(57)【要約】ロボットグリッパが、標的物体を把持および操作するために採用される。比較的に独特の問題を提起する１つのタスクは、いくつかある要因の中でも、肉の表面構造および展性に起因して従来のグリッパを用いて把持することが困難であり得る肉製品の取り扱いである。本明細書に説明される例示的実施形態は、１つ以上のフィンガと、プレートであって、随意に、吸引能力を提供するプレートとを有するロボットグリッパを提供する。アクチュエータは、小さい力を把持標的の縁に加える。吸引される実施形態では、プレート内の吸引孔のアレイが、その表面に沿った多くの点において軽い真空力を加えることによって把持標的の中心を支持する。吸引されない実施形態では、アクチュエータは、把持標的の縁を握持し、プレートは、把持標的と形状適合接触し、アクチュエータの握持力からそれが折れ曲がること、変形すること、または崩壊することを防止する。
2020529929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、前記装置は、
歪み制限層と、膨張流体を受け取るように構成された膨張式エラストマブラダとを備えているソフトロボットアクチュエータであって、前記アクチュエータは、前記膨張流体で部分的または完全に膨張させられているとき、前記歪み制限層の周りに曲がるように構成されている、アクチュエータと、
複数の孔を備えている真空パッドと
を備え、
真空力が、前記複数の孔を通して標的物体に加えられることができ、
前記アクチュエータおよび真空パッドは、前記標的物体が前記真空パッドによって定位置に保持されており、前記アクチュエータが完全または部分的膨張状態であるとき、前記標的物体が前記アクチュエータによって把持可能であるように、位置付けられている、
装置。
【請求項２】
前記真空パッドの上部と前記ソフトロボットアクチュエータの把持先端との間の距離を調節するように構成された調節可能ｚ高度支柱をさらに備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記装置は、マニホールドに搭載され、前記真空パッドと前記マニホールドとの間に配置された柔軟パッドをさらに備え、前記柔軟パッドは、前記真空パッドと前記マニホールドとの間で圧縮されるように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記真空パッドは、前記標的物体と対面接触して設置されるように構成された上部プレートを備え、
前記上部プレートは、実質的に円形かつ平坦であるか、
前記上部プレートは、凹状であるか、または、
前記上部プレートは、前記複数の孔が配置された陥凹状部分を備えている、
請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記真空パッドは、前記標的物体と対面接触して設置されるように構成された上部プレートを備え、前記上部プレートは、隆起と、前記隆起間に形成された溝とを備え、前記装置は、前記標的物体を解放するために前記溝の中に空気を注入する空気注入器をさらに備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
振動することまたは超音波を発することのうちの少なくとも１つを実施し、前記標的物体を解放するように構成された解放デバイスをさらに備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記標的物体を機械的に解放するように構成された解放デバイスをさらに備え、前記解放デバイスは、エジェクタバー、ピン、または伸縮性膜のうちの少なくとも１つを備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記標的物体の表面から分割シートを除去するように成形され、位置付けられたペンチをさらに備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
ロボットであって、前記ロボットは、
ロボットアームと、
請求項１に記載の前記装置を備えているアームの第１の端部ツールと、
へらを備えているアームの第２の端部ツールと
を備えている、ロボット。
【請求項１０】
温度センサをさらに備えている、請求項９に記載のロボット。
【請求項１１】
方法であって、前記方法は、
ロボットのアームの端部ツールを用いて初期場所における標的物体に接近することであって、前記ツールは、
歪み制限層と、膨張流体を受け取るように構成された膨張式エラストマブラダとを備えているソフトロボットアクチュエータであって、前記チュエータは、前記膨張流体で部分的または完全に膨張させられているとき、前記歪み制限層の周りに曲がるように構成されている、アクチュエータと、
複数の孔を備えている真空パッドと
を備え、真空力が、前記複数の孔を通して標的物体に加えられることができる、ことと、
前記標的物体を前記真空パッドと接触させることと、
真空発生器をアクティブにし、真空力を前記標的物体に加えることと、
前記アクチュエータを作動させ、曲がり、前記アクチュエータの把持表面を用いて前記標的物体を把持することを前記アクチュエータに行わせることと、
前記初期場所から前記ツールを引き出し、前記標的物体を移動させることと
を含む、方法。
【請求項１２】
前記標的物体を標的エリアまで移動させ、前記標的物体を解放することをさらに含み、前記解放することは、
前記アクチュエータを非アクティブにすることと、
前記真空発生器を非アクティブにし、前記真空力を完全または部分的に除去することと
を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記解放することは、前記標的物体を振動させることをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記解放することは、熱または冷気を前記標的物体または前記真空パッドのうちの少なくとも１つに加えることをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記解放することは、機械的解放デバイスを使用して、前記真空パッドから前記標的物体を排出することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記解放することは、前記真空パッド内の前記孔を通して空気を吐き出すことをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
パッドのｚ方向高度において前記真空パッドの高度を調節し、前記アクチュエータの前記把持表面に対して前記標的物体の位置を調節することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記標的物体は、固定ステーションにおいて提供され、前記固定ステーションは、前記標的物体を一貫した把持高度まで上昇させるように構成されている、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
前記孔を通した流体流が低減させられたことまたは停止されたことを決定することによって、前記標的物体が前記真空パッドに固定されていることを検出することと、前記検出することに応答して、前記アクチュエータを作動させることとをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項２０】
前記標的物体を調理ステーションまで移動させることと、
前記標的物体を解放することと、
温度センサを前記標的物体に適用し、前記標的物体が標的温度に到達したことを決定することと、
前記決定することに基づいて、前記調理ステーションから前記標的物体を引き出すことと
をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項２１】
有機物品を輸送するためのソフトロボットシステムであって、前記ソフトロボットシステムは、
握持力を前記有機物品に加えるように構成された少なくとも２つの曲げ可能部材を含むソフトロボットグリッパと、
前記２つの曲げ可能部材に隣接したパームプレートであって、前記パームプレートは、収斂型または近接型機構のうちの少なくとも１つを含み、前記機構は、前記パームプレートに向かって付勢された引きつけ力を前記有機物品に加えるように構成されている、パームプレートと、
前記２つの曲げ可能部材に隣接した排出機構であって、前記排出機構は、前記パームプレートから離れるように付勢された排出力を前記有機物品に加えるように構成されている、排出機構と
を備えている、ソフトロボットシステム。
【請求項２２】
前記ソフトロボットグリッパ、パームプレート、および排出機構を支持しているグリッパハブと、
前記有機物品の周りで前記ソフトロボットグリッパに開閉させるために前記少なくとも２つの曲げ可能部材に流体的に接続された流体アクチュエータと、
電動駆動部と
をさらに備え、
前記電動駆動部は、前記グリッパハブと輸送されるべき前記有機物品とを少なくとも１つの自由度で相対的に移動させるように構成されている、請求項２１に記載のソフトロボットシステム。
【請求項２３】
前記パームプレートは、流体アクチュエータに接続された有孔空気テーブルを含む収斂型機構を含み、前記収斂型機構は、前記空気テーブルを通した流体圧力を低減させ、前記有機物品を前記パームプレートに引き付けることが可能である、請求項２２に記載のソフトロボットシステム。
【請求項２４】
前記パームプレートに対向するへら部材をさらに備え、前記へら部材は、前記有機物品を表面から擦り取ることまたは支持することと、前記ソフトロボットグリッパによって握持されるべき位置で前記有機物品を保持することとを行うように構成されている、請求項２２に記載のソフトロボットシステム。
【請求項２５】
前記グリッパハブによって支持された熱伝達機構をさらに備え、前記熱伝達機構は、前記有機物品に隣接した前記パームプレートの温度を変化させるように構成されている、請求項２２に記載のソフトロボットシステム。
【請求項２６】
前記排出機構は、前記排出力を前記有機物品に直接加えるように構成された剛体排出部材をさらに備えている、請求項２３に記載のソフトロボットシステム。
【請求項２７】
ガイド機構をさらに備え，前記ガイド機構は、前記ソフトロボットグリッパによって前記剛体排出部材に対して保持された異なる厚さの有機物品を支持するために、異なる基礎位置で前記剛体排出部材を保持する、請求項２６に記載のソフトロボットシステム。
【請求項２８】
前記剛体排出部材を接続しているリンケージをさらに備え、前記リンケージは、前記２つの曲げ可能部材のうちの少なくとも１つの開放運動と一緒に前記剛体排出部材を移動させ、前記排出力を加える、請求項２６に記載のソフトロボットシステム。
【請求項２９】
流体力を前記剛体排出部材に加え、前記排出力を加えるように構成された流体アクチュエータをさらに備えている、請求項２６に記載のソフトロボットシステム。
【請求項３０】
前記剛体排出部材は、前記パームプレートを通して貫通し、前記パームプレートに対して移動することにより、前記排出力を加える、請求項２６に記載のソフトロボットシステム。
【請求項３１】
前記剛体排出部材は、プッシャ表面を含み、前記プッシャ表面は、前記排出機構によって移動させられ、前記排出力を加える、請求項２６に記載のソフトロボットシステム。
【請求項３２】
前記プッシャ表面は、流体アクチュエータに接続された有孔空気テーブルを含む収斂型機構を含み、前記収斂型機構は、前記有孔空気テーブルを通した流体圧力を低減させ、前記有機物品を前記パームプレートに引き付けることが可能である、請求項３１に記載のソフトロボットシステム。
【請求項３３】
前記プッシャ表面は、前記パームプレートの表面積の少なくとも５０％の表面積を有する平面を備えている、請求項３１に記載のソフトロボットシステム。
【請求項３４】
前記プッシャ表面は、前記ソフトロボットグリッパによって握持されるべき有機物品の予期される一般的形状に実質的に合致する輪郭を有する形状適合表面を備えている、請求項３１に記載のソフトロボットシステム。
【請求項３５】
前記プッシャ表面は、前記有機物品に接触するように構成された頂点と、前記プッシャプレートと前記有機物品との間のすき間を維持するように構成された谷とを有する起伏表面を備えている、請求項３１に記載のソフトロボットシステム。
【請求項３６】
前記排出機構は、前記排出力を加えるように構成された可撓性排出部材をさらに備えている、請求項２３に記載のソフトロボットシステム。
【請求項３７】
前記可撓性排出部材を接続しているリンケージをさらに備え、前記リンケージは、前記２つの曲げ可能部材のうちの少なくとも１つと一緒に前記可撓性排出部材を移動させる、請求項３６に記載のソフトロボットシステム。
【請求項３８】
前記可撓性排出部材に作用し、前記可撓性排出部材を曲げることにより、前記排出力を加える機械的アクチュエータをさらに備え、前記機械的アクチュエータは、プランジャ、スイングアーム、偏心カム、または振動発振器のうちの少なくとも１つを含む、請求項３６に記載のソフトロボットシステム。
【請求項３９】
前記可撓性排出部材を平行移動させ、剪断力として前記排出力を加えるためのコンベヤをさらに備えている、請求項３６に記載のソフトロボットシステム。
【請求項４０】
前記コンベヤによって運搬される前記可撓性排出部材を介して作用する収斂型または近接型機構のうちの少なくとも１つをさらに備えている、請求項３８に記載のソフトロボットシステム。
【請求項４１】
流体力を前記可撓性排出部材に加えることにより、前記排出力を加えるように構成された流体アクチュエータをさらに備えている、請求項３６に記載のソフトロボットシステム。
