CN110303514A - 机器人末端执行器组件、系统及其使用方法 - Google Patents

机器人末端执行器组件、系统及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种机器人末端执行器组件(70)，其具有被配置为连接到机器人(62)的基部(72)。基部(72)包括耦接到基板(140)的机器人适配器(74)。机器人末端执行器组件(70)还具有主轴支撑板(120)，该主轴支撑板(120)定位成基本平行于基板(140)并经由两个挠性构件(160)与基板(140)耦接。机器人末端执行器组件(70)还具有设置在主轴支撑板(120)上的主轴(90)。机器人末端执行器组件(70)还具有耦接在基板(140)与主轴支撑板(120)之间的致动器(200)。致动器(200)被配置为接合附接到主轴支撑板(120)的致动器安装座(212)，以使主轴支撑板(120)移位。当主轴支撑板(120)移位时，挠性构件(160)抑制离轴钻孔运动(300)。

Description

机器人末端执行器组件、系统及其使用方法
技术领域
本公开总体涉及机器人末端执行器，并且更具体地涉及用于机器人主轴钻孔以对结构的声学表面进行穿孔的机器人末端执行器。
背景技术
商用客机必须在例如起飞和着陆期间满足某些噪声标准。商用客机在起飞和着陆期间产生的大部分噪声由通常在客机上使用的燃气涡轮发动机产生。用于降低燃气涡轮发动机的噪声水平的已知系统和方法包括在声学方面处理发动机短舱的发动机入口。在这方面，燃气涡轮发动机入口的内筒区段可设置有多个相对小的穿孔，这些穿孔形成在内筒区段的壁中。穿孔吸收由在发动机入口处高速旋转的风扇叶片产生的一些噪声，从而降低燃气涡轮发动机的总噪声输出。
用于在声学结构(例如燃气涡轮发动机入口的内筒区段)中形成穿孔的已知系统和方法可以包括使用机器人臂和专用钻孔机。机器人臂的使用可以依赖于协调的机器人运动来产生直线钻孔运动。然而，当机器人反转轴线时的任何轻微的摩擦、黏滞(或静摩擦)或游隙(backlash)都可能导致钻头或切割器偏离钻孔路径或切割路径并在进入时扩大孔或槽(例如，在主轴钻头进入被钻孔材料时在孔或槽中形成偏差或“摆动”)，并在退出时扩大孔或槽(例如，在主轴钻头从被钻孔材料中退出时在孔或槽中形成的偏差或“眉毛状(eyebrow)”边缘)。这可能会导致压力和疲劳问题。
另外，另一种已知的系统和方法涉及机器人主轴钻孔以机械地(robotically)将穿孔钻入诸如内筒区段的结构中。然而，这种已知的机器人主轴钻孔系统和方法可能易受主轴运动的影响，这可能导致离轴钻孔问题或钻孔路径的偏差，这可能导致“不圆(out-of-round)”孔。
存在另一种已知的设计，其使用前后滑动以允许机器人的线性运动的小型线性导轨。然而，这种滑动导轨可能在短时间内经历增加的磨损，可能由于滑动零件的摩擦而产生不希望的碎屑，并且可能增加系统的总重量。
可以看出，本领域需要一种系统和方法，其提供用于在声学结构中钻出穿孔、孔洞或槽的直线钻孔运动，其最小化或消除进入和退出被钻穿孔、孔洞或槽时发生的主轴运动和偏差，其避免使用滑动部件，并且其提供优于已知系统和方法的优点。
发明内容
与在声学结构中钻出穿孔、孔洞或槽相关联的上述需求具体地通过本公开来解决和减轻，本公开在一个版本中提供一种机器人末端执行器组件。该机器人末端执行器组件包括被配置为连接到机器人的基部。该基部包括耦接到基板的机器人适配器。该机器人末端执行器组件还包括主轴支撑板，该主轴支撑板基本平行于基板定位并经由两个挠性构件与基板耦接。该机器人末端执行器组件还包括设置在主轴支撑板上的主轴。该机器人末端执行器组件还包括耦接在基板与主轴支撑板之间的致动器。该致动器被配置为接合附接到主轴支撑板的致动器安装座，以使主轴支撑板移位。当主轴支撑板移位时，挠性构件抑制离轴钻孔运动。
在另一版本中，提供一种钻孔系统。该钻孔系统包括机器人，该机器人包括具有机器人末端执行器附接部分的机器人钻孔单元。该钻孔系统还包括附接到机器人的机器人末端执行器组件。该机器人末端执行器组件包括附接到机器人末端执行器附接部分的基部。该基部包括耦接到基板的机器人适配器。该机器人末端执行器组件还包括主轴支撑板，该主轴支撑板基本平行于基板定位并经由两个挠性板与基板耦接，每个挠性板包含柔性材料。
该机器人末端执行器组件还包括经由附接到主轴支撑板的主轴夹具耦接到主轴支撑板的主轴。该机器人末端执行器组件还包括耦接在基板与主轴支撑板之间的线性致动器。该线性致动器经由第一致动器安装座附接到基板，并且该线性致动器被配置为接合附接到主轴支撑板的第二致动器安装座，以使主轴支撑板移位。该钻孔系统还包括结构，该结构包括与机器人末端执行器组件的主轴相对定位的工件。该主轴被配置为在结构上执行钻孔操作。挠性板保持主轴沿主轴的轴线对齐。当主轴支撑板移位时，挠性板还抑制离轴主轴钻孔运动。
在另一版本中，提供一种使用机器人末端执行器组件在结构上执行钻孔操作的方法。该方法包括组装机器人末端执行器组件的步骤。该机器人末端执行器组件包括基部，该基部包括耦接到基板的机器人适配器。该机器人末端执行器组件还包括主轴支撑板，该主轴支撑板基本平行于基板定位并经由两个挠性构件与基板耦接。该机器人末端执行器组件还包括经由附接到主轴支撑板的主轴夹具耦接到主轴支撑板的主轴。该机器人末端执行器组件还包括耦接在基板与主轴支撑板之间的致动器。该致动器经由第一致动器安装座附接到基板。
该方法还包括将机器人末端执行器组件附接到包含机器人钻孔单元的机器人的步骤。该方法还包括将机器人末端执行器组件定位成与待钻孔结构相对以使得主轴面向该结构的步骤。该方法还包括致动致动器以接合附接到主轴支撑板的第二致动器安装座以使主轴支撑板移位的步骤。该方法还包括使结构的表面与主轴接触以执行钻孔操作以及通过致动器的力使两个挠性构件偏转的步骤。该方法还包括当主轴支撑板移位时抑制离轴钻孔运动以及用挠性构件保持主轴垂直于结构表面的对准的步骤。
已经讨论的特征、功能和优点可以在本公开的各种版本中独立地实现，或者可以在其他版本中组合，其进一步的细节可以参考以下描述和附图看出。
附图说明
参考结合附图的以下详细描述可以更好地理解本公开，附图示出了示例性版本或实施例，但是不一定按比例绘制，其中：
图1是飞行器的透视图的图示；
图2是图1的飞行器的发动机的短舱的透视图的图示；
图3A是具有带有眉毛状边缘的钻出孔洞的已知零件的前视图的图示；
图3B是具有带有钻孔路径偏差的钻出槽的已知面板区段的前视图的图示；
图4是本公开的钻孔系统的一个版本的透视侧视图的图示，其具有在结构中形成多个穿孔的机器人末端执行器组件；
图5A是本公开的机器人末端执行器组件的一个版本的后透视图的图示；
图5B是图5A的机器人末端执行器组件的前透视图的图示；
图5C是示出图5C1和图5C2的框图布置的图示；
图5C1是图5B的机器人末端执行器组件的第一局部分解前透视图的图示；
图5C2是图5B的机器人末端执行器组件的第二局部分解前透视图的图示；
图5D是图5A的机器人末端执行器组件的左侧视图的图示；
图5E是图5A的机器人末端执行器组件的俯视图的图示；
图5F是图5A的机器人末端执行器组件的仰视图的图示；
图6是没有止动组件的图5D的机器人末端执行器组件的左侧视图的图示；
图7A是具有真空附件和传感器的本公开的机器人末端执行器组件的一个版本的左侧视图的图示；
图7B是图7A的机器人末端执行器组件的前视图的图示；
图8是没有止动组件的图7A的机器人末端执行器组件的左侧视图的图示；
图9是示出本公开的钻孔系统的机器人末端执行器组件中的挠性构件的偏转的示意图；
图10是具有本公开的机器人末端执行器组件的钻孔系统的一个版本的功能框图的图示；
图11是示出了本公开的方法的一个版本的流程图的图示；
图12是飞行器制造和维修方法的流程图的图示；以及
图13是飞行器的框图的图示。
本公开中示出的每个附图示出了所表现的版本或实施例的方面的变型，并且将仅详细讨论不同之处。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更全面地描述所公开的版本或实施例，附图中示出了一些但不是所有公开的版本或实施例。实际上，可以提供若干不同版本，并且不应该将其解释为局限于这里阐述的版本。相反，提供这些版本是为了使本公开彻底清楚并且向本领域技术人员充分传达本公开的范围。
现在参考附图，图1是交通工具10(例如表现为飞行器10a的形式)的透视图的图示。如图1所示，例如飞行器10a形式的交通工具10包括机身12、机头14、机尾16、一对机翼18和发动机20(例如燃气涡轮发动机20a)。如图1进一步所示，每个发动机20用短舱22封装，并且每个发动机20具有风扇24。如图1进一步所示，每个短舱22包括风扇罩26。如图1进一步所示，每个发动机20具有发动机入口28。
现在参考图2，图2是图1的飞行器10a的发动机20(例如燃气涡轮发动机20a)的短舱22的透视图的图示。图2示出了具有风扇罩26和发动机入口28的发动机20。如图2所示，发动机入口28包括结构30(例如内筒区段30a)，该结构可以被配置成用作声学结构30b(参见图10)，该声学结构具有多个穿孔82(参见图4)，用于吸收由旋转的风扇24(参见图1)产生的噪声和/或由进入发动机入口并穿过发动机20(例如燃气涡轮发动机20a)的气流产生的噪声。
现在参考图3A，图3A是已知结构36(例如具有钻孔38的已知部分区段36a)的前视图的图示。离轴钻孔运动300(参见图10)(例如离轴主轴钻孔运动300a(参见图10))可能产生不希望的不规则部分40(参见图3A)，例如表现为在钻孔38(参见图3A)上的眉毛状边缘40a(参见图3A)的形式。
现在参考图3B，图3B是具有钻槽44的已知结构42(例如已知面板区段42a)的前视图的图示。如图3B所示，钻槽44包括钻头进入端48和钻头退出端50，并且当已知主轴钻头在从钻头进入端48到钻头退出端50的钻头路径方向46移动时，可以形成钻槽44。钻槽44(参见图3B)的离轴钻孔运动300(参见图10)(例如离轴主轴钻孔运动300a(参见图10))可能产生不希望的钻头路径偏差52、56(参见图3B)，例如入口钩形物54(参见图3B)和出口钩形物58(参见图3B)。
