(57)【要約】  １つの例示的な実施形態では、ロボット真空仕分けシステムが、仕分けロボットに取り付けられた吸引把持機機構と、吸引把持機機構に結合された真空システムと、仕分けロボットおよび真空システムに結合されたロボット制御論理電子装置と、ロボット制御論理電子装置に結合された撮像デバイスと、を備える。ロボット制御論理電子装置は、撮像デバイスからの画像信号に応答して、仕分けロボットを制御するためのロボット制御信号を出力し、１つまたは複数の空気流制御信号を真空システムに出力して、吸引把持機を使用した対象物体への捕獲動作を遂行する。捕獲動作中、ロボット制御論理電子装置は、対象物体を捕獲および保持するために吸引把持機機構が適用されているときに真空システムが吸引把持機機構の把持ポートにおいて真空を引くように、制御信号を出力する。【選択図】図１
2020534168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボット真空仕分けシステムであって、前記ロボット真空仕分けシステムが、
仕分けロボットの１つまたは複数のロボットアームに枢動可能に取り付けられた吸引把持機機構と、
前記吸引把持機機構に結合された真空システムと、
前記仕分けロボットおよび前記真空システムに結合されたロボット制御論理電子装置と、
前記ロボット制御論理電子装置に結合された撮像デバイスと、
を備え、
前記ロボット制御論理電子装置が、前記撮像デバイスからの画像信号に応答して、前記仕分けロボットの前記１つまたは複数のロボットアームを制御するための１つまたは複数のロボット制御信号を出力し、１つまたは複数の空気流制御信号を前記真空システムに出力して、前記吸引把持機機構を使用した対象物体への捕獲動作を遂行し、
前記捕獲動作中、前記ロボット制御論理電子装置が、前記吸引把持機機構が前記対象物体を捕獲および保持するために適用されているときに前記真空システムが前記吸引把持機機構の把持ポートにおいて真空を引くように、制御信号を出力する、ロボット真空仕分けシステム。
【請求項２】
前記捕獲動作中、前記ロボット制御論理電子装置が、前記対象物体を捕獲および保持するために前記吸引把持機機構が適用されているときに前記真空システムがまず前記吸引把持機機構の前記把持ポートにおいて真空を引いてその後空気圧を逆転させて前記吸引把持機機構の前記把持ポートから空気をパージするように、制御信号を出力する、請求項１に記載のロボット真空仕分けシステム。
【請求項３】
前記真空システムが、空気源に結合されるように構成され、前記真空システムが、前記空気源から提供される正圧の空気流を前記吸引把持機機構における真空吸引に選択的に変換するように構成される、請求項１に記載のロボット真空仕分けシステム。
【請求項４】
前記真空システムが、真空発生装置を備え、
前記真空発生装置が、圧縮空気駆動式のベンチュリ真空システム、または圧縮空気駆動式のコアンダ真空システムを含む、請求項１に記載のロボット真空仕分けシステム。
【請求項５】
前記真空発生装置が、前記吸引把持機機構内に組み入れられる、請求項４に記載のロボット真空仕分けシステム。
【請求項６】
前記吸引把持機機構が、
リニア軸受構成要素を収容するボディ組立体と、
前記リニア軸受内に固定されかつ前記リニア軸受の軸線に関して上下に軸方向移動する自由を有する直線シャフト要素と、
前記直線シャフト要素の第１の端部に位置決めされた空気流印加ポートと前記直線シャフト要素の反対側の第２の端部に位置決めされた把持ポートとの間で空気流を伝えるように構成された前記直線シャフト要素内の内部空気流通路と、
取外し可能な連結器により前記把持ポートに結合された可撓性カップ要素を含む吸引カップ組立体と、
前記ボディ組立体の周りに堅固に固定された取付け組立体であって、前記仕分けロボットの前記１つまたは複数のロボットアームに枢動可能に結合される１つまたは複数の取付け点をさらに含む取付け組立体と、
を備える、請求項１に記載のロボット真空仕分けシステム。
【請求項７】
前記吸引把持機機構が、前記取付け組立体と止めデバイスとの間で前記直線シャフト要素の外周の周りに位置決めされたばね機構をさらに備え、
前記ばね機構が、前記吸引把持機機構が前記対象物体を保持していないときに前記直線シャフト要素を完全に伸張した位置まで伸ばすように構成される、請求項６に記載のロボット真空仕分けシステム。
【請求項８】
前記直線シャフト要素が、前記捕獲動作の遂行中に前記対象物体への接触により前記吸引カップ組立体に加えられる力に応答して少なくとも部分的に取付け組立体よりも上側に延在するように前記リニア軸受を通って移動する自由を有する、請求項６に記載のロボット真空仕分けシステム。
【請求項９】
前記真空システムが、前記吸引把持機機構の前記空気流印加ポートに結合された真空発生装置を含む、請求項８に記載のロボット真空仕分けシステム。
【請求項１０】
前記真空発生装置が、加圧空気投入ポートと、制御空気流ポートと、排気ポートとを有するチャンバを備え、
前記加圧空気投入ポートが、空気源に結合され、
前記制御空気流ポートが、前記吸引把持機機構の前記空気流印加ポートに結合される、請求項９に記載のロボット真空仕分けシステム。
【請求項１１】
前記チャンバ内の１つまたは複数の構造的特徴が、前記吸引把持機機構から前記チャンバ内に空気を引き込む前記制御空気流ポートにおける負の空気圧を作り出して前記把持ポートにおける吸引力を作り出すように構成される、請求項１０に記載のロボット真空仕分けシステム。
【請求項１２】
前記真空システムが、真空発生装置を備え、
前記真空発生装置が、前記ロボット制御論理電子装置から出力される空気流制御信号に応答する空気流方向制御ピストンをさらに備え、
前記空気流方向制御ピストンが、ストッパを有する伸張可能シャフトを含み、前記伸縮可能シャフトは、チャンバの排気ポートに位置合わせされ、
捕獲動作の遂行中、前記ロボット制御論理電子装置が、前記吸引把持機機構の前記把持ポートにおいて負圧の真空空気流を引くように前記真空発生装置を設定するために、前記空気流方向制御ピストンを操作して前記伸張可能シャフトを後退させ、
捕獲動作の遂行中、前記ロボット制御論理電子装置が、前記吸引把持機機構の前記把持ポートから正圧の空気流を押し出すように前記真空発生装置を設定するために、前記空気流方向制御ピストンを操作し前記伸張可能シャフトを伸ばして前記チャンバの前記排気ポートを閉塞する、請求項１に記載のロボット真空仕分けシステム。
【請求項１３】
前記吸引把持機機構が、それぞれのリニア軸受構成要素と前記それぞれのリニア軸受構成要素内に固定されたそれぞれの直線シャフト要素とをそれぞれが収容する複数のボディ組立体をさらに備え、
各直線シャフト要素が、前記直線シャフト要素の第１の端部に位置決めされた空気流印加ポートと前記直線シャフト要素の反対側の第２の端部に位置決めされた把持ポートとの間で空気流を伝えるように構成された内部空気流通路を備える、請求項１に記載のロボット真空仕分けシステム。
【請求項１４】
吸引把持機機構であって、前記吸引把持機機構が、
リニア軸受構成要素を収容するボディ組立体と、
前記リニア軸受内に固定されかつ前記リニア軸受の軸線に関して上下に軸方向移動する自由を有する直線シャフト要素と、