【請求項４２】
前記可撓性排出部材と統合された歪み制限部材を備え、前記歪み制限部材は、流体圧力下で実質的に全体として曲がり、前記排出力を加えることを前記可撓性排出部材に行わせるように構成されている、請求項３７に記載のソフトロボットシステム。
【請求項４３】
前記可撓性排出部材と統合された有孔部材を備え、前記有孔部材は、加えられた流体力の下で複数の場所で凸状突出部を形成し、前記排出力を加えることを前記可撓性排出部材に行わせるように構成されている、請求項３７に記載のソフトロボットシステム。
【請求項４４】
前記流体アクチュエータは、流体圧力の低減を適用することにより、前記可撓性排出部材に前記複数の場所で凹面を形成させるようにさらに構成されている、請求項４３に記載のソフトロボットシステム。
【請求項４５】
前記加えられた流体力の下で拡張し、前記排出力を加えるアコーディオンチャンバをさらに備えている、請求項４１に記載のソフトロボットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、２０１７年８月３日に出願された米国仮特許出願第６２／５４０，７４７号および２０１７年８月７日に出願された米国仮特許出願６２／５４２，０５９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、ロボット工学の分野に関し、特に、肉製品、特に、比較的に扁平で平面的な肉製品を握持するための新規の構造に関する。
【背景技術】
【０００３】
（背景）
ロボットグリッパが、アイテムを把持および操作することによって多くのタスクを自動化するために採用されている。比較的に独特の問題を提起する１つのタスクは、挽肉パティ、カツレツ等の肉製品の取り扱いである。これらの肉製品は、いくつかある要因の中でも、肉の表面構造および展性に起因して、従来のグリッパを用いて把持することが困難であり得る。
【０００４】
加えて、多くの肉製品（特に、挽肉パティ）は、比較的に平面的または円盤形である。結果として、製品の縁のみに沿って強力な把持を確保することは比較的に困難であり得、強力な把持が取得される場合でさえ、製品を折り曲げる危険性、または皺にする危険性がある。１つの可能な解決策は、吸引カップを把持されるべき標的の中心に適用することであるが、平面的な肉製品の場合、吸引カップは、いくつかの理由により、比較的に有効ではない。例えば、吸引カップは、多くの場合、１つの場所のみに適用される。それを通して吸引が加えられる開口部は、したがって、十分な吸引きつけ力を加えるために比較的に大きくなければならないが、しかしながら、そのような大きい開口部は、挽肉の塊、皮等の肉製品の一部を吸入し得、物体の一部がカップに引き込まれない場合でさえ、カップの真空力は、依然として、表面を変形させ、製品に持続的で可視的な跡を生成し得る。
【０００５】
さらに、吸引カップは、力をパティの中心の比較的に小さいエリアのみに加え、それは、製品の握持を支援するために有意な十分な力をもたらさないこともある。さらに、パティは、吸引が加えられるにつれて中心に向かって撓み、縁からパティを握持しようとするグリッパのためにさらなる困難を引き起こし得る。
【０００６】
いくつかの肉製品は、製品を分離するワックスペーパ等の紙片を伴って出荷される（例えば、ハンバーガパティは、このようにして分離され得る）。ロボットグリッパを用いて肉製品を持ち上げるとき、紙は、肉製品の表面に付着することも、くっつかないこともある。紙が把持器による摘み取り行為中に肉製品に付随する場合、紙は、肉製品がグリルまたはオーブン等の場所に送達される前、幾分か除去されなければならない。
【０００７】
なおもさらに、肉製品は、種々の向きで第１の場所に提供され得る。ロボットグリッパが第１の場所に接近して肉製品を把持するとき、異なる可能な向きは、強力な握持を確保することを困難にし得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
（要約）
本発明の実施形態は、上で説明される標的物体、特に、肉製品を取り扱うことに関する問題を対象とする。本発明は、肉製品の取り扱いを参照して説明されるが、本発明の実施形態は、平面的かつ柔軟である、または別様に肉製品に類似する特性を有する他の把持標的の取り扱いに等しく適用可能であることを理解されたい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一般に、本発明の実施形態は、アクチュエータ（本明細書では「フィンガ」とも称される）と、プレートとを備えている。いくつかの実施形態では、プレートは、吸引プレートである。そのような実施形態は、ソフトアクチュエータの組を吸引孔の分散型アレイを有するプレートと組み合わせる。アクチュエータが、小さい力を把持標的の縁に加える一方で、プレート内の吸引孔のアレイは、その表面に沿った多くの点において軽い真空力を加えることによって、把持標的の中心を支持する。そのような実施形態は、フィンガを用いて強力すぎる握持を加えることによって、および／または吸引カップを用いて集中した力を把持標的に加えることによって等、表面損傷の影響を受けやすい薄片状および／または粘性材料を伴う把持標的を取り扱うために非常に適している。
【００１０】
他の実施形態では、プレートは、吸引を利用せず、本明細書ではバンパプレートと称され得る。そのような実施形態は、ゴムシートまたは薄い肉製品等の取り扱いプロセス中に砕ける可能性、または別様に崩壊する可能性が低いが、それでもなお薄い、可撓性である、または別様にそれら自体の重量を支持することができない把持標的を取り扱うために非常に適している。これらの実施形態では、アクチュエータは、把持標的の縁を握持し、プレートは、把持標的と形状適合接触し、アクチュエータの握持力からそれが折れ曲がること、変形すること、または崩壊することを防止する。
【００１１】
本発明の実施形態を用いて把持され、取り扱われ得る肉製品の例は、牛肉、豚肉、魚、家禽、および他の肉の挽肉パティ、切り分けられた部分、ステーキ、切り身、および他のピースを含む。他の食品ベースの把持標的は、未調理の生地、ゼリー、および他の可撓性または成形可能な食品材料を含む。食品ベースではない、本発明の実施形態を用いて把持され、取り扱われ得る把持標的の例は、ヒドロゲル、不焼成粘土、未硬化セラミック、雲母、湿潤製紙用パルプ、または未硬化漆喰から作製される製品、プリプレグシート、ゴム（または他のエラストマ）シート、および圧縮成形のために意図された未硬化ゴムプリフォームを含む。
【００１２】
本発明の実施形態に関するさらなる例示的実施形態または側面は、有機物品を輸送するためのソフトロボットシステムの改良に関する。例えば、ソフトロボットグリッパは、握持力を有機物品に加えるように構成された少なくとも２つの曲げ可能部材を含み得、２つの曲げ可能部材に隣接したパームプレートは、有機物品上でパームプレートに向かって付勢された引きつけ力を加えるように構成されている収斂型または近接型機構のうちの少なくとも１つを含み得る。２つの対向型曲げ可能部材に隣接した排出機構は、有機物品上でパームプレートから離れるように付勢された排出力を加えるように構成され得る。
【００１３】
随意に、グリッパハブは、ソフトロボットグリッパ、パームプレート、および／または排出機構を支持し得、少なくとも２つの曲げ可能部材に流体的に接続される流体アクチュエータは、有機物品の周りでソフトロボットグリッパを開閉させ得る。電動駆動部は、グリッパハブと輸送されるべき有機物品とを少なくとも１つの自由度で相対的に移動させるように構成され得る。
【００１４】
パームプレートは、空気テーブルを通した流体圧力を低減させ、有機物品をパームプレートに引き付けることが可能な流体アクチュエータに接続された有孔空気テーブルを含む収斂型機構を含み得る。随意に、へら部材は、パームプレートに対向し、表面から有機物品を擦り取るように、または支持するように構成され、かつソフトロボットグリッパによって握持されるべき位置で有機物品を保持するように構成され得る。グリッパハブによって支持された熱伝達機構は、有機物品に隣接したパームプレートの温度を変化させるように構成され得る。
【００１５】
排出機構は、排出力を有機物品に直接加えるように構成された剛体排出部材をさらに含み得る。ガイド機構は、異なる基礎位置で剛体排出部材を保持し、ソフトロボットグリッパによって剛体排出部材に対して保持された異なる厚さの有機物品を支持し得る。代替として、または加えて、リンケージは、剛体排出部材を接続し、２つの曲げ可能部材のうちの少なくとも１つの開放運動と一緒に剛体排出部材を移動させ、排出力を加え得る。代替として、または加えて、流体アクチュエータは、流体力を剛体排出部材に加え、排出力を加えるように構成され得る。ある場合、剛体排出部材は、パームプレートを通して貫通し、パームプレートに対して移動することにより、排出力を加え得る。
【００１６】
代替として、または加えて、剛体排出部材は、プッシャ表面であって、排出力を加えるように排出機構によって移動させられる、プッシャ表面を含み得る。プッシャ表面は、有孔空気テーブルを通した流体圧力を低減させ、有機物品をパームプレートに引き付けることが可能な流体アクチュエータに接続された有孔空気テーブルを含む収斂型機構を含み得る。プッシャ表面は、パームプレートの表面積の少なくとも５０％の表面積を有する平面を含み得る。プッシャ表面は、ソフトロボットグリッパによって握持されるべき有機物品の予期される一般的形状に実質的に合致する輪郭を有する形状適合表面を含み得る。プッシャ表面は、有機物品に接触するように構成された頂点と、プッシャプレートと有機物品との間のすき間を維持するように構成された谷とを有する起伏表面を含み得る。収斂型機構は、頂点において作用し、有機物品を引き付け得る。
【００１７】
代替として、または加えて、排出機構は、排出力を加えるように構成された可撓性排出部材を含み得る。リンケージは、可撓性排出部材を接続し、２つの曲げ可能部材のうちの少なくとも１つとともに可撓性排出部材を移動させ得る。随意に、機械的アクチュエータは、可撓性排出部材に作用し、可撓性排出部材に曲がらせ、排出力を加え得、機械的アクチュエータは、プランジャ、スイングアーム、偏心カム、または振動発振器のうちの少なくとも１つを含む。代替として、または加えて、コンベヤは、可撓性排出部材に平行移動させ、剪断力として排出力を加え得る。収斂型または近接型機構のうちの少なくとも１つは、コンベヤによって運搬される可撓性排出部材を介して作用し得る。
【００１８】
代替として、または加えて、排出機構は、流体力を可撓性排出部材に加え、排出力を加えるように構成された流体アクチュエータを含み得る。随意に、歪み制限部材は、可撓性排出部材と統合され、可撓性排出部材を流体圧力下で実質的に全体として曲がらせ、排出力を加えるように構成され得る。代替として、または加えて、有孔部材は、可撓性排出部材と統合され、可撓性排出部材に、加えられた流体力の下で複数の場所で凸状突出部を形成させ、排出力を加えるように構成され得る。流体アクチュエータは、流体圧力の低減を適用し、可撓性排出部材に複数の場所で凹面を形成させるようにさらに構成され得る。随意に、排出機構は、加えられた流体力の下で拡張し、排出力を加えるアコーディオンチャンバを含み得る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１−１】図１Ａ−１Ｄは、ソフトロボットアクチュエータの種々の例を描写する。
【図１−２】図１Ａ−１Ｄは、ソフトロボットアクチュエータの種々の例を描写する。
【００２０】
【図２−１】図２Ａ−２Ｂは、本開示による例示的肉グリッパを描写する。
【００２１】
【図２−２】図２Ｃは、本開示による代替実施形態を描写する。
【００２２】
【図２−３】図２Ｄ−２Ｇは、例示的肉グリッパとの使用のために好適なバンパプレートのための例示的幾何学形状を描写する。
【００２３】
【図３Ａ】図３Ａは、例示的グリッパの詳細な概観を提供する。
【００２４】
【図３Ｂ】図３Ｂは、本明細書に説明される実施形態との使用のために好適な例示的真空パッドの詳細な図を描写する。
【００２５】
【図３Ｃ】図３Ｃは、動作時の例示的グリッパの概観を描写する。
【００２６】
【図４】図４Ａ−４Ｃは、例示的真空パッドとの使用のために好適な柔軟マウントの例を描写する。
【００２７】
【図５】図５Ａ−５Ｂは、例示的実施形態との使用のために好適な調節可能高度真空パッドの例を描写する。
【００２８】
【図６】図６Ａ−６Ｃは、例示的実施形態との使用のために好適な種々の真空パッド構造を描写する。
【００２９】
【図７】図７は、例示的真空パッドとの使用のために好適な例示的ポートを描写する。
【００３０】
【図８】図８は、真空ポンプが清掃されることを可能にする例示的構造を描写する。
【００３１】
【図９】図９は、例示的実施形態によるアームの端部ツールを含む例示的ロボットアームを描写する。
【００３２】
【図１０−１】図１０Ａ−１０Ｖは、本明細書に説明される肉グリッパとの使用のために好適な例示的解放機構を描写する。
【図１０−２】図１０Ａ−１０Ｖは、本明細書に説明される肉グリッパとの使用のために好適な例示的解放機構を描写する。
【図１０−３】図１０Ａ−１０Ｖは、本明細書に説明される肉グリッパとの使用のために好適な例示的解放機構を描写する。
【図１０−４】図１０Ａ−１０Ｖは、本明細書に説明される肉グリッパとの使用のために好適な例示的解放機構を描写する。
【図１０−５】図１０Ａ−１０Ｖは、本明細書に説明される肉グリッパとの使用のために好適な例示的解放機構を描写する。
