって、前記第１のエンドエフェクタは、
    真空ライン開口部および物体係合領域を伴う本体構造であって、前記真空ライン開口部は、前記本体構造の画定された内部チャネルに、真空圧力システムの少なくとも１つの圧力ラインを結合するように構成されており、
    前記本体構造は、前記物体係合領域において、可撓性シールリップを備える吸着カップシステムを備え、
    前記本体構造は、前記物体係合領域において、チャンバ開口部を伴う凹状内側チャンバを画定する内部構造を備え、前記チャンバ開口部は、前記シールリップの握持領域内に位置付けられている、本体構造と、
    リップ構造であって、前記リップ構造は、前記本体構造から延在し、前記凹状内側チャンバへの前記チャンバ開口部を少なくとも部分的に画定する、リップ構造と
    を備え、
    前記内部構造は、前記凹状内側チャンバの少なくとも１つの壁に沿って位置付けられかつ前記凹状内側チャンバに対して複数方向に配向される入口のアレイを備え、各入口は、前記本体構造内に、前記画定された内部チャネルへの開口部を画定し、少なくとも１つの入口が、前記リップ構造の内側部分を通して形成され、かつ、前記物体係合領域から離れるように配向される、第１のエンドエフェクタと、
    第２のエンドエフェクタと
    を備える、エンドエフェクタシステム。
12. 前記第１のエンドエフェクタおよび第２のエンドエフェクタは、同一平面に沿って、実質的に画定された物体係合領域を有する、請求項１１に記載のエンドエフェクタシステム。
13. 前記第１のエンドエフェクタに結合される第１の真空ラインと、前記第２のエンドエフェクタに結合される第２の真空ラインとをさらに備える、請求項１１に記載のエンドエフェクタシステム。
14. 前記第２のエンドエフェクタは、吸着カップエンドエフェクタである、請求項１１に記載のエンドエフェクタシステム。
15. 前記第２のエンドエフェクタは、第２のチャンバ開口部を伴う第２の凹状内側チャンバを画定する第２の内部構造を備える第２の本体構造を備え、前記第２の内部構造は、前記第２の凹状内側チャンバの少なくとも１つの壁に沿って位置付けられる第２の入口のアレイを備える、請求項１１に記載のエンドエフェクタシステム。
16. 前記第１のエンドエフェクタの前記チャンバ開口部は、前記第２のエンドエフェクタの前記第２のチャンバ開口部と異なる直径を有する、請求項１５に記載のエンドエフェクタシステム。
17. 前記入口のアレイは、前記チャンバ開口部の反対である前記内部構造の壁に沿って位置付けられる入口の第１のサブセットを備える、請求項１１に記載のエンドエフェクタシステム。
18. 前記入口のアレイは、前記凹状内側チャンバの第２の壁に沿って、少なくとも入口の第２のサブセットを備え、前記入口の第２のサブセットは、前記入口の第１のサブセットの配向と異なる配向で画定される、請求項１１に記載のエンドエフェクタシステム。
19. 前記第１のエンドエフェクタは、遷移空気チャネルを備え、各遷移空気チャネルは、前記凹状内側チャンバの内縁から、前記シールリップに向かって外向きに延在する、請求項１１に記載のエンドエフェクタシステム。
20. 前記吸着カップシステムは、前記本体構造の外部表面を形成する蛇腹を備え、前記蛇腹は、前記シールリップに接続される、請求項１１に記載のエンドエフェクタシステム。
21. ピックアンドプレースシステムのためのエンドエフェクタであって、
    真空ライン開口部および物体係合領域を伴う本体構造であって、前記真空ライン開口部は、前記本体構造の画定された内部チャネルに、真空圧力システムの少なくとも１つの圧力ラインを結合するように構成されており、
    前記本体構造は、前記物体係合領域において、チャンバ開口部を伴う画定された凹状内側チャンバを備える、本体構造と、
    リップ構造であって、前記リップ構造は、前記本体構造から延在し、前記画定された凹状内側チャンバへの前記チャンバ開口部を少なくとも部分的に画定する、リップ構造と、