现在参考图4，图4是本公开的钻孔系统60的一个版本的透视侧视图的图示。钻孔系统60(参见图4)优选地包括机器人钻孔系统60a(参见图4)或其他合适的钻孔系统60。钻孔系统60(参见图4)(例如机器人钻孔系统60a(参见图4))被设计用于在结构30(参见图4)上执行钻孔操作61(参见图10)。钻孔操作61(参见图10)可以包括钻孔61a(参见图10)、主轴钻孔61b(参见图10)、穿孔61c(参见图10)、开槽61d(参见图10)、切割61e(参见图10)、铣削61f(参见图10)或涉及从被操作或钻孔的结构30(参见图4)上移除材料的其他合适的钻孔操作61。本文公开的钻孔系统60的机器人末端执行器组件70特别适合于钻孔操作61以便在声学方面处理表面或对材料片快速穿孔。
如图4所示，结构30可以包括内筒区段部30a，例如，表现为工件32的形式。结构30(参见图4)可以包括声学结构30b(参见图10)、面板30c(参见图10)或可以在其上执行钻孔操作61(参见图10)并且优选为薄壁型的其他合适的结构30。优选地，机器人末端执行器组件70(参见图4)是基于挠曲的机器人末端执行器组件70a(参见图5A、图10)，其被设计成允许沿着主轴90(参见图4)的轴线80(参见图4)的短程运动，以用于对内筒区段30a(参见图4)、声学结构30b(参见图10)、面板30c(参见图10)、面片材或其它合适的薄壁结构进行钻孔61a(参见图10)、主轴钻孔61b(参见图10)、穿孔61c(参见图10)、开槽61d(参见图10)、切割61e(参见图10)或铣削61f(参见图10)。
如图4所示，钻孔系统60(例如机器人钻孔系统60a)包括机器人62。如图4进一步所示，机器人62可以包括机器人钻孔单元62a，该机器人钻孔单元62a具有机器人臂组件64、附接到机器人臂组件64的下端或底端的机器人钻孔单元基部66以及附接到机器人臂组件64的上端的机器人末端执行器附接部分68。钻孔系统60(例如机器人钻孔系统60a)可以附接到系统基部86(参见图4)。
如图4所示，钻孔系统60(例如机器人钻孔系统60a)还包括附接到机器人62的机器人末端执行器组件70。如图4所示，机器人末端执行器组件70具有第一端71和第二端76。在第一端71处，机器人末端执行器组件70包括基部72，该基部72包括附接到机器人末端执行器附接部分68的机器人适配器74(参见图4)并且包括基板140(参见图5A)。在第二端76处，机器人末端执行器组件70包括工具88(参见图4)(例如主轴90(参见图4))，该工具88在工具88(例如主轴90)的末端处具有钻头78(参见图4)。例如表现为工件32的形式的结构30被示出为与钻头78和机器人末端执行器组件70的主轴90相对定位。如图4所示，机器人末端执行器组件70还包括主轴支撑板120，该主轴支撑板120基本平行于基板140定位并且经由两个挠性构件160与基板140耦接。如图4所示，机器人末端执行器组件70还包括定位和耦接在主轴支撑板120与基板140之间的致动器200。主轴90(参见图4)具有轴线80(参见图4)，并且致动器200(参见图4)具有轴线81(参见图4)。致动器200被定位成使得主轴90的轴线80基本平行于致动器200的轴线81。如本文所用，“机器人末端执行器组件”表示连接到机器人臂末端(手将处于此处)的装置或工具，并且其为机器人与环境相互作用(例如对结构或工件进行钻孔)的一部分。
如图4所示，机器人末端执行器组件70的带有钻头78的主轴90形成或钻出或被配置为形成或钻出多个穿孔82，这些穿孔82可以具有沿着结构30(诸如内筒区段30a，例如表现为工件32的形式)的表面34的预定孔图案84。表面34(参见图4)可以包括声学表面34a(参见图4)或其他合适的表面34。在飞行器10a(参见图1)的设计和/或开发期间，可以为结构30(例如内筒区段30a(参见图4))选择用于穿孔82(参见图4)的预定孔图案84(参见图4)，以满足发动机入口28(参见图1、图4)的声学性能要求。
机器人62(参见图4)(例如机器人钻孔单元62a(参见图4))可以以在结构30(参见图4)(诸如内筒区段30a(参见图4)，例如工件32(参见图4))中钻出多个穿孔82(参见图4)的方式被操作和/或编程。机器人62(例如机器人钻孔单元62a)的机器人臂组件64(参见图4)可以包括六轴线机器人臂组件，其可以允许沿着结构30(诸如内筒区段30a，例如工件32)的表面34(参见图4)将机器人末端执行器组件70精确地定位在任何期望的位置和取向。也可以以可替代的布置提供机器人臂组件64。例如，机器人臂组件64可以被提供在3轴线实施例(未示出)、4轴线实施例(未示出)或5轴线实施例(未示出)中。另外，机器人臂组件64可以被提供在具有多于六(6)个轴线的实施例中。此外，机器人臂组件64可以被配置为运动控制系统(未示出)、具有末端执行器可沿其移动的线性轴线的刚性框架(未示出)或者用于控制机器人末端执行器组件70钻出穿孔82的任何其他类型的运动控制装置。此外，每个机器人末端执行器组件70可以具有多于一个钻头78，用于同时形成穿孔82。
当机器人末端执行器组件70(参见图4)被定位并定向在穿孔82的期望位置处时，可以轴向移动机器人末端执行器组件70以将旋转钻头78驱动到结构30(诸如内筒区段30a，例如工件32)的表面34中，以形成穿孔82。可替代地，机器人末端执行器组件70可以被定位在结构30的表面34上的穿孔82的期望位置处，并且机器人末端执行器组件70可以沿着主轴90的轴线80的方向轴向驱动旋转钻头78，以在结构30的表面34中钻出穿孔82。机器人末端执行器组件70优选地被配置为沿着主轴90的轴线80线性平移钻头78，例如当在结构30的表面34中钻出穿孔82时。
现在参考图5A-图5F，在一个版本中，提供了机器人末端执行器组件70，例如表现为基于挠曲的机器人末端执行器组件70a的形式。图5A是本公开的机器人末端执行器组件70的一个版本(例如基于挠曲的机器人末端执行器组件70a)的后透视图的图示。图5B是图5A的机器人末端执行器组件70的前透视图的图示。图5C是示出图5C1和图5C2的框图布置的图示，其中图5C1是图5B的机器人末端执行器组件70的第一局部分解前透视图的图示，并且图5C2是图5B的机器人末端执行器组件70的第二局部分解前透视图的图示。图5D是图5A的机器人末端执行器组件70的左侧视图的图示。图5E是图5A的机器人末端执行器组件70的俯视图的图示。图5F是图5A的机器人末端执行器组件70的仰视图的图示。
机器人末端执行器组件70(参见图5A-图5F)(例如表现为基于挠曲的机器人末端执行器组件70a(参见图5A-图5F)的形式)包括工具88(参见图5A)(例如表现为主轴90(参见图5A-图5C1、图5D-图5F)的形式)。主轴90可以包括马达驱动主轴90a(参见图10)、液压驱动主轴90b(参见图10)、气动驱动主轴90c(参见图10)或其他合适的主轴90。主轴90可以用主轴功率源98(参见图10)来提供动力，该主轴功率源98包括电功率源98a(参见图10)、液压功率源98b(参见图10)、气动功率源98c(参见图10)或其他合适的主轴功率源98。
主轴90(参见图5A-图5C1、图5D-图5F)具有第一端92a(参见图5A-图5C1、图5D-图5F)、第二端92b(参见图5A-图5C1、图5D-图5F)以及在第一端92a与第二端92b之间形成的主体94(参见图5A、图5C1、图5D、图5F)，其中主体94具有柱状构形95(参见图5A-图5C1、图5D)。侧面附接元件96(参见图5A-图5C1、图5D-图5F)附接或耦接到主轴90。
用主轴夹具100将主轴90夹紧或固定就位(参见图5A-图5C1、图5D-图5E)。主轴夹具100包括第一部分102(参见图5A-图5C1、图5D-图5E)，该第一部分附接或被配置为附接到第二部分110(参见图5A-图5C1、图5D)。第一部分102包括附接开口104(参见图5A-图5C1、图5E)。每个附接开口104接收或被配置成接收附接元件118(参见图5C1、图5E)，例如表现为螺栓118a(参见图5C1)或其他合适的附接元件118的形式。第一部分102具有符合主轴90的柱状构形95的弯曲构形106(参见图5A、图5C1)，使得当第一部分102和第二部分110附接在一起时，它们紧密地夹紧在主轴90的外部周围，以将主轴90固定到位。如图5A和图5C1所示，第一部分102具有顶侧108a和底侧108b。
主轴夹具100的第二部分110包括顶侧116a(参见图5A、图5C1)，其具有形成在顶侧116a(参见图5A、图5C1)中的附接开口112(参见图5C1)。第二部分110的附接开口112对应于第一部分102的附接开口104，并且每个附接开口112接收或被配置为接收附接元件118(参见图5C1)，诸如表现为螺栓118a(参见图5C1)或其他合适的附接元件118的形式。第二部分110具有符合主轴90的柱状构形95的弯曲的内部构形114(参见图5A、图5C1)，从而当第一部分102和第二部分110附接在一起时，它们紧密地夹紧在主轴90的外部附近，以将主轴90固定就位。第二部分110的形状基本上呈块状，并且在顶侧116a处具有弯曲的内部构形114。第二部分110还包括底侧116b(参见图5A、图5C1)，其具有形成在底侧116b中的附接开口117(参见图5C1)。如图5A所示，当第一部分102和第二部分110附接在一起时，第一部分102的底侧108b与第二部分110的顶侧116a相邻。
机器人末端执行器组件70(参见图5A-图5F)(例如表现为基于挠曲的机器人末端执行器组件70a(参见图5A-图5F)的形式)还包括主轴支撑板120(参见图5A-图5C1、图5D-图5F)，例如表现为上运动台板120a的形式(参见图5A-图5C1、图5D-图5F)。如图5A所示，例如表现为主轴90的形式的工具88经由主轴夹具100耦接到主轴支撑板120，该主轴夹具100直接附接到主轴支撑板120。