【図１０−６】図１０Ａ−１０Ｖは、本明細書に説明される肉グリッパとの使用のために好適な例示的解放機構を描写する。
【図１０−７】図１０Ａ−１０Ｖは、本明細書に説明される肉グリッパとの使用のために好適な例示的解放機構を描写する。
【００３３】
【図１１】図１１は、肉とパッドとの間の界面を加熱または冷却することによって接着を制御することの例を描写する。
【００３４】
【図１２】図１２Ａ−１２Ｄは、例示的物体提供ステーションを描写する。
【００３５】
【図１３】図１３Ａ−１３Ｂは、肉を固定するためのフィンガ構造を採用する例示的グリッパを描写する。
【００３６】
【図１４】図１４は、近接センサを採用する例示的グリッパを描写する。
【００３７】
【図１５】図１５Ａ−１５Ｃは、保持テーブルを使用する把持標的のアクティブ場所の例を描写する。
【００３８】
【図１６】図１６は、例示的実施形態による例示的把持技法を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
本発明は、ここで、本発明の好ましい実施形態が示される付随する図面を参照して、より説明されるであろう。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で具現化され得、本明細書に記載される実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が徹底的かつ完全となり、本発明の範囲を当業者に完全に伝えるであろうように、提供される。図面では、同様の番号は、全体を通して同様の要素を指す。
【００４０】
（ソフトロボットグリッパについての背景）
従来のロボットアクチュエータは、高価であり得、取り扱われている物体の重量、サイズ、および形状の不確実性および多様性が過去に自動化された解決策が機能することを妨げていたある環境で動作することが可能ではない。本願は、適応的、安価、軽量、カスタマイズ可能であり、かつ使用するために単純である新規のソフトロボットアクチュエータの用途を説明する。
【００４１】
ソフトロボットアクチュエータは、圧力下で広がり、伸び、捻じれ、曲がり、および／または収縮するように構成されたアコーディオン構造に配列されたゴム等のエラストマ材料、コーティングされた織物、またはプラスチックの薄い壁、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。アコーディオン構造の代替として、またはそれに加えて、エラストマ材料を採用するソフトアクチュエータの他のタイプまたは構成が、利用され得る。それらは、例えば、エラストマ材料の１つ以上のピースを所望の形状に成形または接着することによって、作成され得る。代替として、または加えて、エラストマ材料の異なるピースが、熱的に接着または縫い合わせられ得る。ソフトロボットアクチュエータは、中空内部を含み得、中空内部は、アクチュエータを加圧し、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。作動時、アクチュエータの形状または外形は、変化する。アコーディオン式アクチュエータ（下でより詳細に説明される）の場合、作動は、アクチュエータが所定の標的形状に湾曲することまたはまっすぐになることを引き起こし得る。完全非作動形状と完全作動形状との間の１つ以上の中間標的形状は、アクチュエータを部分的に膨張させることによって達成され得る。代替として、または加えて、アクチュエータは、アクチュエータから膨張流体を除去し、それによって、アクチュエータが曲がり、捻じれ、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。
【００４２】
作動は、把持または押されている物体等の物体にアクチュエータが力を及ぼすことも可能にし得る。しかしながら、従来的なハードロボットアクチュエータと異なり、ソフトアクチュエータは、把持されている物体の形状に部分的または完全にソフトアクチュエータが形状適合し得るように作動させられるとき、適応性質を維持する。それらは、物体との衝突時、変形し得、それは、アクチュエータが把持標的ではない積み重ねの中の隣接物体または瓶の側面に衝突する可能性が高いので、積み重ねから物体を摘み取るとき、または瓶から外に物体を摘み取るとき、特に関連性があり得る。さらに、加えられる力の量は、材料が容易に変形し得るので、制御された様式でより広い表面積にわたって拡散されることができる。このようにして、ソフトロボットアクチュエータは、物体を損傷することなく、それらを握持することができる。
【００４３】
なおもさらに、ソフトアクチュエータは、適応的であり、故に、単一の固定具が、複数の種類の物体を握持することができる。ソフトアクチュエータの外面が比較的に繊細であるので、それらは、容易に傷つけられ、または損傷されるアイテム（例えば、トマト）のための方向転換器等の役割を果たすことができるが、硬い固定具は、より頑丈なアイテム（例えば、真鍮弁）を操作することに限定され得る。
【００４４】
さらに、ソフトアクチュエータは、典型的には、握持されている表面に跡を付けないであろう。典型的には、容易に跡が付けられる表面（例えば、ベニヤ）が、硬い固定具によって握持されるであろうとき、保護コーティングまたはフィルムが、部品が跡を付けられることを防止するために適用され得、それは、製造の費用を増加させる。ソフトアクチュエータの場合、このステップは、省略され得、部品は、特別なコーティングまたはフィルムなしに保護され得る。
【００４５】
さらに、ソフトロボットアクチュエータは、従来的なハードロボットアクチュエータを用いて達成することが困難であり得る運動のタイプまたは運動の組み合わせ（曲がり、捻じれ、伸び、および収縮を含む）を可能にする。
【００４６】
従来のロボットアクチュエータは、高価であり得、取り扱われている物体の重量、サイズ、および形状の不確実性および多様性が過去に自動化された解決策が機能することを妨げていたある環境で動作することが可能でないこともある。本願は、適応的、安価、軽量、カスタマイズ可能であり、かつ使用することが単純である、新規のソフトロボットアクチュエータの用途を説明する。
【００４７】
ソフトロボットアクチュエータは、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列されるゴム等のエラストマ材料またはプラスチックの薄い壁、なたは、他の好適な比較的に軟質の材料から形成され得る。それらは、例えば、エラストマ材料の１つ以上のピースを所望の形状に成形することによって、作成され得る。ソフトロボットアクチュエータは、中空内部を含み得、中空内部は、アクチュエータを加圧し、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。作動時、アクチュエータの形状または外形は、変化する。アコーディオン式アクチュエータ（下でより詳細に説明される）の場合、作動は、アクチュエータが所定の標的形状に湾曲し、またはまっすぐになることを引き起こし得る。完全非作動形状と完全作動形状との間の１つ以上の中間標的形状は、アクチュエータを部分的に膨張させることによって達成され得る。代替として、または加えて、アクチュエータは、アクチュエータから膨張流体を除去し、それによって、アクチュエータが曲がり、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。
【００４８】
作動は、把持または押されている物体等の物体にアクチュエータが力を及ぼすことも可能にし得る。しかしながら、従来的なハードロボットアクチュエータと異なり、ソフトアクチュエータは、把持されている物体の形状にソフトアクチュエータが部分的または完全に形状適合し得るように作動させられるとき、適応性質を維持する。それらは、物体との衝突時、変形し得、それは、アクチュエータが把持標的ではない積み重ねの中の隣接物体または瓶の側面に衝突する可能性が高いので、積み重ねから物体を摘み取るとき、または瓶から物体を摘み取るとき、特に関連性があり得る。さらに、加えられる力の量は、材料が容易に変形し得るので、制御された様式でより広い表面積にわたって拡散されることができる。このようにして、ソフトロボットアクチュエータは、物体を損傷することなく、それらを握持することができる。
【００４９】
なおもさらに、ソフトアクチュエータは、適応的であり、故に、単一の固定具が、複数の種類の物体を握持することができる。ソフトアクチュエータの外面が比較的に繊細であるので、それらは、容易に傷つけられ、または損傷されるアイテム（例えば、トマト）のための方向転換器等の役割を果たすことができるが、硬い固定具は、より頑丈なアイテム（例えば、真鍮弁）を操作することに限定され得る。
【００５０】
さらに、ソフトアクチュエータは、典型的には、握持されている表面に跡を付けないであろう。典型的には、容易に跡が付けられる表面（例えば、ベニヤ）が、硬い固定具によって握持されるであろうとき、保護コーティングまたはフィルムが、部品が跡を付けられることを防止するために適用され得、それは、製造の費用を増加させる。ソフトアクチュエータの場合、このステップは、省略され得、部品は、特別なコーティングまたはフィルムなしに保護され得る。
【００５１】
さらに、ソフトロボットアクチュエータは、従来的なハードロボットアクチュエータを用いて達成することが困難であり得る運動のタイプまたは運動の組み合わせ（曲がり、捻じれ、伸び、および収縮を含む）を可能にする。
【００５２】
図１Ａ−１Ｄは、例示的ソフトロボットアクチュエータを描写する。より具体的には、図１Ａは、ソフトロボットアクチュエータの一部の側面図を描写する。図１Ｂは、上部から図１Ａからの一部を描写する。図１Ｃは、ユーザによって操作され得るポンプを含むソフトロボットアクチュエータの一部の側面図を描写する。図１Ｄは、図１Ｃに描写される一部の代替実施形態を描写する。
【００５３】
アクチュエータは、空気、水、生理食塩水、または任意の好適な液体、ガス、ゲル、発泡体等の膨張流体を用いて膨張可能である図１Ａに描写されるようなソフトロボットアクチュエータ１００であり得る。膨張流体は、流体接続１１８を通して膨張デバイス１２０を介して提供され得る。
【００５４】
アクチュエータ１００は、膨張流体の限定された量が周囲環境と実質的に同一の圧力においてアクチュエータ１００の中に存在する非膨張状態であり得る。アクチュエータ１００は、所定量の膨張流体がアクチュエータ１００の中に存在する（アクチュエータ１００によって加えられる所定の最大力、または膨張流体によってアクチュエータ１００に加えられる所定の最大圧力に対応する所定量）、完全膨張状態でもあり得る。アクチュエータ１００は、全ての流体がアクチュエータ１００から除去された完全真空状態、またはある程度の流体がアクチュエータ１００の中に存在するが、周囲圧力未満である圧力にある部分真空状態でもあり得る。さらに、アクチュエータ１００は、アクチュエータ１００が完全膨張状態で存在する所定量の膨張流体未満であるが、ゼロ（または非常に限定された）より大きい量の膨張流体を含む部分膨張状態であり得る。
【００５５】
膨張状態では、アクチュエータ１００は、図１Ａに示されるように中心軸の周囲で湾曲する傾向を示し得る。議論を容易にするために、いくつかの方向が、ここで定義される。軸方向は、中心軸を通過し、図１Ｂに示されるように、アクチュエータ１００は、中心軸の周囲で湾曲する。半径方向は、軸方向と直角な方向に延び、膨張したアクチュエータ１００によって形成される部分的な円の半径の方向に延びている。円周方向は、膨張したアクチュエータ１００の円周に沿って延びている。
【００５６】
膨張状態では、アクチュエータ１００は、アクチュエータ１００の内側円周縁に沿って半径方向に力を及ぼし得る。例えば、アクチュエータ１００の遠位先端の内側は、中心軸に向かって内向きに力を及ぼし、それは、アクチュエータ１００が（潜在的に１つ以上の追加のアクチュエータ１００とともに）物体を把持することを可能にするために活用され得る。ソフトロボットアクチュエータ１００は、使用される材料およびアクチュエータ１００の一般的構造に起因して、膨張させられたとき、比較的に形状適合したままであり得る。
【００５７】
アクチュエータ１００は、比較的に柔らかい構造または形状適合構造を可能にする１つ以上のエラストマ材料から作製され得る。用途に応じて、エラストマ材料は、食品に安全な材料、生体適合性材料、または医学的に安全なＦＤＡ承認材料の群から選択され得る。アクチュエータ１００は、適正製造プロセス（「ＧＭＰ」）対応設備で製造され得る。
【００５８】
アクチュエータ１００は、実質的に扁平である基部１０２を含み得る（但し、種々の修正または付属器が、アクチュエータの握持および／または屈曲能力を改良するために基部１０２に追加され得る）。基部１０２は、標的物体を把持する握持表面を形成し得る。
【００５９】
アクチュエータ１００は、１つ以上のアコーディオン延長部１０４を含み得る。アコーディオン延長部１０４は、アクチュエータ１００が膨張または収縮せられたときに曲がることまたは撓曲することを可能にし、膨張または収縮状態であるときにアクチュエータ１００の形状を画定することに役立つ。アコーディオン延長部１０４は、一連の隆起１０６および溝１０８を含む。アコーディオン延長部１０４のサイズ、および、隆起１０６および溝１０８の設置は、異なる形状または延長外形を取得するために変動させられることができる。
【００６０】
