知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】2024-10-04
(54)【発明の名称】ロボットマニピュレータ用のグリッパアセンブリ
(51)【国際特許分類】
B25J 15/08 20060101AFI20240927BHJP
【ＦＩ】
B25J15/08 C
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024522345
(86)(22)【出願日】2022-10-12
(85)【翻訳文提出日】2024-05-28
(86)【国際出願番号】 EP2022078399
(87)【国際公開番号】W WO2023062076
(87)【国際公開日】2023-04-20
(31)【優先権主張番号】2114638.6
(32)【優先日】2021-10-13
(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】アザド、モルテザ
(72)【発明者】
【氏名】マシュー、マイケル
(72)【発明者】
【氏名】デル・ソル・アーチェロ、エンリケ
【テーマコード（参考）】
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C707ES03
3C707ET08
3C707EU02
3C707EU18
3C707HS27
(57)【要約】
【要約】
本発明は、ロボットマニピュレータ用のグリッパアセンブリに関する。グリッパアセンブリは、２つのフィンガーアセンブリと、第１のフィンガーアセンブリに接続された第１のボールねじナットと、第１のボールねじナットが移動可能に取り付けられた第１のセクションを備えるボールねじシャフトとを備えるボールねじアセンブリとを含む。アクチュエータは、ボールねじシャフトに直接接続され、ボールねじシャフトが時計回り方向又は反時計回り方向の一方に回転されるときに、第１のフィンガーアセンブリを第２のフィンガーアセンブリの方向に移動させるように、ボールねじシャフトをその長手方向軸の周りで回転させ、ボールねじシャフトが時計回り方向又は反時計回り方向の他方に回転されるときに、第１のフィンガーアセンブリを第２のフィンガーアセンブリから離れる方向に移動させるように構成される。
【選択図】図２ａ
本発明は、ロボットマニピュレータ用のグリッパアセンブリに関する。グリッパアセンブリは、２つのフィンガーアセンブリと、第１のフィンガーアセンブリに接続された第１のボールねじナットと、第１のボールねじナットが移動可能に取り付けられた第１のセクションを備えるボールねじシャフトとを備えるボールねじアセンブリとを含む。アクチュエータは、ボールねじシャフトに直接接続され、ボールねじシャフトが時計回り方向又は反時計回り方向の一方に回転されるときに、第１のフィンガーアセンブリを第２のフィンガーアセンブリの方向に移動させるように、ボールねじシャフトをその長手方向軸の周りで回転させ、ボールねじシャフトが時計回り方向又は反時計回り方向の他方に回転されるときに、第１のフィンガーアセンブリを第２のフィンガーアセンブリから離れる方向に移動させるように構成される。
【選択図】図２ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロボットマニピュレータ用のグリッパアセンブリであって、第１及び第２のフィンガーアセンブリと、
ボールねじアクチュエータアセンブリとを備え、前記ボールねじアクチュエータアセンブリは、
前記第１のフィンガーアセンブリに接続された第１のボールねじナットと、
前記第１のボールねじナットが移動可能に取り付けられる第１のセクションを備えるボールねじシャフトと、前記ボールねじシャフトは、その長手方向軸の周りを回転可能であり、
前記ボールねじシャフトに直接接続され、前記ボールねじシャフトをその長手方向軸回りに回転させるように構成されたアクチュエータとを備え、
ここで、前記ボールねじナット及び前記ボールねじシャフトは、前記ボールねじシャフトが時計回り又は反時計回りの方向の一方に回転されるときに前記第１のフィンガーアセンブリを前記第２のフィンガーアセンブリの方向に移動させ、前記ボールねじシャフトが前記時計回り又は反時計回りの方向の他方に回転されるときに前記第１のフィンガーアセンブリを前記第２のフィンガーアセンブリから離れる方向に移動させるように構成される、グリッパアセンブリ。
【請求項2】
１つ以上のガイドレールと、前記１つ以上のガイドレールに移動可能に取り付けられた第１のキャリッジアセンブリと、
前記第１のボールねじナット及び前記第１のフィンガーアセンブリを前記キャリッジアセンブリに接続するように構成された第１の支持アセンブリとを更に備える、請求項１に記載のグリッパアセンブリ。
【請求項3】
前記第１の支持アセンブリは、前記第１のフィンガーアセンブリと前記第１のキャリッジアセンブリとの間の剛性接続、及び前記第１のボールねじナットと前記第１のキャリッジアセンブリとの間の可動接続を提供するように構成される、請求項２に記載のグリッパアセンブリ。
【請求項4】
前記ボールねじアクチュエータアセンブリは、前記第２のフィンガーアセンブリに接続された第２のボールねじナットをさらに備え、前記ボールねじシャフトは、前記第２のボールねじナットが移動可能に取り付けられた第２のセクションをさらに備え、前記第１及び第２のボールねじナットならびに前記ボールねじシャフトは、前記ボールねじシャフトが時計回り又は反時計回りの方向のうちの一方に回転されるときに前記第１及び第２のフィンガーアセンブリを互いに向かって移動させ、前記ボールねじシャフトが前記時計回り又は反時計回りの方向のうちの他方に回転されるときに前記第１及び第２のフィンガーアセンブリを互いから離れるように移動させるように構成される、請求項１から３のいずれか一項に記載のグリッパアセンブリ。
【請求項5】
１つ以上のガイドレールに移動可能に取り付けられた第２のキャリッジアセンブリと、前記第２のボールねじナット及び前記第２のフィンガーアセンブリを前記第２のキャリッジアセンブリに接続するように構成された第２の支持アセンブリとをさらに備える、請求項２又はそれに従属するいずれかの請求項に従属する請求項４に記載のグリッパアセンブリ。
【請求項6】
前記第２の支持アセンブリは、前記第２のフィンガーアセンブリと前記第２のキャリッジアセンブリとの間の剛性接続と、前記第２のボールねじナットと前記第２のキャリッジアセンブリとの間の可動接続とを提供するように構成される、請求項５に記載のグリッパアセンブリ。
【請求項7】
前記１つ以上のガイドレールは、２つのガイドレールを備え、前記２つのガイドレールの各ガイドレールは、前記ボールねじシャフトの両側に位置付けられる、請求項２又はそれに従属する請求項のいずれかに記載のグリッパアセンブリ。
【請求項8】
前記アクチュエータは、前記ボールねじシャフトの前記第１のセクションと第２のセクションとの間に配置される、請求項４から７のいずれか一項に記載のグリッパアセンブリ。
【請求項9】
前記アクチュエータは、前記ボールねじシャフトの一端に配置されている、請求項１から８のいずれか一項に記載のグリッパアセンブリ。
【請求項10】
前記ボールねじシャフトの第１のセクションは、右回り又は左回りの螺旋軌道のうちの１つを備える、請求項１から９のいずれか一項に記載のグリッパアセンブリ。
【請求項11】
前記ボールねじシャフトの第２のセクションは、前記右回り又は左回りの螺旋軌道の他方を含む、請求項４又はそれに従属する請求項のいずれかの請求項に従属する請求項１０に記載のグリッパアセンブリ。
【請求項12】
前記ボールねじアクチュエータアセンブリは、前記第２のフィンガーアセンブリに接続された第２のボールねじナットと、
前記第２のボールねじナットが移動可能に取り付けられるセクションを備える第２のボールねじシャフトと、前記第２のボールねじシャフトはその長手方向軸の周りを回転可能であり、
前記第２のボールねじシャフトに直接接続され、前記第２のボールねじシャフトをその長手方向軸の周りで回転させるように構成された第２のアクチュエータとを備え、ここで、前記第２のボールねじナット及び前記第２のボールねじシャフトは、前記第２のボールねじシャフトが時計回り又は反時計回りの方向のうちの一方に回転されるときに前記第２のフィンガーアセンブリを前記第１のフィンガーアセンブリの方向に移動させ、前記第２のボールねじシャフトが前記時計回り又は反時計回りの方向のうちの他方に回転されるときに前記第２のフィンガーアセンブリを前記第１のフィンガーアセンブリから離れる方向に移動させるように構成される、請求項１に記載のグリッパアセンブリ。
