(57)【要約】産業ロボットアームの末端において現場で組み立てられることが可能な構成要素部品を有するソフトロボットグリッパであって、ソフトロボットグリッパは、製品の適応的握持を提供する、ソフトロボットグリッパ。ハブは、出口につながっている空気圧入口を含む。空気圧通路を伴うフィンガマウントは、膨張式フィンガを保持し、緊張締め具は、空気圧通路を通過し、ハブの方向への緊張下で締まることによって、ハブに向かってフィンガマウントを固定し、圧縮する。
2021516623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
産業ロボットアームの末端において組み立てられることが可能な構成要素部品を有するソフトロボットグリッパであって、前記ソフトロボットグリッパは、製品の適応的握持を提供し、前記ソフトロボットグリッパは、
前記ロボットアームの前記端末に搭載することが可能なハブであって、前記ハブは、それを通して形成された空気圧入口を有し、前記空気圧入口は、複数の出口につながっている、ハブと、
それぞれの出口に空気圧結合された複数のフィンガマウントアセンブリと
を備え、
各フィンガマウントアセンブリは、
流体ポートを介して空気圧膨張および真空を受け取るエラストマ本体を有する膨張式フィンガであって、前記エラストマ本体は、膨張下で第１の方向に曲がり、真空下で第２の方向に曲がる、膨張式フィンガと、
前記流体ポートに接続することが可能な空気圧通路を含むフィンガマウントと、
前記通路とそれぞれの出口とを接続することが可能な空気圧チャネルを含むチャネル部材と、
前記チャネル部材の空気圧チャネルを包囲する挿入が可能な２つの空気圧シールと、
前記フィンガマウントを前記ハブに固定することが可能な緊張締め具と
を有し、
前記緊張締め具を介して前記フィンガマウントを固定することは、圧縮下で前記第１の空気圧シールおよび前記第２の空気圧シールを用いて前記空気圧チャネルを密閉する、
ソフトロボットグリッパ。
【請求項２】
前記ハブは、金属材料から形成され、前記スペーサおよびフィンガマウントの各々は、金属材料の前記ハブのそれの１／２より小さい体積質量密度を有する、請求項１に記載のソフトロボットグリッパ。
【請求項３】
前記２つの空気圧シールのうちの１つを包囲する挿入が可能な第１の微生物侵入シールをさらに備え、前記第１の微生物侵入シールは、前記ハブの外面が各それぞれのフィンガマウントの外面に出会う各インターフェースにおいて、前記ハブと各フィンガマウントとの間で圧縮される、請求項１に記載のソフトロボットグリッパ。
【請求項４】
前記フィンガの製品接触エリアは、実質的に３２マイクロインチの平均粗度（Ｒａ）と同程度に平滑またはそれよりも平滑であり、前記グリッパの非製品接触エリアは、実質的に約１２５マイクロインチ（Ｒａ）と同程度に平滑またはそれよりも平滑である、請求項１に記載のソフトロボットグリッパ。
【請求項５】
前記チャネル部材は、円筒管を含み、前記空気圧シールのうちの１つは、前記管の外側円筒壁と前記フィンガマウントの中の受け取りレセプタクルの内側円筒壁との間で圧縮され、前記空気圧シールのうちの残りの１つは、前記管の外側円筒壁と前記ハブの中の受け取りレセプタクルの内側円筒壁との間で圧縮される、請求項１に記載のソフトロボットグリッパ。
【請求項６】
前記緊張締め具は、前記フィンガマウントのそれぞれのパイロット突出部および前記ハブのパイロットレセプタクルを通過し、前記フィンガマウントから前記ハブの方向への緊張下で締まる、請求項５に記載のソフトロボットグリッパ。
【請求項７】
前記緊張締め具は、前記フィンガマウントのそれぞれの空気圧通路および前記ハブの出口を通過し、前記フィンガマウントから前記ハブの方向への緊張下で締まる、請求項１に記載のソフトロボットグリッパ。
【請求項８】
前記ハブは、前記出口を前記空気圧通路に合致させる複数の共通機械インターフェースを介して前記フィンガマウントに合致させられ、前記チャネル部材は、少なくとも１つのスペーサを備え、各スペーサは、それぞれの出口と空気圧通路との間で橋渡しする空気圧インターフェースを有し、それぞれの緊張締め具は、前記空気圧インターフェースを通過し、前記少なくとも１つのスペーサを介してそれぞれのフィンガマウントを前記ハブに固定し、前記少なくとも１つのスペーサは、前記それぞれのフィンガマウントと前記ハブとの間で圧縮される、請求項１に記載のソフトロボットグリッパ。
【請求項９】
パームであって、前記パームは、前記ハブの出口と前記パームとの間にプレナムチャンバを形成することが可能である、パームと、
前記パームから通じているチャネルのマニホールドと
をさらに備え、
各フィンガマウントの各空気圧通路は、前記パームのそれぞれのチャネルをそれぞれの膨張式フィンガに空気圧結合することが可能である、請求項８に記載のソフトロボットグリッパ。
【請求項１０】
前記ハブは、前記緊張締め具が固定されることが可能である前記出口に隣接した複数の締め具アンカを有する、請求項９に記載のソフトロボットグリッパ。
【請求項１１】
各緊張締め具は、一対のフィンガマウントのそれぞれの空気圧通路および前記ハブの一対の出口を通過することによって、前記一対のフィンガマウントを前記ハブに固定し、１つのフィンガマウントから残りのフィンガマウントへの緊張下で締まり、前記１つのフィンガマウントと前記残りのフィンガマウントとの間で前記ハブを圧縮することが可能である、請求項８に記載のソフトロボットグリッパ。
【請求項１２】
前記締め具アンカの各々は、前記ハブに形成されるねじ穴を備え、前記緊張締め具の各々は、受け取り締め具に篏合する機械ねじ山を有する細長い部材を備えている、請求項８に記載のソフトロボットグリッパ。
【請求項１３】
製品の適応的握持を提供するためのソフトロボットグリッパを組み立てる方法であって、前記方法は、
流体ポートに接続することが可能な通路を含むフィンガマウントをハブと一緒に配置することであって、前記ハブは、それを通して形成された空気圧入口を有し、前記空気圧入口は、複数の出口につながっている、ことと、
空気圧チャネルを含むチャネル部材を介して、前記フィンガマウントの前記通路と前記ハブのそれぞれの出口とを接続することと、
前記空気圧チャネルの各端部に向かって圧縮性空気圧シールを配置することと、
緊張締め具を使用して、圧縮状態で前記フィンガマウントを前記ハブに固定し、圧縮下で両方の空気圧シールを用いて前記空気圧チャネルを密閉することと
を含む、方法。
【請求項１４】
前記ハブを前記ロボットアームの末端に搭載することと、
膨張下で第１の方向に曲がり、真空下で第２の方向に曲がるように、前記空気圧チャネルを介して前記膨張式フィンガを空気圧で作動させることと
をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ハブの外面が各それぞれのフィンガマウントの外面に出会う各インターフェースにおいて、前記２つの空気圧シールのうちの１つを包囲する第１の微生物侵入シールを挿入することと、
前記ハブと各フィンガマウントとの間で前記第１の微生物侵入シールを圧縮することと
をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記チャネル部材は、円筒管を含み、前記方法は、
前記管の外側円筒壁と前記フィンガマウントの中の受け取りレセプタクルの内側円筒壁との間で前記空気圧シールのうちの１つを圧縮することと、
前記管の外側円筒壁と前記ハブの中の受け取りレセプタクルの内側円筒壁との間で前記空気圧シールのうちの残りの１つを圧縮することと
をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記フィンガマウントのそれぞれのパイロット突出部および前記ハブのパイロットレセプタクルに前記緊張締め具を通すことをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記フィンガマウントのそれぞれの空気圧通路および前記ハブの出口に前記緊張締め具を通すことをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記ハブは、前記出口を前記空気圧通路に合致させる複数の共通機械インターフェースを介して前記フィンガマウントに合致させられ、前記チャネル部材は、少なくとも１つのスペーサを備え、各スペーサは、それぞれの出口と空気圧通路との間で橋渡しする空気圧インターフェースを有し、前記方法は、
前記空気圧インターフェースにそれぞれの緊張締め具を通し、前記少なくとも１つのスペーサを介してそれぞれのフィンガマウントを前記ハブに固定することと、
前記それぞれのフィンガマウントと前記ハブとの間で前記少なくとも１つのスペーサを圧縮することと
をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
各フィンガマウントの空気圧通路を介して、パームのそれぞれのチャネルをそれぞれの膨張式フィンガに空気圧結合することをさらに含み、前記パームは、前記ハブの前記出口と前記パームとの間にプレナムチャンバを形成することが可能であり、チャネルのマニホールドは、前記パームから通じている、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、「ＳＩＮＧＬＥ  ＦＩＮＧＥＲ  ＭＯＤＵＬＥ  ＤＥＳＩＧＮＳ」と題された２０１８年３月２７日に出願された米国仮特許出願第６２／６４８，５９７号、「ＳＩＮＧＬＥ  ＦＩＮＧＥＲ  ＭＯＤＵＬＥ  ＤＥＳＩＧＮＳ」と題された２０１８年４月３０日に出願された米国仮特許出願第６２／６６４，７６５号、および「ＦＩＥＬＤ−ＡＳＳＥＭＢＬＥＤ  ＳＯＦＴ  ＧＲＩＰＰＩＮＧ  ＦＯＲ  ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ  ＡＮＤ  ＣＯＬＬＡＢＯＲＡＴＩＶＥ  ＲＯＢＯＴＳ」と題された２０１９年１月２３日に出願された米国仮特許出願第６２／７９５，８９２号の優先権を主張する。前述の出願の内容は、参照することによって本明細書に組み込まれる。
【０００２】
（開示の分野）
本開示は、概して、産業および協働ロボット握持解決策に関し、かつ一般的および食品接触自動化において有用な新規の構造に関する。
【背景技術】
【０００３】
（背景）
多くの食料品は、特に、生鮮食品に関して、脆弱であり、容易に損傷する傾向または傷む傾向がある。脆弱な物品または異なる形状の物品のための特殊用途運搬および処理機器は、珍しくない。しかしながら、ロボットマニピュレータまたはアーム（例えば、産業または協働ロボット）は、多くの場合、傷または変形を回避しながら高加速度で脆弱な食品を移動させること、または、形状、サイズ、および質量の高い変動性を取り扱うこと等、食品の高加速度取り扱いの異なる問題を解決することができない。
【０００４】
この理由のために、とりわけ、食品取り扱い事業において、産業ロボットは、製造におけるほど、または、より耐久性のあるアイテムまたは頑丈なアイテムにおけるほど、広く、または急速に採用されていない。同様に困難なアイテム（すなわち、脆弱または変形可能もしくは異なる形状の物品）が取り上げられ、設置されるべき非食品事業においても、同様に、採用は、より頑丈で予測可能なワークピースに関する分野より遅れている。
【０００５】
時として、さらなる制約が該当し、いくつかの取り扱い環境は、食品接触設計、衛生的設計、および／または水洗能力を要求する。
【０００６】
膨張式ソフトロボットグリッパは、傷つけず、変形させない力を用いて、適応的および／または適応的形状適合握持を用いて多様な食品形状およびサイズを拘束すること、把持すること、取り上げること、設置することが可能である。しかしながら、頑丈な産業ソフトロボットにおける高加速度の現在の解決策は、急速採用に駆り立てるための十分な領域の問題を相乗的または同時に解決しない。加えて、食品接触、衛生、および／または水洗環境において、現場組立および現場展開に適しているものがない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
（要約）
例示的実施形態は、標的物体または物品を握持または把持するために、ソフトロボット握持解決策を提供するための装置および方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態の一側面によると、ソフトロボットグリッパは、産業ロボットアームのために、またはその末端において組み立てられることが可能な構成要素部品を含み得、製品の適応的握持を提供する。ソフトロボットグリッパは、ロボットアームの端末に搭載することが可能なハブを含み得、ハブは、それを通して形成された空気圧入口を有し、空気圧入口は、複数の出口につながっている。複数のフィンガマウントアセンブリが、それぞれの出口に空気圧結合され得る。各フィンガマウントアセンブリは、膨張式フィンガ、フィンガマウント、１つ以上の空気圧シール、および／または緊張締め具を含むために組み立てられ得る。膨張式フィンガは、流体ポートを介して空気圧膨張および真空を受け取るエラストマ本体を有し得る。エラストマ本体は、膨張下で第１の方向に、真空下で第２の方向に曲がり得る。フィンガマウントは、流体ポートに接続することが可能な空気圧通路を含み得る。結合器またはスペーサ等のチャネル部材は、空気圧通路とそれぞれの出口とを接続することが可能な空気圧チャネルを含み得る。２つの空気圧シールは、チャネル部材の空気圧チャネルを包囲する挿入が可能であり得る。緊張締め具は、フィンガマウントをハブに固定することが可能であり得る。緊張締め具を介してフィンガマウントを固定することは、圧縮下で第１の空気圧シールおよび第２の空気圧シールを用いて空気圧チャネルを密閉し得る。
