特表 2024-537129 マルチモードロボットエンドエフェクタ

(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】2024-10-10

(54)【発明の名称】マルチモードロボットエンドエフェクタ

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/00 20060101AFI20241003BHJP

【ＦＩ】

B25J15/00 C

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024520671

(86)(22)【出願日】2022-10-06

(85)【翻訳文提出日】2024-05-30

(86)【国際出願番号】 US2022045866

(87)【国際公開番号】W WO2023059780

(87)【国際公開日】2023-04-13

(31)【優先権主張番号】63/253,045

(32)【優先日】2021-10-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521105662

【氏名又は名称】デクステリティ・インコーポレーテッド

【氏名又は名称原語表記】ＤＥＸＴＥＲＩＴＹ，ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ラヴェット・アンドリュー

(72)【発明者】

【氏名】アルヴァーヨ・アルベルト・レイヴァ

(72)【発明者】

【氏名】クマー・シティジ

(72)【発明者】

【氏名】ネイダー・シリル

(72)【発明者】

【氏名】サン・カスバート

(72)【発明者】

【氏名】モダー・アンモル・サイプラサド

(72)【発明者】

【氏名】キム・ジャスティン・ソンジュン

(72)【発明者】

【氏名】ナヤック・ヴァルン・ウダイ

(72)【発明者】

【氏名】メノン・サミア

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707DS03

3C707DS10

3C707LV15

(57)【要約】

【解決手段】エンドエフェクタが開示されている。エンドエフェクタは、ロボットエンドエフェクタが第１モードで動作される時に、少なくとも１つの第１物体を把持するための第１把持メカニズムと、ロボットエンドエフェクタが第２モードで動作される時に、第２物体を把持するための第２把持メカニズムと、を備える。第２把持メカニズムは、ロボットエンドエフェクタが第１モードで動作するよう制御される時に、ロボット制御で非アクティブ状態に配置される。
【選択図】図３Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボットエンドエフェクタであって、
ロボット作動式の第２グリッパと、
前記ロボットエンドエフェクタの中心垂直軸の両側に互いに向かい合って配置されている第１要素および第２要素を備えるロボット作動式の第１グリッパと、前記ロボット作動式の第２グリッパは、前記第１要素と前記第２要素との間に配置され、
前記第１グリッパが利用のために配置される動作の第１モードまたは前記第２グリッパが利用のために配置される動作の第２モードに前記ロボットエンドエフェクタを配置するよう構成されているロボット作動式の格納－伸長メカニズムと、
を備える、ロボットエンドエフェクタ。

【請求項2】

請求項１に記載のロボットエンドエフェクタであって、
前記ロボット作動式の第２グリッパは、前記ロボットエンドエフェクタが前記第１モードで動作するよう制御される時に、ロボット制御で非アクティブ状態に配置され、
前記ロボット作動式の第２把持メカニズムは、前記エンドエフェクタが前記第２モードで動作するよう制御される時に、ロボット制御でアクティブ状態に配置される、ロボットエンドエフェクタ。

【請求項3】

請求項１に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記ロボットエンドエフェクタを前記第１モードに配置することは、前記ロボット作動式の第１グリッパが第１物体と係合するために、前記ロボット作動式の第１グリッパの少なくとも一部を露出させる、ロボットエンドエフェクタ。

【請求項4】

請求項１に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記ロボット作動式の第２グリッパは、トレイまたはその他の容器を把持するよう構成されている、ロボットエンドエフェクタ。

【請求項5】

請求項１に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記ロボット作動式の第１グリッパは、トレイまたはその他の容器に含まれる少なくとも１つの第１物体を把持するよう構成されている、ロボットエンドエフェクタ。

【請求項6】

請求項１に記載のロボットエンドエフェクタであって、
前記ロボットエンドエフェクタは、ロボットアームに接続されるよう構成され、
前記第１要素および前記第２要素は、前記物体の２以上の側面または前記物体の底面と係合するよう構成されているグリッパアームに対応する、ロボットエンドエフェクタ。

【請求項7】

請求項６に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記ロボットエンドエフェクタを前記第１モードに配置することは、前記グリッパアームの少なくとも１つを収容状態へ回転させることを含み、前記グリッパアームに前記少なくとも１つを回転させることは、物体と係合するように前記ロボット作動式の第１グリッパの少なくとも一部を露出させる、ロボットエンドエフェクタ。

【請求項8】

請求項１に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記ロボット作動式の第１グリッパは、複数の吸着ベース把持メカニズムと、前記複数の吸着ベース把持メカニズムに吸着力を印加するための１または複数の作動メカニズムと、を備える、ロボットエンドエフェクタ。

【請求項9】

請求項８に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記ロボット作動式の第１グリッパは、複数の第１物体を一度に把持するよう構成されている、ロボットエンドエフェクタ。

【請求項10】

請求項９に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記複数の吸着ベース把持メカニズムの内の第１サブセットの把持メカニズムは、前記複数の吸着ベース把持メカニズムの内の第２サブセットの把持メカニズムとは独立的に制御されるよう構成されている、ロボットエンドエフェクタ。

【請求項11】

請求項１０に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記第１サブセットの把持メカニズムは、１または複数の第１物体の第１サブセットを把持するよう制御され、前記第２サブセットの把持メカニズムは、前記１または複数の第１物体の第２サブセットを把持するよう制御される、ロボットエンドエフェクタ。

【請求項12】

請求項８に記載のロボットエンドエフェクタであって、
前記１または複数の作動メカニズムは、制御コンピュータから１または複数の信号を取得し、前記１または複数の信号の内の少なくとも１つに応じて動作するよう構成され、
前記１または複数の作動メカニズムは、前記１または複数の信号の内の少なくとも１つに応じて１または複数の第１物体を把持するための把持戦略に従って決定される、ロボットエンドエフェクタ。

【請求項13】

請求項１２に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記複数の吸着ベース把持メカニズムの少なくとも一部は、伸展可能な吸着カップを備える、ロボットエンドエフェクタ。

【請求項14】

請求項１３に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記伸展可能な吸着カップは、前記１または複数の信号の内の少なくとも１つに少なくとも部分的に基づいて制御される、ロボットエンドエフェクタ。

【請求項15】

請求項１に記載のロボットエンドエフェクタであって、さらに、物体またはカートと係合して、前記物体または前記カートを押すまたは引くよう構成されている１または複数の構造を備える、ロボットエンドエフェクタ。

【請求項16】

請求項１５に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記１または複数の構造は、前記ロボット作動式の第２グリッパ上に配置されている、ロボットエンドエフェクタ。

【請求項17】

請求項１に記載のロボットエンドエフェクタであって、さらに、
ロボットアームに結合されるよう構成されている横部材を備え、
前記第１要素は、第１遠位端で前記横部材に結合され、把持される物体の第１側にある第１凹部と機会的に係合するよう構成され、
前記第２要素は、前記第１遠位端と反対側の第２遠位端で前記横部材に結合され、把持される前記物体の第２側にある第２凹部と機会的に係合するよう構成されている、ロボットエンドエフェクタ。

【請求項18】

請求項１７に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記ロボット作動式の第１グリッパは、前記第１遠位端と前記第２遠位端との間の間の位置で前記横部材に結合されている、ロボットエンドエフェクタ。

【請求項19】

請求項１７に記載のロボットエンドエフェクタであって、さらに、前記第１要素または前記第２要素の一方または両方の位置に関する情報を取得するよう構成されているセンサを備える、ロボットエンドエフェクタ。

【請求項20】

請求項１９に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記センサは、前記第１要素または前記第２要素の前記一方または両方が、前記第２モードに対応する配備位置にあるのか前記第１モードに対応する収容位置にあるのかを示す情報を取得するよう構成されている機械式リミットスイッチである、ロボットエンドエフェクタ。

【請求項21】

請求項１９に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記センサは、前記第１要素または前記要素の前記一方または両方が、前記第２モードに対応する配備位置にあるのか前記第１モードに対応する収容位置にあるのかを示す情報を取得するよう構成されている光センサである、ロボットエンドエフェクタ。

【請求項22】

請求項１７に記載のロボットエンドエフェクタであって、
前記第１要素および前記第２要素の一方または両方は、前記横部材に対して可動であり、
前記第１要素および前記第２要素の前記一方または両方は、前記第２モードに対応する配備位置と前記第１モードに対応する収容位置との間で、ロボット制御で移動するよう構成されている、ロボットエンドエフェクタ。

【請求項23】

請求項１に記載のロボットエンドエフェクタを備える自律型トレイハンドリングロボットシステムであって、前記システムは、さらに、
構築される１セットの出力スタックを示すデータを格納するよう構成されているメモリと、各出力スタックは、関連するセットの物体を含み、
前記メモリに接続され、１または複数のロボットの動作を制御するよう構成されているプロセッサと、を備え、前記１または複数のロボットの各々は、１または複数の対応する移動元スタックからピックされた第１物体または第２物体を出力スタック上へ連続的にプレースすることによって、各出力スタックを構築することなどにより、物体の移動元スタックから１または複数の第１物体を繰り返しピックして前記１セットの出力スタックを構築するために、計画に従って、１または複数の第１物体を一度に把持、移動、および、プレースするよう構成され、
前記ロボットの各々は、ロボットアームと、別のロボットの支援なしに前記１または複数の第１物体を把持、移動、および、プレースするよう構成されている前記ロボットエンドエフェクタと、備える、システム。

【請求項24】

方法であって、
１または複数のプロセッサによって、ロボットエンドエフェクタを備えるよう構成されているロボットアームを用いて物体を把持することを決定し、
前記１または複数の物体を把持するための戦略を決定し、前記１または複数の物体を把持するための戦略を決定することは、
前記ロボットエンドエフェクタを第１動作モードまたは第２動作モードで動作させることを決定することを含み、
前記戦略に少なくとも部分的に基づいて前記ロボットエンドエフェクタを制御すること、
を備え、
前記ロボットエンドエフェクタは、前記第１モードまたは前記第２モードに前記ロボットエンドエフェクタを配置するよう構成されているロボット作動式の格納－伸長メカニズムを備え、
前記戦略に少なくとも部分的に基づいて前記ロボットエンドエフェクタを制御することは、前記戦略に少なくとも部分的に基づいて、前記第１モードまたは前記第２モードに前記ロボットエンドエフェクタを配置するよう、前記ロボット作動式の格納－伸長メカニズムを制御することを含む、方法。

【請求項25】

コンピュータプログラム製品であって、非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体内に具現化され、
１または複数のプロセッサによって、ロボットエンドエフェクタを備えるよう構成されているロボットアームを用いて物体を把持することを決定するためのコンピュータ命令と、
前記１または複数の物体を把持するための戦略を決定するためのコンピュータ命令と、前記ロボットエンドエフェクタを第１動作モードまたは第２動作モードで動作させることを決定することを含む、コンピュータ命令と、
前記戦略に少なくとも部分的に基づいて前記ロボットエンドエフェクタを制御するためのコンピュータ命令と、
を備え、
前記ロボットエンドエフェクタは、前記第１モードまたは前記第２モードに前記ロボットエンドエフェクタを配置するよう構成されているロボット作動式の格納－伸長メカニズムを備え、
前記戦略に少なくとも部分的に基づいて前記ロボットエンドエフェクタを制御することは、前記戦略に少なくとも部分的に基づいて、前記第１モードまたは前記第２モードに前記ロボットエンドエフェクタを配置するよう、前記ロボット作動式の格納－伸長メカニズムを制御することを含む、コンピュータプログラム製品。

【請求項26】

システムであって、
ロボットエンドエフェクタを備えるよう構成されているロボットアームと、前記ロボットエンドエフェクタは、第１動作モードまたは第２動作モードに前記ロボットエンドエフェクタを配置するよう構成されているロボット作動式の格納－伸長メカニズムを備え、
物体を把持するよう前記ロボットアームを制御するよう構成されている制御コンピュータと、
を備え、
前記制御コンピュータは、
ロボットエンドエフェクタを備えるよう構成されているロボットアームを用いて物体を把持することを決定し、
前記１または複数の物体を把持するための戦略を決定し、
前記ロボットエンドエフェクタを前記第１モードまたは前記第２モードで動作させることを決定し、
前記戦略に少なくとも部分的に基づいて前記ロボットエンドエフェクタを制御するように構成され、 前記戦略に少なくとも部分的に基づいて前記ロボットエンドエフェクタを制御することは、前記戦略に少なくとも部分的に基づいて、前記第１モードまたは前記第２モードに前記ロボットエンドエフェクタを配置するよう、前記ロボット作動式の格納－伸長メカニズムを制御することを含む、システム。

【請求項27】

請求項２６に記載のシステムであって、前記ロボットエンドエフェクタは、
ロボット作動式の第２グリッパと、
前記ロボットエンドエフェクタの中心垂直軸の両側に互いに向かい合って配置されている第１要素および第２要素を備えたロボット作動式の第１グリッパと、前記ロボット作動式の第２グリッパは、前記第１要素と前記第２要素との間に配置され、
前記第１グリッパが利用のために配置される第１動作モードまたは前記第２グリッパが利用のために配置される第２動作モードに前記ロボットエンドエフェクタを配置するよう構成されているロボット作動式の格納－伸長メカニズムと、
を備える、システム。

【請求項28】

ロボットエンドエフェクタであって、
吸着力が印加された時に１または複数の物体を把持するよう構成されている１セットの吸着ベース把持メカニズムと、
少なくとも第１サブセットの吸着ベース把持メカニズムを移動させて、前記第１サブセットの吸着ベース把持メカニズムおよび第２サブセットの吸着ベース把持メカニズムの相対位置を変化させるよう構成されているロボット制御式作動メカニズムと、
を備える、ロボットエンドエフェクタ。

【請求項29】

請求項２８に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記１セットの吸着ベース把持メカニズムは、複数の吸着カップを備える、ロボットエンドエフェクタ。

【請求項30】

請求項２８に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記第１サブセットの吸着ベース把持メカニズムおよび前記第２サブセットの吸着ベース把持メカニズムの前記相対位置を変化させることは、前記第１サブセットの吸着ベース把持メカニズムの内の少なくとも１つと前記第２サブセットの吸着ベース把持メカニズムの内の少なくとも１つとの間の距離を変化させる、ロボットエンドエフェクタ。

【請求項31】

請求項２８に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記ロボット制御式作動メカニズムは、作動された時に前記第１サブセットの吸着ベース把持メカニズムの前記相対位置を変化させる空気圧制御ピストンを備える、ロボットエンドエフェクタ。

【請求項32】

請求項２８に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記ロボット制御式作動メカニズムは、制御コンピュータから受信された１または複数の制御信号に基づいて制御される、ロボットエンドエフェクタ。

【請求項33】

請求項３２に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記制御コンピュータは、特定の物体を把持するための戦略に少なくとも部分的に基づいて、前記第１サブセットの吸着ベース把持メカニズムおよび前記第２サブセットの吸着ベース把持メカニズムの前記相対位置を変化させることを決定する、ロボットエンドエフェクタ。

【請求項34】

請求項３３に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記制御コンピュータは、前記特定の物体のサイズが閾値距離を超えているとの判定に少なくとも部分的に基づいて、前記第１サブセットの吸着ベース把持メカニズムの内の少なくとも１つと、前記第２サブセットの吸着ベース把持メカニズムの内の少なくとも１つとの間の距離を増大させることを決定する、ロボットエンドエフェクタ。

【請求項35】

請求項２８に記載のロボットエンドエフェクタを備えたマルチモードロボットエンドエフェクタであって、前記マルチモードロボットエンドエフェクタは、前記マルチモードロボットエンドエフェクタを第１モードで動作させることに関連して、請求項２８のロボットエンドエフェクタを利用するよう構成されている、マルチモードロボットエンドエフェクタ。

【発明の詳細な説明】

【他の出願への相互参照】

【0001】

本願は、２０２１年１０月６日出願の米国仮特許出願第６３／２５３，０４５号「ＭＵＬＴＩ－ＭＯＤＥ ＲＯＢＯＴＩＣ ＥＮＤ ＥＦＦＥＣＴＯＲ」に基づく優先権を主張し、その仮特許出願は、すべての目的のために参照により本明細書に組み込まれる。

【背景技術】

【0002】

特定の倉庫業務および同様の業務において、「ラインキッティング」と呼ばれることがある一連のタスクが、さらなる流通（小売店への配達など）に向けて積み重なったアイテムのトレイを組み立てるために実行されうる。同じタイプのアイテムを収容しているトレイのスタックが受け取られてよく、（例えば、所与の目的地へ送られる）トレイの混合スタックを組み立てるために、対応するタイプのアイテムのトレイを各々有する異なる均一なスタックから、トレイが引き出される。

【0003】

例えば、製パン所は、異なるタイプの製品を焼くことができ、各々対応する一様なタイプの製品（特定のタイプのパンまたはその他の焼いた商品など）を積み重ね可能トレイに満たしうる。トレイのスタックは、例えば流通センターへ、製パン所によって提供されうる。或るスタックは、スライスした白パンを保持するトレイを備え、別のスタックは、全粒粉パンを保持するトレイを有し、さらに別のトレイは、ブルーベリーカップケーキのパッケージを保持するトレイを有しうる、などである。トレイが、（潜在的に）混合されたトレイのスタックを組み立てるために、様々なスタックから引き出されうる。例えば、６つの白パントレイ、３つの全粒粉パントレイ、および、１つのブルーベリーカップケーキトレイを含むスタックが、例えば小売店への配達に向けて、組み立てられうる。

【0004】

上記の例は、異なるタイプの焼いた商品のトレイを含むが、他のラインキッティング動作において、積み重ね可能トレイが、他の製品を保持してもよい。

【0005】

典型的なアプローチにおいて、トレイは、人間の作業員が扱う。トレイは、例えば、取っ手の上または中に作業員の手を置くことによって、人間の作業員がトレイをつかんで移動させることを可能にするために、取っ手を備えうる。人間の作業員によるかかる作業は、疲労または怪我の原因となりえ、完了するのに多くの時間が掛かりうるものであり、エラーが発生しやすい場合がある。

【図面の簡単な説明】

【0006】

以下の詳細な説明および添付の図面において、本発明の様々な実施形態を開示する。

【0007】

【図1A】ロボットラインキッティングシステムの一実施形態を示すブロック図。

【0008】

【図1B】ロボットラインキッティングシステムの一実施形態を示すブロック図。

【0009】

【図2A】トレイのスタックを構築するための自動処理の一実施形態を示す状態図。

【0010】

【図2B】トレイのスタックを構築するための自動処理の一実施形態を示すフローチャート。

【0011】

【図2C】トレイへ／からアイテムをピックアンドプレースするための自動処理の一実施形態を示すフローチャート。

【0012】

【図3A】ロボット制御トレイハンドリングエンドエフェクタの一実施形態を示す図。

【0013】

【図3B】ロボット制御トレイハンドリングエンドエフェクタの一実施形態を示す図。

【0014】

【図3C】ロボット制御トレイハンドリングエンドエフェクタの一実施形態を示す図。

【0015】

【図4】様々な実施形態に従って、物体を移動させるようエンドエフェクタを動作させるための処理を示すフローチャート。

【0016】

【図5A】様々な実施形態に従って、トレイへ／からアイテムをピックまたはプレースすることに関連してエンドエフェクタを動作させるための処理を示すフローチャート。

【0017】

【図5B】様々な実施形態に従って、トレイへ／からアイテムをピックまたはプレースすることに関連してエンドエフェクタを動作させるための処理を示すフローチャート。

【0018】

【図6A】様々な実施形態に従って、トレイまたはその他の容器をピックまたはプレースすることに関連してエンドエフェクタを動作させるための処理を示すフローチャート。

【0019】

【図6B】様々な実施形態に従って、トレイまたはその他の容器をピックまたはプレースすることに関連してエンドエフェクタを動作させるための処理を示すフローチャート。

【0020】

【図6C】様々な実施形態に従って、トレイへ／からアイテムをピックまたはプレースすることに関連してエンドエフェクタを動作させるための処理を示すフローチャート。

【0021】

【図6D】様々な実施形態に従って、トレイへ／からアイテムをピックまたはプレースすることに関連してエンドエフェクタを動作させるための処理を示すフローチャート。

【0022】

【図7A】様々な実施形態に従って、第１モードに構成されたエンドエフェクタを示す図。

【0023】

【図7B】様々な実施形態に従って、第１モードに構成されたエンドエフェクタを示す図。

【0024】

【図7C】様々な実施形態に従って、第１モードに構成されたエンドエフェクタを示す図。

【0025】

【図8A】様々な実施形態に従って、ロボット制御トレイ／アイテムハンドリングエンドエフェクタを示す図。

【0026】

【図8B】様々な実施形態に従って、ロボット制御トレイ／アイテムハンドリングエンドエフェクタを示す図。

【0027】

【図8C】様々な実施形態に従って、ロボット制御トレイ／アイテムハンドリングエンドエフェクタを示す図。

【0028】

【図9A】様々な実施形態に従って、ロボット制御トレイ／アイテムハンドリングエンドエフェクタを示す図。

【0029】

【図9B】様々な実施形態に従って、ロボット制御トレイ／アイテムハンドリングエンドエフェクタを示す図。

【0030】

【図10A】様々な実施形態に従って、ガイドフィンを備えたロボット制御トレイ／アイテムハンドリングエンドエフェクタを示す図。

【0031】

【図10B】様々な実施形態に従って、ガイドフィンを備えたロボット制御トレイ／アイテムハンドリングエンドエフェクタを示す図。

【0032】

【図10C】様々な実施形態に従って、ガイドフィンを備えたロボット制御トレイ／アイテムハンドリングエンドエフェクタを示す図。

【0033】

【図10D】様々な実施形態に従って、ガイドフィンを備えたロボット制御トレイ／アイテムハンドリングエンドエフェクタを示す図。

【0034】

【図11】様々な実施形態に従って、１または複数のトレイをスタック上にプレースするための自動処理を示すフローチャート。

【0035】

【図12】特定のトレイの向きに積み重ねられるよう構成されているトレイのスタックの一例を示す図。

【0036】

【図13】トレイハンドリングロボットの一実施形態を示す図。

【0037】

【図14】様々な実施形態に従って、エンドエフェクタが動作されるモードを選択し、選択されたモードでエンドエフェクタを動作させるための処理を示すフローチャート。

【0038】

【図15A】様々な実施形態に従って、吸着ベースエンドエフェクタの底面を示す図。

【0039】

【図15B】様々な実施形態に従って、吸着ベースエンドエフェクタの底面を示す図。

【0040】

【図15C】様々な実施形態に従って、吸着ベースエンドエフェクタの底面を示す図。

【0041】

【図15D】様々な実施形態に従って、吸着ベースエンドエフェクタの底面を示す図。

【0042】

【図15E】様々な実施形態に従って、吸着ベースエンドエフェクタの側面を示す図。

【0043】

【図15F】様々な実施形態に従って、吸着ベースエンドエフェクタの側面を示す図。

【0044】

【図16】様々な実施形態に従って、１セットのアイテをピックアンドプレースすることに関連してエンドエフェクタを動作させるための処理を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0045】

本発明は、処理、装置、システム、物質の組成、コンピュータ読み取り可能な格納媒体上に具現化されたコンピュータプログラム製品、および／または、プロセッサ（プロセッサに接続されたメモリに格納および／またはそのメモリによって提供される命令を実行するよう構成されたプロセッサ）を含め、様々な形態で実施されうる。本明細書では、これらの実施例または本発明が取りうる任意の他の形態が、技術と呼ばれうる。一般に、開示されている処理の工程の順序は、本発明の範囲内で変更されてもよい。特に言及しない限り、タスクを実行するよう構成されるものとして記載されたプロセッサまたはメモリなどの構成要素は、或る時間にタスクを実行するよう一時的に構成された一般的な構成要素として、または、タスクを実行するよう製造された特定の構成要素として実装されてよい。本明細書では、「プロセッサ」という用語は、１または複数のデバイス、回路、および／または、コンピュータプログラム命令などのデータを処理するよう構成された処理コアを指すものとする。

【0046】

以下では、本発明の原理を示す図面を参照しつつ、本発明の１または複数の実施形態の詳細な説明を行う。本発明は、かかる実施形態に関連して説明されているが、どの実施形態にも限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ限定されるものであり、本発明は、多くの代替物、変形物、および、等価物を含む。以下の説明では、本発明の完全な理解を提供するために、多くの具体的な詳細事項が記載されている。これらの詳細事項は、例示を目的としたものであり、本発明は、これらの具体的な詳細事項の一部または全てがなくとも特許請求の範囲に従って実施可能である。簡単のために、本発明に関連する技術分野で周知の技術事項については、本発明が必要以上にわかりにくくならないように、詳細には説明していない。

【0047】

自律型トレイハンドリングラインキッティングロボットが開示されている。様々な実施形態において、本明細書で開示されているラインキッティングロボットは、アイテムのトレイを把持するための構造を備えた本明細書に開示のエンドエフェクタを有するロボットアームを備える。様々な実施形態において、１または複数のかかるロボットは、移動元スタックからトレイを把持し、構築を要求されている出力スタックを示すインボイス、マニフェスト、または、その他の入力データに従って構築される移動先スタックへ、単独でまたはグループで、トレイを移動させるために、単一の作業空間で一緒に動作してよい。いくつかの実施形態において、本明細書で開示されている２以上のロボットが、同じレールまたはその他の運搬構造上で動作してよい。衝突を回避し、入力情報（インボイス、マニフェストなど）に従って、対応するトレイの組み合わせを各々有する複数の出力スタックを構築するなど、一連のラインキッティングタスク全体を完了させるようすべてのロボットを効率的に利用するために、動作が調整される。

【0048】

様々な実施形態が、１または複数のトレイ、トレイまたはその他の容器内のアイテム、もしくは、その他の物体を把持、移動、および、プレースするために、ロボットアームに備えられまたは接続されるエンドエフェクタデバイス（本明細書では、エンドエフェクタとも呼ばれる）を備える。エンドエフェクタは、（ｉ）ロボットエンドエフェクタが第１モードで動作される時に、少なくとも１つの第１物体を把持するための第１把持メカニズムと、（ｉｉ）ロボットエンドエフェクタが第２モードで動作される時に、第２物体を把持するための第２把持メカニズムと、を備える。第２把持メカニズムは、ロボットエンドエフェクタが第１モードで動作するよう制御される時に、ロボット制御で非アクティブ状態に配置される。第２把持メカニズムは、エンドエフェクタが第２モードで動作するよう制御される時に、ロボット制御でアクティブ状態に配置される。

【0049】

様々な実施形態が、ロボットエンドエフェクタを含む。ロボットエンドエフェクタは、ロボット作動式の第２グリッパと、ロボットエンドエフェクタの中心垂直軸の両側で互いに向かい合って（反対側に）配置されている第１要素および第２要素を備えたロボット作動式の第１グリッパであって、ロボット作動式の第２グリッパは、第１要素と第２要素との間に配置されている、第１グリッパと、第１グリッパが利用のために配置される第１動作モードまたは第２グリッパが利用のために配置される第２動作モードにロボットエンドエフェクタを配置するよう構成されているロボット作動式の格納－伸長メカニズムと、を備える。

