特表 2024-512115 可変コンプライアンスフィンガアセンブリ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-03-18

(54)【発明の名称】可変コンプライアンスフィンガアセンブリ

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/08 20060101AFI20240311BHJP

【ＦＩ】

B25J15/08 S

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023560118

(86)(22)【出願日】2022-03-31

(85)【翻訳文提出日】2023-11-08

(86)【国際出願番号】 EP2022058665

(87)【国際公開番号】W WO2022207845

(87)【国際公開日】2022-10-06

(31)【優先権主張番号】2104612.3

(32)【優先日】2021-03-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】515134368

【氏名又は名称】オカド・イノベーション・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】フラス、ジャン

(72)【発明者】

【氏名】ソティロポロス、パナギオティス

(72)【発明者】

【氏名】ミニュシワラ、フセイン

(72)【発明者】

【氏名】デルソル・アセロ、エンリケ

(72)【発明者】

【氏名】トリアンタフィロー、パブロス

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707ES03

3C707EV02

3C707EV04

3C707EV10

3C707EV12

3C707KV15

3C707LV22

(57)【要約】

本開示は、アパーチャを有する剛体と剛体内に受け入れられる膨張可能要素とを備えるフィンガアセンブリを備える、操作装置に関する。膨張可能要素が膨張されたとき、膨張可能要素の領域がアパーチャを貫通する突起を形成する。操作装置は、目標圧力に従って膨張可能要素を加圧するための膨張制御信号を出力するように構成されたコントローラをさらに備え、ここにおいて、目標圧力は、操作される物体の特性に依存する。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

操作装置であって、
物体に係合するように構成された表面を有する剛体、及び前記剛体内に受け入れられた膨張可能要素を備えるフィンガアセンブリであって、前記表面が１つ又は複数のアパーチャを備え、前記膨張可能要素が膨張されたとき、前記膨張可能要素の領域が、前記１つ又は複数のアパーチャを貫通して突出することによって１つ又は複数の突起を形成する、フィンガアセンブリと、
目標圧力に従って前記膨張可能要素を加圧するための膨張制御信号を出力するように構成されたコントローラであって、前記目標圧力が前記物体の特性に依存する、コントローラと、
前記膨張制御信号を受信し、前記膨張制御信号に応じて前記膨張可能要素を加圧するように構成された圧力調整手段と
を備える、操作装置。

【請求項2】

前記コントローラは、前記膨張可能要素内の圧力を１から５バールの範囲内で変化させるように構成されている、請求項１に記載の操作装置。

【請求項3】

物体に係合するように構成された前記表面は第１の摩擦係数を有し、前記膨張可能要素の表面は第２の摩擦係数を有し、前記第１の摩擦係数は前記第２の摩擦係数よりも低い、請求項１又は２に記載の操作装置。

【請求項4】

メッシュが前記膨張可能要素の表面に形成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の操作装置。

【請求項5】

前記剛体は、物体に係合するように構成された前記表面の反対側にある裏面を備え、前記フィンガアセンブリは、前記裏面と、物体に係合するように構成された前記表面との間に延びている１つ又は複数の補強要素をさらに備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の操作装置。

【請求項6】

前記１つ又は複数のアパーチャのうちの少なくとも１つが、実質的に円形である、請求項１から５のいずれか一項に記載の操作装置。

【請求項7】

前記１つ又は複数のアパーチャのうちの少なくとも１つが、実質的に細長い、請求項１から５のいずれか一項に記載の操作装置。

【請求項8】

前記フィンガアセンブリは、アクチュエータをさらに備え、前記コントローラは、前記フィンガアセンブリを動かすための作動制御信号を出力するようにさらに構成され、前記アクチュエータは、前記作動制御信号を受信し、前記作動制御信号に応じて前記フィンガアセンブリを動かすように構成されている、請求項１から７のいずれか一項に記載の操作装置。

