CN111195726B - 选择性端部执行器模块化附接装置 - Google Patents

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Abstract

在本公开中，描述了用于实现多个装置的模块化附接件的系统和设备。在一个方面，设备可以包括具有远侧端部和近侧端部的中心轨道。该设备可以进一步包括与近侧端部联接的第一凸缘和与远侧端部联接的第二凸缘。该设备可以进一步包括绕中心轨道并在第一凸缘和第二凸缘之间设置的套环。该设备可以进一步包括与套环连接的至少一个臂，并且该至少一个臂可以被构造成与模块化附接件连接。

Description

选择性端部执行器模块化附接装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年11月20日提交的题为“SELECTIVE END EFFECTOR MODULARATTACHMENT DEVICE”的美国临时申请序列第62/770,133号和2019年11月19日提交的题为“SELECTIVE END EFFECTOR MODULATOR ATTACHMENT DEVICE”的美国专利申请序列第16/688,365号的权益，这些专利申请通过引用明确地整体并入本文。
技术领域
本公开涉及被构造用于组装操作的机器人，并且更具体地涉及被构造用于与用于组装操作的机械臂连接的部件。
背景技术
比如汽车、卡车或飞机等运输结构采用大量内部和外部节点。这些节点为汽车、卡车和飞机提供结构，并对加速和制动等各种动作生成或产生的多种不同类型的力做出适当响应。这些节点也提供支撑。不同尺寸和几何形状的节点可以集成在运输结构中，例如，以提供面板、挤压件和/或其它结构之间的接口。因此，节点是运输结构的一体的零部件。
大多数节点必须以安全、设计良好的方式与另一零部件或结构联接或牢固接合。为了牢固地将节点与另一零部件或结构连接，该节点可能需要经历一个或更多个过程，以便为该节点与另一零部件或结构连接做准备。例如，可以在接口处加工节点，以便与各种其它零部件或结构连接。过程的再一些示例包括表面准备操作、热处理、电涂、电镀、阳极氧化、化学蚀刻、清洁、载体去除、粉末去除等等。
为了产生运输结构(例如，车辆、飞机、地铁系统等)，可以在构建节点之后执行一个或更多个组装操作。例如，节点可以与一零部件连接，例如，以便形成运输结构的一部分(例如，车辆底盘等)。这种组装可以涉及在组装系统的一个或更多个公差阈值内的精确度，例如，以便确保节点与零部件牢固连接，并且因此可以令人满意地生产运输结构。
当机器人(例如，机械臂)执行组装操作时，机器人可以与不同节点、零部件和/或不同几何形状(例如，不同形状、大小、尺寸等)的其它结构接合。因此，需要一种方案来使得机器人能够与不同的节点、零部件和/或其它结构接合，并且使得机器人能够执行各种组装操作。
发明内容
本公开总体上涉及与运输结构的生产相关联地执行的组装操作。这种组装操作可以包括节点(例如，增材制造的节点)与零部件和/或其它结构的连接。因为运输结构要安全、可靠等等，所以精确执行与运输结构生产相关的各种组装操作的方案可能是有益的。这种对各种组装操作的方案可以由至少一个机械臂来执行，该至少一个机械臂可以经由计算机生成的指令来指示。因此，计算机可以实施各种技术来生成用于至少一个机械臂的指令，该指令在至少一个机械臂执行各种组装操作时使得至少一个机械臂被正确定位。
在本公开中，描述了用于实现多个装置的模块化附接件的系统和设备。在一些实施例中，设备可以包括具有远侧端部和近侧端部的中心轨道。该设备可以包括与近侧端部连接的第一凸缘。该设备可以包括与远侧端部连接的第二凸缘。该设备可以包括绕中心轨道并在第一凸缘和第二凸缘之间设置的套环。该设备可以包括与套环连接的至少一个臂，并且该至少一个臂被构造成与模块化附接件连接。
在一个实施例中，所述套环的绕所述中心轨道的设置被构造成为所述模块化附接件的移动提供至少两个自由度，并且所述至少一个臂被构造成为所述模块化附接件的移动提供至少四个自由度。在一个实施例中，所述至少一个臂包括至少一个铰接件，该至少一个铰接件被构造成提供所述四个自由度中的至少一个。在一个实施例中，所述套环被构造成用于在所述第一凸缘和所述第二凸缘之间沿着所述中心轨道移动，并且沿着所述中心轨道的移动被构造成提供至少两个自由度中的至少一个。在一个实施例中，所述中心轨道包括至少一个狭槽，该至少一个狭槽被构造成与至少一个模块连接，并提供径向定位或轴向定位中的至少一个。在一个实施例中，所述设备进一步包括：与所述第一凸缘或所述第二凸缘中的至少一个连接的支架。
