CN110394778A - 用机器人式附接件控制移动式机械 - Google Patents

Abstract

机器人机械包括联接到机器人机械的至少一个传感器，该至少一个传感器被配置为生成指示要对其进行工作面操作的工作面的信号。机器人机械还包括机械和机器人控制系统，该机械和机器人控制系统被配置为接收指示工作面的信号，识别将进行的工作面操作，并产生用于机器人机械的末端执行器的控制信号以执行所识别的工作面操作。

Description

用机器人式附接件控制移动式机械

技术领域

本发明涉及用机器人式附接件控制移动式机械。更具体地，本发 明涉及使用机械和机器人控制系统来控制高精度机器人机械以执行 现场操作。

背景技术

有许多不同类型的工作机械。一些这样的工作机械包括农业机 械、施工机械、林业机械、草坪管理机械等。许多这些移动装置具有 由操作者在执行操作时控制的机构。例如，施工机械可以具有多个不 同的机械子系统、电气子系统、液压子系统、气动子系统和机电子系 统等，其中所有子系统都可以由操作者操作。

施工机械的任务通常是根据现场操作将材料运输到现场、进入或 离开现场。不同的现场操作可以包括将材料从一个位置移动到另一个 位置或者平整现场等。在现场操作期间，可以使用各种施工机械，包 括铰接式自卸卡车、轮式装载机、平地机和挖掘机等。现场操作可能 涉及大量步骤或阶段，并且可能非常复杂。

机器人式前端也可以连接到工作机械上，以便将额外功能结合在 工作机械中或改变工作机械中的附加功能。举例来说，在施工操作中， 具有材料分配器形式的末端执行器的机器人式前端可以代替挖掘机 上的铲斗。一旦连接，工作机械可以根据现场操作分配材料。

以上讨论仅提供了大致的背景技术信息，并且并不旨在用于帮助 确定要求保护的主题范围。

发明内容

机器人机械包括联接到机器人机械的至少一个传感器，该至少一 个传感器被配置为生成指示要对其进行工作面操作的工作面的信号。 机器人机械还包括机械和机器人控制系统，该机械和机器人控制系统 被配置为接收指示工作面的信号，识别或确认将进行的工作面操作， 并产生用于机器人机械的末端执行器的控制信号以执行所识别或确 认的工作面操作。

本发明内容被提供以简化形式介绍在下文的具体实施方式中被 进一步描述的概念的选择。该发明内容不旨在识别要求保护的主题的 关键特征或本质特征，也不旨在用作确定要求保护的主题的范围的辅 助手段。要求保护的主题不受限于解决在背景技术中指出的任何缺点 或所有缺点的实现方式。

附图说明

图1是示出可以使用机器人式附接件的移动式机械的一个示例 的图示说明。

图2是示出机器人机械架构的图示说明，其中具有机械和机器人 控制系统的机器人机械联接到外部传感器系统、远程系统和运输机 械。

图3是更详细地示出图2中所示的机器人式附接件的图示说明。

图4A是联接到机械和机器人控制系统的机器人机械的方框图。

图4B是机器人机械的方框图，该机器人机械包括通过连接装置 联接到机器人式附接件的移动式机械。

图5是可用于使用机械和机器人控制系统控制机器人机械的手 持式控制器的方框图。

图6是可用于使用机械和机器人控制系统执行工作面操作的工 具变换器系统的方框图。

图7是可用于控制机器人机械的机械和机器人控制系统的方框 图。

图8A-8B是示出使用图7中所示的机械和机器人控制系统来控 制机器人机械的一个示例性操作的流程图。

图9是示出使用图7中所示的机械和机器人控制系统根据凸嵌勾 缝操作来控制机器人机械的一个示例性操作的流程图。

图10是示出使用图5和图7中分别所示的手持式控制器以及机 械和机器人控制系统来控制机器人机械的一个示例性操作的流程图。

图11是示出使用图7中所示的机械和机器人控制系统存储机器 人机械的一个示例性操作的流程图。

图12是示出使用图7中所示的机械和机器人控制系统将机器人 机械返回到操作位置的一个示例性操作的流程图。

图13是示出可以在先前附图中示出的架构中使用的计算环境的 一个示例的方框图。

具体实施方式

为了成功完成现场操作，可能需要将移动式机械转换为高精度机 器人机械。这样的现场操作可以包括林业操作，施工操作，农业操作， 草坪管理操作等。另外，这可以包括各种移动式机械，例如挖掘机， 转向节吊杆装载机和其它机械。例如，在林业操作中，机器人式附接 件可以附接到移动式机械，例如挖掘机或转向节吊杆装载机，并且用 于剥皮、加工木材、砍伐等。然而，机器人式附接件通常设计有末端 执行器或末端操纵装置，其在现场操作的环境中执行单一功能。在一 个示例中，这可以包括材料分配器形式的末端执行器，材料分配器可 以用于根据现场操作分配材料(例如砂浆)。

由于末端执行器或末端操纵装置通常被配置用于单个功能，因此 通常可能希望使用许多不同的机器人式附接件来执行现场操作。此 外，控制机器人机械的末端执行器或末端操纵装置通常是手动过程， 该手动过程需要移动式机械的用户正确地定位和控制末端执行器或 末端操纵装置。然而，因为操作者必须沿着工作面精确地定位和操作 末端执行器，以便成功地完成现场操作，这经常导致错误。出于本公 开的目的，工作面将被限定或定义为现场或工作场所(如工地)内的、 要在其上进行操作的区域。

另外，在完成现场操作之后，将机器人机械正确地储存在适当的 运输/储存位置处通常是重要的，以避免损坏机器人式附接件的末端 执行器和/或其它部件。为了将机器人机械定位在运输/储存位置处， 用户通常负责使移动式机械的多个连杆移动以正确定位机器人机械 以进行储存。在一个示例中，这包括将机器人机械定位在将机器人机 械运输到不同位置的运输机械上。

本说明书涉及允许机器人式附接件的自动或半自动控制的机械 和机器人控制系统，该机械和机器人控制系统包括末端执行器(或末 端操纵装置)和/或移动式机械，末端执行器成工具变换器系统的形式。 另外，机械和机器人控制系统允许使用手持式控制器控制机器人式附 接件和/或移动式机械，同时还在现场操作完成之后自动或半自动地 将机器人机械和/或移动式机械定位在运输/储存位置处。此外，当预 期或希望在机器人式附接件上施加较大的负载时，机械和机器人控制 系统可以产生控制信号以加固或固定机器人式附接件上的多个更强 健、更坚固、长度可调节的构件以分担来自冲击的负载，否则冲击的 负载将被施加在机器人式附接件上的更精细、强度更低、长度可调节 的构件上。

图1是示出可以使用机器人式附接件(图2中示出)的移动式机 械的一个示例的图示。虽然移动式机械100被示例性地示出为挖掘 机，但是应该理解，根据本发明可以使用许多其它移动式机械。

移动式机械100说明性地包括机架102，机架102通过摆动枢轴 108可枢转地安装到具有履带106的底盘104。移动式机械100包括 多个连杆(例如，位于两个接头之间的可移动部分)，多个连杆由多 个致动器控制。举例来说，这可包括由电动或液压致动器(例如，缸116、120和122)控制的吊杆(或悬臂)114和/或臂118。如图所示， 机架102支撑驾驶室110、发动机组件112、配重隔室126、可移动 地联接到机架102的吊杆114、连接到吊杆114的端部的臂118、以 及连接到臂118的端部的铲斗124。在操作时，吊杆114相对于机架 102的位置由缸116控制。臂118相对于吊杆114的位置由缸122控 制。另外，铲斗124相对于臂118的位置由缸120控制。说明性地， 驾驶室110中的操作者致动用户输入机构以控制缸116、120和122 以及控制其它致动器(例如，用于摆动驾驶室110，以使得机械100 移动和转向等)。

图2是示出机器人机械架构的图示说明，其中具有机械和机器人 控制系统214的机器人机械200通过网络212连接到外部传感器系统 210、远程系统216和运输机械204。如图所示，机器人机械200包 括联接到机器人式附接件202的移动式机械100。虽然机器人机械200 连接到外部传感器系统210、远程系统216和运输机械204，但是可 以设想，在一些示例中，机器人机械200可以连接到这些系统和/或 机械的子集，或者替代地，连接到额外的系统和/或机械。远程系统 216可以包括各种不同的远程系统(或多个远程系统)，各种不同的 远程系统包括可由图2中的其它各项(例如，由机器人机械200、外 部传感器系统210和/或运输机械204)访问的远程计算系统。网络 212可以是各种不同类型的网络中的任何一种，例如广域网、局域网、 近场通信网络、蜂窝网络、或任何各种其它有线或无线网络或网络组 合。另外，运输机械204可以是配置成运输和/或存储机器人机械200 的各种不同的运输机械。在一个示例中，运输机械204可以包括具有 托架206的拖车208，以用于在运输期间储存机器人机械200。

在操作时，在将机器人式附接件202联接到移动式机械100时， 机械和机器人控制系统214可以自动或半自动地控制机器人机械 200。在一个示例中，这包括为机器人式附接件202的末端执行器生 成控制信号以执行识别或确认的工作面操作，所识别或确认的工作面 操作可以包括施工操作、林业操作等。另外，这可以包括控制移动式 机械100上的各种致动器和/或机器人式附接件202以将机器人机械 200定位在运输机械204上的运输/储存位置处。在其它示例中，机械 和机器人控制系统214可以基于通过手持式控制器或其它用户界面 装置接收的用户输入来控制机器人式附接件202。这将参考图7进一 步讨论。

应注意，在一个示例中，移动式机械100和/或机器人式附接件 202可具有其自己的机械和机器人控制系统214，机械和机器人控制 系统214可与一个或多个远程系统216和/或外部传感器系统210通 信。另外地，机械和机器人控制系统214的一部分可以设置在移动式 机械100上、在机器人式附接件202上和/或在中央系统上。出于本 讨论的目的，将假设机械和机器人控制系统214是移动式机械100上 的系统，该系统控制机器人机械200，如将再次参考图7进一步讨论 的那样。

图3是示出图2中更详细所示的机器人式附接件202的一个示例 的图示说明。如图所示，机器人式附接件202包括斯图尔特(Stewart) 平台302、传感器306和具有工具变换器系统314的末端执行器304。 在一个示例中，斯图尔特平台302是在平台基部310和平台桌板312 之间具有多个坚固的、强健的液压或电动缸308和精细的、低强度的 液压或电动缸309的机器人平台。在操作时，缸308可以浮动，而缸 309可以驱动末端执行器304的精确运动。但是，当在附件202上(意 外地或预期地，作为操作的一部分)施加负载或冲击时，机械和机器 人控制系统214可以产生控制信号以将较强的液压缸和/或电动缸308 锁定就位，同时允许更精细的较低强度的缸309在平台基部310和平 台桌板312之间浮动。通过锁定缸308，可以使用缸308和相应的致 动器分担冲击，从而保护较小的、更高精度的缸309和/或致动器。 虽然机器人式附接件202包括具有多个缸308、309和末端执行器304 的斯图尔特平台302，并且具有工具变换器系统314，但是明确地预 期可以根据本发明取决于现场操作使用其它类型的机器人式附接件 202。在操作时，斯图尔特平台302允许末端执行器304以多个自由 度移动。