【請求項9】

前記コントローラは、物体に対する前記フィンガアセンブリの位置に従って、前記膨張可能要素を膨張させるように構成されている、請求項１から８のいずれか一項に記載の操作装置。

【請求項10】

前記コントローラは、前記フィンガアセンブリが物体に近接するように動かされたときに、前記膨張可能要素を膨張させるように構成されている、請求項９に記載の操作装置。

【請求項11】

前記コントローラは、前記フィンガアセンブリが物体に接触するように動かされたときに、前記膨張可能要素を膨張させるように構成されている、請求項９に記載の操作装置。

【請求項12】

請求項１から１１のいずれか一項に記載の操作装置を使用して物体を操作する方法であって、
ａ）前記物体に係合するために、第１のフィンガアセンブリを第２のフィンガアセンブリに対して動かすステップと、
ｂ）前記第１及び第２のフィンガアセンブリの前記膨張可能要素を膨張させるステップと、
ｃ）前記物体の特性に従って前記膨張可能要素内の目標圧力を決定するステップと、
ｄ）前記膨張可能要素内の圧力を前記目標圧力に従って変化させるステップと、
ｅ）前記物体を前記第１及び第２のフィンガアセンブリと係合させるステップと、
ｆ）前記物体を操作するステップと
を備える方法。

【請求項13】

ｇ）前記第１及び第２のフィンガアセンブリの前記膨張可能要素を収縮させるステップと、
ｈ）前記物体から前記第１及び第２のフィンガアセンブリを係合解除するステップと
をさらに備える、請求項１２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に、装置を操作するためのフィンガアセンブリの分野に関し、より具体的には、可変コンプライアンスを有する把持面を持つフィンガアセンブリに関する。

【背景技術】

【0002】

自動ピッキングシステムは、トートまたは他の保管ユニットなどの第１の容器からアイテムを選択し、アイテムを把持し、次いで、バッグなどの第２の容器内へアイテムを移動させることができるロボットピッキングステーションを必要とする。アイテムを操作する場合、堅固なアイテムまたは脆弱なアイテムが損傷のリスクなしに把持され得るように、操作装置のフィンガアセンブリの１つまたは複数の部品が可変コンプライアンスを有することは有益である。

【0003】

本発明は、このような背景から考案されている。

【発明の概要】

【0004】

したがって、第１の態様では、本発明は、操作装置であって、物体に係合するように構成された表面を有する剛体、および剛体内に受け入れられた膨張可能要素を備えるフィンガアセンブリと、表面は、１つまたは複数のアパーチャを備え、ここにおいて、膨張可能要素が膨張されたとき、膨張可能要素の領域が、１つまたは複数のアパーチャを貫通して突出することによって１つまたは複数の突起を形成する；目標圧力に従って膨張可能要素を加圧するための膨張制御信号を出力するように構成されたコントローラと、目標圧力は、物体の特性に依存する；膨張制御信号を受信し、膨張制御信号に応じて膨張可能要素を加圧するように構成された圧力調整手段とを備える、操作装置を提供する。

【0005】

好ましくは、コントローラは、膨張可能要素内の圧力を１から５バールの範囲内で変化させるように構成される。

【0006】

好ましくは、物体に係合するように構成された表面は、第１の摩擦係数を有し、膨張可能要素の表面は、第２の摩擦係数を有し、ここにおいて、第１の摩擦係数は、第２の摩擦係数よりも低い。

【0007】

メッシュが、膨張可能要素の表面に形成され得る。メッシュは、１つまたは複数の突起を形成する膨張可能要素の表面に形成され得る。メッシュの適用は、膨張可能要素が膨張されるときに突起の安定性を増大させ、膨張可能要素の物理的耐久性および弾力性を増大させ得る。