在一些实施例中，设备可以包括：延伸部，其被构造成具有至少一个键槽，并且与至少第一凸缘连接，并且所述第一凸缘被构造成将所述延伸部与多个不同机器人中的一个连接。该设备可以包括：绕所述延伸部布置的套环，其被构造成与多个不同的模块化附接件中的一个连接，并且所述套环被构造成与所述至少一个键槽互锁，并且所述设备被构造成允许多个不同的模块化附接件中的连接的一个在6个自由度(6DoF)中移动。
在一个实施例中，所述设备进一步包括：与所述套环连接的至少一个臂，并且所述至少一个臂被构造成将所述套环与多个不同的模块化附接件中的所述一个连接。在一个实施例中，所述套环被构造成允许多个不同的模块化附接件中的连接的一个在6DoF的至少两个自由度上移动，并且至少一个臂被构造成允许多个不同的模块化附接件中的连接的一个在6DoF的至少四个自由度上移动。在一个实施例中，所述至少一个臂包括至少一个铰接件，所述至少一个铰接件被构造成允许所述多个不同的模块化附接件中的连接的一个有6DoF中的至少一个自由度。在一个实施例中，所述延伸部在所述延伸部的第一端处与所述第一凸缘连接，该第一端与所述第二凸缘连接延伸部的第二端相对。在一个实施例中，所述第二凸缘被构造成进一步将所述延伸部与多个不同机器人中的一个连接。在一个实施例中，所述第二凸缘被构造成将所述延伸部和与车辆组件相关联的工具连接。在一个实施例中，所述设备进一步包括：模块化托架，其与所述第一凸缘或所述第二凸缘中的至少一个连接，并进一步与所述工具连接。
应该明白的是，根据以下详细描述，用于与机器人设备一起操作的机构的其它方面对于本领域技术人员来说将变得显而易见，其中仅通过图示示出并描述了几个实施例。如本领域技术人员将意识到的是，所公开的主题能够具有其它和不同的实施例，并且其若干细节能够在各种其它方面进行变型，所有这些都不背离本发明。相应地，附图和详细描述本质上被认为是说明性的而不是限制性的。
附图说明
图1示出了直接金属沉积(DMD)3D打印机的某些方面的示例性实施例。
图2示出了使用3D打印机的3D打印过程的概念流程图。
图3A-D示出了在不同操作阶段期间的示例性粉末床熔融(PBF)系统。
图4示出了选择性端部执行器模块化附接装置的第一透视图。
图5示出了选择性端部执行器模块化附接装置的第二透视图。
图6示出了与机器人连接的选择性端部执行器模块化附接装置。
具体实施方式
以下结合附图阐述的详细描述旨在提供各种示例性实施例的描述，而并不旨在表示可以实施本发明的仅有实施例。贯穿本公开使用的术语“示例性”、“说明性的”及诸如此类意指“用作一个示例、实例或例示”，并且不应该被解释为比本公开中呈现的其它实施例更优选或更有利。详细描述包括便于提供向本领域技术人员充分传达本发明的范围的详尽和完整的公开内容的具体细节。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明。在一些情况下，公知的结构和部件可以以方框图形式示出，或者完全省略，以便避免模糊贯穿本公开提供的各种构思。另外，附图可以不按比例绘制，而是可以以试图最有效地突显与所描述的主题相关的各种特征的方式绘制。
增材制造(3D打印)。添加剂制造有利地是非设计特定的制造技术。AM提供了在零部件内创建复杂结构的能力。例如，可使用AM产生节点。节点是一结构，其可以包括用于连接至其它跨越部件(比如管、挤压件、面板、其它节点等)的一个或更多个接口。使用AM，可以根据目的构造节点以包括附加特征和功能。例如，节点可以打印有一个或更多个端口，这些端口允许节点通过注入粘合剂而不是如传统上在制造复杂产品中所做的那样将多个零部件焊接在一起来固定两个零部件。替代地，一些部件可以使用钎焊浆料、热塑性、热固性或另一连接特征连接至节点，其中任何一种都可互换地代替粘合剂。因此，虽然焊接技术对于某些实施例可能是合适的，但是增材制造在使得允许使用替代或附加的连接技术中提供了显著的灵活性。