传感器306可包括各种传感器，这些传感器可包括相机和其它光 学/视觉传感器、距离测量传感器等。在操作时，可产生传感器信号 并将其提供给机械和机器人控制系统214以产生用于末端执行器 304、机器人式附接件202和/或移动式机械100的其它部件的控制信 号。这将参考图7进一步讨论。然而，简而言之，传感器306可包括 一个或多个光学传感器，所述一个或多个光学传感器产生指示工作面 的信号，该工作面是要对其进行现场操作的工作面。传感器信号可以 被提供给机械和机器人控制系统214并且用于识别或确认工作面，并 且基于所识别或确认的工作面，识别或确认末端执行器304将要执行 的工作面操作。然后可以通过机械和机器人控制系统214自主地控制 末端执行器304以执行该操作。

图4A是联接到机械和机器人控制系统214的机器人机械200的 方框图。如说明性示出的，机器人机械200包括通过连接装置444连 接到机器人式附接件202的移动式机械100。在操作时，机械和机器 人控制系统214可以用于产生用于机械200的各种子系统的控制信 号。机械和机器人控制系统214说明性地包括末端执行器控制系统 415、手持式控制系统417、储存控制系统419、以及各种其它系统 423。

在操作时，末端执行器控制系统415可以基于识别或确认的工作 面操作分别为移动式机械100上的末端执行器304和一个或多个致动 器以及机器人式附接件202生成控制信号。在一个示例中，末端执行 器控制系统415可以自主地或半自主地执行所识别或确认的工作面 操作，如将参考图6和图7所讨论的那样。另外，手持式控制系统 417允许操作者425通过手持式控制器436控制机器人机械200。例 如，在通过手持式控制器436接收操作者输入时，手持式控制系统 417将基于所述输入识别或确认控制信号并将生成用于机械200的子 系统的控制信号。此外，在完成现场操作之后，储存控制系统419可 以自主地或半自主地产生用于机械200的一个或多个致动器和/或转 向和推进系统的控制信号，以将机械200定位在储存/运输位置。这 将参考图7进一步讨论。

图4B是机器人机械200的更详细的方框图，机器人机械200包 括经由连接装置444连接到机器人式附接件202的移动式机械100。 另外，如说明性示出的那样，移动式机械100、机器人式附接件202、 外部传感器系统210和远程系统216通过网络212通信地连接。

说明性地，移动式机械100包括处理器/控制器402、可控子系统 430、机械和机器人控制系统214、通信系统404、用户界面装置406、 动力源410、数据存储器411、用户界面逻辑电路408、定位系统448、 控制系统409、传感器416和各种其它项目412。在更详细地描述机 器人式附接件202以及机械和机器人控制系统214的操作之前，首先 将简要说明移动式机械100中的一些项目及其操作。

控制系统409可基于由传感器416产生的传感器信号，基于从远 程系统216和/或机械和机器人控制系统214接收的反馈，或基于通 过驾驶室110内的用户界面装置406接收的操作者输入，产生用于控 制各种不同的可控子系统430的控制信号，各种不同可控子系统430 可包括致动器432、转向和推进系统427或其它子系统434，或者控 制系统409也可以以各种其它方式生成控制信号。其它子系统434可 包括各种机械系统、电气系统、液压系统、气动系统、计算机执行系 统以及涉及移动式机械100的移动、所执行的操作以及其它可控特征 的其它系统。致动器432可包括各种不同类型的致动器，这些致动器 配置成接收控制信号并驱动移动式机械100上的连杆运动和/或移动 式机械100的其它运动，移动式机械100的其它运动可包括吊杆114、 臂118、机架102和/或诸如铲斗124的末端执行器、以及各种其它连 杆和部件的运动。它们还可以用于驱动机器人式附接件(或机器人式 前端)202的定位。致动器432可以包括马达、控制阀、泵控制器、 一液压致动器、电动线性致动器、以及各种其它致动器。

通信系统404可以包括一个或多个通信系统，所述一个或多个通 信系统允许移动式机械100的部件(例如通过控制器-局域网路 (CAN)总线或以其它方式)彼此通信，同时还允许移动式机械100 通过网络212与远程系统216、外部传感器系统210、运输机械204 和/或机器人式附接件202通信。

用户界面装置406可以包括手持式控制器436、显示装置438， 触觉装置440和各种其它装置，如机械或电气装置(例如，方向盘， 操纵杆，踏板，杠杆，按钮等)、声音装置等。在一个示例中，用户 界面逻辑电路408在用户界面装置406上生成操作者显示，用户界面 装置406可以包括集成到移动式机械100的操作者室110中的显示装 置，或者它可以是在单独的装置上的单独显示器，该单独的装置(例 如笔记本电脑、移动装置等)可以由操作者携带。在操作时，手持式 控制器436可用于控制移动式机械100和/或机器人式附接件202内的各种部件。例如，可通过手持式控制器436接收用户输入，并且机 械和机器人控制系统214可基于接收到的用户输入产生控制信号。这 将参考图5进一步讨论。

动力源410可以是各种动力源，其被配置为向移动式机械100和 /或机器人式附接件202内的各种部件和子系统提供动力。动力源410 可以包括发动机、电池、发电机、交流发电机等。在操作时，动力源 410可用于通过连杆或连接装置444向机器人式附接件202内的各种 部件提供电力动力、机械动力、液压动力或其它动力。

数据存储器411可以存储与移动式机械100和/或机器人式附接 件202的操作有关的任何或所有数据。在一个示例中，数据存储器 411可以包括用于移动式机械100和机器人式附接件202的运输/存储 定位信息，在一个示例中，运输/存储定位信息包括用于在运输/储存 位置处定位移动式机械100的连接装置和机器人式附接件202的尺寸 信息。另外，运输/存储信息可以包括限定控制信号的各种控制信号 信息，控制信号可以被生成以将机器人机械200定位在储存/运输位 置处。在一个示例中，运输/存储定位信息可以基于机器人式附接件 202、运输机械204和移动式机械100的类型。在操作时，机械和机 器人控制系统214可以访问运输/存储定位信息并且可以基于储存/运 输信息控制移动式机械100的多个致动器和机器人式附接件202以将 多个连杆或连接装置定位在它们各自的运输/储存位置处。在一个示 例中，可以经由用户输入(例如通过手动控制机械100和附件202以 将它们移动到它们的运输/储存位置并且提供指示这一点的用户输 入)来向数据存储器411提供运输和存储定位信息，因此位置可以被 存储，或者从远程系统216获得。

数据存储器411还可以包括用于机器人式附接件202的末端执行 器304的工作面操作信息。例如，工具变换器系统314可以包括配置 成执行多个工作面操作的多种工具。在该示例中，工作面操作信息可 以包括限定如何控制每个工具的信息，基于其执行的工作面操作进行 分类的信息。另外，工作面操作信息可以包括基于工作面的类型分类 的各种工作面操作。在操作时，机械和机器人控制系统214可以从接 收的传感器信号和工作面操作信息识别或确认工作面操作，并且可以 识别或确认将用于执行所识别或确认的工作面操作的多个工具。系统214还可以获得用于每个工具的工具路径信息，用于工具的、指示工 具将以何种顺序使用的操作顺序(或序列)，指示每个工具将被使用 多长时间的持续时间信息等。基于接收的工作面操作信息，机械和机 器人控制系统214可以控制工具变换器系统314以执行所识别或确认 的工作面操作。

例如，对于识别或确认的凸嵌勾缝操作，工作面操作信息可以指 示步骤包括移除旧砂浆、洗掉接缝、涂敷新砂浆、刮平新砂浆、刷掉 砂浆和酸洗砖面。另外，工作面操作信息可以指示，凸嵌勾缝操作包 括使用末端执行器的各种工具，例如凿子、锯、真空吸尘器、水源、 砂浆源、刮刀、刷子、液体源等，以完成凸嵌勾缝操作。这将在下面 参考图9更详细地讨论。虽然工作面操作信息包括用于凸嵌勾缝的信 息，但是也可以存储用于各种其它工作面操作的信息。

数据存储器411还可以包括手持控制信息，在一个示例中，手持 控制信息将来自手持式控制器的用户输入映射到移动式机械100或 机器人式附接件202内的操作/位置变化。例如，手持控制信息可以 包括控制图，该控制图将手持式控制器436上的用户输入机构映射到 控制移动连杆或移动式机械100的其它部件的致动器的控制输出。这 将参考图5和7进一步讨论。

传感器416产生传感器信号，该传感器信号可由机械和机器人控 制系统214使用以控制移动式机械100和机器人式附接件202。一个 或多个传感器416可包括销旋转编码器418、惯性测量单元422、距 离测量传感器424、视觉传感器426、位置感测传感器469、以及各种其它传感器428。惯性测量单元422可包括加速度计、陀螺仪、磁 力计、以及各种其它传感器。距离测量传感器424可以是基于雷达的 传感器、基于激光雷达的传感器、超宽带辐射传感器、超声辐射传感 器、以及各种其它传感器。

在一个示例中，传感器信号可以由机械和机器人控制系统214接 收并且用于识别或确认移动式机械100的连杆(或连接装置)和机器人 式附接件202的当前位置。基于所访问的运输/储存位置信息和所述 当前位置，机械和机器人控制系统214可以识别或确认每个连杆的路 径，该路径将移动式机械100的连杆(或连接装置)和机器人式附接件 202定位在运输/储存位置处。这可以包括将移动式机械100和机器人 式附接件202移动到运输机械上。

另外，传感器信号还可以提供将在其上进行工作面操作的工作面 的指示或特征。这将在下面参考图6和7更详细地讨论。

定位系统448可包括以下各项中的一个或多个：全球定位系统 (GPS)接收器、LORAN系统、航位推算系统、蜂窝三角测量系统、 或识别移动式机械100和/或机器人式附接件202的位置的其它定位 系统、或上述系统的各个部件。这可以例如包括相对于已知坐标系的 x轴、y轴和z轴的坐标信息、地理位置、或从移动式机械100的已 知位置得到机器人式附接件202的位置的系统。

机械和机器人控制系统214被配置为以各种方式控制移动式机 械100和机器人式附接件202。在一个示例中，机械和机器人控制系 统214可以生成控制末端执行器304以执行工作面操作的控制信号。 控制信号可以控制致动器432以将移动式机械100的多个连杆(或连 接装置)或移动式机械100自身定位在运输/储存位置处。另外，机械 和机器人控制系统214可以基于从手持式控制器436接收的用户输入 生成控制信号，如稍后将讨论的那样。在其它示例中，机械和机器人 控制系统214可以稳定各种致动器，在一个示例中，所述致动器控制 一个或多个缸308以使它们是刚性的，使得它们分担从附件202上的 更敏感的致动器309施加在附件202上的冲击。

移动式机械100可以通过一个或多个连接装置444联接到机器人 式附接件202。连接装置444可以包括机械连杆，使得机器人式附接 件202物理地联接到移动式机械100。它还可以包括其它连接装置(例 如电缆线束、无线连接等)以用于输送电子数据、电力、加压的液压 流体、气动力或各种其它事物。