主轴支撑板120包括相对的端部122(参见图5A、图5C1)，其包括第一端122a(参见图5A、图5C1)和第二端122b(参见图5A、图5C1)。主轴支撑板120还包括主体124(参见图5A、图5C1)，主体124具有第一上侧126a(参见图5A、图5C1、图5D)和第二下侧126b(参见图5A、图5C1、图5D、图5F)。主轴支撑板120可以具有穿过主体124形成的一个或多个切口部分128(参见图5A、图5C1)。如图5A和图5C1所示，主轴支撑板120还可以具有第一附接通孔/穿通开口(through opening)130和第二附接通孔132。每个第一附接通孔130接收或被配置为接收附接元件228(参见图5C1)，例如表现为螺栓228a(参见图5C1)或其他合适的附接元件228的形式。每个第二附接通孔132接收或被配置为接收附接元件252(参见图5C1)，例如表现为螺栓252a(参见图5C1)或其他合适的附接元件252的形式。
如图5C1和图5F所示，主轴支撑板120还可以包括穿过靠近第一端122a(参见图5C1)的主体124的一部分(参见图5C1)形成的主轴夹具附接通孔134。每个主轴夹具附接通孔134接收或被配置为接收附接元件135(参见图5C1、图5F)，例如表现为螺栓135a(参见图5C1)或其他合适的附接元件135的形式，其允许将主轴支撑板120附接到主轴夹具100。如图5C1所示，附接元件135被配置为穿过主轴支撑板120中的主轴夹具附接通孔134插入，并且被配置为进一步插入到主轴夹具100的第二部分110的底侧116b中的附接开口117，以将主轴支撑板120附接到主轴夹具100。具体地，主轴支撑板120(参见图5C1)的第一上侧126a(参见图5C1)的一部分优选地附接到主轴夹具100(参见图5C1)的第二部分110(参见图5C1)的底侧116b(参见图5C1)。然而，主轴支撑板120可以通过其他合适的机构或装置在其他合适的位置耦接或附接到主轴夹具100。
如图5C1所示，主轴支撑板120还可以包括形成在第一端122a中的第一端附接开口136以及形成在第二端122b中的第二端附接开口138。如图5C1所示，主轴支撑板120可以具有Y形构形139。然而，主轴支撑板120可以被成形为其他合适的构形。
机器人末端执行器组件70(参见图5A-图5F)(例如表现为基于挠曲的机器人末端执行器组件70a(参见图5A-图5F)的形式)还包括基板140(参见图5A-图5B、图5C2、图5D、图5F)，例如表现为下运动台板140a的形式(参见图5A-图5B、图5C2、图5D、图5F)。基板140包括相对的端部142(参见图5A)，其包括第一端142a(参见图5A、图5C2)和第二端142b(参见图5A、图5C2)。基板140还包括主体144(参见图5A、图5C2)，主体144具有第一上侧146a(参见图5A、图5C2、图5D)和第二下侧146b(参见图5A、图5C2、图5D、图5F)。
如图5C2所示，基板140具有适配器附接通孔148，每个适配器附接通孔148接收或被配置为接收附接元件264(例如表现为螺栓264a或其他合适的附接元件264的形式)，以将机器人适配器74(参见图5C2)附接到基板140的第二下侧146b。如图5C2和图5F所示，基板140还具有第一附接通孔150，每个第一附接通孔150接收或被配置为接收附接元件226，例如表现为螺栓226a或其他合适的附接元件226的形式。如图5C2和图5F进一步所示，基板140具有第二附接通孔152，每个第二附接通孔152接收或被配置为接收附接元件242，例如表现为螺栓242a或其他合适的附接元件242的形式。如图5C2所示，基板140还具有第一端附接开口154，每个第一端附接开口154接收或被配置为接收第二夹具附接元件188，例如表现为螺栓188a或其他合适的附接元件的形式。如图5B、图5C2所示，基板140还具有第二端附接开口156，每个第二端附接开口156接收或被配置为接收第二夹具附接元件189，例如表现为螺栓189a或其他合适的附接元件的形式。如图5C2进一步所示，基板140可以具有工形构形158或其他合适的形状或构形。
机器人末端执行器组件70(参见图5A-图5F)(例如表现为基于挠曲的机器人末端执行器组件70a(参见图5A-图5F)的形式)还包括两个挠性构件160(参见图5A-图5B、图5C2-图5F)，例如表现为在平行布置308(参见图5D)中彼此相对地对齐的第一挠性构件160a(参见图5A-图5B、图5C2-图5F)和第二挠性构件160b(参见图5A-图5B、图5C2-图5F)的形式。两个挠性构件160优选地包括两个挠性板162(参见图5A-图5B、图5C2-图5D)，例如在平行布置308(参见图5D)中彼此相对地对齐的第一挠性板162a(参见图5A-图5B、图5C2-图5D)和第二挠性板162b(参见图5A-图5B、图5C2-图5D)的形式。
挠性构件160(例如表现为挠性板162的形式)是弹性的并且由柔性材料163(参见图10)制成，诸如弹簧钢163a(参见图10)，例如0.010英寸厚的1075等级弹簧钢。也可以使用其他等级的弹簧钢材料或弹簧材料，或其他合适的柔性材料163。优选地，柔性材料163对于给定的位移具有高疲劳寿命。
每个挠性构件160包括第一端164a(参见图5A、图5C2、图5D)和第二端164b(参见图5A、图5C2、图5D)。如图5C2所示，第一挠性构件160a的第一端164a具有第一端附接通孔166，每个第一端附接通孔166接收或被配置为接收第一夹具附接元件186，例如表现为螺栓186a或其他合适的附接元件的形式，并且第二挠性构件160b的第一端164a具有第一端附接通孔166，每个第一端附接通孔166接收或被配置为接收第一夹具附接元件187，例如表现为螺栓187a或者其他合适的附接元件的形式。如图5C2进一步所示，第一挠性构件160a的第二端164b具有第二端附接通孔168，每个第二端附接通孔168接收或被配置为接收第二夹具附接元件188，例如表现为螺栓188a或其他合适的附接元件的形式，并且第二挠性构件160b的第二端164b具有第二端附接通孔168，每个第二端附接通孔168接收或被配置为接收第二夹具附接元件189，例如表现为螺栓189a或其他合适的附接元件的形式。
每个挠性构件160还包括侧边170(参见图5A、图5C2)、中心开口172(参见图5A、图5C2)、外侧174a(参见图5A-图5B、图5C2-图5D)、内侧174b(参见图5A-图5B、图5C2-图5D)和矩形构形176(参见图5C2)。第二挠性构件160b(参见图5A)的中心开口172(参见图5A)用于供致动器200(参见图5A)穿过或插入的通道或开口，并且这减少了致动致动器200所需的致动力。两个挠性构件160(例如表现为挠性板162的形式)各自优选地具有相等或相同的尺寸175(参见图10)。每个挠性构件160具有优选为相等或相同的厚度178(参见图10)。例如，在挠性构件160由0.010英寸厚的1075等级弹簧钢制成的情况下，每个挠性构件160可以具有0.010英寸的厚度178，以及约2.5英寸的宽度乘以2.5英寸的高度的尺寸175。当朝向待钻孔的表面34推进主轴90时，此类挠性构件160可以各自偏转约0.25英寸至0.375英寸(例如，在参见图9中的向前方向324的方向上)，同时保持平行四边形构形314以保持主轴90相对于主轴90在其上执行钻孔操作61的表面34垂直的对准316。
两个挠性构件160可以各自一起(平行地)偏转，以允许主轴支撑板120在沿主轴90的轴线80(参见图4、图9)的向前方向328(参见图9)上的线性运动318(参见图10)，从而允许主轴支撑板120被移位或移动，并且在主轴支撑板120移位时抑制离轴钻孔运动300(参见图10)，例如离轴主轴钻孔运动300a(参见图10)。
机器人末端执行器组件70(参见图5A-图5F)(例如表现为基于挠曲的机器人末端执行器组件70a(参见图5A-图5F)的形式)还包括夹具180(参见图5A-图5B、图5C2-图5F)，以将两个挠性构件160固定就位。如图5D所示，两个挠性构件160优选以平行布置308定位并且利用夹具180固定在主轴支撑板120与基板140之间。夹具180可以包括用于每个挠性构件160的第一夹具180a(参见图5A-图5B、图5C2-图5F)和第二夹具180b(参见图5A-图5B、图5C2-图5F)。如图5A和图5C2所示，每个第一夹具180a具有第一夹具附接通孔182，并且每个第二夹具180b具有第二夹具附接通孔184。如图5C2所示，夹紧到第一挠性构件160a的第一夹具附接通孔182接收或被配置为接收第一夹具附接元件186(也参见图5B)(例如表现为螺栓186a的形式)，并且夹紧到第二挠性构件160b的第一夹具附接通孔182接收或被配置为接收第一夹具附接元件187(例如表现为螺栓187a的形式)。如图5C2进一步所示，夹紧到第一挠性构件160a的第二夹具附接通孔184接收或被配置为接收第二夹具附接元件188(也参见图5B)(例如表现为螺栓188a的形式)，并且夹紧到第二挠性构件160b的第二夹具附接通孔184接收或被配置为接收第二夹具附接元件189(例如表现为螺栓189a的形式)。
如图5C2所示，每个夹具180具有第一端190a、第二端190b、形成在第一端190a与第二端190b之间的主体192、侧面194、外侧196a以及内侧196b。夹具180可以由金属材料或其他合适的坚固材料形成。每个夹具180具有横跨侧面194水平测量的厚度197(参见图10)。优选地，每个夹具的厚度197(参见图10)大于每个挠性构件160的厚度178(参见图10)。此外，每个夹具180具有从一个侧面194到相对侧面194测量的宽度198(参见图10)。优选地，每个夹具的宽度198(参见图10)与每个挠性构件160的宽度相同或基本相同。
机器人末端执行器组件70(参见图5A-图5F)(例如表现为基于挠曲的机器人末端执行器组件70a(参见图5A-图5F)的形式)还包括耦接在基板140与主轴支撑板120之间的致动器200(参见图5A-图5C1、图5D、图5F)。致动器200可以包括线性致动器200a(参见图10)，其包括马达驱动200b(参见图10)、液压驱动200c(参见图10)、压电驱动200d(参见图10)、螺线管驱动200e(参见图10)、气动驱动200f(参见图10)(包括空气驱动200g(参见图10))或其他合适类型的驱动机构中的一种。在一个版本中，致动器200(参见图5C1)可以包括气缸202(参见图5C1)。