【請求項13】
請求項１から１２のいずれか一項に記載のグリッパアセンブリを備えるロボットマニピュレータ。
【請求項14】
請求項１３に記載のロボットマニピュレータを備えるマニピュレータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ロボットマニピュレータ用のグリッパアセンブリに関する。本発明の態様は、グリッパアセンブリ、及びグリッパアセンブリを備えるロボットマニピュレータに関する。
【背景技術】
【0002】
公知のロボットグリッパは、位置制御方式、又は力プラス位置制御方式のいずれかを使用する間接的な力制御方式で動作する。位置制御方式では、グリッパのフィンガーアセンブリのそれぞれの位置は、フィンガーアセンブリに加えられる把持力とは無関係に制御される。力プラス位置制御方式では、フィンガーアセンブリのそれぞれの位置は、力の限界に対して制御される。すなわち、力プラス位置制御方式は、把持力を維持又は調整せず、単に、フィンガーアセンブリに印加され得る最大力を制限する。これらの間接的な力制御方式の問題は、把持力を測定するために、フィンガーアセンブリの接触領域に余分な力センサを必要とすることである。また、力制御は位置を介して間接的に行われるので、把持力のフィードバックがあっても、制御は接触モデリング誤差のために不安定になりやすい。また、市場のグリッパのほとんどは、逆駆動可能ではなく、相互作用する安全性が低い。このような制御方式は、不安定さ及び制御性能の低下の原因でもある。
【0003】
本発明の目的は、既知のロボットグリッパに関連する１つ以上の欠点に対処することである。
【発明の概要】
【0004】
したがって、第１の態様において、ロボットマニピュレータ用のグリッパアセンブリが提供され、グリッパアセンブリは、第１及び第２のフィンガーアセンブリと、ボールねじアクチュエータアセンブリとを備え、ボールねじアクチュエータアセンブリは、第１のフィンガーアセンブリに接続された第１のボールねじナットと、第１のボールねじナットが移動可能に取り付けられる第１のセクションを備えるボールねじシャフトと、ボールねじシャフトは、その長手方向軸の周りを回転可能であり、ボールねじシャフトに直接接続され、ボールねじシャフトをその長手方向軸回りに回転させるように構成されたアクチュエータとを備え、ここで、ボールねじナット及びボールねじシャフトは、ボールねじシャフトが時計回り又は反時計回りの方向の一方に回転されるときに第１のフィンガーアセンブリを第２のフィンガーアセンブリの方向に移動させ、ボールねじシャフトが時計回り又は反時計回りの方向の他方に回転されるときに第１のフィンガーアセンブリを第２のフィンガーアセンブリから離れる方向に移動させるように構成される。
【0005】
この構成は、第１に、位置制御方式を使用するのとは対照的に、直接力制御方式を使用してグリッパアセンブリを制御することができるという点で有利である。位置制御方式を使用する場合、フィンガーアセンブリの目標位置は、操作又は把持されるアイテムに基づいて決定され、アイテムに加えられる力は目標位置の関数である。このような制御方式は、操作されるアイテムが一般的に類似した又は同じ特性を有する用途に適している。しかしながら、様々な特性（例えば、形状、サイズ、重量、剛性、摩擦係数など）の１，０００又は１０，０００のアイテムを有するオンライン食料品小売操作などの他の用途では、類似のサイズの２つのアイテムが他の点で非常に異なる可能性があり、したがって、それぞれの位置の関数として決定される、フィンガーアセンブリによってそれらに加えられる力が不適切である可能性があるので、そのような制御方式は不適切である。すなわち、ほとんどの場合、位置制御方式を使用するとき、加えられる力とフィンガーアセンブリの位置との間の関係は未知である。しかしながら、直接力制御方式に適した本発明の構成では、目標位置、又はフィンガーアセンブリの位置に関するフィードバックは必要ない。その代わりに、アクチュエータの出力トルクは、操作されるアイテムに対してフィンガーアセンブリによって加えられる所望の力に一致するように制御される。これは、フィンガーアセンブリを移動させるためにアクチュエータとボールねじシャフトとの間の直接接続を含むボールねじアクチュエータアセンブリを使用する新規な構成によって可能になる。ボールねじアクチュエータアセンブリは、低摩擦伝達デバイスであり、この例では、アクチュエータの出力トルクをフィンガーアセンブリの軸方向往復運動に変換するために使用される。低摩擦伝達デバイスであるため、アクチュエータとボールねじシャフトとの間の歯車配置などの他の伝達機構がない場合、フィンガーアセンブリの印加力はアクチュエータのトルク出力に比例し、印加力をトルク出力に対して正確にマッピングして、外力測定を必要とせずに正確な直接力制御能力を提供することができることを意味する。
【0006】
第２に、ボールねじアクチュエータアセンブリは、アクチュエータアセンブリとフィンガーアセンブリとの間に低摩擦伝達を提供するので、グリッパアセンブリは機械的に逆駆動可能である。すなわち、フィンガーアセンブリは、ボールねじシャフトの回転をもたらすために、互いに向かって又は互いから離れて手動で移動されることができる。これにより、グリッパアセンブリがある程度のコンプライアンスを有し、その作業空間との安全な物理的相互作用を可能にすることが確実になる。
【0007】
最後に、ボールねじアクチュエータアセンブリは、第１及び第２のボールねじナットの軌道とボールねじシャフトの第１及び第２のセクションとの間の任意のクリアランスを低減するように予め負荷をかけることができ、アセンブリ内の「軸方向の遊び」又は「緩み」を最小限にし、そうでなければ、操作されるアイテムに対してフィンガーアセンブリによって加えられる力の誤差をもたらす可能性がある。
【0008】
任意選択的に、グリッパアセンブリは、１つ以上のガイドレールと、１つ以上のガイドレールに移動可能に取り付けられた第１のキャリッジアセンブリと、第１のボールねじナット及び第１のフィンガーアセンブリをキャリッジアセンブリに接続するように構成された第１の支持アセンブリとをさらに備える。１つ以上のガイドレールは、第１のフィンガーアセンブリの移動をガイドし、ボールねじシャフトが回転されるときに第１のボールねじナットが回転することを防止し、第１のボールねじナットの回転位置を固定する。
【0009】
任意選択的に、第１の支持アセンブリは、第１のフィンガーアセンブリと第１のキャリッジアセンブリとの間の剛性接続と、第１のボールねじナットと第１のキャリッジアセンブリとの間の可動接続とを提供するように構成される。この構成は、アイテムを操作する結果としてグリッパアセンブリに加えられる任意の力からボールねじアクチュエータアセンブリを隔離し、それらを第１のキャリッジアセンブリ及び１つ以上のガイドレールに伝達する。特に、ボールねじシャフトを曲げ、その結果、ボールねじとボールねじシャフトとの間の摩擦を増大させる可能性のある任意の半径方向の力がボールねじシャフトに加わらないことが保証される。
【0010】
任意選択的に、ボールねじアクチュエータアセンブリは、第２のフィンガーアセンブリに接続された第２のボールねじナットをさらに備え、ここで、ボールねじシャフトは、第２のボールねじナットが移動可能に取り付けられた第２のセクションをさらに備え、ここで、第１及び第２のボールねじナット及びボールねじシャフトは、ボールねじシャフトが時計回り又は反時計回りの方向の一方に回転されるときに第１及び第２のフィンガーアセンブリを互いに向かって移動させ、ボールねじシャフトが時計回り又は反時計回りの方向の他方に回転されるときに第１及び第２のフィンガーアセンブリを互いから離れるように移動させるように構成される。この構成は、２つの対向する可動フィンガーアセンブリを提供し、広範囲の位置を提供する。
【0011】
任意選択的に、グリッパアセンブリは、１つ以上のガイドレールに移動可能に取り付けられた第２のキャリッジアセンブリと、第２のボールねじナット及び第２のフィンガーアセンブリを第２のキャリッジアセンブリに接続するように構成された第２の支持アセンブリとをさらに備える。この構成によれば、ボールねじシャフトが回転したときに第２ボールねじナットが回転することを防止して、第２ボールねじナットの回転位置を固定することができる。
【0012】
任意選択的に、第２の支持アセンブリは、第２のフィンガーアセンブリと第２のキャリッジアセンブリとの間の剛性接続と、第２のボールねじナットと第２のキャリッジアセンブリとの間の可動接続とを提供するように構成される。この配置は、特に、ボールねじシャフトを、アイテムの操作中に生じる半径方向の負荷から隔離する。