现在转向机器人式附接件202，机器人式附接件202说明性地包 括处理器/控制器446、通信系统450、定位系统452、控制系统455、 数据存储器458、致动器308和309、一个或多个传感器、可控子系 统464、以及各种其它部件462。现在将提供机器人式附接件202中的一些构件及其操作的简要描述。

机器人式附接件202的控制系统455可以生成用于控制各种不同 的可控子系统464的控制信号，在一个示例中，可控子系统464可以 包括移动末端执行器304和/或斯图尔特平台302的致动器308和309。 可控子系统464可以包括致动器451和机器人式附接件202的各种其 它机械系统、电气系统、液压系统、气动系统、计算机执行系统和其 它系统466，这些系统涉及机器人式附接件202的运动、执行的操作 以及其它可控特征。致动器451可以驱动机器人式附接件202的连杆 或连接装置运动，并且可以包括与移动式机械100上的致动器432相 似或不同的致动器。控制系统455可以基于所接收的传感器信号、基 于从移动式机械100、远程系统216、外部传感器系统210、机械和 机器人控制系统21接收的反馈、或基于通过用户界面装置454接收 的操作者输入产生控制信号，或者它也可以用许多其它方法生成控制 信号。

通信系统450可以包括一个或多个通信系统，所述一个或多个通 信系统允许机器人式附接件202的部件彼此通信地连接，同时还允许 机器人式附接件202通信地连接到移动式机械100。在其它示例中， 通信系统450允许机器人式附接件202通过网络212与移动式机械 100、外部传感器系统210和/或远程系统216通信。定位系统452可 以包括以下各项中的一个或多个：全球定位系统(GPS)接收器、 LORAN系统、航位推算系统、蜂窝三角测量系统或其它定位系统， 其使机械和机器人控制系统214能够识别或确认移动式机械100和/ 或机器人式附接件202的位置。这可以包括在已知坐标系或地理位置 中的x轴、y轴和z轴的坐标信息。另外，在一个示例中，机械和机 器人控制系统214可以通过使用从定位系统452接收的信息确定移动 式机械100和机器人式附接件202之间的偏移来驱动附件202的位 置。

数据存储器458可以存储与机器人式附接件202的操作有关的任 何或所有数据和/或与移动式机械100有关的数据。这可以与存储在 数据存储器411中的数据类似或不同。另外，可以基于附件202连接 到的移动式机械100的特定类型、基于机器人式附接件202的类型、 基于运输机械204的类型或工作面操作的类型等，来索引数据存储器 458内的数据。在操作时，机械和机器人控制系统214可以使用数据 存储器458内的数据来控制移动式机械100和机器人式附接件202， 这将在后面讨论。

传感器306可以包括各种不同的传感器，其可以是光学装置、各 种图像传感器和图像处理部件、距离测量传感器、一个或多个视觉传 感器，以及各种其它传感器。传感器306可以定位在机器人式附接件 202的各种部件上，这些部件可以包括末端执行器304和/或斯图尔特 平台302。在工作面操作的一个示例中，操作者可以提供用于识别或 确认将要执行的工作面操作的输入。在另一个示例中，机械和机器人 控制系统214可以从传感器306接收传感器信号，并且可以基于所接 收的传感器信号识别或确认工作面操作。这可以包括从连接到末端执 行器304的视觉传感器接收传感器信号，并且通过信号分析，确定要 在与末端执行器304相邻或面对末端执行器304的工作面上执行的工 作面操作。基于所识别或确认的工作面操作，机械和机器人控制系统 214可以产生控制信号以控制末端执行器304执行所识别或确认的工 作面操作。另外，来自传感器306的传感器信号还可以用于通过允许 机械和机器人控制系统214确定移动式机械100的连杆(或连接装置) 和机器人式附接件202的当前位置来将机器人机械200定位在运输/ 储存位置处。也可以以各种其它方式使用传感器信号。

转向外部传感器系统210，外部传感器系统210被配置为向机械 和机器人控制系统214提供指示机器人式附接件202的位置的位置信 息。外部传感器系统210可包括激光系统(或其它光学或基于图像的 系统)468、具有实时运动功能的全球定位系统470、以及许多其它 系统472。在一个示例中，激光系统468可包括使用的相机、红外辐 射、激光雷达、带棱镜的全站仪和其它类似装置。在操作时，从外部 传感器系统210产生的位置信息由机械和机器人控制系统214接收并 用于确定机器人式附接件202的当前位置，使得系统214可以学习如 何控制机器人式附接件202。

图5是手持式控制器436的方框图，手持式控制器436可用于使 用机械和机器人控制系统214来控制机器人式附接件202和移动式机 械100。手持式控制器436说明性地包括用户输入机构522、动力源 518、通信系统520、处理器/控制器522、用户界面逻辑电路524、用 户界面装置532、以及各种其它部件528。在操作时，操作者可以通 过用户输入机构522提供用户输入以使用机械和机器人控制系统214 控制机器人式附接件202和移动式机械100的各种子部件。例如，在 通过用户输入机构522接收用户输入时，通信系统520然后可以将该 用户输入传送到机械和机器人控制系统214。然后系统214可以访问 将所接收的用户输入映射到控制信号的控制图，该控制信号用于移动 式机械100或机器人式附接件202上的可控子系统。机械和机器人控 制系统214然后基于用户输入产生控制信号以控制移动式机械100或 机器人式附接件202的致动器或其它子部件。这将参考图7详细讨论。

然而，现在将出于示例的目的讨论使用手持式控制器436来控制 机器人式附接件202的末端执行器304的一个操作。在该示例中，手 持式控制器436包括左模拟操纵杆502、右模拟操纵杆502、左减震 器504(具有左上减震器和左下减震器)、按钮508和右减震器504(具有右上减震器和右下减震器)。在操作时，传感器306可包括在 末端执行器304上的相机，所述相机配置成向操作者驾驶室110内的 显示装置438提供信号，该信号指示示出面向末端执行器304的工作 面的近实时视觉馈送。在观察所生成的显示时，机器人机械200的操作者可以通过用户输入机构522向机械和机器人控制系统214提供用 户输入，以改变末端执行器304的位置并控制由末端执行器304携带 的工具的操作。例如，每个用户输入机构522可以被映射到特定致动 器432，该特定致动器432在接收到控制信号时将驱动末端执行器304 的位置变化或控制附接工具的本身操作。映射可以存储在数据存储器 411、458和/或远程系统216中的控制图中。

因此，控制图可以指示通过诸如模拟操纵杆502之类的用户输入 机构522所接收的用户输入和致动器控制信号之间的关系。例如，左 模拟操纵杆502可以映射到特定致动器432，该特定致动器432将驱 动末端执行器304沿z轴和x轴的运动。另外，右模拟操纵杆502可 以映射到特定致动器432，该特定致动器432将驱动末端执行器304 绕x轴和y轴的旋转运动。左上减震器504和左下减震器504可以被 映射到将驱动末端执行器304沿y轴运动的特定致动器432，并且右 上减震器504和右下减震器504可以被映射到将驱动末端执行器304 围绕z轴旋转的特定致动器432。然而，虽然用户输入机构被映射到 驱动末端执行器304的运动的特定致动器432，但是还可以预期用户 输入机构可以被映射到驱动末端执行器304的位置运动及工具的本 身操作(例如打开和关闭工具，控制工具的速度等)的多个致动器 432。

手持式控制器436上的按钮508(或其它用户输入机构)可用于 致动末端执行器304的各种功能。例如，按下手持式控制器436上的 按钮508可致动工具变换器系统314上的工具。还可以预期模拟操纵 杆502或其它用户输入机构522可具有多个灵敏度水平，可使用机械 和机器人控制系统214来改变灵敏度水平。在一个示例中，在给定用 户输入的情况下，最低灵敏度设置可指示末端执行器304的较慢的位 置变化。另外，在给定用户输入的情况下，中间灵敏度设置可涉及控 制移动式机械100的致动器432和机器人式附接件202以比最低灵敏 度更快地改变位置。在给定用户输入的情况下，最大灵敏度水平可用 于驱动致动器432的最高运动速度。

此外，可以连续地、以脉冲方式或偶尔地接收用户输入。在一个 示例中，连续接收的用户输入可以被映射为速度命令，脉冲输入可以 指示末端执行器304的位置的增量变化，并且可以确定偶尔输入以指 示单个位置变化。但是，这仅仅是一个例子。在其它的示例中，用户 输入机构522可以被映射到移动式机械100和机器人式附接件202内 的远离致动器432的各种其它可控子系统。

通信系统520可以包括一个或多个通信系统，所述一个或多个通 信系统允许手持式控制器436的部件彼此通信地连接，同时还允许手 持式控制器436通信地连接到机械和机器人控制系统214。在一个示 例中，通信系统520包括近场通信系统，该近场通信系统允许手持式 控制器436与机械和机器人控制系统214无线地通信。但是，也可以 使用其它通信系统。另外，手持式控制器436也可以有线连接到机械 和机器人控制系统214。

动力源518被配置为向手持式控制器436内的任何或所有部件供 应动力。在一个示例中，手持式控制器436可以无线连接到机械和机 器人控制系统214。在该示例中，动力源518可以包括电池或其它动 力源。然而，还预期手持式控制器436可以从移动式机械100接收动 力。

用户界面逻辑电路524被配置为从机械和机器人控制系统214接 收信号并且在一个示例中生成用于用户界面装置532的控制信号。用 户界面装置532可以包括手持式控制器436内的显示装置、扬声器(或 其它可听装置)、振动部件(或其它触觉装置)、灯等等。在一个示例 中，在通过用户输入机构522接收各种用户输入时，机械和机器人控 制系统2J4可以生成用于用户界面逻辑电路524的信号，以生成用户 界面装置532上的显示。

图6是可用于使用机械和机器人控制系统214执行工作面操作的 工具变换器系统314的方框图。在一个示例中，末端执行器304包括 工具变换器系统314，该工具变换器系统314具有处理器/控制器628、 通信系统630、工具600、储存机构622、工具变换机构626和工具 控制系统632以及各种其它系统和部件624。在操作时，工具变换器 系统314从机械和机器人控制系统214接收信号并执行所识别或确认 的工作面操作，如将参考图7进一步讨论的那样。通信系统630可以 包括一个或多个通信系统，该一个或多个通信系统允许工具变换器系 统314的部件彼此通信地连接，同时还允许工具变换器系统314通信 地连接到机械和机器人控制系统214。

在图6所示的示例中，工具600说明性地包括喷涂器602、勾缝 用具606、泥铲610、气源614、锯618、刷子604、水泥浆袋608、 水源612和凿子616以及各种其它工具620。工具600可用于执行所 识别或确认的工作面操作，例如凸嵌勾缝操作。在其它示例中，工具 600是适合于诸如种植操作、拆除操作等的其它操作的工具。另外， 储存机构622可以包括用于储存工具600的多种储存机构。在一个示 例中，储存机构622可以包括用于工具600的单独储存隔室。