各种不同的AM技术已被用于由各种类型的材料组成的3D打印部件。存在许多可获得的技术，并且正在开发更多技术。例如，定向能量沉积(DED)AM系统使用源自激光或电子束的定向能量来熔化金属。这些系统利用粉末和焊丝进给。焊丝进给系统有利地具有比其它显著的AM技术更高的沉积速率。单通道喷射(SPJ)结合了两个粉末散布器和单个打印单元来散布金属粉末，并在很少或没有浪费的运动的情况下在单次通过中打印结构。作为另一例示，电子束增材制造工艺使用电子束经由焊丝给料熔合金属或在真空室中在粉末床上烧结。原子扩散增材制造(ADAM)是最近开发的又一技术，其中在塑料粘结剂中使用金属粉末逐层打印部件。印刷后，移除塑料粘合剂，并将整个部件(例如，结构)立即烧结成所需的金属。
如所指出的，几种这样的AM技术中的一种是DMD。图1示出了DMD 3-D打印机100的某些方面的示例性实施例。DMD打印机100使用在预定方向119上移动的馈送喷嘴103以将粉末流105a和105b推送到激光束107中，该激光束被引导朝向可以由基底支撑的工件113。馈送喷嘴还可以包括用于使保护气体117流动以保护焊接区块免受氧气、水蒸气或其它组分的机构。
粉末金属然后被激光107熔合在熔池区域111中，其接着可以作为沉积材料109的区域结合至工件113。稀释区115可以包括工件的一定区域，在该区域中所沉积的粉末与工件的局部材料成一体。馈送喷嘴103可以由计算机数字控制(CNC)机器人或台架或其它计算机控制机构支撑。馈送喷嘴103可以在计算机控制下沿着基底的预定方向移动多次，直到在工件113的预期区块上方形成沉积材料109的初始层。然后，馈送喷嘴103可以立即扫描在先前层上方的区域，以沉积连续的层，直到形成预期结构。通常，馈送喷嘴103可以被构造成相对于所有三个轴线移动，并且在一些情况下在其自身轴线上旋转预定量。
图2是示出3-D打印的示例过程的流程图200。渲染待打印的预期3-D物体的数据模型(203)。数据模型是3-D物体的虚拟设计。因此，数据模型可以反映3-D物体的几何形状特征和结构特征，以及其材料构成。可以使用各种方法来创建数据模型，包括基于计算机辅助工程(CAE)的优化、3-D建模、摄影测量软件和相机成像。基于CAE的优化可以包括例如基于云的优化、疲劳分析、线性或非线性有限元分析(FEA)和耐久性分析。
3-D建模软件继而可以包括许多商业上可获得的3-D建模软件应用中的一种。可以使用适用的计算机辅助设计(CAD)包来渲染数据模型，例如以STL格式。STL是与商业上可获得的基于立体光刻的CAD软件相关联的文件格式的一个示例。CAD程序可以用于将3-D物体的数据模型创建为STL文件。因此，STL文件可以经历一个过程，通过该过程文件中的错误被识别和解决。
在错误解决之后，数据模型可以被称为切片器的软件应用“切片”(205)，从而产生用于3-D打印该物体的一组指令，其中指令与所利用的特定的3-D打印技术兼容并关联。许多切片器程序是商业上可获得的。通常，切片器程序将数据模型转换为一系列表示待打印的物体的薄切片(例如，100微米厚)的单独层，以及包含打印机专用指令的文件，所述打印机专用指令用于3-D打印这些连续的单独层以产生数据模型的实际3-D打印的表示。
与3-D打印机和相关的打印指令相关联的层不需要是平面的或不需要在厚度上相同。例如，在一些实施例中，取决于诸如3-D打印装备的技术复杂度和具体制造的物体等因素，3-D打印结构中的层可以是非平面的和/或可以在一种或更多种情况下相对于它们的各自厚度进行变化。
用于将数据模型切片成层的文件的常见类型是G代码文件，它是一种数字控制编程语言，其包括用于3-D打印物体的指令。将G代码文件或组成指令的其它文件上传(207)到3-D打印机。因为包含这些指令的文件通常被构造为可通过专用3-D打印过程运行，所以理解的是，取决于所使用的3-D打印技术，许多指令文件的格式都是可以的。
除了指示物体的打印的方式和内容的打印指令之外，使用几种常规且常用的打印机特定的方法中的任何方法，将3-D打印机在打印物体时必需使用的合适的物理材料提供(209)至3-D打印机中(操作240)。在DMD技术中，例如，一种或多种金属粉末可以被提供至具有这种金属或金属合金的分层结构。在选择性激光熔化(SLM)、选择性激光烧结(SLS)和其它基于PBF的AM方法(见下文)中，材料可以作为粉末而被提供至向构建平台馈送粉末的室中。取决于3-D打印机，也可以使用其它用于提供打印材料的技术。