【0013】
任意選択的に、１つ以上のガイドレールは２つのガイドレールを備え、２つのガイドレールの各ガイドレールはボールねじシャフトの両側に位置決めされる。この構成は、アイテムを操作するときに、グリッパアセンブリにわたって均一な力の分布を提供する。
【0014】
任意選択的に、アクチュエータは、ボールねじシャフトの第１のセクションと第２のセクションとの間に配置される。この構成は、ボールねじシャフトのより均一な回転を提供し、シャフトが受けるあらゆるねじれ運動を制限する。
【0015】
あるいは、アクチュエータは、ボールねじシャフトの一端に配置される。
【0016】
任意選択的に、ボールねじシャフトの第１のセクションは、右回り又は左回りの螺旋軌道のうちの一方を含み、ボールねじシャフトの第２のセクションは、右回り又は左回りの螺旋軌道のうちの他方を含む。
【0017】
任意選択的に、ボールねじアクチュエータアセンブリは、第２のフィンガーアセンブリに接続された第２のボールねじナットと、第２のボールねじナットが移動可能に取り付けられるセクションを備える第２のボールねじシャフトと、第２のボールねじシャフトはその長手方向軸の周りを回転可能であり、第２のボールねじシャフトに直接接続され、第２のボールねじシャフトをその長手方向軸の周りで回転させるように構成された第２のアクチュエータとをさらに備え、ここで、第２のボールねじナット及び２のボールねじシャフトは、第２のボールねじシャフトが時計回り又は反時計回りの方向のうちの一方に回転されるときに第２のフィンガーアセンブリを第１のフィンガーアセンブリの方向に移動させ、第２のボールねじシャフトが時計回り又は反時計回りの方向のうちの他方に回転されるときに第２のフィンガーアセンブリを第１のフィンガーアセンブリから離れる方向に移動させるように構成される。
【0018】
第２の態様によれば、第１の態様によるグリッパアセンブリを備えるロボットマニピュレータが提供される。
【0019】
第３の態様によれば、第２の態様によるロボットマニピュレータを備えるマニピュレータ装置が提供される。
【0020】
本発明のこれら及び他の態様を、添付の図面を参照して、単なる例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【0022】
図面において、同様の特徴は、必要に応じて同様の参照符号によって示される。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下の説明において、特定の詳細が、さまざまな開示した実施形態の十分な理解を提供するために含まれる。しかしながら、当業者は、実施形態が、これらの具体的な詳細のうちの１つ以上を伴わずに、又は他の方法、構成要素、材料等を伴って実践できることを認識するであろう。いくつかの例では、開示される実施形態の説明を不必要に不明瞭にすることを避けるために、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、ワークピース、引張部材、ファスナ、電気コネクタ、ミキサなどの、グリッパアセンブリ及び／又はロボットに関係付けられた周知の構造は、詳細には示されず、又は説明されない。
【0024】
文脈上別段の解釈を必要としない限り、本明細書及び添付の特許請求の範囲の全体を通して、「備える（comprise）」という語、並びに「備える（comprises）」及び「備えている（comprising）」等のその変形は、「限定はしないが、～を含む（including, but not limited to）」といったオープンで包括的な意味で解釈されるべきである。
【0025】
本明細書の全体に渡る「実施形態」、「例」に適用される「１つ」、「an」、又は「別の」への参照は、実施形態、例、又は、インプリメンテーションに関連して説明した特定の特徴、構造、又は特性が、少なくとも１つの実施形態、例、又はインプリメンテーションに含まれることを意味している。よって本明細書の全体にわたる様々な箇所における「１つの実施形態において」又は同様の句の出現は、必ずしもすべて同じ実施形態を指すわけではない。さらに、特定の特徴、構造、又は特性は、１つ以上の実施形態、例、又はインプリメンテーションにおいて任意の適切な方法で組み合わされてもよい。
【0026】
本明細書及び付属の特許請求の範囲において使用されるように、ユーザ形態「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、内容がそうでないことを規定しない限り、複数形の指示対象を含むことに留意すべきである。したがって、例えば、「グリッパアセンブリ」を含むロボットへの言及は、グリッパアセンブリ、又は２つ以上のグリッパアセンブリを含む。用語「又は」は、明確にそうでないと規定しない限り、一般的に、「及び／又は」を含む意味で使用されていることに留意すべきである。
【0027】
図１を参照すると、本発明と共に使用するために適合されるようなピッキングシステム１００の例が図示されている。ピッキングシステム１００は、オンライン食料品小売操作などのオンライン小売操作の一部を形成することができるが、アイテムのピッキング及び／又は仕分けを必要とする任意の他の操作に適用することもできる。この例では、システム１００は、第１の場所からアイテムをピッキングし、アイテムを第２の場所に配置するように構成されるロボットマニピュレータ１２１を備えるマニピュレータ装置１０２を含む。マニピュレータ装置１０２は、通信インターフェース１０４を介して、システム１００の他の構成要素、例えば、１つ以上の任意選択のオペレータインターフェース１０６に通信可能に結合され、そこから、観察者は、システム１００及びマニピュレータ装置１０２の動作を観察又は監視することができる。観察者インターフェース１０６は、ＷＩＭＰインターフェースと、文脈又はシナリオにおけるマニピュレータ装置１０２の説明文又は動的表現の出力表示とを含んでいてもよい。例えば、マニピュレータ装置１０２の動的表現は、ビデオ及びオーディオフィード、例えばコンピュータ生成アニメーションを含んでいてもよい。適切な通信インターフェース１０４の例は、ワイヤベースのネットワーク若しくは通信インターフェース、光ベースのネットワーク若しくは通信インターフェース、ワイヤレスネットワーク若しくは通信インターフェース、又はワイヤード、光、及び／若しくはワイヤレスネットワーク若しくは通信インターフェースの組合せを含む。
【0028】
システム１００は、通信インターフェース１０４を介してマニピュレータ装置１０２及びシステム１００の他の構成要素に通信可能に結合された少なくとも１つのコントローラ１１０を含む制御システム１０８を更に備える。コントローラ１１０は、１つ以上の電子プロセッサを有する制御ユニット又は計算デバイスを備え、その中には、プロセッサ実行可能データとして提供される制御命令のセットが埋め込まれ、それは、実行されると、コントローラ１１０に、マニピュレータシステム１０２に作動コマンド又は制御信号を発行させ、マニピュレータ１２１に、様々な方法及びアクションを実行させ、例えば、アイテムを識別し、操作させる。１つ以上の電子プロセッサは、１つ以上のマイクロプロセッサ、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルゲートアレイ（ＰＧＡ）、プログラムされた論理ユニット（ＰＬＵ）及びこれらに類するものの少なくとも１つの論理処理ユニットを含んでいてもよい。いくつかの実施態様では、コントローラ１１０は、コンピュータ、サーバ、又はアナライザと互換的に呼ばれるか、又はそのように呼ばれることがある、携帯電話、シングルボードコンピュータ、組み込みコンピュータなどのより小さいプロセッサベースのデバイスである。制御命令のセットは、システム１００の一部を形成し、通信インターフェース１０４を介してコントローラ１１０にアクセス可能である、非一時的プロセッサ読取可能ストレージデバイス１１２に含まれるシステム１００及びマニピュレータ装置１０２の動作に関連付けられたプロセッサ実行可能データとして提供されてもよい。いくつかの実施形態において、ストレージデバイス１１２は、２つ以上の別個のデバイスを含む。ストレージデバイス１１２は、例えば、１つ以上の揮発性ストレージデバイス、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び１つ以上の不揮発性ストレージデバイス、例えばリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、磁気ハードディスク（ＨＤＤ）、光ディスク、ソリッドステートディスク（ＳＳＤ）等を含むことができる。当業者は、ストレージが、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ネットワークドライブ、フラッシュメモリ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、任意の他の形態のコンピュータ及びプロセッサ読取可能メモリ若しくは記憶媒体、ならびに／又はそれらの組合せなどの様々な方法で実装されてもよいことを理解されよう。ストレージは、必要に応じて、読み取り専用又は読み書き可能である。