在操作时，在从机械和机器人控制系统214接收到信号时，工具 变换机构626可以从储存机构622选择特定工具600，以便执行相应 的工具操作，该工具操作可以是工作面操作的一部分。一旦被选择， 来自机械和机器人控制系统214的信号可被提供给工具控制系统 632，以在如由机械和机器人控制系统214确定的识别的工具路径上 操作所选工具。在沿工具路径操作工具之后，机械和机器人控制系统 214可控制工具变换机构626以将所选工具返回到储存机构622中的 保持器并从储存机构622中选择不同的工具600，并产生信号以在该 工作面的不同或相同部分上操作该工具。这也将参考图7进一步讨 论。

图7是可用于控制机器人机械200的机械和机器人控制系统214 的方框图。机械和机器人控制系统202说明性地包括处理器/控制器 744、通信系统746、数据存储器750、致动器控制逻辑电路702、末 端执行器控制系统415、手持式控制系统417、储存控制系统419、稳定化逻辑电路748，并且它可以包括各种其它系统和部件752。致 动器控制逻辑电路702基于从末端执行器控制系统415、手持式控制 系统417、储存控制系统419、稳定化逻辑电路748等提供的信号产 生控制信号，以用于移动式机械100的致动器432和机器人式附接件202。

数据存储器750可以存储与机器人式附接件202和/或移动式机 械100的操作和/或位置有关的任何或所有数据。这可以类似于或不 同于存储在数据存储器411和458内的数据。通信系统746可以包括 一个或多个通信系统，该一个或多个通信系统允许机械和机器人控制 系统202的部件彼此通信地连接，同时还允许部件通信地连接到移动 式机械100、机器人式附接件202、远程系统216、运输机械204和/ 或外部传感器系统210。

末端执行器控制系统415被配置为基于所接收的传感器信号或 基于操作者输入或以其它方式来识别或确认将要执行的工作面操作。 然后，基于所识别或确认的工作面操作，系统415控制工具变换器系 统314以选择用于执行该工作面操作的工具。末端执行器控制系统 415包括工作区域识别逻辑电路706、工具路径确定逻辑电路708、 工具定位逻辑电路710、工具选择逻辑电路712、工具控制逻辑电路 716，并且它可以包括各种其它系统和部件716。

在操作时，作为概述，工作区域识别逻辑电路706从传感器306 和416接收指示工作面的特征的传感器信号。在一个示例中，传感器 306可以包括位于末端执行器304上的相机、立体相机或其它视觉传 感器，其被配置为生成指示与末端执行器304相邻的工作面的位置和 状态的信号。基于所接收的传感器信号，工作区域识别逻辑电路706 可以识别或确定工作面和工作面操作。例如，工作区域识别逻辑电路 706可以利用图像处理技术来识别或确认工作面。在该示例中，工作 面的图像分析可以指示工作面包括砖墙。一旦被识别或确认，工作区 域识别逻辑电路706就可以访问和利用来自数据存储器411、458和 750中的任何一个或全部的工作面信息，以识别或确认将要执行的工 作面操作，或者在工作面上执行操作的位置。在一个示例中，将要执 行的工作面操作是砖墙的凸嵌勾缝操作。然而，在其它示例中，可以 通过用户输入来识别或确认工作面操作。在识别或确认用于工作面的 工作面操作时，工作区域识别逻辑电路706产生用于工具路径确定逻 辑电路708的输出，该输出指示所识别或确认的工作面的位置。

响应于来自工作区域识别逻辑电路706的输出，工具路径确定逻 辑电路708识别或确认哪些工具用于执行现场操作，使用这些工具的 顺序或次序，并确定每个工具的工具路径以完成工作面操作。在一个 示例中，这包括从数据存储器411、458和750和/或远程系统216获 得末端执行器的控制信息，并基于该控制信息确定哪些工具用于完成 工作面操作。在确定使用哪些工具、工具的顺序以及它们将沿着的工 具路径时，工具路径确定逻辑电路708向工具选择逻辑电路712、工 具定位逻辑电路710和工具控制逻辑电路714提供输出，该输出指示 要使用的工具、它们将被使用的顺序、以及它们要沿着的工具路径。

在从工具路径确定逻辑电路708接收到指示时，工具选择逻辑电 路712产生用于工具变换机构626的控制信号，以选择工具来执行相 应的工具操作，以便执行整个工作面操作。在接收到控制信号时，工 具变换机构626可以选择储存机构622内的特定工具。

工具定位逻辑电路710可以接收来自工具路径确定逻辑电路708 的输出，并确定所选工具是否相对于所识别或确认的工具路径处于正 确位置。在一个示例中，这包括从一个或多个传感器306、416接收 传感器信号以确定所选工具是否处于正确位置。例如，传感器306可 以包括位于末端执行器304上的距离测量传感器，其被配置为测量所 选工具和工作面之间的距离。然后可以将该距离提供给工具定位逻辑 电路710并用于确定所选工具是否太远离或太靠近工作面或者在表 面上的正确位置处等。如果工具定位逻辑电路710确定工具未正确定 位，则可以向致动器控制逻辑电路702提供指示，以驱动移动式机械 100的连杆(或连接装置)和机器人式附接件202运动，以正确地定位 所选择的工具，使其沿着工具路径运动。

一旦工具正确定位，就可以从工具定位逻辑电路710向工具控制 逻辑电路714提供指示，以指示工具正确地定位在工具路径上。一旦 接收到指示，工具控制逻辑电路714就可以产生控制信号，以便控制 系统632沿着工具路径操作工具。另外，在一些示例中，工具控制逻 辑电路714可以生成用于致动器控制逻辑电路702的信号，以驱动连 杆或连接装置运动，以在工具操作期间将工具保持在工具路径上(或 沿工具路径移动工具)。

在沿着工具路径操作工具之后，工具控制逻辑电路714可以确定 单独的工具操作是否完成。如果是这样，则工具控制逻辑电路714可 以生成对工具选择逻辑电路712的指示，以选择在执行工作面操作中 使用的工具的顺序中的下一个工具。然而，如果工具操作未完成，则 工具控制逻辑电路714可以继续沿着工具路径控制工具。逻辑电路 714还可以通知机器人机械200的操作者。

手持式控制系统417被配置为从手持式控制器436接收用户输入 并基于用户输入生成控制信号以控制可控子系统430和/或可控子系 统464。手持式控制系统417包括映射逻辑电路736、子系统控制逻 辑电路738、检索逻辑电路740、以及各种其它部件和系统742。

在操作时，在通过手持式控制器436接收用户输入时，映射逻辑 电路736访问数据存储器411、458、750中的任何一个或全部和/或 远程系统216以识别或确认用于移动式机械100的子系统和机器人式 附接件202的控制信号。在一个示例中，子系统可以包括致动器432、 308，致动器432、308配置成驱动移动式机械100或机器人式附接件 202的连杆或连接装置运动。子系统也可以包括其它事物。为了识别 控制信号，映射逻辑电路736可以访问数据存储器411、458、750内 的控制映射(或控制图)，控制映射指示用户输入与用于移动式机械 100的子系统或机器人式附接件202的控制信号之间的关系。

在一个示例中，控制图可以指示用户输入对应于末端执行器304 的方向改变。基于控制图中的方向改变，映射逻辑电路736识别或确 认将控制相关致动器432以驱动末端执行器304沿所需方向的运动的 控制信号。在识别或确认子系统430、464的控制信号时，映射逻辑 电路736为子系统控制逻辑电路738生成输出，该子系统控制逻辑电 路738使用该输出来生成期望的控制信号。然而，如果在数据存储器 411、458和750中未找到控制图，则映射逻辑电路736可以使用检 索逻辑电路740来访问远程系统216以获得控制图。如果没有找到控 制图，则映射逻辑电路736可以生成指示没有找到控制图的用户界面 显示。

子系统控制逻辑电路738响应于从映射逻辑电路736接收的输 出，产生用于特定子系统430、464的控制信号。在一个示例中，这 可以包括控制致动器控制逻辑电路702以产生用于致动器432的致动 器控制信号。然而，可以想到，子系统控制逻辑电路738可以为除致 动器432之外或与致动器432不同的各种其它可控子系统产生控制信 号。以这种方式，手持式控制器436连同手持式控制系统417可由操 作者使用以控制移动式机械100和/或机器人式附接件202。

在完成工作面或现场操作之后，储存控制系统419被配置为将移 动式机械100和机器人式附接件202定位在运输/储存位置处。在一 个示例中，运输/储存位置可以包括将机器人机械200定位在运输机 械204上。储存控制系统419包括储存位置识别逻辑电路722、物体 检测逻辑电路724、路径识别逻辑电路726、位置返回逻辑电路730、 以及各种其它逻辑电路732。

在操作时，储存位置识别逻辑电路722可以识别或确定用于移动 式机械100和机器人式附接件202的运输/储存位置。在一个示例中， 这包括访问数据存储器411、458和750中的任何一个或全部以获得 用于移动式机械100和机器人式附接件202的运输/存储定位信息。 运输/存储定位信息可以包括定位信息，该定位信息识别移动式机械 100的连杆和机器人式附接件202将如何相对于彼此(或相对于运输 机械204)定位以便存储或运输。

可替换地，运输/存储定位信息可包括用于致动器432以及转向 和推进系统427的控制信号信息，该控制信号信息可用于控制致动器 432和机械200自身以将该机械及其连杆或连接装置正确地定位在储 存/运输位置处。在一个示例中，取决于移动式机械100的类型、机 器人式附接件202的类型和运输机械204的类型，每个机器人机械 200的储存/运输位置可以是不同的。在该示例中，可以基于移动式机 械100的类型、机器人式附接件202的类型和/或运输机械204的类 型来索引运输/存储定位信息。储存位置识别逻辑电路722然后可以 基于用户输入、基于数据存储器411、458、750内的数据、或者基于 来自传感器416、306的传感器信号识别或确定移动式机械100、机 器人式附接件202和运输机械204的类型。一旦识别或确定移动式机 械100的连杆和机器人式附接件202的储存/运输位置，该情况的指 示就被生成并被提供给路径识别逻辑电路726。

在接收到指示时，路径识别逻辑电路726基于来自传感器306、 416的传感器信号确定移动式机械100的连杆和机器人式附接件202 的当前位置。路径识别逻辑电路726然后识别或确定当前位置和运输 /储存位置之间的差值。路径识别逻辑电路726还识别或确定每个连 杆或连接装置的路径，该路径将连杆或连接装置移动到相应的运输/ 储存位置。在其它示例中，在无需首先识别用于移动式机械100的连 杆(或连接装置)和机器人式附接件202的路径的情况下，预期储存位 置识别逻辑电路722可以控制致动器控制逻辑电路702以生成控制信 号以将连杆或连接装置移动到其运输/储存位置。

在任一示例中，路径识别逻辑电路726控制致动器控制逻辑电路 702以产生致动器控制信号以将连杆或连接装置移动到它们各自的运 输/储存位置。例如，致动器控制逻辑电路702可以产生用于致动器 432的控制信号，致动器432驱动吊杆114、臂118、摆动枢轴108 等的运动。在一个示例中，这包括定位移动式机械100的连杆或连接 装置，因此机器人式附接件202搁置在运输机械204上的托架206中， 使得末端执行器304被牢固地储存以便运输。在一个示例中，锁定装 置也可以接合在运输机械204或机械102上。