然后基于所提供的指令，使用所述(多种)材料来打印(211)3-D对象的相应数据切片。在使用激光烧结的3-D打印机中，激光扫描粉末床并在预期有结构的位置使粉末熔化在一起，并避免扫描切片数据表示不打印任何东西的区块。该过程可以重复数千次，直到形成预期结构，在这之后将打印的零件(例如，结构)从打印机中移除。在熔合沉积成形中，如上所述，通过将支撑材料和模型的连续层施加到基底上来打印零件。通常，出于本公开的目的，可以采用任何合适的3-D打印技术。
另一种AM技术是粉末床熔合(PBF)。像DMD那样，PBF逐层地创建“构建块”。通过沉积粉末层并将粉末的部分暴露于能量束来形成每个层或“切片”。能量束被施加到粉末层的与层中的构建件的横截面一致的熔化区块。熔化的粉末冷却并熔合以形成构建件的切片。可以重复该过程以形成构建件的下一切片，以此类推。每个层都被沉积在前一层的顶部上。所得到的结构是从底部向上逐片地聚集而成的构造件。
图3A-D示出了在操作的不同阶段期间的示例性PBF系统300的相应的侧视图。如上所述，图3A-D中示出的特定实施例是适于在本公开种使用的PBF系统的众多适用示例中的一种。还应注意的是，图3A-D以及本公开中的其它附图的要素未必按比例绘制，而是可以出于更好地示出本文所述该概念的目的而绘制得更大或更小。PBF系统300可以包括：沉积器301，其可以沉积每层金属粉末；能量束源303，其可以产生能量束；偏转器305，其可以施加能量束以熔合粉末；以及构建板307，其可以支撑一个或更多个构建件(比如构建件309)。PBF系统300还可以包括定位在粉末床接收器内的构建底板311。粉末床接收器壁329通常限定粉末床接收器的边界，其被夹在来自侧部的壁329之间并在下部邻接构建底板311的一部分。构建底板311可以逐渐降低构建板307，使得沉积器301可以沉积下一层。整个机构都可以驻留在室313中，其可以封闭其它部件，从而保护设备，实现大气和温度调节并减轻污染风险。沉积器301可以包括料斗315和整平器319，所述料斗包含粉末317，比如金属粉末，所述整平器可以整平每层沉积粉末的顶部。
具体参考图3A，该附图示出了在构建件309的切片已经熔合之后而沉积下一层粉末之前的PBF系统300。事实上，图3A示出了这样的时间，此刻PBF系统300已经沉积并熔合了多个层(例如150层)中的切片，从而形成构建件309的目前的状态(例如，由150个切片形成)。已经沉积的多个层已经形成粉末床321，其包括沉积但未熔合的粉末。
图3B示出了处于一定阶段的PBF系统300，在所述阶段中构建底板311可以降低粉末层厚度323。构建底板311的降低造成构建件309和粉末床321以粉末层厚度323来下降，使得构建件309和粉末床321的顶部低于粉末床接收器壁329的顶部一定量，该量等于粉末层厚度323。例如，以这种方式，可以在构建件309和粉末床321的顶部上形成具有等于粉末层厚度323的一致厚度的空间。
图3C示出了处于一定阶段的PBF系统300，在所述阶段中沉积器301被定位成将粉末317沉积在形成在构建件309和粉末床321的顶部表面上方并以粉末床接收器壁329为边界的空间中。在该示例中，沉积器301在限定的空间上逐渐移动，同时从料斗315中释放粉末317。整平器319可以整平释放的粉末以形成具有基本上等于粉末层厚度323的厚度的粉末层325(如上文图3B所示)。因此，PBF系统中的粉末可以由粉末支撑结构支撑，该粉末支撑结构可以包括例如构建板307、构建底板311、构建件309、壁329等。应该理解的是，粉末层325的示出的厚度(即粉末层厚度323(图3B))大于用于上文参考图3A所述的示例性地包含150个先前沉积层的实际厚度。
图3D示出了处于一定阶段的PBF系统该300，在所述阶段中，在粉末层325的沉积(图3C)之后，能量束源303产生能量束327，并且偏转器305施加能量束以熔合构建件309中的下一切片。在各种示例性实施例中，能量束源303可以是电子束源，在这种情况下，能量束327构成电子束。偏转器305可以包括偏转板，偏转板可以产生选择性地偏转电子束的电场或磁场，从而造成电子束在被指定熔合的区块上扫描。在各种实施例中，能量束源303可以是激光，在这种情况下，能量束327是激光束。偏转器305可以包括光学系统，该光学系统使用反射和/或折射来操纵激光束以扫描所选择的待熔合区块。