【0050】

本明細書で用いられているように、第１把持メカニズム（本明細書では、ロボット作動式第１グリッパとも呼ばれうる）は、吸着ベースエンドエフェクタまたはその他の把持メカニズムを備えてよい。いくつかの実施形態において、吸着ベースエンドエフェクタは、複数の吸着カップを備える。複数の吸着カップは、集合的に制御されてよく、または、複数の吸着カップの一部が、複数の吸着カップの別の一部とは独立的に制御されてもよい。いくつかの実施形態において、吸着ベースエンドエフェクタは、１または複数のアイテムを、ロボットの作業空間内のトレイまたはその他の容器からピックし、もしくは、１または複数のアイテムをそこへプレースするようロボット制御される。

【0051】

本明細書で用いられているように、第２把持メカニズム（本明細書では、ロボット作動式第２グリッパとも呼ばれうる）は、トレイの側面または底面を把持することによってトレイ（もしくは、その他のアイテムまたは容器）をピックアップする複数のグリッパアームっを備えたエンドエフェクタを備えてよい。いくつかの実施形態において、第２把持メカニズムの１または複数のグリッパアームは、エンドエフェクタがロボットアームへ接続されているマウントに関して可動である。一例として、１または複数の可動グリッパアームは、（例えば、トレイをピックアップすることに関連して）トレイに対してグリップを閉じるよう、または、（例えば、移動先位置でトレイを解放することに関連して）トレイに対するグリップを開くよう、ロボット制御されてよい。例えば、第２把持メカニズムは、アクティブアームおよびパッシブアームを備えてよく、アクティブアームは、トレイの把持／解放を調整するようロボット制御されてよい。

【0052】

様々な実施形態が、複数のモードで動作可能なマルチモードエンドエフェクタを含む。複数のモードは、第１モード、第２モード、および／または、第３モードの内の２以上を含んでよい。

【0053】

いくつかの実施形態において、第１モードは、マルチモードエンドエフェクタに備えられている吸着ベースエンドエフェクタを制御することを含む。マルチモードエンドエフェクタは、トレイの荷降ろし、または、所定のマニフェスト（例えば、遂行されている注文）に基づいたキットの構築などに関連して、トレイまたはその他の容器から／へアイテムをピック／プレースするよう制御されてよい。いくつかの実施形態において、マルチモードエンドエフェクタが第１モードで動作される時、第２把持メカニズム（例えば、グリッパアームを備えたエンドエフェクタ）は、吸着ベースエンドエフェクタを露出させるため、または、吸着ベースエンドエフェクタがアイテムをより良好に把持することを可能にするためなどに、非アクティブ状態に配置されてよい（例えば、収容状態または格納状態に収容されてよい）。例えば、マルチモードエンドエフェクタを第１モードで動作させると決定したことに応じて、第２把持メカニズムの少なくとも一部（例えば、１または複数のグリッパアーム）は、第２把持メカニズムのかかる部分を非アクティブ状態に移行させるよう（例えば、把持されるアイテムへ吸着ベースエンドエフェクタをより良好に露出させる位置にグリッパアームを収容するように、グリッパアームを移動させるよう）制御される。

【0054】

いくつかの実施形態において、第２モードは、複数のグリッパアームを備えたエンドエフェクタを制御することを含み、かかるエンドエフェクタは、マルチモードエンドエフェクタに備えられている。マルチモードエンドエフェクタは、トレイまたはその他の容器をピックアンドプレースすることで、トレイをトレイスタックに積み重ね、もしくは、別のトレイを露出させるために（例えば、別のトレイ内のアイテムを露出させるために）空のトレイを除去するよう制御されてよい。いくつかの実施形態において、マルチモードエンドエフェクタが第２モードで動作される時、第２把持メカニズム（例えば、複数のグリッパアームを備えたエンドエフェクタ）は、複数のグリッパアームを備えたエンドエフェクタがトレイまたはその他の容器と係合することを可能にするなどのために、アクティブ状態に配置されてよい（例えば、配備状態に配置されてよい）。例えば、アクティブ状態で、グリッパアームは、グリッパアームによって係合されたトレイと、マルチモードエンドエフェクタに備えられている吸着ベースエンドエフェクタとの間のクリアランスを提供するように配置される。マルチモードエンドエフェクタを第２モードで動作させると決定したことに応じて、第２把持メカニズムの少なくとも一部（例えば、１または複数のグリッパアーム）は、第２把持メカニズムのかかる部分を非アクティブ状態からアクティブ状態へ移行させるよう（例えば、トレイを係合するためにグリッパアームをより良好に露出させる位置にグリッパアームを配備するように、グリッパアームを移動させるよう）制御される。

【0055】

いくつかの実施形態において、第３モードは、マルチモードエンドエフェクタに取り付けられた１または複数の剛性構造を用いて物体（例えば、アイテム、トレイなどの容器、または、トレイのスタックを備えたカートなどのカート）などを引くまたは押すよう、マルチモードエンドエフェクタを制御することを含む。第３モードに従ってマルチモードエンドエフェクタを動作させることで、ロボットアームは、物体の位置を調整できる。

【0056】

容器（例えば、トレイ、トート、コンテナ、など）を移動させるため、および、容器内に含まれるアイテムを移動させるための関連技術のシステムは、容器から／へアイテムをピックまたはプレースするための第１把持メカニズムと、容器（例えば、エンドエフェクタまたはコンベヤなど）を移動させるための第２把持メカニズムと、を利用する。関連技術のシステムは、第１把持メカニズムおよび第２把持メカニズムを備えたエンドエフェクタを備えていない（例えば、関連技術のエンドエフェクタは、特定のロボットアーム上に同時に配備されている第１把持メカニズムおよび第２把持メカニズムを備えていない）。例えば、いくつかの関連技術のシステムにおいて、第２把持メカニズムに対応する第２エンドエフェクタが、容器を移動させるためにロボットアームに取り付けられており、容器からアイテムをピック／プレースするために、ロボットアームは、別のエンドエフェクタ（例えば、第１把持メカニズムに対応する第１エンドエフェクタ）または第１エンドエフェクタをすでに備えている別のロボットアームを取り付けるよう制御される。換言すると、関連技術のシステムは、第２エンドエフェクタがロボットアームに取り付けられることを可能にするために、ロボットアームから第１エンドエフェクタを切り離す。関連技術に従ったエンドエフェクタは、複数のエンドエフェクタまたは把持メカニズムを備えておらす、関連技術に従ったエンドエフェクタは、エンドエフェクタが異なるモードに従って動作されるマルチモード式ではない。したがって、関連技術のシステムまたはエンドエフェクタは非効率的である。例えば、関連技術のシステムは、システムにおけるロボットアームのサブセットが、第１把持メカニズムを備え、システムにおけるロボットアームの別のサブセットが、第２把持メカニズムを備え、ロボットアームの異なるサブセットが、第１把持メカニズムによって可能になる機能および第２把持メカニズムによって可能になる機能を実行するために一緒に動作されるように、さらなるロボットアームを利用しうる。別の例として、関連技術のシステムは、第２把持メカニズムを取り付ける前にロボットアームから第１把持メカニズムを取り外す（例えば、切り離す）必要がありうるため、異なるエンドエフェクタのかかる切り離しおよび結合が、第１把持メカニズムによって可能になる機能および第２把持メカニズムによって可能になる機能の両方を実行する際に遅延をもたらす。

【0057】

いくつかの実施形態において、システムは、動作を自動的に実行するようマルチモードエンドエフェクタを制御するための制御コンピュータを備える。制御コンピュータは、さらに、制御コンピュータがタスクのセットを実行することに関連してロボットアームおよびマルチモードエンドエフェクタを集合的に制御するように、マルチモードエンドエフェクタに対するロボットアームを制御するために用いられてよい。動作を自動的に実行するようマルチモードエンドエフェクタを制御することは、グリッパアーム（例えば、第２把持メカニズムに備えられているグリッパアーム）を用いてトレイ（またはその他の容器または大きいアイテム）を把持または移動させること、グリッパアームを用いてトレイのスタック（例えば、台車またはその他の車の上に配備されたトレイのスタック）を押すまたは引くこと、第１把持メカニズム（例えば、吸着ベースエンドエフェクタ）を用いてトレイから／へアイテムをピックおよび／またはプレースすること、もしくは、作業空間内のより小さいアイテムを別の方法で移動させること、などを含みうる。

【0058】

いくつかの実施形態において、システムは、（例えば、１セットの注文を満たすなど、より高レベルの目標を達成するために）実行される１セットのタスクを決定し、タスクセット内のそれぞれのタスクを実行することに関連するコスト関数に基づいて、１セットのタスクが実行される順序を決定する。システムは、第１モードまたは第２モードの間でマルチモードエンドエフェクタの制御を移行させることに関連するコストに基づいて、１セットのタスクが実行される順序を決定してよい。例えば、システムは、非アクティブ状態とアクティブ状態との間で第２把持メカニズム（例えば、複数のグリッパアームを備えたエンドエフェクタ）を移行させることに関連するコストに少なくとも部分的に基づいて、１セットのタスクが実行される順序を決定する。

【0059】

いくつかの実施形態において、システムは、作業空間内のアイテムの１または複数のアイテム属性に関する情報と、作業空間の状態に関する情報とを、１または複数のセンサから取得する。１または複数の属性は、識別子（例えば、バーコード、シリアル番号、製品番号）、形状、剛性、サイズ、重量、アイテムが壊れやすいか否かの示唆、アイテムが柔らかいまたは変形しやすいパッケージを有するか否かの示唆、などを含みうる。作業空間の状態に関する情報は、トレイ（または、その他の容器、台車、カート、など）の数、作業空間内のトレイの位置、トレイに含まれる製品またはアイテムの示唆、（もしあれば）別のロボットアームの位置、作業空間内のその他の物体または人間の位置、などの内の１または複数を含みうる。アイテム属性および作業空間の状態に関する情報を取得したことに応じて、システムは、（例えば、トレイの荷積みまたは荷降ろしに関連して、または、インボイス、梱包票に従って注文をキッティングすることなどに関連して、アイテムをピックアンドプレースするために）実行されるＭ個のタスクのセットを決定し、Ｍ個のタスクのセットに対応するアイテムをピックアンドプレースするようロボットアームを制御するための１または複数の計画を決定する。いくつかの実施形態において、システムは、Ｍ個のタスクのセットを実行することに関連して、Ｍ個のタスクのセットの次のＮ個のタスクの最適なセットを決定する（例えば、Ｎは、Ｍ以下である）。例えば、システムは、１セットのＭ個のタスクが実行される最適な順序を決定する。Ｎ個のタスクの最適なセットまたは１セットのＭ個のタスクの順序は、コスト関数に基づいて、または、そうでなければ、マルチモードエンドエフェクタの状態（例えば、グリッパアームが配備されているか非込められているかなど、第２把持メカニズムの状態）に少なくとも部分的に基づいて、決定されうる。例えば、第２把持メカニズムの状態を（例えば、アクティブ状態と非アクティブ状態との間で）変更することは、時間、エネルギ、時間など、いくつかの関連コストを有する。したがって、システムは、Ｎ個のタスクのセットを実行する全体コストを最小化するように、または、コスト基準を満たすように（例えば、全体コストが所定のコスト閾値より小さくなるように）、または、Ｎ個のタスクのセットを実行しつつ第２把持メカニズムの状態を変更することに関連するコストを最小化するように、Ｎ個のタスクのセットを完了させるための最適な順序を決定できる。

【0060】

様々な実施形態において、本明細書で開示されているトレイハンドリングロボットシステムは、梱包された食料品または任意のその他の商品またはその他のアイテムを含むトレイのフルフィルメントで連携する複数のロボットによって占有される単一レールシステムを備える。トレイは、様々な高さのスタックに到着し、様々な向きで積み重ねられてよい。いくつかの実施形態において、システムは、２つの側、すなわち、均質なスタックが入る入力側、ならびに、様々な顧客および／またはその他の目的地に特化し、例えば、注文リストに基づいて入力側から様々な製品をキッティングすることによって形成される出力側、に分けられている。

【0061】

いくつかの実施形態において、複数のロボットが、同じレールまたはその他の運搬システム上で動作する。例えば、２以上のロボットが、同じレールシステム上で動作してよい。各ロボットは、互いのロボットから独立して、ロボット制御下でレールに沿って移動されうるシャーシ上に取り付けられている。ロボットは、互いを認識し、注文のフルフィルメントを最適化するためにそれらの動きを調整する。各ロボットは、（例えば、トレイグリッパなどの第２把持メカニズムを用いて）トレイを把持すると共に、（例えば、吸着ベースエンドエフェクタなどの第１把持メカニズムを用いて）トレイから／へアイテムをピックまたはプレースするよう設計された単一のマルチモードエンドエフェクタを用いてよい。あるいは、ロボットは、複数のトレイを一度に把持するよう設計されたトレイグリッパを用いてもよい。様々な実施形態において、グリッパは、モジュール式であり、様々な異なるトレイに適合されうる。

【0062】

様々な実施形態において、本明細書で開示されているロボットシステムは、台車（またはその他のカート）上に置かれたトレイ（またはその他の容器）の静止したスタックからピックするよう構成されている。かかるロボットシステムの一例は、２０２０年２月２１日出願の米国特許出願第１６／７９７，３５９号「Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｈａｎｄｌｉｎｇ ｏｆ Ｓｏｆｔ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｉｎ Ｎｏｎ－Ｒｉｇｉｄ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ」に開示されており、その内容全体が、すべての目的のために参照により本明細書に組み込まれる。かかるロボットシステムの別の例は、２０２２年４月４日出願の米国特許出願第１７／７１２，９１５号「Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｔｒａｙ Ｇｒｉｐｐｅｒ」に開示されており、その内容全体が、すべての目的のために参照により本明細書に組み込まれる。かかるロボットシステムの別の例は、日付に出願の米国特許出願第１７／２１９，５０９号「Ｓｕｃｔｉｏｎ－Ｂａｓｅｄ Ｅｎｄ Ｅｆｆｅｃｔｏｒ ｗｉｔｈ Ｍｉｘｅｄ Ｃｕｐ Ｓｉｚｅｓ」に開示されており、その内容全体が、すべての目的のために参照により本明細書に組み込まれる。

【0063】

本明細書に記載されている実施形態は、キッティングシステムまたはトレイからのアイテムのピックアンドプレースの文脈で提供されているが、様々な実施形態が、パレタイズシステム、シンギュレーションシステム、などの様々なその他の文脈で実施されてよい。

【0064】

本明細書で用いられているデパレチゼーションは、パレットから（パレット上のアイテムのスタックから、など）アイテムをピックして、アイテムを移動させ、移動先位置（搬送構造など）にアイテムをプレースすることを含む。アイテムのセットをパレタイズ／デパレタイズするためのパレチゼーション／デパレチゼーションシステムおよび／または処理の例が、米国特許出願第１７／３４３，６０９号でさらに記載されており、その出願は、参照によりすべての目的のためにその全体が本明細書に組み込まれる。

【0065】

本明細書で用いられているアイテムのシンギュレーションは、移動元の山／流れからアイテムをピックして、搬送構造（例えば、仕切り付きコンベヤまたは同様の搬送手段）にアイテムをプレースすることを含む。任意選択的に、シンギュレーションは、移動元の山／流れからコンベヤ上のスロットまたはトレイへアイテムを１つずつプレースするなど、搬送構造上の様々なアイテムの仕分けを含みうる。アイテムのセットをシンギュレートするためのシンギュレーションシステムおよび／または処理の例が、米国特許出願第１７／２４６，３５６号でさらに記載されており、その出願は、参照によりすべての目的のためにその全体が本明細書に組み込まれる。

【0066】

本明細書で用いられているキッティングは、１または複数のアイテム／物体を対応する位置からピックして、１または複数のアイテムのセットがキットに対応するように１または複数のアイテムを所定の位置にプレースすることを含む。アイテムのセットをキッティングするためのキッティングシステムおよび／または処理の例が、米国特許出願第１７／２１９，５０３号でさらに記載されており、その出願は、参照によりすべての目的のためにその全体が本明細書に組み込まれる。

【0067】

図１Ａは、ロボットラインキッティングシステムの一実施形態を示すブロック図である。図の例においては、システム１００は、この例において提供されている入力スタック搬送手段（例えば、搬送手段１０６）に沿って入力端１０８（ステージング／積み込みエリア）から移動している移動元トレイスタック１０２および１０４を含む。この例における移動元トレイスタック１０２および１０４の各々は、車輪付きカートまたはシャーシの上に積み上げられている様子が示されている。様々な実施形態において、移動元トレイスタック１０２および１０４は、搬送手段１０６上に手動で押され、搬送手段１０６は、搬送手段１０６によって規定された作業空間を通して移動元トレイスタック１０２および１０４を前進させるよう構成されているコンベヤベルトまたはその他の構造であってよい。様々な実施形態において、移動元トレイスタック１０２および１０４は、マルチモードエンドエフェクタがトレイのスタックを押す／引くために用いられる第３モードで制御されているロボットアームなど、ロボットアーム（例えば、ロボットアーム１１２または１１４）によって搬送手段１０６上に押されて／引かれてよい。いくつかの実施形態において、移動元トレイが積み上げられたシャーシまたはその他のベース構造は、自走式である。いくつかの実施形態において、移動元トレイスタック１０２および１０４は、ロボット制御下で搬送手段１０６を通して／によって前進される。例えば、移動元トレイスタック１０２および１０４が搬送手段１０６によって／を通して前進される速度および時刻は、移動元トレイスタック１０２および１０４からのトレイの効率的な把持を容易にするように制御される。

【0068】

図の例において、単一のレール（例えば、レール１１０）が、搬送手段１０６の片側の長辺に沿って配置されている。この例において、２つのロボット（一方はロボットアーム１１２を備え、他方はロボットアーム１１４を備える）が、レール１１０上へ互いに独立して移動可能に取り付けられている。例えば、各ロボットアーム１１２、１１４は、レール１１０に沿って進む自走式シャーシ上に取り付けられている。この例において、各ロボットアーム１１２、１１４は、トレイハンドリングエンドエフェクタ（例えば、エンドエフェクタ１１６、１１８）を末端に有する。いくつかの実施形態において、エンドエフェクタ１１６および／または１１８は、図３Ａ～図３Ｃのエンドエフェクタ３００、図７Ａ～図７Ｃのエンドエフェクタ７００、図８Ａ～図８Ｃのエンドエフェクタ８００、図９Ａ～図９Ｂのエンドエフェクタ９００、図１０Ａ～図１０Ｄのエンドエフェクタ１０００を実施する。

【0069】

様々な実施形態において、トレイハンドリングエンドエフェクタ（例えば、エンドエフェクタ１１６または１１８）は、移動元トレイスタック１０２、１０４から１または複数のトレイを把持するようにロボット制御下で操作される。いくつかの実施形態において、トレイハンドリングエンドエフェクタは、ロボットアーム１１２、１１４に取り付けられたマルチモードエンドエフェクタに含まれている。マルチモードエンドエフェクタの例は、図３Ａ～図３Ｃのエンドエフェクタ３００を含む。トレイハンドリングエンドエフェクタは、マルチモードエンドエフェクタの第２把持メカニズムに対応していてよい。例えば、トレイハンドリングエンドエフェクタは、複数のグリッパアームを備えており、その内の少なくとも一部は、ピック／プレースされるトレイのグリップを調整するために可動である。いくつかの実施形態において、マルチモードエンドエフェクタは、さらに、より小さいアイテム（トレイハンドリングエンドエフェクタによって移動される１または複数のトレイに含まれるアイテムなど）をピックアンドプレースするよう構成されている第１把持メカニズムを備える。図１Ａに示すように、各エンドエフェクタ１１６、１１８は、ロボットアーム１１２、１１４の端部に取り付けられている横部材を備える。サイド部材が、横部材の各端部に取り付けられている。図に示すように、サイド部材の少なくとも一方は、トレイが（サイド部材を閉じることによって）把持され、または、（サイド部材を開くことによって）解放されることを可能にするために、様々な実施形態において、ロボット制御下で開閉される。いくつかの実施形態において、ロボット制御下で開かれまたは制御される少なくとも一方のサイド部材は、横部材の長さの軸に垂直な軸を中心に回転するよう構成されている。いくつかの実施形態において、ロボット制御下で開かれまたは制御される少なくとも一方のサイド部材は、横部材の長さの軸に沿って、または、実質的に沿って／平行に、移動するよう構成されている。

【0070】

様々な実施形態において、各トレイハンドリングエンドエフェクタ１１６、１１８（例えば、マルチモードエンドエフェクタの第２把持メカニズム）は、１つの非可動（「パッシブ」）サイド部材と、１つの可動（「アクティブ」）サイド部材と、を備える。この例において、可動すなわち「アクティブ」サイド部材は、例えば、エンドエフェクタが１または複数のトレイを把持する位置に配置されることを可能にするために、スイングして開き（図のエンドエフェクタ１１６の位置）、例えば、１または複数のトレイの把持を完了させるために、スイングして閉じる（図のエンドエフェクタ１１８の位置）。他の例において、可動すなわち「アクティブ」サイド部材は、「アクティブ」および「パッシブ」サイド部材が接続されまたは別の方法で伸びているマルチモードエンドエフェクタの横部材の長さと実質的に平行に横移動で移動される。換言すると、「アクティブ」サイド部材は、ピック／プレースされるトレイに力を印加する時に、第２把持メカニズムのグリップを広げるため、または、第２把持メカニズムのグリップを狭めるために、横部材の軸に実質的に対応する方向に移動される。様々な実施形態において、ロボット制御システム（例えば、ロボットアーム１１２、１１４を制御するコンピュータ（制御コンピュータ１２８など））が、トレイの把持または解放などに関連して、エンドエフェクタの開閉を作動させるようエンドエフェクタを制御する。ロボット制御システムは、作業空間の画像データならびに／もしくは対応するエンドエフェクタに備えられている（または接続されている）１または複数のセンサに少なくとも部分的に基づいてエンドエフェクタを制御する。いくつかの実施形態において、対応するエンドエフェクタに備えられている（または接続されている）１または複数のセンサは、（ｉ）マルチモードエンドエフェクタの把持メカニズム（例えば、第２把持メカニズムのアクティブ部材）が開位置にあるのか閉位置にあるのかを示す情報を取得し、（ｉｉ）把持メカニズムが開いている程度を示す情報を取得し、（ｉｉｉ）マルチモードエンドエフェクタが、マルチモードエンドエフェクタの少なくとも片側（例えば、パッシブ部材またはパッシブ部材に備えられている構造）をトレイ（例えば、把持されるトレイ）の片側に備えられている穴、凹部、または、ａと係合させるよう制御される位置に、トレイ（またはトレイに対するエンドエフェクタ）があることを示す情報を取得し、（ｉｖ）マルチモードエンドエフェクタ（例えば、パッシブ部材またはパッシブ部材に備えられている構造）が、トレイの片側に備えられている穴、凹部、または、ハンドルと係合される位置に、トレイ（またはトレイに対するエンドエフェクタ）があることを示す情報を取得し、（ｖ）把持メカニズムが閉じられまたは他の方法でトレイと係合されているか否かを示す情報を取得し、（ｖｉ）第２把持メカニズムが非アクティブ状態にあるかアクティブ状態にあるかを示す情報を取得し、（ｖｉｉ）アイテムがマルチモードエンドエフェクタの第１把持メカニズム（例えば、吸着ベースのエンドエフェクタ）によって把持されているか否かを示す情報を取得し、（ｖｉｉｉ）第１把持メカニズムの属性（例えば、吸着ベースのエンドエフェクタと、把持されているアイテムとの間の圧力）を示す情報を取得し、（ｉｘ）第１把持メカニズムが物体と係合されているか否かの示唆、（ｘ）第１把持メカニズムの状態を示す情報（例えば、吸着カップの相対位置が少なくとも２つの吸着カップの間の距離を広げまたは狭めるように変更されうる場合の吸着カップの位置など、吸着カップの状態を示す情報）を取得するよう構成されている。

【0071】

様々な実施形態において、各エンドエフェクタ１１６、１１８は、把持されるトレイの両側の穴またはその他の開口部にはまり、様々な実施形態においてロボット制御下で滑り込ませられうるようなサイズおよび形状の１または複数の突起または同様の構造を、各サイド部材上に備える。例えば、いくつかの実施形態において、サイド部材の内面上の突起（本明細書では「サム（親指）」とも呼ぶ）が、後により完全に記載および説明するように、トレイの両側の取っ手（例えば、人間の手が収まるようなサイズの穴）に差し込まれる。

【0072】

様々な実施形態において、それぞれのロボットアーム１１２、１１４は、移動元トレイスタック１０２、１０４からトレイをピックし、搬送手段１０６および移動元トレイスタック１０２、１０４からレール１１０を挟んで反対側の移動先トレイスタックアセンブリエリアにおける移動先トレイスタック（移動先トレイスタック１２０、１２２など）の上にそれらをプレースするために、完全に自律的に、同時に動作される。移動先トレイスタックは、様々な実施形態において、インボイス、マニフェスト、注文書、または、その他の情報に従って、構築される。例えば、複数の物理的な目的地（例えば、小売店）の各々に対して、（例えば、目的地によってなされた注文に従った）その目的地に関連する移動先スタックが、それぞれの移動元トレイスタック１０２、１０４からトレイを選択して、対応する移動先トレイスタック１２０、１２２に積み上げることによって組み上げられる。完成した移動先トレイスタック１２０、１２２は、例えば、さらなる目的地（小売店など）への配達に向けて、トラック、鉄道車両、コンテナなどに配置されるために、矢印１２４で示すように、移動先トレイスタックアセンブリエリアから移動される。

【0073】

図１Ａをさらに参照すると、図に示す例において、システム１００は、システム１００を構成するロボット要素と無線通信するよう構成されている制御コンピュータ１２８を備えており、ロボット要素は、様々な実施形態において、搬送手段１０６と、移動元トレイスタック１０２、１０４が積み上げられる車輪付きシャーシ（自走式である場合）と、ロボットアーム１１２、１１４、および／または、ロボットアーム１１２、１１４がレール１１０上で取り付けられるそれぞれのシャーシと、ロボット制御されるトレイハンドリングエンドエフェクタ（例えば、エンドエフェクタ１１６、１１８）と、の内の１または複数を含む。様々な実施形態において、ロボット要素は、インボイス、注文書、および／または、マニフェスト情報などの入力データと、移動元トレイスタックがどのようなタイプおよび／または数量の製品を含むのかを示すインベントリデータなどの入力状態情報とに基づいて、制御コンピュータ１２８によって制御される。

【0074】

様々な実施形態において、移動元トレイスタック１０２、１０４は、搬送手段１０６の入力端１０８でゲートまたはその他の入口／制御構造に挿入される。搬送手段１０６は、例えば、移動元トレイを把持してそれらをそれぞれの移動先スタック上にプレースするために、ロボットアーム１１２、１１４をレール１１０に沿って移動させなければならない距離および／または頻度を最小化することによって、スループットを最適化すると共にロボットの変位を最小化するように、レール１１０に沿って移動元トレイスタック１０２、１０４を移動させる装置（スタックムーバ）を備える。移動元トレイスタック１０２、１０４は、異なる向き／重量／および重量分布のトレイを備えて到着しうる。システム１００は、力およびモーメントの制御を用いて、サム（親指）またはその他の突起を穏やかにしっかりとトレイに挿入するようロボットアーム１１２、１１４を動作させ、ロボット自身または環境と衝突しないようにロボットの動きおよびトレイの軌道を計画する。様々な実施形態において、各ロボットアーム１１２、１１４は、約２．５ｍの幅の非常に狭いスペースで動作し、非常に軽いフットプリントを有する。ロボットは、自身の作業空間全体を利用して、その把持を最適化する動きをインテリジェントに計画する。ロボットは、障害物を回避する際に、向きの変更を実行する必要性を認識し、それに従って対処する。ロボットは、レール１１０上の他のロボットと連携しつつ、正しい顧客に対応する正確な出力（例えば、移動先トレイスタック１２０、１２２）へ移動する。次いで、ロボットは、高度な力制御および環境との相互作用を利用して、適切なプレース戦略を見出す。次いで、サイクルは再開する。