位置返回逻辑电路730识别并存储移动式机械100和机器人式附 接件202的返回操作位置。在一个示例中，返回操作位置对应于移动 式机械100和机器人式附接件202刚好在移动到储存/运输位置前的 位置。在操作时，在储存移动式机械100之前，用户可以提供指示期 望的返回操作位置的用户输入。然后，位置返回逻辑电路730可以检 索用于移动式机械100和机器人式附接件202的存储的返回操作位置 信息，并且可以控制致动器控制逻辑电路702以产生控制信号以将移 动式机械100和机器人式附接件202定位在返回操作位置处。在一个 示例中，可以基于从传感器306、416接收的传感器信号确定返回操 作位置信息。

在机械200自身以及移动式机械100的连杆(或连接装置)和机器 人式附接件202的移动期间，物体检测逻辑电路724可以检测物体是 否妨碍或阻碍机械100的移动或是否妨碍或阻碍移动式机械100的连 杆(或连接装置)和/或机器人式附接件的移动。在一个示例中，这是基 于从传感器416、306接收的信号确定的。如果检测到物体，则物体 检测逻辑电路724可以通知移动式机械100的操作者和/或停止移动 式机械100的连杆(或连接装置)和/或机器人式附接件202的移动。

机械和机器人控制系统214还说明性地包括稳定化逻辑电路 748。在一个示例中，稳定化逻辑电路748产生控制信号，以在附件 202上施加负载时将更大、更强健的缸308锁定就位。在一个示例中， 通过锁定更大、更强健的缸308，缸308分担较小的、更精确的缸309周围的负载，从而保护它们。稳定化逻辑电路748可响应于所接收的 用户输入和/或从传感器416、306接收的传感器信号产生控制信号， 传感器信号指示将在附件202上施加负载。

图8A-8B是示出使用图7中所示的机械和机器人控制系统214 控制机器人机械的一个示例的流程图。图8A-8B中所示的操作是使 用机械和机器人控制系统214控制机器人式附接件202的工具变换器 系统314以选择不同工具的示例。虽然在操作和获得相对于工具变换 器系统314的数据的背景下讨论，但是这只是一个例子。此外，虽然 将根据移动式机械100和机器人式附接件202描述操作，但是应该理 解，也可以使用其它移动式机械和机器人式附接件。

处理过程开始于方框802，其中机器人机械200正在运行。机器 人机械200包括通过连接装置444联接到机器人式附接件202的移动 式机械100。在一个示例中，机器人机械200可以在操作者提供输入 以开始机器人机械200的操作之后运行。这可以以各种方式完成。例 如，操作者可以基于现场操作提供初始机械设置。或者，操作者可以 基于他或她自己的先前经验和知识输入这些设置。设置可以例如通过 机械或其它用户输入机构手动进行，或者它们可以由机械本身自动进 行，或者它们可以以不同的方式例如通过触摸屏幕或其它用户输入机 构输入。当机器人机械200运行时，传感器信号由工作区域识别逻辑 电路706接收，如方框804所示。在一个示例中，传感器信号可以由 传感器306生成，如方框806所示，或由传感器416生成，如方框 808所示。传感器306可以包括光学传感器，如方框812所示，以及 各种其它传感器，例如距离测量传感器，如方框814所示。这些仅是 示例。

处理过程转到方框816，其中工作区域识别逻辑电路706基于所 接收的传感器信号识别或确认工作面。在一个示例中，工作面可以包 括如由光学传感器306检测到的与机器人式附接件202相邻的区域， 在该区域上将执行工作面操作。基于所识别或确认的工作面，或者基 于操作者输入，工作区域识别逻辑电路706确定用于该工作面的工作 面操作。确定工作面操作可以包括访问和利用来自数据存储器411、 458和750中的任何一个或全部的工作面信息以识别工作面操作。在 其它示例中，用户输入可以指示期望的工作面操作，如方框862所示。 工作面操作可以包括如方框818所示的施工操作、如方框819所示的 林业操作、如方框822所示的农业操作、如方框828所示的任何其它 的操作。例如，施工操作可以包括用于如方框824所示的所识别的工 作面的凸嵌勾缝操作，或者如方框826所示的任何其它施工操作。

一旦识别或确定用于工作面的工作面操作，则可以由工作区域识 别逻辑电路706生成所识别或确认工作面的位置和将要执行的操作 的工作面输出，并将该工作面输出提供给工具路径确定逻辑电路708。 在方框830处，工具路径确定逻辑电路708接收工作面输出并确定工 具变换器系统314中的一个或多个工具和用于该一个或多个工具600 的工具路径，该工具路径将用于完成工作面操作。在一个示例中，这 包括确定单个工具600的工具路径，如方框838所示，或者确定将使 用的不同工具的顺序，以及该顺序中的每个工具的工具路径，如方框 840中所示。为了确定一个或多个工具和工具路径，工具路径确定逻 辑电路708可以获得数据存储器411、458和750中的任何一个或全 部中的工作面操作数据，如方框846所示。工作面操作数据可以包括 识别用于工作面操作的工具的信息和每个工具的操作信息。然而，工 具路径确定逻辑电路708还可以在其它示例中访问远程系统216，如 方框848所示。

基于工具600和工具路径，处理过程转到方框832，其中工具选 择逻辑电路712为工具变换器系统314生成工具选择输出，以选择工 具来执行所识别或确认的工作面操作。一旦工具变换器系统314接收 到工具选择输出，工具变换机构626就选择适当的工具。一旦被选择， 处理过程转到方框834，其中工具定位逻辑电路710从传感器306、 416中的任何一个或所有接收指示所选工具的当前位置的传感器信 号。这可以包括光学传感器、距离测量传感器等。

工具定位逻辑电路710确定所选工具的当前位置是否在工具路 径上。如果工具的当前位置与工具路径不同，则工具位置逻辑电路710控制致动器控制逻辑电路702以控制致动器以将工具定位在工具 路径上。在一个示例中，这包括为移动式机械100上的一个或更多致 动器产生致动器控制信号，所述一个或更多致动器用驱动移动式机械 100上的连杆或连接装置运动，如方框850所示。它们可以驱动如方 框852所示的机器人式附接件202上或如方框854所示的其它系统上 的连杆的移动。

一旦正确地定位在工具路径上，如由工具定位逻辑电路710确 定，则处理过程转到方框836，其中工具控制逻辑电路714生成用于 工具控制系统632的控制信号，以在工具路径上操作所选工具。在一 个示例中，这还包括控制致动器控制逻辑电路702以产生用于移动式 机械100的致动器(如方框856所示)、机器人式附接件202(如方 框858所示)、或其它子系统的控制信号，以改变移动式机械100和 机器人式附接件202的位置，以确保工具在其操作时沿着工具路径移 动。在沿着工具路径操作所选工具之后，工具控制逻辑电路714确定 工具操作是否完成，如方框842所示。在一个示例中，工具控制逻辑 电路714可以从传感器306、416接收传感器信号以确定工具操作是 否完成。例如，假设所选工具是用于移除砂浆的凿子。传感器信息可 以包括，例如，经过图像处理的视觉输入，以例如确保从工作面去除 砂浆。然而，也可以接收用户输入，该用户输入指示工具操作完成。 如果不是这样，则处理过程返回到方框834，其中工具定位逻辑电路 710确保工具继续在工具路径上操作。如果该工具操作完成，则处理 过程进行到方框844，其中工具路径确定逻辑电路708确定是否也完 成了整个工作面操作。

如果整个工作面操作完成，则在方框844处，处理过程随后结束。 然而，如果工作面操作未完成，则处理过程返回到方框832，其中工 具选择逻辑电路712生成工具变换机构626的工具输出，以选择用于 执行工作面操作的工具的顺序中的下一工具。

图9是示出使用图7中所示的机械和机器人控制系统来控制机器 人机械以执行凸嵌勾缝操作的一个示例性操作的流程图。处理过程开 始于方框902，其中工作区域识别逻辑电路706识别或确认工作面操 作，该工作面操作包括用于包括砖壁的被识别或确认的工作面的凸嵌 勾缝操作。

工作区域识别逻辑电路706可以基于从传感器306、416中的任 何一个或全部接收的传感器信号来识别或确认工作面。另外，可以基 于所接收的用户输入或以其它方式来识别或确认凸嵌勾缝操作。

在一个示例中，凸嵌勾缝操作可以包括使用各种工具来移除旧砂 浆(如方框904所示)、洗掉接缝(如方框906所示)、涂敷新砂浆(如 方框908所示)、刮平砂浆(如方框910所示)、刷掉砂浆(如方框 912所示)、酸洗砖面(如方框914所示)、以及各种其它步骤(如方 框916所示)。在识别或确认砖壁的凸嵌勾缝操作时，处理过程进行 到方框918，其中工具路径确定逻辑电路708确定将用于完成凸嵌勾 缝操作的工具600、工具顺序和相应的工具路径。这包括确定以下各 项的工具路径：凿子/锯(如方框920所示)、气源(如方框922所示)、 水源(如方框924所示)、泥铲(如方框926所示)、水泥浆袋(如方 框928所示)、勾缝用具(如方框930所示)、刷子(如方框932所示)、 喷射器(如方框934所示)、以及其它工具(如方框936所示)。

在识别工具、工具顺序和工具路径之后，处理过程转到方框938， 其中工具选择逻辑电路712生成工具变换机构626的输出以选择工具 以执行凸嵌勾缝操作。在一个示例中，这包括根据凸嵌勾缝操作中的 第一步骤选择凿子/锯以移除旧砂浆。一旦接收到输出，工具变换机 构626就从储存机构622中选择凿子/锯。

然后，工具定位逻辑电路710确定所选工具的当前位置，如方框 940所示。在一个示例中，可以基于传感器信号(如方框942所示)确 定所选工具的当前位置，该传感器信号指示要从工作面(例如，从视 觉图像中识别)上移除的砂浆的位置，以及凿子/锯的当前位置。如 果凿子/锯不在如工具路径所示的执行其操作的位置处，则工具定位 逻辑电路710控制致动器控制逻辑电路702以驱动移动式机械100的 连杆(或连接装置)和机器人式附接件202移动以将凿子/锯定位在适 当的位置处，并沿着工具路径移动凿子/锯。

一旦凿子/锯被定位在正确位置处，处理过程转到方框946，其中 工具控制逻辑电路714控制工具控制系统632以操作凿子/锯以移除 旧砂浆，如凸嵌勾缝操作中的第一步骤所示。在一个示例中，工具控 制逻辑电路714还可以控制致动器控制逻辑电路702以产生致动器控 制信号以驱动移动式机械100的连杆(或连接装置)运动和机器人式附 接件202，以确保凿子/锯沿着工具路径移动。可以根据传感器信号(例 如图像信号或位置信号)更新工具路径，以便工具沿着工作面上的砂 浆线移动。工具控制逻辑电路714确定在旧砂浆被移除的位置是否完 成所选择的工具操作，如方框948所示。如果工具操作未完成，则处 理过程返回到方框940，其中工具定位逻辑电路710继续确保凿子/ 锯沿正确的路径移动。如果工具操作完成，则处理过程转到方框950， 其中工具路径确定逻辑电路708确定整个凸嵌勾缝操作是否完成。

