[发明专利]模块化机器人系统

说明书

示例性实施例提供了模块化机器人系统，其允许机器人致动器或致动器组的一个或多个操作参数被动态地构造或重构。操作参数例如可以是致动器或致动器组相对于其它致动器的X、Y和/或Z位置、(多个)致动器排列成阵列或矩阵、致动器的旋转或倾斜、致动器之间的距离、致动器的抓持强度或抓持面等。因此，相同的(多个)机器人操纵器可在多个不同环境中用于多个目的，并且操纵器可及时更换，并且机器人系统可以动态地重构以执行新任务。

相关申请

本申请要求于2015年6月11日提交的题为“模块化机器人系统”的美国临时专利申请序列号62/174,234的优先权。前述申请的内容通过援引纳入本文。

背景技术

机器人系统可以在一些不同环境中被采用并且可被要求执行各种不同的任务。机器人通常使用机器人操纵器比如单个致动器、抓持器或末端执行器来操纵它们周围的物体。

通常，机器人可配置有固定的特定类型的操纵器。因此，在不同的环境中，机器人可用不同类型的操纵器交换成不同的机器人。或者，机器人的操纵器可与其它类型的操纵器互换。然而，交换机器人操纵器可能是一个耗时、复杂、昂贵且不情愿的过程。

另外，机器人还可具有用于任务的合适类型的操纵器，但是该操纵器可被设置成次优(或甚至无用)的方式。例如，机器人可使用相同类型的操纵器来捡拾网球和足球，但是设定尺寸并构造成捡拾网球的操纵器可能不适于捡拾足球。

操纵器也可成组地配置。例如，工业流水线可通过具有多个串联连接的操纵器的机器人来操作，使得机器人可同时执行与多个部分相关的任务。然而，这组操纵器通常以难以及时改变的预定构造来配置。如果操纵器使用的环境改变，操纵器可能需要手动重构。定制的可调抓持器也可能是昂贵的并且可能需要大量的工程时间来开发。

在一些情况下，操纵器可能磨损并且需要更换。这也是典型的手动过程，其涉及将旧的操纵器移除，并用新的操纵器来替换它。如果坏的操纵器是操纵器组的一部分，那么在一个操纵器坏了时整个组可能会停止操作。

发明内容

本申请解决了与机器人系统相关的这些和其它问题。根据示例性实施例，描述了模块化机器人系统。模块化机器人系统允许以简化且动态的方式来改进机器人操纵器或操纵器组的一些方面。因此，相同的(多个)机器人操纵器可用于多个不同环境中的多个目的，操纵器可及时换出并且机器人系统可动态地重构以执行新任务。

附图说明

图1A-1D示出适用于本文描述的示例性实施例的示例性软机器人致动器。

图2A-2C示出根据示例性实施例的使用轨道来调整机器人致动器位置的系统的实例。

图3A-3D示出根据示例性实施例的使用多个轨道来调整机器人致动器位置的系统的实例。

图4A-4C示出根据示例性实施例的致动器的模块化阵列的实例。

图5A-5D示出根据示例性实施例的将模块化机器人抓持器安装至包含周期孔阵列的安装板的实例。

图6A-6D示出根据示例性实施例的具有设置在快连接凸缘中的包封模制的磁体的软致动器的实例。

图7A-7F示出根据示例性实施例的用于适配指状物旋转的系统的实例。

图8A-8E示出根据示例性实施例的模块化互锁抓持器阵列的实例。

图9A-9D示出根据示例性实施例的抓持器阵列之间的致动的机械连接的实例。

图10A-10E示出根据示例性实施例的抓持器之间的电连接、机械连接和气动连接的实例。

图11A-11D示出根据示例性实施例的可重构的卡圈部件的实例，其用于调整用来抓持的致动器的长度。