在各种实施例中，偏转器305可以包括一个或更多个可以旋转和/或平移能量束源的万向节和致动器以定位能量束。在各种实施例中，能量束源303和/或偏转器305可以调制能量束，例如，随着偏转器扫描而打开和关闭能量束，使得仅在粉末层的适当区块中施加能量束。例如，在各种实施例中，能量束可以由数字信号处理器(DSP)调制。
本公开提供了选择性端部执行器的模块化附接装置(SEE-MAD)的各种不同实施例，其可以与机器人连接以用于包括预处理和/或后处理操作在内的组装过程。将了解，本文中所描述的各种实施例可以一起实践。例如，关于本公开的一个示例所述的实施例可以在关于本公开的另一示例所述的另一实施例中实施。
图4示出了SEE-MAD400的透视图；可以在与基于节点的运输结构的组装相关的各种操作中采用SEE-MAD400。如图所示，SEE-MAD400示出了各种示例实施例，并且在不脱离本公开的范围的情况下，其它实施例也是可能的。例如，SEE-MAD400的实施例可以不包括第一模块化附接件419和/或第二模块化附接件421中的一个或两个；当然，模块化附接件419、421是说明性的。
在各种实施例中，SEE-MAD400可以由多个组件组成。因为SEE-MAD400可以在基于节点的运输结构的组装(例如，自动化组装)中实施，所以可以以相对较大的精度来加工一个或更多个部件，例如，以便允许在与基于节点的运输结构相关联的预组装、组装和/或组装后操作期间相对准确地定位节点、零件和/或其它结构。
SEE-MAD400的部件可以由适于支撑模块化附接装置(例如可以与节点、零件、结构接合和/或在任何数量的各种预组装、组装和/或组装后操作中使用的模块化附接装置)的任何材料构成。例如，SEE-MAD400的部件可以由钢、铝、钛、复合金属或另一金属构成。
SEE-MAD400可以包括中心轨道403，其在一些实施例中也可被称为延伸部。如图所示，中心轨道403可以在形状上大致为柱形，然而，其它实施例也可以。中心轨道403在长度上可以大于直径(例如，当中心轨道403被构造成柱体时)或者或者在长度上大于宽度和高度。中心轨道403可以具有近侧端部405和远侧端部407，它们可以位于中心轨道403的大致相对的端部处。中心轨道403可以以相对大的精度加工。因此，中心轨道403可以适合于与基于节点的运输结构的组装相关联的各种操作。
在一些实施例中，中心轨道403可以包括至少一个狭槽409。狭槽409可以是凹陷、凹槽、通道和/或键槽。狭槽409可以在中心轨道403的大部分或全部上延伸，包括在中心轨道403的中心上方。狭槽409的长度可以大于宽度和/或深度中的至少一个。
狭槽409可以被加工到中心轨道403中或通过中心轨道403制造，例如，具有与基于节点的传输结构的组件相应的相对较大的精度。在一些实施例中，中心轨道403可以包括至少一个其它槽狭，其可以具有与槽狭409相同或不同的尺寸(例如，长度、深度、宽度等)。
近侧端部405和/或远侧端部407中的至少一个可以与凸缘连接。凸缘可构造为与一或多个设备(例如，工具和/或机器人)连接，使得透视式SEE-MAD400可与所述一或多个设备连接。如图所示，中心轨道403的近侧端部405可以与第一凸缘411连接，并且远侧端部407可以与第二凸缘413连接。
第一凸缘411可以被配置为和与基于节点的运输结构的组件相关联的一个或多个机器人(例如，在机械臂处)对接。例如，第一凸缘411可以被配置为与不同品牌、尺寸和/或构造的机器人对接。
在一个实施例中，第二凸缘413可以被配置为与一个或多个与工具相关的部件(包括工具变换器、夹持器和/或其他工具(例如，被配置为定位在机械臂的端部处的工具)对接。在一些实施例中，凸缘411、413中的至少一个可以被配置为与两个机器人(例如，如下图6中所示)和与工具相关的部件对接。
在各种实施例中，SEE-MAD 400可包括围绕中心轨道403设置的套环415。例如，套环415可以是圆形跑道套环。在一些其它实施例中，套环415可以是轴套环和/或可以类似于齿轮。