前記直線シャフト要素の第１の端部に位置決めされた空気流印加ポートと前記直線シャフト要素の反対側の第２の端部に位置決めされた把持ポートとの間で空気流を伝えるように構成された前記直線シャフト要素内の内部空気流通路と、
前記把持ポートに機械的に結合するように構成されかつ可撓性吸引カップを交換式連結器に固定するように構成された交換式連結器と、
を備える、吸引把持機機構。
【請求項１５】
前記交換式連結器が、前記可撓性吸引カップを固定するための、かかり付きのリップまたは凹部を備える、請求項１４に記載の吸引把持機機構。
【請求項１６】
前記ボディ組立体内に組み入れられた真空発生装置をさらに備え、前記内部空気流通路が前記真空発生装置を通過し、
前記空気流印加ポートが、前記真空発生装置に結合され、
前記真空発生装置は、圧縮空気が前記空気流印加ポートに印加されるときに前記内部空気流通路を通して真空を引くように構成された構造的特徴を含む、請求項１４に記載の吸引把持機機構。
【請求項１７】
前記真空発生装置が、前記把持ポートを通して少なくとも毎分５ＳＣＦＭの空気を引くように構成される、請求項１６に記載の吸引把持機機構。
【請求項１８】
前記把持ポートの吸気開口部が、１／４インチの直径の開口部の面積以上の面積を有する、請求項１４に記載の吸引把持機機構。
【請求項１９】
ロボット真空仕分けシステムであって、前記ロボット真空仕分けシステムが、
仕分けロボットの１つまたは複数のロボットアームに枢動可能に取り付けられた吸引把持機機構と、
前記吸引把持機機構に結合された可逆真空システムと、
前記仕分けロボットおよび前記可逆真空システムに結合されたロボット制御論理電子装置と、
前記ロボット制御論理電子装置に結合された撮像デバイスと、
を備え、
前記ロボット制御論理電子装置が、前記撮像デバイスからの画像信号に応答して、前記仕分けロボットの前記１つまたは複数のロボットアームを制御するための１つまたは複数のロボット制御信号を出力し、１つまたは複数の空気流制御信号を前記可逆真空システムに出力して、前記吸引把持機機構を使用した対象物体への捕獲動作を遂行し、
前記捕獲動作中、前記ロボット制御論理電子装置が、前記対象物体を捕獲および保持するために前記吸引把持機機構が適用されているときに前記可逆真空システムがまず前記吸引把持機機構の把持ポートにおいて真空を引いてその後空気圧を逆転させて前記吸引把持機機構の前記把持ポートから空気をパージするように、制御信号を出力し、
前記真空システムが、前記吸引把持機機構内に組み入れられた真空発生装置を備える、ロボット真空仕分けシステム。
【請求項２０】
前記吸引把持機機構が、
リニア軸受構成要素を収容するボディ組立体と、
前記リニア軸受内に固定されかつ前記リニア軸受の軸線に関して上下に軸方向移動する自由を有する直線シャフト要素と、
前記直線シャフト要素の第１の端部に位置決めされた空気流印加ポートと前記直線シャフト要素の反対側の第２の端部に位置決めされた把持ポートとの間で空気流を伝えるように構成された前記直線シャフト要素内の内部空気流通路と、
前記把持ポートに機械的に結合するように構成されかつ可撓性吸引カップを交換式連結器に固定するように構成された交換式連結器と、
を備える、請求項１９に記載のロボット真空仕分けシステム。
【請求項２１】
前記真空発生装置が、圧縮空気駆動式のベンチュリ真空システム、または圧縮空気駆動式のコアンダ真空システムを含む、請求項１９に記載のロボット真空仕分けシステム。
【請求項２２】
前記真空発生装置が、前記把持ポートを通して少なくとも毎分５ＳＣＦＭの空気を引くように構成される、請求項１９に記載のロボット真空仕分けシステム。
【請求項２３】
前記把持ポートの吸気開口部が、１／４インチの直径の開口部の面積以上の面積を有する、請求項１９に記載のロボット真空仕分けシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
[0001]本出願は、その全体が参照により本明細書に援用される、「ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＲＯＢＯＴＩＣ  ＳＵＣＴＩＯＮ  ＧＲＩＰＰＥＲＳ」と題され２０１７年９月２１日に出願された米国仮特許出願第６２／５６１，４００号の優先権および利益を主張する国際特許出願である。
【背景技術】
【０００２】
[0002]吸引把持機は、把持機に対して物体を保持するのに十分な真空引き強さ（ｖａｃｕｕｍｅｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ）で物体の表面の一部分に集中した真空を印加することにより物体を拾い上げて移動させるために使用される機構である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、吸引把持機は、機械的な把持機に優るいくつかの明確な利点を有する。例えば、吸引把持機機構は、摩耗や故障を起こすかまたはメンテナンスを必要とする機械的な部品をより少なくして実装され得る。しかし、そのような把持機は、大気が塵または他の粒子を多く含みまた捕獲される必要がある対象物体が清潔でなくかつ不揃いで一様でない表面を有し得る、リサイクル施設および消費財廃棄物取扱い施設などの環境で動作する課題に直面する。さらに、真空配管などの要素および他のハードウェア要素は、移動するロボット設備と併用される場合に、より大型になって、引き回しおよび／または位置決めが容易ではない可能性がある。
【０００４】
[0003]上述の理由から、また、本明細書を読みかつ理解すれば当業者には明らかになるであろう以下で述べられる他の理由から、ロボット吸引把持機のためのシステムおよび方法の必要性が、当技術分野において存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
[0004]本開示の実施形態は、ロボット吸引把持機のための方法およびシステムを提供し、また、以下の明細を読みかつ学ぶことによって理解されるであろう。
【０００６】
[0005]１つの例示的な実施形態では、ロボット真空仕分けシステムが、仕分けロボットの１つまたは複数のロボットアームに枢動可能に取り付けられた吸引把持機機構と、吸引把持機機構に結合された真空システムと、仕分けロボットおよび真空システムに結合されたロボット制御論理電子装置（ｒｏｂｏｔ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｌｏｇｉｃ  ａｎｄ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）と、ロボット制御論理電子装置に結合された撮像デバイスと、を備え、ロボット制御論理電子装置は、撮像デバイスからの画像信号に応答して、仕分けロボットの１つまたは複数のロボットアームを制御するための１つまたは複数のロボット制御信号を出力し、１つまたは複数の空気流制御信号を真空システムに出力して、吸引把持機を使用した対象物体への捕獲動作を遂行し、捕獲動作中、ロボット制御論理電子装置は、吸引把持機機構が対象物体を捕獲および保持するために適用されているときに真空システムが吸引把持機機構の把持ポートにおいて真空を引く（ｐｕｌｌ  ａ  ｖａｃｕｕｍ）ように、制御信号を出力する。
【０００７】