【0075】

図１Ａに示す例において、システム１００は、３Ｄカメラ１２６を備える。様々な実施形態において、システム１００は、複数の３Ｄカメラ（またはその他のカメラ）（カメラ１２６など）を備えており、かかるカメラによって生成された画像および深度データを用いて、作業空間およびシーン（図１Ａに示すシーン／状態など）の少なくとも関係のある部分の三次元ビューを生成する。いくつかの実施形態において、カメラ（カメラ１２６など）は、例えば、かかるアイテムのサイズ、形状、パッケージ、および／または、ラベリングを認識することによって、ならびに／もしくは、移動元スタックトレイ自体の形状、色、寸法、または、その他の属性を認識することによって、ならびに／もしくは、トレイ上にありまたはトレイによって発せられるバーコード、ＱＲコード（登録商標）、無線タグ、もしくは、その他の画像ベースまたは非画像ベースの情報を読み取ることによって、トレイスタックを構成する移動元トレイにおけるトレイの内容を識別するために用いられる。

【0076】

様々な実施形態において、カメラ（カメラ１２６など）によって生成された画像データは、移動元スタックから把持およびピックされる１つのトレイまたは２以上のトレイのスタックの近くの位置に、ならびに／もしくは、トレイが配置される移動先の近くの位置に（例えば、対応する移動先スタックの上部に）、ロボットアームおよびエンドエフェクタを移動させるために用いられる。いくつかの実施形態において、ピック／把持エピソードおよび／またはプレースエピソードの最終段階を完了させるために、力制御が、後により完全に記載するように用いられる。

【0077】

システム１００の作業空間に取り付けられた単一のカメラ（例えば、カメラ１２６）が図１Ａに示されているが、様々な実施形態において、複数のカメラまたはその他のセンサもしくはそれらの組み合わせが、作業空間に静的に取り付けられる。追加的または代替的に、１または複数のカメラまたはその他のセンサが、各ロボットアーム１１２、１１４の上または近く（アーム自体の上および／またはエンドエフェクタ１１６、１１８の上、など）に、ならびに／もしくは、レール１１０に沿って移動された時にロボットアーム１１２、１１４と共に移動する構造の上に、取り付けられる。

【0078】

図１Ｂは、ロボットラインキッティングシステムの一実施形態を示すブロック図である。図１Ｂには、図１Ａのシステム１００が動作しうる作業空間の俯瞰図の一例が示されている。図の例において、ロボットアーム１１２、１１４は、搬送手段１０６に沿って移動する移動元スタック１４０にアクセスしてそこからトレイをピックし、移動元スタック１４０および搬送手段１０６からレール１１０を挟んで反対側にある移動先スタックアセンブリエリアにおける対応する移動先スタック１４２上にトレイをプレイするために、図１Ａのように、共通のレール（例えば、レール１１０）に沿って移動する。この例では、人間の作業員が、搬送手段１０６上に移動元スタックを手動で供給しているが、いくつかの実施形態において、ロボット作業員が、例えば、対応する目的地に各々関連付けられている注文のセットを満たすようプログラム的に生成された計画に従って、タスクの全部または一部を実行する。移動先スタック１４２が完成すると、図１Ａの矢印１２４に対応する図１Ｂの上部の矢印によって示すように、移動先スタックアセンブリエリアから移動される。

【0079】

図１Ａおよび図１Ｂに示す例において、トレイは各々、１つのタイプのみのタイムを収容しているが、他の実施形態および応用例において、混在したアイテムを有する移動元トレイおよび移動先トレイが、本明細書で開示されているように、トレイの移動先スタックを組み立てるために操作されてもよい。同様に、図１Ａおよび図１Ｂに示す例において、トレイの移動元スタックは各々、同じタイプおよび内容のトレイのみを収容しているが、他の実施形態および応用例において、移動元トレイスタックは、混在したトレイおよび／またはアイテムタイプを含んでもよい。例えば、制御コンピュータ１２８は、どのタイプのトレイが各移動元トレイスタックのどの位置にあるのかを示す情報を提供され、各移動先トレイスタックの必要な内容を示すマニフェストまたはその他の情報と共に、その情報を用いて、移動元トレイスタック上の各々対応する位置から必要なトレイをピックし、対応する移動先スタックにトレイを追加することによって、必要とされる移動先トレイスタックを構築する。

【0080】

図２Ａは、トレイのスタックを構築するための自動処理の一実施形態を示す状態図である。様々な実施形態において、状態図２００に従った処理は、制御コンピュータ（図１Ａの制御コンピュータ１２８など）によって実行される。図の例において、プランニング状態、プロセス、および／または、モジュール２０２が、本明細書で開示されているロボット装置を用いて、例えば、注文、インボイス、マニフェストなどのセットに従って、均質または不均質なトレイの移動元スタックからトレイをピックし、１または複数のタイプのトレイを各々有する移動先スタックを構築することによって、トレイの出力スタックを構築する計画を生成し、動的に更新する。プランニング状態、プロセス、および／または、モジュール２０２は、どの移動先トレイスタックが完了したか、どの移動元トレイのスタックが作業空間に移動されたか、ならびに／もしくは、移動先スタックを構築するために（スタック）トレイをピックアンドプレースする計画を更新し続けるために利用できるその他の状態およびコンテキスト情報、を示すフィードバックを受信する。状態２０４において、所与のロボット装置（例えば、図１Ａに示した例では、ロボットアーム１１２および／または１１４ならびに関連エンドエフェクタ１１６および１１８）を制御するプロセスが、プランニング状態、プロセス、および／または、モジュール２０２から受信した現在の全体計画に従って、移動元スタックから移動先スタックへ移動させる１または複数のトレイの次のセットを決定する。例えば、ロボットは、１、２、または、それより多いトレイを移動元スタックから把持して、移動先スタックにそれらを追加する（または、新たな移動先スタックに着手する）ことを決定する。ロボットは状態２０６に入り、そこで、１または複数のトレイを把持する位置に移動し、トレイを把持し、ならびに／もしくは、トレイを移動先スタック位置に向かってトレイを移動させ始めることの内の１または複数を行うための戦略および計画が決定され、ロボットは、適所に移動してトレイを把持する。１または複数のトレイが把持されると、ロボットは、移動先スタックの近傍（例えば、移動先スタックならびに／もしくは移動先スタックが構築される位置または構造の上でホバリングする位置）への計画された（そして、必要に応じて、動的に適合された）軌道に沿ってトレイが移動される状態２０８に入る。状態２１０において、ロボットは、トレイを移動先スタック上にプレースする。いくつかの実施形態において、状態２１０は、例えば、任意の相互接続構造が整列されてうまく差し込まれる（トレイの底面にあるタブが、トレイのプレースされる際に下になるトレイの側壁にある対応する凹部に収まるように配置される、など）ことを確実にするように、トレイを前後に（または、該当する場合には左右に）移動させる（または移動させようとする）ことによって、トレイが移動先スタック上にしっかりとプレースされることを確かめるために、力制御下での操作を含む。トレイがしっかりとプレースされたと判定されると、ロボットは、トレイを解放して、再び状態２０４に入り、そこで、１または複数のトレイの次のセットが、例えば、プランニング状態、プロセス、および／または、モジュール２０２から受信された全体計画情報に従って、対応する移動元スタックからピックされ、対応する移動先スタックへ移動されることが決定される。様々な実施形態において、本明細書で開示されているロボットシステムは、すべての移動先スタックが構築されるまで、図２Ａの状態２０４、２０６、２０８、および、２１０を繰り返し続ける。

【0081】

図２Ｂは、トレイのスタックを構築するための自動処理の一実施形態を示すフローチャートである。様々な実施形態において、１または複数のトレイハンドリングロボットを制御するプロセスまたはモジュールが、図２Ｂの処理２２０を実行する。様々な実施形態において、図２Ｂの処理２２０は、制御コンピュータ（図１Ａの制御コンピュータ１２８など）上で実行するプロセスまたはモジュールによって実行される。いくつかの実施形態において、処理２２０は、マルチモードエンドエフェクタの第２把持メカニズム（例えば、グリッパアームを備えた把持メカニズムなど）を用いてトレイを把持することに関連して実行される。図の例において、工程２２２で、１または複数のトレイの特定のセットが、移動元スタックから移動先スタックへ移動されることが決定される。いくつかの実施形態において、ロボットアームは、一度に１つだけのトレイのピックアンドプレースに対応するエンドエフェクタ（例えば、第２把持メカニズム）を有する。他の実施形態において、ロボットは、例えば、把持されるスタックにおけるトレイの一番下のトレイを把持することによって、２以上のトレイのスタックを把持できるエンドエフェクタを有する。工程２２４で、トレイまで移動し、トレイを把持するための戦略が決定される。例えば、ロボットは、把持されるトレイの上方の位置へ、または、その他の近い位置へ、エンドエフェクタを移動させるために、１セットの操作を計画して実行する。別の例として、ロボットは、トレイを把持するようエンドエフェクタを制御するための動作を計画して実行する。ロボットは、トレイまたはトレイからのアイテムを把持することに関連して、モードを変更するようエンドエフェクタ（例えば、マルチモードエンドエフェクタ）を制御する（例えば、エンドエフェクタがトレイを把持するのか、または、トレイからのアイテムを把持するのかに少なくとも部分的に基づいて、第１把持メカニズムまたは第２把持メカニズムを用いるようエンドエフェクタを制御するため、など）。トレイを把持するための戦略が決定され実行される。工程２２６で、トレイを移動先スタックへ移動させるための計画（例えば、軌道）が決定され実行される。軌道／計画は、作業空間における障害物（他のスタックなど）と、他のロボット装置（同じ作業空間で動作する別のピック／プレースロボット（例えば、図１Ａのロボットアーム１１２、１１４）など）との潜在的な衝突と、を考慮に入れる。工程２２８で、対応する移動先スタックの上へトレイをプレースするための戦略が決定され実行される。工程２３０で、ピック／プレース動作の結果が、例えば、プランニングプロセスまたはモジュールへ報告される。処理が完了した（例えば、すべての移動先スタックが完成した）と工程２３２で判定されるまで、工程２２２、２２４、２２６、２２８、および、２３０の次の反復が、繰り返される。

【0082】

図２Ｃは、トレイへ／からアイテムをピックアンドプレースするための自動処理の一実施形態を示すフローチャートである。いくつかの実施形態において、処理２５０は、図１Ａのシステム１００によって実行される。いくつかの実施形態において、処理２５０は、マルチモードエンドエフェクタの第１把持メカニズム（例えば、吸着ベースの把持のための吸着カップを備えた把持メカニズムなど）を用いてトレイから／へアイテムをピックアンドプレースすることに関連して実行される。様々な実施形態において、１または複数のトレイハンドリングロボットを制御するプロセスまたはモジュールが、図２Ｂの処理２２０を実行する。様々な実施形態において、図２Ｂの処理２２０は、制御コンピュータ（図１Ａの制御コンピュータ１２８など）上で実行するプロセスまたはモジュールによって実行される。

【0083】

図の例において、工程２５２で、１または複数のトレイの特定のセットが、移動元位置から移動先位置へ移動されることが決定される。例えば、システムは、移動元位置（例えば、キッティング棚、コンベヤなど）からアイテムを取得して、トレイまたはその他の容器にアイテムをプレースすることを決定する。別の例として、システムは、トレイからアイテムをピックし、移動先位置（例えば、コンベヤ、シュート、その他の容器、など）にアイテムをプレースすることを決定する。いくつかの実施形態において、ロボットアームは、一度に１つだけのアイテムのピックアンドプレースに対応するエンドエフェクタ（例えば、吸着ベースエンドエフェクタなどの第１把持メカニズム）を有する。他の実施形態において、ロボットは、（例えば、吸着ベースエンドエフェクタの吸着カップの異なる一部を用いてアイテムの各々を把持することによって）複数のアイテムを把持できるエンドエフェクタを有する。

【0084】

工程２５４で、アイテムまで移動し、アイテムを把持するための戦略が決定される。例えば、ロボットは、把持されるアイテムの上方の位置へ、または、その他の近い位置へ、エンドエフェクタ（例えば、マルチモードエンドエフェクタの吸着ベースエンドエフェクタ）を移動させるために、１セットの操作を計画して実行する。別の例として、ロボットは、アイテムを把持するようエンドエフェクタを制御するための動作を計画して実行する。ロボットは、トレイまたはトレイからのアイテムを把持することに関連して、モードを変更するようエンドエフェクタ（例えば、マルチモードエンドエフェクタ）を制御する（例えば、エンドエフェクタがトレイを把持するのか、または、トレイからのアイテムを把持するのかに少なくとも部分的に基づいて、第１把持メカニズムまたは第２把持メカニズムを用いるようエンドエフェクタを制御するため、など）。アイテムを把持するための戦略が決定され実行される。

【0085】

工程２５６で、アイテムを移動先位置へ移動させるための計画（例えば、軌道）が決定され実行される。軌道／計画は、作業空間における障害物（他のアイテム、トレイのスタック、など）と、他のロボット装置（同じ作業空間で動作する別のピック／プレースロボット（例えば、図１Ａのロボットアーム１１２、１１４）など）との潜在的な衝突と、を考慮に入れる。

【0086】

工程２５８で、対応する移動先位置（例えば、移動先トレイ、コンベヤ、など）にアイテムをプレースするための戦略が決定され実行される。

【0087】

工程２６０で、ピック／プレース動作の結果が、例えば、プランニングプロセスまたはモジュールへ報告される。処理が完了した（例えば、すべてのアイテムがピックアンドプレースされた（例えば、アイテムが注文または梱包票などのマニフェストに対応する、もしくは、アイテムがピックされるトレイが空である、もしくは、アイテムがプレースされるトレイが満杯である））と工程２６２で判定されるまで、工程２５２、２５４、２５６、２５８、および、２６０の次の反復が、繰り返される。

【0088】

図３Ａは、ロボット制御トレイハンドリングエンドエフェクタの一実施形態を示す図である。いくつかの実施形態において、エンドエフェクタ３００は、ロボットアーム１１２、１１４などによって、図１Ａのシステム１００に関連して実装される。エンドエフェクタ３００は、少なくとも２つの把持メカニズム（例えば、第１把持メカニズムおよび第２把持メカニズム）を備えたマルチモードエンドエフェクタである。いくつかの実施形態において、エンドエフェクタ３００は、実行されるタスクなどに基づいて、異なるモードに従って動作するようロボット制御される。例えば、エンドエフェクタ３００は、第１把持メカニズム（例えば、吸着ベースエンドエフェクタがアイテムをピック／プレースするために用いられる）第１モードで動作する。別の例として、エンドエフェクタ３００は、第２把持メカニズム（例えば、グリパアームを有するエンドエフェクタがトレイをピック／プレースするために用いられる）第２モードで動作する。別の例として、エンドエフェクタ３００は、エンドエフェクタ３００上の構造がトレイまたはトレイのスタックを押す／引くために用いられる第３モードで動作する。

【0089】

図の例において、エンドエフェクタ３００は、複数の把持メカニズムを備える。いくつかの実施形態において、エンドエフェクタ３００は、（ｉ）吸着ベースエンドエフェクタ３１４に対応する第１把持メカニズムと、（ｉｉ）グリッパアーム（例えば、サイド部材）を備えた第２把持メカニズムと、を備える。エンドエフェクタ３００に備えられている異なる把持メカニズムは、異なる作用のために、または、異なるモードで、利用される。吸着ベースエンドエフェクタ３１４は、１または複数の吸着カップ３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃ、および、３１４ｄを備える。いくつかの実施形態において、エンドエフェクタ３００は、第１把持メカニズムおよび第２把持メカニズムの内の１または複数を選択的に制御することに基づいて、物体（例えば、トレイ、トレイ内のアイテム、など）を把持するようロボット制御される。

【0090】

図３Ａに示すように、エンドエフェクタ３００は、第１把持メカニズムへの横部材３０２を備え、および／または、第２把持メカニズムのための複数の要素が取り付けられている。例えば、エンドエフェクタ３００は、横部材３０２を備えており、そこに、サイド部材３０４が、固定して取り付けられ、サイド部材３０６が、トレイを把持するための位置にエンドエフェクタ３００を移動させるのを容易にする開位置へサイド部材３０６（例えば、アクティブサイド部材）を移動させることを可能にするように、ヒンジ留めされ、または、別の方法で可動に取り付けられている。アクティブサイドサム３０８が、サイド部材３０６の内面上に配置されている（もしくは、内面の一体的部分またはフィーチャを含む）。いくつかの実施形態において、両方のグリッパアーム（例えば、サイド部材）が、グリッパアームの間のグリップを広げまたは狭めることなどに関連して、横部材３０２に対して可動になっている。

【0091】

様々な実施形態によると、サイド部材３０６は、所定の可動域の範囲内で可動である。一例として、エンドエフェクタ３００は、所定の可動域の範囲内にサイド部材３０６の動きを制限する１または複数の停止メカニズム（例えば、ストッパ、スイッチなど、または、それらの組み合わせ）を備える。エンドエフェクタ３００は、サイド部材３０６が開位置閾値（例えば、横部材３０２が長さ方向に沿っている平面／ベクトルに対して１３０度、または、横部材３０２が沿っている平面／ベクトルとアクティブ部材３０６が実質的に垂直になる閉位置に対して３０～５０度）を超えて開方向に移動することを防止する開位置停止メカニズムを備える。エンドエフェクタ３００は、サイド部材３０６が閉位置閾値（例えば、横部材３０２が長さ方向に沿っている平面／ベクトルに対して約９０度）を超えて閉方向に移動することを防止する閉位置停止メカニズムを備える。様々な値が、開位置閾値および／または閉位置閾値に対して選択されてよい。いくつかの実施形態において、開位置閾値は、エンドエフェクタ３００が接続されているロボットが動作する環境に少なくとも部分的に基づいて設定される。一例として、複数のロボットが比較的近い範囲内で動作している場合、サイド部材３０６の可動域は、ロボットの間または様々なロボット（例えば、隣接するロボット）が動作するゾーンの間の距離に少なくとも部分的に基づいている。サイド部材３０６が閉位置から開位置へ移動するにつれて、サイド部材３０６は、ｘ方向へ伸びていく。さらに、サイド部材３０６が、閉位置から開位置へ長い距離にわたって移動できるほど、ロボットシステムがトレイの把持／プレースに関連してサイド部材３０６を開く／閉じるよう制御するために必要な時間が長くなる。したがって、サイド部材３０６の可動域を（例えば、エンドエフェクタが１または複数のトレイのセットを容易に把持することを可能にするのに十分な開位置閾値に）制限することで、ロボットシステムは、他のロボット（例えば、トレイを自律的に把持、移動、および、プレースしている他のロボット）の近傍でより効率的に動作できるようになる。

【0092】

いくつかの実施形態において、開位置閾値および／または閉位置閾値は、構成可能である。例えば、１または複数の停止メカニズムは、構成可能であり、所望の開位置閾値および／または閉位置閾値の構成に基づいて設定される。

【0093】

アクティブサイドサム３０８と、サイド部材３０４の内面上の対応する構造（図３Ａでは見えない）は、エンドエフェクタ３００によって把持されるトレイの両側にある握りもしくはその他の凹部または穴に挿入されるのに適したサイズおよび形状を有する。様々な実施形態において、サム３０８は、着脱可能および交換可能であり、例えば、利用によって摩耗すると交換され、または、例えば、別のタイプのトレイを把持するのに適した別の形状、寸法、材料などを有するサムと交換される。アクティブサイドサム３０８は、（例えば、トレイのハンドルと係合している間などに）サム３０８の回転を妨げるなどのために、サイド部材３０６に固定して取り付けられている。例えば、アクティブサイドサムは、３つの取り付け点でサイド部材３０６に取り付けられている。様々なその他の取り付け構成または取り付け点の数が実施されてよい。図３Ａの右側の三面図に示すように、図の例において、サム３０８は、４つの面の各々に凸面３０８ａ～ｄを有する。様々な実施形態において、凸面３０８ａ～ｄは、力およびモーメント制御を用いて、把持されるトレイの側面にあるハンドルもしくはその他の穴または凹部にサム３０８を挿入することを容易にする。いくつかの実施形態において、凸面は、穏やかで確実な最終把持を保証するために、アクティブ力制御および向きのインピーダンス制御と共に用いられ、ここで、アクティブサイドは、完全にトレイ内に入る。例えば、整列が不完全な場合でも、穴の側面または縁に係合した凸面３０８ａ～ｄが、サム３０８の残りをより完全に穴の中へより容易に滑り込ませることを可能にする。サムのベースにある平面３０８ｅは、サムが取り付けられているサイド部材３０４、３０６の内側壁に最も近く、様々な実施形態において、エンドエフェクタ３００と、把持されているトレイとの間のずれが修正および／またはアライメントを微調整されることを可能にする。例えば、ピックエピソードにおいて、サイド部材３０４（例えば、パッシブサイド部材）のサムが、把持されるトレイの片側にあるハンドルまたはその他の穴の近くの位置へ移動される。凸面３０８ａ～ｄは、サムを或る程度まで穴に滑り込ませるために、力制御下で用いられる。サムのベース付近の平面３０８ｅは、サイド部材３０６を閉じる前に、パッシブ側をトレイとより良好に整列させる。

【0094】

図３Ａをさらに参照すると、図の例において、エンドエフェクタ３００は、横部材３０２に取り付けられた力センサ３１０と、エンドエフェクタ３００をロボットアームに取り付けるためのブラケット３１２と、を備える。いくつかの実施形態において、エンドエフェクタ３００は、ブラケット３１２の穴を通して挿入されたピンを介してロボットアームに取り付けられることで、エンドエフェクタ３００が、ピンの縦軸を中心に、例えば１または複数のモータを用いて、ロボット制御下で自由にスイングおよび／または回転されることが可能になっている。様々な実施形態において、力センサ３１０は、ｘ、ｙ、および／または、ｚ方向でエンドエフェクタ３００によって経験された力／モーメントを検出する。力センサ３１０は、少なくとも＋１００００Ｎのｘまたはｙ方向の力（例えば、Ｆｘｙ）の単軸過負荷、および／または、少なくとも＋３００００Ｎのｚ方向の力（例えば、Ｆｚ）の単軸過負荷を有してよい。力センサ３１０は、少なくとも＋１０００Ｎｍのｘまたはｙ方向のトルク（例えば、Ｔｘｙ）の単軸過負荷、および／または、少なくとも＋１０００Ｎｍまでのｚ方向のトルク（例えば、Ｔｚ）の単軸過負荷を有してよい。いくつかの実施形態において、力センサ３１０は、約＋１８０００Ｎのｘまたはｙ方向の力（例えば、Ｆｘｙ）の単軸過負荷、および／または、約＋４８０００Ｎのｚ方向の力（例えば、Ｆｚ）の単軸過負荷と、約１７００Ｎｍのｘまたはｙ方向のトルク（例えば、Ｔｘｙ）の単軸過負荷、および／または、約１９００Ｎｍのｚ方向のトルク（例えば、Ｔｚ）の単軸過負荷と、を有する。

【0095】

様々な実施形態において、サイド部材３０４は、横部材３０２に固定的に取り付けられている。サイド部材３０４の固定的な取り付けは、エンドエフェクタ３００（例えば、サイド部材３０４）に作用する力およびモーメントが、エンドエフェクタのフレーム（例えば、横部材３０２およびサイド部材３０４）を通して力センサ３１０へ伝搬することを可能にする。例えば、サイド部材３０４の固定的な取り付けは、アクティブ部材３０６がトレイハンドルと係合するようサム３０８を動かす（例えば、サム３０８をトレイハンドルに挿入する）ために作動されている時に、力およびモーメントがエンドエフェクタの他の部分（アクティブ部材３０６など）の動きに変わるのを回避する。

【0096】

図３Ｂは、ロボット制御トレイハンドリングエンドエフェクタの一実施形態を示す図である。エンドエフェクタ３００は、グリッパアーム（例えば、サイド部材３０４、３０６）を用いてアイテムを把持するよう（例えば、マルチモード動作の第２動作モード中に）制御される第２把持メカニズムを備える。いくつかの実施形態において、エンドエフェクタ３００は、エンドエフェクタ３００が物体（例えば、トレイ）を把持する位置に移動することを可能にするためにグリップを開くようにグリッパアームの内の１または複数を動かし、把持される物体に対してグリップを閉じるようにグリッパアームの内の１または複数を動かすよう制御される。

【0097】

図３Ｂに示す状態において、アクティブサイド部材３０６は、例えば、空気圧ピストンまたは油圧ピストン、モータ、もしくは、その他の原動力と、図３Ｂにおける横部材３０２にしゅうようされ収容されている構造（図示せず）とによって、開位置へ開かれている。ベクトル／方向３１６は、閉位置（例えば、閉位置閾値）の一例を示している。様々な実施形態において、閉位置は、サイド部材３０６が横部材３０２に対して法線ベクトルを形成する際の構成である。例えば、閉位置閾値は、横部材３０２が沿っている方向に対して９０度（または実質的に９０度）である。図３Ｂに示すように、サイド部材３０６は、開位置に移動される。サイド部材３０６が開位置に移動された時、サイド部材３０６とベクトル／方向３１６との間の角度は、角度３１３で表されている。様々な実施形態によると、開位置閾値は、角度３１３が３５度から５０度の間にある構成に対応する。いくつかの実施形態において、開位置閾値は、角度３１３が４０度から５０度の間にある構成に対応する。いくつかの実施形態において、開位置閾値は、角度３１３が４０度から４５度の間にある構成に対応する。

【0098】

様々な実施形態において、ロボットシステムは、サイド部材３０６（例えば、サイド部材３０６のサム３０８）に備えられているセンサ、サイド部材３０４（例えば、パッシブサイド部材のサム）に備えられているセンサ、エンドエフェクタ３００が接続されているロボットの上または周りに（例えば、ロボットの作業空間に関する情報をキャプチャするために）備えられているカメラまたはその他のセンサなど、もしくは、それらの任意の組みあわせなど、１または複数のセンサによって取得された情報に少なくとも部分的に基づいて、サイド部材３０６を制御する（例えば、サイド部材３０６を移動させるよう作動装置を制御する）。サイド部材３０６は、１または複数のトレイのセットを把持、移動、および／または、プレースする計画と、１または複数のセンサから取得された情報とに従って制御される。サイド部材３０６は、別のトレイスタック（例えば、隣接するスタック）、別のトレイスタック（または同じトレイの）トレイを移動させるために作業している別のロボットなど、ロボットの作業空間内の障害物に従ってさらに制御される。