致动器200具有第一端204a(参见图5C1)、第二端204b(参见图5C2)、致动器尖端206(参见图5A、图5C1、图5D)以及致动器主体208(参见图5A、图5C1、图5D)。可以通过致动器功率源210(参见图10)来致动或移动致动器200，该致动器功率源210包括电功率源210a(参见图10)、液压功率源210b(参见图10)、气动功率源210c(参见图10)或其他合适的致动器功率源210中的一种。
机器人末端执行器组件70(参见图5A-5F)(例如表现为基于挠曲的机器人末端执行器组件70a(参见图5A-5F)的形式)还包括致动器安装座212(参见图5A-图5C1、图5D)，以将致动器200安装在基板140与主轴支撑板120之间。致动器安装座212可以包括第一致动器安装座212a(参见图5A-图5C1、图5D)和第二致动器安装座212b(参见图5A-图5C1、图5D)。如图5A和图5D所示，第一致动器安装座212a耦接或附接到基板140，并且第二致动器安装座212b耦接或附接到主轴支撑板120。致动器安装座212可以表现为支架213(参见图5A)或其他合适的安装或附接机构或装置的形式。致动器200(例如线性致动器200a)接合或被配置为接合附接到主轴支撑板120的第二致动器安装座212b，以使主轴支撑板120移位。
在一个版本中，每个致动器安装座212包括具有附接侧216(参见图5C1)的基部附接部分214(参见图5A、图5C1、图5D)以及从基部附接部分214延伸的中央延伸部分221(参见图5A、图5C1、图5D)。如图5C1所示，第一致动器安装座212a具有第一致动器安装座附接通孔218，每个第一致动器安装座附接通孔218接收或被配置为接收附接元件226(参见图5C2)(例如，螺栓226a(参见图5C2))，并且第二致动器安装座212b具有第二致动器安装座附接通孔220，每个第二致动器安装座附接通孔220接收或被配置为接收附接元件228(例如，螺栓228a)。
第一致动器安装座212a还包括在中央延伸部分221中的通孔222(参见图5A、图5C1、图5D)，该通孔222接收或被配置为接收致动器200的致动器主体208的一部分，并且第二致动器安装座212b还包括在中央延伸部分221中的通孔224(参见图5A、图5C1、图5D)，该通孔224接收或被配置为接收致动器200的致动器尖端206。
在一个版本中，如图5A-图5C1、图5D所示，机器人末端执行器组件70(例如表现为基于挠曲的机器人末端执行器组件70a的形式)还包括止动组件230。止动组件230优选地包括行程限制止动组件230a(参见图5A、图5C1)。止动组件230包括附接或耦接到基板140的止动元件232(参见图5A-图5C1、图5D)，例如表现为支架232a(参见图5A、图5C1)的形式。如图5C1所示，止动元件232包括第一端234a或底端、第二端234b或顶端、第一侧236a以及与第一侧236a相对的第二侧236b。如图5C1进一步所示，止动元件232包括穿过第一端234a或底端形成的附接通孔238，其中每个附接通孔238接收或被配置为接收附接元件242(参见图5C2)，例如表现为螺栓242a的形式。如图5C1进一步所示，止动元件232优选地具有U形内部240。
止动组件230还包括附接或耦接到主轴支撑板120的止动元件接合部分244(参见图5A、图5C1、图5D)，例如表现为支架244a(参见图5A、图5C1)的形式。如图5C1所示，止动元件接合部分244包括第一端246a、第二端246b和形成在第一端246a与第二端246b之间的主体248。第一端246a配合或被配置为配合或浮动在止动元件232的U形内部240内以及止动元件232的第一侧236a与第二侧236b之间。当致动器200在致动时接合第二致动器安装座212b时，致动器200抵靠第二致动器安装座212b的移动使主轴支撑板120沿向前方向然后沿向后方向移位，进而使附接到主轴支撑板120的止动元件接合部分244在止动元件232内沿向前方向和向后方向移动，并且由止动元件232的第一侧236a和第二侧236b停止。
如图5C1所示，止动元件接合部分244还包括穿过第二端246b形成的附接通孔250。每个附接通孔250接收或被配置为接收附接元件252(参见图5C2)，例如表现为螺栓245a的形式。如图5C1进一步所示，止动元件232优选地具有U形内部240。
机器人末端执行器组件70(参见图5A-图5F)(例如表现为基于挠曲的机器人末端执行器组件70a(参见图5A-图5F)的形式)还包括机器人适配器74，该机器人适配器74耦接到基板140以形成基部72(参见图5A)。如图5A所示，机器人适配器74耦接或附接到机器人末端执行器附接部分68，两者都是钻孔系统60的一部分。
机器人适配器74包括第一端254a(参见图5C2、图5D)、第二端254b(参见图5C2、图5D、图5F)以及形成在它们之间的盘形主体256(参见图5C2)。如图5C2所示，机器人适配器72具有中心通孔258和附接通孔260，每个通孔都接收或被配置为接收附接元件264(例如，螺栓264a)，以将机器人适配器74连接到基板140的适配器附接通孔148。如图5C2进一步所示，机器人适配器74可以具有另外的开口262。
现在参考图6，图6是图5D的机器人末端执行器组件70(例如表现为基于挠曲的机器人末端执行器组件70a的形式)的左侧视图的图示，其中机器人末端执行器组件70没有可选的止动组件230。如图6所示并且如上所述，机器人末端执行器组件70包括主轴90，主轴90具有第一端92a、第二端92b、具有柱形构形95的主体94、钻头78以及耦接或附接到主轴90的侧面附件元件96。如图6进一步所示，主轴90被主轴夹具100夹紧或保持就位，主轴夹具100包括第一部分102和第二部分110。主轴夹具100(参见图6)附接到具有第一上侧126a和第二下侧126b的主轴支撑板120，例如表现为上运动台板120a的形式。
如图6进一步所示，主轴支撑板120被定位成基本上平行于基板140，该基板140例如表现为下运动台板140a的形式，其具有第一上侧146a和第二下侧146b。主轴支撑板120经由两个挠性构件160(参见图6)(例如表现为第一挠性构件160a(参见图6)和第二挠性构件160b(参见图6)的形式)耦接到基板140。两个挠性构件160优选地包括两个挠性板162(参见图6)，例如表现为第一挠性板162a(参见图6)和第二挠性板162b(参见图6)的形式，并且每个挠性构件160具有第一端164a(参见图6)和第二端164b(参见图6)以及外侧174a(参见图6)和内侧174b(参见图6)。如图6所示，诸如第一夹具180a和第二夹具180b的夹具180将两个挠性构件160中的每一个固定就位，使其抵靠或邻近第一夹具180a的相对端122(参见图5A)，并且抵靠或邻近第二夹具180b的相对端142(参见图5A)。
如图6进一步所示，诸如线性致动器200a的致动器200耦接在基板140与主轴支撑板120之间。致动器200具有耦接到致动器主体208的致动器尖端206。诸如第一致动器安装座212a(参见图6)和第二致动器座212b(参见图6)的致动器安装座212(参见图6)用于将致动器200安置在基板140与主轴支撑板120之间。如图6所示，第一致动器安装座212a耦接或附接到基板140，并且第二致动器安装座212b耦接或附接到主轴支撑板120。每个致动器安装座212包括基部附接部分214(参见图6)和从基部附接部分214延伸的中央延伸部分221(参见图6)。致动器200通过第一致动器安装座212a的通孔222(参见图6)插入，并且致动器200的致动器尖端206与第二致动器安装座212b的通孔224(参见图6)接合。如图6进一步所示，具有第一端254a和第二端254b的机器人适配器74耦接或附接到基板140以形成基部72(参见图5A)。机器人适配器74的第一端254a附接到基板140的第二下侧146b的一部分。
现在参考图7A-图7B，图7A是本公开的图5D的机器人末端执行器组件70(例如表现为基于挠曲的机器人末端执行器组件70a的形式)的一个版本的左侧视图的图示，该机器人末端执行器组件具有真空附件266(例如灰尘收集装置)和传感器280的可选特征。图7B是图7A的机器人末端执行器组件70(例如，表现为基于挠曲的机器人末端执行器组件70a的形式)的前视图的图示。
如图7A-图7B所示，真空附件266具有第一端开口268、第二端272以及形成在第一端开口268与第二端272之间的主体270。如图7A-图7B所示，第一端开口268被定位在钻头78附近，以收集可能由钻孔过程产生的灰尘或碎屑。第二端272具有真空端口274，该真空端口274连接或被配置为连接到由真空功率源278(参见图10)提供动力的真空组件276(参见图10)。真空附件266可以安装到主轴夹具100(参见图7A-7B)或主轴安装座的侧面，或者可以安装到机器人末端执行器组件70的另一部分。
如图7A-图7B所示，机器人末端执行器组件70可以进一步包括传感器280，例如表现为激光测距传感器280a的形式，其面向并沿着主轴90的轴线80(参见图4、图9)定位，以测量到结构30(参见图4、图9)(例如，正在钻孔的工件32(参见图4、图9))的距离288(参见图10)。如图7B所示，在一个版本中，传感器280具有壳体282、穿过壳体282的第一窗口284或透镜、穿过壳体282的第二窗口286或透镜、将壳体282的前部连接到壳体282的后部的附件290、第一侧292a以及第二侧292b。传感器280也可以具有其他合适的形状或构造。如图7B所示，传感器280可以包括具有第一侧296a和第二侧296b的传感器安装座294。如图7B进一步所示，传感器280的壳体282的第二侧292b附接或耦接到传感器安装座294的第一侧296a。传感器280和传感器安装座294(例如，在传感器安装座294的第二侧296b处)可以安装或附接到主轴夹具100(参见图7A-图7B)或主轴安装座的侧面。可替代地，传感器280和传感器安装座294可以安装到机器人末端执行器组件70的另一部分。如图7A-图7B所示，传感器280(包括传感器安装座294)和真空附件266安装在主轴夹具100(参见图7A-图7B)或主轴安装座的相对侧上。然而，在其他版本中，传感器280(包括传感器安装座294)和真空附件266可以安装在机器人末端执行器组件70附近或其上的其他方位或布置中。