[0006]本開示の実施形態は、好ましい実施形態に関する説明および以下の図に鑑みて考慮したときに、より容易に理解することができ、また、そのさらなる利点および使用も、より容易に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示の１つの実施形態の例示的なロボット真空仕分けシステムを示す図である。
【図１Ａ】本開示の１つの実施形態のロボット制御論理電子装置を示す図である。
【図２】本開示の１つの実施形態の例示的な吸引把持機を示す図である。
【図２Ａ】本開示の１つの実施形態の例示的な吸引把持機を示す図である。
【図２Ｂ】本開示の１つの実施形態の例示的な交換式吸引カップ組立体を示す図である。
【図２Ｃ】本開示の１つの実施形態の例示的な取付け組立体を示す図である。
【図３】本開示の１つの実施形態の吸引把持機との組合せでの仕分けロボットの例を示す図である。
【図３Ａ】本開示の１つの実施形態の吸引把持機との組合せでの仕分けロボットの例を示す図である
【図３Ｂ】本開示の１つの実施形態の吸引把持機および真空システムとの組合せでの仕分けロボットの例を示す図である。
【図４】本開示の１つの実施形態の例示的な真空発生装置を示す図である。
【図４Ａ】本開示の１つの実施形態の例示的な真空発生装置を示す図である。
【図５】図５は、本開示の１つの実施形態の代替的な例示の吸引把持機を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本開示の１つの実施形態の代替的な例示の吸引把持機を示す図である。
【図６】本開示の１つの実施形態の別の代替的な例示の吸引把持機を示す図である。
【図７】本開示の１つの実施形態の別の代替的な例示の吸引把持機を示す図である。
【図８】本開示の１つの実施形態の別の代替的な例示の吸引把持機を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
[0017]一般的な慣行に従い、説明される様々な特徴は、一定の縮尺で描かれているのではなく、本開示に関連する特徴を強調するように描かれている。参照文字は、図および文章を通して同様の要素を示す。
【００１０】
[0018]以下の詳細な説明では、本明細書の一部を形成する添付の図面が参照され、図面は、実践され得る特定の実施形態として示されている。これらの実施形態は、当業者がその実施形態を実践するのに十分なだけ詳細に説明され、また、他の実施形態が利用され得ること、ならびに、本開示の範囲から逸脱することなく論理的、機械的、および電気的な変更がなされ得ることが、理解されるべきである。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味にとられるべきではない。
【００１１】
[0019]リサイクル施設および／または他の廃棄物仕分け施設などの多くの産業施設では、種々の仕分け機械類が物質のタイプなどの様々な基準に基づいて廃棄物を分別するときに、物質がコンベヤベルトを介して搬送されることが多い。例えば、初期物質取入れコンベヤベルトが、例えばガラス製、プラスチック製、および厚紙製の物体を含む混合廃棄物の一群を搬送し得る。廃棄物が運ばれているときに、様々な物体を選択的に仕分けして、それらの物質のタイプに基づいてそれらの物体を施設の様々なパートに搬送するために、仕分け機械類が使用され得る。例えば、ガラス瓶は、施設のうちのプラスチック製の牛乳容器とは異なるパートに分別されて搬送され得る。本明細書において説明される例示的な実施形態では、コンベヤベルト上を進む廃品が、例示的な対象物体として使用されるが、これらの実施形態の代替的な実施では、対象物体は廃棄物である必要はなく、仕分けおよび／または分別が望まれ得る任意のタイプの物質を含み得ることが、理解されるべきである。さらに、吸引把持機の範囲内で対象物体を搬送するための例示的な運搬機構としてコンベヤベルトが使用されるが、これらの実施形態の代替的な実施では他の運搬機構が用いられ得ることが、理解されるべきである。
【００１２】
[0020]本開示の実施形態によれば、吸引把持機を装備したコンピュータ化されたロボットシステムが、選択された物質を収集して分離処理する目的のために、または、不要な物質（すなわち、材料混入物と見なされ得る物体）をコンベヤベルトから除去するために、本明細書において「対象物体」と呼ばれる選択された物体をコンベヤベルト（または他の運搬機構）から摘み取るために利用される。理解されるであろうように、特に廃棄物施設およびリサイクル施設では、コンベヤベルトから取り除かれる必要がある対象物体は、汚く、砕けており、かつ／または折り畳まれていて、吸引把持機が物体上に良好な密閉状態を作り出して対象物体を確保してコンベヤベルトから持ち上げるのを可能にすることを困難にする恐れがある。さらに、コンベヤベルト、対象物体、さらに周囲雰囲気は、一般に、吸引把持機が対象物体を拾い上げようとするときに吸引把持機内に吸い込まれる微細粒子、塵、または他の汚染物質（本明細書では、それら全てが総称的に「塵」と呼ばれる）を含むと予想され得る。
【００１３】
[0021]本開示の発明者は、当技術分野において今日利用可能な吸引把持機がそのような施設で動作するのを阻害される１つの理由は、対象物体の表面の状態に起因して完全な密閉が達成できないことを考えれば、吸引把持機が対象物体の表面上で真空を引くことを試みるのに用いる把持要素は物体を保持するのに十分な吸引力を得るには物理的にあまりにも規模（例えば、直径および／または面積）が小さいということに気が付いた。言い換えれば、塵汚染の程度、および無秩序で不規則な表面形状が、多くの物体に対して真空シールを確立しかつ維持することを困難にするかまたは不可能にする。この問題に対処するために、本開示の実施形態は、当技術分野において今日利用可能な吸引把持機と比較して規模が拡大された把持ポートを含む吸引把持機を提供する。把持ポートの直径を大きくすることは、把持ポートが相互作用しなければならない表面の凹凸、瑕疵、および汚染物質の数を増大させる。しかし、吸引把持機の把持ポートにより吸引把持機に引き込まれ得る空気の総量（したがって、吸引把持機が対象物体に印加することができる最大真空力）は、さらに大きな要因によって相応に増大する。結果的に、対象物体がコンベヤベルトから持ち上げられて所望の場所へ移動され得るように、対象物体に対する（たとえ不完全な密閉でも）十分な保持を達成することができる機構が得られる。
【００１４】
[0022]例えば、本明細書において開示されるいくつかの実施形態では、吸引把持機は、直径が少なくとも１／４インチ（０．６３５ｃｍ）の（または、非円形の把持ポートの場合、同等の面積の）把持ポートを備え得る。いくつかの実施形態では、真空は、吸引把持機が対象物体の表面に接触する点においてポートを通して少なくとも毎分５ＳＣＦＭ（毎分５標準立方フィート；約１４１．６リットル）を引くことができる真空源により、そのような把持ポートを通して引かれ得る。把持ポートを通してそのような真空を印加することは、さらなる塵ならびに例えばプラスチック袋およびラップなどの可能性のある他の物質をも吸引把持機機構の内部構成要素内に引き込むという望ましくない副作用を有する。吸引把持機機構の内部のさらなる汚染はまた、吸引把持機が物体を持ち上げるのに十分なほどの保持を達成した後でも吸引把持機と対象物体との間の不完全な密閉に存在する隙間が塵および汚染物質を引き入れ続けるという事実によって悪化される。これらの理由のために、本明細書で提示される実施形態はまた、以下でより詳細に論じられるように、空気流の逆転を用い得る。