如果工具路径确定逻辑电路708确定在当前工具操作之后(例如 在凿子/锯已经移除旧砂浆之后)未完成凸嵌勾缝操作，则处理过程 转到方框938，其中工具选择逻辑电路712生成工具变换机构626的 信号，以选择用于执行凸嵌勾缝操作的工具的顺序中的下一个工具。 然后可以沿着所识别或确认的工具路径控制新选择的工具600，以执 行凸嵌勾缝操作中的下一步骤。如果在方框950处，工具路径确定逻 辑电路708确定凸嵌勾缝操作完成，则处理过程随后结束。

图10是示出使用图5和图7中分别所示的手持式控制器436以 及机械和机器人控制系统214来控制机器人机械的一个示例性操作 的流程图。处理过程开始于方框1002，其中机器人机械200根据从 机器人机械200的操作者接收的操作输入来运行。在机器人机械200 的操作期间，从机器人式附接件202上的传感器306生成传感器信号 并将传感器信号提供给用户界面装置406，如方框1004所示。用户 界面装置406可以包括在驾驶室110内的显示装置438(如方框1006 所示)，或者可选地，位于驾驶室外或由操作者携带的装置(例如移 动装置)上的显示装置(如方框1008所示)。然而，也可以使用其它 用户界面装置，如方框1010所示。另外，传感器306可以包括光学 传感器(例如，相机)(如方框1014所示)，该光学传感器定位在末 端执行器304(如方框1016所示)上，该光学传感器被配置为生成指示与末端执行器304相邻或由末端执行器304操作的区域的信号。

在从传感器306接收到传感器信号时，处理过程转到方框1012， 其中用户界面装置406基于从传感器306接收的传感器信号生成显 示。在一个示例中，显示包括与末端执行器相邻的现场区域的实时视 图。一旦生成显示，处理过程转到方框1018，其中映射逻辑电路736 从手持式控制器436的用户输入机构522接收用户输入。在一个示例 中，可以从模拟操纵杆502(如方框1042所示)、按钮508(如方框 1044所示)、以及在手持式控制器436上的各种其它输入机构(如方 框1046所示)收用户输入。另外，当在生成显示之后接收用户输入时，明确地预期，即使在显示装置438上没有生成显示，也可以在移 动式机械100和机器人式附接件202的操作期间的任何时刻接收用户 输入。然而，在该示例中，显示在控制移动式机械100和机器人式附 接件202时，可以为机器人机械200的操作者提供参考馈送，并且还可以在控制移动式机械100和机器人式附接件202时用作反馈。

基于用户输入，处理过程转到方框1020，其中映射逻辑电路736 基于用户输入识别或确认将生成的控制信号，该控制信号将分别控制 移动式机械100和机器人式附接件202的子系统430、464。在一个 示例中，基于用户输入识别将生成的控制信号包括从数据存储器411、 458、750中的任何一个或全部(如方框1024所示)、或从远程系统 216(如方框1026所示)、或其它系统(如方框1028所示)获得控制图 (或者可以预加载控制图)。在一个示例中，控制图可以指示从用户 输入机构522接收的用户输入和相应控制信号之间的关系，该相应控 制信号是响应于该用户输入而将生成以控制移动式机械100和机器 人式附接件202的子系统430、464的控制信号。

例如，假设基于用户致动手持式控制器436上的模拟操纵杆502 而接收用户输入。然后，控制图可以指示通过模拟操纵杆502接收的 用户输入对应于控制信号，该控制信号用于控制缸116以在特定方向 上改变吊杆114的位置。可替换地，如果通过按钮508接收到用户输 入，则控制图可以指示将生成相应的控制信号以控制机器人式附接件 202的末端执行器304的某种移动或操作。控制图可以指示移动式机 械100和机器人式附接件202的部件的位置改变(如方框1032所示)、 操作改变(如方框1034所示)、或者其它改变(如方框1036所示)。 此外，可以使用控制图生成控制信号以控制末端执行器304(如方框 1030所示)、移动式机械100的子系统(如方框1038所示)和机器人式 附接件202的子系统(如方框1040所示)。

在识别或确认命令时，处理过程转到方框1048，其中子系统控 制逻辑电路738产生由识别或确认的控制图指示的控制信号。在一个 示例中，子系统控制逻辑电路738可以控制致动器控制逻辑电路702 以生成致动器432的致动器控制信号，如方框1050所示。然而，可 以基于相应的命令生成用于子系统430和464的其它控制信号，如方 框1052所示。

处理过程进行到方框1054，其中映射逻辑电路736确定是否存 在接收的附加用户输入。如果是这样，则处理过程返回到方框1020， 其中映射逻辑电路736识别或确认用于移动式机械100和/或机器人 式附接件202的相应命令。如果没有接收到进一步的用户输入，则处 理过程随后结束。

图11是示出使用图7中所示的机械和机器人控制系统储存机器 人机械的一个示例性操作的流程图。处理过程开始于方框1102，其 中机器人机械200基于从机器人机械200的操作者接收的操作输入来 运行。在一个示例中，可以通过用户界面装置406接收操作者输入。 在机器人机械200的操作期间，处理过程转到方框1104，其中接收 用户输入，用户输入指示机器人机械200将被定位在运输/储存位置 处。在一个示例中，储存位置可以包括机械200在位于运输机械204 上时所处的位置，在该位置中机器人机械200接合锁定装置，或储存 位置包括各种其它储存/运输位置。

在接收到用于移动到运输/储存位置的用户输入时，处理过程转 到方框1110，其中储存位置识别逻辑电路722识别或确认机器人机 械200的储存/运输位置。在一个示例中，可以使用位置信息识别或 确认储存/运输位置，该位置信息识别或确认末端执行器304的储存/ 运输位置(如方框1112所示)、机器人式附接件202的储存/运输位 置(如方框1114所示)、和/或移动式机械100的储存/运输位置(如 方框1116所示)。也可以使用各种其它信息，如方框1118所示。位 置信息可以存储在数据存储器411、458、750中的任何一个或全部和 /或一个或多个远程系统216中。位置信息可以包括用于移动式机械 的连杆(或连接装置)和机器人式附接件202的连杆(或连接装置)定位 信息，在一个示例中，连杆(或连接装置)定位信息包括用于将吊杆 114、臂118和/或末端执行器304定位在它们各自的储存/运输位置处 的信息。另外，位置信息可以包括连杆(或连接装置)位置信息或地理 位置信息，连杆(或连接装置)位置信息或地理位置信息限定移动式机 械100和机器人式附接件202将如何定位在运输机械204(如方框 1120所示)或其它机械(如方框1122所示)上。

一旦识别或确认运输/储存位置，处理过程转到方框1124，其中 路径识别逻辑电路726基于从位于机器人式附接件202(如方框1126 所示)或移动式机械100(如方框1128所示)上的传感器接收的传 感器信号，识别或确认移动式机械100的连杆(或连接装置)和机器人 式附接件202以及机械200自身的当前位置。

在方框1132处，路径识别逻辑电路726识别或确认用于移动式 机械100和机器人式附接件202的各种连杆(或连接装置)的路径，以 将连杆(或连接装置)定位在储存/运输位置处。例如，路径识别逻辑电 路726可以确定必须将机械200驱动到机械204上。路径识别逻辑电 路726可以从其自己的传感器和/或从机械204上的传感器知道机械 204的位置和定向。因此，路径识别逻辑电路726可以控制机械200 以自动地驱动机械200到机械204上。例如，逻辑电路726还可以确 定摆动枢轴108将枢转到某个位置或定向，并且需要降低吊杆114， 如此机器人式附接件202接合运输机械204的托架206。

响应于对用于机械200以及移动式机械100的连杆(或连接装置) 和机器人式附接件202的路径的识别或确认，处理过程转到方框 1134，其中致动器控制逻辑电路702为致动器432或464生成致动器 控制信号以用于驱动移动式机械100和机器人式附接件202的移动。 另外，可以为转向和推进系统427生成控制信号以用于移动机械200。 当机械200正在移动并且当移动式机械100的连杆(或连接装置)和机 器人式附接件202正在移动时，物体检测逻辑电路724确定是否存在 阻碍机械200或连杆(或连接装置)移动的任何物体(或物体是否位于 即将发生的移动路径中)，如方框1136所示。这可以包括生成用户界 面显示(如方框1138所示)或任何其它警报/通知(如方框1140所示)。

如果物体阻碍连杆(或连接装置)或机械200的移动(或在其路径 中)，则处理过程返回到方框1124，其中使用路径识别逻辑电路726 识别或确认连杆(或连接装置)的新路径。识别或确认新路径或新位置 以避免任何物体。如果没有检测到物体，则处理过程进行到方框1142， 其中路径识别逻辑电路726确定是否实现了运输/储存位置。在一个 示例中，储存/运输位置包括接合机械200上的锁定装置，使得它不 会在运输机械204上无意地启动或移动，并且使其保持在安全运输状 态，如方框1142所示。并且在一个示例中，确定机械200是否处于 运输/储存位置包括接收来自传感器306、416的传感器信号以确定机 器人机械200是否正确地定位在运输/储存位置处。如果是，则处理 过程随后结束。如果不是，则处理过程返回到方框1124，其中路径 识别逻辑电路726确定如何移动式机械200或移动式机械100的连杆 (或连接装置)和机器人式附接件202以获得运输/储存位置。

图12是示出使用图7中所示的机械和机器人控制系统214将机 器人机械200从运输/储存位置(自动或半自动地)返回到操作位置 的一个示例性操作的流程图。自动地意味着，除了可能启动或批准操 作或功能之外，在没有操作者进一步参与的情况下执行该操作或功 能。

处理过程开始于方框1202，其中机器人机械200根据从机器人 机械200的操作者接收的操作输入来运行。在机器人机械200的操作 期间，处理过程进行到方框1204，其中接收用户输入，用户输入指 示机器人机械200将位于返回操作位置。在一个示例中，返回操作(return-to-operation)位置对应于机器人机械200恰好在机器人机械200 定位在储存/运输位置之前的操作位置。它也可以是由操作者标记的 位置。例如，当机械200处于操作位置时，操作者可以致动用户输入 机构，这使得系统将机械200及其致动器的当前位置和定向保存为操 作位置。

在接收到指示机械200将返回到操作位置的用户输入时，处理过 程转到方框1206，其中位置返回逻辑电路730识别或确认机器人机 械200的返回操作位置。返回操作信息可以存储在数据存储器411、 458和750中的任何一个或所有(如方框1208所示)和/或远程系统 216(如方框1210所示)中。在一个示例中，返回操作位置对应于机器 人机械200的恰好在机器人机械200被定位在储存/运输位置之前的 操作位置，如方框1212所示。