套环415可定位在第一凸缘411和第二凸缘413之间。套环415可以被配置为用于沿着中心轨道403移动，例如，在第一凸缘411和第二凸缘413之间移动。在一个实施例中，套环415可被构造成诸如通过与狭槽409互锁而与狭槽409接合或连接。狭槽409可引导套环415沿着中心轨道403移动。因此，套环415可以在一个或多个潜在的六个自由度(6DoF)中移动。例如，潜在的6DoF可以包括在空间中向前/向后平移(例如，喘振)、上/下平移(例如，起伏)、左/右平移(例如，摇摆)，并且可以包括用于在空间中旋转的偏航、俯仰和滚动，并且套环415可以构造为用于空间中的平移的向前/向后(例如，浪涌)移动或用于空间中的旋转的滚动移动。
SEE-MAD 400还可以包括至少一个臂。在所示实施例中，SEE-MAD 400包括第一臂427和第二臂429；然而，在不脱离本公开的范围的情况下，可以存在更多或更少的臂。臂427、429中的每一个可与套环415连接。
臂427、429中的至少一个可以是旋转臂，其可以使得臂427、429中的至少一个能够在不存在套环415的移动时转动或旋转。例如，套环415可以提供用于在空间中旋转的滚动运动(从而导致臂427、429中的至少一个的滚动运动)，而臂427、429中的至少一个可以被配置为用于空间中的俯仰运动(而不引起到套环415的俯仰运动)。
在一些实施例中，臂427、429中的至少一个可以包括铰接件。例如，第一臂427可以包括第一铰接件423，其可以将第一臂427的(最靠近并且与套环415连接的)下部部分与第一臂427的(最靠近并且与第一模块化附接件419连接的)上部部分分开。类似地，第二臂429可以包括第二铰接件425，其可以将第二臂429的(最靠近并且与套环415连接的)下部部分与第二臂429的(最靠近并且与第二模块化附接件421连接的)上部部分分开。
SEE-MAD 400可以配置有促进各种模块化附接件之间的快速和/或简单互换的一个或多个部件。说明性地，臂427、429中的每一个可以被配置为与模块化附接件419、421中的相应一个连接。在一些实施例中，模块化附接件419、421可以不是SEE-MAD 400的部件，而是出于示例目的而示出的。臂427、429中的至少一个可以被配置为与各种不同的模块化附接件连接，诸如与工具相关的部件(例如，工具变换器、夹持器、粘合剂施用器、固化装置和/或其他工具)。
臂427、429中的至少一个可包括用于与模块化附接件419、421中的相应一个连接的一个或多个特征。例如，臂427、429中的至少一个可包括凸形和/或凹形连接器特征，诸如一个或多个突出部(例如，舌部-凹槽连接的舌状物)和/或一个或多个开孔(例如，螺纹开孔或凹槽)。在一些实施例中，臂427、429中的至少一个的一个或多个特征可以是可配置的，例如，使得不同的模块化附接件可以与臂427、429中的至少一个可互换地连接。
根据各种实施例，SEE-MAD 400可以被配置为向模块化附接件419、421中的至少一个提供6DoF。例如，第一模块化附接件419可通过第一臂427和套环415与中心轨道403连接。第一臂427和套环415的移动可以引起第一模块化附接件419的移动，说明性地-套环415的移动可以被配置为提供用于第一模块化附接件419的移动的两个自由度，并且第一臂427的移动(包括第一铰接件423的移动)可以提供用于第一模块化附接件419的移动的四个自由度。因此，第一臂427和套环415的配置运动的组合可以为第一模块化附接件419提供6个DoF的移动。潜在地，套环415和第一臂427的运动可提供大于六个自由度。
说明性地，套环415可以被配置成提供两个自由度：用于在空间中平移的向前/向后(例如，喘振)运动和/或用于在空间中旋转的滚动运动。第一臂427可提供其余的四个自由度。例如，第一臂427的回转运动可以为第一模块化附接件419提供俯仰运动。第一铰接件423可以提供用于第一模块化附接件419的在空间中的平移的左/右(例如，摇摆)移动。第一铰接件423和第一臂427的回转运动的组合可提供用于第一模块化附接件419的在空间中旋转的偏航运动。此外，第一臂427可提供第一模块化附接件419的向上/向下(例如，起伏)运动(例如，第一臂427可至少部分地可延伸，这可以在第一臂427延伸时使第一模块化附接件419向上运动并且在第一臂427缩回时使第一模块化附接件419向下运动)。