【００１５】
[0023]図１は、本開示の１つの実施形態のロボット真空仕分けシステム１０を示す図である。図１に示されるように、吸引把持機機構１００が、仕分けロボット１５０の１つまたは複数のアームに枢動可能に取り付けられる。システム１０は、真空システム１４０を介して吸引把持機機構１００に空気流を供給する。いくつかの実施形態では、真空システム１４０は、送風機、空気圧縮機、圧縮空気貯蔵槽、またはそれらのいくつかの組合せを含み得る空気源１４５に、さらに空気圧的に結合され得る。本開示は「空気流」、「空気圧縮機」、および他の要素に関して「空気」に言及する場合があるが、「空気」という用語は任意の圧縮可能な気体または気体の混合物を指すように包括的な意味で使用されることが、理解されるべきである。仕分けロボット１５０および真空システム１４０は、ロボット制御論理電子装置１６０に結合されかつ制御される。いくつかの実施形態では、ロボット制御論理電子装置１６０は、論理回路を備えるか、さもなければ、記憶装置１６４に結合されかつコード１６３を実行して本明細書において説明される（図１Ａに示されるような）ロボット制御論理電子装置１６０に起因する機能を実施するようにプログラムされた１つまたは複数の処理装置１６１を有して実装され得る。したがって、制御信号を伝えるために、ロボット制御論理電子装置１６０は、仕分けロボット１５０および真空システム１４０への電気的信号および／または制御空気信号を生成するための要素をさらに備え得る。いくつか実施態様では、ロボット真空仕分けシステム１０は、ロボット真空仕分けシステム１０の動作範囲内で対象物体（５５で示される）を搬送するコンベヤベルト５０に向けられた少なくとも１つの撮像デバイス１６２（例えば、赤外線カメラ、可視スペクトルカメラ、またはそれらのいくつかの組合せ）をさらに備える。撮像デバイスは、ロボット制御論理電子装置１６０に送られる画像信号を作り出し、この画像信号は、以下でさらに説明されるように、仕分けロボット１５０に制御信号を送信して吸引把持機機構１００を位置決めするために、また、真空システム１４０に空気流制御信号を送信して捕獲動作を始めるために、ロボット制御論理電子装置１６０によって使用され得る。いくつかの実施形態では、ロボット真空仕分けシステム１０はまた、以下でさらに論じられるように、真空が首尾よく得られるようにロボット制御論理電子装置１６０に信号を提供する圧力センサ１４３を備え得る。
【００１６】
[0024]図２および２Ａは、図１に関して説明されたような本開示の１つの実施形態の吸引把持機機構１００（本明細書では「吸引把持機１００」とも呼ばれる）のそれぞれの側面図および傾斜側面図を示す図である。図２に示されるように、吸引把持機機構１００は、リニア軸受構成要素２０９を収容するボディ組立体２０２と、リニア軸受構成要素２０９を収容するボディ組立体２０２の周りに堅固に取り付けられた取付け組立体２０３とを備える。１つの実施形態では、取付け組立体２０３は、貫通穴を有する輪状の組立体を含み、リニア軸受構成要素２０９は、この貫通穴を通して位置決めされて、しっかりと取り付けられる。いくつかの実施形態では、取付け組立体２０３およびボディ組立体２０２は、溶接または機械的締結具などを通じて互いに堅固に結合され得る。いくつかの実施形態では、取付け組立体２０３およびボディ組立体２０２は、単一の一体化された部品を含み得る。取付け組立体２０３は、１つまたは複数の取付け点２０４をさらに備え、取付け組立体２０３は、この取付け点２０４を介して、仕分けロボット１５０に枢動可能に結合される。
【００１７】
[0025]図２および２Ａに示されるように、吸引把持機機構１００は、リニア軸受構成要素２０９内に固定されかつリニア軸受構成要素２０９の軸線に関して上下に軸方向移動する自由を有する直線シャフト要素２０１を、さらに備える。直線シャフト要素２０１は、直線シャフト要素２０１の第１の端部に位置決めされた空気流印加ポート２０７と直線シャフト要素２０１の反対側の第２の端部に位置決めされた把持ポート２０６との間で空気流（正または負の空気圧を有する）を伝えるように構成された内部空気流通路２２０を備える。図２Ｂに示されるように、可撓性カップ要素２１６（ゴム、ラテックス、または他の可撓性材料であり得る）および取外し可能な連結器２１０を備える吸引カップ組立体２１５が、把持ポート２０６に取り付けられ得る。上述のように、直線シャフト要素２０１は、リニア軸受構成要素２０９内で軸方向に自由に上下動することができる。ばね機構２０５が、取付け組立体２０３と把持ポート２０６に近接した直線シャフトの遠位の第２の端部の近くに配置された止めデバイス２１２との間に位置決めされて、吸引把持機１００が対象物体５５を保持していないときに直線シャフト要素２０１を完全に伸張した位置に保持する。空気流印加ポート２０７から見たときの取付け組立体２０３の上面図が、図２Ｃにおいて提供される。
【００１８】
[0026]図３、３Ａ、および３Ｂは、仕分けロボット１５０のロボットアクチュエータ３５２およびロボットアーム３５４を示し、吸引把持機機構１００が、ロボットアーム３５４の遠位端部に結合されている。ロボットアクチュエータ３５２は、吸引把持機機構１００を位置決めするために、ロボット制御論理電子装置１６０からのロボット制御信号に基づいてロボットアーム３５４の位置を制御する。上述のように、ロボットアーム３５４の遠位端部は、吸引把持機機構１００をロボットアーム３５４に固定するために、取付け組立体２０３の取付け点２０４と係合するようにそれぞれ構成され得る。１つのそのような実施形態では、この取付け組立体２０３は、図３、３Ａ、および３Ｂに示されるように、三角型のロボット（Ｄｅｌｔａ−ｓｔｙｌｅ  ｏｆ  ｒｏｂｏｔ）に適合するように構成され得る。他の実施形態では、他の型のロボットが利用され得る。図３、３Ａ、および３Ｂにおける仕分けロボット１５０は３つのロボットアーム３５４を備えるものとして示されているが、他の実施態様では仕分けロボット１５０はより多数のまたはより少数のロボットアーム３５４を備え得ることが、理解されるべきである。
【００１９】