如图7A-图7B所示并且如上所述，机器人末端执行器组件70包括具有第一端92a、第二端92b(参见图7A)、主体94(参见图7A)、钻头78和侧面附接元件96的主轴90。图7A-图7B进一步示出了包括第一部分102和第二部分110的主轴夹具100。图7A示出了附接到主轴支撑板120(例如表现为上运动台板120a的形式)的主轴夹具100，该主轴支撑板120被定位成基本平行于基板140(例如表现为下运动台板140a的形式)，并且主轴支撑板120和基板140经由两个挠性构件160(例如表现为第一挠性构件160a(也参见图7B)和第二挠性构件160b的形式)耦接在一起。
两个挠性构件160优选地包括两个挠性板162(参见图7A-图7B)(例如表现为第一挠性板162a(参见图7A-图7B)和第二挠性板162b(参见图7A)的形式)，并且每个挠性构件160具有第一端164a(参见图7A)和第二端164b(参见图7A)。图7B示出了第一挠性构件160a的中心开口172和外侧174a。
如图7A-图7B所示，夹具180(例如第一夹具180a和第二夹具180b)将两个挠性构件160中的每一个固定在抵靠或邻近第一夹具180a的相对端122(参见图5A)以及抵靠或邻近第二夹具180b的相对端142(参见图5A)的位置。图7B示出了通过第一夹具附接元件186附接到挠性构件160的第一夹具180a的第一夹具附接通孔182。图7B还示出了通过第二夹具附接元件188附接到挠性构件160的第二夹具180b的第二夹具附接通孔184。
图7A示出了致动器200，诸如线性致动器200a，例如气缸202，其耦接在基板140与主轴支撑板120之间。致动器200具有耦接到致动器主体208的致动器尖端206。致动器安装座212(参见图7A)(例如，第一致动器安装座212a(参见图7A)和第二致动器安装座212b(参见图7A))用于将致动器200安装在基板140与主轴支撑板120之间。图7A示出了每个致动器安装座212的基部附接部分214和中央延伸部分221。致动器200通过第一致动器安装座212a的通孔222(参见图7A)插入，并且致动器200的致动器尖端206与第二致动器安装座212b的通孔224(参见图7A)接合。
图7A-图7B还示出了止动组件230，其包括止动元件232和止动元件接合部分244(参见图7A)。如图7A所示，止动元件232耦接或附接到基板140，并且止动元件接合部分244附接到主轴支撑板120。图7A-图7B进一步示出了耦接或附接到基板140的机器人适配器74。
现在参考图8，图8是图7A的机器人末端执行器组件(例如表现为基于挠曲的机器人末端执行器组件70a的形式)的左侧视图的图示，其中机器人末端执行器组件70不具有止动组件230，其可以是可选的。如图8所示并且如上面参考图7A所讨论的，机器人末端执行器组件70包括真空附件266(例如，灰尘收集装置)和传感器280的可选特征。如图8进一步所示并且如上面关于图7A详细讨论的，具有真空附件266、传感器280并且没有止动组件230的机器人末端执行器组件70还包括具有钻头78的主轴90、主轴夹具100、主轴支撑板120、基板140、挠性构件160、夹具180、致动器200、致动器安装座212以及机器人适配器74。这些部件的零件细节在上面关于图7A进一步讨论。
现在参考图9，图9是示出当机器人末端执行器组件70在结构30(例如工件32)上执行钻孔操作61时，钻孔系统60(例如机器人钻孔系统60a)的机器人末端执行器组件70(例如基于挠曲的机器人末端执行器组件70a)中的挠性构件160(例如第一挠性构件160a和第二挠性构件160b)的偏转312的示意图。图9示出了工具88，例如，具有轴线80的被夹紧在主轴夹具100中主轴90，以及在钻孔操作61期间与结构30的表面34接触并沿旋转方向322旋转的钻头78。
图9还示出了经由两个挠性构件160(例如第一挠性构件160a和第二挠性构件160b)耦接到基板140的主轴支撑板120，这些挠性构件经由夹具180夹紧或固定到主轴支撑板120和基板140的端部。图9还示出了具有轴线81的致动器200，该致动器200耦接到第一致动器安装座212a并且接合地耦接到第二致动器安装座212b。图9还示出了耦接在基板140与机器人末端执行器附接部分68之间的机器人适配器74，该机器人末端执行器附接部分68进一步耦接到机器人62。
如图9所示，当致动器200在向前方向326上被致动时，致动器200接合或推动抵靠附接到主轴支撑板120的第二致动器安装座212b，以使主轴支撑板120在向前方向328上向前移位，并且用力310使挠性构件160在向前方向324上向前偏转或弯曲(参见图9)。另外，当主轴90(参见图9)接触结构30(参见图9)(例如，工件32(参见图9))的表面34(参见图9)以便进行钻孔操作61(参见图9)和钻孔运动298(参见图10)时，在主轴支撑板120(参见图9)与基板140(参见图9)之间致动的致动器200的力310(参见图10)导致两个挠性构件160(参见图9)的偏转312(参见图9)，并使两个挠性构件160偏转，以通过两个挠性构件160形成平行四边形构形314(参见图9)，而刚性主轴支撑板120和刚性基板140不会偏转或弯曲。当执行钻孔操作61(参见图9)时，致动器200使两个挠性构件160偏转，以将钻头78(参见图9)压靠在结构30(参见图9)的表面34(参见图9)上，并钻出穿孔82(参见图4)或孔洞83(参见图10)或槽85(参见图10)。当主轴支撑板120移位时，两个挠性构件160允许主轴90的沿轴线80(参见图9)的线性运动318(参见图10)，以抑制离轴钻孔运动300(参见图10)，例如离轴主轴钻孔运动300a(参见图10)。另外，致动器200(参见图9)可以具有受限行程304(参见图10)，该受限行程被配置为限制主轴支撑板120(参见图9)被致动器200移位的距离306(参见图10)。当平行四边形构形314(参见图9)中的两个挠性构件160移动或偏转时，主轴90可以稍微或最小地移位，但是平行四边形构形314(参见图9)中的两个挠性构件160保持主轴90相对于结构30(参见图9)(例如，工件32(参见图9))的表面34(参见图9)垂直的对准316(参见图10)。
可选地，机器人末端执行器组件70可以包括止动组件230(参见图5A)，该止动组件包括附接到基板140的止动元件232(参见图5A)和附接到主轴支撑板120的止动元件接合部分244(参见图5A)，其中止动元件接合部分244接合或被配置为接合止动元件232，以限制主轴支撑板120被致动器200移位的距离306(参见图10)。
现在参考图10，图10是本公开的钻孔系统60(例如机器人钻孔系统60a)的一个版本的功能框图的图示，其包括机器人末端执行器组件70，例如基于挠曲的机器人末端执行器组件70a。
如图10所示，钻孔系统60包括机器人62，例如表现为机器人钻孔单元62a或可以执行钻孔操作61(包括钻孔运动298)的其他合适类型的机器人62的形式。机器人62(例如机器人钻孔单元62a)优选地具有机器人末端执行器附接部分68(参见图4)和上面参考图4讨论的其他机器人部件。如图10所示，可以使用钻孔系统60的机器人末端执行器组件70执行的钻孔操作61可以包括钻孔61a(包括主轴钻孔61b)、穿孔61c、开槽61d、切割61e、铣削61f或其他合适的钻孔操作61中的一种。钻孔系统60的机器人末端执行器组件70特别适合于钻孔操作61以在声学方面处理表面或对材料片快速穿孔。
如图10进一步所示，钻孔系统60包括机器人末端执行器组件70，例如基于挠曲的机器人末端执行器组件70a，其附接到机器人62。机器人末端执行器组件70的结构设计允许沿着主轴90(参见图10)的轴线80(参见图10)的一个运动自由度320(参见图10)。
钻孔系统60的机器人末端执行器组件70(参见图10)包括附接到机器人末端执行器附接部分68(参见图4)的基部72(参见图10)。如图10所示，基部72包括耦接到基板140的机器人适配器74。钻孔系统60的机器人末端执行器组件70(参见图10)还包括主轴支撑板120(参见图10)，该主轴支撑板120基本平行于基板140定位并经由两个挠性构件160(参见图10)(例如表现为挠性板162的形式(参见图10))耦接到基板140。
每个挠性构件160包含柔性材料163(参见图10)，例如弹簧钢163a(参见图10)或其他合适的柔性材料163，并且挠性构件160是弹性的。两个挠性构件160(例如，表现为挠性板162的形式)各自优选地具有相等或相同的尺寸175(参见图10)。每个挠性构件160具有优选相等或相同的厚度178(参见图10)。两个挠性构件160允许沿着主轴90的轴线80(参见图10)的线性运动318(参见图10)，保持主轴90沿着主轴90的轴线80的对准316，允许主轴支撑板120移位或移动，并且当主轴支撑板120移位时，抑制离轴钻孔运动300(参见图10)，例如离轴主轴钻孔运动300a(参见图10)。两个挠性构件160(例如挠性板162)在主轴支撑板120与基板140之间以平行布置308(参见图10)定位，并且在主轴支撑板120(参见图10)与基板140(参见图10)之间致动的致动器200(参见图10)(例如线性致动器200a(参见图10))的力310(参见图10)导致两个挠性构件160(例如挠性板162)的偏转312(参见图10)，从而通过两个挠性构件160(例如挠性板162)形成平行四边形构形314(参见图10)。
如图10进一步所示，钻孔系统60的机器人末端执行器组件70包括夹具180，夹具180被配置为将两个挠性构件160固定在抵靠或邻近主轴支撑板120和基板140的端部的位置上。两个挠性构件160(参见图10)优选地以平行布置308(参见图10)定位，并且用夹具180固定在主轴支撑板120与基板140之间。每个夹具180具有厚度197(参见图10)和宽度198(参见图10)，其中夹具180的厚度197优选地大于每个挠性构件160的厚度178，并且其中每个夹具180的宽度198与每个挠性构件160的宽度是相同或基本相同的。