【０００９】
さらに随意に、グリッパは、２つの空気圧シールのうちの１つを包囲する挿入が可能な第１の微生物侵入シールを備え得、第１の微生物侵入シールは、ハブの外面が各それぞれのフィンガマウントの外面に出会う各インターフェースにおいて、ハブと各フィンガマウントとの間で圧縮される。
【００１０】
代替として、または加えて、結合器等のチャネル部材は、円筒管（随意に、非円筒形）を含み得、空気圧シールのうちの１つは、管の外側円筒壁とフィンガマウントの中の受け取りレセプタクルの内側円筒壁との間で（例えば、半径方向に）圧縮され得る。空気圧シールのうちの残りの１つは、管の外側円筒壁とハブの中の受け取りレセプタクルの内側円筒壁との間で（例えば、半径方向に）圧縮され得る。随意に、緊張締め具は、フィンガマウントのそれぞれのパイロット突出部およびハブのパイロットレセプタクルを通過し得、フィンガマウントからハブの方向への緊張下で締まる。
【００１１】
さらに代替として、または加えて、緊張締め具は、フィンガマウントのそれぞれの空気圧通路およびハブの出口を通過し得、フィンガマウントからハブの方向への緊張下で締まる。ある場合、ハブは、出口を空気圧通路に合致させる複数の共通機械インターフェースを介してフィンガマウントに合致させられ得、チャネル部材は、少なくとも１つのスペーサを含み得る。各スペーサは、それぞれの出口と空気圧通路との間で橋渡しする空気圧インターフェースを有し得る。それぞれの緊張締め具は、空気圧インターフェースを通過し、少なくとも１つのスペーサを介してそれぞれのフィンガマウントをハブに固定し得る。１つ以上のスペーサは、それぞれのフィンガマウントとハブとの間で（例えば、軸方向に、および／または緊張締め具によって加えられる同一の力によって、および／または受け入れ溝内で）圧縮され得る。
【００１２】
ソフトロボットグリッパは、随意に、ハブの出口とパームとの間にプレナムチャンバを形成することが可能なパームと、パームから通じているチャネルのマニホールドとを含み得る。各フィンガマウントの各空気圧通路は、パームのそれぞれのチャネルをそれぞれの膨張式フィンガに空気圧結合することが可能であり得る。随意に、ハブは、緊張締め具が固定されることが可能である出口に隣接した複数の締め具アンカを有し得る。一例では、各緊張締め具は、一対のフィンガマウントのそれぞれの空気圧通路およびハブの一対の出口を通過することによって、一対のフィンガマウントをハブに固定することが可能であり得、１つのフィンガマウントから残りのフィンガマウントへの緊張下で締まり、１つのフィンガマウントと残りのフィンガマウントとの間でハブを圧縮することが可能であり得る。締め具アンカの各々は、ハブに形成されるねじ穴を含み得、緊張締め具の各々は、受け取り締め具に篏合する機械ねじ山を有する細長い部材を含み得る。
【００１３】
本発明の実施形態の別の側面によると、ソフトロボットグリッパを組み立てるための方法は、製品の適応的握持を提供し得る。方法は、複数の出口につながっているそれを通して形成された空気圧入口を有するハブと一緒に、流体ポートに接続することが可能な通路を含むフィンガマウントを配置することを含み得る。フィンガマウントの通路は、空気圧チャネルを含むチャネル部材を介して、ハブのそれぞれの出口と接続され得る。圧縮性空気圧シールは、空気圧チャネルの各端部に向かって配置され得る。フィンガマウントは、圧縮（例えば、軸方向または半径方向）下で両方の空気圧シールを用いて空気圧チャネルを密閉するために、緊張締め具を使用して、圧縮状態でハブに固定され得る。随意に、ハブは、ロボットアームの末端に搭載され得、膨張式フィンガは、膨張下で第１の方向に曲がり、真空下で第２の方向に曲がるように、空気圧チャネルを介して空気圧で作動させられ得る。
【００１４】
随意に、第１の微生物侵入シールが、ハブの外面が各それぞれのフィンガマウントの外面に出会う各インターフェースにおいて、２つの空気圧シールのうちの１つを包囲して（例えば、それよりも大きい直径を有し、かつそれと平行な面に沿って）挿入され得る。第１の微生物侵入シールは、随意に、緊張締め具を介して、ハブと各フィンガマウントとの間で（例えば、軸方向に、および／または受け入れ溝内で）圧縮され得る。
【００１５】
代替として、または加えて、チャネル部材は、円筒管を含み得る。そのような場合、空気圧シールのうちの１つは、管の外側円筒壁とフィンガマウントの中の受け取りレセプタクルの内側円筒壁との間で（例えば、半径方向に）圧縮され得る。空気圧シールのうちの残りの１つは、管の外側円筒壁とハブの中の受け取りレセプタクルの内側円筒壁との間で（例えば、半径方向に）圧縮され得る。
【００１６】
随意に、緊張締め具は、フィンガマウントのそれぞれのパイロット突出部およびハブのパイロットレセプタクルに通され得る。代替として、または加えて、緊張締め具は、フィンガマウントのそれぞれの空気圧通路およびハブの出口に通され得る。
【００１７】
いくつかの例では、ハブは、出口を空気圧通路に合致させる複数の共通機械インターフェースを介してフィンガマウントに合致させられ得る。この場合、チャネル部材は、少なくとも１つのスペーサを含み得、各スペーサは、それぞれの出口と空気圧通路との間で橋渡しする空気圧インターフェースを有する。それぞれの緊張締め具は、少なくとも１つのスペーサを介してそれぞれのフィンガマウントをハブに固定するために、空気圧インターフェースに通され得る。１つ以上のスペーサは、それぞれのフィンガマウントとハブとの間で（例えば、軸方向に）圧縮され得る。随意に、パームのそれぞれのチャネルは、各フィンガマウントの空気圧通路を介して、それぞれの膨張式フィンガに空気圧結合され得、パームは、ハブの出口とパームとの間にプレナムチャンバを形成することが可能であり、チャネルのマニホールドは、パームから通じる。
【００１８】
本発明の実施形態の別の側面では、ソフトロボットグリッパは、産業ロボットアームのために、またはその末端において組み立てられることが可能な構成要素部品を有し得、物体の適応的握持を提供する。ソフトロボットグリッパは、ロボットアームの端末に搭載することが可能なハブであって、半径方向出口につながっている、それを通して形成された空気圧入口を有するハブと、半径方向出口に隣接した締め具アンカとを含み得る。パームは、ハブの半径方向出口とパームとの間にプレナムチャンバを形成することが可能であるその中に形成されたプレナム空洞と、プレナムチャンバが形成されるときにそれぞれの締め具アンカに面することが可能な半径方向チャネルのマニホールドとを有し得る。複数の膨張式フィンガのうちの各膨張式フィンガは、膨張下で第１の方向に曲がり、真空下で第２の方向に曲がる、エラストマ本体と、空気圧膨張および収縮を提供することが可能な流体ポートとを有し得る。複数のフィンガマウントのうちの各フィンガマウントは、パームのそれぞれの半径方向チャネルをそれぞれの膨張式フィンガに接続することが可能な空気圧通路を有し得る。複数の緊張締め具のうちの各緊張締め具は、それぞれの空気圧通路およびプレナムチャンバを通過し、締め具アンカへの緊張下で締まることによって、圧縮状態でそれぞれのフィンガマウントをパームに固定することが可能であり得る。
【００１９】
随意に、パームは、半径方向チャネルを空気圧通路に合致させる複数の共通機械インターフェースを介してフィンガマウントに合致させられ得る。１つ以上のスペーサは、それぞれの半径方向チャネルと空気圧通路との間で橋渡しする空気圧インターフェースと、空気圧インターフェースを通過し、少なくとも１つのスペーサを介してそれぞれのフィンガマウントをパームに固定するそれぞれの緊張締め具とを含み得る。
【００２０】
さらに随意に、各合わせられた半径方向チャネルおよび空気圧通路を包囲する挿入が可能な空気圧シールが、パームと各フィンガマウントとの間で（例えば、軸方向に、および／または受け入れ溝内で）圧縮され得る。この場合、第１の微生物侵入シールは、パームと各フィンガマウントとの間で（例えば、軸方向に、および／または受け入れ溝内で）圧縮され、パームの外面が各それぞれのフィンガマウントの外面に出会う各インターフェースにおいて、空気圧シールを包囲する挿入が可能であり得る。
【００２１】
代替として、または加えて、ハブは、半径方向出口および締め具アンカを含む下側ハブ、ならびに空気圧入口を含む上側ハブとして形成され得る。下側ハブおよび上側ハブは、パームを圧縮し（例えば、下側および上側ハブのそれぞれとパームとの間で圧縮された侵入シールを伴って、下側ハブと上側ハブとの間に「挟まれる」）、半径方向出口を空気圧入口に接続することが可能であり得る。
【００２２】
随意に、第２の空気圧シールは、上側および下側ハブを包囲する挿入が可能であり、上側ハブおよび下側ハブをパームに圧縮して空気圧密閉することが可能であり得る。さらに随意に、第２の微生物侵入シールは、上側ハブ、パーム、および下側ハブの間で圧縮され、パームの外面の各々が上側ハブおよび下側ハブのそれぞれの外面に出会う各インターフェースにおいて挿入が可能であり得る。
【００２３】
本発明の実施形態のなおも別の側面では、ソフトロボットグリッパは、産業ロボットアームのために、またはその末端において組み立てられることが可能な構成要素部品を有し得、製品の適応的握持を提供する。ソフトロボットグリッパは、ロボットアームの端末に搭載することが可能なハブであって、複数の出口につながっているそれを通して形成された空気圧入口を有するハブを含み得る。複数の膨張式フィンガのうちの各膨張式フィンガは、膨張下で第１の方向に曲がり、真空下で第２の方向に曲がるエラストマ本体と、空気圧膨張および収縮を提供することが可能な流体ポートとを有し得る。複数のフィンガマウントのうちの各フィンガマウントは、ハブのそれぞれの出口をそれぞれの膨張式フィンガに接続することが可能な空気圧通路を有し得る。１つ以上の緊張締め具のうちの各緊張締め具は、フィンガマウントのそれぞれの空気圧通路およびハブの出口を通過し、フィンガマウントからハブの方向への緊張下で締まることによって、圧縮状態でフィンガマウントをハブに固定することが可能であり得る。
【００２４】
随意に、ハブは、出口を空気圧通路に合致させる複数の共通機械インターフェースを介してフィンガマウントに合致させられ得る。１つ以上のスペーサの各々は、それぞれの出口と空気圧通路との間で橋渡しする空気圧インターフェースと、空気圧インターフェースを通過し、少なくとも１つのスペーサを介してそれぞれのフィンガマウントをハブに固定するそれぞれの緊張締め具とを含み得、スペーサは、それぞれのフィンガマウントとハブとの間で圧縮される。
【００２５】
いくつかの例では、第１の空気圧シールは、ハブと各フィンガマウントとの間で圧縮され、各合わせられた出口および空気圧通路を包囲する挿入が可能であり得る。随意に、第１の微生物侵入シールは、ハブと各フィンガマウントとの間で圧縮され、ハブの外面が各それぞれのフィンガマウントの外面に出会う各インターフェースにおいて、空気圧シールを包囲する挿入が可能である。
【００２６】
代替として、または加えて、ソフトロボットグリッパは、ハブの出口とパームとの間にプレナムチャンバを形成することが可能なパームと、パームから通じているチャネルのマニホールドとを含み得る。各フィンガマウントの各空気圧通路は、パームのそれぞれのチャネルをそれぞれの膨張式フィンガに空気圧結合することが可能であり得る。この場合、ハブは、緊張締め具が固定されることが可能である出口に隣接した複数の締め具アンカを有し得る。
【００２７】
いくつかの例では、各緊張締め具は、一対のフィンガマウントのそれぞれの空気圧通路およびハブの一対の出口を通過することによって、一対のフィンガマウントをハブに固定し、１つのフィンガマウントから残りのフィンガマウントへの緊張下で締まり、１つのフィンガマウントと残りのフィンガマウントとの間でハブを圧縮することが可能であり得る。
【００２８】
本発明の実施形態の各側面では、ハブは、金属材料から形成され得、パームおよびフィンガマウントは、金属材料のハブのそれの１／２より小さい体積質量密度を有し得る。
【００２９】
本発明の実施形態の各側面では、締め具アンカの各々は、ハブに形成されるねじ穴を備え得、緊張締め具の各々は、受け取り締め具に篏合する機械ねじ山を有する細長い部材を備え得る。
【００３０】
本発明の実施形態の各側面では、随意に、フィンガの製品接触エリアは、実質的に３２マイクロインチの平均粗度（Ｒａ）と同程度に平滑またはそれよりも平滑であり、グリッパの非製品接触エリアは、実質的に約１２５マイクロインチ（Ｒａ）と同程度に平滑またはそれよりも平滑であり得る。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、調節可能または構成可能なソフトロボットグリッパの概略側面図である。
【００３２】
【図２−１】図２Ａ−２Ｃは、調節可能または構成可能なソフトロボット２本フィンガグリッパの概略側面図を描写し、図２Ａは、より広い構成であり、図２Ｂは、より狭い構成であり、図２Ｃは、ロボットアーム上の搭載を示す。
【図２−２】図２Ａ−２Ｃは、調節可能または構成可能なソフトロボット２本フィンガグリッパの概略側面図を描写し、図２Ａは、より広い構成であり、図２Ｂは、より狭い構成であり、図２Ｃは、ロボットアーム上の搭載を示す。