[0027]動作にあたっては、ロボット制御論理電子装置１６０は、本明細書において対象物体５５に対して「捕獲動作」または「ピック」を行うことと見なされることを実行するために、ロボットアーム３５４および真空システム１４０の両方を動かすようにプログラムされる。いくつかの実施形態では、動作にあたって、捕獲動作が、吸引把持機１００を対象物体５５上に位置決めすること、真空システム１４０を作動させること、および、吸引把持機１００を対象物体５５に向かって下降させて対象物体５５の表面に真空を印加しながら接触を行うように仕分けロボット１５０を制御することを、少なくとも含む。システムは、それがピックを試みる前に（例えば、撮像デバイス１６２によって取得された画像などのデータまたは別のセンサからのデータを処理することにより）対象物体５５がどれくらいの高さであるのかをある程度知ることができるが、仕分けロボット１５０は、対象物体５５が正確にはどれくらいの高さであるのかを確信することができない。そのため、吸引把持機機構１００は、対象物体５５との接触がなされたときに接触の力が直線シャフト要素２０１の下端部をリニア軸受構成要素２０９内へと上方に摺動させて（これは、相応に、直線シャフト要素２０１の反対側の上端部をリニア軸受構成要素２０９から外へ摺動させる）ばね機構２０５を圧縮させるように、構成され得る。このようにして、衝撃力によるロボット１５０の構成要素への損傷をもたらすことなしに、様々な寸法の対象物体が受け入れられ得る。捕獲動作が完了し、真空がロボット制御論理電子装置１６０によって無効化されると、ばね機構２０５は、直線シャフト要素２０１を延長させてその完全に延長した位置に戻す。いくつかの実施形態では、各捕獲動作の完了時に、ロボット制御論理電子装置１６０は、正圧空気（ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ａｉｒ）が把持ポート２０６から流出しているように、真空システム１４０を制御して、吸引把持機１００を通る空気流を任意に反転させる。空気流の反転は、対象物体５５を吸引カップ組立体２１５から解放しかつ／または推進させる働きをするだけでなく、真空システム１４０から塵をパージする働きをする上に、吸引把持機１００の内部空気流通路２２０内に引き込まれた他の（プラスチック袋またはラップなどの）物質を排出する働きもすることができる。
【００２０】
[0028]いくつかの実施形態では、取付け組立体２０３は、中心取付け構成で構成される場合があり、つまり、取付け組立体２０３は、図３、３Ａ、および３Ｂに示された例によって示されるように、複数のロボットアーム３５４間の中心位置に吸引把持機１００を位置決めする。図２Ｃに示されるように、いくつかの実施形態では、取付け組立体２０３は、取付け組立体２０３の周囲を囲むように位置決めされた球形状の複数の取付け点２０４を備えることができ、そのそれぞれは、ロボットアーム３５４の遠位端部における相補的なソケット要素と対になるように適合し、その結果、それぞれは、取付け組立体２０３をロボットアーム３５４に固定するボールアンドソケット連結継手を画定する。ボールアンドソケット連結継手は、捕獲動作中にロボットアーム３５４が吸引把持機１００を位置決めおよび操作すると同時に干渉を回避するのに十分な間隙を伴って吸引把持機１００の周りで複数の方向に枢動するための十分な自由を与える。中心取付け構成もまた、ロボットアーム３５４間の中心点に画定された中心軸に対してオフセットした位置に吸引把持機１００が取り付けられた場合にはそうなるであろうようにロボットアーム３５４の運動の自由に干渉することなしに、直線シャフト要素２０１がリニア軸受構成要素２０９を通り取付け組立体２０３を越えて範囲を上へ広げるように自由に動くことを可能にする。１つの実施形態では、各ロボットアーム３５４は、リニア軸受構成要素２０９内の直線シャフト要素２０１の向きに垂直に配向された平面内にそれぞれが配置されたボールアンドソケット連結点（２０４−１、２０４−２、および２０４−３に示される）の組または対により、取付け組立体２０３に固定される。
【００２１】
[0029]上述のように、図２Ｂに示された可撓性カップ要素２１６は、交換式連結器２１０により把持ポート２０６に取り付けられ得る。図２および２Ａに示されるように、連結器は、可撓性カップ要素２１６を連結器２１０に固定するために可撓性カップ要素２１６がその上で延伸されるかまたは摩擦嵌めにより保持される、かかり付きのリップ（ｂａｒｂｅｄ  ｌｉｐ）または凹部（２１１に示される）を含み得る。連結器２１０は、例えば、連結器を直線シャフト要素２０１に固定するために締め付けられる押しねじにより、把持ポート２０６の周りに固定され得る。他の実施形態では、別の締結技法が使用され得る。例えば、いくつかの実施形態では、連結器２１０は、ねじ式の接続により直線シャフト要素２０１に締結され得る。このようにして、施設は、交換式連結器２１０に取り付けられた可撓性カップ要素２１６の予め組み立てられた組合せを、予備品として保持することができる。可撓性カップ要素２１６は動作中に劣化するはずであり、交換式連結器２１０は、把持ポート２０６から迅速に取り外されて、新たな交換式連結器２１０に予め取り付けられた新たな可撓性カップ要素２１６を含む新たな組立体が、把持ポートに早急に取り付けられ得る。
【００２２】
[0030]図３Ｂに示されるように、いくつかの実施形態では、真空システム１４０は、空気供給配管３４４により吸引把持機１００の空気流印加ポート２０７に結合された真空発生装置３４２を備える。空気供給配管３４４は、ロボットアーム３５４のうちの１つに沿って引き回されてそれに固定され得る。１つの実施形態では、真空発生装置３４２は、圧縮空気駆動式のベンチュリ真空システムおよび／またはコアンダ真空システムを含む。つまり、供給配管３４４を通して真空を引く原動力は、真空発生装置３４２を通って流れる（例えば、空気源１４５によって供給される）圧縮空気流の流れである。ベンチュリおよび／またはコアンダ真空発生装置の利用は、真空モータの吸気口に汚れた空気を引き入れる問題を回避する。つまり、微粒子の豊富なほこりっぽい環境において真空モータが利用される場合、最終的には真空モータの内部を汚す汚染物質の集積を防止するために、インラインフィルタが必要になるであろう。しかし、微粒子の豊富なほこりっぽい環境では、インラインフィルタはまた、頻繁に詰まって、吸引把持機１００が対象物体５５を確保するのに使用可能である真空の力を制限するであろう。したがって、そのようなインラインフィルタは、頻繁なメンテナンスを必要とし、結果的にシステム１０の著しい中断時間をもたらすであろう。吸引把持機１００との組合せでベンチュリおよび／またはコアンダ真空発生装置を利用すると、そのような真空システムは吸引把持機から受け取られる空気流から最初に塵粒子を分離することができるので、濾過の必要性が減少する。真空システムによって分離されない塵は、真空モータに引き込まれるのとは対照的に、例えば任意選択の保持容器内に好都合に排出され得る。
【００２３】