【0099】

様々な実施形態において、本明細書で開示されているトレイピック動作は、円滑、穏やか、かつ、正確であり、不確実性および撹乱に対して耐性がある。様々な実施形態において、第２把持メカニズムを用いる（例えば、グリッパアームを用いてトレイを把持する）ピックエピソードは、以下の内の１または複数を含む。
・トレイハンドルの場所の推定および動的な目標調整を改善するために、高さチェックと連動して、（スタック上方での）ホバー姿勢から（トレイに隣接する）ターゲット姿勢まで降下すること。
・トレイの誤配置であってもヒューマンエラーであっても、レールの方向における任意の不確実性を制御するために、エンドエフェクタのアクティブサイド面を用いること。様々な実施形態において、ホバー姿勢へ移動した後、ロボットは、ハンドルと整列するための位置へ降下し、この降下する動きを行う間、レール方向のアライメントが完璧である（または実質的に完璧である）ことを確実にするために、力制御が用いられる。グリッパは、それ自身の間にトレイの長さをほぼ完璧に収めるので、これは非常に起こりうることであり、任意のずれが接触につながりうる。この接触は、対角面を有するアクティブサイドパネル上で起きることが保証され、これは、ロボットシステムが、力制御を用いて位置を調整するために、グリッパと、ずれたトレイとの間の接触を効果的に利用できることを意味する。
・（例えば、力センサ３１０からのセンサ読み取り値に基づいて）３自由度（３ＤＯＦ）力コントローラを用いて、パッシブサイドの（トレイハンドル）スロットの位置を見つけて、サムの凸面（例えば、どれがトレイと係合するのかに応じて、表面３０８ａ～ｄの内の１または複数）を用いてパッシブサイドサムをスロットに挿入し始めること。いくつかの実施形態において、サムが挿入されることを保証するためのＸＹＺ力制御と、パッシブサイドパネルの平面がトレイ外面の平面に対してぴったりくっつくことを保証するためのＸＹＺ軸モーメントとを実行するために、６ＤＯＦコントローラが用いられる。いくつかの実施形態において、第１トレイに対する第２サイド部材の位置を示す情報、（例えば、トレイをサイド部材３０４と係合させるプロセスを開始するためにエンドエフェクタ３００が適切に配置されたことの検出などのために、トレイがグリッパの入口などトレイの近傍にあることを検出するために）第１構造に備えられている穴、凹部、または、ハンドルとパッシブサイド構造を係合させるようエンドエフェクタが制御される位置に第１トレイが存在することを示す情報、パッシブサイド構造が、第１構造に備えられている穴、凹部、または、ハンドルと係合される位置に第１トレイが存在することを示す情報など、もしくは、それらの任意の組みあわせなど、トレイの位置に関連する情報を取得するために、サイド部材３０４における（または、サイド部材３０４のサムにおける）１または複数のセンサが用いられる。
・任意の向きの不一致を調整するために、サムの平坦な端部（例えば、３０８ｅ）を利用すること。
・（例えば、サイド部材３０４および／またはアクティブサイド部材がトレイを把持するために適切に配置されているとの判定などに応じて）すべてが良好である時に、トレイの姿勢における任意の残りの向きまたは位置の不確実性を考慮するために、力／モーメント制御を行いつつアクティブサイド（例えば、３０６）を閉じ、把持の質（例えば、予測された重量、バランスが取れ、別の方法で良好な把持と一致する力およびモーメント）についてのサニティーチェックを行うために、トレイを持ち上げる。いくつかの実施形態において、グリッパの状態が良好であるとみなされた時、アクティブサイドは、任意の残りの向き／位置のエラーを改善および補正するために力／モーメント制御を有効にした状態で閉じられ、これは、トレイのおだやかな操作を保証する。
・ロボットは、スタック内のトレイの重量または品質もしくはスタッキング自体の品質に関する任意の異常を検出した場合ｎ、ピックを安全に中断する。

【0100】

様々な実施形態によると、エンドエフェクタ３００は、アクティブ状態（例えば、配備状態）と非アクティブ状態（例えば、後退状態）との間で第２把持メカニズムを作動させるよう制御される。一例として、エンドエフェクタ３００が（例えば、第１把持メカニズムを用いて、トレイからアイテムを把持するために）第１モードで動作するよう制御される時、第２把持メカニズムは、非アクティブ状態に構成されるよう作動される。第１モードでの動作中、エンドエフェクタ３００は、第１把持メカニズムが物体（例えば、トレイ内のアイテムなど）を把持することを可能にするために第２把持メカニズムの１または複数の要素が移動される非アクティブ状態に移行される。別の例として、エンドエフェクタ３００が（例えば、第２把持メカニズムを用いて、トレイを把持するために）第２モードで動作するよう制御される時、第２把持メカニズムは、アクティブ状態に構成されるよう作動される。第２モードでの動作中、エンドエフェクタ３００は、グリッパアームが第２把持メカニズムによって把持されたトレイまたはその他の物体と係合することを可能にするために第２把持メカニズムの１または複数の要素が移動されるアクティブ状態に移行される。

【0101】

図３Ｃは、ロボット制御トレイハンドリングエンドエフェクタの一実施形態を示す図である。エンドエフェクタ３００は、グリッパアーム（例えば、側方部材３０４、３０６）を用いてアイテムを把持するよう（例えば、マルチモード動作の第２動作モード中に）制御される第２把持メカニズムを備える。いくつかの実施形態において、エンドエフェクタ３００は、エンドエフェクタ３００が物体（例えば、トレイ）を把持する位置に移動することを可能にするためにグリップを開くようにグリッパアームの内の１または複数を動かし、把持される物体に対してグリップを閉じるようにグリッパアームの内の１または複数を動かすよう制御される。

【0102】

いくつかの実施形態において、第１モードでのエンドエフェクタ３００の動作中、エンドエフェクタは、要素（例えば、グリッパアーム）が完全に格納（後退）状態に移動される非アクティブ状態へ移行される。図３Ｃに示すように、サイド部材３０４、３０６は、サイド部材３０４、３０６が完全に引っ込められ、吸着ベースエンドエフェクタ３１４（例えば、吸着ベースエンドエフェクタなどの第１把持メカニズム）がアイテムを把持することを可能にするアクティブ状態に配置される。

【0103】

ベクトル／方向３１６は、（例えば、グリッパアームがアクティブ状態に配置される）第２モードで動作しているエンドエフェクタ３００に対応する閉位置（例えば、閉位置閾値）の一例を示している。様々な実施形態において、閉位置は、サイド部材３０６が横部材３０２に対して法線ベクトル（または、実質的な法線ベクトル）を形成し、ロボットアームに取り付けられている横部材３０２の部分から離れる方向に伸びる構成である。例えば、閉位置閾値は、横部材３０２が沿っている方向に対して９０度（または実質的に９０度）である。図３Ｃに示すように、サイド部材３０４、３０６は、開位置（例えば、後退状態）に移動される。サイド部材３０４、３０６が開位置に移動された時、サイド部材３０６とベクトル／方向３１６との間の角度は、角度３１５で表されている。様々な実施形態によると、開位置閾値は、角度３１３が１４５度から２２５度の間にある構成に対応する。いくつかの実施形態において、開位置閾値は、角度３１３が１８０度から２２５度の間にある構成に対応する。

【0104】

図４は、様々な実施形態に従って、物体を移動させるようエンドエフェクタを動作させるための処理を示すフローチャートである。いくつかの実施形態において、処理４００は、図３Ａ～図３Ｂのエンドエフェクタ３００を制御することに関連して実施される。いくつかの実施形態において、処理４００は、図１Ａのシステム１００などによって実行される。

【0105】

工程４０２で、物体をピック／プレースするようエンドエフェクタ（例えば、マルチモードエンドエフェクタ）を動作させる決定がなされる。いくつかの実施形態において、物体は、トレイ、容器、トート、箱、アイテム（例えば、トレイに含まれうるアイテム）、などであってよい。

【0106】

工程４０４で、エンドエフェクタが動作されるモードが決定される。システムは、複数のモードから、エンドエフェクタが動作される際に従うモードを選択する。いくつかの実施形態において、システムは、第１把持メカニズム（例えば、吸着ベースエンドエフェクタ）が物体を把持するために用いられる際に従う第１モードでエンドエフェクタを動作させるか否か、および／または、第２把持メカニズム（例えば、複数のグリッパアームを備えたエンドエフェクタ）が物体を把持するために用いられる際に従う第２モードでエンドエフェクタを動作させるか否かを決定する。

【0107】

工程４０６で、エンドエフェクタが第１モードで動作されるか否かについて決定がなされる。エンドエフェクタが第１モードで動作されると工程４０６で決定したことに応じて、処理４００は、工程４０８に進む。逆に、エンドエフェクタが第１モードで動作されないと工程４０６で決定したことに応じて、処理４００は、工程４１２に進む。

【0108】

工程４０８で、吸着ベースエンドエフェクタを用いて物体をピック／プレースするための計画が決定される。エンドエフェクタを第１モードで動作させると決定したことに応じて、システムは、トレイまたはその他の容器に含まれるアイテムなどの物体を把持するため、および、移動先位置（例えば、トレイ、コンベヤ、棚、など）に物体をプレースするための計画（または戦略）を決定する。いくつかの実施形態において、エンドエフェクタを第１モードで動作させると決定したことに応じて、システムは、（例えば、グリッパアームが後退位置に移動される）非アクティブ状態に第２把持メカニズムを移行させるようエンドエフェクタを制御する。物体を把持するために決定された計画は、第２把持メカニズムを非アクティブ状態に移行させる動作を含みうる。

【0109】

工程４１０で、吸着ベースエンドエフェクタは、移動先位置に物体をピックアンドプレースするよう制御される。システムは、吸着ベースエンドエフェクタの吸着カップと、把持される物体との間に吸着力を印加するために吸着メカニズムを作動させるよう、吸着ベースエンドエフェクタを制御する。システムは、吸着力（または、吸着カップと物体との間の吸着のその他の属性）を検出するセンサによって受信されたフィードバックに少なくとも部分的に基づいて、吸着メカニズムを制御する。いくつかの実施形態において、物体をピックアンドプレースするよう吸着ベースエンドエフェクタを制御すすることは、ロボットアームの吸着ベースエンドエフェクタを用いて物体をピックアンドプレースするよう、マルチモードエンドエフェクタが取り付けられているロボットアームを制御することを含む。

【0110】

工程４１２で、グリッパアームを備えたエンドエフェクタを用いて物体をピック／プレースするための計画が決定される。エンドエフェクタを第２モードで動作させると決定したことに応じて、システムは、トレイ（例えば、トレイのスタックに含まれるトレイ、など）などの物体を把持するための計画（または戦略）を決定する。いくつかの実施形態において、エンドエフェクタを第２モードで動作させると決定したことに応じて、システムは、（例えば、グリッパアームが配備位置に移動される）アクティブ状態に第２把持メカニズムを移行させるようエンドエフェクタを制御する。物体を把持するために決定された計画は、第２把持メカニズムをアクティブ状態に移行させる動作を含みうる。

【0111】

工程４１４で、グリッパアームを備えたエンドエフェクタは、移動先位置に物体をピックアンドプレースするよう制御される。システムは、把持される物体（例えば、トレイ）を把持するためにグリッパアームの内の１または複数の移動を作動させるよう、グリッパアームを備えたエンドエフェクタ（例えば、第２把持メカニズム）を制御する。例えば、システムは、物体と係合するようにアクティブサイド部材を移動させるよう制御する。システムは、把持される物体に対する１または複数のグリッパアーム（または、かかるアームのサム）のポジショニングを検出するセンサによって受信されたフィードバックに少なくとも部分的に基づいて、グリッパアームを備えたエンドエフェクタを制御する。いくつかの実施形態において、物体をピックアンドプレースするよう、グリッパアームを備えたエンドエフェクタを制御することは、ロボットアームのグリッパアームを用いて、物体を把持およびピック／プレースするよう、マルチモードエンドエフェクタが取り付けられているロボットアームを制御することを含む。

【0112】

工程４１６で、処理４００が完了したか否かについて判定がなされる。いくつかの実施形態において、処理４００は、移動される物体（例えば、トレイ、アイテム）がこれ以上ないこと、（例えば、荷降ろし動作の場合に）タスクテーブルによって保持されているトレイが空になったこと、（例えば、荷積み動作の場合に）タスクテーブルによって保持されているトレイが満杯になったこと、ユーザがシステムを終了したこと、処理４００が一次停止または停止される旨を管理者が指示したこと、などの決定に応じて、完了したと判定される。処理４００が完了したとの判定に応じて、処理４００は終了する。処理４００が完了していないという判定に応じて、処理４００は工程４０２へ戻る。

【0113】

図５Ａは、様々な実施形態に従って、トレイへ／からアイテムをピックまたはプレースすることに関連してエンドエフェクタを動作させるための処理を示すフローチャートである。いくつかの実施形態において、処理５００は、図３Ａ～図３Ｂのエンドエフェクタ３００を制御することに関連して実施される。いくつかの実施形態において、処理５００は、図１Ａのシステム１００などによって実行される。

【0114】

工程５０２で、エンドエフェクタ（例えば、マルチモードエンドエフェクタ）を第１モードで動作させる決定がなされる。いくつかの実施形態において、システムは、把持される物体がトレイから／へピック／プレースされるアイテムであると決定したこと、または、そうでなければ、物体が吸着ベースエンドエフェクタで把持されると決定したことに関連して、マルチモードエンドエフェクタを第１モードで動作させると決定する。

【0115】

工程５０４で、情報が１または複数のセンサから取得される。情報は、グリッパアームの内の１または複数がアクティブ状態にあるのか非アクティブ状態にあるのか（もしくは、非アクティブ状態または非アクティブ状態の間の中間的な状態にあるのか）を示す。いくつかの実施形態において、システムは、マルチモードエンドエフェクタが動作されるモードに従って、アクティブ状態または非アクティブ状態に移行するよう、グリッパアーム（または第２把持メカニズム）を制御することに関連して、グリッパアームのポジショニングに対応する情報を利用する。

【0116】

工程５０６で、グリッパアームが非アクティブ状態に配置されているか否かについての判定がなされる。工程５０６で、グリッパアームが非アクティブ状態にないと判定したこと（または、グリッパアームがアクティブ状態にあると判定したこと）に応じて、処理５００は、グリッパアームの構成が調整される工程５０８に進む。例えば、システムは、グリッパアームを非アクティブ状態に（例えば、後退位置に）動かす（または動かし続ける）よう制御する。いくつかの実施形態において、非アクティブ状態は、グリッパアームが、グリッパアームとサイド部材との間の角度域の範囲内にあるなど、閾値後退状態に配置されていることに対応する（例えば、グリッパアームは、グリッパアームが完全には引っ込められていなくても、グリッパアームの後退の閾値内にあれば、非アクティブ状態にあると見なされる）。処理５００は、グリッパアームが非アクティブ状態にあるとシステムが判定するまで、工程５０４～５０８を繰り返す。

【0117】

グリッパアームが非アクティブ状態にあると工程５０６で判定したことに応じて、処理５００は、システムが、アイテム（トレイまたはその他の移動元位置（例えば、棚、コンベヤ、など）内のアイテムなど）と係合することを決定する工程５１０に進む。

【0118】

工程５１２で、システムは、吸着ベースエンドエフェクタ（例えば、第１把持メカニズム）の位置を調整するよう制御する。システムは、把持されるアイテムと係合するように吸着ベースエンドエフェクタを配置するよう制御する。例えば、システムは、吸着ベースエンドエフェクタ上の吸着カップがアイテムと係合する位置へロボットアームおよびエンドエフェクタを移動させる。

【0119】

工程５１４で、システムは、吸着制御を用いて、吸着ベースエンドエフェクタでアイテムを把持する。システムは、（例えば、吸着ベースエンドエフェクタに備えられている）１または複数の吸着カップと、把持されるアイテムとの間に吸着力を印加するために、吸着メカニズムを作動させる。いくつかの実施形態において、吸着ベースエンドエフェクタは、（例えば、それぞれの移動先位置へ複数のアイテムを同時に移動させるために）複数のアイテムを把持するよう制御される。

【0120】

工程５１６で、情報が１または複数のセンサから取得される。情報は、吸着ベースエンドエフェクタが、把持されるアイテムと係合されているか否かを示す。例えば、システムは、吸着ベースエンドエフェクタの吸着カップと、把持されるアイテムとの間の吸着力に関する情報を取得する。

【0121】

工程５１８で、システムは、アイテムが係合されているか否かを判定する。例えば、システムは、アイテムが吸着ベースエンドエフェクタによってしっかりと把持されているか否かを判定する。アイテムがしっかりと把持されていない（例えば、アイテムとエンドエフェクタとの間の吸着力が閾値吸着力より小さい、または、アイテムが吸着ベースエンドエフェクタと係合されていない）と工程５１８で判定したことに応じて、処理５００は、システムが、吸着制御を用いて、吸着ベースエンドエフェクタを用いたアイテムの係合／把持を調整／確実にする工程５１４に戻る。処理５００は、アイテムが吸着ベースエンドエフェクタによってしっかりと把持されているとシステムが判定するまで、工程５１４～５１８を繰り返す。

【0122】

工程５２０で、アイテムは、移動先位置へ移動され、吸着ベースエンドエフェクタは、アイテムをプレースするよう制御される。いくつかの実施形態において、システムは、移動先位置（または移動先位置の近く）へアイテムを移動させるようロボットアームを制御し、次いで、移動先位置でアイテムを解放するよう吸着ベースエンドエフェクタを制御する。例えば、システムは、吸着ベースエンドエフェクタとアイテムとの間の吸着力を低減／排除するよう、吸着ベースエンドエフェクタを制御する。

【0123】

図５Ｂは、様々な実施形態に従って、トレイへ／からアイテムをピックまたはプレースすることに関連してエンドエフェクタを動作させるための処理を示すフローチャートである。いくつかの実施形態において、処理５５０は、図３Ａ～図３Ｂのエンドエフェクタ３００を制御することに関連して実施される。いくつかの実施形態において、処理５５０は、図１Ａのシステム１００などによって実行される。

【0124】

工程５５２で、システムは、エンドエフェクタを第１モードで動作させることを決定する。いくつかの実施形態において、工程５５２は、図５Ａの処理５００の工程５０２に対応し、または、同様である。

【0125】

工程５５４で、情報が１または複数のセンサから取得される。いくつかの実施形態において、工程５５４は、図５Ａの処理５００の工程５０４に対応し、または、同様である。

【0126】

工程５５６で、グリッパアームが非アクティブ状態に配置されているか否かについての判定がなされる。いくつかの実施形態において、工程５５６は、図５Ａの処理５００の工程５０６に対応し、または、同様である。工程５５６で、グリッパアームが非アクティブ状態にないと判定したこと（または、グリッパアームがアクティブ状態にあると判定したこと）に応じて、処理５００は、グリッパアームの構成が調整される工程５５８に進む。いくつかの実施形態において、工程５５８は、図５Ａの処理５００の工程５０８に対応し、または、同様である。処理５５０は、グリッパアームが非アクティブ状態にあるとシステムが判定するまで、工程５５４～５５８を繰り返す。

【0127】

工程５６０で、システムは、トレイまたはその他の容器内のアイテム（または移動元位置からのアイテム）と係合することを決定する。システムは、マニフェスト（例えば、注文、梱包票、など）に基づいて、アイテムと係合することを決定する。

【0128】

工程５６２で、システムは、非アクティブ状態で吸着ベースエンドエフェクタ（例えば、第１把持メカニズム）の位置を調整するよう制御する。いくつかの実施形態において、工程５６２は、図５Ａの処理５００の工程５１２に対応し、または、同様である。

【0129】

工程５６４で、システムは、吸着制御を用いて、吸着ベースエンドエフェクタでアイテムを把持する。いくつかの実施形態において、工程５６４は、図５Ａの処理５００の工程５１４に対応し、または、同様である。

【0130】

工程５６６で、情報が１または複数のセンサから取得される。いくつかの実施形態において、工程５６６は、図５Ａの処理５００の工程５１６に対応し、または、同様である。

【0131】

工程５６８で、システムは、アイテムが係合されているか否かを判定する。いくつかの実施形態において、工程５６８は、図５Ａの処理５００の工程５１８に対応し、または、同様である。アイテムがしっかりと把持されていない（例えば、アイテムとエンドエフェクタとの間の吸着力が閾値吸着力より小さい、または、アイテムがアイテムと係合されていない）と工程５６８で判定したことに応じて、処理５００は、システムが、吸着制御を用いて、吸着ベースエンドエフェクタを用いたアイテムの係合／把持を調整／確実にする工程５６４に戻る。処理５５０は、アイテムが吸着ベースエンドエフェクタによってしっかりと把持されているとシステムが判定するまで、工程５６４～５６８を繰り返す。

【0132】

工程５７０で、１または複数の他のアイテムが吸着ベースエンドエフェクタによって把持されるか否かについての判定がなされる。例えば、システムは、吸着ベースエンドエフェクタが複数のアイテムをそれぞれの移動先位置へ同時に移動させるか否かを判定する。１または複数の他のアイテムが（例えば、同時移動／プレースのために）吸着ベースエンドエフェクタによって把持されると工程５７０で判定したこと応じて、処理５５０は、工程５６０に戻り、処理５５０は、吸着ベースエンドエフェクタによって把持されるアイテムがもう存在しないとシステムが判定するまで、工程５６０～５７０を繰り返す。

【0133】

工程５７２で、アイテムは、移動先位置へ移動され、吸着ベースエンドエフェクタは、アイテムをプレースするよう制御される。いくつかの実施形態において、工程５７２は、図５Ａの処理５００の工程５２０に対応し、または、同様である。

【0134】

図６Ａは、様々な実施形態に従って、トレイまたはその他の容器をピックまたはプレースすることに関連してエンドエフェクタを動作させるための処理を示すフローチャートである。いくつかの実施形態において、処理６００は、図３Ａ～図３Ｂのエンドエフェクタ３００を制御することに関連して実施される。いくつかの実施形態において、処理６００は、図１Ａのシステム１００などによって実行される。

【0135】

工程６０２で、エンドエフェクタ（例えば、マルチモードエンドエフェクタ）を第２モードで動作させる決定がなされる。いくつかの実施形態において、システムは、把持される物体がトレイのスタックなどにピックおよび／またはプレースされるトレイであると決定したこと、もしくは、そうでなければ、グリッパアームを有するエンドエフェクタで物体が把持されると決定したことに関連して、マルチモードエンドエフェクタを第２モードで動作させると決定する。

【0136】

工程６０４で、情報が１または複数のセンサから取得される。情報は、グリッパアームの内の１または複数がアクティブ状態にあるのか非アクティブ状態にあるのか（もしくは、非アクティブ状態または非アクティブ状態の間の中間的な状態にあるのか）を示す。いくつかの実施形態において、システムは、マルチモードエンドエフェクタが動作されるモードに従って、アクティブ状態または非アクティブ状態に移行するよう、グリッパアーム（または第２把持メカニズム）を制御することに関連して、グリッパアームのポジショニングに対応する情報を利用する。

【0137】

工程６０６で、グリッパアームが非アクティブ状態に配置されているか否かについての判定がなされる。工程６０６で、グリッパアームがアクティブ状態にないと判定したこと（または、グリッパアームが非アクティブ状態にあると判定したこと）に応じて、処理６００は、グリッパアームの構成が調整される工程６０８に進む。例えば、システムは、グリッパアームをアクティブ状態に（例えば、配備位置に）動かす（または動かし続ける）よう制御する。いくつかの実施形態において、アクティブ状態は、グリッパアームが、グリッパアームとサイド部材との間の角度域の範囲内にあるなど、閾値配備状態に配置されていることに対応する（例えば、グリッパアームは、グリッパアームが完全には配備されていなくても、グリッパアームの配備の閾値内にあれば、アクティブ状態にあると見なされる）。一例として、図３Ｃを参照すると、閾値配備状態は、サイド部材３０４、３０６が、ベクトル３１６に対して３０度から－３０度の範囲内にある状態に対応しうる。別の例として、図３Ｃを参照すると、閾値配備状態は、サイド部材３０４、３０６が、ベクトル３１６に対して１５度から－１５度の範囲内にある状態に対応しうる。処理６００は、グリッパアームが非アクティブ状態にあるとシステムが判定するまで、工程６０４～６０８を繰り返す。

【0138】

グリッパアームが非アクティブ状態にあると工程６０６で判定したことに応じて、処理６００は、システムが、第２把持メカニズム（例えば、グリッパアーム）で物体（例えば、１または複数のトレイ）と係合することを決定する工程６１０に進む。

【0139】

工程６１２で、システムは、グリッパアーム（例えば、第２把持メカニズム）を有するエンドエフェクタの位置を調整するよう制御する。システムは、把持されるアイテムと係合するように、グリッパアームを有するエンドエフェクタを配置するよう制御する。例えば、システムは、エンドエフェクタのグリッパアームが物体（例えば、トレイ）と係合する位置にロボットアームおよびエンドエフェクタを移動させる。

【0140】

工程６１４で、システムは、グリッパアーム（例えば、グリッパアームを備えたエンドエフェクタ）でトレイを把持するよう、エンドエフェクタを制御する。システムは、グリッパアームと、把持されるトレイとの間に力を印加するよう、グリッパアームの内の１または複数を作動させる。いくつかの実施形態において、グリッパアームを有するエンドエフェクタは、（例えば、それぞれの移動先位置へ複数のアイテムを同時に移動させるために）複数のアイテムを把持するよう制御される。一例として、システムは、アクティブアーム（例えば、マルチモードエンドエフェクタの横部材に対して移動可能であるアクティブグリッパアーム）を制御して閉じさせ、力制御を用いて、トレイの把持穴にアクティブアームのサムを差し込ませる。

【0141】

工程６１６で、システム（例えば、ロボット）は、トレイの把持をテストし、把持がしっかりしていると工程６１８で判定された場合、ロボットは、トレイをその移動先へ移動させる（例えば、処理６００は、工程６２２に進む）。把持がしっかりしていないと工程６１６で判定された場合、把持は、工程６２２で調整され、工程６１６で再びテストされる。例えば、ロボットは、トレイを移動元スタック上に戻し、トレイを解放し、新たな把持を試みる。もしくは、ロボットは、少なくとも部分的に移動元スタックに置き、例えば、力制御を用いて、パッシブおよび／またはアクティブサイドサムを、それぞれ、トレイの中へより完全に差し込もうとすることによって、完全にトレイを解放することなしに把持の調整を試みる。

【0142】

工程６２０で、トレイは、移動先位置へ移動され、エンドエフェクタは、トレイをプレースするよう制御される（例えば、グリッパアームは、トレイを離す／解放するよう制御される）。いくつかの実施形態において、システムは、移動先位置（または移動先位置の近く）へアイテムを移動させるようロボットアームを制御し、次いで、移動先位置でトレイを解放するようエンドエフェクタを制御する。

【0143】

様々な実施形態によると、処理６００の処理６２５および６５０が、処理６００の工程６１２～６１４に関連して実施される。

【0144】

図６Ｂは、様々な実施形態に従って、トレイまたはその他の容器をピックまたはプレースすることに関連してエンドエフェクタを動作させるための処理を示すフローチャートである。いくつかの実施形態において、処理６２５は、図３Ａ～図３Ｂのエンドエフェクタ３００を制御することに関連して実施される。いくつかの実施形態において、処理６２５は、図１Ａのシステム１００などによって実行される。処理６２５は、トレイなどのアイテムを把持することに関連して実施される。