図１Ａ−１Ｄの例示的アクチュエータは、展開されたときに「Ｃ」字または卵形で描写されるが、当業者は、本発明がそのように限定されないことを認識するであろう。アクチュエータ１００の本体の形状、またはアコーディオン延長部１０４のサイズ、位置、もしくは構成を変化させることによって、異なるサイズ、形状、および構成が、達成され得る。さらに、アクチュエータ１００に提供される膨張流体の量を変動させることは、アクチュエータ１００が、非膨張状態と膨張状態との間の１つ以上の中間サイズまたは形状をとることを可能にする。したがって、個々のアクチュエータ１００は、膨張量を変動させることによってサイズおよび形状においてスケーラブルであり得、アクチュエータは、１つのアクチュエータ１００を異なるサイズ、形状、または構成を有する別のアクチュエータ１００と置換することによって、サイズおよび形状においてさらにスケーラブルであり得る。
【００６１】
アクチュエータ１００は、近位端１１２から遠位端１１０まで延びている。近位端１１２は、インターフェース１１４に接続する。インターフェース１１４は、アクチュエータ１００が他の部品に解放可能に結合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な材料または医学的に安全な材料から作製され得る。インターフェース１１４は、アクチュエータ１００および可撓性管類１１８の一方または両方に解放可能に結合され得る。インターフェース１１４は、アクチュエータ１００に接続するためのポートを有し得る。異なるインターフェース１１４は、より大型もしくはより小型のアクチュエータ、異なる数のアクチュエータ、または異なる構成におけるアクチュエータに適応するために、アクチュエータポートの異なるサイズ、数、または構成を有し得る。
【００６２】
アクチュエータ１００は、可撓性管類１１８等の流体接続を通して膨張デバイス１２０から供給される膨張流体を用いて膨張させられ得る。インターフェース１１４は、流体がアクチュエータ１００に進入することを可能にするが、（弁が開放されない限り）流体がアクチュエータから退出することを防止するための弁１１６を含み得るか、またはそれに取り付けられ得る。可撓性管類１１８は、膨張デバイス１２０の場所における膨張流体の供給を調整するための膨張デバイス１２０におけるインフレータ弁１２４にも、または代替として、取り付けられ得る。
【００６３】
可撓性管類１１８は、一方の端部においてインターフェース１１４に、他方の端部において膨張デバイス１２０に解放可能に接続するためのアクチュエータ接続インターフェース１２２を含み得る。アクチュエータ接続インターフェース１２２の２つの部品を分離することによって、異なる膨張デバイス１２０が、異なるインターフェース１１４および／またはアクチュエータ１００に接続され得る。
【００６４】
膨張流体は、例えば、空気または生理食塩水であり得る。空気の場合、膨張デバイス１２０は、周囲空気を供給するための手動バルブまたはベローズを含み得る。生理食塩水の場合、膨張デバイス１２０は、シリンジまたは他の適切な流体送達システムを含み得る。代替として、または加えて、膨張デバイス１２０は、膨張流体を供給するための圧縮機またはポンプを含み得る。
【００６５】
膨張デバイス１２０は、膨張流体を供給するための流体供給源１２６を含み得る。例えば、流体供給源１２６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。
【００６６】
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をさらに含む。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。電気を供給するために、膨張デバイス１２０は、バッテリまたは電気のコンセントへのインターフェース等の電力供給源１３０を含み得る。
【００６７】
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、例えば、１つ以上の作動ボタン１３４（またはスイッチ、インターフェース、タッチディスプレイ等の代替デバイス）を通して、ユーザが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、コントローラ１３６を含み得、コントローラ１３６は、流体送達デバイス１２８に膨張流体を供給させるか、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制御信号を流体送達デバイス１２８に送信する。
【００６８】
ソフトロボットアクチュエータは、ハードアクチュエータが望ましくない多くの事例で有用であり得る。例えば、限定ではないが、ソフトアクチュエータは、包装ブランクまたはプリフォームを取り上げ、それをブロー成形機に提供し得、その後、ブロー成形機は、金型に基づいて、ブランクを所望の形態に再成形し得る。成形された後、成形された部品は、典型的には、非常に熱く、変形可能であろう。成形された部品は、成形された部品を損傷または変形させることなく、ソフトアクチュエータによって回収され得る。アクチュエータは、次いで、成形された部品が洗浄され、標識され、充填され、および／または蓋をされている間、それを保持し得る。他のソフトアクチュエータは、予防接種、分析、または手術のため等に、生きた動物を優しく保持し得る。
【００６９】
従来のブロー成形動作における１つの問題は、把持されている物体が、ブロー成形の前および後に異なる形状を有する（包装ブランクから最終形成製品に移行する）ことである。ハードグリッパが、変化する形状に適応する困難を有し得る（したがって、おそらく、単一のブロー成形動作のために２つの異なるタイプのグリッパを要求する）一方で、ソフトアクチュエータは、同一のグリッパを使用して、両方の物体形状を把持するために十分に適応可能であり得る。
【００７０】
ソフトロボットアクチュエータは、所定量の膨張流体を用いて（または所定の圧力まで）膨張させられ得、アクチュエータの流入／流出および／またはアクチュエータの内圧が、測定され得る。物体と接触すると、アクチュエータは、変形させられ得、結果として、膨張流体は、アクチュエータから流出（またはそれに流入）し得る。この膨張流体の流動は、ある位置における物体、または、概してアクチュエータと接触している物体の存在を示す検出器としての役割を果たし得る。代替として、アクチュエータは、タッチセンサ、曲げセンサ、または物体との接触を示すための他のタイプの検出デバイスを含み得る。
【００７１】
図１Ａ−１Ｄは、時として、アコーディオンタイプソフトアクチュエータとも呼ばれる、特定のタイプのソフトロボットアクチュエータを描写する。しかしながら、多数の他のタイプのソフトアクチュエータも存在し、そのうちのいくつかは、下記の特定の実施形態に関連して説明される。ソフトアクチュエータは、軟質または柔軟材料から部分的または完全に形成されるアクチュエータを含み、より従来のハードアクチュエータ材料を組み込む、または包囲し得る。
【００７２】
ソフトアクチュエータは、種々の方法で移動し得る。例えば、ソフトアクチュエータは、上で示されるように曲がり得るか、または「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、捻じれ得る。別の例では、ソフトアクチュエータは、「Ｓｏｆｔ  Ａｃｔｕａｔｏｒｓ  ａｎｄ  ＳｏｆｔＡｃｔｕａｔｉｎｇ  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、ソフトアクチュエータは、「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、ソフトアクチュエータは、「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の組み込み繊維構造を伴う複合材料で構成され得る。
【００７３】
当業者は、ソフトアクチュエータ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。
【００７４】
（エンドエフェクタ）
エンドエフェクタは、環境と相互作用するように設計された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、それは、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、取り付けられ得るか、または、エンドエフェクタ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うちの一方または両方を含み得る。グリッパは、物体を保持し、持ち上げ、輸送し、および／または、操作する傾向があるが、ツール機能は、多くの場合、対照的である機能を有し、作業物体を握持または保持するのではなく、作業物体の特性を変化させ得る。ツール機能は、溶接または融合すること、噴霧すること、分注すること、製粉すること、ねじまたはナット駆動すること、平坦にすること、切断すること、およびこれらの組み合わせを含み得る。
【００７５】
エンドエフェクタの少なくとも４つのカテゴリは、衝突型（ｉｍｐａｃｔｉｖｅ）（例えば、保持摩擦を含む直接衝突によって作業物体を把持するジョー、爪）、進入型（ｉｎｇｒｅｓｓｉｖｅ）（例えば、針、ピン、ハックルを用いて作業物体を貫通する）、収斂型（ａｓｔｒｉｃｔｉｖｅ）（例えば、ベルヌーイ揚力、吸引、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非接触型の引きつけ力または場の力）、および近接型（ｃｏｎｔｉｇｕｔｉｖｅ）（例えば、毛管作用、接着剤、表面張力、凍結、化学反応を介した本質的に接触型の接着力）を含む。
【００７６】
ハードロボットでは、握持は、握持表面（例えば、丸い物体を持ち上げるための凹状カップ）における形態に従う静的形状を使用することによって、または硬いフィンガ、ジョー、もしくは爪を閉鎖することによる増加した摩擦力によって、実施され得る。ソフトロボットエンドエフェクタは、グリッパ機能性を含み得、あるツール機能性も、または代替として、含み得る。ソフトロボットグリッパは、衝突型であり得、加えて、特定のグリッパ／作動形態もしくは構成を介して、または、ソフトロボットグリッパ内に、それに沿って、または、その反対に付属ツールを追加することによって、進入型、収斂型、および／または近接型にされ得る。
【００７７】
ソフトロボットグリッパは、長さおよび作動アプローチに応じて、フィンガ、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担い得る１つ以上のソフトロボット部材を含み得る。ソフトロボット部材を膨張および／または収縮させる場合、２つ以上の部材が、ハブから延び得、ハブは、流体（ガスまたは液体）をグリッパ部材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。部材は、手のように配列され得、それによって、ソフトロボット部材が丸められたとき、「パーム」に面するフィンガとしての機能を果たし、物体は、パームに対してフィンガによって保持され、および／または、部材は、頭足動物のようにも配列され得、それによって、ソフトロボット部材は、追加の中心ハブアクチュエータ（吸引、握持等）を包囲するアームとしての機能を果たす。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、例えば、「閉鎖」方向に丸められたとき、ソフトロボット部材が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、または再び丸められるときに解放され得る。「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、質感等を有し得るか、または、「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適合する部材を説明する。
【００７８】
ソフトロボットグリッパ部材は、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列されるゴム等のエラストマ材料、および／またはプラスチックの薄い壁、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、可変的に湾曲すること、丸くなること（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。
【００７９】
作動は、把持または押されているワークピース等のワークピースにグリッパ部材が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。
【００８０】
（例示的肉取り扱いグリッパ）
本明細書に説明される例示的実施形態は、上で説明されるように、ソフトアクチュエータを採用する肉取り扱いロボットグリッパに関する。
【００８１】
既に述べられたように、以前のロボット肉取り扱いグリッパは、いくつかの問題に悩まされていた。肉の表面構造および展性は、強力な握持を確保することを困難にする。多くの肉製品の平面的な形状は、製品が側面から容易に握持されることができないが、上部に沿って肉製品を吸引するとき、肉は真空デバイスに吸い込まれる傾向があることを意味する。その一方で、真空力は、肉製品上で良好な握持を確保するために十分に強力ではないこともあり、それが十分に強力である場合、製品上に跡または印を残し得る。肉製品に取り付けられた紙は、識別され、除去されなければならない。そして、肉は、把持のために最適な向きで提供されないこともある。
【００８２】
本願は、これらおよび他の問題に対処する肉グリッパの例を提供する。例えば、図２Ａ（側面図）および２Ｂ（底面図）は、概して、本開示による例示的肉グリッパを描写する。