[0031]図４および図４Ａは、本開示のいくつかの実施形態のための真空システム１４０を実施するために利用され得る例示的な真空発生装置３４２を示す図である。真空発生装置３４２は、加圧空気投入ポート４１０と、制御空気流ポート４１２と、排気ポート４１６とを有するチャンバ４１４を備える。この特定の例示的な実施形態では、チャンバ４１４は、１つまたは複数の（ベンチュリノズルなどの）ベンチュリ構造的特徴を備えるベンチュリチャンバである。他の例示的な実施形態では真空発生装置３４２のチャンバ４１４は代わりにコアンダ原理で動作し、かつ、対応するコアンダ構造的特徴を備え得ることが、理解されるべきである。１つの実施形態では、加圧空気投入ポート４１０は、加圧空気源１４５から加圧空気の供給を受ける。加圧空気源１４５から加圧空気投入ポート４１０への加圧空気の供給は、ロボット制御論理電子装置１６０からの空気流制御出力に応答する弁４２２によって選択的に制御され得る。このようにして、ロボット制御論理電子装置１６０は、吸引把持機１００によって印加される把持力の有効化および無効化を制御することができる。動作にあたって、加圧空気投入ポート４１０において印加される正圧空気流は、ベンチュリチャンバ４１４に流入して排気ポート４１６から流出する。チャンバ４１４内の１つまたは複数のベンチュリ特徴を横断する空気の流れは、制御空気流ポート４１２における負の空気圧を作り出し、この負の空気圧は、吸引把持機１００に結合された配管３４４を通じてチャンバ４１４内に空気を引き込み、したがって、吸引把持機１００の把持ポート２０６における吸引力を作り出す。そのようなベンチュリチャンバ４１４を備えるデバイスの１つの例は、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，７３２，８９７号で説明されている、Ａｉｒｔｒｉｍ  Ｐｎｅｕｍａｔｉｃ  Ｃｏｎｖｅｙａｎｃｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓによる「Ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ  Ｉｎｄｕｃｅｒ／Ｖｅｎｔｕｒｅ  Ｓｙｓｔｅｍ」である。また、それらの両方の内方全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第３，７１６３０７号および米国特許出願公開第２００４／００５５２５０号を参照されたい。
【００２４】
[0032]いくつかの実施形態では、真空発生装置３４２は、制御空気流ポート４１２における空気流の方向が反転され得ることを意味する可逆空気流発生装置を含み得る。上記で説明されたように、いくつかの実施形態では、各捕獲動作の完了時に（または他のタイミングで）、ロボット制御論理電子装置１６０は、正圧空気が把持ポート２０６から流出するように、真空システム１４０を制御して吸引把持機１００を通る空気流を反転させ得る。この反転は、対象物体５５を吸引カップ組立体２１５から解放しかつ／または推進させるため、真空システム１４０から塵をパージするため、および／または吸引把持機１００の内部空気流通路２２０内に引き込まれた他の（プラスチック袋またはラップなどの）物質を排出するために使用され得る。反転可能な空気流を実施するために、図４および４Ａに示された真空発生装置３４２は、ロボット制御論理電子装置１６０から出力される空気流制御信号によって動作される空気流方向制御ピストン４２０をさらに備え得る。空気流方向制御ピストン４２０は、ベンチュリチャンバ４１４の排気ポート４１６に位置決めされてそれと位置合わせされた伸張可能シャフト４１９およびストッパ４１８を備える（４２４に示される）。捕獲動作中、吸引把持機１００から真空が引き込まれると、伸張可能シャフト４１９はピストン４２０内へ後退され、ストッパ４１８は排気ポート４１６から引き離されて（図４に示されるように）、空気がベンチュリチャンバ４１４の排気ポート４１６から出て行くことを可能にする。吸引把持機１００から正圧空気流が押し出されるように空気流を反転させるために、ロボット制御論理電子装置１６０は、（図４Ａに示されるように）シャフト４１９を伸張させてストッパ４１８を排気ポート４１６内に挿入するように、空気流方向制御ピストン４２０を作動させる。排気ポート４１６を閉塞することは、投入ポート４１０に印加される加圧空気が代わりに制御空気流ポート４１２から流出して空気供給配管３４４に流入するように、ベンチュリチャンバ４１４内の通常の空気流を中断させ、したがって、結果として正圧空気流が把持ポート２０６から出ることになる。真空システム１４０からの反転可能な空気流は他の方法で得られてもよいことが、理解されるべきである。例えば、１つの実施形態では、真空発生装置３４２は、加圧空気の供給が投入ポート４１０に適用されるのと空気供給配管３４４に直接適用されるのとを選択的に切り替えるためにロボット制御論理電子装置１６０によって制御され得る、切り替え可能なバイパス弁または他の類似の機構を含み得る。言い換えれば、圧縮空気で満たされた真空チャンバ４１４は、空気流を反転させて、真空ホース３４４に汚染物質を「押し出し」させる。このようにしてシステム１０は、自己洗浄することができる。
【００２５】
[0033]さらに別の実施形態では、ロボット真空仕分けシステム１０は、真空が得られたかどうかまたはどの程度まで真空が得られたかをシステム１０が検出することができるように、圧力センサ１４３（例えば、真空配管３４４に結合されるか、または他の方法で真空配管３４４内に配置され得る）を含み得る。所定の閾値を超える真空圧力が捕獲動作中に検出された場合、この測定値は、対象物体５５の保持の成功を示し得る。そのような検出がないことは、ロボット１５０がもう一度保持を試みるべきであることを示すことができ、または、ロボット制御論理電子装置１６０は、このデータを後の使用のためにその記憶装置に記憶することができる。さらに、ロボット制御論理電子装置１６０は、真空システムが対象物体５５を拾い上げようとしていないときに真空システムを作動させることにより、真空システム１４０内の障害物を任意に検出することができる。この場合、空気は吸引把持機１００システムを通って自由に流れるはずであるので、真空は得られないはずである。真空が検出された場合、それは、望ましくない物体が空気の自由な流れを妨げていることを意味し得る。圧力センサ１４３は、アナログまたはデジタルの圧力センサであるがこれらに限定されない任意の形態の真空検出機構を含むことができ、また、例えばロボット制御論理電子装置１６０の一部であるプログラム可能論理制御装置（ＰＬＣ）に接続されてもよい。
【００２６】
[0034]図５および５Ａに示されるようなさらに別の代替的実施形態では、単一の吸引把持機１００が複数の直線シャフト要素２０１を備えてもよく、複数の直線シャフト要素２０１のそれぞれは、上記の実施形態のいずれかで説明されたのと同じ態様でそれら自体のボディ組立体およびリニア軸受構成要素２０９内にあり、その全てが、この代替的な吸引把持機１００をロボットアーム３５４に固定するために、単一の取付け組立体２０３内に保持される。図５および５Ａは、独立して動作する３つの直線シャフト要素２０１を有する吸引把持機１００を示す例を提供するが、他の実施形態は、独立して動作する２つまたは４つ以上の直線シャフト要素２０１を有し得る。複数の直線シャフト要素２０１のそれぞれは、各直線シャフト要素２０１が捕獲動作中に基本的に独立して動作して対象物体５５を確保しようと試みることができるように、関連する吸引カップ組立体２１５を含むそれら自体の把持ポート２０６を備える。いくつかの実施形態では、各直線シャフト要素は、専用の配管３４４により真空システム１４０に結合され得る。他の実施形態では、直線シャフト要素２０１のそれぞれの空気流印加ポート２０７は、共通のマニホルドに結合される場合があり、このマニホルドは、真空システム１４０に結合される。捕獲動作中、各直線シャフト要素２０１は、個々に位置を調整することができ、また、それらの関連する吸引カップは、同調して、対象物体の局所表面輪郭に適応することが必要とされる。複数の直線シャフト要素２０１を備える吸引把持機１００は、システム１０が対象物体５５を確保する機会を増大させる。
【００２７】