在一些实施例中，SEE-MAD 400可以配置为接受额外和/或替代模块。这样的模块可以不一定与套环(例如，套环415)和/或臂(例如，臂427、429)连接。相反，模块可以连接到中心轨道403(例如，直接连接)，并且模块可以与狭槽409对接。也就是说，狭槽409可以被配置为将中心轨道403与模块连接。狭槽409可提供模块的相对精确的定位和/或固定，例如，狭槽409可以提供模块沿中心轨道403的径向和/或轴向定位。
参考图5，示出了SEE-MAD 500的第二透视图。SEE-MAD 500可以是图4的SEE-MAD400的实施例。在所示出的透视图中，SEE-MAD 500可包括具有近侧端部505和远侧端部507的中心轨道503。第一凸缘515可在近侧端部505处与中心轨道503连接，且第二凸缘517可在远侧端部507处与中心轨道503连接。中心轨道503可以与第一模块化附接件525和/或第二模块化附接件527中的至少一个连接，第一模块化附接件525和/或第二模块化附接件527中的每一个可以通过相应的臂和围绕中心轨道布置的套环(例如，臂427、429与围绕图4中所示的中心轨道403设置的套环415连接)与中心轨道503连接。
SEE-MAD 500可以被配置为与模块化托架和/或支撑物连接，所述模块化托架和/或支撑物可以被配置为提供额外的支撑、到达、功能等。例如，第一凸缘515和/或第二凸缘517中的至少一个可与第一模块化托架521或第二模块化托架523中的相应一个连接。因此，机器人可以在各种任务和/或取向(例如，如下图6所示)中使用SEE-MAF500。
如所说明，SEE-MAD 500可配置为与工具相关部件(例如，螺栓扳手531或另一工具相关部件)连接。例如，SEE-MAD 500可被配置成通过模块化托架521、523与螺栓扳手531连接。第一凸缘515可以被配置为与第一模块化托架521接合，并且第二凸缘517可以被配置为与第二模块化托架523接合。
在一些实施例中，凸缘515、517可以包括用于与模块化托架521、523连接的一个或多个特征。例如，凸缘515、517中的至少一个可部分地或完全地被可以具有螺纹的孔口或开孔穿孔。凸缘515、517中的至少一个的一个或多个开孔可被构造成接收紧固部件，诸如螺栓和/或螺钉。因此，凸缘515、517中的至少一个可以被紧固(例如，螺栓连接和/或拧紧)到模块化托架521、523中的相应一个。当SEE-MAD 500与另一设备(例如，工具相关组件，诸如螺栓扳手531)连接时，凸缘515、517中的至少一个可以在紧固到相应的模块化托架521、523时锚固SEE-MAD 500。
参考图6，在一个实施例中示出了SEE-MAD 500。在示出的实施例中，SEE-MAD 500可以与机器人603连接，并且具体地，在机器人603的机械臂605处与机器人603。例如，SEE-MAD 500可通过至少第一凸缘515在机械臂605处与机器人603连接。
第一凸缘515可以被配置为与机械臂605对接，以用于连接到机器人603。例如，第一凸缘515可以包括在第一凸缘515的第一表面615上的一个或多个接口特征。所述一个或多个接口特征可以被配置为与一个或多个紧固机构接合，所述一个或多个紧固机构可以在各种组装操作期间将SEE-MAD 500固定到机械臂605。例如，一个或多个接口特征可以包括用于接收螺栓和/或螺钉的凸形和/或凹形接收器特征和/或开孔(例如，螺纹开孔)。
第一凸缘515的第二表面617可以与第一表面615相对并且可以被配置为模块化托架，如图5中所述。因此，第一凸缘515可以与机器人603和模块化托架同时连接，使得SEE-MAD500可以与机器人、工具相关部件和/或模块化附接件中的一个或多个同时连接。
在一些实施例中，SEE-MAD 500可附接到机械臂605，且因此，SEE-MAD 500可从机器人603移除。这样，SEE-MAD 500可以被配置为与至少两个不同的机器人连接。根据这样的配置，SEE-MAD 500可以用于不同的组装操作中，例如，包括组装前和/或组装后操作。
在一些其他实施例中，SEE-MAD 500可以被构建到机械臂605上或与机械臂605集成在一起。例如，第一凸缘515可以焊接到机械臂605或与机械臂605一起制造。然而，SEE-MAD 500可以被配置为构建到不同机器人的不同机械臂上或与不同机器人的不同机械臂集成在一起。