一旦识别或确认返回操作位置，处理过程进行到方框1214，其 中路径识别逻辑电路726基于从传感器306、416接收的传感器信号 确定机械200以及移动式机械100的连杆(或连接装置)和机器人式附 接件202的当前位置。在一个示例中，当前位置对应于移动式机械 100的连杆(或连接装置)和机器人式附接件202的储存/运输位置。路 径识别逻辑电路726然后识别或确认用于机械200的行进路径和用于 连杆(或连接装置)的连杆(或连接装置)路径，以将机械200及其连杆 (或连接装置)(例如吊杆114、臂118等)定位在返回操作位置处， 如方框1216所示。

基于行进路径和连杆(或连接装置)路径，致动器控制逻辑电路 702产生用于致动器432的控制信号，如方框1218所示，以将机械 200和连杆(或连接装置)定位在返回操作位置处。在一个示例中，这 包括生成用于转向和推进系统427的控制信号。另外，在机械和连杆 (或连接装置)的移动期间，物体检测逻辑电路724使用传感器306、 416确定是否有任何物体位于那些路径中或妨碍机械或连杆(或连接 装置)的移动，如框1220所示。如果检测到任何物体，则处理过程返 回到方框1214，其中路径识别逻辑电路726识别或确认用于机械或 移动式机械100的连杆(或连接装置)和/或机器人式附接件202的不同 路径，因此可以避免或绕过物体。如果不是，则处理过程进行到方框 1222，其中路径识别逻辑电路726确定机器人机械200是否处于返回 操作位置。在一个示例中，路径识别逻辑电路726可以从传感器306、416接收传感器信号以确定机器人机械200是否处于返回操作位置， 如方框1224所示，或者替换地，可以接收用户输入，该用户输入指 示机器人机械200处于返回操作位置，如方框1226所示。然而，也 可以使用其它信息来确定机器人机械200是否正确地处于返回操作 位置，如方框1228所示。如果机器人机械200被正确定位，则处理 过程随后结束。如果不是，则处理过程返回到方框1214，其中路径 识别逻辑电路726继续识别或确认将到达那里的路径。

图13是示出可以在先前图中示出的架构中使用的计算环境的一 个示例的方框图。参考图13，用于实现一些示例的示例系统包括成 计算机1310的形式的通用计算装置。计算机1310的部件可包括但不 限于处理单元1320(其可包括来自先前图的处理器或服务器)、系统 存储器1330和系统总线1321，系统总线1321将包括系统存储器的 各种系统部件联接到处理单元1320。系统总线1321可以是几种类型 的总线结构中的任何一种，包括存储器总线或存储器控制器、外围总 线和使用各种总线架构的本地总线。关于图4-7描述的存储器和程序 可以在图13的相应部分中部署。

计算机1310通常包括各种计算机可读介质。计算机可读介质可 以是可由计算机1310访问的任何可用介质，并且包括易失性介质和 非易失性介质、可移动介质和不可移动介质。举例来说，而非限制性 地，计算机可读介质可包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储 介质不同于调制数据信号或载波，并且不包括调制数据信号或载波。 它包括易失性硬件存储介质和非易失性硬件存储介质、以用于存储信 息的任何方法或技术实现的可移动介质和不可移动介质，诸如计算机 可读指令、数据结构、程序模块或其它数据。计算机存储介质包括但 不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储技术、CD-ROM、 数字通用盘(DVD)或其它光盘存储器、磁带盒、磁带、磁盘存储 器或其它磁存储装置、或可以用于存储所需信息并且可以由计算机 1310访问的任何其它介质。通信介质可以在运输机构中包含计算机 可读指令、数据结构、程序模块或其它数据，并且包括任何信息传递 介质。术语“已调制数据信号”表示这样一种信号，该信号具有以对该 信号中的信息进行编码的方式被设置或改变的一个或多个特征。

系统存储器1330包括易失性和/或非易失性存储器形式的计算机 存储介质，例如只读存储器(ROM)1331和随机存取存储器(RAM) 1332。基本输入/输出系统1333(BIOS)包含例如在启动期间有助于 在计算机1310内的元件之间传送信息的基本程序，并通常存储在ROM 1331中。RAM 1332通常包含数据和/或程序模块，通过处理单 元1320可立即访问和/或当前正在操作数据和/或程序模块。举例来 说，而非限制性地，图13示出了操作系统1334、应用程序1335、其 它程序模块1336和程序数据1337。

计算机1310还可以包括其它可移动/不可移动的易失性/非易失 性计算机存储介质。仅作为示例，图13示出了从不可移动的非易失 性磁介质读取或写入不可移动的非易失性磁介质的硬盘驱动器1341、 以及光盘驱动器1355和非易失性光盘1356。硬盘驱动器1341通常 通过诸如接口1340的非移除存储器接口连接到系统总线1321，且光 盘驱动器1355通常通过例如接口1350的可移除式存储器接口连接到 系统总线1321。

替代地或另外地，本文描述的功能可以至少部分地由一个或多个 硬件逻辑电路部件执行。例如但不限于，可以使用的说明性类型的硬 件逻辑电路部件包括现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(例 如，ASIC)、专用标准产品(例如，ASSP)、片上系统(SOC)、复杂 可编程逻辑器件(CPLD)等。

上面讨论并在图13中示出的驱动器及其相关的计算机存储介质 为计算机1310提供计算机可读指令、数据结构、程序模块和其它数 据的存储。例如，在图13中，硬盘驱动器1341被示为存储操作系统 1344、应用程序1345、其它程序模块1346和程序数据1347。注意，这些部件可以与操作系统1334、应用程序1335、其它程序模块1336 和程序数据1337相同或不同。

用户可以通过输入装置将命令和信息输入到计算机1310中，输 入装置例如包括键盘1362、麦克风1363和定位装置1361，定位装置 1361例如包括鼠标、轨迹球或触摸板。其它输入装置(未示出)可 以包括操纵杆、游戏手柄、圆盘式卫星天线、扫描仪等。这些和其它输入装置通常通过连接到系统总线的用户输入接口1360而连接到处 理单元1320，但是可以通过其它接口和总线结构连接。视觉显示器 1391或其它类型的显示装置也经由诸如视频接口1390之类的接口连 接到系统总线1321。除了监视器之外，计算机还可以包括其它外围 输出装置，例如扬声器1397和打印机1396，这些外围输出装置可以 通过输出外围接口1395被连接。

使用到例如远程计算机1380之类的一个或多个远程计算机的逻 辑连接(诸如局域网(LAN)或广域网(WAN))在网络环境中操作 计算机1310。

当在LAN网络环境中使用时，计算机1310通过网络接口或适配 器1370连接到LAN1371。当在WAN网络环境中使用时，计算机1310 通常包括调制解调器1372或用于通过如互联网的WAN1373建立通 信的其它装置。在联网环境中，程序模块可以存储在远程存储装置中。 例如，图13示出了远程应用程序1385可以驻留在远程计算机1380 上。

还应注意，本文描述的不同示例可以以不同方式组合。也就是说， 一个或多个示例的一部分可以与一个或多个其它示例的部分组合。所 有这些情况在本文中是预期的。

示例1是一种移动机器人机械，包括：

移动式机械，该移动式机械具有推进系统，该推进系统能够由操 作者控制以驱动移动式机械和第一致动器；

机器人式附接件，该机器人式附接件可操作地连接到移动式机械 并由第一致动器定位，机器人式附接件具有装配多个不同工具的末端 执行器；

传感器，该传感器产生指示工作面的特征的传感器信号，在该工 作面上将使用所述多个不同工具执行工作面操作，每个工具以一操作 顺序执行相应的工具操作，由此所述传感器产生指示该工作面的特征 的传感器信号；和

机械和机器人控制系统，该所述机械和机器人控制系统接收所述 传感器信号和将被执行的工作面操作的指示，并产生控制信号以控制 末端执行器来以所述操作顺序使用所述多个不同工具中的每一个在 所述工作面上执行所述工作面操作。

示例2是先前示例中的任何一个或全部示例所述的移动机器人 机械，其中末端执行器包括：

工具变换器系统，该工具变换器系统携带用于由末端执行器使用 的所述多个不同工具。

示例3是先前示例中的任何一个或全部示例所述的移动机器人 机械，其中机械和机器人控制系统包括：

工具选择逻辑电路，该工具选择逻辑电路被配置为选择所述多个 不同工具中的一个并生成指示所选工具的工具选择信号。

示例4是先前示例中的任何一个或所有的移动机器人机械，其中 所述工具变换器系统被配置为基于所述工具选择信号将正由所述末 端执行器使用的工具自动地改变为所选工具。

示例5是先前示例中的任何一个或全部示例所述的移动机器人 机械，其中机械和机器人控制系统包括：

工具路径生成逻辑电路，该工具路径生成逻辑电路被配置为接收 工作面操作的指示和工具选择信号，并确定所选工具在执行其相应的 工具操作时将通过的工具路径，并生成指示该工具路径的工具路径信 号。

示例6是先前示例中的任何一个或全部示例所述的移动机器人 机械，其中机械和机器人控制系统包括：

工具定位逻辑电路，该工具定位逻辑电路被配置为接收工具路径 信号并产生位置控制信号以控制致动器和机器人式附接件以沿着所 述工具路径移动所选工具。

示例7是先前示例中的任何一个或全部示例所述的移动机器人 机械，并且进一步地包括：

工具控制逻辑电路，该工具控制逻辑电路被配置为在工具沿着行 进路径移动时生成工具操作控制信号以操作所述工具来执行其相应 的工具操作。

示例8是先前示例中的任何一个或全部示例所述的移动机器人 机械，其中机械和机器人控制系统包括：

手持式控制系统，该手持式控制系统被配置为接收由用户致动手 持式控制器上的用户输入机构产生的用户输入信号，并产生用于第一 致动器的控制信号，以相对于工作面定位机器人式附接件，使得传感 器产生指示工作面的特征的传感器信号。

示例9是先前示例中的任何一个或全部示例所述的移动机器人 机械，其中手持式控制系统包括：

映射逻辑电路，该映射逻辑电路被配置为接收用户输入信号并访 问将用户输入信号映射到控制信号输出的控制图，以基于控制信号输 出识别控制信号值，手持式控制系统基于识别的控制信号值产生控制 信号。

示例10是一种移动机器人机械，包括：

移动式机械，该移动式机械具有：机架；推进系统，该推进系统 联接到机架并且能够由操作者控制以驱动移动式机械；第一致动器， 该第一致动器驱动移动式机械的一部分相对于机架的运动；以及第二 致动器；

机器人式附接件，该机器人式附接件可操作地联接到移动式机械 并且通过第二致动器的运动被定位，机器人式附接件具有装配工具的 末端执行器；

位置感测系统，该位置感测系统产生指示机器人式附接件相对于 移动式机械的位置和移动式机械的位置的位置传感器信号；和

储存控制系统，该储存控制系统被配置为接收返回储存用户输 入，并且基于返回储存用户输入，自动控制第一致动器和第二致动器 以将移动式机械和机器人式附接件移动到预定储存位置。