【００３３】
【図３−１】図３Ａ−３Ｄは、調節可能または構成可能なソフトロボット４本フィンガグリッパの概略図を描写し、図３Ａは、より広い構成における側面概略図であり、図３Ｂは、より広い構成における上面概略図であり、図３Ｃは、より狭い構成における側面概略図であり、図３Ｄは、より狭い構成における上面概略図である。
【図３−２】図３Ａ−３Ｄは、調節可能または構成可能なソフトロボット４本フィンガグリッパの概略図を描写し、図３Ａは、より広い構成における側面概略図であり、図３Ｂは、より広い構成における上面概略図であり、図３Ｃは、より狭い構成における側面概略図であり、図３Ｄは、より狭い構成における上面概略図である。
【００３４】
【図４Ａ】図４Ａは、下側質量、下側部品カウント、および衛生密閉のための設備を含む現場組立型ソフトロボットグリッパの概略側面図を示す。
【００３５】
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａのそれに概念的に類似する現場組立型ソフトロボットグリッパの斜視図である。
【００３６】
【図４Ｃ】図４Ｃは、図４Ｂの現場組立型ソフトロボットグリッパの分解斜視図である。
【００３７】
【図５Ａ】図５Ａは、図４に示される構造の４本フィンガ放射状バージョンの概略上面図である。
【００３８】
【図５Ｂ】図５Ｂは、図１０に示される構造の４本フィンガ平行バージョンの概略上面図である。
【００３９】
【図５Ｃ】図５Ｃは、共通機械インターフェースを強調表示する、図５Ｂのそれに類似する４インターフェース平行構成の概略上面図である。
【００４０】
【図５Ｄ】図５Ｄは、共通機械インターフェースを強調表示する、図５Ａのそれに類似する４インターフェース放射状構成の概略上面図である。
【００４１】
【図６】図６Ａ−６Ｄは、パーム、スペーサ、およびフィンガマウントの異なる例示的放射状配置の概略上面図を示す。
【００４２】
【図７】図７Ａ−７Ｃは、パーム、スペーサ、およびフィンガマウントの異なる例示的放射状配置の追加の概略上面図を示す。
【００４３】
【図８】図８Ａ−８Ｃは、ハブまたはハブ／パーム、スペーサ、およびフィンガマウントの異なる例示的平行配置の追加の概略上面図を示す。
【００４４】
【図９】図９は、放射状およびベゼルレス構成を有する図４のそれに類似する現場組立型ソフトロボットグリッパの概略側面図である。
【００４５】
【図１０】図１０は、平行およびベゼルレス構成を有する図９のそれに類似する現場組立型ソフトロボットグリッパの概略側面図である。
【００４６】
【図１１】図１１は、ガスケット付き構成を有する図４のそれに類似する現場組立型ソフトロボットグリッパの概略側面図である。
【００４７】
【図１２】図１２は、パームまたはバンパプレートを有する図９のそれに類似する現場組立型ソフトロボットグリッパの概略側面図である。
【００４８】
【図１３】図１３は、センサパッケージを有する図９のそれに類似する現場組立型ソフトロボットグリッパの概略側面図である。
【００４９】
【図１４】図１４は、延長可能真空カップエフェクタ３０４と、カメラとを含むことを除いて、図４−１３のそれに類似する構成を示す。
【００５０】
【図１５−１】図１５Ａは、対の半径方向シールを伴う内部空気圧結合器を採用する図９および１０のそれに類似する現場組立型ソフトロボットグリッパの概略側面図である。
【００５１】
【図１５−２】図１５Ｂは、スライド可能に調節可能な構成における対の半径方向シールを伴う内部空気圧結合器を採用する図１５Ａのそれに類似する現場組立型ソフトロボットグリッパの概略側面図である。
【００５２】
【図１５−３】図１５Ｃ、Ｄ、およびＥは、それぞれ、対の半径方向シールを伴う内部空気圧結合器とともに、エアパフブロック、延長可能真空カップブロック、およびカメラブロックを採用する図１５Ａのそれに類似する現場組立型ソフトロボットグリッパの概略側面図である。
【００５３】
【図１６】図１６Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤは、それぞれ、直線空気通路、フィルタ、流動抑制、および振動バッフルまたは減衰を採用する図１−１５で使用される種々のスペーサおよび空気圧結合器の概略側面図である。
【００５４】
【図１７】図１７Ａ、Ｂ、およびＣは、それぞれ、メス型・メス型結合および密閉、メス型・オス型結合および密閉、ならびに二重締め具構成を採用する図１−１５で使用される種々のスペーサの概略側面図である。
【００５５】
【図１８−１】図１８Ａ−１８Ｅは、図９、１０、１５Ａ、および１５Ｂのそれに類似する現場組立型ソフトロボットグリッパの概略斜視図である。
【図１８−２】図１８Ａ−１８Ｅは、図９、１０、１５Ａ、および１５Ｂのそれに類似する現場組立型ソフトロボットグリッパの概略斜視図である。
【００５６】
【図１９】図１９Ａ、Ｂ、およびＣは、それぞれ、空気圧結合器接続、空気圧結合器を伴わない直接接続、およびスペーサを介した空気圧結合器を採用する図９、１０、１５Ａ、１５Ｂ、および１８Ａ−１８Ｅで使用される種々のフィンガモジュールの概略側面図である。
【００５７】
【図２０】図２０Ａ−２０Ｄは、異なるサイズ／インターフェースハブおよびフィンガモジュールを含む種々の現場組立型ソフトロボットグリッパの概略斜視図である。
【００５８】
【図２１】図２１は、カスタムマウント、およびＴ字スロットまたはＶ字スロット押し出しレールシステムへの直接搭載を含む異なる搭載にモジュール式インターフェースを適合させることが可能な種々の現場組立適合搭載インターフェースの概略斜視図の組である。
【００５９】
【図２２】図２２は、ソフトロボットグリッパを組み立て、製品の適応的握持を提供するために、本明細書に議論されるグリッパのための組立方法を説明するフローチャートを含む。
【００６０】
【図２３】図２３は、図２Ｃに類似するが、グリッパフィンガ１００のための流体経路が、ここでは、グリッパ解決策の内部にあるロボットアーム２０６と一緒に本明細書に議論されるグリッパの概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００６１】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
（ソフトロボットグリッパ）
図１Ａ−１Ｄは、ソフトロボットグリッパの種々の例を描写する。
【００６２】
ソフトまたは膨張式フィンガもしくはグリッパは、種々の方法で移動し得る。例えば、膨張式フィンガは、「Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｒｏｂｏｔｉｃ  Ａｃｔｕａｔｏｒｓ」と題され、２０１４年９月８日に出願された米国特許出願第１４／４８０，１０６号に説明されるソフト触手（「アクチュエータ」）の例のように、曲がり、または捻じれ得る。別の例では、ソフトまたは膨張式フィンガは、「Ｓｏｆｔ  Ａｃｔｕａｔｏｒｓ  ａｎｄ  Ｓｏｆｔ  Ａｃｔｕａｔｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」と題され、２０１５年７月１７日に出願された米国特許出願第１４／８０１，９６１号に説明されるような線形アクチュエータであり得る。なおもさらに、ソフトまたは膨張式フィンガは、「Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｒｏｂｏｔｉｃ  Ａｃｔｕａｔｏｒｓ」と題され、２０１４年７月１１日に出願された米国特許出願第１４／３２９，５０６号のように、シート材料から形成され得る。さらに別の例では、ソフトまたは膨張式フィンガは、「Ａｐｐａｒａｔｕｓ，Ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ  Ｆａｂｒｉｃ  Ｅｌａｓｔｏｍｅｒ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ  ａｓ  Ｐｎｅｕｍａｔｉｃ  Ａｃｔｕａｔｏｒｓ」と題され、２０１４年８月２５日に出願された米国特許出願第１４／４６７，７５８号のように、複雑な形状を形成するために組み込まれた繊維構造を伴う複合材料で構成され得る。当業者は、ソフトまたは膨張式フィンガの他の構成および設計も可能であり、本明細書に説明される例示的実施形態とともに採用され得ることを認識するであろう。
【００６３】
（構成可能ソフトグリッパ）
図１および図２Ａ−３Ｄに示されるように、ソフトグリッパフィンガ１００は、Ｔ字形モジュール式レールシステムと一緒に使用され得、フィンガマウントまたはインターフェース１１４の提供が、２本以上のフィンガ１００がＴ字形レールおよびＴ字形レール付属品の組み合わせを使用してツールに配置されることを可能にする。インターフェース１１４は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、アクリロニトリルブタジエンスチレン（「ＡＢＳ」）、またはアセタールホモポリマー等の食品に安全または医学的に安全な材料から作製され得る。
【００６４】
ソフトロボットグリッパは、１つ以上のソフトロボット部材１００を含み得、それらは、長さおよび作動アプローチに応じて、フィンガ１００、アーム、テール、またはトランクの有機的な物を掴める役割をとり得る。本開示は、「フィンガ」を使用して部材１００を説明することが多いが、任意の曲げ可能なソフトロボット部材が、フィンガ１００の代わりに使用され得る。ソフトロボット部材１００を膨張および／または収縮させる場合、２つ以上の部材が、ハブ２０４、３０４から延び得、ハブ２０４、３０４は、流体（ガスまたは液体）をグリッパ部材１００に分配するためのマニホールド、および／またはマニホールドおよび／またはグリッパ部材への流体圧力を安定させるためのプレナムを含み得る。部材１００は、手のように配置され得、ソフトロボット部材は、丸められたとき、「パーム」２０４、２０４に面するフィンガとしての機能を果たし、物体は、フィンガ１００によってパームに対して保持され；および／または、部材は、頭足動物のようにも配置され得、ソフトロボット部材は、追加の中心ハブアクチュエータまたはサブエフェクタ（吸引、握持等）を包囲するアームとしての機能を果たす。
【００６５】
図１および図２Ａ−３Ｄに示されるように、部材またはフィンガ１００は、近位端１１２から遠位端１１０まで延び得る。近位端１１２は、フィンガマウントまたはインターフェース１１４に接続し得る。フィンガマウント１１４は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、アクリロニトリルブタジエンスチレン（「ＡＢＳ」）、またはアセタールホモポリマー等の衛生的または食品接触材料から作製され得る。フィンガマウント１１４は、例えば、空気圧結合器２２４を介して、フィンガ１００および／または可撓性管類１１８の一方または両方に解放可能に結合され得る。フィンガマウント１１４は、空気を収納し、フィンガ１００の中のポートを介して、空気をフィンガ１００に、およびフィンガ１００から導く。異なるフィンガマウント１１４は、フィンガ１００の異なるサイズ、数、または構成を有し得る。
【００６６】
図２Ａ−２Ｃに示されるように、膨張式フィンガ１００は、可撓性管類１１８を通して膨張デバイス１２０からの膨張流体、空気圧、またはその他を用いて膨張させられ得る。空気圧膨張／収縮が本明細書において議論される場合、空気圧動作に特有の制約が内在する場合、または明示的に議論される場合を除き、他の流体も使用され得る。フィンガマウント１１４は、弁１１６を含み得るか、またはそれに取り付けられ得、弁１１６は、空気がフィンガ１００に進入することを可能にするが、（弁１１６が開放されない限り）空気がフィンガ１００から退出することを防止する。可撓性管類１１８は、膨張デバイスの場所における空気および／または真空の供給を調整するための膨張デバイスまたはコントローラにおけるインフレータ弁１２４にも、または代替的に取り付けられ得る。
【００６７】
図２Ａは、レールシステム２０２に搭載された２本のフィンガ１００がロボットグリッパを形成する、システムの側面図を描写する。この例では、フィンガ１００は、締め具（例えば、ボルト）を採用して、マウント１１４を使用してある長さのレールシステムに保持されている。図２Ｂは、フィンガ１００がフィンガ１００の間の握持スパン（ＧＳＰ）を減少させるようにレール２０２に沿ってスライドされた後の同一のシステムの側面図を描写する。例えば、フィンガマウント１１４の締め具は、アクチュエータ１００がレール２０２に沿ってスライドすることを可能にするように緩められ得、それは、エンドエフェクタが、同一のデバイスを用いて異なるサイズの物体のために構成されることを可能にする。フィンガマウント１１４は、管類１１８を介してフィンガ１００を加圧および減圧するための密閉された空気圧入口（例えば、迅速交換またはフェルール）を提供する。
【００６８】
膨張デバイス１２０は、流体供給源１２６を含み得、それは、圧縮空気、液化もしくは圧縮二酸化炭素、液化もしくは圧縮窒素、または生理食塩水を貯蔵するためのリザーバであり得るか、または、それは、周囲空気を可撓性管類１１８に供給するための通気孔であり得る。膨張デバイス１２０は、可撓性管類１１８を通して流体供給源１２６からアクチュエータ１００に膨張流体を供給するためのポンプまたは圧縮機等の流体送達デバイス１２８をさらに含み得る。流体送達デバイス１２８は、流体をアクチュエータ１００に供給すること、またはアクチュエータ１００から流体を引き出すことが可能であり得る。流体送達デバイス１２８は、電気によって動力を供給され得る。