提供先前的描述是为了使所属领域的技术人员能够实践本文中所描述的各种方面。贯穿本公开内容给出的对这些示例性实施例的各种修改对于本领域技术人员来说是显而易见的，并且本文公开的概念可以施用至用于打印具有增加的能量吸收特性的结构的其它技术。因此，权利要求不旨在限于贯穿本公开内容给出的示例性实施例，而是与符合语言权利要求的全部范围相一致。贯穿本公开内容所描述的示例性实施例的元件的所有结构和功能等同物都是本领域普通技术人员已知的或以后将为本领域普通技术人员所公知的，其旨在由权利要求书涵盖。此外，无论在权利要求中是否明确地叙述了这样的公开内容，本文所公开的内容都不旨在致力于公众。在35U.S.C§112(f)的条款或适用司法管辖权内的类似法律下，将不解释权利要求的要素，除非使用短语“意味着”来清楚地叙述该要素，或者在方法权利要求的情况中，使用短语“用于……的步骤”来叙述该要素。

Claims (12)

1.一种选择性端部执行器模块化附接装置，包括：
具有远侧端部和近侧端部的中心轨道；
与所述近侧端部连接的第一凸缘，并且所述第一凸缘被构造成与一个或多个机器人对接；
与所述远侧端部连接的第二凸缘；
第一支架，其与所述第二凸缘连接并且被构造成与一个或多个与工具相关的部件对接；
套环，其绕所述中心轨道设置并在所述第一凸缘和所述第二凸缘之间；以及
与所述套环连接的至少一个臂，其中所述至少一个臂被构造成与模块化附接件连接，并且
其中，所述套环绕所述中心轨道的设置被构造成为所述模块化附接件的移动提供至少两个自由度，包括用于空间中的旋转的所述套环的滚动移动。
2.根据权利要求1所述的选择性端部执行器模块化附接装置，其中，所述至少一个臂被构造成为所述模块化附接件的移动提供至少四个自由度，包括俯仰运动、摇摆运动、回转运动和起伏运动。
3.根据权利要求2所述的选择性端部执行器模块化附接装置，其中，所述至少一个臂包括至少一个铰接件，该至少一个铰接件被构造成提供所述四个自由度中的至少一个。
4.根据权利要求2所述的选择性端部执行器模块化附接装置，其中，所述套环被构造成用于在所述第一凸缘和所述第二凸缘之间沿着所述中心轨道移动，并且其中沿着所述中心轨道的移动被构造成提供至少两个自由度中的至少一个。
5.根据权利要求1所述的选择性端部执行器模块化附接装置，其中，所述中心轨道包括至少一个狭槽，该至少一个狭槽被构造成与至少一个模块连接，并提供径向定位或轴向定位中的至少一个。
6.根据权利要求1所述的选择性端部执行器模块化附接装置，进一步包括：
与所述第一凸缘连接的第二支架。
7.一种选择性端部执行器模块化附接装置，包括：
延伸部，其被构造成具有至少一个键槽，并且在所述延伸部的第一端处与至少第一凸缘连接，所述第一端与所述延伸部的连接有第二凸缘的第二端相对，其中所述第一凸缘被构造成将所述延伸部与多个不同机器人中的一个连接，并且所述第二凸缘被构造成将所述延伸部和与车辆组件相关联的工具连接；
绕所述延伸部布置的套环，其被构造成与多个不同的模块化附接件中的一个连接，其中所述套环被构造成与所述至少一个键槽互锁；以及
第一模块化托架，其与第二凸缘连接并进一步与所述工具连接，
其中，所述选择性端部执行器模块化附接装置被构造成允许多个不同的模块化附接件中的连接的一个在6个自由度(6DoF)中移动。
8.根据权利要求7所述的选择性端部执行器模块化附接装置，进一步包括：
与所述套环连接的至少一个臂，其中所述至少一个臂被构造成将所述套环与多个不同的模块化附接件中的所述一个连接。
9.根据权利要求8所述的选择性端部执行器模块化附接装置，其中，所述套环被构造成允许多个不同的模块化附接件中的连接的一个在6DoF的至少两个自由度上移动，并且至少一个臂被构造成允许多个不同的模块化附接件中的连接的一个在6DoF的至少四个自由度上移动。
10.根据权利要求9所述的选择性端部执行器模块化附接装置，其中，所述至少一个臂包括至少一个铰接件，所述至少一个铰接件被构造成允许所述多个不同的模块化附接件中的连接的一个有6DoF中的至少一个自由度。
11.根据权利要求7所述的选择性端部执行器模块化附接装置，其中，所述第二凸缘被构造成进一步将所述延伸部与多个不同机器人中的一个连接。
12.根据权利要求7所述的选择性端部执行器模块化附接装置，进一步包括：
第二模块化托架，其与所述第一凸缘连接。
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