如图10进一步所示，钻孔系统60的机器人末端执行器组件70包括耦接在基板140与主轴支撑板120之间的致动器200。如图10所示，致动器200可以包括线性致动器200a，其包括马达驱动200b、液压驱动200c、压电驱动200d、螺线管驱动200e、气动驱动200f(包括空气驱动200g)或其他合适类型的驱动机构之一。如图10所示，致动器200可以通过致动器功率源210致动或移动，致动器功率源210包括电功率源210a、液压功率源210b、气动功率源210c或其他合适的致动器功率源210中的一种。
机器人末端执行器组件70(参见图10)还包括致动器安装座212(参见图10)，以将致动器200安装在基板140与主轴支撑板120之间。致动器安装座212(参见图10)可以表现为支架213(参见图5A)或其他合适的安装或附接机构或装置的形式。致动器200(参见图10)可以具有受限行程304(参见图10)，受限行程304被配置为限制主轴支撑板120(参见图10)被致动器200(例如线性致动器200a)移位的距离306(参见图10)。
如图10进一步所示，钻孔系统60的机器人末端执行器组件70包括工具88，例如主轴90，其经由附接到主轴支撑板120的主轴夹具100设置在主轴支撑板120上或耦接到主轴支撑板120。如图10所示，主轴90具有钻头78和轴线80(例如中心纵向轴线)，并且可以包括马达驱动主轴90a、液压驱动主轴90b、气动驱动主轴90c或其他合适类型的主轴90中的一种。如图10进一步所示，主轴90可以由主轴功率源98提供动力，主轴功率源98包括电功率源98a、液压功率源98b、气动功率源98c或其他合适的主轴功率源98。
如图10进一步所示，钻孔系统60的机器人末端执行器组件70可以进一步可选地包括止动组件230，例如表现为行程限制止动组件230a的形式。止动组件230可以包括附接到基板140的止动元件232(参见图5A)和附接到主轴支撑板120的止动元件接合部分244(参见图5A)。止动元件接合部分244被配置为接合止动元件232以限制由致动器200移位的主轴支撑板120的位移302(参见图10)的距离306(参见图10)。
如图10进一步所示，钻孔系统60的机器人末端执行器组件70可以可选地包括真空附件266，真空附件266耦接或被配置为耦接到由真空功率源278提供动力的真空组件276。如图10进一步所示，机器人末端执行器组件70可以可选地包括传感器280，例如表现为激光测距传感器280a的形式，其测量或被配置为测量到将被钻孔或经历钻孔操作61的结构30的距离288。
如图10进一步所示，钻孔系统60包括结构30，结构30可以包括飞行器10a的燃气涡轮发动机20a(参见图1)的短舱22(参见图1)的内筒区段30a(参见图1)、另一种类型的声学结构30b、面板30c、工件32或可以经历钻孔操作61或材料去除操作以创建或形成穿孔82、孔洞83、槽85或穿过结构30的其他类型开口的另一种合适的结构30。机器人末端执行器组件70可以特别适用于可以是中空的或者可以具有薄壁或厚度的结构30。如图10进一步所示，结构30包括将由机器人末端执行器组件70钻孔的表面34。表面34可以包括声学表面34a(参见图10)或其他合适的表面。在钻孔操作61期间，结构30(参见图10)(例如工件32(参见图10))优选地与机器人末端执行器组件70的主轴90相对地定位，并且特别地与主轴90的钻头78相对并且相邻。
现在参考图11，在另一个版本中，提供了一种使用机器人末端执行器组件70(参见图4-图9)(例如基于挠曲的机器人末端执行器组件70a(参见图5A-图9))在结构30(参见图4、图9)上执行钻孔操作61(参见图4、图9、图10)的方法350。图11是示出本公开的方法350(参见图11)的一个版本的流程图的图示。
如图11所示，方法350包括以下步骤352：组装机器人末端执行器组件70(参见图4-图9)。如上面详细讨论的，机器人末端执行器组件70(参见图5A)包括基部72(参见图5A)，基部72包括耦接到基板140(参见图5A)的机器人适配器74(参见图5A)。机器人末端执行器组件70还包括主轴支撑板120(参见图5A)，主轴支撑板120(参见图5A)被定位成基本平行于基板140并且经由两个挠性构件160(参见图5A)耦接到基板140，这些挠性构件160包括第一挠性构件160a(参见图5A)和第二挠性构件160b(参见图5A)。挠性构件160可以包括两个挠性板162(参见图5A)，例如第一挠性板162a(参见图5A)和第二挠性板162b(参见图5A)，并且每个挠性构件160用夹具180(参见图5A)(例如第一夹具180a(参见图5A)和第二夹具180b(参见图5A))夹紧到主轴支撑板120和基板140的端部。机器人末端执行器组件70还包括经由附接到主轴支撑板120的主轴夹具100(参见图5A)耦接到主轴支撑板120(参见图5A)的主轴90(参见图5A)。机器人末端致动器组件70还包括耦接在基板140与主轴支撑板120之间的致动器200(参见图5A)。致动器200经由致动器安装座212(参见图5A)(例如第一致动器安装座212a(参见图5A))附接到基板140。致动器200经由致动器安装座212(例如第二致动器安装件212b(参见图5A))附接到主轴支撑板120。
组装机器人末端执行器组件70的步骤352(参见图11)可以进一步包括组装352机器人末端执行器组件70与致动器200，致动器200包括线性致动器200a(参见图5A)，并且致动器200具有配置为限制主轴支撑板120被致动器200移位的距离306(参见图10)的受限行程304(参见图10)。
组装机器人末端执行器组件70的步骤352(参见图11)可以进一步包括组装352包括止动组件230(参见图5A)的机器人末端执行器组件70，该止动组件230包括附接到基板140的止动元件232(参见图5A)以及附接到主轴支撑板120的止动元件接合部分244(参见图5A)。止动元件接合部分244被配置为接合止动元件232以限制主轴支撑板120被致动器200移位的距离306(参见图10)。
如图11所示，方法350还包括以下步骤354(参见图11)：将机器人末端执行器组件70附接到包括机器人钻孔单元62a(参见图4)的机器人62(参见图4、图9)。
如图11所示，方法350还包括以下步骤356(参见图11)：将机器人末端执行器组件70(参见图4)定位成与待钻孔的结构30(参见图4)相对，使得主轴90(参见图4)面向结构30，并且特别是使得带有附接的钻头78的主轴90的第一端92a面向结构30(参见图9)(例如，工件32(参见图9))的表面34(参见图9)。
如图11所示，方法350还包括以下步骤358：用致动机构和致动器功率源210(参见图10)在向前方向326(参见图9)上向前致动致动器200，以接合附接到主轴支撑板120的第二致动器安装座212b(参见图5A)，以优选在向前方向328(参见图9)上移位或移动主轴支撑板120，并使挠性构件160在向前方向324(参见图9)上向前偏转或弯曲324。
如图11所示，方法350还包括以下步骤360：使结构30(参见图4、图9)的表面34(参见图4、图9)与主轴90(参见图4、图9)接触以执行钻孔操作61(参见图4)，并通过在主轴支撑板120(参见图9)与基板140(参见图9)之间致动的致动器200(参见图9)的力310(参见图10)使两个挠性构件160偏转。这导致两个挠性构件160(参见图9)的偏转312(参见图9)并且由两个挠性构件160形成平行四边形构形314(参见图9)或基本上平行四边形构形，而刚性主轴支撑板120和刚性基板140不会偏转或弯曲。
使结构30(参见图4)的表面34(参见图4)与主轴90(参见图4)接触以执行钻孔操作61(参见图4)的步骤360(参见图11)还包括接触360包含声学表面34a(参见图4)的表面34以执行钻孔操作61，该钻孔操作61包括钻孔61a(参见图10)、主轴钻孔61b(参见图10)、穿孔61c(参见图10)、开槽61d(参见图10)、切割61e(参见图10)、铣削61f(参见图10)或其他合适的钻孔操作61之一。
如图11所示，方法350还包括以下步骤362：当主轴支撑板120被移位时抑制离轴钻孔运动300(参见图10)(例如离轴主轴钻孔运动300a(参见图10))以及用挠性构件160保持主轴90(参见图4)垂直于结构30(参见图4、图9)的表面34(参见图4、图9)的对准316(参见图10)。两个挠性构件160允许沿主轴90的轴线80(参见图9)的线性运动318(参见图10)，以便当主轴支撑板120在向前方向328(参见图9)上移位时抑制离轴钻孔运动300(参见图10)，例如离轴主轴钻孔运动300a(参见图10)。
图12是飞行器制造和维修方法400的流程图的图示。图13是飞行器416的框图的图示。参考图12和图13，可以在如图12所示的飞行器制造和维修方法400以及如图13所示的飞行器416的背景下描述本公开的实施例。
在预生产期间，示例性飞行器制造和维修方法400可以包括飞行器416的规格和设计402以及材料采购404。在制造期间，进行飞行器416的部件和子组件制造406以及系统集成408。此后，飞行器416可以通过认证和交付410以便投入使用412。当由客户使用412时，飞行器416可以被安排用于日常维护和维修414(其还可以包括修改、重新配置、翻新和其他合适的维修)。
飞行器制造和维修方法400的每个过程可以由系统集成商、第三方和/或运营商(例如，客户)执行或实施。出于本说明书的目的，系统集成商可以包括但不限于任何数量的飞行器制造商和主要系统分包商。第三方可以包括但不限于任何数量的销售商、分包商和供应商。运营商可以包括航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织和其他合适的运营商。
如图12所示，由示例性飞行器制造和维修方法400生产的飞行器416可以包括具有多个系统420和内部422的机身418。多个系统420的示例可以包括推进系统424、电气系统426、液压系统428和环境系统430中的一个或多个。可以包括任何数量的其他系统。尽管示出了航空航天示例，但是本公开的原理可以应用于其他行业，例如汽车行业。
可以在飞行器制造和维修方法400的任何一个或多个阶段期间采用本文所体现的方法和系统。例如，对应于部件和子组件制造406的部件或子组件可以以与在飞行器416投入使用412时产生的部件或子组件类似的方式加工或制造。此外，在部件和子组件制造406及系统集成408期间可以例如通过实质加速飞行器416的组装或减少飞行器416的成本来使用一个或多个装置实施例、方法实施例或其组合。类似地，当飞行器416投入使用412时，可以使用一个或多个装置实施例、方法实施例或其组合来进行例如但不限于维护和维修414。