【0008】

剛体は、物体に係合するように構成された表面の反対側にある裏面と、物体に係合するように構成された表面に裏面を連結する１つまたは複数の補強要素とを備え得る。補強要素は、フィンガアセンブリの剛性を増大させ、膨張可能要素の膨張が、たとえば把持面を屈曲させることにより、フィンガアセンブリを歪めるリスクを低減させる。

【0009】

１つまたは複数のアパーチャのうちの少なくとも１つは、実質的に円形である。代替的には、１つまたは複数のアパーチャのうちの少なくとも１つは、実質的に細長くてよい。代替的には、複数のアパーチャを備える実施形態では、複数のアパーチャのうちの１つが、実質的に円形であってよく、複数のアパーチャのうちの別の１つは、実質的に細長くてよい。代替的には、フィンガアセンブリは、異なる形状および／またはサイズのアパーチャを備え得る。

【0010】

操作装置は、使用時にフィンガアセンブリを動かすように作動され得るアクチュエータを備えてよい。アクチュエータは、複数の移動軸でフィンガアセンブリを動かしてよく、複数の回転軸でアクチュエータを回転させるために使用されてよい。コントローラは、フィンガアセンブリを動かすための作動制御信号を出力するように構成され、ここにおいて、アクチュエータは、作動制御信号を受信し、作動制御信号に応じてフィンガアセンブリを動かすように構成される。

【0011】

コントローラは、物体に対するフィンガアセンブリの位置に従って、フィンガアセンブリの膨張可能要素を膨張させ得る。コントローラは、フィンガアセンブリが物体に近接するように動かされたときに、膨張可能要素を膨張させ得る。代替的には、コントローラは、フィンガアセンブリが物体に接触するように動かされたときに、フィンガアセンブリの膨張可能要素を膨張させ得る。

【0012】

第２の態様では、第１の態様による操作装置を使用して物体を操作する方法が提供され、この方法は、物体に係合するために、第１のフィンガアセンブリを第２のフィンガアセンブリに対して動かすステップと、第１および第２のフィンガアセンブリの膨張可能要素を膨張させるステップと、物体の特性に従って膨張可能要素内の目標圧力を決定するステップと、膨張可能要素内の圧力を目標圧力に従って変化させるステップと、物体を第１および第２のフィンガアセンブリと係合させるステップと、物体を操作するステップとを備える。

【0013】

好ましくは、この方法は、第１および第２のフィンガアセンブリの膨張可能要素を収縮させるステップと、物体から第１および第２のフィンガアセンブリを係合解除するステップとをさらに備える。

【0014】

ここで、本発明の上記および他の態様は、添付の図面を参照して単に例として説明される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施形態による操作装置の概略図。

【図2】図１の操作装置で使用するフィンガアセンブリの実施形態の概略図。

【図3】図２のフィンガアセンブリの把持面の概略図。

【図4】図２のフィンガアセンブリの膨張可能要素の概略図。

【図5】把持面に平行な図２のフィンガアセンブリの断面の概略図。

【図6】把持面に直交する図２のフィンガアセンブリの断面の概略図。

【図7】把持面に直交する図２のフィンガアセンブリの断面の概略図。

【図8】把持面に直交する図２のフィンガアセンブリの断面の概略図。

【図9】図２のフィンガアセンブリの概略側面図。

【図10】図２のフィンガアセンブリの概略側面図。

【図11】膨張可能要素内の圧力が高い場合の膨張可能要素が物体と係合されている図２のフィンガアセンブリの概略図。

【図12】膨張可能要素内の圧力が比較的低い場合の膨張可能要素が物体と係合されている図２のフィンガアセンブリの概略図。

【図13】図１の操作装置で使用するフィンガアセンブリの代替実施形態の把持面に平行な断面の概略図。

【図14】図１３のフィンガアセンブリの膨張可能要素の概略図。

【図15】図１３のフィンガアセンブリの把持面の概略図。

【図16】図１３のフィンガアセンブリの概略側面図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図面において、同様の特徴は、適宜に同様の参照符号によって示される。