【0145】

様々な実施形態によると、サイド部材（例えば、エンドエフェクタ３００のサイド部材３０４など、パッシブサイド部材）が、１または複数のセンサを備える。サイド部材上に備えられた１または複数のセンサは、エンドエフェクタ（または、特にパッシブサイド部材）の位置に対する構造（例えば、トレイ）の位置に関する情報を取得するよう構成されている。１または複数のセンサによって取得される情報の例は、（ｉ）エンドエフェクタが、エンドエフェクタの少なくとも片側（例えば、パッシブ部材またはパッシブ部材に備えられている構造）を、トレイ（例えば、把持されるトレイ）の片側に備えられている穴、凹部、または、ａと係合させるよう制御される位置に、トレイ（またはトレイに対するエンドエフェクタ）があることを示す情報の取得、（ｉｉ）エンドエフェクタ（例えば、パッシブ部材またはパッシブ部材に備えられている構造）の位置に、トレイ（またはトレイに対するエンドエフェクタ）があることを示す情報の取得、などを含む。ロボットシステムは、パッシブサイド部材（または、一般にエンドエフェクタ）を配置することに関連して、１または複数のセンサから取得した情報を利用する。いくつかの実施形態において、ロボットシステムは、エンドエフェクタ（例えば、トレイと係合するためにパッシブサイド部材に備えられているサム）を制御するために、１または複数のセンサから取得した情報を力センサから取得した情報と共に用いる。

【0146】

様々な実施形態において、エンドエフェクタは、エンドエフェクタが、パッシブサイド構造（例えば、パッシブサイド構造上に配置されたサム）を、トレイの構造に備えられている穴、凹部、または、ハンドルと係合させるよう制御される位置に、トレイがあることを示す情報を取得するよう構成されている第１センサを備える。第１センサは、パッシブサイド部材の遠位端またはその近くに（例えば、パッシブサイド部材のフィンの底部または遠位端の近くに）など、パッシブサイド部材上に配置されている。エンドエフェクタがトレイの近くに移動されると、ロボットシステムは、パッシブサイド構造上の構造（例えば、パッシブサイド部材上に配置されたサム）とトレイを係合させるためにエンドエフェクタを移動させることに関連して、第１センサから取得した情報を用いる。例えば、ロボットシステムは、第１センサから取得した情報を用いて、エンドエフェクタを粗く配置する（例えば、トレイがエンドエフェクタのサイド部材の間にあるか否かを判定するため、など）。

【0147】

様々な実施形態において、エンドエフェクタは、パッシブサイド構造が、構造（例えば、トレイの側面の構造）に備えられている穴、凹部、または、ハンドルと係合される位置に、トレイがあることを示す情報を取得するよう構成されている第２センサを備える。第２センサは、パッシブサイド部材上の構造の近くに（例えば、パッシブサイド部材のサムの近くまたはパッシブサイド部材のフィンの上部の近くに）など、パッシブサイド部材上に配置されている。エンドエフェクタがトレイの近くに移動されると、ロボットシステムは、パッシブサイド構造上の構造（例えば、パッシブサイド部材上に配置されたサム）とトレイを係合させるためにエンドエフェクタを移動させることに関連して、第２センサから取得した情報を用いる。例えば、ロボットシステムは、第２センサから取得した情報を用いて、エンドエフェクタのポジショニングを微調整する。

【0148】

工程６２６で、情報が第１センサから取得される。情報は、エンドエフェクタのパッシブアーム（パッシブサイド部材）がトレイの近くにあるか否かを示す。

【0149】

工程６２８で、ロボットシステムは、パッシブアームを係合させるか否かを決定する。例えば、ロボットシステムは、第１センサから取得した情報を用いて、トレイをパッシブアームと係合させるか否かを決定する。ロボットシステムは、トレイを移動させるための計画が、トレイを移動先位置にピックアンドプレースさせることを示すこと、および、トレイがエンドエフェクタの近くにあることの判定に応じて、トレイをパッシブアームと係合させることを決定する。いくつかの実施形態において、システムは、第１センサから取得した情報を用いて、トレイがエンドエフェクタのパッシブアームおよびアクティブアームの間にあるか否かを判定する。

【0150】

パッシブアームが（例えば、トレイと）係合されないと工程６２８で決定したことに応じて、処理６２５は、パッシブアームの位置が調整される工程６３０に進む。ロボットシステムは、トレイのより近くなどにエンドエフェクタを移動させるようロボットアームを制御する。その後、処理６２５は、工程６２６に戻る。

【0151】

パッシブアームが（例えば、トレイと）係合されると工程６２８で決定したことに応じて、処理６２５は、ロボットシステムが力制御を用いてパッシブアームサムをトレイと係合させる工程６３２に進む。例えば、ロボットシステムは、力制御を用いて、トレイの構造（例えば、穴、凹部、ハンドル、など）の中にパッシブアームのサムを係合させる。

【0152】

工程６３４で、情報が第２センサから取得される。情報は、パッシブアームサムがトレイの構造と係合されているか否かを示す。

【0153】

工程６３６で、ロボットシステムは、パッシブアームのサムがトレイと係合されているか否かを判定する。

【0154】

パッシブアームサムがトレイと係合されていないと工程６３６で判定したことに応じて、処理６２５は、工程６３２に戻り、工程６３２～６３６が繰り返される。例えば、ロボットシステムは、トレイの構造をパッシブアームサムと係合させるために、エンドエフェクタを移動させるようさらに制御する。

【0155】

パッシブアームサムがトレイと係合されていると工程６３６で判定したことに応じて、処理６２５は、パッシブアームがトレイと係合されている旨の示唆の工程６３８に進む。例えば、処理６２５が処理６００の工程６１２によって呼び出された場合、工程６２８は、パッシブサムアームがトレイと係合され、処理６００が工程６０６に進む旨の示唆を、ロボットシステム（例えば、ロボットシステム上で実行しているプロセス）へ提供する。

【0156】

図６Ｃは、様々な実施形態に従って、トレイへ／からアイテムをピックまたはプレースすることに関連してエンドエフェクタを動作させるための処理を示すフローチャートである。いくつかの実施形態において、処理６５０は、図３Ａ～図３Ｂのエンドエフェクタ３００を制御することに関連して実施される。いくつかの実施形態において、処理６５０は、図１Ａのシステム１００などによって実行される。処理６５０は、トレイなどのアイテムを把持することに関連して実施される。処理６５０は、トレイ（または複数のトレイ）などのアイテムを把持することに関連して実施される。例えば、処理６５０は、処理６００の工程６１０～６１４に関連して実施される。

【0157】

様々な実施形態によると、エンドエフェクタ（例えば、横部材、アクティブアーム、または、両方のグリッパアーム）は、アクティブアームまたは複数のグリッパアーム（例えば、エンドエフェクタ３００のサイド部材３０４、３０６）の位置に関する情報を取得する１または複数のセンサを備える。例えば、システムは、その情報を用いて、グリッパアームがアクティブ状態（例えば、配備状態）に配置されているのか非アクティブ状態（例えば、後退状態）に配置されているのか否かを判定する。システムは、異なるモードで動作するよう、または、別の方法で異なる状態（例えば、アクティブ状態、非アクティブ状態、など）へ移行するよう、エンドエフェクタ（例えば、マルチモードエンドエフェクタ）を制御できる。いくつかの実施形態において、エンドエフェクタ（例えば、横部材、アクティブアーム、または、両方のグリッパアーム）は、アクティブアームが開位置にあるのか閉位置にあるのかを検出するセンサを備える。例えば、センサは、アクティブサイド部材が開位置にあるのか閉位置にあるのかを示す情報を取得するよう構成されている機械式リミットスイッチである。別の例として、センサは、対応するグリッパアームが配備位置にあるのか後退状態にあるのか（または、完全配備と完全後退との間の中間状態などにあるのか）を示す情報を取得するよう構成されている機械式リミットスイッチである。いくつかの実施形態において、エンドエフェクタ（例えば、横部材またはアクティブアーム）は、グリッパアームが開位置または閉位置にある程度を検出するセンサを備える（例えば、センサは、開位置と閉位置との間（境界を含む）のグリッパアームの特定の向きまたはグリッパアームの特定の位置を決定する）。別の例として、センサは、光センサである。光センサは、アクティブサイド部材が開位置にあるのか閉位置にあるのかを示す情報を取得するよう構成されている。別の例として、センサは、光センサである。光センサは、対応するグリッパアームが配備位置にあるのか後退状態にあるのか（または、完全配備と完全後退との間の中間状態などにあるのか）を示す情報を取得するよう構成されている。光センサは、さらに、アクティブサイド部材が開いている程度（例えば、アクティブアームが、開位置と閉位置との間の中間などにあるなど、部分的に開いているか否か）を示す情報を取得するよう構成されていてよい。ロボットシステムは、１または複数のセンサ（例えば、アクティブアームの位置に関する情報を取得するセンサ）を用いて、移動するように（例えば、閉位置と開位置との間でアクティブアームを移動するように）グリッパアームを移動させるアクチュエータの作動を制御する。

【0158】

いくつかの実施形態において、エンドエフェクタ（例えば、エンドエフェクタのアクティブアーム）は、アクティブアーム（例えば、アクティブアームのサム）がトレイ（例えば、穴、凹部、または、ハンドルなど、トレイ上の構造）と係合されているか否かを検出するために用いられる１または複数のセンサを備える。例えば、エンドエフェクタは、図３Ｃに示したエンドエフェクタ３００のセンサ３１５ａおよび／または３１５ｂを備える。

【0159】

工程６５２で、アクティブアームが開いているか／閉じているかを示す情報が、センサ（例えば、エンドエフェクタ上で横部材またはアクティブ部材などに備えられているセンサ）から取得される。ロボットシステムは、センサを用いて、アクティブアームの位置に関する情報を取得する。

【0160】

工程６５４で、ロボットシステムは、アクティブアームが開位置にあるか否かを判定する。例えば、ロボットシステムは、アクティブアームが完全に開いている（例えば、開位置閾値まで開かれている）か否かを判定する。別の例として、ロボットシステムは、（例えば、隣接するスタックが、ロボットシステムがアクティブアームを完全に開くのを阻止／制限している場合に）アクティブアームがトレイを把持するのに十分に開いているか否かを判定する。

【0161】

アクティブアームが開位置にないと工程６５４で判定したことに応じて、処理６５０は、アクティブアームの位置が調整される工程６５６に進む。例えば、アクティブアームの位置は、エンドエフェクタがトレイを把持することを可能にするように（例えば、エンドエフェクタがトレイを把持するよう制御された時のトレイのクリアランスを確保するように）調整される。ロボットシステムは、アクティブアームをさらに開くためまたはアクティブアームを完全に開くためにアクティブアームを動かすよう、ロボットアームを制御する。その後、処理６５０は、工程６５２に戻る。

【0162】

アクティブアームが開位置にあると工程６５４で判定したことに応じて、処理６５０は、ロボットシステムがトレイを係合することを決定する工程６５８に進む。例えば、ロボットシステムは、トレイをアクティブアーム（例えば、アクティブアームサムなど、アクティブアーム上の構造）と係合させるためにアクティブアームを移動させるよう、アクチュエータを制御することを決定する。

【0163】

工程６６０で、力制御を用いて、アクティブアームの構成が閉位置に調整される。トレイと係合すると決定したことに応じて、ロボットシステムは、アクティブアームを閉位置に移動させるようアクチュエータを制御する。

【0164】

工程６６２で、情報がセンサから取得され、その情報は、アクティブアームサムがトレイの構造と係合されているか否かを示す。例えば、ロボットシステムは、図３Ｃに示したエンドエフェクタ３００のセンサ３１５ａおよび／または３１５ｂから情報を取得する。

【0165】

工程６６４で、アクティブアームサムがトレイと係合されているか否かの判定が実行される。いくつかの実施形態において、ロボットシステムは、センサから取得した情報（例えば、アクティブアームサムがトレイの構造と係合されているか否かを示す情報）を用いて、アクティブアームサムがトレイと係合されているか否か（例えば、アクティブアームサムが、トレイの穴、凹部、または、ハンドルに挿入されているか否か）を判定する。いくつかの実施形態において、ロボットシステムは、さらに、力センサから情報を取得し、アクティブアームサムがトレイと係合されているか否かを判定することに関連して、エンドエフェクタに作用する力に関する情報を利用する。

【0166】

アクティブアームサムがトレイと係合されていないと工程６６４で判定したことに応じて、処理６５０は、アクティブアームの構成をさらに調整するために工程６６０に戻る。処理６５０は、アクティブアームサムがトレイと係合されているとロボットシステムが判定するまで、工程６６０、６６２、および、６６４を繰り返す。

【0167】

アクティブアームサムがトレイと係合されていないと工程６６４で判定したことに応じて、処理６５０は、アクティブアームがトレイと係合されている旨の示唆が提供される工程６６６に進む。例えば、処理６５０が処理６００の工程６１２によって呼び出された場合、工程６６６は、アクティブサムアームがトレイと係合され、処理６００が工程６１４に進む旨の示唆を、ロボットシステム（例えば、ロボットシステム上で実行しているプロセス）へ提供する。

【0168】

図６Ｄは、様々な実施形態に従って、トレイへ／からアイテムをピックまたはプレースすることに関連してエンドエフェクタを動作させるための処理を示すフローチャートである。いくつかの実施形態において、処理６７５は、図１Ａのシステム１００および／または図１３のロボット１３００によって実行される。処理６７５は、トレイなどのアイテムを把持することに関連して実施される。

【0169】

工程６７７で、１または複数のトレイをプレースする決定がなされる。システムは、１または複数のトレイが移動先位置にプレースされることを決定する。例えば、システムは、別のトレイの上部に１または複数のトレイをプレースすることによってトレイのスタックを生成することを決定する。別の例として、システムは、最上部のトレイが空であると判定したことに応じて（例えば、最上部のトレイの下にあるトレイの中のアイテムを露出させるために）、トレイのスタックの上部にあるトレイを移動させることを決定する。

【0170】

工程６７９で、力制御を用いて、エンドエフェクタのアクティブアームの構成が開位置に調整される。例えば、エンドエフェクタの第２把持メカニズムは、ロボット制御でアクティブ状態に配置され、エンドエフェクタは、第２把持メカニズムを用いて１または複数のトレイをプレースすることに関連して、第２把持メカニズムのアクティブアームを移動させるよう作動される。いくつかの実施形態において、システムは、トレイに対する把持を解放することに関連して複数のグリッパアームを移動させるよう、エンドエフェクタを制御する。

【0171】

工程６８１で、アクティブアームが開いているのか閉じているのかを示す情報が、１または複数のセンサから取得される。いくつかの実施形態において、システムは、グリッパアームがアクティブ状態にあるのか非アクティブ状態にあるのかを判定する。

【0172】

工程６８３で、アクティブアームが開いている（または引っ込められている）か否かの判定がなされる。例えば、システムは、グリッパアームがアクティブ状態にあるのか非アクティブ状態にあるのかを判定する。システムは、１または複数のセンサから取得した、アクティブアームが開いているか閉じているかを示す情報に少なくとも部分的に基づいて、アクティブアームが開いている否かを判定する。

【0173】

アクティブアームが開いていないと工程６８３で判定したことに応じて、処理６７５は、アクティブアームの構成が調整される工程６８５に進む。システムは、アクティブアームを開位置へ移動させるよう、エンドエフェクタ（例えば、アクティブアーム）の作動を制御する。その後、処理６７５は、工程６８１に戻り、アクティブアームが開いているとシステムが判定するまで、工程６８１～６８５を繰り返す。

【0174】

アクティブアームが開いていると工程６８３で判定したことに応じて、処理６７５は、アクティブアームサムがトレイの構造と係合されているか否かを示す情報が１または複数のセンサから取得される工程６８７に進む。

【0175】

工程６８９で、アクティブアームのサムがトレイと係合されているか否かについての判定がなされる。いくつかの実施形態において、システムは、１または複数のセンサから取得した、アクティブアームサムがトレイの構造と係合されているか否かを示す情報に少なくとも部分的に基づいて、アクティブアームのサムがトレイと係合されているか否かを判定する。

【0176】

工程６９１で、システムは、アクティブサムがトレイから切り離された旨の示唆を提供する。いくつかの実施形態において、システムは、グリッパアームがトレイから切り離された（例えば、トレイが解放された）旨の示唆を提供する。システムは、処理６７５を呼び出したプロセス（例えば、処理６００の工程６２０）にその示唆を提供できる。

【0177】

図７Ａは、様々な実施形態に従って、第１モードに構成されたエンドエフェクタを示す図である。図の例において、マルチモードエンドエフェクタ７００が、トレイ７２０からアイテムをピックするために用いられる。トレイ７２０からアイテムをピックすることを決定したことに応じて、システムは、サイド部材７０４および７０６が非アクティブ状態に移動される第１モードでマルチモードエンドエフェクタを動作させることを決定する。サイド部材７０４および７０６を非アクティブ状態に移動させることは、吸着ベースエンドエフェクタ７１４を露出させるのに（例えば、吸着ベースエンドエフェクタ７１４がアイテムに対して係合／把持することを可能にするのに）十分な程度までサイド部材を移動させることを含む。図の例において、サイド部材７０４および７０６は、サイド部材７０４および７０６がアクティブ状態にある位置に対してサイド部材７０４および７０６が約１８０度開かれる非アクティブ状態（例えば、後退状態）に配置されている。様々な実施形態において、サイド部材７０４および７０６は、（例えば、サイド部材７０４および７０６が横部材７０２の上面に関して鋭角を形成するように）１８０度を超えて開かれる。

【0178】

図７Ｂは、様々な実施形態に従って、第１モードに構成されたエンドエフェクタを示す図である。図の例において、マルチモードエンドエフェクタ７００は、アイテム７２４の近くに配置されている（例えば、吸着ベースエンドエフェクタ７１４が、アイテム７２４と係合されている）。システムは、吸着ベースエンドエフェクタ７１４をアイテム７２４の移動元位置へ移動させるために、マルチモードエンドエフェクタ７００が取り付けられているロボットアームをロボット制御する。システムは、アイテム７２４との吸着力を印加するために、吸着ベースエンドエフェクタ７１４をロボット制御する。例えば、システムは、吸着ベースエンドエフェクタ７１４の少なくとも１つの吸着カップとアイテム７２４との間の吸着を形成するために、吸着ベースエンドエフェクタ７１４（またはマルチモードエンドエフェクタ７００）の吸着制御を作動させる。システムは、アイテム７２４を移動させるためにロボットアームおよび／またはマルチモードエンドエフェクタ７００を移動させる前に、アイテム７２４がしっかりと把持されているか否かを判定する。

【0179】

図７Ｃは、様々な実施形態に従って、第１モードに構成されたエンドエフェクタを示す図である。図の例において、マルチモードエンドエフェクタは、トレイ７２０からアイテム７２４をピックしている。いくつかの実施形態において、吸着ベースエンドエフェクタ７１４がアイテム７２４をしっかりと把持していると判定したことに応じて、システムは、対応する移動先位置にアイテム７２４を移動させるよう、ロボットアームを制御する。

【0180】

図８Ａは、様々な実施形態に従って、ロボット制御トレイ／アイテムハンドリングエンドエフェクタを示す図である。様々な実施形態において、エンドエフェクタ（図３Ａおよび図３Ｂのエンドエフェクタ３００など）は、図８Ａに示す構造を備える。図の例において、エンドエフェクタ８００は、横部材８０２と、トレイの第１側上のハンドルもしくはその他の穴または凹部に挿入されるよう構成されているサム８０５、８０８をそれぞれ有するサイド部材８０４、８０６と、を備える。図に示すように、サイド部材８０４、８０６は、サイド部材８０４、８０６の内側の上部に取り付けられたタブまたはブラケット８１０、８２２を備えており、それは、この例において、横部材８０２を通る貫通孔８１２（または、１セットの貫通孔）と整列するように配置されている。横部材８０２に対するサイド部材８０４、８０６の様々な他の構成または取り付けが実施されてもよい。いくつかの実施形態において、サイドサム８０５およびサイドサム８０８は、異なるプロファイルを有する。例えば、サイドサム８０８は、サイドサム８０５よりも急な湾曲またはプロファイルを有する。別の例として、サイドサム８０８は、サイドサム８０５よりも大きい高さを有する。

【0181】

様々な実施形態によると、エンドエフェクタ３００は、マルチモードエンドエフェクタである。例えば、エンドエフェクタ８００は、吸着ベースエンドエフェクタ８３０が物体を把持するために用いられる第１モード、および、サイド部材８０４、８０６を含む第２把持メカニズムが物体を把持するために用いられる第２モードで動作するよう制御される。図の例において、吸着ベースエンドエフェクタ８３０は、横部材８０２の底面に接続されている。吸着ベースエンドエフェクタ８３０は、吸着カップ８３２、８３４、８３６、および、８３８を備える。いくつかの実施形態において、吸着カップ８３２、８３４、８３６、および、８３８は、一緒に制御される（例えば、吸着カップ８３２、８３４、８３６、および、８３８の各々の吸着を引き起こすために、単一の制御が用いられる）。いくつかの実施形態において、吸着カップ８３２、８３４、８３６、および、８３８は、個別にまたは小集団ごとに制御される。例えば、システムは、吸着カップ８３２、８３４を一緒に制御し、それとは別に、吸着カップ８３６、８３８を一緒に制御する。吸着カップ８３２、８３４、８３６、および、８３８の少なくとも一部の独立制御により、マルチモードエンドエフェクタ８００は、（例えば、それぞれの移動先位置にアイテムをプレースするために）複数のアイテムを把持すると同時にアイテムを移動させることができる。

【0182】

図８Ｂは、様々な実施形態に従って、ロボット制御トレイ／アイテムハンドリングエンドエフェクタを示す図である。様々な実施形態において、エンドエフェクタ（図３Ａ～図３Ｃのエンドエフェクタ３００など）は、図８Ｂに示す構造を備える。図に示す例および状態において、図８Ａのエンドエフェクタ８００は、組み立て済みの状態で（アクティブ状態に対応する配備位置で）示されている。段付きボルト８１４（または、ヒンジピン、または、同様の構造）が、貫通孔８１２およびタブ／ブラケット８１０を通して挿入されていることが示されている。サイド部材８０４は、横部材８０２へ同様に接続されていてよい。空気圧または油圧シリンダ（例えば、シリンダ８１６）が、横部材８０２内の内面に（例えば、ピボットブラケットまたはその他のブラケットによって）取り付けられている。

【0183】

様々な実施形態において、シリンダ８１６（例えば、空気圧シリンダ）およびエンドロッド８１８は、クッション付き２方向空気圧シリンダを備える。１または複数の可動サイド部材（例えば、サイド部材８０４、８０６）の作動は、シリンダ８１６を作動させることによって実行される。シリンダ８１６のエンドロッド８１８は、サイド部材８０４、８０６に接続されている。サイド部材８０６は、段付きボルト８１４を孔８１２とタブまたはブラケット８１０とに挿入することによって形成されたピボットジョイントを介して横部材８０２へ回転可能に接続されており、サイド部材８０６を閉／開するために、空気圧シリンダによってそれぞれ押され／引っ張られる。サイド部材８０４は、同様に横部材８０２に接続され、移動するよう（例えば、アクティブ状態と非アクティブ状態との間で移行するよう）同様に制御されてよい。シリンダ８１６の作動は、様々な実施形態において、４方向２ポジションのシングルソレノイドによって制御される。

【0184】

図８Ｃは、様々な実施形態に従って、ロボット制御トレイ／アイテムハンドリングエンドエフェクタを示す図である。図の例において、サイド部材８０４および８０６は、非アクティブ状態（例えば、後退位置）に移行される。サイド部材８０４、８０６を移動させるようエンドエフェクタ８００を制御することで、エンドエフェクタ８００は、吸着ベースエンドエフェクタ８３０を利用できるようになる。

【0185】

図９Ａは、様々な実施形態に従って、ロボット制御トレイ／アイテムハンドリングエンドエフェクタを示す図である。図の図において、トレイハンドリングエンドエフェクタ９００は、横部材９０２、サイド部材９０４、および、サイド部材９０６を備える。エンドエフェクタ９００は、力センサ９１０およびピボットブラケット９１２を介してロボットアーム（図示せず）に取り付けられている。図に示す状態において、エンドエフェクタ９００は、サイド部材９０４および９０６がアクティブ状態にあり、物体（トレイ９１４など）を把持するために用いられる第２モードで動作される。例えば、サイド部材９０４、９０６のサム（図示せず）が、それぞれ、トレイ９１４の両方にある対応する穴（図示せず）に挿入されてよい。

【0186】

図の例において、エンドエフェクタ９００は、それぞれ、サイド部材９０４、９０６の底縁部に沿って取り付けられているガイドフィン９１８および９２０をさらに備える。様々な実施形態において、ガイドフィン９１８、９２０は、サイド部材９０４、９０６の底縁部のすべての部分またはかなりの部分に沿って伸びている。図に示すように、各ガイドフィン９１８、９２０は、底部で外側に広がる形状を有しており、その結果、ガイドフィン９１８、９２０のそれぞれの底縁部の間の距離は、図に示すように、トレイ９１４の幅、および、閉位置にある時のサイド部材９０４、９０６の内面の間の距離よりも長くなっている。

【0187】

図９Ｂは、様々な実施形態に従って、ロボット制御トレイ／アイテムハンドリングエンドエフェクタを示す図である。いくつかの実施形態において、ガイドフィン９１８、９２０は、それに応じて回転可能にサイド部材９０４、９０６へ接続されている。一例として、サイド部材９０４、９０６が非アクティブ状態に（例えば、後退位置に）移動される時、ガイドフィン９１８、９２０は、ガイドフィン９１８、９２０をさらに引っ込めるためにサイド部材９０４、９０６に対して回転するよう制御される。図の例において、サイド部材９０４、９０６は、非アクティブ状態にあり、ガイドフィン９１８、９２０は、さらに引っ込められている（例えば、ガイドフィン９１８、９２０は、（例えば、サイド部材９０４、９０６がアクティブ状態にある時の伸長（展開）された位置から）サイド部材９０２の中心に向かって回転されている）。

【0188】

サイド部材９０４、９０６が非アクティブ状態に移動される第１モードでエンドエフェクタ９００を動作させると、トレイ９１４からアイテム（例えば、アイテム９２２、９２４、９２６）を把持するために吸着ベースエンドエフェクタ９３０が露出される。

【0189】

図１０Ａは、様々な実施形態に従って、ガイドフィンを備えたロボット制御トレイ／アイテムハンドリングエンドエフェクタを示す図である。図の例において、トレイハンドリングエンドエフェクタ１０００は、横部材１００２と、サイド部材１００４、１００６と、を備える。エンドドエフェクタ１０００は、力センサ１０１０および１セットのピボットブラケット（図示せず）を介してロボットアーム（図示せず）に取り付けられている。図に示す状態において、エンドエフェクタ１０００は、トレイ１０１４を把持している。例えば、サイド部材１００４および１００６のサイドサム（図示せず）が、それぞれ、トレイ１０１４の両方にある対応する穴（図示せず）に挿入されていてよい。エンドエフェクタ１０００の例は、（例えば、空気圧ピストンなどを用いて）可動である唯一のサイド部材１００６を備えるが、両方のサイド部材１００４および１００６が、横部材１００２へ回転可能に接続されていてもよい。