【００８３】
これらの画像に示されるように、グリッパは、複数のソフトロボットアクチュエータ１００によって包囲される平面的なパッド２０２を含む。パッド２０２は、真空を加えるための孔２０４を含む。肉製品を把持するとき、パッド２０２は、製品と良好な形状適合接触を行うために、製品に押し込まれ得、真空が、製品をパッド２０２に固定するように肉製品の頂面に沿って加えられ得る。アクチュエータ１００は、次いで、側面から製品をさらに把持するために作動させられ得、それによって、比較的に強力な握持を確保し、その結果、製品は、移動、点検、操作等されることができる。
【００８４】
これらの例に説明され、示されるアクチュエータ１００が、吸引パッド２０２の面と垂直に搭載されているが、アクチュエータ１００がパッド２０２に対して異なる角度で搭載され得ることに留意されたい。例えば、アクチュエータ１００は、パッド２０２に向かって内向きに角度を付けられ、したがって、アクチュエータ１００が吸引パッド２０２に対してある食品をより良好に把持することを可能にし得る。
【００８５】
本発明のこれらおよび他の実施形態では、真空パッド２０２は、包囲するフィンガが前方に丸まることを防止する障壁または「ハードストップ」としての機能を果たし得る。この拘束は、例えば、フィンガが肉製品を変形させること、または再成形することを防止し得る。他の実施形態では、パッドは、フィンガのうちの１つ以上のものがプレートの周囲で曲がり、またはヒンジ式に動くようにし、したがって、ユーザが、フィンガが製品を握持する方法を微調整することを可能にし得る。
【００８６】
真空を採用しない別の実施形態が、図２Ｃに描写される。この図で見られ得るように、バンパプレート２０６が、構造を各標的２０を把持するための構造を提供するために、真空パッド２０２の代わりに採用される。アクチュエータ１００は、バンパプレートと相互作用し、バンパプレートは、アクチュエータのための構造を提供し、アクチュエータは、その構造に対して把持標的を握持する。さらに、バンパプレートは、アクチュエータ１００のためのアクチュエータが把持標的変形を最小化することを補助するための物理的停止部を提供する。図５Ａ−５Ｂに示されるような１つ以上の調節可能ｚ高度支柱２１２を介してバンパプレートをマニホールド２１０に搭載し、種々の把持標的高度を可能にすることが可能である。この支柱は、柔軟であるように作製されることもでき、それは、小範囲の把持標的が同一のグリッパおよびバンパプレート構成を用いて取り上げられることを可能にする。
【００８７】
バンパプレート２０６または真空パッド２０２は、図２Ｄ−２Ｇに図示されるように、用途および把持標的に基づいて、種々の幾何学形状を具現化することができる。例えば、図２Ｄに描写される例における面取りをした縁２１４は、様々なアクチュエータ相互作用およびアクチュエータにおけるバンパプレートからのより少ない摩耗を可能にする。
【００８８】
柔軟材料および衛生材料を含むバンパプレート２０６または真空パッド２０２のための種々の材料が、用途または把持標的に適するように選択されることができる。グリッパハブを作製するための好ましい材料は、金属部品のための３０３、３０４、３１６、および３１６Ｌステンレス鋼であり、プラスチックは、低孔隙率であるべきであり、湿潤環境内で２％を上回って膨張しない。好ましい材料は、強酸および強塩基、ならびに高濃度の塩化物イオンに耐性を示すべきである。これらの化学特性は、グリッパハブが食品生産設備で使用される標準洗浄化学物質によって損傷されないことを可能にするであろう。
【００８９】
いくつかの実施形態では、真空パッド２０２またはバンパプレート２０６は、電気接着パッドであり得る。
【００９０】
図３Ａは、一緒にアームの端部ツール（ＥＯＡＴ）３００を形成する、台座３０２に搭載されたグリッパの概観を提供し、図３Ｂは、断面図で側面からグリッパの種々の特徴を描写する。
【００９１】
グリッパは、上記の平面的なパッド２０２を含み得、パッド２０２は、パッド吊り下げマウント３０８を介してマニホールド２１０に搭載され得る。パッド吊り下げマウント３０８は、パッド２０２の上部からアクチュエータ１００の握持縁までの距離を増加または減少させる役割を果たし、したがって、異なるサイズの肉製品が把持されることを可能にし得る。パッド吊り下げマウント３０８は、真空圧が孔２０４に分配されることを可能にする（または流体が孔２０４から放出されることを可能にする）１つ以上の流体流チャネル３１２をさらに含み得る。なおもさらに、パッド吊り下げマウント３０８は、（例えば）平面的なパッド２０２および／またはマニホールド２１０に対して比較的に柔軟であるように選択される材料から形成され得る。この特徴は、パッド２０２が肉製品と接触するように圧迫されるとき、ある量の弾力性を可能にする。
【００９２】
流体流チャネルは、マニホールド２１０に流体的に接続され得る。いくつかの実施形態では、マニホールド２１０は、容易な清掃を可能にするための、かつ細菌避泊点を低減させるための勾配付きの縁３０４を有し得る。
【００９３】
グリッパは、搭載ブラケット３０６を介してロボットアーム等への迅速な搭載を可能にする、台座３０２に搭載され得る。搭載ブラケット３０６は、ロボットアーム上の対応する特徴に篏合する留め具（例えば、ねじまたはボルト）のためのいくつかの陥凹を含み得る。搭載ブラケット３０６は、真空がグリッパに加えられることを可能にする流路を提供する中空開口部を中心に含み得る。開口部は、マニホールド２１０内の対応する開口部３１０に接続し得、開口部自体は、流動場３１２に接続し得る。
【００９４】
真空機構のための流路は、代替として、マニホールド２１０またはパッド２０２の側面に接続する流体ラインを通して等、台座３０２から外部から提供され得る。
【００９５】
図３Ｃは、動作時のＥＯＡＴ３００の概観を描写する。特に、ＥＯＡＴ３００は、ミートパティ３１４のスタック（図３Ｃの左）まで移動し、上部パティ３１４を掴む。ＥＯＡＴ３００は、距離センサの助けを借りて、スタックの上部パティ３１４から所定の距離内まで（またはそれと接触するように）下げられ得る。
【００９６】
パッド２０２は、上部パティ３１４と接触するように押され得る（または上部パティ３１４の所定の距離内の接近した位置まで下げられ得る）。接触が行われたとき（またはパッド２０２が所定の距離内にあるとき、もしくはパッド２０２がパティ３１４に所定量の力を及ぼした後）、真空が、パティ３１４に対する初期握持を確保するように加えられ得る。真空が加えられると、アクチュエータ１００は、パティ３１４の側面または底部における握持を確保するために作動させられ得る。
【００９７】
他の実施形態では、アクチュエータ１００は、最初にパティ３１４を把持し、それによって、パッド２０２と密接に接触するようにパティ３１４を押し得る。アクチュエータ１００が膨張させられた後、真空が、パッド２０２によって加えられ得る。
【００９８】
いくつかの実施形態では、吸引パッド２０２を通した空気流が、把持検出に使用されることができる。空気流が（例えば、パティ３１４によって遮断されることに起因して）減速または停止する場合、それは、標的物体が把持されたことを示すためのトリガとしての役割を果たし得る。アクチュエータ１００の作動は、その時点で実施され得るか、または、この把持検出は、パティ３１４を移動させるためのトリガとしての役割を果たし得る。
【００９９】
パティ３１４に対する把持を確保した後、ＥＯＡＴ３００は、パティ３１４の積み重ねから離れるように持ち上げ得る。この操作は、典型的な場合のように、スタックの中の異なるパティ３１４がワックスペーパ等の仕切り３１６によって分離される場合、より複雑にされ得る。いくつかの状況では、紙が、パティ３１４の底部にくっつき得るが、パティ３１４をその標的場所に送達することに先立って除去されるべきである。ある場合、紙は、移動させられているパティ３１４に接着しないであろう。したがって、紙は、パティ３１４の上部および／または底部から除去される必要があり得る。パティ３１４がスタックの上にある間、紙がパティ３１４の上部に取り付けられたままである場合、通常、紙は、ＥＯＡＴ３００を用いてパティ３１４を把持する前に除去されるべきである。パティが把持された後に紙がパティ３１４の底部に取り付けられている場合、紙は、その時点で除去されるべきである。パティ３１４または他の肉製品から仕切り３１６を除去するための種々の技法および機構が、下で説明される。これらの技法および機構のうちのいずれか１つ、または組み合わせは、例示的ＥＯＡＴ３００に関連して採用され得ることが考えられる。
【０１００】
ＥＯＡＴ３００は、把持されたパティ３１４を標的場所（例えば、コンベヤベルト、食品調製または調理表面等）まで移動させ得る。この時点で、ＥＯＡＴ３００は、標的場所上にパティ３１４を解放し得る。アクチュエータ１００は、作動解除され得（例えば、アクチュエータ１００内の膨張流体は、部分的または完全に排出され得）、パッド２０２によって加えられる真空は、非アクティブにされ得る。ある場合、パティ３１４は、真空が非アクティブにされた後でさえもパッド２０２にくっつき続け得、これらの場合、１つ以上の解放機構／技法が、採用され得る。そのような解放機構および技法は、下でより詳細に説明される。これらの技法および機構のうちのいずれか１つ、または組み合わせは、例示的ＥＯＡＴ３００に関連して採用され得ることが考えられる。
【０１０１】
図４Ａ−４Ｃは、例示的真空パッドとの使用のために好適な柔軟マウント３０８の例を描写する。図４Ａは、独立気泡フォームから構築される例示的柔軟マウント４０２を描写し、図４Ｂは、１つ以上のばね４０４を含む例示的柔軟マウント４０４を描写し、図４Ｃは、空気または水等の流体で部分的に充填されるように構成された拡張可能ブラダから作製される、例示的柔軟マウント４０４を描写する。
【０１０２】
図５Ａ−５Ｂは、例示的実施形態との使用のために好適な１つ以上の調節可能ｚ高度支柱５０２を制御することによって、その高度が調節され得る調節可能高度真空パッドの例を描写する。
【０１０３】
ｚ高度支柱５０２は、（例えば）延長ロッド、バー、ねじ等を含み得、マニホールド２１０に対して真空パッド２０２を持ち上げ、または下げるように構成され得る。例えば、図５Ａは、（描写される矢印の間の距離によって示される）マニホールド２１０から第１の比較的に短い距離５０４において真空パッド２０２を描写する一方で、図５Ｂは、マニホールド２１０から第２の比較的に大きい距離５０６において真空パッド２０２を描写する。この能力は、標的物体（例えば、ミートパティまたは肉の切り分けられた部分）が、アクチュエータ１００の把持縁に対してｚ方向に再配置されることを可能にする。特に、図５Ａ−５Ｂに示されるように、標的物体が側面から把持されることを意図されているとき、ｚ方向に標的物体を再配置する能力は、特に、異なるサイズの標的物体を連続的に把持するとき、グリッパが標的物体に対するより良好な把持を確保することを可能にする（標的物体が比較的に厚い図５Ａ、および標的物体が比較的に薄い５Ｂの例に示されるように）。Ｚ高度調節は、標的物体を分離する（例えば、スタックから単一の標的物体を除去する）グリッパの能力、輸送安定性、および設置誘導を向上させるために使用され得る。
【０１０４】
この調節は、例えば、モータを用いてねじ山付き支柱５０２を回転させることによって、ｚ高度支柱５０２を延長し、または後退させ、機械的に、電気的に、空気圧で、油圧で、または他の好適な機構によって、支柱５０２を延長することによって、行われ得る。ｚ高度支柱の高度は、真空が真空パッド２０２において加えられる前、間、または後、および／または、アクチュエータ１００が作動させられる前、間、または後、調節され得る。
【０１０５】
調節可能ｚ高度支柱５０２は、真空が真空パッド２０２に加えられることを可能にするための流体経路を含み得る。代替として、真空は、外部流体経路等の他の手段によって提供され得る。
【０１０６】
真空パッドの上部構造は、図６Ａ−６Ｃに実証されるように、特定の用途（例えば、把持される製品おサイズおよび形状）に従ってサイズおよび形状を決定され得る。図６Ａは、肉の凸状の切り分けられた部分を受け取るように構成された凹状真空パッド２０２を描写する。図６Ｂは、真空孔２０４が配置される陥凹状部分を有する真空パッド２０２を描写し、外部の角度付きの縁６０２は、真空パッドが、それらの表面特徴または構造にさらなる変動性を有する肉の切り分けられた部分をより良好に把持することを可能にする。図６Ｃは、肉パティを把持することに良好に適合され得る円形かつ扁平である真空パッド２０２を描写する。真空パッド２０２の形状に加えて、パッド２０２のサイズおよび真空孔２０４の構成は、用途に応じて変動させられ得る。パッド２０２の表面仕上げは、握持されている特定の製品（例えば、肉のタイプ）に合わせられ得る。
【０１０７】
好ましくは、真空パッド２０２内の孔２０４は、図７に示されるような構造を有する。この例では、真空パッド２０２は、上部プレート７０２、中央プレート７０４、および底部プレート７０６から構築される。
【０１０８】
孔２０４は、上部プレート７０２に形成され、隣接する孔は、１．０〜３．０ｍｍの孔直径ｄを伴い、１０〜２０ｍｍ（中心から中心まで）の距離ｓによって分離される。これらの例示的値は、実質的な量の肉製品が真空ポートに吸い込まれることを可能にすることなく、肉を固定するための良好な吸引可能性を提供する。
【０１０９】
孔は、用途に応じて、星形パターン（描写される）、螺旋パターン、同心円のパターン、長方形または正方形パターン等の事前画定されたパターンで画定され得る。好ましくは、グリッパは、吸引孔が、挽肉が吸引孔の中に引き上げられることを防止するためにサイズを決定されるとき、肉製品を取り上げるための十分な数および構成の吸引孔を伴う吸引パッドを有する。