【0017】

以下の説明では、開示された例の完全な理解を提供するために、いくつかの具体的な詳細が含まれる。しかしながら、当業者であれば、これらの特定の詳細の１つまたは複数なしに、または他の構成要素、材料などを用いて他の例が実施されてもよく、また、構造的変化が、添付の特許請求の範囲に定義される本発明の範囲から逸脱することなく行われ得ることを認識するであろう。さらに、以下の説明における暗黙の向きを有する用語に対する参照は、限定するように意図されたものではなく、添付の図面に示されるような特徴の向きを単に参照するものである。いくつかの例では、プロセッサ、センサ、ストレージデバイス、ネットワークインターフェース、ファスナ、電気コネクタなどの周知の特徴またはシステムは、開示された実施形態の不必要に不明瞭な説明を避けるために、詳細に図示または説明されていない。

【0018】

文脈で別段の必要がない限り、本明細書および添付の特許請求の範囲を通して、「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（備える）」およびその変形、たとえば「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」および「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」などは、「含むが、それに限定されない」というような開かれた包括的な意味で解釈される。

【0019】

本明細書を通して、「実施形態」、「例」に適用される「ｏｎｅ（１つ）」、「ａｎ」、または「ａｎｏｔｈｅｒ（別の）」への言及は、実施形態、例、または実装に関連して説明される特定の参照特徴、構造、または特性が、少なくとも１つの実施形態、例、または実装に含まれることを意味する。したがって、本明細書を通して様々な箇所における「一実施形態では」などの語句の出現は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指すものではない。さらに、特定の特徴、構造、または特性は、１つまたは複数の実施形態、例、または実装において任意の適切な方法で組み合わされ得る。

【0020】

本明細書および添付の特許請求の範囲で使用されるとき、ユーザの形式「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、内容が明確に別段の指示をしない限り、複数の対象を含むことに留意されたい。「または」という用語は、内容が明確に別段の指示をしない限り、一般に「および／または」を含む意味で使用されることにも留意されたい。