机器人末端执行器组件70(参见图4-图9)、钻孔系统60(参见图4、图9、图10)和方法350(参见图11)的公开实施例提供基于挠曲的机器人末端执行器组件70a(参见图5A-图10)，其被设计成允许沿主轴90(参见图4)的轴线80(参见图4)的短程运动以在结构30(参见图10)(例如声学结构30b(参见图10))中产生钻孔运动298(参见图10)，该钻孔运动是直的或线性的，用于钻孔操作61(参见图10)，例如钻出穿孔82(参见图10)、孔洞83(参见图10)和槽85(参见图10)。机器人末端执行器组件70的结构设计(参见图5A-图10)允许沿着主轴90(参见图10)的轴线80(参见图10)的一个运动自由度320(参见图10)，同时保持在其他平面中的刚性。特别地，基于挠曲的机器人末端执行器组件70a(参见图5A-图10)的两个挠性构件160(参见图5A、图9、图10)允许沿着主轴90(参见图9、图10)的轴线80(参见图9、图10)的线性运动318(参见图10)，以便当主轴支撑板120(参见图9、图10)移位时抑制离轴钻孔运动300(参见图10)，例如离轴主轴钻孔运动300a(参见图10)。当主轴支撑板120移位时，两个挠性构件160还保持主轴90沿着主轴90的轴线80的对准316(参见图10)。两个挠性构件160(参见图5A、图9、图10)是柔性且有弹性的并且在负载下沿着主轴90的轴线80变形。两个挠性构件160可以在主轴支撑板120(参见图5A-图10)和基板140(参见图5A-图10)保持刚性的同时显著弯曲或偏转。两个挠性构件160可以偏转或弯曲以形成平行四边形构形314(参见图9、图10)。机器人末端执行器组件70(参见图4-图9)通过经由使主轴90(参见图5A)保持平行和对准的两个挠性构件160(参见图5A)耦接到基板140(参见图5A)的主轴支撑板120(参见图5A)解决了主轴移动和离轴钻孔的问题。
另外，机器人末端执行器组件70(参见图4-图9)、钻孔系统60(参见图4、图9、图10)和方法350(参见图11)的公开版本显著地最小化或消除了在进入和退出被钻穿孔82、孔洞83和槽85时的主轴90(参见图4-图10)移动和偏差的发生，因为没有轴线反转。这种最小化或消除主轴移动和钻孔偏差导致被钻穿孔82、孔洞83和槽85的质量得到改善。孔洞质量的改善可能导致减少由确定孔洞接近工程极限或公差的程度的质量控制花费的时间和资源。槽质量的改善可能允许增加内壁的开口面积百分比(POA)(例如，穿孔的总面积占内壁表面积的百分比，其为声学结构的特征，用于测量其吸收或衰减噪音的整体有效性)，其中由于较低的应力集中对可能的声学处理打开窗口，所述内壁由应力开槽。
此外，机器人末端执行器组件70(参见图4-图9)、钻孔系统60(参见图4、图9、图10)和方法350(参见图11)的公开版本确保不需要使用滑动零件或线性导轨，因此不会产生由于滑动零件的摩擦而产生的不需要的碎屑，并且避免了增加的重量和增加的系统磨损。
此外，本公开包括根据以下条款所述的实施例：
条款1.一种机器人末端执行器组件(70)，包括：
基部(72)，其被配置为连接到机器人(62)，基部(72)包括耦接到基板(140)的机器人适配器(74)；
主轴支撑板(120)，其定位成基本平行于基板(140)并经由两个挠性构件(160)耦接到基板(140)；
主轴(90)，其设置在主轴支撑板(120)上；以及
致动器(200)，其耦接在基板(140)与主轴支撑板(120)之间，致动器(200)被配置为接合附接到主轴支撑板(120)的致动器安装座(212)，以使主轴支撑板(120)移位，
其中，当主轴支撑板(120)移位时，挠性构件(160)抑制离轴钻孔运动(300)。
条款2.如条款1所述的机器人末端执行器组件(70)，其中致动器(200)具有受限行程(304)，受限行程被配置为限制主轴支撑板(120)被致动器(200)移位的距离(306)。
条款3.如条款2所述的机器人末端执行器组件(70)，还包括止动组件(230)，止动组件(230)包括附接到基板(140)的止动元件(232)以及附接到主轴支撑板(120)的止动元件接合部分(244)，其中止动元件接合部分(244)被配置为接合止动元件(232)，以限制主轴支撑板(120)被致动器(200)移位的距离(306)。
条款4.如条款1所述的机器人末端执行器组件(70)，其中主轴(90)包括马达驱动主轴(90a)、液压驱动主轴(90b)和气动驱动主轴(90c)中的一种。
条款5.如条款1所述的机器人末端执行器组件(70)，其中主轴(90)经由附接到主轴支撑板(120)的主轴夹具(100)耦接到主轴支撑板(120)。
条款6.如条款5所述的机器人末端执行器组件(70)，还包括耦接到主轴夹具(100)的真空附件(266)，真空附件(266)被配置为用于附接到真空组件(276)。
条款7.如条款5所述的机器人末端执行器组件(70)，还包括耦接到主轴夹具(100)的传感器(280)，传感器(280)被配置为测量到待钻孔的工件(32)的距离(288)。
条款8.如条款1所述的机器人末端执行器组件(70)，其中两个挠性构件(160)经由第一夹具(180a)附接到主轴支撑板(120)的相对端(122)，并且经由第二夹具(180b)附接到基板(140)的相对端(142)。
条款9.如条款1所述的机器人末端执行器组件(70)，其中两个挠性构件(160)包括挠性板(162)，挠性板(162)包含有包括弹簧钢(163a)的柔性材料(163)。
条款10.如条款1所述的机器人末端执行器组件(70)，其中两个挠性构件(160)以平行布置(308)定位在主轴支撑板(120)与基板(140)之间，并且在主轴支撑板(120)与基板(140)之间致动的致动器(200)的力(310)导致两个挠性构件(160)的偏转(312)以通过两个挠性构件(160)形成平行四边形构形(314)。
条款11.如条款1所述的机器人末端执行器组件(70)，其中两个挠性构件(160)允许沿着主轴(90)的轴线(80)的线性运动(318)，以便当主轴支撑板(120)移位时抑制离轴钻孔运动(300)。
条款12.如条款1所述的机器人末端执行器组件(70)，其中致动器(200)包括线性致动器(200a)，线性致动器(200a)包括马达驱动(200b)、液压驱动(200c)、压电驱动(200d)、螺线管驱动(200e)以及包含空气驱动(200g)的气动驱动(200f)中的一种。
条款13.一种钻孔系统(60)，包括：
机器人(62)，其包括具有机器人末端执行器附接部分(68)的机器人钻孔单元(62a)；
机器人末端执行器组件(70)，其附接到机器人(62)，机器人末端执行器组件(70)包括：
基部(72)，其附接到机器人末端执行器附接部分(68)，基部(72)包括耦接到基板(140)的机器人适配器(74)；
主轴支撑板(120)，其定位成基本平行于基板(140)并经由两个挠性板(162)与基板(140)耦接，两个挠性板(162)各自包含有柔性材料(163)；
主轴(90)，其经由附接到主轴支撑板(120)的主轴夹具(100)耦接到主轴支撑板(120)；以及
线性致动器(200a)，其耦接在基板(140)与主轴支撑板(120)之间，线性致动器(200a)经由第一致动器安装座(212a)附接到基板(140)，并且线性致动器(200a)被配置为接合附接到主轴支撑板(120)的第二致动器安装座(212b)，以使主轴支撑板(120)移位；以及
结构(30)，其包括与机器人末端执行器组件(70)的主轴(90)相对定位的工件(32)，主轴(90)被配置为在结构(30)上执行钻孔操作(61)，
其中挠性板(162)保持主轴(90)沿着主轴(90)的轴线(80)的对准(316)，并且当主轴支撑板(120)移位时抑制离轴主轴钻孔运动(300a)。
条款14.如条款13所述的钻孔系统(60)，其中线性致动器(200a)具有受限行程(304)，受限行程(304)被配置为限制主轴支撑板(120)被线性致动器(200a)移位的距离(306)。
条款15.如条款14所述的钻孔系统(60)，其中机器人末端执行器组件(70)还包括止动组件(230)，止动组件(230)包括附接到基板(140)的止动元件(232)以及附接到主轴支撑板(120)的止动元件接合部分(244)，其中止动元件接合部分(244)被配置为接合止动元件(232)，以限制主轴支撑板(120)被线性致动器(200a)移位的距离(306)。
条款16.如条款13所述的钻孔系统(60)，其中两个挠性板(162)以平行布置(308)定位在主轴支撑板(120)与基板(140)之间，并且在主轴支撑板(120)与基板(140)之间致动的线性致动器(200a)的力(310)导致两个挠性板(162)的偏转(312)，以通过两个挠性板(162)形成平行四边形构形(314)。
条款17.一种使用机器人末端执行器组件(70)在结构(30)上执行钻孔操作(61)的方法(350)，该方法(350)包括以下步骤：
(352)组装机器人末端执行器组件(70)，机器人末端执行器组件(70)包括：
底座(72)，其包括耦接到基板(140)的机器人适配器(74)；
主轴支撑板(120)，其定位成基本平行于基板(140)并且经由两个挠性构件(160)耦接到基板(140)；
主轴(90)，其经由附接到主轴支撑板(120)的主轴夹具(100)耦接到主轴支撑板(120)；以及
致动器(200)，其耦接在基板(140)与主轴支撑板(120)之间，致动器(200)经由第一致动器安装座(212a)附接到基板(140)；
(354)将机器人末端执行器组件(70)附接到包括机器人钻孔单元(62a)的机器人(62)；
(356)将机器人末端执行器组件(70)定位成与待钻孔的结构(30)相对，使得主轴(90)面向结构(30)；
(358)致动致动器(200)以接合附接到主轴支撑板(120)的第二致动器安装座(212b)，以便使主轴支撑板(120)移位；
(360)使结构(30)的表面(34)与主轴(90)接触以执行钻孔操作(61)，并通过致动器(200)的力(310)偏转两个挠性构件(160)；以及