示例11是先前示例中的任何一个或全部示例所述的移动机器人 机械，其中机器人式附接件包括：

机器人控制致动器，该机器人控制致动器控制机器人式附接件的 一部分的运动。

示例12是先前示例中的任何一个或全部示例所述的移动机器人 机械，其中储存控制系统配置为控制机器人控制致动器以将机器人式 附接件移动到预定储存位置。

示例13是先前示例中的任何一个或全部示例所述的移动机器人 机械，其中储存控制系统配置为自动地控制推进系统以将移动式机械 移动到预定储存位置。

示例14是先前示例中的任何一个或全部示例所述的移动机器人 机械，其中储存控制系统被配置为接收返回操作用户输入，并且基于 返回存储用户输入，自动控制第一致动器和第二致动器以将移动式机 械和机器人式附接件移动到预定操作位置。

示例15是先前示例中的任何一个或全部示例所述的移动机器人 机械，其中储存控制系统包括：

储存位置识别逻辑电路，该储存位置识别逻辑电路被配置为访问 限定预定储存位置的储存位置信息，以识别预定储存位置；和

路径识别逻辑电路，该路径识别逻辑电路被配置为识别移动式机 械和机器人式附接件的当前位置，并且基于当前位置和预定储存位 置，生成控制信号以控制第一致动器和第二致动器以沿着行进路径将 机器人式附接件移动到预定储存位置。

示例16是先前示例中的任何一个或全部示例所述的移动机器人 机械，其中储存控制系统包括：

物体传感器，该物体传感器被配置为感测靠近行进路径的物体的 存在；

物体检测逻辑电路，该物体检测逻辑电路被配置为检测移动式机 械的一部分和机器人式附接件是否将接触检测到的物体，并产生指示 检测到的接触的接触信号；和

控制信号发生器，该控制信号发生器被配置为基于接触信号产生 控制信号以控制第一致动器或第二致动器或推进系统中的至少一个。

示例17是先前示例中的任何一个或全部示例所述的移动机器人 机械，其中储存控制系统包括：

手持式控制系统，该手持式控制系统被配置为从手持式控制器接 收返回储存用户输入并自动控制第一致动器和第二致动器。

示例18是一种操作移动式机械的方法，该方法包括：

生成指示工作面的特征的传感器信号，在所述工作面上将使用由 安装到移动式机械的机器人式附接件上的末端执行器承载的多个不 同工具来执行工作面操作，每个工具以一操作顺序执行相应的工具操 作以执行工作面操作；

识别要执行的工作面操作；

基于所识别的工作面操作，自动识别所述多个不同工具中的给定 工具，该给定工具将在所述工作面上执行其相应的操作；

自动生成工具变换器控制信号，以控制机器人式附接件上的工具 变换器，以将所述给定工具联接到末端执行器；和

自动生成工具操作信号以控制末端执行器操作所述给定工具，以 执行与该给定工具相对应的工具操作。

示例19是先前示例中的任何一个或全部示例所述的方法，其中 生成指示工作面的特征的传感器信号包括：

感测所述给定工具相对于所述工作面位置的位置；

产生位置信号，所述位置信号指示所述给定工具相对于所述工作 面的位置的感测位置；

感测工作面的状态，所述状态表示所述给定工具是否已完成其相 应的工具操作；和

产生指示工作面的被感测到的状态的状态信号。

示例20是先前示例中的任何一个或全部示例所述的方法，并且 进一步地包括：

根据位置信号和状态信号确定所述给定工具在所述工作面上已 经完成了其相应的工具操作；

自动识别所述多个不同工具中的下一个工具，以根据所述操作顺 序执行下一个工具操作；

自动生成工具变换器控制信号，以控制机器人式附接件上的工具 变换器，以将所述下一个工具联接到末端执行器；和

自动生成工具操作信号以控制末端执行器来操作所述下一个工 具，以执行与所述下一个工具相对应的工具操作。

Claims (20)

1.一种移动机器人机械，包括：

移动式机械，所述移动式机械具有转向和推进系统，所述转向和推进系统能够由操作者控制以驱动移动式机械和第一致动器；

机器人式附接件，所述机器人式附接件可操作地连接到移动式机械并由第一致动器定位，所述机器人式附接件具有装配多个不同工具的末端执行器；

传感器，所述传感器产生指示工作面的特征的传感器信号，在该工作面上将使用所述多个不同工具执行工作面操作，每个工具以一操作顺序执行相应的工具操作，由此所述传感器产生指示该工作面的特征的传感器信号；和

机械和机器人控制系统，所述机械和机器人控制系统接收所述传感器信号和将被执行的工作面操作的指示，并产生控制信号以控制末端执行器来以所述操作顺序使用所述多个不同工具中的每一个在所述工作面上执行所述工作面操作。

2.根据权利要求1所述的移动机器人机械，其中所述末端执行器包括：

工具变换器系统，所述工具变换器系统携带用于由末端执行器使用的所述多个不同工具。

3.根据权利要求2所述的移动机器人机械，其中所述机械和机器人控制系统包括：

工具选择逻辑电路，所述工具选择逻辑电路被配置为选择所述多个不同工具中的一个并生成指示所选工具的工具选择信号。

4.根据权利要求3所述的移动机器人机械，其中，

所述工具变换器系统被配置为基于所述工具选择信号将正由所述末端执行器使用的工具自动地改变为所选工具。

5.根据权利要求4所述的移动机器人机械，其中所述机械和机器人控制系统包括：

工具路径生成逻辑电路，所述工具路径生成逻辑电路被配置为接收工作面操作的指示和所述工具选择信号，并确定所选工具在执行其相应的工具操作时将通过的工具路径，并生成指示该工具路径的工具路径信号。

6.根据权利要求5所述的移动机器人机械，其中所述机械和机器人控制系统包括：

工具定位逻辑电路，所述工具定位逻辑电路被配置为接收工具路径信号并产生位置控制信号以控制致动器和机器人式附接件以沿着所述工具路径移动所选工具。

7.根据权利要求6所述的移动机器人机械，还包括：

工具控制逻辑电路，所述工具控制逻辑电路被配置为在工具沿着行进路径移动时生成工具操作控制信号以操作所述工具来执行其相应的工具操作。

8.根据权利要求1所述的移动机器人机械，其中所述机械和机器人控制系统包括：

手持式控制系统，所述手持式控制系统被配置为接收由用户致动手持式控制器上的用户输入机构产生的用户输入信号，并产生用于第一致动器的控制信号，以相对于工作面定位机器人式附接件，使得传感器产生指示工作面的特征的传感器信号。

9.根据权利要求8所述的移动机器人机械，其中所述手持式控制系统包括：

映射逻辑电路，所述映射逻辑电路被配置为接收用户输入信号并访问将用户输入信号映射到控制信号输出的控制图，以基于控制信号输出识别控制信号值，手持式控制系统基于识别的控制信号值产生控制信号。

10.一种移动机器人机械，包括：

移动式机械，所述移动式机械具有：机架；推进系统，所述推进系统联接到机架并且能够由操作者控制以驱动移动式机械；第一致动器，所述第一致动器驱动移动式机械的一部分相对于机架的运动；以及第二致动器；

机器人式附接件，所述机器人式附接件可操作地联接到移动式机械并且通过第二致动器的运动被定位，机器人式附接件具有装配工具的末端执行器；

位置感测系统，所述位置感测系统产生指示机器人式附接件相对于移动式机械的位置和移动式机械的位置的位置传感器信号；和

储存控制系统，所述储存控制系统被配置为接收返回储存用户输入，并且基于返回储存用户输入，自动控制第一致动器和第二致动器以将移动式机械和机器人式附接件移动到预定储存位置。

11.根据权利要求10所述的移动机器人机械，其中所述机器人式附接件包括：

机器人控制致动器，所述机器人控制致动器控制机器人式附接件的一部分的运动。

12.根据权利要求11所述的移动机器人机械，其中，

所述储存控制系统被配置为控制所述机器人控制致动器以将所述机器人式附接件移动到所述预定储存位置。

13.根据权利要求12所述的移动机器人机械，其中，

所述储存控制系统被配置为自动控制所述推进系统以将所述移动式机械移动到所述预定储存位置。

14.根据权利要求12所述的移动机器人机械，其中，

所述储存控制系统被配置为接收返回操作用户输入，并且基于所述返回操作用户输入，自动控制所述第一致动器和第二致动器以移动所述移动式机械以及机器人式附接件进入预定的操作位置。

15.根据权利要求12所述的移动机器人机械，其中所述储存控制系统包括：

储存位置识别逻辑电路，所述储存位置识别逻辑电路被配置为访问限定预定储存位置的储存位置信息，以识别预定储存位置；和

路径识别逻辑电路，所述路径识别逻辑电路被配置为识别移动式机械和机器人式附接件的当前位置，并且基于当前位置和预定储存位置，生成控制信号以控制第一致动器和第二致动器以沿着行进路径将机器人式附接件移动到预定储存位置。

16.根据权利要求15所述的移动机器人机械，其中所述储存控制系统包括：

物体传感器，所述物体传感器被配置为感测靠近行进路径的物体的存在；

物体检测逻辑电路，所述物体检测逻辑电路被配置为检测移动式机械的一部分和机器人式附接件是否将接触检测到的物体，并产生指示检测到的接触的接触信号；和

控制信号发生器，所述控制信号发生器被配置为基于接触信号产生控制信号以控制第一致动器或第二致动器或推进系统中的至少一个。

17.根据权利要求11所述的移动机器人机械，其中所述储存控制系统包括：

手持式控制系统，所述手持式控制系统被配置为从手持式控制器接收返回储存用户输入并自动控制第一致动器和第二致动器。

18.一种操作移动式机械的方法，所述方法包括：

生成指示工作面的特征的传感器信号，在所述工作面上将使用由安装到移动式机械的机器人式附接件上的末端执行器承载的多个不同工具来执行工作面操作，每个工具以一操作顺序执行相应的工具操作以执行所述工作面操作；

识别要执行的工作面操作；

基于所识别的工作面操作，自动识别所述多个不同工具中的给定工具，该给定工具将在所述工作面上执行其相应的操作；

自动生成工具变换器控制信号，以控制机器人式附接件上的工具变换器，以将所述给定工具联接到末端执行器；和

自动生成工具操作信号以控制末端执行器来操作所述给定工具，以执行与该给定工具相对应的工具操作。

19.根据权利要求18所述的操作移动式机械的方法，其中产生指示工作面的特征的传感器信号包括：

感测所述给定工具相对于所述工作面位置的位置；

产生位置信号，所述位置信号指示所述给定工具相对于所述工作面位置的感测位置；

感测工作面的状态，所述状态表示所述给定工具是否已完成其相应的工具操作；和

产生指示工作面的被感测到的状态的状态信号。

20.根据权利要求19所述的操作移动式机械的方法，并且进一步地包括：

根据位置信号和状态信号确定所述给定工具在所述工作面上已经完成了其相应的工具操作；

自动识别所述多个不同工具中的下一个工具，以根据所述操作顺序执行下一个工具操作；

自动生成工具变换器控制信号，以控制机器人式附接件上的工具变换器，以将所述下一个工具联接到末端执行器；和

自动生成工具操作信号以控制末端执行器来操作所述下一个工具，以执行与所述下一个工具相对应的工具操作。