【００６９】
図２Ｃに示されるように、組み立てられたエフェクタは、レール２０２上の搭載フランジ２０４を介して産業または協働ロボット（例えば、ロボットアーム）２０６に固定され、アーム２０６が着目物体を取り上げ、設置することを可能にし得る。レール２０２上の搭載フランジ２０４は、ロボットアーム２０６上の対応するフランジと篏合し、エンドエフェクタシステムをロボットアーム２０６に固定するように構成され得る。アダプタ２０５が、搭載フランジ２０４と異なる製造業者のロボットアーム２０６マウントとの間で調整するために使用され得る。空気圧通路が、搭載フランジ２０４を通して提供され得、膨張流体が、ロボットアーム２０６から、搭載フランジ２０４を通して、レール２０２を通して、アクチュエータ１００の中に通過することを可能にする。この様式の調節可能グリッパは、Ｔ字スロット押し出しの使用に限定されず、他のモジュール式搭載システムも、同様の機能性を提供し得ることに留意されたい。
【００７０】
図２Ｃは、エンドエフェクタがロボットアーム２０６上に展開されている特定の例を描写するが、いくつかの実施形態では、フィンガ１００は、ガントリまたは他の機構上に展開され得る。図２Ａ−２Ｃは、再配置可能である個々のフィンガ１００を描写するが、同一の原理が、互いに対して移動可能であるフィンガ１００の群に適用され得る。例えば、図２Ａ−２Ｃの個々のフィンガは、握持機構を形成するフィンガ１００の群と置換され得る。レール２０２（他の誘導機構）に沿ったフィンガ１００の移動は、手動で（例えば、オペレータによって移動させられる調節可能構成要素１１４ａを使用して）、または自動的に（例えば、モータ、空気圧送給、またはフィンガ１００の移動を生じさせるために好適な他のデバイスを使用して）達成され得る。
【００７１】
このアレイにおけるフィンガ１００またはグリッパは、フィンガ１００またはグリッパの位置が機械の働きを介して変更され得るという点で、駆動され得る。例えば、フィンガ１００は、フィンガ１００に取り付けられるスクリュまたはベルトを駆動するモータを介して、または、フィンガ１００もしくはグリッパに取り付けられる空気圧作動型ピストンによって、駆動され得る。
【００７２】
故に、Ｔ字スロット押し出しは、フィンガ１００が、（図２Ａ−２Ｃに示されるように）１次元、２次元、および３次元において再構成され得るグリッパを作成するために使用され得る。例えば、図３Ａは、フィンガ１００が閉鎖構成に設定される「Ｘ」パターンでＴ字スロット押し出し２０２に搭載された４本のソフト膨張式フィンガ１００の側面図を描写する。図３Ｂは、図３Ａに示されるグリッパの上面図を描写する。図３Ｃ（側面図）および３Ｄ（上面図）では、図３Ａ−３Ｂのフィンガ１００は、さらに間隔を置かれ、より大型の物体を握持するように再構成されている。
【００７３】
図２Ａ−３Ｃに示されるシステムは、おそらく、Ｔ字形レールの一般用途と一致するプロトタイピングに最も有用である。生産環境では、成功した解決策は、より制約される。例えば、生産解決策は、概して、グリッパ重量がツールペイロード全体のより小さい割合であり、特に取り上げの合間に高速で移動／回転させられることができるように、および／または、微生物による侵入から密閉され、および／または洗浄可能または噴霧可能であるようにより軽量でなければならない。
【００７４】
図４Ａは、より低い重量、周囲に向かって少ない質量のための設備を含むソフトロボットグリッパの概略側面図を示し、ソフトロボットグリッパは、食品接触密閉および他の要件のために構成されている。図４Ａに示されるように、ソフトロボットグリッパは、食品等の物体の適応的握持を提供するための産業ロボットアーム２０６の末端において現場で組み立てられることが可能な構成要素部品を含む。図４Ｂは、図４Ａのそれに概念的に類似する現場組立型ソフトロボットグリッパの斜視図であり、図４Ｃは、図４Ｂの現場組立型ソフトロボットグリッパの分解斜視図であり、同様の番号付きの要素、および同様に位置し、構成される要素は、本明細書の図４Ａの説明を共有する。いくつかの図では、放射対称、左右反対、または別様に対称の要素は、全てが参照番号で標識されないこともあり、同じ外観および場所の要素は、概して、本明細書の番号付きの要素の説明を共有するであろう。
【００７５】
図４Ａのソフトロボットグリッパは、上側ハブ３０６ａと、下側ハブ３０６ｂとを含むハブ３０６を含む。ハブ３０６は、ロボットアーム２０６の末端に搭載することが可能であり、それを通して形成された空気圧入口３０８を含む。空気圧入口３０８が、１つ以上の（例えば、半径方向）出口３１６につながり、締め具または緊張アンカ３２４が、１つ以上の半径方向出口３８２に隣接する。この場合、締め具アンカ３２４は、例えば、緊張締め具３２２ａの実施形態として本明細書に説明される機械ねじボルトまたはねじ山付きロッドに合致するための機械ねじ穴であり得、他の場合または実施形態では、それは、別の定着機構（迅速接続、戻り止め、位置決めねじ、ループもしくはフック、バヨネットマウント、または他の機械的アンカ）であり得る。
【００７６】
ハブ３０６は、その中に形成されたプレナムすき間または空洞を有するパーム３０４によって包囲され、プレナムすき間または空洞は、ハブ３０６の半径方向出口３８２とパーム３０４との間にプレナムチャンバ３８４（この例では、環状のもの）を形成することが可能である。パーム３０４は、その中に形成された（例えば、半径方向）チャネル３３２のマニホールドを含み、チャネル３３２は、（例えば、それらの間にプレナムすき間を伴ってハブ３０６をパーム３０４の中に挿入することによって）プレナムチャンバ３８４が形成されたとき、それぞれの締め具アンカ３２４に面することが可能である。
【００７７】
示されるように、グリッパシステムは、複数の膨張式フィンガ１００を含む。各膨張式フィンガ１００は、膨張下で第１の方向に曲がり（例えば、把持方向に内側に丸まる）、周囲空気環境内で、真空下で第２の方向に曲がる（例えば、解放方向に外側に丸まる）エラストマ本体、および、（例えば、膨張デバイス１２０がハブ３０６の入口ポートに接続された状態で、グリッパがロボットアーム２０６の末端において組み立てられるときに）空気圧膨張および収縮を提供することが可能な流体ポートとして、またはそれらを含んで形成され得る。流体ポートは、チャネル３１４（締め具３２２ａを差し引く）、プレナムチャンバ３８４、および／またはハブ入口３０８、および／または管１１８ａと断面積において等しいか、またはそれよりも小さくあり得る。
【００７８】
各フィンガ１００は、フィンガマウント３１０内に収納され、密閉され、フィンガの周縁３１０は、空気圧および／または微生物侵入シールとして圧縮性である。故に、２つ以上のフィンガマウント３１０の各々は、パームのそれぞれの半径方向チャネル３１４をそれぞれの膨張式フィンガ１００に接続することが可能な（かつプレナムチャンバ３８４およびハブ出口３１６を介して膨張式である）空気圧通路３８０を含む。
【００７９】
各フィンガマウント３１０は、緊張締め具３２２ａによって圧縮状態でパーム３０４に保持される。各緊張締め具３２２ａは、それぞれの空気圧通路３８０、チャネル３３２、およびプレナムチャンバ３８４を通過することによって、それぞれのフィンガマウント３１０をパーム３０４（および／またはハブ３０６）に固定し、締め具アンカ３２４への緊張下で締まることが可能である。示されるように、挿入された空気圧、微生物侵入、および／または二重機能シール４０２、４０４、４０６は、それによって、フィンガマウント３１０とパーム３０４との間で圧縮される。例えば、図５Ｂまたは図１０に示されるような、いくつかの構成では、緊張締め具３２２ｃは、２つのフィンガマウント３１０の間に延び得（ハブ３０６および／またはパーム３０４を通して、ハブ３０６の反対側の緊張アンカ／ナット３２２ｄまで通過する）、挿入された空気圧、微生物侵入、および／または二重機能シール４０２、４０４、４０６は、フィンガマウント３１０とハブ３０６との間で圧縮され得る。
【００８０】
この構成は、種々の利益および利点を提供する。図１−３に示されるツール構成とは対照的に、システム質量は、所望のグリッパ構成のために必要であるもの以上に増加させられず、未使用または余剰レール質量がなく、ツールが最初に構成された後に行われる調節のために必要とされる質量がない。図１−３に示されるツール構成とは対照的に、ツール／グリッパ全体は、表面ＩＰ６７（または類似）密閉されることができ、例えば、挿入された微生物侵入および／または二重機能シール４０２、４０６（例えば、Ｏリングおよび／またはガスケット）が、ハブ３０６、パーム３０４、スペーサ３０３、および／またはフィンガマウント３１０の間で圧縮されるので、粉塵の侵入がなく／接触に対する完全な保護（防塵）があり、最大１ｍの水中浸漬下で有害な量の水の侵入もない。さらに、図１−３に示されるツール構成とは対照的に、ツール／グリッパ全体は、衛生的に／衛生上構成されることができ、例えば、いくつかが表１に記述される、そのような設計のための種々の原理を満たす。構成可能なＴ字タイプレールの場合、これらの原理の多くは、満たされることができない。
【００８１】
【表１】
2021516623.tif 000003
【００８２】
部分的に、本明細書に説明される構造は、これらの利益および利点のうちのいくつかを可能にし、本明細書に説明される構造において、グリッパの構成要素部品は、空気圧チャネルに緊張締め具を通過すことによって互いに固定され、および／または、微生物侵入シールは、硬い部品または剛な部品の間の全ての表面インターフェースを包囲または裏打ちし、緊張締め具３２２ａ−ｄによって圧縮される。
【００８３】
随意に、ハブ３０６は、ステンレス鋼またはアルミニウム等の金属材料から形成され、パームおよびフィンガマウントは、金属材料のロボットインターフェースのそれの１／２より小さい体積質量密度を有する。殆ど全てのプラスチックおよびポリマーは、金属の１／２未満である体積質量密度を有し、複合材料、ハニカム、中空、および／または発泡金属も、ハブ材料のものの実質的に１／２を下回る（平均）体積質量密度を有し得る。この高密度／頑丈な中心、より低密度の周辺のアプローチは、周辺質量および慣性モーメントが著しくより低いので、全体的なより低い質量、より高い握持ペイロード（より重い握持された物体）、およびより高い平行移動加速、ならびにより高い角度加速を可能にする。
【００８４】
記述されるように、かつ図４−１３の全体を通して示されるように、グリッパは、空気圧Ｏリング等の第１の空気圧シール４０４を使用し得、それは、パーム３０６と各フィンガマウント３０４との間で、各合わせられた半径方向チャネル３３２および空気圧通路３８０を包囲する挿入が可能である。これらのシールまたはＯリング４０４は、空気および真空圧を維持するように圧縮される。しかしながら、グリッパの外部表面にない空気圧シールは、それらの表面における流体および微生物の侵入を防止することができない。故に、随意に、グリッパは、パーム３０４の外面が各それぞれのフィンガマウント３１０の外面に出会う（または例えば、スペーサ３０３がパーム３０３、フィンガマウント３０１、またはハブ３０６のうちのいずれかに出会う）各インターフェースにおいても、（例えば、実質的に同一の平面内で）空気圧シール４０４を包囲する挿入が可能な第１の微生物侵入シール４０２を含み得る。微生物侵入シール４０１は、空気圧シール４０４とともに実質的に面内、および／または、それと平行であり、空気圧シール４０２と同一の緊張締め具３２２ａによって圧縮され得る。ある場合、「二重機能」シールまたはＯリング４０６は、外面における流体侵入シールの必要な場所が空気圧シールとしても好適であるとき、空気圧密閉および流体侵入密閉の両方を提供するように位置し得る。他の場合では、図１１に示されるように、二重機能ガスケット４０６ａは、各シールと同一の平面内で、空気圧密閉場所から侵入密閉場所まで延び得る。いくつかの図の全体を通して描写されるシール４０２、４０４、４０６、４０６ａは、食品接触／侵入保護密閉または空気圧密閉のために必要または有利な全ての場所ではなく、例示的場所に示されている。場所は、（例えば、スペーサに接触するハブ、フィンガマウントに接触するハブ、キャップに接触するハブ、スペーサに接触するパーム、フィンガマウントに接触するパーム、キャップに接触するパーム、フィンガマウントに接触するスペーサ、別のスペーサに接触するスペーサ、またはアダプタの間の）各共通機械インターフェースにおける、上側ハブとパームとの間、下側ハブとパームとの間、上側ハブとアームインターフェースとの間を含む。使用されるように、「接触する」は、オス型／メス型プラグを介した共通機械インターフェースの係合を除外しない。
【００８５】
随意に、ハブ３０６は、図３−１３に示されるように、（１つ以上の、例えば、半径方向）出口３１６および（１つ以上の）締め具アンカ３２４を含む下側ハブ３０６ｂ、および空気圧入口３０８を含む上側ハブ３０６ａとして形成され、下側ハブ３０６ｂと上側ハブ３０６ａとは、（例えば、空気圧シール４０４、侵入シール４０２、および二重機能シール４０６を圧縮／密閉するように、緊張締め具３２２ｂによって保持される圧縮状態で）それらの間にパーム３０４を挟み、半径方向出口３１６と空気圧入口３０８との間の空気経路を結合または接続することが可能であり、上側ハブ３０６ａおよび下側ハブ３０６ｂの各々は、パーム３０４に密閉することが可能である。いくつかの図に示されるように、空気圧入口３０８は、９０度の角を伴う直線経路として図式的に描写されるが、入口３０８は、上側ハブ３０６ａの長さに沿ってチャネル３０８の経路に角度併合され得る。空気圧シールまたはＯリングは、同心場所にも、または代替として、配置され得、上側または下側ハブ３０６ａ、３０６ｂの円筒周辺とパーム３０４の円筒内壁との間で密閉する。