【0190】

図の例において、エンドエフェクタ１０００は、それぞれ、サイド部材１００４、１００６の底縁部に沿って取り付けられているガイドフィン１０１８および１０２０をさらに備える。様々な実施形態において、ガイドフィン１０１８、１０２０は、サイド部材１００４、１００６の底縁部のすべての部分またはかなりの部分に沿って伸びている。図に示すように、各ガイドフィン１０１８、１０２０は、底部で外側に広がる形状を有しており、その結果、ガイドフィン１０１８、１０２０のそれぞれの底縁部の間の距離は、図に示すように、トレイ１０１４の幅、および、閉位置にある時のパッシブ部材およびサイド部材１００４、１００６の内面の間の距離よりも長くなっている。

【0191】

図１０Ａに示すように、エンドエフェクタ１０００は、トレイ１０１４をトレイ１０１６の上に配置するために（例えば、トレイ１０１４をトレイ１０１６の上にプレースするために）用いられている。例えば、トレイ１０１６は、トレイ１０１４が追加される移動先スタック上の最上部のトレイであってよい。

【0192】

いくつかの実施形態において、エンドエフェクタ１０００は、サイド部材１００４、１００６、または、ガイドフィン１０１８、１０２０上に、１または複数の車両グリッパモジュール１０２１ａまたは１０１２ｂを備える。車両グリッパモジュール１０２１ａまたは１０２１ｂは、サイド部材１００４、１００６、または、ガイドフィン１０１８、１０２０の内面よりも比較的高い摩擦を有する内面（例えば、トレイまたは車両（台車など）と係合する表面）を備えうる。１または複数の車両グリッパモジュール１０２１ａまたは１０２１ｂは、エンドエフェクタが、１または複数の車両グリッパモジュール１０２１ａまたは１０２１ｂをかかる車両と係合させるよう制御された時に、車両（例えば、台車）を安定的に把持するよう成形または構成されうる。

【0193】

図の例において、エンドエフェクタ１０００は、吸着ベースエンドエフェクタ１０３０を備える。例えば、エンドエフェクタ１０００は、複数のモード（例えば、吸着ベースエンドエフェクタ１０３０が物体を把持するために用いられる第１モード、サイド部材１００４、１００６が物体を把持するために用いられる第２モード、および／または、エンドエフェクタ１０００がトレイ、カート、またはその他の物体を引く／押すよう制御される第３モード）で選択的に動作されるマルチモードエンドエフェクタである。

【0194】

図１０Ｂは、様々な実施形態に従って、ガイドフィンを備えたロボット制御トレイ／アイテムハンドリングエンドエフェクタを示す図である。図１０Ｂに示す例および状態において、ガイドフィン１０１８、１０２０は、図に示すように、トレイ１０１６上にトレイ１０１４を整列させてプレースするための力制御の利用を円滑にしている。様々な実施形態において、ガイドフィン１０１８、１０２０は、トレイのプレースを円滑にする或る程度のコンプライアンスを有する。ガイドフィン１０１８、１０２０は、様々な実施形態において、動作速度および公差ならびに精度を高めるために屈曲特性を有するよう設計されている。

【0195】

様々な実施形態において、本明細書で開示されているシングルロボット式トレイ把持ロボットによるトレイプレースエピソードは、円滑、穏やか、かつ、正確であり、不確実性およびぶれに対して耐性がある。様々な実施形態において、プレースエピソードは、以下の内の１または複数を含む。
・（例えば、図１０Ａに示したように）移動先スタック上方のホバリング位置から降りるために力制御を利用し、ガイドフィン（例えば、ガイドフィン１０１８、１０２０の一方または両方）と最初に接触する。
・ガイドフィン１０１８、１０２０は、プレース対象のトレイがプレースされる先のトレイとより整列した位置へプレース対象のトレイをガイドするよう助け、ガイドフィン１０１８、１０２０は、さらに、スタックの上部に到着するトレイの位置を調整するために、ロードセル（例えば、力センサ１０１０）を介してフィードバック信号を提供する。
・力制御を用いて、ロボットは、移動先スタックと安定的に接触し、その上にトレイ（例えば、１０１４）を穏やかに挿入する。

【0196】

図１０Ｃは、様々な実施形態に従って、ガイドフィンを備えたロボット制御トレイ／アイテムハンドリングエンドエフェクタを示す図である。図１０Ｄは、様々な実施形態に従って、ガイドフィンを備えたロボット制御トレイ／アイテムハンドリングエンドエフェクタを示す図である。図１０Ｃおよび図１０Ｄに示す例において、エンドエフェクタ１０００は、さらに、センサ１０２２および／またはセンサ１０２４を備える。ロボットシステムは、エンドエフェクタ１０００を制御してサイド部材１００４、１００６の一方または両方の上の構造とトレイ１０１４を係合させるためなど、エンドエフェクタ１０００がトレイ１０１４を把持する際にガイドすることに関連して、センサ１０２２および／またはセンサ１０２４を利用する。

【0197】

ロボットシステムは、センサ１０２４を用いて、例えば、ロボットシステムが、サイド部材１００４上の構造（例えば、サイド部材１００４上のサム）とトレイを係合させるためにエンドエフェクタの移動を細かく制御できるように、トレイ１０１４がエンドエフェクタ１０００の近くにあるか否かを検出する。いくつかの実施形態において、センサ１０２４は、エンドエフェクタ１０００が、トレイ１０１４に備えられている穴、凹部、または、ハンドルと係合するよう制御される位置にトレイ１０１４が存在することを示す情報を取得する。

【0198】

ロボットシステムは、センサ１０２２を用いて、トレイ１０１４がサイド部材１００４によって（例えば、サイド部材１００４上の構造（サムなど）によって）係合されているか否かを検出する。いくつかの実施形態において、センサ１０２４は、トレイ１０１４に備えられている穴、凹部、または、ハンドルとパッシブサイド構造が係合される位置にトレイ１０１４が存在することを示す情報を取得する。図１０Ｄに示すように、システムは、（ｉ）センサから取得された情報が、構造がセンサと隣接している（例えば、光がセンサ１０２２へ反射される）ことを示す時、（ｉｉ）センサ１０２４によって取得された情報が、センサ１０２２に近接する構造が存在しないことを示す（例えば、センサ１０２４へ反射する光がない）時、パッシブサイド構造が、トレイ１０１４に備えられている穴、凹部、または、ハンドルと係合される位置にトレイ１０１４が存在するとロボットシステムが判定することを決定する。

【0199】

いくつかの実施形態において、ロボットシステムは、トレイ１０１４を把持するために（例えば、サイド部材１００４、１００６のサムとトレイ１０１４を係合させるように）サイド部材１００４、１００６の一方または両方を移動させるようアクチュエータを制御するか否かを決定することに関連して、センサ１０２２および／または１０２４によって取得された情報を利用する。

【0200】

エンドエフェクタ１０００は、１または複数のサイド部材（例えば、グリッパアーム）上に１または複数の剛性構造（サイド部材１００４、１００６の剛性構造１０４０ａ、１０４０ｂなど）を備える。いくつかの実施形態において、システムは、剛性構造１０４０ａおよび／または１０４０ｂを用いて、台車（または、その他のカートなど）を移動させる、トレイを押すまたは引く、などするよう、ロボットおよび／またはエンドエフェクタ１０００を制御する。一例として、エンドエフェクタ１０００は、車両グリッパモジュール１０２１ａまたは１０２１ｂに加えて、または、その代わりに、剛性構造１０４０を備える。

【0201】

図１０Ａ～１０Ｄに示した例は、トレイを把持する文脈で提供されているが、サイド部材１００４および１００６は、様々な他の物体を把持するために用いられる。例えば、サイド部材１００４および１００６は、グリッパアームとして用いられる（例えば、グリッパアームは、アイテムを挟むためのピンサーと同様に用いられる）。グリッパアームは、箱またはその他のアイテムをピックアップするために用いられる。

【0202】

図１１は、様々な実施形態に従って、１または複数のトレイをスタック上にプレースするための自動処理を示すフローチャートである。様々な実施形態において、図１１の処理１１００は、本明細書で開示されているように、１または複数のシングルロボット式トレイハンドリングロボットを制御するよう構成されている制御コンピュータ（図１Ａの制御コンピュータ１２８など）によって実行される。図の例において、工程１１０２で、位置制御を用いて、プレースされる１または複数のトレイを、例えば、移動先スタックの上部に、配置する。例えば、３Ｄカメラおよび／またはその他の画像データが、移動先スタックの位置および向きを決定するために用いられ、ロボットは、（例えば、レールに沿って）移動先スタック付近の位置へ移動され、次いで、ロボットアームは、移動先スタック上方にトレイを配置するよう操作される。工程１１０４で、力制御を用いて、移動先スタックの上部と係合する。例えば、図１０Ａおよび図１０Ｂに示した例を参照すると、トレイ１０１４は、ガイドフィン１０１８、１０２０の一方または両方の底縁部が、移動先スタックの上部にあるトレイ１０１６とちょうど触れるまで降下される。工程１１０６で、力制御を用いて、トレイ（例えば、トレイ１０１４）を誘導して移動先スタックの上部（例えば、トレイ１０１６の上部）に置く。工程１１０８で、ロボットは、プレースされているトレイが移動先スタックの最上部トレイの上部と完全かつ適切に整列され、しっかりと差し込まれているか否かを判定するためにテストする。

【0203】

様々な実施形態において、差し込みエピソード（例えば、工程１１０８）は、スタックの上部でのトレイの安定性と、その適切な挿入とを確実にするよう機能する。ｚ軸（上下）およびｙ軸（トレイスロットと共にレールに沿った軸、例えば、図９Ａおよび図９Ｂに示されているように紙面に垂直な軸）における調整の後、ロボットは、第３方向（ｘ軸、図９Ａおよび図９Ｂに示されているように、横方向の軸）も安定的であることを確実にするためのルーティングを実行する。様々な実施形態において、差し込みエピソードは、以下を含む。
・スタックに対して前方にオフセットした位置にプレースされた時に、トレイをスロットの上部に穏やかに引き戻す。
・トレイを引き離して円滑に移動させる一連の力の動き。トレイが過剰にスロットされていることを力フィードバックが示す場合、補正動作がスロットを逆転するように実行される。例えば、システムがトレイの後部のノッチを見つけることに失敗し、トレイの前部に同等のノッチが存在する場合、システムは、差し込み動作の方向を逆転させることによって、そのノッチに対して「差し込み」を試みる。
・スロットの質は、トレイを前後に動かし、結果として得られる力信号を解析することによって検証される。様々な実施形態において、ロボットは、しっかりした（または、しっかりしていない）差し込みを示す力信号を認識するように、学習しおよび／または手動でトレーニングされる。

【0204】

トレイがしっかりと差し込まれていると判定された場合（工程１１１０）、ロボットは、トレイを解放し（例えば、サイド部材の内の１または複数を開き、サムが挿入されている穴からサムを引き抜き）、処理は終了する。そうでない場合（工程１１１０）、工程１１１２で配置が調整され、工程１１０８で再びテストされる。構成された回数の試行の後に、トレイがしっかりとプレースされたことを検証できない場合、様々な実施形態において、システムは、例えば、遠隔操作または手作業によって、人間の作業員が支援するよう促す。

【0205】

図１２は、特定のトレイの向きに積み重ねられるよう構成されているトレイのスタックの一例を示す図である。図の例において、移動先スタック１２００は、トレイ１２０４の上部に積み重ねられたトレイ１２０２を含む。トレイ１２０６が、スタック１２００の上部に追加される。トレイ１２０２、１２０４、１２０６は各々、トレイの上部にある異なる形状の一対の凹部（例えば、トレイ１２０２の上部にある凹部１２１０および１２１４、片方が第１側にあり、他方が反対側にある）と、トレイの底部にある対応する突起（例えば、トレイ１２０６の底部にある突起１２０８および１２１２）と、を備える。図１２に示すように、突起１２０８は、凹部１２１４に収まるサイズおよび形状を有し、一方、突起１２１２は、凹部１２１０に収まるサイズおよび形状を有する。しかしながら、図に示すように、トレイ１２０６は、突起１２０８が、一致しない凹部１２１０の上に配置され、突起１２１２が、一致しない凹部１２１４の上に配置されるように、反転されている。

【0206】

様々な実施形態において、本明細書で開示されているトレイハンドリングロボットシステムは、図１２に示すようなミスアライメントに関連する力センサの読み取り値および／またはプロファイルを認識するよう学習しおよび／またはトレーニングされる。システムは、例えば、トレイ１２０２上にトレイ１２０６をプレースする試行後に、図１２に示すように、トレイ１２０６が逆姿勢に反転されていることに関連する形で、トレイ１２０６がトレイ１２０２上にしっかりと差し込まれていないことを検出する。様々な実施形態において、図１２に示すような不正確な向きを検出したことに応じて、システムは、トレイ（例えば、１２０６）を持ち上げ、トレイ１８０をｚ（上下）軸の周りで１８０度回転させ、移動先スタックの上部にトレイをプレースする試行を再開する。

【0207】

図１３は、トレイハンドリングロボットの一実施形態を示す図である。ロボット１３００は、図４の処理４００、図５Ａの処理５００、図５Ｂの処理５５０、図６Ａの処理６００、図６Ｂの処理６２５、図６Ｃのプロセス６５０、図６Ｄの処理６７５、および／または、図１４の処理１４００を実行する（または、実行するために用いられる）。

【0208】

様々な実施形態において、１または複数のロボット（図１３のロボット１３００など）が、本明細書で開示されているロボットトレイハンドリングシステムに備えられてよい（例えば、図１Ａおよび図１Ｂのロボットアーム１１２、１１４など）。図の例において、ロボット１３００は、レール１３０８および１３１０に沿ってロボット制御下で移動されるよう構成されているシャーシ１３０６（例えば、キャリッジなど）上に取り付けられたロボットアーム１３０２およびトレイハンドリングエンドエフェクタを備える。垂直支持１３１２および１３１４ならびに上側フレーム１３１６を備えた上部構造が、３Ｄカメラ１３１８、１３２０、１３２２、および、１３２４のための取り付け位置を提供する。様々な実施形態において、１または複数の３Ｄカメラは、ロボットのベースの近くに配置されている。

【0209】

様々な実施形態において、ロボット１３００は、図１Ａおよび図１Ｂに示したように、トレイハンドリングシステムに配備されている。移動元トレイスタックが、レール１３０８および１３１０の一方の側（例えば、図に示すように、レール１３０８の向こう側）に提供され、移動先トレイスタックが、レール１３０８および１３１０の反対側（例えば、図に示すように、レール１３１０の手前側）に構築される。移動元トレイスタック側にある一対のカメラ（例えば、１３１８、１３２０）および移動先トレイスタック側にある一対のカメラ（例えば、１３２２、１３２４）は、ロボット１３００が配置され作業を行う近傍で作業空間の関連部分のビューを提供するために用いられる。

【0210】

様々な実施形態において、画像データは、作業空間に存在する他のロボット、トレイスタック、および、その他のアイテムとの衝突を避け、軌道を計画し、エンドエフェクタ１３０４および／またはエンドエフェクタ１３０４に把持されているトレイを位置制御下で少なくとも初期位置に配置すること、の内の１または複数を実行するために用いられる。エンドエフェクタ１３０４は、第１把持メカニズム（例えば、吸着ベースエンドエフェクタ）および第２把持メカニズム（例えば、グリッパアームを有するエンドエフェクタ）を備えたマルチモードエンドエフェクタである。エンドエフェクタは、物体が吸着ベースエンドエフェクタを用いて把持される第１モード、物体がグリッパアームを有するエンドエフェクタを用いて把持される第２モード、エンドエフェクタ１３０４が物体（トレイのスタック、カート、台車、など）を押すまたは引くために用いられる第３モードなど、複数の異なる動作モードの１つで動作するようロボット制御される。様々なその他のモードが、実装されてもよい。

【0211】

いくつかの実施形態において、カメラ１３１８、１３２０、１３２２、および、１３２４は、本明細書で開示されているロボットトレイハンドリングシステムの制御に用いられるビジョンシステムに含まれている。いくつかの実施形態において、ビジョンシステムは、自己較正するよう設計されている。ロボットは、その関節の１つに設置されているマーカを利用し、マーカを認識して世界座標系における自身の姿勢を理解するために姿勢評価を実行するシステム内のカメラ（例えば、カメラ１３１８、１３２０、１３２２、および、１３２４）にマーカを見えるようにする。ロボットは、カメラに近い位置にマーカを移動させて高品質の較正を実現するために、衝突回避を用いて自身の動きを計画する。

【0212】

いくつかの実施形態において、一回の手動処理が、処理の質をさらに保証するために自動較正の後に行われる。点群が、システムのシミュレートされたグラフィックスの上に重ねられ、人間のオペレータが、ロボット上に取り付けられたカメラによって見られた点群に対して、シミュレータ内のロボットおよび環境のレンダリングされたグラフィックスのマッチングを実行する。世界フレーム（座標）における既知の高さの物体の認識された深度を検証するために、さらなる検証手順も実施される。

【0213】

いくつかの実施形態において、本明細書で開示されているシステムは、自身の寸法を自己較正する。ロボットは、ピックアンドプレース位置を探すためにレールを行き来し、力制御を用いて、入力出力スロットの座標を見出す。更新が動的に実行される。例えば、いくつかの実施形態において、システムは、特別に設計された較正動作（力制御を含む）を用いて、「レイアウト」と呼ばれる（トレイのスタックが存在する）入力面および出力面の各々の正確な位置を見出し、何度も変化（不均一な地面、周辺機器の設置ずれ、など）を明らかにするレイアウト値を内部で更新する。ロボットは、様々な実施形態において、その寿命を通じて動的にこれらの更新を実行する。

【0214】

いくつかの実施形態において、ビジョンシステムは、ロボットの目標動作をチェックするために、ターゲットトレイまたはターゲット移動先スタックの姿勢を近似する。ビジョンシステムスケジューラが、可能であり入力ターゲットおよび出力ターゲットの両方が視界の中にある時に同時チェックを保証する。

【0215】

図１４は、様々な実施形態に従って、エンドエフェクタが動作されるモードを選択し、選択されたモードでエンドエフェクタを動作させるための処理を示すフローチャートである。いくつかの実施形態において、処理１４００は、図１Ａのシステム１００および／または図１３のロボット１３００によって実行される。

【0216】

工程１４０２で、物体をピック／プレースするようエンドエフェクタ（例えば、マルチモードエンドエフェクタ）を動作させる決定がなされる。いくつかの実施形態において、物体は、トレイ、容器、トート、箱、アイテム（例えば、トレイに含まれうるアイテム）、などであってよい。

【0217】

工程１４０４で、エンドエフェクタが動作されるモードが決定される。システムは、複数のモードから、エンドエフェクタが動作される際に従うモードを選択する。いくつかの実施形態において、システムは、（ｉ）第１把持メカニズム（例えば、吸着ベースエンドエフェクタ）が物体を把持するために用いられる第１モード、（ｉｉ）第２把持メカニズム（例えば、複数のグリッパアームを備えたエンドエフェクタ）が物体を把持するために用いられる第２モード、および、（ｉｉｉ）マルチモードエンドエフェクタの構造が物体（トレイのスタック、カート、台車、トレイ、トレイの中のアイテム、など）を押すまたは引くために用いられる第３モード、の内のどのモードでエンドエフェクタを動作させるのかを決定する。

【0218】

工程１４０６で、エンドエフェクタが動作されるモードが第１モードであるか否かについて決定がなされる。エンドエフェクタが動作されるモードが第１モードであると工程１４０６で決定したことに応じて、処理１４００は、工程１４０８に進む。逆に、エンドエフェクタが第１モードで動作されないと工程１４０６で決定したことに応じて、処理１４００は、工程１４１２に進む。

【0219】

工程１４０８で、吸着ベースエンドエフェクタを用いて物体をピック／プレースするための計画が決定される。エンドエフェクタを第１モードで動作させると決定したことに応じて、システムは、トレイまたはその他の容器に含まれるアイテムなどの物体を把持するため、および、移動先位置（例えば、トレイ、コンベヤ、棚、など）に物体をプレースするための計画（または戦略）を決定する。いくつかの実施形態において、エンドエフェクタを第１モードで動作させると決定したことに応じて、システムは、（例えば、グリッパアームが後退位置に移動される）非アクティブ状態に第２把持メカニズムを移行させるようエンドエフェクタを制御する。物体を把持するために決定された計画は、第２把持メカニズムを非アクティブ状態に移行させる動作を含みうる。

【0220】

工程１４１０で、吸着ベースエンドエフェクタは、移動先位置に物体をピックアンドプレースするよう制御される。システムは、吸着ベースエンドエフェクタの吸着カップと、把持される物体との間に吸着力を印加するために吸着メカニズムを作動させるよう、吸着ベースエンドエフェクタを制御する。システムは、吸着力（または、吸着カップと物体との間の吸着のその他の属性）を検出するセンサによって受信されたフィードバックに少なくとも部分的に基づいて、吸着メカニズムを制御する。いくつかの実施形態において、物体をピックアンドプレースするよう吸着ベースエンドエフェクタを制御すすることは、ロボットアームの吸着ベースエンドエフェクタを用いて物体をピックアンドプレースするよう、マルチモードエンドエフェクタが取り付けられているロボットアームを制御することを含む。

【0221】

工程１４１２で、エンドエフェクタが動作されるモードが第２モードであるか否かについて決定がなされる。エンドエフェクタが動作されるモードが第２モードであると工程１４１２で決定したことに応じて、処理１４００は、工程１４１４に進む。逆に、エンドエフェクタが第１モードで動作されないと工程１４１２で決定したことに応じて、処理１４００は、工程１４１８に進む。

【0222】

工程１４１４で、グリッパアームを備えたエンドエフェクタを用いて物体をピック／プレースするための計画が決定される。エンドエフェクタを第２モードで動作させると決定したことに応じて、システムは、トレイ（例えば、トレイのスタックに含まれるトレイ、など）などの物体を把持するための計画（または戦略）を決定する。いくつかの実施形態において、エンドエフェクタを第２モードで動作させると決定したことに応じて、システムは、（例えば、グリッパアームが配備位置に移動される）アクティブ状態に第２把持メカニズムを移行させるようエンドエフェクタを制御する。物体を把持するために決定された計画は、第２把持メカニズムをアクティブ状態に移行させる動作を含みうる。

【0223】

工程１４１６で、グリッパアームを備えたエンドエフェクタは、移動先位置に物体をピックアンドプレースするよう制御される。システムは、把持される物体（例えば、トレイ）を把持するためにグリッパアームの内の１または複数の移動を作動させるよう、グリッパアームを備えたエンドエフェクタ（例えば、第２把持メカニズム）を制御する。例えば、システムは、物体と係合するようにアクティブ側方部材を移動させるよう制御する。システムは、把持される物体に対する１または複数のグリッパアーム（または、かかるアームのサム）のポジショニングを検出するセンサによって受信されたフィードバックに少なくとも部分的に基づいて、グリッパアームを備えたエンドエフェクタを制御する。いくつかの実施形態において、物体をピックアンドプレースするよう、グリッパアームを備えたエンドエフェクタを制御することは、ロボットアームのグリッパアームを用いて、物体を把持およびピック／プレースするよう、マルチモードエンドエフェクタが取り付けられているロボットアームを制御することを含む。

【0224】

工程１４１８で、エンドエフェクタを第３モードで動作する決定がなされる。一例として、システムは、把持されるアイテムが吸着ベースエンドエフェクタよりもエンドエフェクタの構造に最適であると決定したことに応じて、エンドエフェクタを動作させることを決定する。別の例として、システムは、アイテムがわずかに動かされまたは移動されること、もしくは、トレイのスタックまたはカート／台車が移動され／押されることを決定したことに応じて、第３モードでエンドエフェクタを動作させることを決定する。

【0225】

工程１４２０で、物体を押すおよび／または引くための計画が決定される。物体は、作業空間内のトレイのスタック、カート、台車、アイテム、などであってよい。第３モードでエンドエフェクタを動作させると決定したことに応じて、システムは、エンドエフェクタの一部（剛性構造、フック、など）を用いて物体を少し動かしまたは押す／引くことに基づいて物体を移動させるための計画（または戦略）を決定する。物体を把持するために決定された計画は、第２把持メカニズムをアクティブ状態に移行させる動作を含みうる。

【0226】

工程１４２２で、エンドエフェクタは、物体を押す／引くよう制御される。いくつかの実施形態において、システムは、マルチモードエンドエフェクタの一部（例えば、剛性構造、フック、など）を用いてアイテムと係合するよう、マルチモードエンドエフェクタが取り付けられているロボットアームを制御し、マルチモードエンドエフェクタを用いて物体を押す／引くよう、ロボットアームを制御する。

【0227】

工程１４２４で、処理１４００が完了したか否かについて判定がなされる。いくつかの実施形態において、処理１４００は、移動（例えば、ピックまたはプレース）されるさらなる物体、トレイ、または、カートが存在しないこと、マニフェスト（例えば、注文）に対応するトートまたはその他の容器が構築／パッキングされたこと、ユーザがシステムを終了したこと、処理１４００が一次停止または停止される旨を管理者が指示したこと、などの決定に応じて、完了したと判定される。処理１４００が完了したとの判定に応じて、処理１４００は終了する。処理１４００が完了していないという判定に応じて、処理１４００は工程１４０２へ戻る。

【0228】

図１５Ａは、様々な実施形態に従って、吸着ベースエンドエフェクタの底面を示す図である。いくつかの実施形態において、図１のシステム１００は、エンドエフェクタ１５００を実装する。様々な実施形態によると、エンドエフェクタ１５００は、吸着ベースエンドエフェクタである。エンドエフェクタ１５００は、マルチモードエンドエフェクタに備えられてよい。例えば、エンドエフェクタ１５００は、マルチモードエンドエフェクタの第１把持メカニズムに対応する。

【0229】

図１５Ａに示す例において、正方形の面１５０２（例えば、正方形のベース）を有するエンドエフェクタ１５１０が、複数の吸着カップを備え、複数の吸着カップの少なくとも第１サブセットは、複数の吸着カップの第２サブセットとは異なっている。例えば、吸着カップ１５０４は、吸着カップ１５０６よりも大きい。別の例として、吸着カップ１５０４は、エンドエフェクタ１５００上の別の吸着カップ（吸着カップ１５０６など）の直径よりも大きい直径を有する。

【0230】

エンドエフェクタ１５００へ動作可能に接続されている作動メカニズム（図示せず）が、エンドエフェクタ１５００の吸着カップの内の１または複数のための吸着を作動させる。いくつかの実施形態において、作動メカニズムは、第２吸着カップの作動とは独立的に第１吸着カップを作動させる。いくつかの実施形態において、吸着カップは、吸着カップが属する吸着カップセットに従って作動される。作動メカニズムは、計画（例えば、シンギュレーション動作のための計画、キッティング動作のための計画、などに含まれる把持戦略）に少なくとも部分的に基づいて、エンドエフェクタ１５００上の吸着カップの内の１または複数を作動させる。