【0021】

図１は、第２のフィンガアセンブリ１２ｂに対向する第１のフィンガアセンブリ１２ａと、コントローラ１４とを備える、本発明の実施形態による操作装置１０の概略図を示す。第１および第２のフィンガアセンブリ１２ａ、１２ｂの各々は、（図１には示されていない）膨張可能要素を含み、その外面は、操作される物体１６を把持するように配置された把持面を備える。操作装置１０は、いずれも第１のフィンガアセンブリ１２ａに関連付けられた第１のアクチュエータ１８ａおよび第１の圧力調整手段２０ａと、第２のフィンガアセンブリ１２ｂに関連付けられた第２のアクチュエータ１８ｂおよび第２の圧力調整手段２０ｂとをさらに備える。第１および第２の圧力調整手段２０ａ、２０ｂは、それぞれの圧力ライン２７ａ、２７ｂおよび他の適切なコネクタによって、それらの関連付けられたフィンガアセンブリ１２ａ、１２ｂに接続されている。コントローラ１４は、たとえば、操作装置１０の一部を形成する光学センサ２６からの視覚データ入力信号２３のような、入力信号を受信するための１つまたは複数の電気的入力と、視覚データ入力信号２３に応じて第１および第２のアクチュエータならびに圧力調整手段１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂに対して１つまたは複数の制御信号２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂを出力するための１つまたは複数の電気的出力とを有する、電子プロセッサ２１を備える。たとえば、コントローラ１４は、視覚データ入力信号２３に基づいて第１のフィンガアセンブリ１２ａを動かすための第１の作動制御信号２２ａを出力するように構成される。第１のアクチュエータ１８ａは、第１の作動制御信号２２ａを受信し、第１の作動制御信号２２ａに応じて、第１のフィンガアセンブリ１２ａを第２のフィンガアセンブリ１２ｂに対して動かすように構成される。同様に、コントローラ１４は、視覚データ入力信号２３に基づいて第２のフィンガアセンブリ１２ｂを動かすための第２の作動制御信号２２ｂを出力することもできる。第２のアクチュエータ１８ｂは、第２の作動制御信号２２ｂを受信し、第２の作動制御信号２２ｂに応じて、第２のフィンガアセンブリ１２ｂを第１のフィンガアセンブリ１２ａに対して動かすように構成される。これらの動きは、複数の移動軸に関して、第１または第２のフィンガアセンブリ１２ａ、１２ｂの一方が第１または第２のフィンガアセンブリ１２ａ、１２ｂの他方に対して回転することを含んでよい。そのような動きは、第１のフィンガアセンブリ１２ａと第２のフィンガアセンブリ１２ｂとの間に物体１６が把持されることを可能にし得る。第１および第２のフィンガアセンブリ１２ａ、１２ｂは、それらの間に把持された物体１６が第１の位置から第２の位置に動かされることが可能なように、一緒に移動可能であってもよい。コントローラ１４は、それぞれの膨張可能要素のコンプライアンスを変更するように、第１または第２のフィンガ要素１２ａ、１２ｂの内部の圧力を変化させるために、第１または第２の圧力調整手段２０ａ、２０ｂを制御するために、視覚データ入力信号２３に応じて、膨張制御信号２４ａ、２４ｂを出力するように構成される。具体的には、コントローラ１４は、視覚データ入力信号２３に基づいて第１の膨張制御信号２４ａを出力するように配置され、第１の圧力調整手段２０ａは、第１の膨張制御信号２４ａを受信し、第１の膨張制御信号２４ａに応じて第１のフィンガアセンブリ１２ａを加圧するように構成される。同様に、コントローラ１４は、視覚データ入力信号２３に基づいて第２の膨張制御信号２４ｂを出力するように配置され、第２の圧力調整手段２０ｂは、第２の膨張制御信号２４ｂを受信し、その膨張可能要素のコンプライアンスを変化させるために、第２の膨張制御信号２４ｂに応じて第２のフィンガアセンブリ１２ｂを加圧するように構成される。制御信号２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂを生成するために、コントローラ１４は、電子プロセッサ２１に電気的に結合され、そこに記憶された命令を有するメモリデバイス２８をさらに備える。電子プロセッサ２１は、メモリデバイス２８にアクセスし、上述のプロセスを実行するために、そこに記憶された命令を実行するように構成される。

【0022】

図２から図１０は、操作装置１０での使用に適した、本発明の実施形態によるフィンガアセンブリ１２’の概略図を示す。フィンガアセンブリ１２’は、膨張可能要素３２を受け入れる剛体３０を備える。

【0023】

フィンガアセンブリ１２’の概略の斜視図である図２を参照すると、剛体３０は実質的に立方形であり、アクチュエータ１８’が受け入れられる裏面３４を備えている。剛体３０は、裏面３４に対向する把持面３６（図２には示されていない）をさらに備える。把持面３６は、操作される物体１６に係合するように構成され、２つの側面３８および２つの端面４０によって裏面３４に連結されている。図３は、１つまたは複数のアパーチャ４２を備える把持面３６の図を示す。この実施形態では、把持面３６は複数のアパーチャ４２を備える。

【0024】

図４および図５は、剛体３０の断面の概略図を示す。図４は、裏面および把持面３４、３６に平行でそれらの間にある面における、剛体３０の断面を示す。この図から、剛体３０は複数の補強要素４４を備え、この実施形態では、それらは複数の柱４４を備えることが分かる。複数の柱４４は、裏面３４と把持面３６との間に延び、これらを連結して剛体３０の剛性を増大させる。図４は、複数の柱４４のポジションに対する、把持面３６内に形成された複数のアパーチャ４２のポジションを示しており、複数のアパーチャ４２は点線で示されている。複数の柱４４は、複数のアパーチャ４２の１つの下に位置しないように配置されていることが分かる。図５は、把持面３６（およびさらに裏面３４）に直交する平面におけるフィンガアセンブリ１２’の断面を示し、複数の柱４４による裏面３４と把持面３６の連結を示している。