【００８６】
随意に、ソフトロボットグリッパはまた、上側および下側ハブ３０６ａ、３０６ｂの各々を包囲する挿入が可能であり、上側ハブおよび下側ハブ３０６ａ、３０６ｂをパーム３０４に空気圧密閉することが可能である第２の空気圧シール４０４；および／または、パーム３０４の外面の各々が上側ハブ３０６ａおよび下側ハブ３０６ｂの各々の外面に出会う各インターフェースにおける挿入が可能な第２の微生物侵入シール４０２を含み得る。
【００８７】
さらに随意に、示されるように、締め具アンカ３２４の各々は、ハブ３０６に形成されるねじ穴を含み得、緊張締め具３２２ａの各々は、それぞれのねじ穴に篏合する機械ねじ山を有する細長い部材を含み得る。細長い部材は、部分的または完全にねじ山付きのロッドであり得る、またはボルトであり得る。
【００８８】
なおもさらに随意に、フィンガ１００の商品接触面積は、実質的に３２マイクロインチの平均粗度（Ｒａ）と同程度に平滑またはそれよりも平滑であり得、グリッパの非商品接触面積は、実質的に約１２５マイクロインチ（Ｒａ）と同程度に平滑またはそれよりも平滑であり得る。これらは、食品接触または隣接する機能エリアのために好適である。
【００８９】
前述の説明は、概して、例えば、図４−１３の各々、すなわち、放射状（円形）および平行構成の両方に適用されるが、パーム３０４は、図５Ｂ、５Ｃ、７Ｄ−７Ｆ、および１０に示されるような平行配置の場合、より随意であり得る。例えば、これらの図のグリッパは、残りの図の随意の構成に加えて、ロボットアーム２０６の末端において現場で組み立てられ、製品の適応的握持を提供することが可能な構成要素部品を有するソフトロボットグリッパを示す。例えば、図１０に示されるように、ハブ３０６ａ−３０６ｂは、例えば、アダプタまたはアームインターフェース２０５を介して、ロボットアーム２０６の末端に搭載することが可能であり得る。ハブ３０６ａ−３０６ｂは、出口３１６を相互接続するプレナム（管）３８４ａにつながっている、それを通して形成された空気圧入口３０８を有する。既に説明されたように、フィンガ１００は、フィンガマウント３１０の中に密閉され、空気圧通路３６０は、ハブ３０６ａ−３０６ｂの出口３１６をそれぞれの膨張式フィンガ１００に空気圧結合する（例えば、または物理的に接続する）ことが可能である。緊張締め具３２２ｄ（随意に、３２２ａ）は、フィンガマウントのそれぞれの空気圧通路３８０およびハブ３０６ａ−３０６ｂの出口３１６を通過することによって、フィンガマウント３１０をハブ３０６ａ−３０６ｂに固定し、フィンガマウント３１０からハブ３０６ａ−３０６ｂの方向への緊張下で締まることが可能であるように配置される。
【００９０】
一例では、図５Ｂ、５Ｃ、７Ｄ−７Ｆ、および１０に示されるように、対向型平行フィンガマウント３１０は、１つのフィンガマウント３１０から対向するものまで延びている緊張締め具３２２ｃによって接合され得、（密閉されたキャップ付きナット）締め具アンカ３２２ｄは、対向するフィンガマウント３１０のうちの１つの中に位置する。各締め具３２２ｃは、一対のフィンガマウント３１０、３１０のそれぞれの空気圧通路３８０およびハブ３０６の一対の出口３１６、３１６を通過することによって、一対のフィンガマウント３１０、３１０をハブ３０６に固定し、１つのフィンガマウントから残りのフィンガマウントへの緊張下で締まる（その間でハブ３０６、ならびに挿入された空気圧、微生物侵入、および／または二重機能シール４０２、４０４、４０６を圧縮する）ことが可能である。
【００９１】
残りの図と共有されるようなこの一般的構造を用いると、パーム３０４は、ハブ３０６ａ−３０６ｂの出口とパーム３０４との間にプレナムチャンバ３８４を形成することが可能であり得、チャネル３３２のマニホールドは、パーム３０４から通じ、各フィンガマウント３１０の各空気圧通路３８０は、パーム３０４のそれぞれのチャネル３３２をそれぞれの膨張式フィンガ１００に接続することが可能である。記述されるように、ハブ３０６ａ−３０６ｂは、緊張締め具３２２ａが固定されることが可能である出口３１６に隣接する複数の締め具アンカ３２４を有し得る。
【００９２】
図４Ａは、概略側面図として、フィンガ１００（例えば、２本以上の）の放射状配置、およびフィンガ１００の平行配置を表し得る。図５−１４は、図１−４を参照して議論されるような本発明の原理のさらなる解説のための代替物、変形例、および概略図を描写する。
【００９３】
図５Ａは、図４に示される構造の４本フィンガ放射状バージョンの概略上面図である。示されるように、ハブ３０６は、選択された放射状分布でフィンガ１００を位置付けて配置し、出口３１６、３８２を介して上側ハブ３０６ａから、随意のプレナム３８４を通してチャネル３８０まで、随意のパーム３０４、随意のスペーサ３０３、およびフィンガマウント３１０の中の通路を通してフィンガ１００まで、空気圧および／または真空を分配する。ハブ３０６は、空気圧チャネルおよび通路を通過する緊張締め具３２２ａを定着する締め具アンカ３２４も含む。空気圧シール３０４および微生物侵入シール３０２は、締め具３２２ａによって半径方向に圧縮される。この構成では、パーム３０４は、プレナム３８４のための場所と、干渉を伴わずに円に沿って互いに隣接してフィンガマウント３１０を搭載するための中心軸からの十分な間隔とを提供する。
【００９４】
図５Ｂは、（６つの共通機械インターフェースを有するハブ３０６またはハブ／パームを使用して搭載される）図１０に示される構造の４本フィンガ平行バージョンの概略上面図である。示されるように、ハブ３０６は、選択された平行分布でフィンガ１００を位置付けて配置し、出口３１６、３８０を介して上側ハブ３０６ａから、随意のプレナム３８４を通してチャネル３８０まで、随意のスペーサ３０３およびフィンガマウント３１０の中の通路を通してフィンガ１００まで、空気圧および／または真空を分配する。フィンガ３１０は、空気圧チャネルおよび通路を通過する緊張締め具３２２ｃを定着する締め具アンカ３２２ｄを受け取る。空気圧シール３０４および微生物侵入シール３０２は、締め具３２２ａによって圧縮されて一列に並んでいる。この構成では、ハブ３０６およびパーム３０４は、単一体と見なされ得、ハブ３０６は、パーム３０４の機能を担い、プレナム３８４のための場所と、干渉を伴わずに線に沿って互いに隣接してフィンガマウント３１０を搭載するための平行軸に沿った十分な間隔とを提供する。
【００９５】
図５Ｃは、図５Ｂのそれに類似する４インターフェース平行構成の概略上面図であり、図５Ｄは、図５Ａのそれに類似する４インターフェース放射状構成の概略上面図であり、図５Ｃおよび図５Ｄの両方は、共通機械インターフェース８０８を強調表示する。随意に、図５Ｃおよび５Ｄに示されるように、パーム３０４は、（例えば、半径方向）チャネル３３２を空気圧通路３８０に合致させる複数の共通機械インターフェース８０８を介して（随意に、合致または補完インターフェースを有するスペーサ３０３を介して）、フィンガマウント３１０に合致させられる。図５Ｃは、共通機械インターフェース８０８と組み合わせられる、「平行」ハブ３０６の構成を示し、共通機械インターフェース８０８の各々は、オス型およびメス型合致または補完構成を伴い、共通機械インターフェース８０８の各々は、それを通した空気通路３８０（随意に、空気圧密閉Ｏリング４０４によって包囲される）を伴う。インターフェース８０８のオス型およびメス型側面は、異なる所望の構成が組み立てられ得る限り、任意の合致する一対の構成要素のいずれかの側に製造され得る。図５Ｃは、メス型・オス型マウント・ハブ構成および平行ハブを図式的に示し、図５Ｄは、オス型・オス型マウント・パーム構成および放射状ハブを図式的に示すが、これらの異なる構成は、示されるように、代替として、平行または放射状ハブ／パームと、および互いにも交換可能に、使用され得る。
【００９６】
図５Ｃおよび５Ｄの各々では、機械インターフェース構成は、点線で描写される部品の隣に図式的に示され、点引き出し線は、インターフェースの場所を示す。図５Ｃは、パーム３０４およびフィンガマウント３１０の各々が、オス型「プラグ」または突出部を含み、その場合、スペーサ３０３が、スペーサの両側にメス型「プラグ」またはレセプタクルを有する押し出し角柱形状であり得る構成を示す。例では、フィンガマウント３１０は、パーム３０４と直接インターフェースせず、むしろ、最小幅スペーサ３０３または「アダプタ」を使用する。
【００９７】
図５Ｄは、パーム３０４が、オス型「プラグ」を含むが、フィンガマウント３１０の各々が、メス型「プラグ」を含み、その場合、スペーサ３０３の各々が、スペーサの反対側にオス型およびメス型「プラグ」を有する構成を示す。フィンガマウント３１０は、最小幅スペーサを伴わずに、パーム３０４と直接インターフェースし得る。スペーサは、デイジーチェーン連結され得る。（その場合、挿入された圧縮空気圧、微生物侵入、および／または二重機能シール４０２、４０４、４０６もそうであろう）。押し出し可能角柱形スペーサ３０３も、示されるようなオス型・オス型アダプタとともに使用され得る。
【００９８】
故に、随意に、グリッパは、１つ以上のスペーサ３０３を含むように組み立てられることが可能であり、各スペーサ３０３は、それぞれの半径方向チャネル３３２と空気圧通路３８０との間で橋渡しする空気圧インターフェース（８０８、通路３８０ａを含む）を有する。それぞれの緊張締め具３３２ａは、空気圧インターフェース（８０８、３８０ａ）を通過し、その間に介在する少なくとも１つのスペーサ３０３を介して、それぞれのフィンガマウント３１０をパーム３０４に固定する。挿入された空気圧、微生物侵入、および／または二重機能シール４０２、４０４、４０６は、構成要素部品の間で圧縮される。
【００９９】
図６Ａ−６Ｄは、パーム３０４、スペーサ３０３、およびフィンガマウント３１０の異なる例示的放射状配置の概略上面図を示す。例えば、図６Ａは、フィンガマウントが９０度の角度間隔で位置し、パームに直接圧縮されるスペーサを伴わない放射状または円形の４本フィンガ配置を示す。図６Ｂは、フィンガマウントが９０度の角度間隔で位置し、パームに直接圧縮されるスペーサを伴わない放射状または円形の３本フィンガ配置を示す。図６Ｃは、フィンガマウントが７２度の角度間隔で位置し、パームに直接圧縮されるスペーサを伴わない放射状または円形の５本フィンガ配置を示す。図６Ｄは、フィンガマウントが９０度の角度間隔で位置し、スペーサによってハブから間隔を置かれるとともに、スペーサを用いてパームに圧縮されるスペーサ３０３を伴う放射状または円形の４本フィンガ配置を示す。
【０１００】
図７Ａ−７Ｃは、ハブ３０６、パーム３０４、スペーサ３０３、およびフィンガマウント３１０の異なる例示的放射状配置の追加の概略上面図を示す。例えば、図７Ａは、フィンガマウントが６０度の角度間隔で位置し、スペーサによってハブから間隔を置かれるとともに、スペーサを用いてパームに圧縮されるスペーサ３０３を伴う放射状または円形の６本フィンガ配置を示す。例えば、図７Ｂは、フィンガマウントが６０度の角度間隔で位置するが、スペーサによって異なる距離においてハブから間隔を置かれるとともに、スペーサを用いてパームに圧縮される交互配置または異なる長さのスペーサ３０３を伴う放射状または円形の６本フィンガ配置を示す。この配置は、６つの接触点において丸みを帯びた三角形（鎖線）を保持し得ることに留意されたい。
【０１０１】
非対称配置の例として、図７Ｃは、恣意的な形態（この場合、例として、正方形の部分と、「マフィン」形の上部とを有する一切れのパンの形態）を保持するために好適である異なる長さおよび曲げられた（または積み重ねられた直線および角度を付けられた）スペーサの両方を伴う放射状または円形の６本フィンガ配置を示す。本配置は、６つの接触点において恣意的な一切れのパン形態を保持し、それは、周辺の周囲に揚力を分配することによって、本形状を把持して持ち上げるために必要な接触力を低減させることに留意されたい。曲げられた、または角度を付けられたスペーサ、および取り付けられたフィンガマウントは、例えば、フィンガ握持表面と垂直ではなく、それに対してある角度で、空気圧チャネルおよびインターフェース表面を配置することによって、本明細書に議論されるように緊張締め具３２２ａを介して空気圧および／または微生物侵入シールを圧縮するように配置され得る。
【０１０２】
例えば、図８は、フィンガマウントが１８０度の角度間隔で位置し、スペーサおよびフィンガマウントの両方がハブ３０６または複合ハブ／パームに圧縮されるスペーサを伴う平行２本フィンガ配置を示す。図８Ｂは、２対のフィンガマウントが線に沿って１８０度の角度間隔で位置し、スペーサおよびフィンガマウントの両方がハブ３０６または複合ハブ／パームに圧縮されるスペーサを伴う平行４本フィンガ配置を示す。図８Ｃは、２対のフィンガマウントが線に沿って（但し図８Ｂよりも遠く離れて）１８０度の角度間隔で位置し、スペーサおよびフィンガマウントの両方がハブ３０６または複合ハブ／パームに圧縮される、６インターフェースハブ／パームを使用する、スペーサを伴う平行４本フィンガ配置を示す。各キャップは、ハブ／パームの中央の未使用インターフェースを密閉し、固定されてフィンガマウントと同様にシールを圧縮する。