【0231】

図１５Ｂは、様々な実施形態に従って、吸着ベースエンドエフェクタの底面を示す図である。いくつかの実施形態において、図１のシステム１００は、エンドエフェクタ１５２０を実装する。いくつかの実施形態において、図１のシステム１００は、エンドエフェクタ１５２０を実装する。様々な実施形態によると、エンドエフェクタ１５２０は、吸着ベースエンドエフェクタである。エンドエフェクタ１５２０は、マルチモードエンドエフェクタに備えられる。例えば、エンドエフェクタ１５２０は、マルチモードエンドエフェクタの第１把持メカニズムに対応する。

【0232】

いくつかの実施形態において、エンドエフェクタ１５２０は、１または複数の可動吸着カップを備える。可動吸着カップのポジショニングは、エンドエフェクタ１５２０によって把持されるアイテムに基づいて、または、把持される複数のアイテムに基づいて、制御される。例えば、可動吸着カップのポジショニングは、エンドエフェクタ１５２０を用いて１または複数のアイテムを把持するための計画に基づいて制御される。吸着カップは、アイテムの同時把持／移動を可能にするためにエンドエフェクタ１５２０が２つの異なるアイテムを把持することを可能にすることなどに関連して、エンドエフェクタ１５２０上の少なくとも２つの吸着カップの間の距離を広げるようにエンドエフェクタ１５２０の面に対して移動される。吸着カップは、エンドエフェクタ１５２０が２つの吸着カップを用いて単一のアイテムを把持することを可能にすることに関連して、エンドエフェクタ１５２０上の少なくとも２つの吸着カップの間の距離を狭くするようにエンドエフェクタ１５２０の面に対して移動されてもよい。

【0233】

図の例において、エンドエフェクタ１５２０は、吸着カップの３つのセット（すなわち、第１セット１５２５、第２セット１５３０、および、第３セット１５３５）を備える。第１セット１５２５は、吸着カップ１５２７、１５２９を備え、第２セット１５３０は、吸着カップ１５３２、１５３４を備え、第３セット１５３５は、吸着カップ１５３７、１５３９を備える。

【0234】

いくつかの実施形態において、第１セット１５２５、第２セット１５３０、および、第３セット１５３５の内の少なくとも２つは、互いに独立して制御される（例えば、吸着力が、３つの吸着カップセットの内の異なるセットに独立して印加されうる）。いくつかの実施形態において、第１セット１５２５、第２セット１５３０、および、第３セット１５３５の内の少なくとも２つは、一緒に制御される（例えば、集合的な制御が、かかる少なくとも２つのセットの吸着カップに吸着力を印加するために用いられる）。いくつかの実施形態において、３つの吸着カップセットの内の任意の１つのセットのための吸着力は、かかるセット内の様々な吸着カップに対して独立制御され、または、サブセットごとに制御されてもよい。例えば、第１セット１５２５に関して、吸着カップ１５２７は、吸着カップ１５２９から独立的に制御される。

【0235】

エンドエフェクタ１５２０は、様々な吸着カップセットの中の１または複数の吸着カップを移動させるよう制御される。

【0236】

図１５Ｃは、様々な実施形態に従って、吸着ベースエンドエフェクタの底面を示す図である。いくつかの実施形態において、図１のシステム１００は、エンドエフェクタ１５５０を実装する。いくつかの実施形態において、図１のシステム１００は、エンドエフェクタ１５５０を実装する。様々な実施形態によると、エンドエフェクタ１５５０は、吸着ベースエンドエフェクタである。エンドエフェクタ１５５０は、マルチモードエンドエフェクタに備えられる。例えば、エンドエフェクタ１５５０は、マルチモードエンドエフェクタの第１把持メカニズムに対応する。

【0237】

図の例において、図１５Ｂのエンドエフェクタ１５２０と対照的に、第１セット１５２５の吸着カップおよび第３セット１５３５の吸着カップが移動されている。例えば、エンドエフェクタ１５５０は、吸着カップ１５２７、１５２９、１５３７、および、１５３９をエンドエフェクタ１５５０の面の外周に向かってシフトさせるよう制御されている。いくつかの実施形態において、エンドエフェクタ１５５０は、エンド１５５０上の吸着カップの一部を移動させる（例えば、シフトさせる）よう制御される。例えば、エンドエフェクタ１５５０は、吸着カップ１５２７、吸着カップ１５２９、または、その両方をシフトさせ、吸着カップ１５３２、１５３４、１５３７、および、１５３９をそれらの通常位置に維持するよう制御される。

【0238】

図１５Ｃに示すように、第１セット１５２５内の吸着カップ１５２７および１５２９のシフトは、吸着カップ１５２７および１５３２の間の距離と、吸着カップ１５２９および１５３４の間の距離とを増大させる。したがって、エンドエフェクタ１５５０は、より大きいアイテムの把持を容易にするため（例えば、より大きいアイテムの表面にわたって吸着カップをより良好に配置するため）、または、エンドエフェクタ１５５０が複数のアイテムを同時に把持する（例えば、第１アイテムが第１セット１５２５で把持され、第２アイテムが第２セット１５３０で把持される）ことを可能にするため、その把持（または把持範囲）を広げるよう制御されてよい。

【0239】

図１５Ｄは、様々な実施形態に従って、吸着ベースエンドエフェクタの底面を示す図である。いくつかの実施形態において、図１のシステム１００は、エンドエフェクタ１５７５を実装する。いくつかの実施形態において、図１のシステム１００は、エンドエフェクタ１５７５を実装する。いくつかの実施形態において、図１のシステム１００は、エンドエフェクタ１５７５を実装する。様々な実施形態によると、エンドエフェクタ１５７５は、吸着ベースエンドエフェクタである。エンドエフェクタ１５７５は、マルチモードエンドエフェクタに備えられる。例えば、エンドエフェクタ１５７５は、マルチモードエンドエフェクタの第１把持メカニズムに対応する。

【0240】

図の例において、図１５Ｂのエンドエフェクタ１５２０と対照的に、第１セット１５２５の吸着カップおよび第３セット１５３５の吸着カップが移動されている。例えば、エンドエフェクタ１５７５は、吸着カップ１５２７、１５２９、１５３７、および、１５３９をエンドエフェクタ１５７５の内側部分に向かってシフトさせるよう制御されている（例えば、吸着カップは、第２セット１５３０に近づくように移動されている）。いくつかの実施形態において、エンドエフェクタ１５７５は、エンド１５７５上の吸着カップの一部を移動させる（例えば、シフトさせる）よう制御される。例えば、エンドエフェクタ１５７５は、吸着カップ１５２７、吸着カップ１５２９、または、その両方をシフトさせ、吸着カップ１５３２、１５３４、１５３７、および、１５３９をそれらの通常位置に維持するよう制御される。

【0241】

図１５Ｄに示すように、第１セット１５２５内の吸着カップ１５２７および１５２９のシフトは、吸着カップ１５２７および１５３２の間の距離と、吸着カップ１５２９および１５３４の間の距離とを減少させる。したがって、エンドエフェクタ１５７５は、より小さいアイテムの把持を容易にするため（例えば、より小さいアイテムの表面にわたって吸着カップをより良好に配置するため）、把持（または把持範囲）を狭くするよう制御されてよい。

【0242】

いくつかの実施形態において、１または複数の吸着カップの第１セットは、かかる吸着カップと吸着ベースエンドエフェクタの中心との間の距離を増大させるように移動され、一方、１または複数の吸着カップの第２セットは、かかる吸着カップと吸着ベースエンドエフェクタの中心との間の距離を減少させるように移動される。図１５Ｃおよび図１５Ｄを参照すると、第１セット１５２５は、図１５Ｃに示すように配置され（例えば、外側に移動され）、一方、第３セット１５３５は、図１５Ｄに示すように配置される（例えば、内側に移動される）。

【0243】

図１５Ｅおよび図１５Ｆは、様々な実施形態に従って、吸着ベースエンドエフェクタの側面を示す図である。いくつかの実施形態において、吸着ベースエンドエフェクタは、マルチモードエンドエフェクタ（図３Ａ～図３Ｃのマルチモードエンドエフェクタ３００、図８Ａ～図８Ｃのマルチモードエンドエフェクタ８００、図９Ａ～図９Ｂのマルチモードエンドエフェクタ９００、および、図１０Ａ～図１０Ｄのマルチモードエンドエフェクタ１０００など）のための第１把持メカニズムとして実装される。例えば、マルチモードエンドエフェクタは、第１モードで動作することに関連して、物体を把持するために吸着ベースエンドエフェクタを利用する。

【0244】

図の例において、吸着ベースエンドエフェクタ１５８０は、複数の吸着カップ１５２７、１５３２、１５３５を備える。いくつかの実施形態において、吸着ベースエンドエフェクタ１５８０は、複数の吸着カップ１５２７、１５３２、１５３５の少なくとも一部の構成または相対的な配置を変更するようロボット制御される。例えば、吸着ベースエンドエフェクタ１５８０は、吸着カップ１５３５の位置／構成を変更するよう構成されている作動メカニズム１５８８を備える。複数の吸着カップ１５２７、１５３２、１５３５は、取り付けプレート１５８４、１５８６に取り付けられており、制御コンピュータによって送信された制御信号などにより、作動されたことに応じて、作動メカニズム１５８８は、取り付けプレート１５８４に対して取り付けプレート１５８６を移動させるよう作動され、それにより、吸着カップの一部（例えば、吸着カップ１５８６）の構成／位置を、吸着カップの別の一部（例えば、吸着カップ１５２７、１５３２）に対して変更する。図１５Ｆに示すように、吸着ベースエンドエフェクタ１５８０は、取り付けプレート１５８６（ひいては、吸着カップ１５３５）が移動する際に沿うスライダ１５９２、１５９４を備える。スライダ１５９２、１５９４は、取り付けプレート１５８６に支持を提供し、作動メカニズム１５８８が作動される時の取り付けプレート１５８６による横断を可能にするピストンまたはチャネルであってよい。いくつかの実施形態において、スライダ１５９２、１５９４は、取り付けプレート１５８４に対して取り付けプレート１５８６を移動させることなどによって、吸着カップの一部（例えば、吸着カップ１５８６）の構成／位置を、吸着カップの別の一部（例えば、吸着カップ１５２７、１５３２）に対して変更するよう制御される空気圧スライダである。

【0245】

図１５Ｅおよび図１５Ｆは、空気圧ピストンである作動メカニズム１５８８を図示しているが、様々なその他の作動メカニズムが実装されてもよい。他の作動メカニズムの例は、ラックアンドピニオン構成、モータ、などを含む。

【0246】

図１６は、様々な実施形態に従って、１セットのアイテをピックアンドプレースすることに関連してエンドエフェクタを動作させるための処理を示すフローチャートである。いくつかの実施形態において、処理１６００は、図３Ａ～図３Ｂのエンドエフェクタ３００を制御することに関連して実施される。いくつかの実施形態において、処理１６００は、図１Ａのシステム１００などによって実行される。処理１６００は、マルチモードエンドエフェクタの異なる動作モードを用いることなどによって、１セットのアイテムを把持することに関連して実行される。

【0247】

工程１６０２で、マルチモードエンドエフェクタを用いてＮ個の物体のセットを移動させる決定がなされる。いくつかの実施形態において、システムは、出荷に向けて構築／収集されるアイテムのキットに対応するマニフェストまたは注文に基づいて、移動されるＮ個の物体のセットを決定する。Ｎ個の物体の一部は、マルチモードエンドエフェクタが取り付けられているロボットアームの作業空間内の１または複数のトレイ内に含まれるアイテムであってよい。Ｎ個の物体の別の一部は、トレイのスタックの中で、空である上部トレイまたはマルチモードエンドエフェクタが上部トレイからアイテムを把持するよう制御される間に空にされる上部トレイ、もしくは、アイテムが把持される別のトレイを露出させるために移動される上部トレイなど、作業空間内の１または複数のトレイであってよい。システムは、作業空間内に配備されている１または複数のセンサによって取得された情報に少なくとも部分的に基づいて、Ｎ個の物体のセットを決定する。

【0248】

工程１６０４で、Ｎ個の物体のセットが移動される順序が、コスト関数に少なくとも部分的に基づいて決定される。コスト関数は、（ｉ）様々な物体が把持される様々な動作モード、（ｉｉ）物体のそれぞれの移動先位置、（ｉｉｉ）物体のそれぞれの移動元位置、（ｉｖ）作業空間内の別の物体または構造の位置、（ｖ）物体を移動させるための予測軌道、（ｖｉ）異なるモードに従って動作するようにマルチモードエンドエフェクタを移行させるためのコストなど、の内の１または複数に少なくとも部分的に基づいている。

【0249】

いくつかの実施形態において、システムは、（例えば、１セットの注文を満たすなど、より高レベルの目標を達成するために）実行される１セットのタスクを決定し、タスクセット内のそれぞれのタスクを実行することに関連するコスト関数に基づいて、１セットのタスクが実行される順序を決定する。システムは、第１モードまたは第２モードの間でマルチモードエンドエフェクタの制御を移行させることに関連するコストに基づいて、１セットのタスクが実行される順序を決定する。例えば、システムは、非アクティブ状態とアクティブ状態との間で第２把持メカニズム（例えば、複数のグリッパアームを備えたエンドエフェクタ）を移行させることに関連するコストに少なくとも部分的に基づいて、１セットのタスクが実行される順序を決定する。

【0250】

工程１６０６で、把持されるＮ個の物体の第１サブセットが、注文に基づいて選択される。いくつかの実施形態において、Ｎ個の物体の第１サブセットは、マルチモードエンドエフェクタの初期動作モードに従って選択される。例えば、注文は、コスト関数に基づいて決定されるので、アイテムを移動させることに関連するコストは、異なる動作モード／状態の間でマルチモードエンドエフェクタを移行させるためのコストを含む。一例として、Ｎ個の物体の第１サブセットは、マルチモードエンドエフェクタの同じ動作モードに従って把持されるよう選択される。例えば、第１セットのＮ個の物体は、Ｎ個の物体の第１サブセットの中の様々なアイテムを把持する間、マルチモードエンドエフェクタの状態を変更すること（例えば、非アクティブ状態とアクティブ状態との間でグリッパアームを移行させること）を避けるために、吸着ベースエンドエフェクタを用いてトレイから把持されるアイテムである。

【0251】

別の例として、Ｎ個の物体の第１サブセットは、マルチモードエンドエフェクタの同じ動作状態に従って把持されるよう選択される。例えば、マルチモードエンドエフェクタのグリッパアームの状態は、第２モードで動作する際と第３モードで動作する際で同じである。第２モードは、グリッパアームを用いてアイテムを把持することを含んでよく、第３モードは、マルチモードエンドエフェクタ上（例えば、グリッパアーム上）の構造／フックを用いて、物体（カート、トレイのスタック、など）を押すまたは引くことを含んでよい。したがって、Ｎ個の物体のサブセットは、第２モードに従って移動される物体および第３モードに従って移動される物体を含む。

【0252】

工程１６０８で、情報が１または複数のセンサから取得される。情報は、グリッパアームの内の１または複数がアクティブ状態にあるのか非アクティブ状態にあるのか（もしくは、非アクティブ状態または非アクティブ状態の間の中間的な状態にあるのか）を示す。いくつかの実施形態において、システムは、マルチモードエンドエフェクタが動作されるモードに従って、アクティブ状態または非アクティブ状態に移行するよう、グリッパアーム（または第２把持メカニズム）を制御することに関連して、グリッパアームのポジショニングに対応する情報を利用する。

【0253】

工程１６１０で、グリッパアームが正しい状態に配置されているか否かについて決定がなされる。正しい状態は、Ｎ個の物体の対応するサブセットセットを移動させる際にグリッパアームが配置される状態に対応する。例えば、アイテムのサブセットが吸着ベースエンドエフェクタを用いて把持される場合、グリッパアームの正しい状態は、非アクティブ状態（例えば、後退位置）である。別の例として、物体のサブセットがグリッパアームを用いて把持される場合、グリッパアームの正しい状態は、アクティブ状態（例えば、配備位置）である。グリッパアームが正しい状態にないと工程１６１０で判定したことに応じて、処理１６００は、グリッパアームの構成が調整される工程１６１２に進む。例えば、システムは、修正された状態にグリッパアームを動かす（または動かし続ける）よう制御する。処理１６００は、グリッパアームが正しい状態にあるとシステムが判定するまで、工程１６０８～１６１２を繰り返す。

【0254】

グリッパアームが正しい状態にあると工程１６１０で判定したことに応じて、処理１６００は、選択されたアイテムのサブセットが第１モードを用いて移動される場合にはトレイまたはその他の移動元位置（例えば、棚、コンベヤ、など）内のアイテム、もしくは、選択された物体が第２モードを用いて移動される場合にはトレイなど、物体と係合することをシステムが決定する工程１６１４に進む。

【0255】

工程１６１６で、システムは、マルチモードエンドエフェクタの位置を調整するよう制御する。システムは、把持される物体と係合するようにマルチモードエンドエフェクタを配置するよう制御する。例えば、システムは、マルチモードエンドエフェクタ上の吸着カップが物体と係合する位置へロボットアームおよびエンドエフェクタを移動させる。

【0256】

工程１６１８で、システムは、マルチモードエンドエフェクタで物体を把持するよう、マルチモードエンドエフェクタを制御する。システムは、物体を把持するために把持メカニズムを作動させる。例えば、マルチモードエンドエフェクタが、吸着ベースエンドエフェクタを用いて物体を把持するために用いられる場合、システムは、（例えば、吸着ベースエンドエフェクタに備えられている）１または複数の吸着カップと、把持される物体との間に吸着力を印加するために、吸着メカニズムを作動させる。例えば、マルチモードエンドエフェクタが、グリッパアームを有するエンドエフェクタを用いて物体を把持するために用いられる場合、システムは、物体を把持するために、１または複数のグリッパアームの位置を変更するメカニズムを作動させる。

【0257】

工程１６２０で、情報が１または複数のセンサから取得される。情報は、吸着ベースエンドエフェクタが把持されるアイテムと係合されているか否か、または、グリッパアーム（例えば、グリッパアームのサム）が把持されるトレイと係合されているか否か、などを示す。

【0258】

工程１６２２で、システムは、物体が係合されているか否かを判定する。例えば、システムは、物体がマルチモードエンドエフェクタによってしっかりと把持されているか否かを判定する。物体がしっかりと把持されていない（例えば、アイテムとエンドエフェクタとの間の吸着力が閾値吸着力より小さい、または、アイテムがグリッパアームによって把持されていない）と工程１６２２で判定したことに応じて、処理１６００は、システムが適切な把持メカニズムを用いて物体を把持するよう制御する工程１６１８に戻る。処理１６００は、アイテムがっかりと把持されているとシステムが判定するまで、工程１６１８～１６２２を繰り返す。いくつかの実施形態において、マルチモードエンドエフェクタは、（例えば、それぞれの移動先位置への同時移動のために）一度に１セットのアイテムを把持するために用いられ、工程１６１８～１６２２の繰り返しは、移動される１セットのアイテムの各々がしっかりと把持されているか否かを判定するために用いられる。

【0259】

物体がしっかりと把持されていると工程１６２２で判定したことに応じて、処理１６００は、物体が移動先位置へ移動される工程１６２４に進み、（例えば、マルチモードエンドエフェクタによる）物体の把持が、物体をプレースするために（例えば、移動先位置で物体を解放するために）制御される。

【0260】

例えば、マルチモードエンドエフェクタが第１モードで動作される場合、システムは、移動先位置（または移動先位置の近く）へアイテムを移動させるようロボットアームを制御し、次いで、移動先位置でアイテムを解放するよう吸着ベースエンドエフェクタを制御する。システムは、吸着ベースエンドエフェクタとアイテムとの間の吸着力を低減／排除するよう、吸着ベースエンドエフェクタを制御する。

【0261】

例えば、マルチモードエンドエフェクタが第２モードで動作される場合、システムは、移動先位置（または移動先位置の近く）に物体を移動させるようロボットアームを制御し、次いで、移動先位置で物体を解放するよう第２把持メカニズム（例えば、グリッパアームの内の１または複数）を制御する。

【0262】

工程１６２６で、適切な物体サブセットにおける１または複数の他の物体が移動されるか否かについて判定がなされる。例えば、システムは、物体の別のサブセットを移動させるためにマルチモードエンドエフェクタの状態を移行させる前にマルチモードエンドエフェクタが特定の状態に構成されている間に、任意のさらなる物体が移動されるか否かを判定する。

【0263】

適切な物体サブセットにおける１または複数の他の物体が移動されると工程１６２６で判定したことに応じて、処理１６００は、工程１６１４に戻り、移動されるさらなる物体が存在しないとシステムが判定するまで、工程１６１４～１６２６を繰り返す。逆に、適切な物体サブセットにおいて移動されるさらなる物体が存在しないと工程１６２６で判定したことに応じて、処理１６００は、工程１６２８に進む。

【0264】

工程１６２８で、システムは、さらなるサブセットの物体がマルチモードエンドエフェクタを用いて移動されるか否かを判定する。例えば、システムは、さらなるサブセット物体がマルチモードエンドエフェクタの別のモードを用いて用いられるか否かを判定する。他のサブセットの物体は、以前のサブセットの物体とは異なるグリッパアームの構成／状態のマルチモードエンドエフェクタを用いて移動される。

【0265】

さらなるサブセットの物体がマルチモードエンドエフェクタを用いて移動されると工程１６２８で判定したことに応じて、処理１６００は、物体の次のサブセットが選択される工程１６３０に進み、マルチモードエンドエフェクタは、動作モードを変更するよう制御される。例えば、システムは、グリッパアームの状態を移行させるようマルチモードエンドエフェクタを制御する。処理１６００は、Ｎ個の物体のセットの中で移動されるサブセットがなくなるまで、工程１６０８～１６３０を繰り返す。

【0266】

先述した実施形態は、１または複数のトレイを把持、移動、および、プレースすることに関連して記載されているが、様々なその他の容器またはコンテナが実装されてもよい。その他の容器またはコンテナの例は、バッグ、箱、パレット、クレート、などを含む。

【0267】

本明細書に記載されている実施形態の様々な例は、フローチャートに関連して記載されている。それらの例は、特定の順序で実行されるいくつかの工程を含みうるが、様々な実施形態に従って、様々な工程が、様々な順序で実行されてよく、および／または、様々な工程が、単一の工程に統合されまたは並行して実行されてよい。

【0268】

上述の実施形態は、理解しやすいようにいくぶん詳しく説明されているが、本発明は、提供されている詳細事項に限定されるものではない。本発明を実施する多くの代替方法が存在する。開示されている実施形態は、例示であり、限定を意図するものではない。

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9A】

【図9B】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【図10D】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15A】

【図15B】

【図15C】

【図15D】

【図15E】

【図15F】

【図16】

【手続補正書】

【提出日】2024-06-04

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0057】

いくつかの実施形態において、システムは、動作を自動的に実行するようマルチモードエンドエフェクタを制御するための制御コンピュータを備える。制御コンピュータは、さらに、制御コンピュータがタスクのセットを実行することに関連してロボットアームおよびマルチモードエンドエフェクタを集合的に制御するように、マルチモードエンドエフェクタが備えられているロボットアームを制御するために用いられてよい。動作を自動的に実行するようマルチモードエンドエフェクタを制御することは、グリッパアーム（例えば、第２把持メカニズムに備えられているグリッパアーム）を用いてトレイ（またはその他の容器または大きいアイテム）を把持または移動させること、グリッパアームを用いてトレイのスタック（例えば、台車またはその他の車の上に配備されたトレイのスタック）を押すまたは引くこと、第１把持メカニズム（例えば、吸着ベースエンドエフェクタ）を用いてトレイから／へアイテムをピックおよび／またはプレースすること、もしくは、作業空間内のより小さいアイテムを別の方法で移動させること、などを含みうる。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0062】

様々な実施形態において、本明細書で開示されているロボットシステムは、台車（またはその他のカート）上に置かれたトレイ（またはその他の容器）の静止したスタックからピックするよう構成されている。かかるロボットシステムの一例は、２０２０年２月２１日出願の米国特許出願第１６／７９７，３５９号「Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｈａｎｄｌｉｎｇ ｏｆ Ｓｏｆｔ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｉｎ Ｎｏｎ－Ｒｉｇｉｄ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ」に開示されており、その内容全体が、すべての目的のために参照により本明細書に組み込まれる。かかるロボットシステムの別の例は、２０２２年４月４日出願の米国特許出願第１７／７１２，９１５号「Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｔｒａｙ Ｇｒｉｐｐｅｒ」に開示されており、その内容全体が、すべての目的のために参照により本明細書に組み込まれる。かかるロボットシステムの別の例は、２０２１年３月３１日出願の米国特許出願第１７／２１９，５０９号「Ｓｕｃｔｉｏｎ－Ｂａｓｅｄ Ｅｎｄ Ｅｆｆｅｃｔｏｒ ｗｉｔｈ Ｍｉｘｅｄ Ｃｕｐ Ｓｉｚｅｓ」に開示されており、その内容全体が、すべての目的のために参照により本明細書に組み込まれる。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0070】

様々な実施形態において、各トレイハンドリングエンドエフェクタ１１６、１１８（例えば、マルチモードエンドエフェクタの第２把持メカニズム）は、１つの非可動（「パッシブ」）サイド部材と、１つの可動（「アクティブ」）サイド部材と、を備える。この例において、可動すなわち「アクティブ」サイド部材は、例えば、エンドエフェクタが１または複数のトレイを把持する位置に配置されることを可能にするために、スイングして開き（図のエンドエフェクタ１１６の位置）、例えば、１または複数のトレイの把持を完了させるために、スイングして閉じる（図のエンドエフェクタ１１８の位置）。他の例において、可動すなわち「アクティブ」サイド部材は、「アクティブ」および「パッシブ」サイド部材が接続されまたは別の方法で伸びているマルチモードエンドエフェクタの横部材の長さと実質的に平行に横移動で移動される。換言すると、「アクティブ」サイド部材は、ピック／プレースされるトレイに力を印加する時に、第２把持メカニズムのグリップを広げるため、または、第２把持メカニズムのグリップを狭めるために、横部材の軸に実質的に対応する方向に移動される。様々な実施形態において、ロボット制御システム（例えば、ロボットアーム１１２、１１４を制御するコンピュータ（制御コンピュータ１２８など））が、トレイの把持または解放などに関連して、エンドエフェクタの開閉を作動させるようエンドエフェクタを制御する。ロボット制御システムは、作業空間の画像データならびに／もしくは対応するエンドエフェクタに備えられている（または接続されている）１または複数のセンサに少なくとも部分的に基づいてエンドエフェクタを制御する。いくつかの実施形態において、対応するエンドエフェクタに備えられている（または接続されている）１または複数のセンサは、（ｉ）マルチモードエンドエフェクタの把持メカニズム（例えば、第２把持メカニズムのアクティブ部材）が開位置にあるのか閉位置にあるのかを示す情報を取得し、（ｉｉ）把持メカニズムが開いている程度を示す情報を取得し、（ｉｉｉ）マルチモードエンドエフェクタが、マルチモードエンドエフェクタの少なくとも片側（例えば、パッシブ部材またはパッシブ部材に備えられている構造）をトレイ（例えば、把持されるトレイ）の片側に備えられている穴、凹部、または、ハンドルと係合させるよう制御される位置に、トレイ（またはトレイに対するエンドエフェクタ）があることを示す情報を取得し、（ｉｖ）マルチモードエンドエフェクタ（例えば、パッシブ部材またはパッシブ部材に備えられている構造）が、トレイの片側に備えられている穴、凹部、または、ハンドルと係合される位置に、トレイ（またはトレイに対するエンドエフェクタ）があることを示す情報を取得し、（ｖ）把持メカニズムが閉じられまたは他の方法でトレイと係合されているか否かを示す情報を取得し、（ｖｉ）第２把持メカニズムが非アクティブ状態にあるかアクティブ状態にあるかを示す情報を取得し、（ｖｉｉ）アイテムがマルチモードエンドエフェクタの第１把持メカニズム（例えば、吸着ベースのエンドエフェクタ）によって把持されているか否かを示す情報を取得し、（ｖｉｉｉ）第１把持メカニズムの属性（例えば、吸着ベースのエンドエフェクタと、把持されているアイテムとの間の圧力）を示す情報を取得し、（ｉｘ）第１把持メカニズムが物体と係合されているか否かの示唆を取得し、（ｘ）第１把持メカニズムの状態を示す情報（例えば、吸着カップの相対位置が少なくとも２つの吸着カップの間の距離を広げまたは狭めるように変更されうる場合の吸着カップの位置など、吸着カップの状態を示す情報）を取得するよう構成されている。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0078】