【0025】

図６は、複数の開口４６を備える膨張可能要素３２の概略図を示す。複数の開口４６は、膨張可能要素３２が剛体３０内に受け入れられたときに剛体３０内に形成された複数の柱４４と揃うように配置される。剛体３０を備える材料は第１の摩擦係数を有し、膨張可能要素３２を備える材料は第２の摩擦係数を有し、第２の摩擦係数は第１の摩擦係数よりも高い。

【0026】

図７は、複数の柱４４の各々が膨張可能要素３２内に形成された複数の開口４６のそれぞれの開口内に受け入れられるように、膨張可能要素３２が剛体３０内に受け入れられる図５の断面図の概略を図示する。開口４６のサイズは、膨張可能要素３２が複数の柱４４に対して動くことが可能なように、柱４４のサイズよりも大きい。図７は、膨張されていない状態または不活性状態にあるときの膨張可能要素３２を示し、図８は、膨張可能要素３２が膨張されていない状態にあるときのフィンガアセンブリ１２’の外側面図を示す。代替実施形態では、膨張可能要素３２は、膨張されていない状態で剛体３０の体積全体を実質的に占め、複数の開口４６のポジションと一致するように配置された複数の押出部を備えてよい。押出部は、膨張可能要素３２が膨張されていないとき、それらの端面と剛体３０の把持面３６とが実質的に同一平面に揃うように配置されている。この配置は、膨張可能要素３２の変形をほとんどなしに押出部が物体１６に係合することを可能にし、現在の実施形態と比較して膨張可能要素３２の加圧を小さくできることを意味する。

【0027】

使用時に、膨張可能要素３２は、膨張制御信号２４’に従って圧力調整手段２０’によって膨張され、したがって、膨張可能要素３２は膨張して、膨張可能要素３２の一部が、把持面３６内に形成された複数の開口４２を貫通して延び、物体１６に適合して適度に大きな摩擦接触面積を集合的に構成する多数の接触点を提供する。図９は、膨張可能要素３２が剛体３０の内部において膨張状態（または能動状態）にあるときのフィンガアセンブリ１２’の断面図を示す。膨張可能要素３２がこの状態にあるとき、複数の突起４８が形成され、突起４８の直径および位置は、把持面３６内に形成されたアパーチャ４２のサイズおよび位置によって制限される。図１０は、膨張可能要素３２が膨張状態にあるときのフィンガアセンブリ１２’の外側面図を示し、把持面３６の上の膨張可能要素３２の複数の突起４８を示す。

【0028】

図１に関連して上述されたように、コントローラ１４は、膨張制御信号２４’を出力するように構成され、膨張制御信号２４’は、それらに応じて関連付けられた膨張可能要素３２を加圧するためにそれぞれの圧力調整手段２０’によって受信される。膨張制御信号２４’は、目標圧力に従ってコントローラ１４によって生成され、膨張可能要素３２が加圧されるべきレベルを規定する。目標圧力は、操作される物体１６の１つまたは複数の特性、たとえば、その形状、重量、剛性、脆弱性などに基づいて選択され、そのうちの１つまたは複数は、光学センサ２６からの視覚データ入力信号２３に基づいて決定され、および／または電子プロセッサ２１によってメモリデバイス２８から利用され得る。それらの圧力を変化させることによって、膨張可能要素３２のコンプライアンス、および操作される物体１６に対してそれらにより加えられる力が、選ばれた特性に従って増大または低減され得る。