【０１０３】
図４Ａが、圧縮によってエラストマフィンガ１００周縁を密閉するその圧縮と同一の方向に沿って作用するベゼル締め具によって、プレート様ベゼル３１０ａが圧縮されるフィンガマウント本体３１０ｂを含むフィンガマウント３１０を示す場合、図９は、チョック３１４−Ｄがフィンガ本体を伴って配置され、エラストマフィンガ１００周縁を圧縮するチョック締め具によって固定される「ベゼルレス」形態を示すことを除いて、図９は、図４Ａのそれに類似する構成を示す。ベゼル３１０ａ形態およびベゼルレス形態の各々では、場所３１１においてフィンガ１００の底部を包囲するフィンガマウント３１０の内周は、フィンガ１００の外周よりもわずかに小さい内径であり、フィンガ１００表面がフィンガマウント３１０表面に出会う場所を圧縮および密閉し得る。ベゼルレスチョック３１４−Ｄ形態では、フィンガ１００の底部を包囲するフィンガマウント３１０の内周は、フィンガ１００の外周と実質的に同一のサイズであり得、チョックの外周は、フィンガマウント３１０の内周に対してフィンガ１００を圧縮するように配置される（サイズを決定される、または角度を付けられる）。ベゼルレス形態は、直接食品エリアの外側に締め具を有するとともに、弛んでいる締め具が抜け落ちる可能性が低い様式で保持されることが有用である食品接触状況のためにより有利であり得る。
【０１０４】
図１０は、ハブ３０６ａ−３０６ｂが、単独として、またはスペーサおよび／またはフィンガマウント３１０がハブまたはハブ・パームに圧縮される平行構成（または２本フィンガ放射状構成）における複合ハブ・パームとして使用され得ることを除いて、図９のそれに類似する構成を示す。緊張締め具３２２ｃは、２つのフィンガマウント３１０の間に延び得（ハブ３０６および／またはパーム３０４を通して、ハブ３０６の反対側の緊張アンカ／ナット３２２ｄまで通過する）、挿入された空気圧、微生物侵入、および／または二重機能シール４０２、４０４、４０６は、フィンガマウント３１０とハブ３０６との間で圧縮され得る。いかなるスペーサも図１０に示されていないが、スペーサ３０３が、本明細書に議論されるようにこの構成で使用され得る。
【０１０５】
図１１は、面内にある微生物侵入シール４０２および空気圧シールのうちのあるものが、二重機能ガスケット４０６ａ形態に組み合わせられ、ガスケット４０６ａが、空気圧密閉する内側特徴と、微生物侵入密閉を提供する外側特徴とを有することを除いて、図４Ａのそれに類似する構成を示す。ガスケット４０６ａは、本明細書に議論される独立したシール４０２、４０４、４０６と同様に圧縮される。
【０１０６】
図１２は、スペーサ３０３と同様に（Ｏリングを介して）微生物侵入に対して密閉されるパームまたはバンパプレート５０６ａの提供を除いて、図９のそれに類似する構成を示す。バンパプレート５０６ａは、表１に議論される衛生ガイドラインに準拠し得る。図１２に示されるように、グリッパは、パームプレート５０６ａを含み得、食品物体は、フィンガ１００によってパームプレート５０６ａに対して保持され得る。パームプレート５０６ａは、スペーサ５０６ｂによってハブ３０６および／またはパーム３０４から間隔を置かれ得る。概して、排他的ではないが、本明細書で使用されるように、用語「基部プレート」、「パームプレート」、「バンパプレート」、または「ハブプレート」は、２つ以上のソフトロボット部材に隣接する基準表面を指し得、それに対して、ソフトロボット部材が、ある場合、例えば、「閉鎖」方向に丸められたとき、作業物体を保持し得、それから、作業物体上のソフトロボット部材１００の握持は、例えば、ソフトロボット部材が「開放」方向に丸められるとき、または再び丸められるとき、解放され得る。「プレート」の使用は、部材が完全に平面的であることを示唆せず、「プレート」は、別様に説明されない限り、表面起伏、輪郭、湾曲、頂点および谷、構造等を有し得、「プレート」は、別様に説明されない限り、プレート様包絡線もしくは縦横比内に収まる部材を説明する。
【０１０７】
図１３は、スペーサ３０３および／またはバンパプレート５０６ａと同様に（Ｏリングを介して）微生物侵入に対して密閉され得るセンサ筐体６０６の提供を除いて、図９または１２のそれに類似する構成を示す。センサ筐体６０６は、照明６０６ｅ（赤外線、可視光、蛍光用の紫外線、および／または測距用の構造化光）と、カメラ６０６ａ（白黒、カラー、立体、ＲＧＢＤ、および／または三角測量、コントラストベース、飛行時間もしくは位相差測距）と、バッテリ６０６ｂと、センサパッケージ（例えば、慣性または加速度計センサ、温度、角度加速またはジャイロスコープ、湿度、ガスタイプ、磁気、容量、誘導を含む）と、残りの要素の全てならびに無線で外部と通信するための内蔵アンテナ（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、低電力８０２．１５ＰＡＮ、メッシュネットワーク）に接続されるコントローラ６０６ｃとを含み得る。センサ筐体は、グリッパ環境条件の相対場所および加速、製品条件、ステータス、または存在；グリッパの故障モード；商業的カウントおよび例外を検出するために使用され得る。示されるセンサパッケージ６０６は、長寿命無線「ＩＯＴ」感知の利用可能性および食品接触のための独立した筐体を密閉することの比較的容易性に照らして、無線および電池式であるが、これは、電力および信号ケーブル（随意に、食品接触定格である）にも繋がれ得る。
【０１０８】
図１４は、延長可能真空カップエフェクタ７０１と、カメラと含むことを除いて、図４−１３のそれに類似する構成を示す。カメラ７０４構成は、図１３に関して本明細書に議論される。図１４は、線形アクチュエータおよび延長アーム７０２を介して延長可能である延長可能真空アップエフェクタ７０１が、実質的にグリッパの中心線に沿って配置され、カメラ７０４が、同様に実質的にグリッパの中心線に沿って配置される類似システムを示す。この構成は、以下または前述の例と組み合わせられ得る。
【０１０９】
図１５Ａは、対の半径方向シールを伴う内部空気圧結合器を採用する図９および１０のそれに類似する現場組立型ソフトロボットグリッパの概略側面図である。図１５Ａ−２２に示されるグリッパおよび構造は、限定ではないが、制御構造および行為、運動制御、運動構造、ロボットアーム、締め具、ならびにインターフェースを含む本明細書の前述の説明および開示と一緒に使用されることが考えられる。
【０１１０】
図９および１０とは対照的に、図１５Ａに示されるグリッパは、例えば、円周Ｏリング４０４ａの形態の半径方向空気圧シールを有する管状結合器５０１を採用する。管状結合器は、フィンガマウント３１０側の受け取り差し込み口３１０ｆとハブ３０６ａ−３０６ｂ側の対応する受け取り差し込み口３０６ｆとの中に受け入れられる。示されるように、スペーサ３０３ａは、管状結合器５０１が通過する通路を含み得、スペーサ３０３ａは、既に説明されたように、シール４０２を介して微生物侵入に関して密閉され得る。スペーサ３０３ａおよび／またはフィンガマウント３１０は、２つのフィンガマウント３１０の間に延び得る（ハブ３０６および／またはパーム３０４を通して、ハブ３０６の反対側の緊張アンカ／ナット３２２ｄまで通過する）緊張締め具３２２ｃを介して、ハブまたはハブ・パームに圧縮され得る。挿入された微生物侵入および／または二重機能シール４０２、４０６は、フィンガマウント３１０とハブ３０６との間で圧縮され得る。円周シール４０４ａは、緊張締め具３２２ｃによって圧縮されないが、受け取り差し込み口３１０ｆおよび３０６ｆの内側円筒壁によって圧縮される。管状結合器５０１は、スペーサ長３０３ａに合致するように、種々の長さで提供され得、例えば、スペーサ３０３ａの種々の長さよりもわずかに長い。管状結合器５０１の端面は、空気圧密閉が端面ではなく管外壁の周りに提供されるので、完全に仕上げられる必要はない。故に、管結合器５０１は、その場で長さに切断され得る。示されるように、管結合器５０１は、受け取り差し込み口３１０ｆ、３０６ｆおよびスペーサ３０３ａの内部通路の組み合わせた長さよりも短い。
【０１１１】
直列に２つの半径方向シール４０４ａを伴う空気圧結合器５０１またはプラグ５０１は、いくつかの形態の面密閉と対比して、シール品質および再現性を向上させ得る。示されるように、フィンガモジュール３１０の外周は、高いまたは食品グレードの「ＩＰ」（侵入保護）定格を達成するように侵入密閉され得る。受け取り差し込み口３１０ｆ、３０６ｆの内側円筒壁、管結合器５０１の外壁直径、およびＯリングシール４０４ａの公差を制御することによって、シール４０４ａによって保持される圧力は、緊張締め具３２２ｃの圧縮による影響を受けず、アクチュエータサイクル寿命、空気圧シール品質、およびシール４０２を介した侵入保護のために良好に制御され得る。加えて、これらの公差は、全体的公差を満たすように、ある程度の変動性を伴って製造される種々の部品の間で組み合わせられ得る。
【０１１２】
図１５Ｂは、図１５Ａのそれに類似する現場組立型ソフトロボットグリッパの概略側面図であり、スライド可能に調節可能な構成における対の半径方向シールを伴う内部空気圧結合器を採用する。図１５Ｂに示されるように、（フィンガマウント３１０側の）受け取り入口３１０ｆおよび（パーム３０４および／またはハブ３０６側の）３０６ｆは、各端部にある程度のすき間を伴って結合器５０１を受け取るために十分に深い。接続プレート３０９は、フィンガマウント３１０とハブ３０６ｂまたはパーム３０４とを接続する。プレート３０９内の溝３０９ａは、調節範囲を設定し、プレート３０９は、締め具３２２に対して溝３０９ａを介してスライドし、フィンガマウント３１０が、ハブ３０６ｂまたはパーム３０４に対して、限定された範囲内で移動させられ、誘導されることを可能にする。全ての場所で、二重半径方向シール４０４ａは、相対内側および外側円筒壁直径と、結合器５０１と受け取り入口３１０ｆおよび３０６ｆとの間の同心性と、チャネル３１６（ハブ）、３１４（パーム）、および３８０（スペーサまたはフィンガマウント）間の空気圧密閉とを維持する。
【０１１３】
図１５Ｂの配置の調節可能性は、ハブ３０６またはパーム３０４とフィンガマウント３１０（または「マニホールド」）との間のフィンガ１００位置の微調整から利益を享受し得るＥＯＡＴに好適である。スライドタイプ要素３０９ａは、締め具３２２を介した直線運動および位置係止を提供する。空気圧結合器５０１は、それ自体が移動またはスライドし得る。示されるように、プレート３０９は、フィンガ基部３１０ｂに接続するが、代替として、プレート３０９は、ベゼル３１０ａに接続し得る。２つの設計は、各フィンガにおける管類または継手を排除し、集中空気分配を可能にし得る。
【０１１４】
代替として、調節可能配置は、結合器５０１または延長範囲結合器５０１の端部におけるスペーサ３０３ｆ−ｆに類似するスペーサまたは調節アドオンを使用し、距離を調節し得る。さらに代替として、調節可能配置は、フィンガマウント３０１がハブ３０６またはパーム３０４から延びている調節スポークまたはシャフトを受け入れることに応じて、分割クランプ（距離を確保するためにしっかりと締められ得る）を使用し得る。フィンガマウント３１０とハブ３０６またはパーム３０４との間の半径方向密閉結合器は、アクチュエータ位置調節を可能にする。密閉が半径方向であるので、クランプ締め要素を係止／係止解除することによって、フィンガマウント３１０は、空気圧シールを失うことなく再配置され得る。再配置は、取り上げ動作中に動的に、または種々の製品のためのマルチサイズキットの一部として、行われ得る。本明細書に開示される密閉構造を使用して露出した管類および継手を排除することは、調節可能配置のための高度衛生用途を可能にし得る。
【０１１５】
図１５Ｃ、Ｄ、およびＥは、図１５Ａのそれに類似する現場組立型ソフトロボットグリッパの概略側面図であり、それぞれ、対の半径方向シールを伴う内部空気圧結合器と一緒にエアパフブロック、延長可能真空カップブロック、およびカメラブロックを採用する。示されるように、追加エアパフブロック７０５は、内部チャネルを通して結合器５０１のルートを決定することのみならず、内部通路を介してノズル７０６まで第２の空気源のルートを決定することができる。第２のパルス空気源は、部品（粒子状物質、湿気、余分な部品等）を吹き飛ばすために、または持続もしくは断続エアブラストにおけるフィンガ洗浄において使用されることができる。
【０１１６】
さらに、示されるように、追加吸引カップブロックは、吸引供給源に接続され、包装された物体を取り上げることを支援するために独立した延長可能線形アクチュエータ７０１を提供された吸引カップ７０２を追加することができる。なおもさらに、追加センサブロックが、同様に、内部チャネルを通した結合器５０１、および配線および回路のルートを内部的に決定することができ、追加センサブロックは、握持検出、部品存在検出等を提供するために、光電、静電容量、カメラ、レンジファインダ等の工業用センサ７０４に使用されることができる。
【０１１７】
図１６Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤは、図１−１５で使用される種々のスペーサおよび空気圧結合器の概略側面図であり、それぞれ、直線空気通路、フィルタ、流動抑制、および振動バッフルまたは減衰を採用する。図１６、１７、および１９では、「側面」は、概略側面図を示し、「側面−Ｘ」は、概略断面で側面図を示し、「端面」は、隣接する「側面」および「側面−Ｘ」図の端面図を示す。