    入口のアレイであって、前記入口のアレイは、前記画定された凹状内側チャンバの壁に沿って位置付けられかつ前記画定された凹状内側チャンバに対して複数方向に配向され、各入口は、前記本体構造内に、前記画定された内部チャネルへの開口部を画定し、少なくとも１つの入口が、前記リップ構造の内側部分を通して形成され、かつ、前記物体係合領域から離れるように配向される、入口のアレイと
    を備える、エンドエフェクタ。
22. 前記入口のアレイは、少なくとも、前記チャンバ開口部の方向に入口開口部の第１のサブセットと、前記チャンバ開口部から離れた方向に入口開口部の第２のサブセットとを備える、請求項２１に記載のエンドエフェクタ。
23. 前記入口の第２のサブセットの少なくとも一部は、前記リップ構造のリップ内壁上に位置付けられる、請求項２２に記載のエンドエフェクタ。
24. 前記入口のアレイの前記入口は、上部内壁から前記リップ構造のリップ内壁に、対称的に放射状に広がる配列で、前記画定された凹状内側チャンバ内に配列される、請求項２１に記載のエンドエフェクタ。
25. 前記リップ構造は、前記チャンバ開口部の丸みを帯びた形状を画定するように、前記本体構造から内向きに延在する、請求項２１に記載のエンドエフェクタ。
26. 前記入口のアレイのうちの入口のサブセットが、前記リップ構造のリップ内壁を横断して均一に分散される、請求項２５に記載のエンドエフェクタ。
27. 前記リップ構造は、前記本体構造の限定された部分から内向きに延在し、前記リップ構造は、前記チャンバ開口部の一部のみにわたって被覆する、請求項２１に記載のエンドエフェクタ。
28. 前記本体構造は、剛性材料から作製される、請求項２１に記載のエンドエフェクタ。
29. 前記本体構造は、半剛性材料から作製される、請求項２１に記載のエンドエフェクタ。
30. 前記リップ構造は、可撓性材料から作製される、請求項２１に記載のエンドエフェクタ。
31. 前記リップ構造は、低摩擦の丸みを帯びた縁を含む、請求項２１に記載のエンドエフェクタ。
32. 前記本体構造の前記物体係合領域を越えて延在する可撓性吸着カップをさらに備える、請求項２１に記載のエンドエフェクタ。
33. 真空圧力システムと併用するためのエンドエフェクタであって、
    少なくとも半剛性本体構造であって、
    前記本体構造は、前記エンドエフェクタの物体係合側において、チャンバ開口部を伴う画定された凹状内側チャンバを備え、前記画定された凹状内側チャンバは、前記チャンバ開口部を上回る内部幅を有する、本体構造と、
    リップ構造であって、前記リップ構造は、前記本体構造から延在し、前記画定された凹状内側チャンバへの前記チャンバ開口部を少なくとも部分的に画定する、リップ構造と
    を備え、
    前記画定された凹状内側チャンバ内に、前記本体構造は、前記本体構造のチャネル開口部壁を画定しかつ前記画定された凹状内側チャンバに対して複数方向に配向される入口のアレイを含み、少なくとも１つの入口が、前記リップ構造の内側部分を通して形成され、かつ、物体係合領域から離れるように配向され、
    前記本体構造は、前記入口のアレイに接続する、画定された内部チャネルを備え、
    前記本体構造は、前記画定された内部チャネルへの開口部を画定する真空ラインインターフェースを備える、
    エンドエフェクタ。
34. 前記入口のアレイは、少なくとも、前記チャンバ開口部の方向に入口開口部の第１のサブセットと、前記チャンバ開口部から離れた方向に入口開口部の第２のサブセットとを有する、請求項３３に記載のエンドエフェクタ。
35. 少なくとも前記入口のサブセットは、前記リップ構造上に位置付けられる、請求項３３に記載のエンドエフェクタ。
36. リップ構造は、丸みを帯びたチャンバ開口部を画定するように、前記本体構造から内向きに延在する、請求項３３に記載のエンドエフェクタ。
37. 前記入口のアレイのうちの入口のサブセットは、前記リップ構造のリップ内壁を横断して均一に分散される、請求項３６に記載のエンドエフェクタ。
38. 前記本体構造は、剛性材料から作製される、請求項３３に記載のエンドエフェクタ。
39. 前記本体構造の前記物体係合領域を越えて延在する可撓性吸着カップをさらに備える、請求項３３に記載のエンドエフェクタ。