[0035]図６、７、および８に示されるような、さらに別の代替的実施形態では、真空発生装置３４２（ベンチュリ原理またはコアンダ原理の下で動作する）は、直線シャフト要素２０１内に組み入れられるか、または他の方法で直線シャフト要素２０１と一体化され得る。したがって、空気源１４５（この場合もやはり、例えば送風機、空気圧縮機、圧縮空気貯蔵槽、またはそれらのいくつかの組合せを含み得る）は、図６および７に示されるように、吸引把持機１００の空気流印加ポート２０７に直接結合される。
【００２８】
[0036]この場合、直線シャフト要素２０１は、真空発生装置３４２でもあり、したがって、その外側は、真空発生デバイスが上記の実施形態のうちのいずれかで説明されたのと同じようにリニア軸受構成要素２０９内でなおも摺動することができるように、滑らかなシャフトであるべきである。この代替的な吸引把持機１００では、空気流印加ポート２０７は、圧縮空気が印加されるポートを含む。真空を発生させる構造的特徴８１０は、直線シャフト要素２０１の本体内に配置され（これは、ベンチュリ構造的特徴またはコアンダ構造的特徴であり得る）、圧縮空気が空気流印加ポート２０７に流入して排気ポート８１２から流出するときに、構造的特徴８１０は、図８に示されるように、内部空気流通路２２０を通して真空を引く。ばね機構２０５は、上記で説明されたように直線シャフト要素２０１のボディを取り囲む。いくつかの実施形態では、内部空気流通路２２０を通る空気流は、上記で説明されたように、制御されるストッパを使用して排気ポート８１２を閉塞することにより、反転され得る。この具体的な実施態様の１つの潜在的利益は、吸引された物体が詰まる恐れのあるホースが存在しないことである。さらに、システムは真空が使用される場所の近くで真空を発生させるので、連結部および配管の追加を避けることにより、限られた損失で強度および流れが維持され得る。
【００２９】
[0037]
例示的な実施形態
例１は、ロボット真空仕分けシステムを含み、このシステムは、仕分けロボットの１つまたは複数のロボットアームに枢動可能に取り付けられた吸引把持機機構と、吸引把持機機構に結合された真空システムと、仕分けロボットおよび真空システムに結合されたロボット制御論理電子装置と、ロボット制御論理電子装置に結合された撮像デバイスと、を備え、ロボット制御論理電子装置は、撮像デバイスからの画像信号に応答して、仕分けロボットの１つまたは複数のロボットアームを制御するための１つまたは複数のロボット制御信号を出力し、１つまたは複数の空気流制御信号を真空システムに出力して、吸引把持機を使用した対象物体への捕獲動作を遂行し、捕獲動作中、ロボット制御論理電子装置は、吸引把持機機構が対象物体を捕獲および保持するために適用されているときに真空システムが吸引把持機機構の把持ポートにおいて真空を引くように、制御信号を出力する。
【００３０】
[0038]例２は、例１のシステムを含み、ここで、捕獲動作中、ロボット制御論理電子装置は、対象物体を捕獲および保持するために吸引把持機機構が適用されているときに真空システムがまず吸引把持機機構の把持ポートにおいて真空を引いてその後空気圧を逆転させて吸引把持機機構の把持ポートから空気をパージするように、制御信号を出力する。
【００３１】
[0039]例３は、例１〜２のいずれかのシステムを含み、真空システムが空気源に結合されるように構成され、ここで、真空システムは、空気源から提供される正圧の空気流を吸引把持機機構における真空吸引に選択的に変換するように構成される。
【００３２】
[0040]例４は、例１〜３のいずれかのシステムを含み、ここで、真空システムは、真空発生装置を備え、真空発生装置は、圧縮空気駆動式のベンチュリ真空システム、または圧縮空気駆動式のコアンダ真空システムを含む。
【００３３】
[0041]例５は、例４のシステムを含み、ここで、真空発生装置は、吸引把持機機構内に組み入れられる。
【００３４】
[0042]例６は、例１〜５のいずれかのシステムを含み、ここで、吸引把持機機構は、リニア軸受構成要素を収容するボディ組立体と、リニア軸受内に固定されかつリニア軸受の軸線に関して上下に軸方向移動する自由を有する直線シャフト要素と、直線シャフト要素の第１の端部に位置決めされた空気流印加ポートと直線シャフト要素の反対側の第２の端部に位置決めされた把持ポートとの間で空気流を伝えるように構成された直線シャフト要素内の内部空気流通路と、取外し可能な連結器により把持ポートに結合された可撓性カップ要素を含む吸引カップ組立体と、ボディ組立体の周りに堅固に固定された取付け組立体であって、仕分けロボットの１つまたは複数のロボットアームに枢動可能に結合される１つまたは複数の取付け点をさらに含む取付け組立体と、を備える。
【００３５】
[0043]例７は、例６のシステムを含み、ここで、吸引把持機機構は、取付け組立体と止めデバイスとの間で直線シャフト要素の外周の周りに位置決めされたばね機構をさらに備え、ばね機構は、吸引把持機機構が対象物体を保持していないときに直線シャフト要素を完全に伸張した位置まで伸ばすように構成される。
【００３６】
[0044]例８は、例６〜７のいずれかのシステムを含み、ここで、直線シャフト要素は、捕獲動作の遂行中に対象物体への接触により吸引カップ組立体に加えられる力に応答して少なくとも部分的に取付け組立体よりも上側に延在するようにリニア軸受を通って移動する自由を有する。
【００３７】
[0045]例９は、例８のシステムを含み、ここで、真空システムは、吸引把持機機構の空気流印加ポートに結合された真空発生装置を含む。
【００３８】
[0046]例１０は、例９のシステムを含み、ここで、真空発生装置は、加圧空気投入ポートと、制御空気流ポートと、排気ポートとを有するチャンバを備え、加圧空気投入ポートは、空気源に結合され、制御空気流ポートは、吸引把持機機構の空気流印加ポートに結合される。
【００３９】
[0047]例１１は、例１０のシステムを含み、ここで、チャンバ内の１つまたは複数の構造的特徴が、吸引把持機機構からチャンバ内へ空気を引き込む制御空気流ポートにおける負の空気圧を作り出して把持ポートにおける吸引力を生じさせるように構成される。
【００４０】
[0048]例１２は、例１〜１１のいずれかのシステムを含み、ここで、真空システムは、真空発生装置を備え、真空発生装置は、ロボット制御論理電子装置から出力される空気流制御信号に応答する空気流方向制御ピストンをさらに備え、空気流方向制御ピストンは、チャンバの排気ポートに位置合わせされた、ストッパを有する伸張可能シャフトを含み、捕獲動作の遂行中、ロボット制御論理電子装置は、吸引把持機機構の把持ポートにおいて負圧の真空空気流を引くように真空発生装置を設定するために、空気流方向制御ピストンを操作して伸張可能シャフトを後退させ、また、捕獲動作の遂行中、ロボット制御論理電子装置は、吸引把持機機構の把持ポートから正圧の空気流を押し出すように真空発生装置を設定するために、空気流方向制御ピストンを操作し伸張可能シャフトを伸ばしてチャンバの排気ポートを閉塞する。
【００４１】