【0029】
システム１００は、マニピュレータ装置１０２の条件若しくは状態、ならびに／又は、マニピュレータ１２１が動作する環境若しくは作業空間の条件を検出、感知、若しくは測定し、対応するセンサデータ又は情報を生成又は提供する１つ以上のセンサを備えるセンササブシステム１１４を含む。センサ情報は、マニピュレータ１２１の作業空間内の環境条件を表す環境センサ情報、並びに、様々なサブシステム及びその構成要素を含むマニピュレータ装置１０２の条件又は状態を表す情報、及び操作されるべきアイテムの特性を含む。取得されたデータは、通信インターフェース１０４を介してコントローラ１１０に送信され、それに応じてマニピュレータ１２１に指示することができる。そのような情報は、例えば、マニピュレータ装置１０２の状態若しくは状況、又はマニピュレータ１２１が動作する環境を診断する際に有用である、診断センサ情報を含むことができる。例えば、そのようなセンサは、接触センサ、力センサ、歪みゲージ、振動センサ、位置センサ、姿勢センサ、加速度計などを含んでいてもよい。そのようなセンサは、（例えば、赤外線及び紫外線を含む電磁スペクトルの可視及び／又は非可視範囲で応答する）カメラ又は撮像装置１１６、レーダ、ソナー、タッチセンサ、圧力センサ、ロードセル、マイクロフォン１１８、気象センサ、化学センサ等のうちの１つ以上を含んでいてもよい。いくつかの実施態様では、診断センサは、マニピュレータ装置１０２内のオンボード電源（例えば、バッテリアレイ、ウルトラキャパシタアレイ、燃料電池アレイ）の状態及び／又は健全さを監視するためのセンサを含む。いくつかの実施形態では、１つ以上のセンサは、マニピュレータ１２１に関する位置及び／又は向き情報を受信するための受信機を備える。例えば、全地球測位システム（ＧＰＳ）データを受信するためのＧＰＳ受信機、飛行時間、信号強度、又は位置測定を達成するための他のデータなどの信号内のデータに基づいて位置測定値を作成するためのコントローラ１１０のための２つ以上の時間信号である。また、例えば、マニピュレータ装置１０２の一部を形成する１つ以上の加速度計が、マニピュレータ１２１に設けられて、その動きに関する１つ、２つ、又は３つの軸における慣性又は方向データを取得することができる。
【0030】
マニピュレータ１２１は、オペレータインターフェースにおける人間オペレータによってネットワーク１０６などのネットワークによって操作されてもよい。人間オペレータ制御又は操縦モードでは、人間オペレータは、センササブシステム１１４の１つ以上のセンサから受信されたセンサデータ、たとえば、ビデオ、オーディオ、又は触覚データの表現を観察する。人間のオペレータは、次いで、データの表現の知覚によって条件付けられて動作し、それに応じてマニピュレータ１２１を導くための情報又は実行可能な制御命令を作成する。操縦モードでは、マニピュレータ装置１０２は、感知された情報に基づいて他の制御命令を考慮することなく、オペレータインターフェース１０６から受信されるような制御命令をリアルタイムで（例えば、追加の遅延なしに）実行してもよい。
【0031】
いくつかの実施態様では、マニピュレータ装置１０２は自律的に動作する。すなわち、人間のオペレータが、マニピュレータ１２１を方向付けるためにオペレータインターフェース１０６において制御命令を作成することがない。マニピュレータ装置１０２は、自律制御命令を実行することによって自律制御モードで動作してもよい。例えば、コントローラ１１０は、センササブシステム１１４の１つ以上のセンサからのセンサデータを使用することができ、センサデータは、マニピュレータ装置１０２がパイロットモードにあった１つ以上の時間からのオペレータ生成制御命令に関連付けられ、その後の使用のための自律制御命令を生成する。例えば、センサデータから特徴を抽出するために深層学習技法を使用することによって、自律モードでは、マニピュレータ装置１０２が、その環境及び操作されるべきアイテム内の特徴又は条件を自律的に認識し、それに応答して、定義された行為、行為のセット、タスク、又はタスクのパイプライン若しくはシーケンスを行う。いくつかの実施態様では、コントローラ１１０は、センササブシステム１１４からのセンサデータ及び環境に合成された１つ以上の仮想アイテムによって表されるような、マニピュレータ１２１を取り囲む環境内の特徴及び／又は条件を自律的に認識し、表現が提示されたことに応答して、１つ以上のアクション又はタスクを実行するためにマニピュレータ装置１０２に制御信号を発する。
【0032】
幾つかの例において、マニピュレータ装置１０２は、ある時間には自律的に制御されてよい一方で、別の時間には人間のオペレータによって操縦、操作、又は制御されてもよい。すなわち、自律制御モード下で動作し、操縦モード（すなわち、非自律）下で動作するように変更する。別の動作モードでは、マニピュレータ装置１０２は、人間オペレータ制御（又は操縦）モードで以前に実行された制御命令を再生又は実行することができる。すなわち、マニピュレータ装置１０２は、再生されたパイロットデータに基づいて、センサデータなしで動作することができる。
【0033】
マニピュレータ装置１０２は、通信インターフェースサブシステム１２４、例えば、バス１２６に通信可能に結合され、通信インターフェース１０４を介してシステム１００の他の構成要素（例えば、コントローラ１１０）との双方向通信を提供するネットワークインターフェースデバイスを更に含む。通信インターフェースサブシステム１２４は、プロセッサ読取可能データ及びプロセッサ実行可能命令の双方向通信に影響を及ぼす任意の回路、例えば、無線機（例えば、無線又はマイクロ波周波数送信機、受信機、送受信機）、通信ポート、及び／又は関連付けられたコントローラであってもよい。適切な通信プロトコルは、ＦＴＰ、ＨＴＴＰ、ウェブサービス、ＸＭＬを有するＳＯＡＰ、ＷＩ－ＦＩ（登録商標）準拠、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）準拠、セルラ（例えば、ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ）等を含む。
【0034】
マニピュレータ１２１は、ロボットアーム１２０などの１つ以上の付属物と、ロボットアーム１２０の端部に取り付けられたグリッパアセンブリ又はエンドエフェクタ１２２とを備えるエレクトロメカニカルマシンである。グリッパアセンブリ１２２は、例えば、アイテムを把持すること、つかむこと、解放可能に係合すること、又はそうでなければアイテムと相互作用することを含む、いくつかのタスクを実行するために、環境と相互作用するように構成された複雑な設計のデバイスである。マニピュレータ装置１０２は、ロボットアーム１２０及びグリッパアセンブリ１２２に通信可能に結合された運動サブシステム１３０を更に含む。運動サブシステム１３０は、コントローラ１１０によって発行される作動コマンド又は制御信号に従って、ロボットアーム１２０及び／又はグリッパアセンブリ１２２を運動の範囲内で移動させるように動作可能な、１つ以上のモータ、ソレノイド、他のアクチュエータ、リンケージ、駆動ベルト等を備える。動きサブシステム１３０は、バス１２６を介して制御装置１１０に通信的に結合される。
【0035】
マニピュレータ装置１０２は、例えば、オペレータ及び／又は別のマニピュレータ装置１０２と通信するために、マニピュレータ装置１０２が作業空間に信号を送信することを可能にするスピーカ、ライト、又はディスプレイなどの１つ以上の出力デバイスを備える出力サブシステム１２８も含む。
【0036】
当業者は、マニピュレータ装置１０２の構成要素が、変更され、組み合わされ、分割され、省略されるなどしてもよいことを理解するであろう。いくつかの例では、通信インターフェースサブシステム１２４、出力サブシステム１２８、及び／又は動きサブシステム１３０のうちの１つ以上が組み合わされてもよい。他の例では、サブシステムのうちの１つ以上（例えば、運動サブシステム１３０）は、さらなるサブシステムに分割される。
