自主操作的機器人裝配系統的製作方法

2023-06-16 19:06:26

專利名稱：自主操作的機器人裝配系統的製作方法
技術領域：
本發明公開一般地涉及製造物體，尤其涉及一種用於裝配物體的自動系統。還更 特別地是本發明涉及一種使用自主操作的機器人裝配系統來裝配飛行器構件的方法和設備。
背景技術：
構件的裝配可以包括使用機器、工具、人力、材料，和/或其他的用於創造物體的 合適物體。各種裝配線技術可以被用來製造物體，比方說飛行器構件。利用這樣的裝配線， 各種固定的機器可以沿著裝配線設置，從而在飛行器構件的裝配期間來附加一個部件、鑽 孔、夾持一個部件和/或實施一些其他的合適的操作。利用這種類型的裝配系統，每一個裝配線可以被設計用於特定類型的飛行器構 件。例如，而不限於，一條裝配線可以被設計用來製造飛行器機翼，而另一條裝配線則可以 被設計用來製造機身。對於特定類型的構件，機器可以被固定於地板上或者是沿著安裝在地板上和/或 處在地板的溝槽中的軌道可移動的。另外，利用這種類型的裝配系統，導管、溝槽和/或其 他合適的結構可以被用於鋪設電力電纜、數據線和/或其他對於這些機器合適的實用設 施。儘管這些類型的裝配線可以提供具有一定規模經濟效益的降低的成本，但是這些 類型的裝配系統在構造和安裝方面都是昂貴的。例如，儘管裝配線可以適用於為不同類型 的具有類似尺寸的商業飛機來裝配機翼構件，但是為了製造機身則需要獨立的裝配線。由 於這個受限的靈活性，裝配不同類型的飛行器構件則可能需要增加的空間。因此，如果存在一種考慮了上面所討論問題中的一個或者更多個以及可能的其他 問題的方法和設備的話，那麼這會是有利的。