【０１１８】
図１６Ａ−１６Ｄに示されるように、スペーサ３０３または管状結合器５０１の１つの役割は、フィンガマウント３１０が、随意に、異なる距離において、随意に、同一の締め具が空気圧シール４０４、４０４ａおよび侵入シール４０２の両方を固定および圧縮することを可能にする様式でパーム３０４に接続されることを可能にすることである。スペーサ３０３または結合器５０１の各々は、フィンガマウント（または別のスペーサ）と、ハブおよび／またはパーム（もしくは別のスペーサ）からのそれぞれの出口とを通して、空気圧通路を接続することが可能な空気圧チャネルを含むチャネル部材としての機能を果たし得、空気圧チャネルは、２つの圧縮性空気圧シール４０４、４０４ａによって包囲される。
【０１１９】
図１６Ａに示されるように、結合器５０１およびスペーサ３０３ｆ−ｆ内の空気チャネルは、空気圧密閉し、パーム３０４（またはハブ３０６）とフィンガマウント３１０との間で空気を送り得る。本明細書に記述されるように、結合器５０１またはスペーサ３０３ｆ−ｆは、異なる握持間隔を可能にするために種々の長さであり得る。各要素は、各端部において少なくとも１つの空気圧シール４０４、４０４ａを用いて密閉される。図１６Ａでは、空気圧半径方向シール４０４ａは、両端において示される。スペーサ３０３ｆ−ｆに関して、空気圧端部シール４０４は、Ｏリング溝４０４ｂの中に据え付けられて示され、侵入シール４０２は、Ｏリング溝４０２ａの中に据え付けられている。緊張締め具３２２は、スペーサ３０３ｆ−ｆを通した（一例では、結合器５０１を通した）空気チャネルを通過する。メス型インターフェース４０８ｆは、パーム３０４および／またはフィンガマウント３１０上の合致するオス型インターフェース４０８ｍ（図示せず）を受け取り得る。
【０１２０】
図１６Ｂに示されるように、フィルタ６０１は、管状結合器５０１を通した、またはスペーサ３０３ｆ−ｆを通した空気圧通路内に据え付けられ得る。２つの合わせられたスペーサ３０３ｆ−ｆは、ここでは、フィルタ６０１を受け取り、密閉するように示されている（侵入シール４０２が、合わせられたスペーサ３０３ｆ−ｆの間に示される一方で、空気圧シール４０４は、そうではないが、空気圧シール４０４も、流量制限器６０２を密閉するために使用され得る）。管状結合器５０１の場合、フィルタ６０１は、空気チャネル内に流動する空気を清浄にし、スペーサ３０３ｆ−ｆの場合、空気チャネル締め具３２２ａの周りに流動する空気を清浄にする。フィルタ６０１は、フィンガ１００の引き裂きまたは断裂が制御ユニット１３２を損傷し得る汚染につながり得る用途において、残渣を除去し得る。
【０１２１】
図１６Ｃに示されるように、開口を伴うダイアフラムまたは薄い円盤等の流量制限器６０２は、管状結合器５０１を通した、またはスペーサ３０３ｆ−ｆを通した空気圧通路内に据え付けられ得る。２つの合わせられたスペーサ３０３ｆ−ｆ、シール４０２、４０４、４０４ａは、流量制限器６０２を受け取り、密閉するために、図１６Ｂと同様にここで使用される。管状結合器５０１の場合、流量制限器６０２は、空気チャネル内の流量を抑制し、スペーサ３０３ｆ−ｆの場合、空気チャネル締め具３２２ａの周りの流量を抑制する。流量制限器６０２は、複数のフィンガ１００に関してフィンガ１００が開放することまたは閉鎖することのためのタイミングを調節し得る。例えば、６本フィンガＥＯＡＴでは、本願は、特定のフィンガ１００が最初または最後に開放または閉鎖することを必要とし得、１つ以上の流量制限器６０２を挿入することは、１つ以上のフィンガの開放または閉鎖を遅らせ得る。
【０１２２】
図１６Ｄに示されるように、可撓性および／または剛性バッフル、および／または他の減衰装置等の流量減衰装置６０３は、管状結合器５０１を通した、またはスペーサ３０３ｆ−ｆを通した空気圧通路内に据え付けられ得る。２つの合わせられたスペーサ３０３ｆ−ｆ、シール４０２、４０４、４０４ａは、図１６Ｂおよび１６Ｃと同様にここで使用される。管状結合器５０１の場合、流量減衰装置６０３は、空気チャネル内、スペーサ３０３ｆ−ｆの場合、空気チャネル締め具３２２ａの周りの流量を抑制する。流量減衰装置６０３は、空気経路長および／または共振周波数を変化させることによって、フィンガ１００の膨張に応じて反発または揺動を低減させ得る。
【０１２３】
図１７Ａ、Ｂ、およびＣは、図１−１５で使用される種々のスペーサの概略側面図であり、それぞれ、メス型・メス型結合および密閉、メス型・オス型結合および密閉、および、二重締め具構成を採用する。
【０１２４】
図１７Ａに示されるように、メス型・メス型スペーサ３０３ｆ−ｆ内の空気チャネルは、空気圧密閉し、パーム３０４（またはハブ３０６）とフィンガマウント３１０との間で空気を送り得る。各要素は、各端部において少なくとも１つの空気圧シール４０４を用いて密閉される（１つのみの端部が、シールおよび対応する受け取り溝を伴ってここで示され、構造は、連続して繰り返す）。スペーサ３０３ｆ−ｆに関して、空気圧端部シール４０４は、侵入シール４０２がＯリング溝４０２ａの中に据え付けられた状態で、Ｏリング溝４０４ｂの中に据え付けられて示される。緊張締め具３２２ａは、スペーサ３０３ｆ−ｆを通した空気チャネルを通過する。メス型インターフェース４０８ｆは、パーム３０４および／またはフィンガマウント３１０上の合致するオス型インターフェース４０８ｍ（図示せず）を受け取り得る。このスペーサ３０３ｆ−ｆは、オス型・オス型アダプタを用いて、端・端で別のスペーサに接続され得る。
【０１２５】
図１７Ａに示されるように、メス型・オス型スペーサ３０３ｆ−ｍ内の空気チャネルは、空気圧密閉し、パーム３０４（またはハブ３０６）とフィンガマウント３１０との間で空気を送り得る。各要素は、各端部において少なくとも１つの空気圧シール４０４を用いて密閉される（侵入および空気圧シールならびに受け取り溝が、ここでは対向端において示され、構造は、連続して繰り返す）。スペーサ３０３ｆ−ｍに関して、空気圧端部シール４０４は、侵入シール４０２がＯリング溝４０２ａの中に据え付けられた状態で、Ｏリング溝４０４ｂの中に据え付けられて示される。緊張締め具３２２ａは、スペーサ３０３ｆ−ｆを通した空気チャネルを通過する。各インターフェース４０８ｆ、４０８ｍは、パーム３０４および／またはフィンガマウント３１０上の合致するインターフェースを受け取り得る。このスペーサ３０３ｆ−ｍは、他の３０３ｆ−ｍスペーサとデイジーチェーン連結され得る。
【０１２６】
図１７Ｃに示されるように、メス型・メス型スペーサ３０３ｆ−ｍ’内の空気チャネルは、空気圧密閉し、パーム３０４（またはハブ３０６）とフィンガマウント３１０との間で空気を送り得る。各要素は、各端部において少なくとも１つの空気圧シール４０４を用いて密閉される（１つのみの端部が、シールおよび対応する受け取り溝を伴ってここで示され、構造は、連続して繰り返す）。スペーサ３０３ｆ−ｍ’に関して、空気圧端部シール４０４は、侵入シール４０２がＯリング溝４０２ａの中に据え付けられた状態で、Ｏリング溝４０４ｂの中に据え付けられて示される。対の緊張締め具３２２ａは、空気チャネルに隣接するスペーサ３０３ｆ−ｍを通過し得る。メス型インターフェース４０８ｆは、パーム３０４および／またはフィンガマウント３１０上の合致するオス型インターフェース４０８ｍを受け取り得る。このスペーサ３０３ｆ−ｍは、オス型・オス型アダプタを用いて、端・端で別のスペーサに接続され得る。
【０１２７】
図１８Ａ−１８Ｅは、図９、１０、１５Ａ、および１５Ｂのそれに類似する現場組立型ソフトロボットグリッパの概略斜視図である。
【０１２８】
図１８Ａ、１８Ｂ、および１８Ｃは、より短い、中間、およびより長いフィンガマウント３１０を示す。特に、図１８Ｂは、斜視図で中間または標準サイズフィンガマウント３１０を示す一方で、図１８Ｄは、断面で同一の中間フィンガマウント３１０を示す。図１８Ｂおよび１８Ｄに示されるように、図１５Ａに示されるグリッパと同様に、フィンガマウント３１０は、例えば、円周Ｏリング４０４ａの形態の半径方向空気圧シールを有する管状結合器５０１を採用する。フィンガ１００は、この例では、本明細書に開示されるように、締め具３１０ｃを介してベゼル３１０ａに固定および密閉される。管状結合器５０１は、フィンガマウント３１０側の受け取り差し込み口３１０ｆおよびハブ３０６ａ−３０６ｂ側の対応する受け取り差し込み口３０６ｆの中に受け入れられる。フィンガマウント３１０は、緊張締め具を介して、ハブ３０６またはハブ・パーム３０６−３０４に圧縮され得る。挿入された微生物侵入および／または二重機能シール４０２、４０６は、フィンガマウント３１０とハブ３０６またはハブ／パーム３０６／３０４との間で圧縮され得る。円周シール４０４ａは、緊張締め具３２２によって圧縮されないが、受け取り差し込み口３１０ｆおよび３０６ｆの内側円筒壁によって圧縮される。管状結合器５０１は、受け取り差し込み口３１０ｆおよび３０６ｆの内側円筒壁に合致するための長さで提供され得る。
【０１２９】
図１８Ｂに示されるように、２つの側面は、インターフェース８０８を形成し、インターフェース８０８において、締め具３２３が、オス型プラグまたはパイロット突出部３１０ｄ内に同心に配置され、オス型プラグまたはパイロット突出部３１０ｄは、フィンガマウント３１０がハブ３０６またはハブ／パーム３０６／３０４上の対応するメス型プラグまたはパイロットレセプタクル３０６ｇ（図１９Ａ−１９Ｃ参照）に保持されることを可能にし、それは、フィンガマウント３１０とハブ／パーム３０６／３０４との間の剪断に抵抗し得る。図１８Ｂおよび１８Ｄに示されるように、フィンガ１００の各々は、拡張／圧縮ベローズ側の実質的に正弦曲線の断面外形１０２と、握持側の隆起１０１とを含む。隆起１０１内に、ほぼ丸くなる方向への握持表面の撓みに抵抗する（例えば、平坦であるが丸くなる表面として握持側を維持する）補強バーがあり得る。
【０１３０】
図１８Ａおよび１８Ｃは、より短いおよびより長いフィンガマウント３１０を示し、それらは、例えば、図２０Ａ−２０Ｄに示されるようなカスタム形状およびサイズのグリッパを現場で組み立てるために、中間長のフィンガマウント３１０の代替として、または中間長のフィンガマウント３１０と一緒に選択され得る。
【０１３１】
図１８Ｅに示されるように、一実施形態では、キールまたはバンパプレート５０６ｃが、フィンガ基部３１０ｂ上に搭載されるフィンガ１００に隣接して提供され得る。キールまたはバンパプレート５０６ｃは、実質的に剛体の（硬質ゴムまたはエラストマ表面を除外しない）表面を提供する図１２を参照して議論されるものに類似し、その表面に対して軟質の物品がフィンガ１００によって押し付けられ得る。キールまたはバンパプレートは、図１５Ｂの調節可能な実施形態にも提供され得、ベゼル３１０ａまたはフィンガマウント３１０ｂと一体的であり得る。
【０１３２】
図１９Ａ、Ｂ、およびＣは、図９、１０、１５Ａ、１５Ｂ、および１８Ａ−１８Ｅで使用されるフィンガモジュールのための種々のインターフェースの概略側面図であり、それぞれ、対の半径方向シールを伴う空気圧結合器接続、空気結合器を伴わない直接接続、およびスペーサを介した対の半径方向シールを伴う空気圧結合器を採用する。
【０１３３】
図１９Ａに示されるインターフェースは、図１８Ａ−１８Ｅに示されるものに類似し、例えば、円筒管５０１の外壁の周りの二重円周Ｏリング４０４ａの形態で、半径方向空気圧シールを有する管状結合器５０１を採用する。管状結合器は、フィンガマウント３１０側の受け取り差し込み口３１０ｆおよびハブ３０６ａ−３０６ｂ側の対応する受け取り差し込み口３０６ｆの中に受け入れられる。示されるように、インターフェースは、シール４０２（溝４０２ａの中に据え付けられる）において微生物侵入に対して密閉され、シール４０４ａ、４０４ａにおいて空気圧密閉され得る。パイロット突出部３１０ｄは、組立および剪断に抵抗するためにレセプタクル３０６ｇの中に受け入れられる。
【０１３４】
図１９Ｂに示されるインターフェースは、管状結合器を欠いている図１９Ａに示されるものの簡略化されたバージョンである。代わりに、空気圧シール４０４（溝４０２ｂの中に据え付けられる）が、インターフェースにおいて空気圧チャネルを包囲する。示されるように、インターフェースは、シール４０２（溝４０２ａの中に受け入れられる）において微生物侵入に対して密閉され得る。パイロット突出部３１０ｄは、組立および剪断に抵抗するためにレセプタクル３０６ｇの中に受け入れられる。
【０１３５】
図１９Ｃに示されるインターフェースは、図１９Ａに示されるものに類似するが、スペーサが、例えば、図１５Ａと同様に、半径方向シール４０４ａおよび結合器５０１と一緒に使用され得るように、包囲するスペーサ３０３ｆ−ｆ管を可能にする。示されるように、スペーサ３０３ｆ−ｆは、それを通して（長い）管状結合器５０１が通過する、単純な、例えば、押し出しチャネルまたは長方形管として形成され、スペーサ３０３ａは、既に説明されたように、溝４０２ａの中に受け入れられるシール４０２を介して、微生物侵入に関して密閉され得る。スペーサ３０３ａおよび／またはフィンガマウント３１０は、フィンガマウント３１０からハブ３０６またはハブ／パーム３０６／３０４上の緊張アンカ３２２ｄまで延び得る緊張締め具３２３（この場合、ボルトを示す本明細書の任意の場合に使用され得るねじ山付きロッドおよびナット）を介して、ハブまたはハブ・パームに圧縮され得る。微生物侵入４０２は、フィンガマウント３１０とハブ３０６との間で圧縮され得る。円周シール４０４ａは、緊張締め具３２３によって圧縮されないが、受け取り差し込み口３１０ｆおよび３０６ｆの内側円筒壁によって圧縮される。示されるように、管結合器５０１は、受け取り差し込み口３１０ｆ、３０６ｆおよびスペーサ３０３ａの内部通路の組み合わせられた長さよりも短い。直列に２つの半径方向シール４０４ａを伴う空気圧結合器５０１は、図１５Ａに関して、および本明細書で別様に議論されるように機能する。