【0037】
前述のように、マニピュレータ１２１は、物品、ワークピース、又はアイテムを、保管トートボックスなどの第１の場所から移動させ、アイテムを、配送トートボックスなどの第２の場所に配置するように構成され、図２ａから図２ｃは、そのような動作を実行するのに適したグリッパアセンブリ１２２の例を示す。この例では、グリッパアセンブリ１２２は、ハウジング１４２（この説明を助けるために、図２ａではその側部が除去されている）と、グリッパアセンブリ１２２をロボットアーム１２０に接続するためのコネクタ又はインターフェース１２３とを備える。グリッパアセンブリ１２２は、第１及び第２のフィンガーアセンブリ１３２、１４６をさらに備え、これらは、閉じた構成で示されている。フィンガーアセンブリ１３２、１４６は、アイテムを把持又は解放するために必要に応じて、互いから離れるように、又は互いに向かって移動するように構成される。そのために、グリッパアセンブリは、ボールねじシャフト１３８と共に第１及び第２のボールねじナット１３６、１５０を備える、概して１３４で示されるボールねじアクチュエータアセンブリを更に備える。第１のボールねじナット１３６は、第１の支持アセンブリ１３３によって第１のフィンガーアセンブリ１３２に接続され、第２のボールねじナット１５０は、第２の支持アセンブリ１３５によって第２のフィンガーアセンブリ１３２に接続される。支持アセンブリ１３３、１３５は、ハウジング１４２内の細長い開口部１６３を通って延び、細長い開口部１６３は、フィンガーアセンブリ１３２、１４６の横方向の移動を容易にするように構成される。ボールねじシャフト１３８は、相補的な螺旋軌道を有する第１のボールねじナット１３６が移動可能に取り付けられる右回り又は左回りの螺旋軌道の一方を有する第１のセクション１４０と、第２のボールねじナット１５０が移動可能に取り付けられる右回り又は左回りの螺旋軌道の他方を有する第２のセクション１５２とを備える。ボールねじアクチュエータアセンブリ１３４は、ボールねじシャフト１３８に直接接続され、ボールねじシャフト１３８をその長手方向軸１４４の周りで時計回り及び反時計回りの方向に回転させるように構成されたアクチュエータ１５４を更に備える。この実施形態では、アクチュエータ１５４は、モータハウジング１５７内に保持されたＤＣモータ１５５を備えるが、他の実施形態では、アクチュエータ１５４は、代わりにＡＣモータを含むことができる。ボールねじシャフト１３８は、ロータ１６１に固定され、支持軸受１５９によってモータハウジング１５７に回転可能に支持されている。第１及び第２のボールねじナット１３６、１５０及びボールねじシャフト１３８は、フィンガーアセンブリ１３２、１４６がアイテムを把持することができるように、コントローラ１１０によって発行された適切な作動コマンドを運動サブシステム１３０で受信すると、ボールねじシャフト１３８がアクチュエータ１５４によって回転されるときに、第１及び第２のフィンガーアセンブリ１３２、１４６を時計回り又は反時計回りの方向のうちの一方に互いに向かって移動させ、ボールねじシャフト１３８がアクチュエータ１５４によって時計回り又は反時計回りの方向のうちの他方に回転されるときに、第１及び第２のフィンガーアセンブリ１３２、１４６を互いから離れるように移動させて、それらの間の間隙を増大させるように構成される。ボールねじアクチュエータアセンブリ１３４を使用してアクチュエータ１５４とボールねじシャフト１３８との間に直接接続を提供し、フィンガーアセンブリ１３２、１４６を移動させるこの構成は、いくつかの理由で有利である。
【0038】
第１に、位置制御方式を使用するのとは対照的に、直接力制御方式を使用してグリッパアセンブリ１２２を制御することが可能になる。位置制御方式を使用する場合、フィンガーアセンブリの目標位置は、操作又は把持されるアイテムに基づいて決定され、アイテムに加えられる力は目標位置の関数である。このような制御方式は、操作されるアイテムが一般的に類似した又は同じ特性を有する用途に適している。しかしながら、特性（例えば、形状、サイズ、重量、剛性、摩擦係数等）が異なる１，０００又は１０，０００個のアイテムを有するオンライン食料品小売操作等の他の用途では、そのような制御方式は、類似サイズの２つのアイテムが他の点で異なり得るため、不適切であり、したがって、それらのそれぞれの位置の関数として決定される、フィンガーアセンブリによってそれらに印加される力は、不適切であるかもしれない。すなわち、ほとんどの場合、位置制御方式を使用するとき、加えられる力とフィンガーアセンブリの位置との間の関係は、多くの場合、未知であり、したがって、把持力を測定するために、力センサの使用が必要とされる。しかしながら、直接的な力制御方式に適した本構成では、目標位置、又はフィンガーアセンブリ１３２、１４６の位置に関する任意のフィードバックは必要とされない。その代わりに、アクチュエータ１５４の出力トルクは、フィンガーアセンブリ１３２、１４６によって操作されるアイテムに加えられる所望の力に一致するように制御される。これは、アクチュエータ１５４とボールねじシャフト１３８との間の直接接続を含むボールねじアクチュエータアセンブリ１３４を使用して、フィンガーアセンブリ１３２、１４６を移動させる新規の配置によって可能になる。ボールねじアクチュエータアセンブリ１３４は、低摩擦伝達デバイスであり、この例では、アクチュエータ１５４の出力トルクをフィンガーアセンブリ１３２、１４６の軸方向往復運動に変換するために使用される。低摩擦伝達デバイスであるため、アクチュエータ１５４とボールねじシャフト１３８との間の歯車配置などの他の伝達機構がない場合、フィンガーアセンブリ１３２、１４６の印加力又は把持力は、アクチュエータ１５４のトルク出力に正比例し、印加力をトルク出力に対して正確にマッピングして、外力測定を必要とせずに正確な直接力制御能力を提供することができることを意味する。
【0039】
第２に、ボールねじアクチュエータアセンブリ１３４は、アクチュエータ１５４とフィンガーアセンブリ１３２、１４６との間に低摩擦伝達を提供するため、グリッパアセンブリ１２２は、機械的に逆駆動可能である。すなわち、第１及び第２のフィンガーアセンブリ１３２、１４６は、ボールねじシャフト１３８の回転をもたらすために、互いに向かって又は互いから離れて手動で移動させることができる。これは、グリッパアセンブリ１２２がある程度のコンプライアンスを有し、その作業空間との安全な物理的相互作用を可能にすることを確実にする。
【0040】
この例では、グリッパアセンブリ１２２は、マウント１５８によってボールねじシャフト１３８の両側でハウジング１４２内に支持された２つのガイドレール１５６をさらに備える。ガイドレール１５６は、部分的に、フィンガーアセンブリ１３２、１４６の横方向の移動をガイドし、ボールねじシャフト１３８が回転されるときに第１及び第２のボールねじナット１３６、１５０が回転するのを防止し、第１及び第２のボールねじナット１３６、１５０の回転位置を固定するように機能する。そのために、グリッパアセンブリ１２２は、第１及び第２のキャリッジアセンブリ１６０、１６２をさらに備え、それぞれ、ガイドレール１５６上に摺動可能に搭載される２つの線形ガイド１６４を備える。図３を参照すると、第１の支持アセンブリ１３３は、第１のボールねじナット１３６及び第１のフィンガーアセンブリ１３２を第１のキャリッジアセンブリ１６０に接続するように構成され、第２の支持アセンブリ１３５は、第２のボールねじナット１５０及び第２のフィンガーアセンブリ１４６を第２のキャリッジアセンブリ１６２に接続するように構成される。各支持アセンブリ１３３、１３５は、一対の支持アーム１６６と、一対のボールねじナットコネクタ１６８とを備える。各支持アーム１６６は、第１の複数の締結具１７０（そのうちのいくつかは図３では見ることができない）によって、それぞれのフィンガーアセンブリ１３２、１４６及びリニアガイド１６４に堅く接続される。同様に、各ボールねじナットコネクタ１６８は、第２の複数の締結具１７２によってボールねじナット１３６、１５０のいずれかにしっかりと締結されるが、それぞれの支持アーム１６６に移動可能に接続され、それぞれの線形ガイド１６４への間接接続を提供する。図４を参照すると、可動接続部は、ボールねじナットコネクタ１６８の一端から、リニアガイド１６４に締結される支持アーム１６６の一部に形成された開放チャネル１７６内に延びる略円形の突起１７４を備える。