【０１１０】
中央プレート７０４は、上部プレート７０２の下に位置付けられたとき、流動場７０８が上部プレート７０２内の孔２０４の各々に流体的に接続され、さらに、底部プレート７０６内の真空継手孔７１０に流体的に接続される（かつ好ましくはその上に中心を置かれる）ように、流動場７０８を含む。真空継手孔７１０は、真空力を孔２０４に供給するための真空発生器に流体的に接続され得る。
【０１１１】
本発明のいくつかの実施形態は、肉製品が真空ポートに吸い込まれる可能性を最小化するように設計されるが、これは、必然的であり得る。故に、容易に清掃され得る真空発生器に関連して、上で説明されるグリッパを利用することが望ましい。図８は、そのような真空ポンプ８００の例を描写する。
【０１１２】
図８に示される実施形態では、ポンプ羽根車８０２とモータ（内部、図示せず）との間に直接機械接続がない。これは、例えば、磁気的に結合される羽根車８０２を使用して、達成され得る。その結果として、ポンプ８００に進入する任意の肉は、モータを失速させることによって、ポンプ８００に損傷を引き起こすことを防止される。
【０１１３】
さらに、本実施形態は、洗浄流体がモータを損傷することなくポンプ８００に通され得るので、清掃することが容易であり、ポリプロピレンまたはポリテトラフルオロエチレン等の羽根車８０２およびポンプ８００の流体通路のために選択される材料は、洗浄剤からの損傷へのそれらの抵抗に基づいて選択され得る。
【０１１４】
なおもさらに、ポート８０４（弁８０６を介して開放可能である）は、ポンプ８００に洗浄流体を注入するために提供され得る。ポート８０４の上流に位置する遮断弁８０８を閉鎖することによって、注入された洗浄流体は、真空パッド孔の中に詰まり得る任意の材料を流し出すように、真空パッドに向かって（図８の上部に向かって）流動させられる。
【０１１５】
上で説明される例示的グリッパは、ロボットのアームの端部ツール（ＥＯＡＴ）として採用され得る。そのようなロボットアーム９００の例が、図９に描写される。この例では、例示的グリッパ９０２は、ロボットへら９０４と併せてロボットアーム９００の端部において提供され、それによって、ロボットアーム９００が、スタックから肉を把持し、（潜在的に同一または別のロボットステーションが肉から紙を除去した後に）肉をグリルまたはオーブン、もしくはグリルの上またはオーブンの中に至るコンベヤベルトに送達し、随意に、へら９０４を用いてグリル上の肉を裏返し、へら９０４を用いて調理された肉を送達場所に送達することを可能にし得る。
【０１１６】
いくつかの実施形態では、ロボットアーム９００は、肉の調理を監視し、それが裏返されるべきであるときを決定するための肉温度計または赤外線センサ等の温度センサをさらに含み得る。
【０１１７】
いくつかの実施形態では、ＥＯＡＴは、各パティから紙を除去し得る作動ペンチを含み得る。他の実施形態では、ペンチは、近傍のステーションの一部であり、ロボットは、紙を伴うミートパティを紙を除去する機械に提供する。
【０１１８】
（解放機構）
ある場合、グリッパの中心におけるパッドへの接着を促進することが望ましくあり得る。他の状況では、接着を軽減することが有利であり得る。例えば、中心パッドが吸引デバイスである場合、ミートパティがくっつかないパッドのための材料を選定することが好ましくあり得る。故に、吸引が除去されると（例えば、システムが標的場所にパティを設置するときに）、パティは、パッドにくっつかない。このくっつきは、パティがグリッパから抜け落ちることを待つ間にシステムが一時停止しなければならないので、システムの動作を減速し得る。さらに、くっつきは、くっつかないプロセスが毎回同様に起こらないであろうから、ミートパティの設置を予測不可能にし得る。
【０１１９】
パティの脂肪分が高い場合、接着を防止するために疎油性材料から表面を作製することが有利であり得る。パティが高い水分含有量（または他の極性材料）を有する場合、接着を防止するために疎水性材料からパッドを作製することが有利であり得る。なおもさらに、パティの組成またはその表面特性が変わりやすい（もしくはグリッパが異なる組成を伴う多くの異なる種類の物体に使用されている）とき、パッドは、接着を防止するためにオムニフォビックな材料（例えば、ＰＴＦＥ）から作製され得る。参考として、「オムニフォビックな」材料は、疎水性および疎油性の両方である材料を指す。
【０１２０】
中心パッドが吸引パッドではない場合（例えば、中心パッドが単純なプレートであるとき）、接着を促進する材料または表面化学的性質を選定することが有用であり得る。例えば、パティの脂肪分が高い場合、接着を促進するために親油性材料から表面を作製することが有利であり得る。
【０１２１】
なおも他の実施形態では、中心パッドは、所望の表面化学的性質をそれに与え、接着を促進または軽減するために表面処理され得る（疎油性、親水性、またはオムニフォビック）。
【０１２２】
解放は、能動的手段によっても確保され得る。これらの機構は、パッドが要求に応じてくっつく表面からくっつかない表面に変換されることを可能にし得る。例えば、いくつかの実施形態では、真空孔を通して吐き出される空気は、真空パッドから肉を排出することを支援し得る。
【０１２３】
図１０Ａは、振動解放機構が振動を加え、肉製品を緩め、または解放する別の例を描写する。この例では、真空パッド２０２は、パッド２０２への振動を分離するために、それら自体がアイソレータ１００４上に搭載される１つ以上のばね１００２に搭載される。パッド２０２は、回転偏心重量も伴って振動モータ１００６に搭載される。振動モータ１００６に係合することによって、パッド２０２は、振動させられ、それによって、把持された物体がパッド２０２から自由に動くように促す。
【０１２４】
図１０Ｂは、例示的実施形態によるパッド２０２から肉製品を解放するために超音波アクチュエータ１００８を採用するパッド２０２の例を描写する。この例では、パッド２０２は、再度、１つ以上のばね１００２に搭載される。超音波アクチュエータ１００８は、所定または無作為化パターンで超音波を発し、パッド２０２にばね１００２上で振動または移動させ、それによって、把持された物体がパッド２０２から自由にされるようにするように構成され得る。
【０１２５】
図１０Ｃ−１０Ｄは、例示的実施形態との使用のために好適な解放機構のさらなる例を描写する。この例では、パッド２０２は、ゴムまたは別様に変形可能な筐体１０１０の上に位置し、変形可能な筐体は、次に、膨張式チャンバ１０１２の上に配置される。チャンバ１０１２は、筐体１０１０を変形させるために膨張させられ得る。ある場合、筐体１０１０の形状の変化は、把持された物体がパッド２０２から自由にされるようにするために十分であり得る。他では、膨張式チャンバ１０１２は、より突然の弾ける効果を提供するために急速に膨張させられ得、それによって、把持された物体がパッドから自由にされるようにする。
【０１２６】
製品の解放は、図１０Ｅに示されるように、エジェクタバーまたはピン１０１４を使用しても、または代替として、遂行され得る。エジェクタバー１０１４は、把持された物体をパッドから離れるように機械的に押動するために、後退構成から延長構成（描写される）に移行するようにアクティブにされ得る。
【０１２７】
いくつかの構成では、エジェクタバー１０１４は、グリッパの他の構成要素から独立して動作可能であり得る。代替として、エジェクタバーは、アクチュエータ１００のアクションを通して自動的にアクティブにされ、延長構成に移動させられ得る。この構成では、エジェクタバー１０１４は、マニホールド２１０の下に配置されるストリッパプレート１０１６に取り付けられ得る。ストラップまたはバンド１０１８が、アクチュエータ１００をストリッパプレート１０１６に取り付けるために、１つ以上のアクチュエータ１００に分配され得る。
【０１２８】
アクチュエータ１００が標的物体を把持するように作動させられるとき、アクチュエータ１００は、内向きに移動し、したがって、ストリッパプレート１０１６をマニホールド２１０から離れるように下向きに引き、エジェクタバーを後退位置まで移動させる（したがって、パッド２０２が標的物体を固定することを可能にする）。アクチュエータ１００が標的物体を解放するために緩められる（または逆膨張させられる）とき、アクチュエータ１００は、パッド２０２から離れるように移動し、したがって、バンド１０１８を引き寄せ、それは、次に、ストリッパプレート１０１６をマニホールド２１０に向かって上向きに引く。エジェクタバー１０１４がストリッパプレート１０１６に取り付けられているので、エジェクタバー１０１４も、上向きに押され、延長構成に移動する。
【０１２９】
同様の原理が、図１０Ｆ−１０Ｇに示される実施形態で使用される。これらの実施形態では、剛体、エラストマ、または複合剛体・エラストマ構造１０２０が、２つ以上のアクチュエータ１００の間に吊り下げられる。解放構造１０２０は、フィンガが（例えば、膨張陰圧を用いて）緩められ、または逆に丸められるとき、標的物体が強制的に排出されるように、アクチュエータ１００に取り付けられる。
【０１３０】
好ましい実施形態では、解放構造１０２０の中心は、取り扱われるべき食品の形状に近い形状を有する硬いプレートを備えている。例えば、食品が牛挽肉パティである場合、解放構造は、円形の硬い区分を含むであろう。同一の好ましい実施形態では、フィンガのアコーディオン溝に巻き付く部品を含む解放構造１０２０の外側区分は、エラストマ材料を備えている。解放構造１０２０の中心の硬いプレートは、排出運動が食品を丸めない、反らせない、または別様に変形させないことを確実にする。
【０１３１】
図１０Ｆ−１０Ｇに描写される例は、真空パッド２０２が存在しない実施形態で使用され得る。代替として、伸縮性真空膜またはゴム層１０２２が、図１０Ｈに示されるように、真空パッドの上に提供され得る。膜１０２２は、有孔であり得る。これらの実施形態では、標的物体を解放するために、１つ以上のローラ１０２４もしくは引き伸ばしデバイスが、膜１０２２上の張力を増加させるためにアクティブにされ得る。これは、膜１０２２を引き伸ばし、標的物体を膜１０２２に保持する力が弱められ、または阻まれるようにする。
【０１３２】
肉製品がパッド２０２から引き離されるとき、真空が肉とパッドの表面との間に形成され得、それは、食品の解放を阻止し、または遅らせ得る。この問題は、湿気のある、粘着性である、粘性である、可撓性である、および／または変形可能である、把持標的に関して、より可能性が高くあり得る。この問題を緩和するために、パッド上部２０２は、図１０Ｉ−１０Ｊに示されるように、パッド上部が隆起の頂点１０２４のみにおいて接触するように、隆起状であり得る。真空孔２０４は、故に、頂点に位置し得る（図１０Ｉの矢印は、真空が真空孔２０４を介して加えられるときに流体流の方向を表す）。空気が、標的物体の解放を促進するために、頂点１０２４間の溝１０２６を通して、パッドの表面を横断して側方に流され得る。
【０１３３】
そのようなパッド構造のいくつかの実施形態では、溝は、極小点において（すなわち、溝１０２６の底部に）追加の孔を含み得る。孔は、パッドの極大点における真空孔２０４と比較して異なるマニホールド層に接続され、空気が溝内の孔を通して吹かれることを可能にし、それによって、パッド２０２の表面に垂直である方向にひと吹きの空気を提供し得る。
【０１３４】
解放は、グリッパパッドから肉を剥離することによっても確保され得る。この目的で、ピーラバーおよび１回（例えば、ワックスペーパ）または複数回使用構造が、図１０Ｋ−１０Ｌに示されるように、使用され得る。これらの例では、標的物体１０３４が図の底部に向かって真空パッド２０２または標的物体１０３４のスタック（例えば、ワックスペーパ等の仕切りが潜在的に散在されたミートパティのスタック）等の別の物体にくっついていることが仮定される。
【０１３５】
この例では、ワックスペーパまたは他の構造１０３２が、供給ロール１０２８において供給され、巻き取りロール１０３０において回収される。構造１０３２は、アイドラ１０３６（例えば、ローラ）の上を通され、次いで、ピーラバー１０４０の上を通される前に支持プレート１０３８を横断させられる。支持プレート１０３８は、標的物体１０３４の自由端（すなわち、他方の物体にくっついていない端部）の中に押し込まれ、構造１０３２は、支持プレート１０３８と標的物体１０３４との間に挿入されている。標的物体１０３４は、それによって、構造１０３２に接着する。
【０１３６】
続いて、供給ロール１０２８、巻き取りロール１０３０、アイドラ１０３６、または別の回転デバイスのうちの１つ以上のものが、巻き取りロール１０３０に向かって構造１０３２を急速に前進させるようにアクティブにされる（図１０Ｌ参照）。この急速前進は、標的物体１０３４をそれがくっついている他の物体から離脱させ、構造１０３２がピーラバー１０４０の上を通るとき、構造１０３２から標的物体１０３４を取り除く役割も果たす。
【０１３７】
これらの実施形態は、随意に、（例えば、構造１０３２が移動させられるとき、標的物体１０３４および他方の物体が一緒に前進しないように、他方の物体を固定することによって）標的物体１０３４をそれがくっついている他の物体から解放することを支援するために、１つ以上のアクチュエータ１００と併せて使用され得る。
【０１３８】
なおも他の解放構造が、図１０Ｍ−１０Ｖに示される。これらの実施形態の多くは、既に説明されたように、肉製品（または他の把持標的）とパッドとの間に生じる真空の可能性に対処する。
【０１３９】