【0029】

目標圧力は、１から５バールの範囲内とすることができ、膨張可能要素３２のコンプライアンスを変更するためにこの範囲内で変化される。すなわち、たとえば、膨張可能要素３２が４バールに加圧されたとき、図１１に示されるように、突起４８は実質的に堅固であり、物体１６を操作しているときに、かなりの大きな変形に抵抗することができる。そのような配置は、操作される物体１６が重いが剛性が高いと決定されたときに使用されることがあり、それにより、比較的小さな接触領域にわたって突起４８によって加えられる法線力５０に耐えることができるようになり、物体１６が大きな力で保持されることが可能になる。

【0030】

逆に、たとえば、膨張可能要素３２が１．５バールに加圧されたときは、図１２に示されるように、突起４８は比較的堅くないので、それらが係合された物体１６の部分に従って変形する可能性がはるかに高くなる。この配置では、突起４８のコンプライアンスがより大きいため、図１１に示される配置と比べて比較的大きな接触面積が形成され、物体１６と変形された突起４８との間に形成される摩擦接触が増大し、物体１６に作用する法線力５０が低減する。そのような配置は、操作される物体１６が脆弱であり、および／または低剛性を有する場合に望ましいことがある。

【0031】

図１３から図１６は、操作装置１０での使用に適したフィンガアセンブリ１２’の代替例の概略図を示す。剛体３０の把持面３６が３つの細長いアパーチャ４２を備え、補強要素４４が２つの細長い支持体を備えることを除いて、フィンガアセンブリ１２’は、図２から図１０を参照して上述された通りである。結果として、膨張可能要素３２は、膨張可能要素３２が剛体３０内に受け入れられることを可能にするように膨張可能要素３２内のサイズおよび位置を有する２つの細長いアパーチャ４６を備える。上述のように、膨張可能要素３２が膨張されていない状態にあるとき、膨張可能要素３２は剛体３０の内部に完全に受け入れられる。膨張可能要素３２が膨張されたとき、膨張可能要素３２の一部は、把持面３６の細長い開口４２を貫通して突出し、複数の突起４８を形成し得る。この例では、突起４８は、把持面３６の長さの一部に沿って延びる３つの直線状の突起を備える。

【0032】

剛体３０は、付加製造、射出成形、または他の従来の機械加工技術によって形成され得る。上述のように、補強要素４４は、裏面および把持面３４、３６を連結して、剛体３０の剛性を増大させ、膨張可能要素３２が膨張されたときの把持面３６の変形を低減させる。補強要素４４はまた、膨張時に膨張可能要素３２の動きを制限するように作用する。剛体３０は、膨張可能要素３２を囲むように互いに連結され得る２つの半体に形成されてもよい。膨張可能要素３２は、好ましくは、膨張可能要素３２の内部と該当する圧力ライン２７’との流体接続を提供する、単一の入口を備え、それを介して膨張され得る。膨張可能要素３２は、可撓性シリコン材料から形成され得る。膨張可能要素３２は、２つの層または可撓性シリコン材料から形成されてよく、これらは、たとえば接着剤の使用によって、しっかりと互いに連結され得る。入口は、加圧空気供給を受け入れることができる硬質シリコーン材料から形成され得る。圧力調整手段２０’は、膨張されていない状態で膨張可能要素３２内に部分的な真空が存在するように膨張可能要素３２を収縮させて、膨張可能要素３２のすべてが剛体３０内に格納されることを確実にするように構成され得る。メッシュが、膨張されたときに突起４８を形成する膨張可能要素３２の面に適用され得る。メッシュは、膨張可能要素３２を補強し、それをより弾性的にする。また、メッシュのパターニングが、膨張可能要素３２が膨張されるときに形成される突起４８の摩擦係数をさらに増大させ得る。メッシュはまた、膨張可能要素３２が膨張され得る量を減少させ、より高い圧力が加えられることを可能にし、したがって、より大きい把持力、およびより小さいコンプライアンスを可能にする。代替実施形態では、メッシュは膨張可能要素３２に埋め込まれてよい。