チャネル１７６の幅は、ボールねじナットコネクタ１６８がボールねじ１３６、１５０と共に移動するときに、チャネルと突起１７４との間に遊びがないような幅である。これにより、矢印１７８で示すようなボールねじシャフト１３８に沿ったボールねじ１３６、１５０の移動が、フィンガーアセンブリ１３２、１４６に正確に伝達されることが確実になる。しかしながら、チャネル１７６の長さ（すなわち、支持アーム１６６の主軸に平行なチャネルの寸法）は、チャネル１７６の長さに沿って突起１７４とチャネル１７６との間の遊びを可能にするために、細長くされる。すなわち、突起１７４及びチャネル１７６は、チャネル１７６の長さに沿ってそれらの間の相対運動を可能にする一方で、チャネル１７６の幅を横切るそのような運動を防止するように構成される。具体的には、チャネル１７６は、使用中に突起１７４がチャネル１７６のいずれの端部にも接触できないことを確実にするのに十分な長さであり、それによって、突起１７４がそのそれぞれの支持アーム１６６を介していかなる負荷も支えることを防止する。この構成は、アイテムの操作中にグリッパアセンブリ１２２に加えられる任意の力からボールねじアクチュエータアセンブリ１３４を隔離し、それらをキャリッジアセンブリ１６０、１６２及びガイドレール１５６に伝達する。特に、ボールねじシャフト１３８を曲げ、その結果、ボールねじ１３６、１５０とボールねじシャフト１３８との間の摩擦を増加させる可能性がある半径方向の力がボールねじシャフト１３８にかかることがないことを確実にする。
【0041】
図５に示される別の例では、グリッパアセンブリ２２２は、第１のフィンガーアセンブリ２３２と、ボールねじアクチュエータアセンブリ２３４とを備える。ボールねじアクチュエータアセンブリ２３４は、第１のフィンガーアセンブリ２３２に接続されたボールねじナット２３６と、ボールねじナット２３６が移動可能に取り付けられたセクション２４０を備えるボールねじシャフト２３８とを備え、矢印２４１によって示されるように、第１のフィンガーアセンブリ２３２をセクション２４０に沿って前後に移動させる。ボールねじシャフト２３８は、ボールねじシャフト２３８に直接接続され、ボールねじアクチュエータアセンブリ２３４の一部を形成するアクチュエータ２５４によって提供されるように、その長手方向軸２４４の周りを回転可能であるように、グリッパアセンブリ２２２のハウジング２４２内に適切に固定される。グリッパアセンブリ２２２は、第１のフィンガーアセンブリ２３２に対して固定位置でハウジング２４２内に保持される第２のフィンガーアセンブリ２４６をさらに備える。アクチュエータ２５４は、第２のフィンガーアセンブリ２４６から離れたハウジング２４２の端部に配置され、ボールねじシャフト２３８をその長手方向軸２４４の周りで時計回り方向又は反時計回り方向のいずれかに回転させるように構成される。ボールねじナット２３６及びボールねじシャフト２３８は、コントローラ１１０によって発行された適切な作動コマンドを運動サブシステム１３０で受信したときに、ボールねじシャフト２３８がアクチュエータ２５４によって時計回り又は反時計回りの方向のうちの一方に回転されると、第１のフィンガーアセンブリ２３２を第２のフィンガーアセンブリ２４６の方向に移動させ、ボールねじシャフト２３８が時計回り又は反時計回りの方向のうちの他方に回転されると、第１のフィンガーアセンブリ２３２を第２のフィンガーアセンブリ２４６から離れる方向に移動させるように構成される。
【0042】
図６に示されるさらに別の例では、グリッパアセンブリ３２２は、第１のフィンガーアセンブリ３３２と、ボールねじアクチュエータアセンブリ３３４とを備える。ボールねじアクチュエータアセンブリ３３４は、第１のフィンガーアセンブリ３３２に接続された第１のボールねじナット３３６と、第１のボールねじナット３３６が移動可能に取り付けられたセクション３４０を備える第１のボールねじシャフト３３８とを備え、矢印３４１によって示されるように、第１のフィンガーアセンブリ３３２を第１のセクション３４０に沿って前後に移動させる。第１のボールねじシャフト３３８は、その長手方向軸３４４の周りを回転可能であるように、グリッパアセンブリ３２２のハウジング３４２内に適切に固定される。ボールねじアクチュエータアセンブリ３３４は、第１のボールねじシャフト３３８に直接接続され、第１のボールねじシャフト３３８をその長手方向軸３４４の周りで時計回り又は反時計回りのいずれかの方向に回転させるように構成された第１のアクチュエータ３５４をさらに備える。ボールねじナット３３６及びボールねじシャフト３３８は、第１のボールねじシャフト３３８が第１のアクチュエータ３５４によって時計回り又は反時計回りの方向の一方に回転されるときに第１のフィンガーアセンブリ３３２を第２のフィンガーアセンブリ３４６の方向に移動させ、第１のボールねじシャフト３３８が時計回り又は反時計回りの方向の他方に回転されるときに第１のフィンガーアセンブリ３３２を第２のフィンガーアセンブリ３４６から離れる方向に移動させるように構成される。ボールねじアクチュエータアセンブリ３３４は、第２のフィンガーアセンブリ３４６に接続された第２のボールねじナット３５０と、その長手方向軸３４４を中心に回転可能な第２のボールねじシャフト３５６とをさらに備える。第２のボールねじシャフト３５６は、第２のボールねじナット３５０が移動可能に取り付けられるセクション３５２を備える。ボールねじアクチュエータアセンブリ３３４は、第２のボールねじシャフト３５６に直接接続され、第２のボールねじシャフト３５６をその長手方向軸３４４の周りで回転させるように構成された第２のアクチュエータ３５８をさらに備える。第２のボールねじナット３５０及び第２のボールねじシャフト３５６は、第２のボールねじシャフト３５６が時計回り又は反時計回りの方向のうちの一方に回転されるときに第２のフィンガーアセンブリ３４６を第１のフィンガーアセンブリ３３２の方向に移動させ、第２のボールねじシャフト３５６が時計回り又は反時計回りの方向のうちの他方に回転されるときに第２のフィンガーアセンブリ３４６を第１のフィンガーアセンブリ３３２から離れる方向に移動させるように構成される。
【図1】
【図2a】
【図2b】
【図2c】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【手続補正書】
【提出日】2024-05-28
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロボットマニピュレータ用のグリッパアセンブリであって、第１及び第２のフィンガーアセンブリと、
ボールねじアクチュエータアセンブリとを備え、前記ボールねじアクチュエータアセンブリは、
前記第１のフィンガーアセンブリに接続された第１のボールねじナットと、
前記第１のボールねじナットが移動可能に取り付けられる第１のセクションを備えるボールねじシャフトと、前記ボールねじシャフトは、その長手方向軸の周りを回転可能であり、
前記ボールねじシャフトに直接接続され、前記ボールねじシャフトをその長手方向軸回りに回転させるように構成されたアクチュエータとを備え、
ここで、前記ボールねじナット及び前記ボールねじシャフトは、前記ボールねじシャフトが時計回り又は反時計回りの方向の一方に回転されるときに前記第１のフィンガーアセンブリを前記第２のフィンガーアセンブリの方向に移動させ、前記ボールねじシャフトが前記時計回り又は反時計回りの方向の他方に回転されるときに前記第１のフィンガーアセンブリを前記第２のフィンガーアセンブリから離れる方向に移動させるように構成される、グリッパアセンブリ。
【請求項2】
１つ以上のガイドレールと、前記１つ以上のガイドレールに移動可能に取り付けられた第１のキャリッジアセンブリと、
前記第１のボールねじナット及び前記第１のフィンガーアセンブリを前記キャリッジアセンブリに接続するように構成された第１の支持アセンブリとを更に備える、請求項１に記載のグリッパアセンブリ。
【請求項3】
前記第１の支持アセンブリは、前記第１のフィンガーアセンブリと前記第１のキャリッジアセンブリとの間の剛性接続、及び前記第１のボールねじナットと前記第１のキャリッジアセンブリとの間の可動接続を提供するように構成される、請求項２に記載のグリッパアセンブリ。
【請求項4】