[0049]例１３は、例１〜１２のいずれかのシステムを含み、ここで、吸引把持機機構は、それぞれのリニア軸受構成要素とそれぞれのリニア軸受組立体内に固定されたそれぞれの直線シャフト要素とをそれぞれが収容する複数のボディ組立体をさらに備え、各直線シャフト要素は、直線シャフト要素の第１の端部に位置決めされた空気流印加ポートと直線シャフト要素の反対側の第２の端部に位置決めされた把持ポートとの間で空気流を伝えるように構成された内部空気流通路を備える。
【００４２】
[0050]例１４は、吸引把持機機構を含み、この機構は、リニア軸受構成要素を収容するボディ組立体と、リニア軸受内に固定されかつリニア軸受の軸線に関して上下に軸方向移動する自由を有する直線シャフト要素と、直線シャフト要素の第１の端部に位置決めされた空気流印加ポートと直線シャフト要素の反対側の第２の端部に位置決めされた把持ポートとの間で空気流を伝えるように構成された直線シャフト要素内の内部空気流通路と、把持ポートに機械的に結合するように構成されかつ可撓性吸引カップを交換式連結器に固定するように構成された交換式連結器と、を備える。
【００４３】
[0051]例１５は、例１４の機構を含み、ここで、交換式連結器は、可撓性吸引カップを固定するためのかかり付きのリップまたは凹部を備える。
【００４４】
[0052]例１６は、ボディ組立体内に組み入れられた真空発生装置をさらに備える、例１４〜１５のいずれかの機構を含み、ここで、内部空気流通路は、真空発生装置を通過し、空気流印加ポートは、真空発生装置に結合され、真空発生装置は、圧縮空気が空気流印加ポートに印加されるときに内部空気流通路を通して真空を引くように構成された構造的特徴を含む。
【００４５】
[0053]例１７は、例１６の機構を含み、ここで、真空発生装置は、把持ポートを通して少なくとも毎分５ＳＣＦＭ（約１４１．６リットル）の空気を引くように構成される。
【００４６】
[0054]例１８は、例１４〜１７のいずれかの機構を含み、ここで、把持ポートの吸気開口部が、１／４インチ（０．６３５ｃｍ）の直径の開口部の面積以上の面積を有する。
【００４７】
[0055]例１９は、ロボット真空仕分けシステムを含み、このシステムは、仕分けロボットの１つまたは複数のロボットアームに枢動可能に取り付けられた吸引把持機機構と、吸引把持機機構に結合された可逆真空システムと、仕分けロボットおよび可逆真空システムに結合されたロボット制御論理電子装置と、ロボット制御論理電子装置に結合された撮像デバイスと、を備え、ロボット制御論理電子装置は、撮像デバイスからの画像信号に応答して、仕分けロボットの１つまたは複数のロボットアームを制御するための１つまたは複数のロボット制御信号を出力し、１つまたは複数の空気流制御信号を可逆真空システムに出力して、吸引把持機を使用した対象物体への捕獲動作を遂行し、捕獲動作中、ロボット制御論理電子装置は、対象物体を捕獲および保持するために吸引把持機機構が適用されているときに可逆真空システムがまず吸引把持機機構の把持ポートにおいて真空を引いてその後空気圧を逆転させて吸引把持機機構の把持ポートから空気をパージするように、制御信号を出力し、真空システムは、吸引把持機機構内に組み入れられた真空発生装置を備える。
【００４８】
[0056]例２０は、例１９のシステムを含み、ここで、吸引把持機機構は、リニア軸受構成要素を収容するボディ組立体と、リニア軸受内に固定されかつリニア軸受の軸線に関して上下に軸方向移動する自由を有する直線シャフト要素と、直線シャフト要素の第１の端部に位置決めされた空気流印加ポートと直線シャフト要素の反対側の第２の端部に位置決めされた把持ポートとの間で空気流を伝えるように構成された直線シャフト要素内の内部空気流通路と、把持ポートに機械的に結合するように構成されかつ可撓性吸引カップを交換式連結器に固定するように構成された交換式連結器と、を備える。
【００４９】
[0057]例２１は、例１９〜２０のいずれかのシステムを含み、ここで、真空発生装置は、圧縮空気駆動式のベンチュリ真空システム、または圧縮空気駆動式のコアンダ真空システムを含む。
【００５０】
[0058]例２２は、例１９〜２１のいずれかのシステムを含み、ここで、真空発生装置は、把持ポートを通して少なくとも毎分５ＳＣＦＭ（約１４１．６リットル）の空気を引くように構成される。
【００５１】
[0059]例２３は、例１９〜２２のいずれかのシステムを含み、ここで、把持ポートの吸気開口部が、１／４インチ（０．６３５ｃｍ）の直径の開口部の面積以上の面積を有する。
【００５２】
[0060]様々な代替的実施形態において、本開示にわたって説明されたシステム要素、方法ステップ、または例（例えば、仕分けロボット、ロボット制御論理電子装置、撮像デバイス、および／またはそれらの任意の下位部品など）は、１つまたは複数のコンピュータシステム、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、もしくは類似のデバイスを使用して、かつ／または、記憶装置に結合されてそれらの要素、プロセス、ステップ、または例を実現するためのコードを実行する処理装置を備えて実施されてもよく、上記コードは、非一時的なデータ記憶デバイス上に記憶されている。したがって、本開示の他の実施形態は、コンピュータ可読媒体上に常駐するプログラム命令を含む要素を含むことができ、このプログラム命令は、そのようなコンピュータシステムによって実施されたときに、それらの要素が本明細書において説明された実施形態を実施することを可能にする。本明細書において、「コンピュータ可読媒体」という用語は、非一時的な物理的形状を有する有形の記憶貯蔵デバイスを意味する。そのような非一時的な物理的形状は、パンチカード、磁気ディスクもしくはテープ、任意の光データ記憶システム、フラッシュ読取り専用記憶装置（ＲＯＭ）、不揮発性ＲＯＭ、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラマブルＲＯＭ（Ｅ−ＰＲＯＭ）、ランダムアクセス記憶装置（ＲＡＭ）、あるいは物理的な有形の形状を有する任意の他の形態の恒久的な、半恒久的な、もしくは一時的な記憶貯蔵システムまたはデバイスなどであるがこれらに限定されない、コンピュータ記憶デバイスを含み得る。プログラム命令は、コンピュータシステム処理装置によって実行されるコンピュータ実行可能命令、および超高速集積回路（ＶＨＳＩＣ）ハードウェア記述言語（ＶＨＤＬ）などのハードウェア記述言語を含むが、これらに限定されない。
【００５３】
[0061]本明細書では特定の実施形態が図示されかつ説明されたが、同じ目的を達成するために計画される任意の構成が、示された特定の実施形態と置き換えられ得ることは、当業者によって理解されるであろう。本出願は、提示された実施形態のいかなる適応または変形をもカバーすることが意図されている。したがって、実施形態は、特許請求の範囲およびその均等物によってのみ限定されることが、明白に意図されている。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５】
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【図５Ａ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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