例えば、図１０Ｍ−１０Ｎに示される実施形態は、図１０Ｆ−１０Ｇに描写されるものに類似するが、構造１０２０の下に配置されたヘッド１０４４を有する電気、空気圧、油圧等のアクチュエータ１０４２の追加を伴う。アクチュエータ１０４２のヘッド１０４４は、グリッパからの標的物体の排出のために同時に力を構造１０２０に加えながら、標的物体から構造１０２０を剥離する。
【０１４０】
円形肉製品または他の把持標的の場合、アクチュエータヘッド１０４４は、好ましくは、中心対称ドーム型構造である。そのような形状は、その外縁から始まって内向きに移動して、円形把持標的から構造１０２０を剥離するであろう。長方形の把持標的の場合、アクチュエータヘッド１０４４は、好ましくは、その縁から始まって内向きに移動して、把持標的から構造１０２０を剥離するために使用され得る半円筒の形状である。
【０１４１】
図１０Ｏに示される実施形態は、特に、長方形の把持標的に非常に適し得る。この例では、構造１０２０は、構造１０２０の中心を持ち上げるように構成される機構１０４６によって上昇させられる。そのような機構１０４６の一例は、ヒンジ１０５０に回転可能に接続された１つ以上のバー１０４８を含み得、ローラ１０５２が、バー１０４８の反対端に取り付けられている。
【０１４２】
図１０Ｐ−１０Ｑは、中心搭載型空気圧式アクチュエータ１０５４を描写し、それは、収縮せられたときに標的物体と接触するための平坦な上部と、アクチュエータ１０５４が膨張させられたときのドーム型上部とを含む。膨張は、アクチュエータ１０５４が拡張することも引き起こし、それによって、グリッパから離れるように標的物体を押し得る。
【０１４３】
図１０Ｒ−１０Ｕに示されるような他の実施形態は、パッドに接着する可能性が高い把持標的を取り外すように作動させられる隆起部分または突起１０５６を利用する。図１０Ｒ−１０Ｓの例では、ゴムまたはエラストマ層１０５８内の薄いスポットは、プレナム１０６０が空気継手１０６２を介して空気で充填されたとき、持ち上げられ、突起を形成すし、空気継手１０６２は、有孔支持プレート１０６４を通してエラストマ層１０５８の近傍のエリアの中に空気が入れことを許す。代替として、支持プレートの代わりに、孔を有するマニホールド１０６６が、図１０Ｔ−１０Ｕに示されるように提供され得る。
【０１４４】
同一の原理が、異なる領域１０６８、１０７０を標的物体に選択的にさらすために使用されることができ、異なる領域１０６８、１０７０は、異なる組成または特性を有する。例えば、図１０Ｖに描写される実施形態では、領域１０６８は、領域１０７０よりも疎水性である材料を備えている。突起が持ち上げられていないとき、比較的に親水性である領域１０７０が、さらされている。これは、肉等の標的物体がグリッパに接着することを可能にする。標的物体を解放するときになると、突起は、上で説明されるように持ち上げられ、比較的に疎水性の領域１０６８が、標的物体にさらされる（図１０Ｖの左の差し込み図を参照）。
【０１４５】
接着制御は、温度を使用しても遂行され得る。図１１は、肉とグリッパのパッドとの間のインターフェース１１０２を加熱または冷却することによって、接着を制御することの例を描写する。インターフェース１１０２が（例えば、ヒータワイヤ１１０４を介して）加熱されるとき、肉の上に存在する脂肪は、液化し、それによって、肉が解放されることを可能にし得る。インターフェースが（例えば、空気出口１１０６からのエアブラストによって）冷却されるとき、肉の脂肪は、凝固し、それによって、肉をグリッパパッドに固定するある種の接着剤を形成し得る。
【０１４６】
有利なこととして、グリッパパッドのインターフェース１１０２は、脂肪が凝固する温度の近くで維持され得る。故に、少量だけパッドの温度を調節することによって、肉の特性は、急速な様式で上で説明されるように改変され得る。
【０１４７】
上で説明される解放機構のうちのいずれかは、単独で、または本明細書に説明されるグリッパと組み合わせて、使用され得ることが考えられる。解放機構は、真空力が真空パッド２０２の孔２０４に送達されることを可能にするように好適な場所に形成される流体経路を含み得る。
【０１４８】
（固定ステーション）
上で説明されるシステムの速度および信頼性を向上させるために、標的物体を一貫した場所においてロボットに提供することが有用であり得る。これは、物体のＸ、Ｙ、およびＺ場所のみならず、物体が円形ではない（例えば、正方形のバーガパティ）状況におけるＺ軸の周りの物体の回転を再現することも含み得る。
【０１４９】
一実施形態では、紙で分離された挽肉パティ１２０２（または他の標的物体）のスタックは、上昇させられることが可能なプレート上に設置されることができ、それによって、ミートパティ１２０２がロボットによってスタックの上部から除去される度に、パティの残りのスタックが上昇させられ、従って、スタックの上部におけるパティは、ロボットによって取り上げられるべき正しい摘み取り高度にある。そのような物体提供ステーションの例が、図１２Ａ−１２Ｄに描写される。
【０１５０】
いくつかの実施形態では、固定ステーション１２０４は、スタックが握持中に起こり得るロボットとの機械的相互作用に起因してＸまたはＹ方向に平行移動することを防止するためのスタックを包囲するガイドレール１２０６を有するであろう。スタックは、１つ以上のばね１２０８によって上昇させられるプレート上に置かれ、プレート（故に、スタック）が自動的に所定の摘み取り高度まで上昇させられることを可能にし得る。代替として、または加えて、スタックは、発光体１２１０からのトリップビームによって誘導される、アクチュエータ１２１２の上部に位置し得る。トリップビームが遮断されていない（すなわち、標的物体１２０２がトリップビームを妨げていない）とき、アクチュエータ１２１２は、ビームが遮断されるまで、スタックを上向きに移動させるようにアクティブにされ得る。このようにして、スタックは、常に、トリップビームの高度において提供され得る。
【０１５１】
なおも他の実施形態では、ミートパティ固定ステーションは、肉のスタックを傾け、スタックの上部におけるパティの頂面の向きを制御するための能力を有する。向きに対する制御は、スタックからパティを除去するためのロボットの能力を向上させるであろう。
【０１５２】
（アクチュエータ構造）
いくつかの実施形態では、アクチュエータ１００は、図１３Ａに示されるように、標的物体のスタックから個々の標的物体を引き外すことに役立つように、それらの遠位端において引っ掛けられたフリッパ先端１３０２を含み得る。フリッパ先端１３０２は、アコーディオン延長部１０４のそれと反対の方向にアクチュエータの基部１０２から突出し得る。さらなる実施形態では、アクチュエータ１００は、図１３Ｂに示されるように、標的物体１３０４の側面の中に入り込み、それによって、肉がアクチュエータ握持から外にスライドすることを防止する突起または隆起を含み得る。
【０１５３】
いくつかの実施形態では、他のタイプのセンサが、既に説明されたそれらに加えて、使用される。例えば、３点ライダ近接センサ１４０２が、図１４に示されるように、グリッパバンパプレートまたはグリッパパーム上の他の好適な場所に統合され、把持標的の平面を画定することができる。構造化光センサ、構造化光カメラ、飛行時間センサ、立体可視光カメラ、立体赤外光カメラ、ＲＧＢＤカメラ等の代替センサが、３点における近接を感知するために採用され得る。この統合は、グリッパが、最良の把持標的接着／相互作用を達成するための星形／バンパプレートの最良の接近を自動的に決定することを可能にする。さらに別の実施形態では、センサシステムは、グリッパ自体の中にあることとは対照的に、ミートパティ固定ステーションに統合され得る。
【０１５４】
いくつかの実施形態では、把持標的は、図１５Ａに図示されるように、保持テーブル１５０２を使用することによって、スタックの中に能動的に配置される。標的物体は、摘み取り場所１５０４の温度を制御することによって、定位置で保持されることができ、（図１１に関連して上で議論されるように）場所温度は、把持標的が表面に接着するであろうように、冷却され、把持標的接着を減少させるために加熱される。摘み取り場所１５０４は、図１５Ｂに示されるように、テーブル１５０２に統合される静止星形プレート１５６も、または代替として、採用し得る。これは、吸引を可能にし、把持標的を能動的に保持するであろう。星形／バンパ／温度制御されたプレート（図１５Ｃ）を伴う統合型グリッパも、スタックの中に把持標的を能動的に位置付けるために採用され得る。
【０１５５】
なおも他の実施形態では、ミートパティ固定ステーションは、肉のスタックを傾け、スタックの上部におけるパティの頂面の向きを制御するための能力を有する。向きに対する制御は、スタックからパティを除去するためのロボットの能力を向上させるであろう。
【０１５６】
（把持方法）
図１６は、例示的実施形態による例示的把持技法を説明するフローチャートである。
【０１５７】
ブロック１６０２では、ロボットシステムは、上で説明されるツールのうちのいずれか等のロボットのアーム端部ツールを用いて、初期場所における標的物体に接近し得る。システムは、レーダ、ライダ、ＩＲ近接検出等の１つ以上の近接センサを使用して、標的物体の存在および／または場所を検出し得る。標的物体は、最初に、一貫した場所において標的物体を提供するように構成される固定ステーション（例えば、図１２Ａ−１２Ｄ参照）に位置し得る。標的物体は、肉製品であり得る。
【０１５８】
ブロック１６０４では、システムは、標的物体の接近前、中、または後、真空を加え得る。真空は、図８に描写されるもの等の真空発生器をアクティブにすることによって、加えられ得る。真空を加えることの結果として、真空力が、アームの端部ツール上の真空パッドの孔において加えられ得る。
【０１５９】
ブロック１６０６では、システムは、ツールが標的物体と接触したかどうかを決定し得る。いくつかの実施形態では、システムは、真空パッドが標的物体と接触したことを示し得る真空パッド内の孔を通した空気流の低減または停止を検出し得る。空気流のこの変化は、同様に検出され得る圧力の変化にも関連付けられ得る。システムが真空パッドの下に搭載された柔軟パッドを含むいくつかの実施形態では、標的物体との接触は、柔軟パッドの変化（例えば、ばねまたは流体ブラダの圧縮）を検出することによって、決定され得る。なおも他の実施形態では、真空パッドは、システムが標的物体と物理的に接触したときを決定するための単純な接触センサ（例えば、バンパ）を提供され得る。
【０１６０】
ブロック１６０６における決定が「いいえ」である、すなわち、接触が検出されていない場合、処理は、ブロック１６０８に進み得、システムは、接触が検出されるまで、標的物体へのその接近を継続し得る。他方では、接触がブロック１６０６において検出される（「はい」決定）場合、処理は、ブロック１６１０に進み得る。
【０１６１】
ブロック１６１０では、システムは、随意に、１つ以上のｚ高度調節支柱をアクティブにし、アクチュエータの１つ以上の把持表面に対して標的物体（ここでは真空パッドに固定されている）の位置を変動させ得る。いくつかの実施形態では、システムは、標的物体のサイズを検出するための１つ以上のセンサを適用し、それに応じて、ｚ高度を変動させ得る。
【０１６２】
ブロック１６１２では、システムは、１つ以上のアクチュエータを作動させ、標的物体を把持し得る。アクチュエータを作動させることは、膨張流体をアクチュエータに提供するために１つ以上の弁を開放すること、圧縮機を動作させること等を伴い得る。アクチュエータは、所定の膨張圧力まで作動させられ得るか、または、１つ以上のセンサ読み取り値および／または推定把持強度に基づいて、動的に決定される圧力まで作動させられ得る。いくつかの実施形態では、供給される作動流体の量は、把持されている標的物体に依存し、標的物体を変形または別様に損傷するために十分な圧力を所与のエリアにおいて加えることなく、（例えば、把持力の所定の範囲内の）妥当な把持を確保するように構成される。
【０１６３】
ブロック１６１４では、システムは、ツールを引き出し、標的場所から標的物体を除去し得る。これは、物体のスタックから標的物体を分離することを伴い得る。いくつかの実施形態では、標的物体は、ワックスペーパ等の仕切りによってスタックの中の他の物体から分離され得る。ブロック１６１６では、システムは、（例えば、１つ以上のセンサを使用して）仕切りが標的物体に取り付けられたままであるかどうかを決定し得、存在する場合、ペンチまたは他の除去デバイスを使用して、仕切りを除去し得る（例えば、図１０Ｋ−１０Ｌ参照）。
【０１６４】
同様に、仕切りがスタックの中の次の標的物体の上部に留まる場合、システムは、随意に、標的物体の次の接近時（１６０２）、システムが、標的物体を真空パッドに固定する前にペンチまたは他の除去デバイスをアクティブにし、次の標的物体の上部から仕切りを除去すべきことを示すフラグを設定し得る。
【０１６５】
ある場合、システムは、仕切り除去に対してブラインドアプローチをとり得、該当することを検証することなく、紙が標的物体の上部および／または底部に取り付けられていることを単純に仮定し得る。これらの実施形態では、ペンチまたは他のデバイスは、紙が別様に（標的物体の上の仕切りの場合は製品のスタックの上に、標的物体の底部上の仕切りの場合は把持された標的物体の底部上に）存在するであろう場所において把持しようとし得る。仕切りが存在する場合、デバイスは、仕切りを除去するであろう。仕切りが存在しない場合、デバイスは、依然として、いかなる仕切りも実際に把持することなく、仕切りを除去する運動を完了することができる。
【０１６６】