【0033】

把持される物体１６にフィンガアセンブリ１２’を接触させるようにフィンガアセンブリ１２’が操作される場合、フィンガアセンブリ１２’は、それらが物体１６に対して位置決めされている間は、低い摩擦を有することが好ましい。その後、フィンガアセンブリ１２’は、たとえば物体１６を取り上げて第１の位置から第２の位置に動かすことによって、物体１６が効果的に把持されて操作されることが可能であるように、高い摩擦を有することが好ましい。フィンガアセンブリ１２’は、膨張可能要素３２が膨張されていない状態にあるとき、物体１６と係合するためにフィンガアセンブリ１２’の下側の摩擦面が使用され得るので、この問題に対処していることが分かる。いったん接触がなされると、膨張可能要素３２が膨張され、したがって、より摩擦が高い膨張された突起４８が、物体１６をそれが操作され得るように把持することができる。膨張された突起４８のより高い摩擦が、より大きな摩擦力を物体１６に加えることを可能にする。上述のように、突起４８は、物体１６がしっかりと握られすぎて損傷されるのを防止し得る程度の柔軟性を有し得る。いったん物体１６が操作されると、たとえば、物体１６が第１の位置から第２の位置に動かされてよく、次いで、膨張可能要素３２が非膨張化され、フィンガアセンブリ１２’が物体１６から係合解除されてよい。

【0034】

操作装置１０は、光学センサ２６に代えてまたは加えて、接触センサ（図１には示されていない）を備えてもよい。接触センサは、第１および第２のフィンガアセンブリ１２ａ、１２ｂの把持面３６が物体１６に接触しているときに検出し、コントローラ１４の電子プロセッサ２１により入力信号として受信される１つまたは複数の信号を出力する。次いで、電子プロセッサ２１が、第１のフィンガアセンブリ１２ａと第２のフィンガアセンブリ１２ｂの両方が物体１６に接触しているときに、膨張可能要素３２を膨張させるために、入力信号に応じて圧力調整手段２０’に１つまたは複数の膨張制御信号２４’を出力する。代替的または追加的に、操作装置１０は、第１および第２のフィンガアセンブリ１２ａ、１２ｂの把持面３６が物体１６から指定された距離内にあるときを検出する近接センサ（図１には示されていない）を備えてもよい。次いで、近接センサの出力信号が、コントローラ１４の電子プロセッサ２１によって入力信号として受信され、コントローラ１４は、第１および第２のフィンガアセンブリ１２ａ、１２ｂが把持されるべき物体１６に十分に近接しているときに、膨張可能要素３２を膨張させるために、入力信号に基づいて１つまたは複数の膨張制御信号２４’を圧力調整手段２０’に出力する。近接センサと接触センサの両方からの出力が、膨張可能要素３２の膨張を決定するために使用され得る。

【0035】

本発明の範囲から逸脱することなく、上述された実施形態に対して多くの修正および変形が行われ得る。たとえば、把持面３６に形成されるアパーチャ４２の数、サイズ、および形状が変化され得る。たとえば、フィンガアセンブリ１２’のいくつかの実施形態は、複数のアパーチャ４２を備えるフィンガアセンブリ１２’で使用されるものよりも比較的大きい、把持表面３６内の単一のアパーチャ４２を備え得る。用途によっては、突起４８が把持面３６の異なる領域で作動されるのが好ましい場合がある。そのような場合、フィンガアセンブリ１２’は、複数の膨張可能要素３２を備えてよく、それらの各々は、制御可能な方法で独立して膨張または非膨張化され得る。

【0036】

上記の説明は、単に例示の目的で提示されたものであり、網羅的であること、または開示された正確な実施形態に本発明を限定することを意図するものではない。添付の特許請求の範囲に定義された本発明の範囲から逸脱することなく、説明された実施形態に修正および変更が行われ得ることは理解されよう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【国際調査報告】