前記ボールねじアクチュエータアセンブリは、前記第２のフィンガーアセンブリに接続された第２のボールねじナットをさらに備え、前記ボールねじシャフトは、前記第２のボールねじナットが移動可能に取り付けられた第２のセクションをさらに備え、前記第１及び第２のボールねじナットならびに前記ボールねじシャフトは、前記ボールねじシャフトが時計回り又は反時計回りの方向のうちの一方に回転されるときに前記第１及び第２のフィンガーアセンブリを互いに向かって移動させ、前記ボールねじシャフトが前記時計回り又は反時計回りの方向のうちの他方に回転されるときに前記第１及び第２のフィンガーアセンブリを互いから離れるように移動させるように構成される、請求項３に記載のグリッパアセンブリ。
【請求項5】
１つ以上のガイドレールに移動可能に取り付けられた第２のキャリッジアセンブリと、前記第２のボールねじナット及び前記第２のフィンガーアセンブリを前記第２のキャリッジアセンブリに接続するように構成された第２の支持アセンブリとをさらに備える、請求項４に記載のグリッパアセンブリ。
【請求項6】
前記第２の支持アセンブリは、前記第２のフィンガーアセンブリと前記第２のキャリッジアセンブリとの間の剛性接続と、前記第２のボールねじナットと前記第２のキャリッジアセンブリとの間の可動接続とを提供するように構成される、請求項５に記載のグリッパアセンブリ。
【請求項7】
前記１つ以上のガイドレールは、２つのガイドレールを備え、前記２つのガイドレールの各ガイドレールは、前記ボールねじシャフトの両側に位置付けられる、請求項２に記載のグリッパアセンブリ。
【請求項8】
前記アクチュエータは、前記ボールねじシャフトの前記第１のセクションと第２のセクションとの間に配置される、請求項４に記載のグリッパアセンブリ。
【請求項9】
前記アクチュエータは、前記ボールねじシャフトの一端に配置されている、請求項１に記載のグリッパアセンブリ。
【請求項10】
前記ボールねじシャフトの第１のセクションは、右回り又は左回りの螺旋軌道のうちの１つを備える、請求項４に記載のグリッパアセンブリ。
【請求項11】
前記ボールねじシャフトの第２のセクションは、前記右回り又は左回りの螺旋軌道の他方を含む、請求項１０に記載のグリッパアセンブリ。
【請求項12】
前記ボールねじアクチュエータアセンブリは、前記第２のフィンガーアセンブリに接続された第２のボールねじナットと、
前記第２のボールねじナットが移動可能に取り付けられるセクションを備える第２のボールねじシャフトと、前記第２のボールねじシャフトはその長手方向軸の周りを回転可能であり、
前記第２のボールねじシャフトに直接接続され、前記第２のボールねじシャフトをその長手方向軸の周りで回転させるように構成された第２のアクチュエータとを備え、ここで、前記第２のボールねじナット及び前記第２のボールねじシャフトは、前記第２のボールねじシャフトが時計回り又は反時計回りの方向のうちの一方に回転されるときに前記第２のフィンガーアセンブリを前記第１のフィンガーアセンブリの方向に移動させ、前記第２のボールねじシャフトが前記時計回り又は反時計回りの方向のうちの他方に回転されるときに前記第２のフィンガーアセンブリを前記第１のフィンガーアセンブリから離れる方向に移動させるように構成される、請求項１に記載のグリッパアセンブリ。
【請求項13】
請求項１から１２のいずれか一項に記載のグリッパアセンブリを備えるロボットマニピュレータ。
【請求項14】
請求項１３に記載のロボットマニピュレータを備えるマニピュレータ装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0042】
図６に示されるさらに別の例では、グリッパアセンブリ３２２は、第１のフィンガーアセンブリ３３２と、ボールねじアクチュエータアセンブリ３３４とを備える。ボールねじアクチュエータアセンブリ３３４は、第１のフィンガーアセンブリ３３２に接続された第１のボールねじナット３３６と、第１のボールねじナット３３６が移動可能に取り付けられたセクション３４０を備える第１のボールねじシャフト３３８とを備え、矢印３４１によって示されるように、第１のフィンガーアセンブリ３３２を第１のセクション３４０に沿って前後に移動させる。第１のボールねじシャフト３３８は、その長手方向軸３４４の周りを回転可能であるように、グリッパアセンブリ３２２のハウジング３４２内に適切に固定される。ボールねじアクチュエータアセンブリ３３４は、第１のボールねじシャフト３３８に直接接続され、第１のボールねじシャフト３３８をその長手方向軸３４４の周りで時計回り又は反時計回りのいずれかの方向に回転させるように構成された第１のアクチュエータ３５４をさらに備える。ボールねじナット３３６及びボールねじシャフト３３８は、第１のボールねじシャフト３３８が第１のアクチュエータ３５４によって時計回り又は反時計回りの方向の一方に回転されるときに第１のフィンガーアセンブリ３３２を第２のフィンガーアセンブリ３４６の方向に移動させ、第１のボールねじシャフト３３８が時計回り又は反時計回りの方向の他方に回転されるときに第１のフィンガーアセンブリ３３２を第２のフィンガーアセンブリ３４６から離れる方向に移動させるように構成される。ボールねじアクチュエータアセンブリ３３４は、第２のフィンガーアセンブリ３４６に接続された第２のボールねじナット３５０と、その長手方向軸３４４を中心に回転可能な第２のボールねじシャフト３５６とをさらに備える。第２のボールねじシャフト３５６は、第２のボールねじナット３５０が移動可能に取り付けられるセクション３５２を備える。ボールねじアクチュエータアセンブリ３３４は、第２のボールねじシャフト３５６に直接接続され、第２のボールねじシャフト３５６をその長手方向軸３４４の周りで回転させるように構成された第２のアクチュエータ３５８をさらに備える。第２のボールねじナット３５０及び第２のボールねじシャフト３５６は、第２のボールねじシャフト３５６が時計回り又は反時計回りの方向のうちの一方に回転されるときに第２のフィンガーアセンブリ３４６を第１のフィンガーアセンブリ３３２の方向に移動させ、第２のボールねじシャフト３５６が時計回り又は反時計回りの方向のうちの他方に回転されるときに第２のフィンガーアセンブリ３４６を第１のフィンガーアセンブリ３３２から離れる方向に移動させるように構成される。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ ロボットマニピュレータ用のグリッパアセンブリであって、
第１及び第２のフィンガーアセンブリと、
ボールねじアクチュエータアセンブリとを備え、前記ボールねじアクチュエータアセンブリは、
前記第１のフィンガーアセンブリに接続された第１のボールねじナットと、
前記第１のボールねじナットが移動可能に取り付けられる第１のセクションを備えるボールねじシャフトと、前記ボールねじシャフトは、その長手方向軸の周りを回転可能であり、
前記ボールねじシャフトに直接接続され、前記ボールねじシャフトをその長手方向軸回りに回転させるように構成されたアクチュエータとを備え、
ここで、前記ボールねじナット及び前記ボールねじシャフトは、前記ボールねじシャフトが時計回り又は反時計回りの方向の一方に回転されるときに前記第１のフィンガーアセンブリを前記第２のフィンガーアセンブリの方向に移動させ、前記ボールねじシャフトが前記時計回り又は反時計回りの方向の他方に回転されるときに前記第１のフィンガーアセンブリを前記第２のフィンガーアセンブリから離れる方向に移動させるように構成される、グリッパアセンブリ。
［２］ １つ以上のガイドレールと、
前記１つ以上のガイドレールに移動可能に取り付けられた第１のキャリッジアセンブリと、
前記第１のボールねじナット及び前記第１のフィンガーアセンブリを前記キャリッジアセンブリに接続するように構成された第１の支持アセンブリとを更に備える、［１］に記載のグリッパアセンブリ。
［３］ 前記第１の支持アセンブリは、前記第１のフィンガーアセンブリと前記第１のキャリッジアセンブリとの間の剛性接続、及び前記第１のボールねじナットと前記第１のキャリッジアセンブリとの間の可動接続を提供するように構成される、［２］に記載のグリッパアセンブリ。
［４］ 前記ボールねじアクチュエータアセンブリは、前記第２のフィンガーアセンブリに接続された第２のボールねじナットをさらに備え、前記ボールねじシャフトは、前記第２のボールねじナットが移動可能に取り付けられた第２のセクションをさらに備え、前記第１及び第２のボールねじナットならびに前記ボールねじシャフトは、前記ボールねじシャフトが時計回り又は反時計回りの方向のうちの一方に回転されるときに前記第１及び第２のフィンガーアセンブリを互いに向かって移動させ、前記ボールねじシャフトが前記時計回り又は反時計回りの方向のうちの他方に回転されるときに前記第１及び第２のフィンガーアセンブリを互いから離れるように移動させるように構成される、［１］から［３］のいずれか一項に記載のグリッパアセンブリ。