図１Ｂは、ロボットラインキッティングシステムの一実施形態を示すブロック図である。図１Ｂには、図１Ａのシステム１００が動作しうる作業空間の俯瞰図の一例が示されている。図の例において、ロボットアーム１１２、１１４は、搬送手段１０６に沿って移動する移動元スタック１４０にアクセスしてそこからトレイをピックし、移動元スタック１４０および搬送手段１０６からレール１１０を挟んで反対側にある移動先スタックアセンブリエリアにおける対応する移動先スタック１４２上にトレイをプレースするために、図１Ａのように、共通のレール（例えば、レール１１０）に沿って移動する。この例では、人間の作業員が、搬送手段１０６上に移動元スタックを手動で供給しているが、いくつかの実施形態において、ロボット作業員が、例えば、対応する目的地に各々関連付けられている注文のセットを満たすようプログラム的に生成された計画に従って、タスクの全部または一部を実行する。移動先スタック１４２が完成すると、図１Ａの矢印１２４に対応する図１Ｂの上部の矢印によって示すように、移動先スタックアセンブリエリアから移動される。

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0079】

図１Ａおよび図１Ｂに示す例において、トレイは各々、１つのタイプのみのアイテムを収容しているが、他の実施形態および応用例において、混在したアイテムを有する移動元トレイおよび移動先トレイが、本明細書で開示されているように、トレイの移動先スタックを組み立てるために操作されてもよい。同様に、図１Ａおよび図１Ｂに示す例において、トレイの移動元スタックは各々、同じタイプおよび内容のトレイのみを収容しているが、他の実施形態および応用例において、移動元トレイスタックは、混在したトレイおよび／またはアイテムタイプを含んでもよい。例えば、制御コンピュータ１２８は、どのタイプのトレイが各移動元トレイスタックのどの位置にあるのかを示す情報を提供され、各移動先トレイスタックの必要な内容を示すマニフェストまたはその他の情報と共に、その情報を用いて、移動元トレイスタック上の各々対応する位置から必要なトレイをピックし、対応する移動先スタックにトレイを追加することによって、必要とされる移動先トレイスタックを構築する。

【手続補正6】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0088】

図３Ａは、ロボット制御トレイハンドリングエンドエフェクタの一実施形態を示す図である。いくつかの実施形態において、エンドエフェクタ３００は、ロボットアーム１１２、１１４などによって、図１Ａのシステム１００に関連して実装される。エンドエフェクタ３００は、少なくとも２つの把持メカニズム（例えば、第１把持メカニズムおよび第２把持メカニズム）を備えたマルチモードエンドエフェクタである。いくつかの実施形態において、エンドエフェクタ３００は、実行されるタスクなどに基づいて、異なるモードに従って動作するようロボット制御される。例えば、エンドエフェクタ３００は、第１把持メカニズム（例えば、吸着ベースエンドエフェクタ）がアイテムをピック／プレースするために用いられる第１モードで動作する。別の例として、エンドエフェクタ３００は、第２把持メカニズム（例えば、グリパアームを有するエンドエフェクタ）がトレイをピック／プレースするために用いられる第２モードで動作する。別の例として、エンドエフェクタ３００は、エンドエフェクタ３００上の構造がトレイまたはトレイのスタックを押す／引くために用いられる第３モードで動作する。

【手続補正7】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１１５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0115】

工程５０４で、情報が１または複数のセンサから取得される。情報は、グリッパアームの内の１または複数がアクティブ状態にあるのか非アクティブ状態にあるのか（もしくは、非アクティブ状態およびアクティブ状態の間の中間的な状態にあるのか）を示す。いくつかの実施形態において、システムは、マルチモードエンドエフェクタが動作されるモードに従って、アクティブ状態または非アクティブ状態に移行するよう、グリッパアーム（または第２把持メカニズム）を制御することに関連して、グリッパアームのポジショニングに対応する情報を利用する。

【手続補正8】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１３１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0131】

工程５６８で、システムは、アイテムが係合されているか否かを判定する。いくつかの実施形態において、工程５６８は、図５Ａの処理５００の工程５１８に対応し、または、同様である。アイテムがしっかりと把持されていない（例えば、アイテムとエンドエフェクタとの間の吸着力が閾値吸着力より小さい、または、アイテムが吸着ベースエンドエフェクタと係合されていない）と工程５６８で判定したことに応じて、処理５００は、システムが、吸着制御を用いて、吸着ベースエンドエフェクタを用いたアイテムの係合／把持を調整／確実にする工程５６４に戻る。処理５５０は、アイテムが吸着ベースエンドエフェクタによってしっかりと把持されているとシステムが判定するまで、工程５６４～５６８を繰り返す。

【手続補正9】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１３６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0136】

工程６０４で、情報が１または複数のセンサから取得される。情報は、グリッパアームの内の１または複数がアクティブ状態にあるのか非アクティブ状態にあるのか（もしくは、非アクティブ状態およびアクティブ状態の間の中間的な状態にあるのか）を示す。いくつかの実施形態において、システムは、マルチモードエンドエフェクタが動作されるモードに従って、アクティブ状態または非アクティブ状態に移行するよう、グリッパアーム（または第２把持メカニズム）を制御することに関連して、グリッパアームのポジショニングに対応する情報を利用する。

【手続補正10】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１３７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0137】

工程６０６で、グリッパアームがアクティブ状態に配置されているか否かについての判定がなされる。工程６０６で、グリッパアームがアクティブ状態にないと判定したこと（または、グリッパアームが非アクティブ状態にあると判定したこと）に応じて、処理６００は、グリッパアームの構成が調整される工程６０８に進む。例えば、システムは、グリッパアームをアクティブ状態に（例えば、配備位置に）動かす（または動かし続ける）よう制御する。いくつかの実施形態において、アクティブ状態は、グリッパアームが、グリッパアームとサイド部材との間の角度域の範囲内にあるなど、閾値配備状態に配置されていることに対応する（例えば、グリッパアームは、グリッパアームが完全には配備されていなくても、グリッパアームの配備の閾値内にあれば、アクティブ状態にあると見なされる）。一例として、図３Ｃを参照すると、閾値配備状態は、サイド部材３０４、３０６が、ベクトル３１６に対して３０度から－３０度の範囲内にある状態に対応しうる。別の例として、図３Ｃを参照すると、閾値配備状態は、サイド部材３０４、３０６が、ベクトル３１６に対して１５度から－１５度の範囲内にある状態に対応しうる。処理６００は、グリッパアームが非アクティブ状態にあるとシステムが判定するまで、工程６０４～６０８を繰り返す。

【手続補正11】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１４５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0145】

様々な実施形態によると、サイド部材（例えば、エンドエフェクタ３００のサイド部材３０４など、パッシブサイド部材）が、１または複数のセンサを備える。サイド部材上に備えられた１または複数のセンサは、エンドエフェクタ（または、特にパッシブサイド部材）の位置に対する構造（例えば、トレイ）の位置に関する情報を取得するよう構成されている。１または複数のセンサによって取得される情報の例は、（ｉ）エンドエフェクタが、エンドエフェクタの少なくとも片側（例えば、パッシブ部材またはパッシブ部材に備えられている構造）を、トレイ（例えば、把持されるトレイ）の片側に備えられている穴、凹部、または、ハンドルと係合させるよう制御される位置に、トレイ（またはトレイに対するエンドエフェクタ）があることを示す情報の取得、（ｉｉ）エンドエフェクタ（例えば、パッシブ部材またはパッシブ部材に備えられている構造）の位置に、トレイ（またはトレイに対するエンドエフェクタ）があることを示す情報の取得、などを含む。ロボットシステムは、パッシブサイド部材（または、一般にエンドエフェクタ）を配置することに関連して、１または複数のセンサから取得した情報を利用する。いくつかの実施形態において、ロボットシステムは、エンドエフェクタ（例えば、トレイと係合するためにパッシブサイド部材に備えられているサム）を制御するために、１または複数のセンサから取得した情報を力センサから取得した情報と共に用いる。

【手続補正12】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１６７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0167】

アクティブアームサムがトレイと係合されていると工程６６４で判定したことに応じて、処理６５０は、アクティブアームがトレイと係合されている旨の示唆が提供される工程６６６に進む。例えば、処理６５０が処理６００の工程６１２によって呼び出された場合、工程６６６は、アクティブサムアームがトレイと係合され、処理６００が工程６１４に進む旨の示唆を、ロボットシステム（例えば、ロボットシステム上で実行しているプロセス）へ提供する。

【手続補正13】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１８１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0181】

様々な実施形態によると、エンドエフェクタ８００は、マルチモードエンドエフェクタである。例えば、エンドエフェクタ８００は、吸着ベースエンドエフェクタ８３０が物体を把持するために用いられる第１モード、および、サイド部材８０４、８０６を含む第２把持メカニズムが物体を把持するために用いられる第２モードで動作するよう制御される。図の例において、吸着ベースエンドエフェクタ８３０は、横部材８０２の底面に接続されている。吸着ベースエンドエフェクタ８３０は、吸着カップ８３２、８３４、８３６、および、８３８を備える。いくつかの実施形態において、吸着カップ８３２、８３４、８３６、および、８３８は、一緒に制御される（例えば、吸着カップ８３２、８３４、８３６、および、８３８の各々の吸着を引き起こすために、単一の制御が用いられる）。いくつかの実施形態において、吸着カップ８３２、８３４、８３６、および、８３８は、個別にまたは小集団ごとに制御される。例えば、システムは、吸着カップ８３２、８３４を一緒に制御し、それとは別に、吸着カップ８３６、８３８を一緒に制御する。吸着カップ８３２、８３４、８３６、および、８３８の少なくとも一部の独立制御により、マルチモードエンドエフェクタ８００は、（例えば、それぞれの移動先位置にアイテムをプレースするために）複数のアイテムを把持すると同時にアイテムを移動させることができる。

【手続補正14】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０２２１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0221】

工程１４１２で、エンドエフェクタが動作されるモードが第２モードであるか否かについて決定がなされる。エンドエフェクタが動作されるモードが第２モードであると工程１４１２で決定したことに応じて、処理１４００は、工程１４１４に進む。逆に、エンドエフェクタが第２モードで動作されないと工程１４１２で決定したことに応じて、処理１４００は、工程１４１８に進む。

【手続補正15】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０２２４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0224】

工程１４１８で、エンドエフェクタを第３モードで動作する決定がなされる。一例として、システムは、把持されるアイテムが吸着ベースエンドエフェクタよりもエンドエフェクタの構造に最適であると決定したことに応じて、エンドエフェクタを第３モードで動作させることを決定する。別の例として、システムは、アイテムがわずかに動かされまたは移動されること、もしくは、トレイのスタックまたはカート／台車が移動され／押されることを決定したことに応じて、第３モードでエンドエフェクタを動作させることを決定する。

【手続補正16】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０２５２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0252】

工程１６０８で、情報が１または複数のセンサから取得される。情報は、グリッパアームの内の１または複数がアクティブ状態にあるのか非アクティブ状態にあるのか（もしくは、非アクティブ状態およびアクティブ状態の間の中間的な状態にあるのか）を示す。いくつかの実施形態において、システムは、マルチモードエンドエフェクタが動作されるモードに従って、アクティブ状態または非アクティブ状態に移行するよう、グリッパアーム（または第２把持メカニズム）を制御することに関連して、グリッパアームのポジショニングに対応する情報を利用する。

【手続補正17】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０２６４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0264】

工程１６２８で、システムは、さらなるサブセットの物体がマルチモードエンドエフェクタを用いて移動されるか否かを判定する。例えば、システムは、さらなるサブセット物体がマルチモードエンドエフェクタの別のモードを用いて移動されるか否かを判定する。他のサブセットの物体は、以前のサブセットの物体とは異なるグリッパアームの構成／状態のマルチモードエンドエフェクタを用いて移動される。

【手続補正18】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０２６８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0268】

上述の実施形態は、理解しやすいようにいくぶん詳しく説明されているが、本発明は、提供されている詳細事項に限定されるものではない。本発明を実施する多くの代替方法が存在する。開示されている実施形態は、例示であり、限定を意図するものではない。
［適用例１］ロボットエンドエフェクタであって、
ロボット作動式の第２グリッパと、
前記ロボットエンドエフェクタの中心垂直軸の両側に互いに向かい合って配置されている第１要素および第２要素を備えるロボット作動式の第１グリッパと、前記ロボット作動式の第２グリッパは、前記第１要素と前記第２要素との間に配置され、
前記第１グリッパが利用のために配置される動作の第１モードまたは前記第２グリッパが利用のために配置される動作の第２モードに前記ロボットエンドエフェクタを配置するよう構成されているロボット作動式の格納－伸長メカニズムと、
を備える、ロボットエンドエフェクタ。
［適用例２］適用例１に記載のロボットエンドエフェクタであって、
前記ロボット作動式の第２グリッパは、前記ロボットエンドエフェクタが前記第１モードで動作するよう制御される時に、ロボット制御で非アクティブ状態に配置され、
前記ロボット作動式の第２把持メカニズムは、前記エンドエフェクタが前記第２モードで動作するよう制御される時に、ロボット制御でアクティブ状態に配置される、ロボットエンドエフェクタ。
［適用例３］適用例１に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記ロボットエンドエフェクタを前記第１モードに配置することは、前記ロボット作動式の第１グリッパが第１物体と係合するために、前記ロボット作動式の第１グリッパの少なくとも一部を露出させる、ロボットエンドエフェクタ。
［適用例４］適用例１に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記ロボット作動式の第２グリッパは、トレイまたはその他の容器を把持するよう構成されている、ロボットエンドエフェクタ。
［適用例５］適用例１に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記ロボット作動式の第１グリッパは、トレイまたはその他の容器に含まれる少なくとも１つの第１物体を把持するよう構成されている、ロボットエンドエフェクタ。
［適用例６］適用例１に記載のロボットエンドエフェクタであって、
前記ロボットエンドエフェクタは、ロボットアームに接続されるよう構成され、
前記第１要素および前記第２要素は、前記物体の２以上の側面または前記物体の底面と係合するよう構成されているグリッパアームに対応する、ロボットエンドエフェクタ。
［適用例７］適用例６に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記ロボットエンドエフェクタを前記第１モードに配置することは、前記グリッパアームの少なくとも１つを収容状態へ回転させることを含み、前記グリッパアームに前記少なくとも１つを回転させることは、物体と係合するように前記ロボット作動式の第１グリッパの少なくとも一部を露出させる、ロボットエンドエフェクタ。
［適用例８］適用例１に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記ロボット作動式の第１グリッパは、複数の吸着ベース把持メカニズムと、前記複数の吸着ベース把持メカニズムに吸着力を印加するための１または複数の作動メカニズムと、を備える、ロボットエンドエフェクタ。
［適用例９］適用例８に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記ロボット作動式の第１グリッパは、複数の第１物体を一度に把持するよう構成されている、ロボットエンドエフェクタ。
［適用例１０］適用例９に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記複数の吸着ベース把持メカニズムの内の第１サブセットの把持メカニズムは、前記複数の吸着ベース把持メカニズムの内の第２サブセットの把持メカニズムとは独立的に制御されるよう構成されている、ロボットエンドエフェクタ。
［適用例１１］適用例１０に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記第１サブセットの把持メカニズムは、１または複数の第１物体の第１サブセットを把持するよう制御され、前記第２サブセットの把持メカニズムは、前記１または複数の第１物体の第２サブセットを把持するよう制御される、ロボットエンドエフェクタ。
［適用例１２］適用例８に記載のロボットエンドエフェクタであって、
前記１または複数の作動メカニズムは、制御コンピュータから１または複数の信号を取得し、前記１または複数の信号の内の少なくとも１つに応じて動作するよう構成され、
前記１または複数の作動メカニズムは、前記１または複数の信号の内の少なくとも１つに応じて１または複数の第１物体を把持するための把持戦略に従って決定される、ロボットエンドエフェクタ。
［適用例１３］適用例１２に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記複数の吸着ベース把持メカニズムの少なくとも一部は、伸展可能な吸着カップを備える、ロボットエンドエフェクタ。
［適用例１４］適用例１３に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記伸展可能な吸着カップは、前記１または複数の信号の内の少なくとも１つに少なくとも部分的に基づいて制御される、ロボットエンドエフェクタ。
［適用例１５］適用例１に記載のロボットエンドエフェクタであって、さらに、物体またはカートと係合して、前記物体または前記カートを押すまたは引くよう構成されている１または複数の構造を備える、ロボットエンドエフェクタ。
［適用例１６］適用例１５に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記１または複数の構造は、前記ロボット作動式の第２グリッパ上に配置されている、ロボットエンドエフェクタ。
［適用例１７］適用例１に記載のロボットエンドエフェクタであって、さらに、
ロボットアームに結合されるよう構成されている横部材を備え、
前記第１要素は、第１遠位端で前記横部材に結合され、把持される物体の第１側にある第１凹部と機会的に係合するよう構成され、
前記第２要素は、前記第１遠位端と反対側の第２遠位端で前記横部材に結合され、把持される前記物体の第２側にある第２凹部と機会的に係合するよう構成されている、ロボットエンドエフェクタ。
［適用例１８］適用例１７に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記ロボット作動式の第１グリッパは、前記第１遠位端と前記第２遠位端との間の間の位置で前記横部材に結合されている、ロボットエンドエフェクタ。
［適用例１９］適用例１７に記載のロボットエンドエフェクタであって、さらに、前記第１要素または前記第２要素の一方または両方の位置に関する情報を取得するよう構成されているセンサを備える、ロボットエンドエフェクタ。
［適用例２０］適用例１９に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記センサは、前記第１要素または前記第２要素の前記一方または両方が、前記第２モードに対応する配備位置にあるのか前記第１モードに対応する収容位置にあるのかを示す情報を取得するよう構成されている機械式リミットスイッチである、ロボットエンドエフェクタ。
［適用例２１］適用例１９に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記センサは、前記第１要素または前記要素の前記一方または両方が、前記第２モードに対応する配備位置にあるのか前記第１モードに対応する収容位置にあるのかを示す情報を取得するよう構成されている光センサである、ロボットエンドエフェクタ。
［適用例２２］適用例１７に記載のロボットエンドエフェクタであって、
前記第１要素および前記第２要素の一方または両方は、前記横部材に対して可動であり、
前記第１要素および前記第２要素の前記一方または両方は、前記第２モードに対応する配備位置と前記第１モードに対応する収容位置との間で、ロボット制御で移動するよう構成されている、ロボットエンドエフェクタ。
［適用例２３］適用例１に記載のロボットエンドエフェクタを備える自律型トレイハンドリングロボットシステムであって、前記システムは、さらに、
構築される１セットの出力スタックを示すデータを格納するよう構成されているメモリと、各出力スタックは、関連するセットの物体を含み、
前記メモリに接続され、１または複数のロボットの動作を制御するよう構成されているプロセッサと、を備え、前記１または複数のロボットの各々は、１または複数の対応する移動元スタックからピックされた第１物体または第２物体を出力スタック上へ連続的にプレースすることによって、各出力スタックを構築することなどにより、物体の移動元スタックから１または複数の第１物体を繰り返しピックして前記１セットの出力スタックを構築するために、計画に従って、１または複数の第１物体を一度に把持、移動、および、プレースするよう構成され、
前記ロボットの各々は、ロボットアームと、別のロボットの支援なしに前記１または複数の第１物体を把持、移動、および、プレースするよう構成されている前記ロボットエンドエフェクタと、備える、システム。
［適用例２４］方法であって、
１または複数のプロセッサによって、ロボットエンドエフェクタを備えるよう構成されているロボットアームを用いて物体を把持することを決定し、
前記１または複数の物体を把持するための戦略を決定し、前記１または複数の物体を把持するための戦略を決定することは、
前記ロボットエンドエフェクタを第１動作モードまたは第２動作モードで動作させることを決定することを含み、
前記戦略に少なくとも部分的に基づいて前記ロボットエンドエフェクタを制御すること、
を備え、
前記ロボットエンドエフェクタは、前記第１モードまたは前記第２モードに前記ロボットエンドエフェクタを配置するよう構成されているロボット作動式の格納－伸長メカニズムを備え、
前記戦略に少なくとも部分的に基づいて前記ロボットエンドエフェクタを制御することは、前記戦略に少なくとも部分的に基づいて、前記第１モードまたは前記第２モードに前記ロボットエンドエフェクタを配置するよう、前記ロボット作動式の格納－伸長メカニズムを制御することを含む、方法。
［適用例２５］コンピュータプログラム製品であって、非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体内に具現化され、
１または複数のプロセッサによって、ロボットエンドエフェクタを備えるよう構成されているロボットアームを用いて物体を把持することを決定するためのコンピュータ命令と、
前記１または複数の物体を把持するための戦略を決定するためのコンピュータ命令と、前記ロボットエンドエフェクタを第１動作モードまたは第２動作モードで動作させることを決定することを含む、コンピュータ命令と、
前記戦略に少なくとも部分的に基づいて前記ロボットエンドエフェクタを制御するためのコンピュータ命令と、
を備え、
前記ロボットエンドエフェクタは、前記第１モードまたは前記第２モードに前記ロボットエンドエフェクタを配置するよう構成されているロボット作動式の格納－伸長メカニズムを備え、
前記戦略に少なくとも部分的に基づいて前記ロボットエンドエフェクタを制御することは、前記戦略に少なくとも部分的に基づいて、前記第１モードまたは前記第２モードに前記ロボットエンドエフェクタを配置するよう、前記ロボット作動式の格納－伸長メカニズムを制御することを含む、コンピュータプログラム製品。
［適用例２６］ システムであって、
ロボットエンドエフェクタを備えるよう構成されているロボットアームと、前記ロボットエンドエフェクタは、第１動作モードまたは第２動作モードに前記ロボットエンドエフェクタを配置するよう構成されているロボット作動式の格納－伸長メカニズムを備え、
物体を把持するよう前記ロボットアームを制御するよう構成されている制御コンピュータと、
を備え、
前記制御コンピュータは、
ロボットエンドエフェクタを備えるよう構成されているロボットアームを用いて物体を把持することを決定し、
前記１または複数の物体を把持するための戦略を決定し、
前記ロボットエンドエフェクタを前記第１モードまたは前記第２モードで動作させることを決定し、
前記戦略に少なくとも部分的に基づいて前記ロボットエンドエフェクタを制御するように構成され、 前記戦略に少なくとも部分的に基づいて前記ロボットエンドエフェクタを制御することは、前記戦略に少なくとも部分的に基づいて、前記第１モードまたは前記第２モードに前記ロボットエンドエフェクタを配置するよう、前記ロボット作動式の格納－伸長メカニズムを制御することを含む、システム。
［適用例２７］適用例２６に記載のシステムであって、前記ロボットエンドエフェクタは、
ロボット作動式の第２グリッパと、
前記ロボットエンドエフェクタの中心垂直軸の両側に互いに向かい合って配置されている第１要素および第２要素を備えたロボット作動式の第１グリッパと、前記ロボット作動式の第２グリッパは、前記第１要素と前記第２要素との間に配置され、
前記第１グリッパが利用のために配置される第１動作モードまたは前記第２グリッパが利用のために配置される第２動作モードに前記ロボットエンドエフェクタを配置するよう構成されているロボット作動式の格納－伸長メカニズムと、
を備える、システム。
［適用例２８］ ロボットエンドエフェクタであって、
吸着力が印加された時に１または複数の物体を把持するよう構成されている１セットの吸着ベース把持メカニズムと、
少なくとも第１サブセットの吸着ベース把持メカニズムを移動させて、前記第１サブセットの吸着ベース把持メカニズムおよび第２サブセットの吸着ベース把持メカニズムの相対位置を変化させるよう構成されているロボット制御式作動メカニズムと、
を備える、ロボットエンドエフェクタ。
［適用例２９］適用例２８に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記１セットの吸着ベース把持メカニズムは、複数の吸着カップを備える、ロボットエンドエフェクタ。
［適用例３０］適用例２８に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記第１サブセットの吸着ベース把持メカニズムおよび前記第２サブセットの吸着ベース把持メカニズムの前記相対位置を変化させることは、前記第１サブセットの吸着ベース把持メカニズムの内の少なくとも１つと前記第２サブセットの吸着ベース把持メカニズムの内の少なくとも１つとの間の距離を変化させる、ロボットエンドエフェクタ。
［適用例３１］適用例２８に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記ロボット制御式作動メカニズムは、作動された時に前記第１サブセットの吸着ベース把持メカニズムの前記相対位置を変化させる空気圧制御ピストンを備える、ロボットエンドエフェクタ。
［適用例３２］適用例２８に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記ロボット制御式作動メカニズムは、制御コンピュータから受信された１または複数の制御信号に基づいて制御される、ロボットエンドエフェクタ。
［適用例３３］適用例３２に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記制御コンピュータは、特定の物体を把持するための戦略に少なくとも部分的に基づいて、前記第１サブセットの吸着ベース把持メカニズムおよび前記第２サブセットの吸着ベース把持メカニズムの前記相対位置を変化させることを決定する、ロボットエンドエフェクタ。
［適用例３４］適用例３３に記載のロボットエンドエフェクタであって、前記制御コンピュータは、前記特定の物体のサイズが閾値距離を超えているとの判定に少なくとも部分的に基づいて、前記第１サブセットの吸着ベース把持メカニズムの内の少なくとも１つと、前記第２サブセットの吸着ベース把持メカニズムの内の少なくとも１つとの間の距離を増大させることを決定する、ロボットエンドエフェクタ。
［適用例３５］適用例２８に記載のロボットエンドエフェクタを備えたマルチモードロボットエンドエフェクタであって、前記マルチモードロボットエンドエフェクタは、前記マルチモードロボットエンドエフェクタを第１モードで動作させることに関連して、請求項２８のロボットエンドエフェクタを利用するよう構成されている、マルチモードロボットエンドエフェクタ。

【国際調査報告】