いくつかの実施形態では、把持するために標的物体を提供する固定ステーションは、仕切りを除去するように構成され得る（例えば、固定ステーションは、標的物体が除去されている間、定位置で仕切りを保持するように構成される１つ以上のクランプ、アクチュエータ等を含み得、したがって、アームの端部ツールが回収された標的物体から仕切りを除去する必要性を排除する）。
【０１６７】
ブロック１６１８では、システムは、標的物体を標的場所まで移動させ得る。標的場所は、コンベヤベルト、包装用の場所、または調理表面等の事前定義された場所であり得る。標的場所は、事前定義されていない場所であり得るか、または、状況に基づいていくつかの可能な事前定義された場所から動的に選択され得る（例えば、異なるタイプの標的物体が、検出され、異なる場所に移動させられ得、物体は、代替として、異なる包装ステーションに、または異なる調理表面上等に設置され得る）。随意に、システムは、調理サービス上または包装内の他の近傍の物体を感知し、他の近傍の物体に干渉しないように標的物体を設置することによって等、標的場所において特定の位置および向きで標的物体を位置付け得る。
【０１６８】
ブロック１６２０−１６２４では、標的物体は、標的場所において解放され得る。解放することは、（例えば、アクチュエータから膨張流体の一部または全てを排出することによって）ブロック１６２０においてアクチュエータを作動解除することと、ブロック１６２２において真空を完全または部分的に係合解除することと、随意に、ブロック１６２４において１つ以上の能動解放技法を適用することとを伴い得る。これらの能動解放技法は、例えば、標的物体を振動させること、熱または冷気を標的物体または真空パッドに加えること、ピン、エジェクタバー、膨張式ブラダ、選択的に持ち上げ可能な隆起、弾性シート等の機械的解放デバイスを使用すること、真空パッド内の孔を通して空気を吐き出すこと、および他の技法を伴い得る。能動解放技法のいくつかの非限定的例は、図１０Ａ−１１に関連して実証される。
【０１６９】
いくつかの実施形態では、処理は、解放手順後に終了し得る。他では（例えば、標的物体が肉であり、標的場所が調理表面である場合）、システムは、システムが標的物体の温度を監視する、ブロック１６２６に進み得る。システムは、肉温度計または赤外線センサ等の１つ以上のセンサを適用し、標的物体の温度を決定し得る。標的物体の温度が事前定義された閾値を上回って上昇させられているとき、処理は、ブロック１６２８に進み得、システムは、（例えば、図９に示されるようなへらツールを使用して）調理された製品を除去し得る。
【０１７０】
いくつかの実施形態では、システムは、上で説明される閾値よりも高い第２の事前定義された閾値を調べ得、第２の事前定義された閾値は、標的物体の過剰調理と一致する。標的物体の温度が過剰に高く上昇させられる場合、システムは、標的物体を廃棄し得る。システムは、他のセンサ（焦げ跡を検出するためのカメラ、燃焼を検出するための煙検出器等）を使用して、標的物体をさらにチェックし、標的物体が廃棄されるべきであるかどうかを検証し得る。
【０１７１】
標的物体が廃棄されないことを仮定して、調理された標的物体は、（例えば、へらツールによって）別の標的場所に送達され、給仕され得る。
【０１７２】
上で説明される方法は、非一過性のコンピュータ読み取り可能な媒体上に記憶された命令または論理として具現化され得る。実行されたとき、命令または論理は、プロセッサ回路に、ロボットシステムを使用して上で説明される方法を実施させ得る。
【０１７３】
（用語についての一般的注記）
いくつかの実施形態は、それらの派生語とともに、表現「一実施形態」または「実施形態」を使用して説明され得る。これらの用語は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が、少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書の中の種々の場所における語句「一実施形態では」の表出は、必ずしも全て同一の実施形態を指しているわけではない。また、別様に記述されない限り、上で説明される特徴は、任意の組み合わせで一緒に使用可能であると認識される。したがって、別個に議論される任意の特徴が、特徴は互いに適合性がないと留意されない限り、互いに組み合わせて採用され得る。
【０１７４】
本明細書で使用される表記および命名法を一般的に参照すると、本明細書の詳細な説明は、コンピュータまたはコンピュータのネットワーク上で実行されるプログラム手順の観点から提供され得る。これらの手順の説明および表現は、その作業の内容を他の当業者に最も効果的に伝えるために、当業者によって使用される。
【０１７５】
手順は、ここでは、概して、所望の結果につながる一連の自己矛盾のない動作であると着想される。これらの動作は、物理量の物理的操作を必要とするものである。必ずではないが、通常、これらの数量は、貯蔵される、移送される、組み合わせられる、比較される、および別様に操作されることが可能な電気、磁気、または光学信号の形態をとる。主に一般的使用の理由により、これらの信号をビット、値、要素、シンボル、文字、項、数等として参照することが、随時、便宜的であることが証明される。しかしながら、これらおよび類似の用語の全てが、適切な物理量と関連付けられるものであり、これらの数量に適用される便宜的な標識にすぎないことに留意されたい。
【０１７６】
さらに、実施される操作は、多くの場合、人間のオペレータによって実施される知的動作に一般的に関連付けられる追加または比較等の観点から参照される。人間のオペレータのそのような能力は、１つ以上の実施形態の一部を形成する、本明細書に説明される動作のうちのいずれかにおいて、必要とされない、または殆どの場合では望ましくない。むしろ、動作は、機械動作である。種々の実施形態の動作を実施するための有用な機械は、汎用デジタルコンピュータまたは類似デバイスを含む。
【０１７７】
いくつかの実施形態は、それらの派生語とともに、表現「結合される」および「接続される」を使用して説明され得る。これらの用語は、必ずしも相互の同義語として意図されていない。例えば、いくつかの実施形態は、２つ以上の要素が互いに直接物理または電気接触していることを示すために、用語「接続される」および／または「結合される」を使用して説明され得る。しかしながら、用語「結合される」はまた、２つ以上の要素が互いに直接接触していないが、なおも依然として、互いに協働または相互作用することも意味し得る。
【０１７８】
種々の実施形態はまた、これらの動作を実施するための装置またはシステムに関する。本装置は、要求される目的のために特別に構築され得るか、または、コンピュータの中に記憶されたコンピュータプログラムによって選択的にアクティブ化もしくは再構成されるような汎用コンピュータを備え得る。本明細書で提示される手順は、本質的に特定のコンピュータまたは他の装置に関連しない。種々の汎用機械が、本明細書の教示に従って書かれるプログラムとともに使用され得る、または要求される方法ステップを実施するように、より特殊な装置を構築することが便宜的であることが証明され得る。種々のこれらの機械のための要求される構造は、挙げられる説明から表出するであろう。
【０１７９】
前述の説明では、種々の特徴は、本開示を合理化する目的のために単一の実施形態の中でともにグループ化されることが分かり得る。本開示の方法は、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ものではない。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。したがって、以下の請求項は、発明を実施するための形態の中に本明細書に組み込まれ、各請求項は、別個の実施形態として自発的に有効である。添付の請求項では、用語「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」および「ｉｎ  ｗｈｉｃｈ」は、それぞれ、それぞれの用語「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」および「ｗｈｅｒｅｉｎ」の平易な英語の均等物として使用される。また、用語「第１の」、「第２の」、「第３の」等は、単に標識として使用され、それらの目的に数値的要件を課することを意図していない。
【０１８０】
上で説明されているものは、開示されるアーキテクチャの例を含む。当然ながら、構成要素および／または方法の全ての考えられる組み合わせを説明することは可能ではないが、当業者は、多くのさらなる組み合わせおよび順列が可能であることを認識し得る。故に、新規のアーキテクチャは、添付の請求項の精神および範囲内に入る、全てのそのような改変、修正、および変形例を包含することを意図している。
【０１８１】
上で説明される技法のうちのいずれかまたは全ては、空気圧、油圧、機械、電気、磁気等のハードウェアを含む好適なハードウェアによって実装され得る。いくつかの実施形態は、非一過性のコンピュータ読み取り可能な媒体上に記憶された論理を利用し得る。１つ以上のプロセッサによって実行されたとき、論理は、プロセッサに、上で識別される技法を実施させ得る。論理は、完全または部分的にハードウェアで実装され得る。論理は、グリッパ配列の中の１つ以上のアクチュエータを採用するソフトロボットアクチュエータおよび／またはソフトロボットシステムの作動、作動解除、移動、位置等を制御するためのコントローラの一部として、含まれ得る。
【０１８２】
本明細書で使用されるように、構造、行為、ステップ、および機能は、種々の名称または標識を与えられる。この段落は、代替として、ある場合、同義的に、ある場合、同等に使用される、用語を説明する。概して、当業者は、平易な技術的意味を有する代替専門用語および／または言葉の間の同一性、同等性、および類似性ならびに差異を認識および理解するであろう。本明細書で使用されるように、エンドエフェクタは、ＥＯＡＴ３００等を含むツールまたはツールが搭載され得るものを含むエフェクタを含み得る。有機物品は、（非包括的に）ミートパティ３１４等の肉物品もしくは肉製品、または類似性質を有する有機物品（例えば、大豆ベースの均等物）であり得る。曲げ可能部材は、ソフトロボットアクチュエータ１００等のソフトロボット部材を含み得る。排出機構または排出力は、物品を強制的に排出し得るが、物品を排出する必要はなく、重力の影響下で落下するようにそれを解放し得、例えば、排出力は、大部分が、物品を解放することによって加えられる重力であり得る。パームプレートは、平面または真空パッド２０２もしくはバンパプレート２０６等の、それに対して物品が圧迫され得る表面を含むグリッパアセンブリの一部を含み得る。有孔空気テーブルは、吸引パッド２０２等の、孔を通した流体流、多くの場合、空気流を可能にするための複数の孔を伴う表面を含み得る。ロボットへら９０４等のへら部材は、支持駆動システムに対して静止しているか、または関節動作型であり得る。熱伝達機構は、図１１に描写されるように、加熱器、冷却器、両方、または両方の機能を果たす熱力学デバイスを含み得る。剛体排出部材またはプッシャ表面は、図５Ａに示されるような可動形態の真空パッド２０２等、または図１０Ｅに示されるエジェクタピン等のプレート、ブロック、またはロッドを含み得る。リンケージは、剛体であり、または接合され、もしくはエラストマであり得、張力の場合、ケーブル、エラストマ接続等を含み得る。形状適合表面は、図６Ａ−６Ｃに描写されるような凹状、凸状、または陥凹状部分を含み得る。起伏表面は、極大点として、例えば、溝および谷として、頂点または隆起、もしくは突起または隆起部分を含み得る。可撓性排出部材は、図１０Ｈに示されるような曲げ可能または伸縮性のシートもしくはウェブ、または膨張式部を含み得る。コンベヤは、図１０Ｋ−１０Ｍに示されるような構造を含み得る。
【図１−１】
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【図１−２】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０−１】
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【図１０−２】
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【図１０−３】
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【図１０−４】
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【図１０−５】
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【図１０−６】
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【図１０−７】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１３Ａ】
2020529929.tif 000035
【図１３Ｂ】
2020529929.tif 000036
【図１４】
2020529929.tif 000037
【図１５Ａ】
2020529929.tif 000038
【図１５Ｂ】
2020529929.tif 000039
【図１５Ｃ】
2020529929.tif 000040
【図１６】
2020529929.tif 000041
【国際調査報告】
2020529929.tif 000042
2020529929.tif 000043
2020529929.tif 000044