［５］ １つ以上のガイドレールに移動可能に取り付けられた第２のキャリッジアセンブリと、
前記第２のボールねじナット及び前記第２のフィンガーアセンブリを前記第２のキャリッジアセンブリに接続するように構成された第２の支持アセンブリとをさらに備える、［２］又はそれに従属するいずれかの請求項に従属する［４］に記載のグリッパアセンブリ。
［６］ 前記第２の支持アセンブリは、前記第２のフィンガーアセンブリと前記第２のキャリッジアセンブリとの間の剛性接続と、前記第２のボールねじナットと前記第２のキャリッジアセンブリとの間の可動接続とを提供するように構成される、［５］に記載のグリッパアセンブリ。
［７］ 前記１つ以上のガイドレールは、２つのガイドレールを備え、前記２つのガイドレールの各ガイドレールは、前記ボールねじシャフトの両側に位置付けられる、［２］又はそれに従属する請求項のいずれかに記載のグリッパアセンブリ。
［８］ 前記アクチュエータは、前記ボールねじシャフトの前記第１のセクションと第２のセクションとの間に配置される、［４］から［７］のいずれか一項に記載のグリッパアセンブリ。
［９］ 前記アクチュエータは、前記ボールねじシャフトの一端に配置されている、［１］から［８］のいずれか一項に記載のグリッパアセンブリ。
［１０］ 前記ボールねじシャフトの第１のセクションは、右回り又は左回りの螺旋軌道のうちの１つを備える、［１］から［９］のいずれか一項に記載のグリッパアセンブリ。
［１１］ 前記ボールねじシャフトの第２のセクションは、前記右回り又は左回りの螺旋軌道の他方を含む、［４］又はそれに従属する請求項のいずれかの請求項に従属する［１０］に記載のグリッパアセンブリ。
［１２］ 前記ボールねじアクチュエータアセンブリは、
前記第２のフィンガーアセンブリに接続された第２のボールねじナットと、
前記第２のボールねじナットが移動可能に取り付けられるセクションを備える第２のボールねじシャフトと、前記第２のボールねじシャフトはその長手方向軸の周りを回転可能であり、
前記第２のボールねじシャフトに直接接続され、前記第２のボールねじシャフトをその長手方向軸の周りで回転させるように構成された第２のアクチュエータとを備え、ここで、前記第２のボールねじナット及び前記第２のボールねじシャフトは、前記第２のボールねじシャフトが時計回り又は反時計回りの方向のうちの一方に回転されるときに前記第２のフィンガーアセンブリを前記第１のフィンガーアセンブリの方向に移動させ、前記第２のボールねじシャフトが前記時計回り又は反時計回りの方向のうちの他方に回転されるときに前記第２のフィンガーアセンブリを前記第１のフィンガーアセンブリから離れる方向に移動させるように構成される、［１］に記載のグリッパアセンブリ。
［１３］ ［１］から［１２］のいずれか一項に記載のグリッパアセンブリを備えるロボットマニピュレータ。
［１４］ ［１３］に記載のロボットマニピュレータを備えるマニピュレータ装置。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ ロボットマニピュレータ用のグリッパアセンブリであって、
第１及び第２のフィンガーアセンブリと、
ボールねじアクチュエータアセンブリとを備え、前記ボールねじアクチュエータアセンブリは、
前記第１のフィンガーアセンブリに接続された第１のボールねじナットと、
前記第１のボールねじナットが移動可能に取り付けられる第１のセクションを備えるボールねじシャフトと、前記ボールねじシャフトは、その長手方向軸の周りを回転可能であり、
前記ボールねじシャフトに直接接続され、前記ボールねじシャフトをその長手方向軸回りに回転させるように構成されたアクチュエータとを備え、
ここで、前記ボールねじナット及び前記ボールねじシャフトは、前記ボールねじシャフトが時計回り又は反時計回りの方向の一方に回転されるときに前記第１のフィンガーアセンブリを前記第２のフィンガーアセンブリの方向に移動させ、前記ボールねじシャフトが前記時計回り又は反時計回りの方向の他方に回転されるときに前記第１のフィンガーアセンブリを前記第２のフィンガーアセンブリから離れる方向に移動させるように構成される、グリッパアセンブリ。
［２］ １つ以上のガイドレールと、
前記１つ以上のガイドレールに移動可能に取り付けられた第１のキャリッジアセンブリと、
前記第１のボールねじナット及び前記第１のフィンガーアセンブリを前記キャリッジアセンブリに接続するように構成された第１の支持アセンブリとを更に備える、［１］に記載のグリッパアセンブリ。
［３］ 前記第１の支持アセンブリは、前記第１のフィンガーアセンブリと前記第１のキャリッジアセンブリとの間の剛性接続、及び前記第１のボールねじナットと前記第１のキャリッジアセンブリとの間の可動接続を提供するように構成される、［２］に記載のグリッパアセンブリ。
［４］ 前記ボールねじアクチュエータアセンブリは、前記第２のフィンガーアセンブリに接続された第２のボールねじナットをさらに備え、前記ボールねじシャフトは、前記第２のボールねじナットが移動可能に取り付けられた第２のセクションをさらに備え、前記第１及び第２のボールねじナットならびに前記ボールねじシャフトは、前記ボールねじシャフトが時計回り又は反時計回りの方向のうちの一方に回転されるときに前記第１及び第２のフィンガーアセンブリを互いに向かって移動させ、前記ボールねじシャフトが前記時計回り又は反時計回りの方向のうちの他方に回転されるときに前記第１及び第２のフィンガーアセンブリを互いから離れるように移動させるように構成される、［１］から［３］のいずれか一項に記載のグリッパアセンブリ。
［５］ １つ以上のガイドレールに移動可能に取り付けられた第２のキャリッジアセンブリと、
前記第２のボールねじナット及び前記第２のフィンガーアセンブリを前記第２のキャリッジアセンブリに接続するように構成された第２の支持アセンブリとをさらに備える、［２］又はそれに従属するいずれかの請求項に従属する［４］に記載のグリッパアセンブリ。
［６］ 前記第２の支持アセンブリは、前記第２のフィンガーアセンブリと前記第２のキャリッジアセンブリとの間の剛性接続と、前記第２のボールねじナットと前記第２のキャリッジアセンブリとの間の可動接続とを提供するように構成される、［５］に記載のグリッパアセンブリ。
［７］ 前記１つ以上のガイドレールは、２つのガイドレールを備え、前記２つのガイドレールの各ガイドレールは、前記ボールねじシャフトの両側に位置付けられる、［２］又はそれに従属する請求項のいずれかに記載のグリッパアセンブリ。
［８］ 前記アクチュエータは、前記ボールねじシャフトの前記第１のセクションと第２のセクションとの間に配置される、［４］から［７］のいずれか一項に記載のグリッパアセンブリ。
［９］ 前記アクチュエータは、前記ボールねじシャフトの一端に配置されている、［１］から［８］のいずれか一項に記載のグリッパアセンブリ。
［１０］ 前記ボールねじシャフトの第１のセクションは、右回り又は左回りの螺旋軌道のうちの１つを備える、［１］から［９］のいずれか一項に記載のグリッパアセンブリ。
［１１］ 前記ボールねじシャフトの第２のセクションは、前記右回り又は左回りの螺旋軌道の他方を含む、［４］又はそれに従属する請求項のいずれかの請求項に従属する［１０］に記載のグリッパアセンブリ。
［１２］ 前記ボールねじアクチュエータアセンブリは、
前記第２のフィンガーアセンブリに接続された第２のボールねじナットと、
前記第２のボールねじナットが移動可能に取り付けられるセクションを備える第２のボールねじシャフトと、前記第２のボールねじシャフトはその長手方向軸の周りを回転可能であり、
前記第２のボールねじシャフトに直接接続され、前記第２のボールねじシャフトをその長手方向軸の周りで回転させるように構成された第２のアクチュエータとを備え、ここで、前記第２のボールねじナット及び前記第２のボールねじシャフトは、前記第２のボールねじシャフトが時計回り又は反時計回りの方向のうちの一方に回転されるときに前記第２のフィンガーアセンブリを前記第１のフィンガーアセンブリの方向に移動させ、前記第２のボールねじシャフトが前記時計回り又は反時計回りの方向のうちの他方に回転されるときに前記第２のフィンガーアセンブリを前記第１のフィンガーアセンブリから離れる方向に移動させるように構成される、［１］に記載のグリッパアセンブリ。
［１３］ ［１］から［１２］のいずれか一項に記載のグリッパアセンブリを備えるロボットマニピュレータ。
［１４］ ［１３］に記載のロボットマニピュレータを備えるマニピュレータ装置。
【国際調査報告】