(362)当主轴支撑板(120)移位时，抑制离轴钻孔运动(300)，并且通过挠性构件(160)保持主轴(90)垂直于结构(30)的表面(34)的对准(316)。
条款18.如条款17所述的方法(350)，其中组装(352)机器人末端执行器组件(70)还包括组装(352)机器人末端执行器组件(70)与致动器(200)，致动器(200)包括线性致动器(200a)并且具有受限行程(304)，受限行程(304)被配置为限制主轴支撑板(120)被致动器(200)移位的距离(306)。
条款19.如条款18所述的方法(350)，其中组装(352)机器人末端执行器组件(70)还包括组装(352)包括止动组件(230)的机器人末端执行器组件(70)，止动组件(230)包括附接到基板(140)的止动元件(232)以及附接到主轴支撑板(120)的止动元件接合部分(244)，其中止动元件接合部分(244)被配置为接合止动元件(232)以限制主轴支撑板(120)被致动器(200)移位的距离(306)。
条款20.如条款17所述的方法(350)，其中使结构(30)的表面(34)与主轴(90)接触(360)以执行钻孔操作(61)还包括接触(360)包含声学表面(34a)的表面(34)以执行钻孔操作(61)，钻孔操作(61)包括钻孔(61a)、主轴钻孔(61b)、穿孔(61c)、开槽(61d)、切割(61e)和铣削(61f)之一。
本公开所属领域的技术人员将想到本公开的许多修改和其他版本或实施例，其具有前述描述和相关附图中表现的教导的益处。这里描述的版本或实施例旨在是说明性的，而不是限制性的或穷举性的。尽管本文采用了特定术语，但它们仅以一般性和描述性意义使用，而不是出于限制的目的。

Claims (15)

1.一种机器人末端执行器组件(70)，包括：
基部(72)，其被配置为连接到机器人(62)，所述基部(72)包括耦接到基板(140)的机器人适配器(74)；
主轴支撑板(120)，其定位成基本平行于所述基板(140)并经由两个挠性构件(160)耦接到所述基板(140)；
主轴(90)，其设置在所述主轴支撑板(120)上；以及
致动器(200)，其耦接在所述基板(140)与所述主轴支撑板(120)之间，所述致动器(200)被配置为接合附接到所述主轴支撑板(120)的致动器安装座(212)，以使所述主轴支撑板(120)移位；
其中当所述主轴支撑板(120)移位时，所述挠性构件(160)抑制离轴钻孔运动(300)。
2.根据权利要求1所述的机器人末端执行器组件(70)，其中所述致动器(200)具有受限行程(304)，所述受限行程被配置为限制所述主轴支撑板(120)被所述致动器(200)移位的距离(306)。
3.根据权利要求2所述的机器人末端执行器组件(70)，还包括止动组件(230)，所述止动组件(230)包括附接到所述基板(140)的止动元件(232)和附接到所述主轴支撑板(120)的止动元件接合部分(244)，其中所述止动元件接合部分(244)被配置为与所述止动元件(232)接合，以限制所述主轴支撑板(120)被所述致动器(200)移位的所述距离(306)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的机器人末端执行器组件(70)，其中所述主轴(90)经由附接到所述主轴支撑板(120)的主轴夹具(100)耦接到所述主轴支撑板(120)。
5.根据权利要求4所述的机器人末端执行器组件(70)，还包括耦接到所述主轴夹具(100)的真空附件(266)，所述真空附件(266)被配置为用于附接到真空组件(276)。
6.根据权利要求4所述的机器人末端执行器组件(70)，还包括耦接到所述主轴夹具(100)的传感器(280)，所述传感器(280)被配置为测量到待钻孔的工件(32)的距离(288)。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的机器人末端执行器组件(70)，其中所述两个挠性构件(160)经由第一夹具(180a)附接到所述主轴支撑板(120)的相对端(122)，并且经由第二夹具(180b)附接到所述基板(140)的相对端(142)。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的机器人末端执行器组件(70)，其中所述两个挠性构件(160)在所述主轴支撑板(120)与所述基板(140)之间以平行布置(308)定位，并且所述致动器(200)的力(310)在所述主轴支撑板(120)与所述基板(140)之间致动导致所述两个挠性构件(160)的偏转(312)，以通过所述两个挠性构件(160)形成平行四边形构形(314)。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的机器人末端执行器组件(70)，其中当所述主轴支撑板(120)移位时，所述两个挠性构件(160)允许沿着所述主轴(90)的轴线(80)的线性运动(318)，以抑制所述离轴钻孔运动(300)。
10.根据权利要求1所述的机器人末端执行器组件(70)，其还被包括在钻孔系统(60)中，所述钻孔系统(60)包括：
机器人(62)，其包括具有机器人末端执行器附接部分(68)的机器人钻孔单元(62a)；
机器人末端执行器组件(70)，其附接到所述机器人(62)，所述机器人末端执行器组件(70)包括：
所述基部(72)，其被配置为连接到机器人(62)并且附接到所述机器人末端执行器附接部分(68)，所述基部(72)包括耦接到基板(140)的机器人适配器(74)；
其中所述主轴(90)经由附接到所述主轴支撑板(120)的主轴夹具(100)耦接到所述主轴支撑板(120)；以及
线性致动器(200a)，其耦接在所述基板(140)与所述主轴支撑板(120)之间，所述线性致动器(200a)经由第一致动器安装座(212a)附接到所述基板(140)，并且所述线性致动器(200a)被配置为接合附接到所述主轴支撑板(120)的第二致动器安装座(212b)，以使所述主轴支撑板(120)移位；以及
结构(30)，其包括与所述机器人末端执行器组件(70)的所述主轴(90)相对定位的工件(32)，所述主轴(90)被配置为在所述结构(30)上执行钻孔操作(61)，
其中当所述主轴支撑板(120)移位时，所述挠性板(162)保持所述主轴(90)沿着所述主轴(90)的轴线(80)的对齐(316)，并且抑制离轴主轴钻孔运动(300a)。
11.根据权利要求10所述的钻孔系统(60)，其中所述线性致动器(200a)具有受限行程(304)，所述受限行程被配置为限制所述主轴支撑板(120)被所述线性致动器(200a)移位的距离(306)，并且其中所述机器人末端执行器组件(70)还包括止动组件(230)，所述止动组件(230)包括附接到所述基板(140)的止动元件(232)和附接到所述主轴支撑板(120)的止动元件接合部分(244)，其中所述止动元件接合部分(244)被配置为接合所述止动元件(232)，以限制所述主轴支撑板(120)被所述线性致动器(200a)移位的所述距离(306)。
12.一种使用机器人末端执行器组件(70)在结构(30)上执行钻孔操作(61)的方法(350)，该方法(350)包括以下步骤：
(352)组装机器人末端执行器组件(70)，所述机器人末端执行器组件(70)包括：
基部(72)，其包括耦接到基板(140)的机器人适配器(74)；
主轴支撑板(120)，其与所述基板(140)基本平行定位并经由两个挠性构件(160)耦接到所述基板(140)；
主轴(90)，其经由附接到所述主轴支撑板(120)的主轴夹具(100)耦接到所述主轴支撑板(120)；以及
致动器(200)，其耦接在所述基板(140)与所述主轴支撑板(120)之间，所述致动器(200)经由第一致动器安装座(212a)附接到所述基板(140)；
(354)将所述机器人末端执行器组件(70)附接到包括机器人钻孔单元(62a)的机器人(62)；
(356)将所述机器人末端执行器组件(70)定位成与待钻孔的所述结构(30)相对，使得所述主轴(90)面向所述结构(30)；
(358)致动所述致动器(200)以接合附接到所述主轴支撑板(120)的第二致动器安装座(212b)，以使所述主轴支撑板(120)移位；
(360)使所述结构(30)的表面(34)与所述主轴(90)接触以执行钻孔操作(61)，并通过所述致动器(200)的力(310)来偏转所述两个挠性构件(160)；以及
(362)当所述主轴支撑板(120)移位时，抑制离轴钻孔运动(300)，并且用所述挠性构件(160)保持所述主轴(90)正交于所述结构(30)的所述表面(34)的对准(316)。
13.根据权利要求12所述的方法(350)，其中组装(352)所述机器人末端执行器组件(70)还包括组装(352)所述机器人末端执行器组件(70)与所述致动器(200)，所述致动器(200)包括线性致动器(200a)并且具有受限行程(304)，所述受限行程(304)被配置为限制所述主轴支撑板(120)被所述致动器(200)移位的距离(306)。
14.根据权利要求12-13中任一项所述的方法(350)，其中组装(352)所述机器人末端执行器组件(70)还包括组装(352)包括止动组件(230)的所述机器人末端执行器组件(70)，所述止动组件(230)包括附接到所述基板(140)的止动元件(232)和附接到所述主轴支撑板(120)的止动元件接合部分(244)，其中所述止动元件接合部分(244)被配置为接合所述止动元件(232)，以限制所述主轴支撑板(120)被所述致动器(200)移位的所述距离(306)。
15.根据权利要求12-14中任一项所述的方法(350)，其中使所述结构(30)的所述表面(34)与所述主轴(90)接触(360)以执行所述钻孔操作(61)还包括接触(360)包括声学表面(34a)的所述表面(34)以执行包括钻孔(61a)、主轴钻孔(61b)、穿孔(61c)、开槽(61d)、切割(61e)和铣削(61f)中的一种的钻孔操作(61)。
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