【０１３６】
図２０Ａ−２０Ｄは、異なるサイズ／インターフェースパームおよびフィンガモジュールを含む種々の現場組立型ソフトロボットグリッパの概略斜視図である。図２０Ａは、長い物品を取り上げるためのツールまたはグリッパを形成するために、より短いおよびより長いフィンガマウント３１０と組み合わせられた、２本フィンガ側方、４本フィンガ対称、または「円形」のツールに好適な正方形のパームを示す。図２０Ｂは、大きい物品を取り上げるためのツールまたはグリッパを形成するために、より短いおよびより長いフィンガマウント３１０と組み合わせられた、６本フィンガ側方または８本フィンガ「卵形」のツールに好適な長い長方形のパームを示す。図２０Ｃは、一方の端部９においてより重くあり得る物品を取り上げるためのオフセットツールまたはグリッパを形成するために、オフセット様式でより短いおよびより長いフィンガマウント３１０と組み合わせられた、４本フィンガ側方または６本フィンガ「卵形」のツールに好適な中間の長方形のパームを示す。図２０Ｄは、一方の端部においてより重く、かつより幅広くあり得る物品を取り上げるためのオフセット交互配置ツールまたはグリッパを形成するために、オフセット交互配置様式でいくつかの類似フィンガマウント３１０と組み合わせられた、段階的な幅広・幅狭パームを示す。図２０Ｄは、図２０Ａ−２０Ｄの各場合に使用され得る半透明で表される内部空気圧経路も示す。各場合、フィンガマウント３１０のための未使用空気圧インターフェースは、フィンガマウント３１０の代わりに「遮断プレート」（図示せず）によって遮断され得る。遮断プレートは、パイロットと、締め具と、空気流を遮断するために類似半径方向シールを用いて密閉される挿入プラグとを有し得る。
【０１３７】
示されるように、単一フィンガモジュールおよび種々の搭載ブロックを利用することは、構築ブロックからのＥＯＡＴ（「アームの端部ツール」）の迅速な現場組立を可能にする。空気継手および管類を伴う直接表面搭載ブロックの使用は、単一フィンガモジュールが構造パームにしっかり留められることを可能にし、適合性のある台座またはハブ設計とともにカスタムＥＯＡＴを作成する。
【０１３８】
図２１は、カスタムマウント、およびＴ字スロットまたはＶ字スロット押し出しレールシステムへの直接搭載を含む異なる搭載にモジュール式インターフェースを適合させることが可能な種々の現場組立適合搭載インターフェースの概略斜視図の組である。示されるように、Ｔ字スロットまたはＶ字スロット押し出し（例えば、２０ｍｍ「８０／２０」）とインターフェースするように設計される構成要素の使用は、フィンガ位置の容易な調節を可能にする。
【０１３９】
本明細書に議論されるように、パームは、握持されるべき物品に隣接して位置付け可能であり、パームは、内側空間を提供し、フィンガは、内側空間に向かって曲がり、または丸まり得、ハブは、フィンガ、パーム、および／または空気経路を接続するための実質的に中心の節点を提供する。これらの機能が構造またはアセンブリによって共有される場合では、いずれの言葉も、適切であり得る。
【０１４０】
図２２は、ソフトロボットグリッパを組み立て、製品の適応的握持を提供するための本明細書に議論されるグリッパのための組立方法を説明するフローチャートを含む。図２２に示されるように、ステップＳ０２において、複数の出口３１６につながっているハブ３０６、３０４、３０４／３０６と一緒に、流体ポートに接続することが可能な通路３８０を含むフィンガマウント３１０が、配置され、ハブは、それを通して形成された空気圧入口を有する。フィンガマウント３１０の通路３８０は、空気圧チャネル３８０、３８０ａを含むチャネル部材３０３、５１０を介して、フィンガマウントのハブ３０６、３０４、３０４／３０６のそれぞれの出口と接続され得る。ステップＳ０４において、圧縮性空気圧シール４０４が、空気圧チャネル３８０ａおよび／またはチャネル部材５０１、３０３の各端部に向かって配置され得る。ステップＳ０６において、フィンガマウント３１０、チャネル部材５０１、３０３、およびハブ３０６、３０４、３０４／３０６が、接続され得る。フィンガマウント３１０は、ステップＳ０８において圧縮（例えば、軸方向または半径方向圧縮）下で両方の空気圧シールを用いて空気圧チャネル３８０、３８０ａを密閉するために、ステップＳ１０において緊張締め具３２２、３２３を使用して、圧縮状態でハブ３０６、３０４、３０４／３０６に固定され得る。図２２に示されるように、圧縮ステップＳ０８および締結／固定ステップＳ１０は、実質的に同時に行われ得る。随意に、図２２に続くステップでは、ハブ３０６、３０４、３０４／３０６は、ロボットアーム２０６の末端に搭載され得、膨張式フィンガ１００は、膨張下で第１の方向に曲がり、真空下で第２の方向に曲がるように、空気圧チャネル／通路３８０、３８０ａを介して空気圧で作動させられ得る。
【０１４１】
随意に、ステップＳ１２において鎖線によって図２２に示されるように、微生物侵入シール４０２が、ハブ３０６、３０４、３０４／３０６の外面が各それぞれのフィンガマウント３１０の外面に出会う各インターフェースにおいて、２つの空気圧シール４０４のうちの１つを包囲して（例えば、それよりも大きい直径を有し、かつそれと平行な面に沿って）挿入され得る。微生物侵入シール４０２は、随意に、緊張締め具３２２、３２３を介して、ハブ３０６、３０４、３０４／３０６と各フィンガマウント３１０との間で（例えば、軸方向に、および／または受け入れ溝４０２ａ内で）圧縮され得る。
【０１４２】
チャネル部材が結合器５０１等の円筒管を含む場合、ステップＳ０８では、空気圧シール４０４、４０４ａのうちの１つは、管５０１の外側円筒壁とフィンガマウント３１０の中の受け取りレセプタクル３１０ｆの内側円筒壁との間で（例えば、半径方向に）圧縮され得る。空気圧シール４０４、４０４ａのうちの残りの１つは、管５０１の外側円筒壁とハブ３０６、３０４、３０４／３０６の中の受け取りレセプタクル３０６ｆの内側円筒壁との間で（例えば、半径方向に）圧縮され得る。
【０１４３】
随意に、ステップＳ０８および／またはステップＳ１２では、緊張締め具３２２、３２３は、フィンガマウント３１０のそれぞれの空気圧通路３８０、３８０ａおよびハブ３０６、３０４、３０４／３０６の出口または通路３１６に通され得る。チャネル部材がスペーサ３０３を含む場合、ステップＳ０８、Ｓ１０、および／またはステップＳ１２では、緊張締め具３２２、３２３は、少なくとも１つのスペーサ３０３を介してそれぞれのフィンガマウント３１０をハブ３０６、３０４、３０４／３０６に固定するように、チャネル３８０、３８０ａに通され得る。
【０１４４】
図２３は、図２Ｃに類似するが、グリッパフィンガ１００のための流体経路が、ここでは、グリッパの内部にあるロボットアーム２０６とともに本明細書に議論されるグリッパの概略図を示す。
【０１４５】
図２３に示されるように、組み立てられたグリッパは、産業または協働ロボット（例えば、ロボットアーム）に固定され得る。膨張デバイス１２０は、流体供給源１２６と、可撓性管類１１８を通して流体供給源１２６からアクチュエータ１００に膨張流体を供給するためのポンプまたは圧縮機等の流体送達デバイス１２８とを含み得る。流体送達デバイス１２８は、流体をアクチュエータ１００に供給すること、またはアクチュエータ１００から流体を引き出すことが可能であり得る。流体送達デバイス１２８は、電気によって動力を供給され得る。
【０１４６】
電力供給源１３０は、電力を制御デバイス１３２にも供給し得る。制御デバイス１３２は、ユーザまたはプログラムされたルーチンが、例えば、１つ以上の作動ボタン１３４（またはスイッチ等の代替デバイス）を通して、またはメモリの中に記憶され、コントローラ１３６に別様に伝送され、またはコントローラ１３６によってアクセス可能にされる実行可能コードを介して、アクチュエータの膨張または収縮を制御することを可能にし得る。制御デバイス１３２は、制御信号を流体送達デバイス１２８に送信し、流体送達デバイス１２８に膨張流体を供給させ、またはアクチュエータ１００から膨張流体を引き出させるためのコントローラ１３６を含み得る。
【０１４７】
（一定の定義）
【０１４８】
エンドエフェクタ：環境と相互作用するように設計されるロボットアームの端部におけるデバイスであり得、および／または、ロボットの最後のリンク（もしくは終点）であり得る。終点において、ツールが、取り付けられ得、または、エンドエフェクタは、それ自体がツールとしての機能を果たし得る。エンドエフェクタは、グリッパまたはツールの一方または両方を含み得る。
【０１４９】
グリッパ：アームグリッパの端部は、物体を保持すること、持ち上げること、輸送すること、および／または操作することが多い。
ツール：アームツールの端部は、作業物体を握持または保持するのではなく、その特性を変化させ得る。ツール機能は、溶接または融合、噴霧、分注、製粉、ねじまたはナット駆動、平坦化、切断、およびこれらの組み合わせを含み得る。
【０１５０】
衝突型エンドエフェクタ：保持摩擦を含む直接衝突によって作業物体を把持する、例えば、ジョー、爪、グリッパ。
【０１５１】
侵入型エンドエフェクタ：例えば、針、ピン、またはハックルを用いて、作業物体を貫通する。
【０１５２】
収斂型エンドエフェクタ：例えば、ベルヌーイ揚力、吸引きつけ力、真空力、磁気、静電、ファン・デル・ワールス、定在超音波、レーザ毛抜き等の本質的に引きつけ力または場の力によって、作業物体を保持する。
【０１５３】
近接型は、例えば、毛管作用、接着剤、表面張力、凍結、化学反応を介して、本質的に接着力によって、作業物体を保持する。
【０１５４】
ソフトロボットグリッパ部材は、ゴム、および／または圧力下で広がり、伸び、および／または曲がるように構成されたアコーディオン構造に配置されるプラスチックの薄い壁等のエラストマ材料、または他の好適な比較的に軟質の材料から形成され得る。ソフトロボットグリッパ部材は、グリッパ部材を加圧し、膨張させ、および／または作動させるために、空気、水、または生理食塩水等の流体で充填され得るチャネルおよび／または中空内部を含み得る。作動時、グリッパ部材の形状または外形は、例えば、可変的に湾曲する、丸くなる、反対方向を含む、またはまっすぐになることによって、変化する。代替として、または加えて、グリッパ部材は、グリッパ部材から膨張流体を除去し、それによって、グリッパ部材が曲がり、ねじれ、および／または延びる程度を変化させるために、真空を使用して作動させられ得る。
【０１５５】
作動は、グリッパ部材が、把持および押されているワークピース等のワークピースに力を及ぼすことのみならず、把持されているワークピースの形状に部分的または完全に形状適合することも可能にし得る。ソフトロボットグリッパ部材は、ワークピースまたは作業環境との衝突時、無害に変形することもできる。
【０１５６】
（用語についての一般的注記）
【０１５７】
「一実施形態では」、「実施形態では」、「いくつかの例では」等は、必ずしも全て同一の実施形態を指しているわけではなく、種々の実施形態において任意の組み合わせで一緒に使用可能である「少なくとも１つの実施形態では」を意味する。本説明は、請求される実施形態が各請求項に明示的に記載されるよりも多くの特徴を要求するという意図を反映するものとして解釈されるべきではない。むしろ、以下の請求項が反映するように、発明の主題は、単一の開示される実施形態の全てに満たない特徴にある。
【０１５８】
食品接触および侵入保護に関して、それらの全体として参照することによって本明細書に組み込まれる、以下のウェブサイトが参照される。
【０１５９】
ｈｔｔｐｓ：／／ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ−ｉｎｓｉｇｈｔｓ．ｂｌｏｇ／２０１８／０３／０７／ｈｙｇｉｅｎｉｃ−ｖｓ−ｗａｓｈｄｏｗｎ／
【０１６０】
ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｍｅａｔｉｎｓｔｉｔｕｔｅ．ｏｒｇ／ｉｎｄｅｘ．ｐｈｐ？ｈｔ＝ａ／ＧｅｔＤｏｃｕｍｅｎｔＡｃｔｉｏｎ／ｉ／９７２６１
【図１】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１５Ｅ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１８Ｄ】
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【図１８Ｅ】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２０Ｄ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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