發明內容
在一個有利實施方式中，一種設備可以包括多個可移動機器人裝置、無線通信系 統和運動控制系統。所述多個可移動機器人裝置能夠移動至裝配區域中的若干位置且能夠 執行操作從而在裝配區域中裝配構件。所述無線通信系統能夠提供與裝配區域中的多個可 移動機器人裝置的通信。所述運動控制系統能夠為裝配區域中的多個可移動機器人裝置產 生位置信息且能夠傳遞該位置信息給所述多個可移動機器人。在另一個有利實施方式中，一種裝配系統可以包括外部可移動機器人裝置和內部 可移動機器人裝置。該外部可移動機器人裝置能夠在構件的外部周圍移動且能夠在構件的 外部上執行若干個第一操作。該內部可移動機器人裝置能夠在構件的內部中執行若干個第 二操作。該內部可移動機器人裝置也能夠結合由外部可移動機器人裝置所執行的若干第一 操作來執行該若干第二操作從而裝配該構件。仍在另一個有利實施方式中，一種飛行器裝配系統可以包括多個可移動機器人裝置、若干支架、無線通信系統、運動控制系統以及計算機系統。該多個可移動機器人裝置能 夠移動進入裝配區域中的若干位置並在裝配區域中執行操作從而為飛行器裝配構件。該多 個可移動機器人裝置包括內部可移動機器人裝置、外部可移動機器人裝置、柔性夾具和維 修機械裝置中的至少一個。外部可移動機器人裝置能夠在構件的外部周圍移動且能夠在構 件的外部上執行若干個第一操作。該內部可移動機器人裝置能夠在構件的內部中執行若干 個第二操作。該內部可移動機器人裝置也能夠結合由外部可移動機器人裝置所執行的若干 第一操作來執行該若干第二操作。若干個支架能夠為多個可移動機器人裝置攜帶供給物。 供給物可以包括動力單元、末端受動器、工具以及部件中的至少一個。所述無線通信系統能 夠提供與裝配區域中的多個可移動機器人裝置的通信。該無線通信系統可以包括若干個位 於裝配區域中的無線埠。多個可移動機器人裝置中的每一個都具有能夠與若干個無線端 口建立通信連結的通信單元。運動控制系統能夠為裝配區域中的多個可移動機器人裝置產 生位置信息且能夠將位置信息傳遞給多個可移動機器人裝置。運動控制系統包括多個傳 感器和能夠利用多個傳感器來識別所述多個可移動機器人裝置的位置的計算機。所述多個 傳感器包括若干類型的傳感器，這些傳感器選自於照相機、能夠從多個可移動機器人裝置 上接收全球定位系統信息的接收器以及射頻識別傳感器閱讀器中的至少一個。所述多個傳 感器被設置在多個可移動機器人裝置中的至少一個上且被設置在裝配區域中所選擇的位 置。位置信息包括可移動機器人裝置上的臂的位置、可移動機器人裝置上的末端受動器的 位置、可移動機器人裝置的主體的位置和部件的位置中的至少一個。計算機系統能夠與多 個可移動機器人裝置交換信息，其中該信息包括指令、數據、可移動機器人裝置的位置以及 能夠被多個可移動機器人裝置中的可移動機器人裝置執行的程序中的至少一個。仍在另一個有利實施方式中，公開了一種用於裝配構件的方法。使用無線通信系 統來建立和多個可移動機器人裝置的通信，多個可移動機器人裝置能夠移動進入裝配區域 中的若干位置且能夠在裝配區域中執行操作來裝配該構件。使用運動控制系統來為多個可 移動機器人裝置識別位置信息。信息被發送給所述多個可移動機器人裝置。該信息包括位 置信息。使用該位置信息來執行操作從而裝配該構件。仍在另一個有利實施方式中，提供一種用於裝配飛行器構件的方法。使用無線通 信系統來建立和多個可移動機器人裝置的通信，多個可移動機器人裝置能夠移動進入裝配 區域中的若干位置且能夠在裝配區域中執行操作來裝配飛行器構件。使用運動控制系統來 為多個可移動機器人裝置識別位置信息。發送信息給所述多個可移動機器人裝置。該信息 包括位置信息和若干程序、指令中的至少一個。消息可以在多個可移動機器人裝置之間傳 遞。使用該信息和消息來執行操作從而裝配飛行器構件。1. 一種設備，其包括能夠移動至裝配區域中的若干位置且能夠執行操作而在裝 配區域中裝配構件的多個可移動機器人裝置；能夠提供和裝配區域中的多個可移動機器人 裝置的通信的無線通信系統；以及能夠為裝配區域中的多個可移動機器人裝置產生位置信 息且能夠將位置信息傳遞給多個可移動機器人裝置的運動控制系統。2.如權利要求1所述的設備，其進一步包括能夠為多個可移動機器人裝置攜帶 供給物的若干個支架。3.如權利要求1所述的設備，其中多個可移動機器人裝置包括內部可移動機器人 裝置、外部可移動機器人裝置、柔性夾具和維修機械裝置中的至少一個。
4.如權利要求1所述的設備，其中位置信息包括可移動機器人裝置上的臂的位 置、可移動機器人裝置上的末端受動器的位置、可移動機器人裝置的主體的位置和部件的 位置中的至少一個。5.如權利要求1所述的設備，進一步包括計算機系統，其中該計算機系統能夠與 多個可移動機器人裝置交換信息。6.如權利要求5所述的設備，其中該信息包括指令、數據、可移動機器人裝置的位 置以及能夠被多個可移動機器人裝置中的可移動機器人裝置執行的程序中的至少一個。7.如權利要求2所述的設備，其中所述供給物包括動力單元、末端受動器、工具和 部件中的至少一個。8.如權利要求1所述的設備，其中無線通信系統包括設置在裝配區域中的若干 個無線埠，其中多個可移動機器人裝置中的每一個都具有能夠與該若干個無線埠建立 通信鏈路的通信單元。9.如權利要求1所述的設備，其中運動控制系統包括多個傳感器；以及能夠利用 該多個傳感器來識別多個可移動機器人裝置的位置的計算機。10.如權利要求9所述的設備，其中所述多個傳感器包括若干類型的傳感器，其選 自於照相機、能夠從多個可移動機器人裝置接收全球定位系統信息的接收器以及射頻識別 傳感器閱讀器中的至少一個。11.如權利要求9所述的設備，其中所述多個傳感器被設置在多個可移動機器人 裝置中的至少一個上且被設置在裝配區域中所選擇的位置上。12.如權利要求1所述的設備，其中多個可移動機器人裝置包括能夠在構件的外 部周圍移動且能夠在構件的外部上執行若干個第一操作的外部可移動機器人裝置；以及能 夠在構件的內部中執行若干個第二操作且能夠結合由外部可移動機器人裝置執行的若干 第一操作來執行該若干第二操作從而裝配該構件的內部可移動機器人裝置。13.如權利要求1所述的設備，其中所述操作包括緊固部件、檢查部件、鑽孔、夾緊 部件、安裝緊固件以及施加密封劑中的至少一個。14.如權利要求1所述的設備，其中所述構件選自於飛行器、機翼、機身、發動機、 坦克、潛水艇殼體、航空器、空間站、水面船隻以及汽車中的一個。15. 一種裝配系統，其包括能夠在構件的外部周圍移動且能夠在構件的外部上 執行若干個第一操作的外部可移動機器人裝置；以及能夠在構件的內部中執行若干個第二 操作且能夠結合由外部可移動機器人裝置執行的若干第一操作來執行該若干第二操作從 而裝配該構件的內部可移動機器人裝置。16.如權利要求15所述的裝配系統，其中內部可移動機器人裝置能夠移動進入構 件的內部從而執行若干第二操作。17.如權利要求15所述的裝配系統，其中內部可移動機器人裝置能夠將若干元件 移動進入構件的內部從而執行若干第二操作。18. 一種飛行器裝配系統，其包括多個可移動機器人裝置，所述多個可移動機器 人裝置能夠移動進入裝配區域中的若干位置且能夠在裝配區域中執行操作從而為飛行器 裝配構件，其中該多個可移動機器人裝置包括內部可移動機器人裝置、外部可移動機器人 裝置、柔性夾具和維修機械裝置中的至少一個，其中該外部可移動機器人裝置能夠在構件的外部周圍移動且能夠在構件的外部上執行若干個第一操作，該內部可移動機器人裝置能 夠在構件的內部中執行若干個第二操作，以及能夠結合由外部可移動機器人裝置執行的若 幹第一操作而執行該若干第二操作；若干個支架，其能夠為多個可移動機器人裝置攜帶供給物，其中供給物包括動力 單元、末端受動器、工具以及部件中的至少一個；無線通信系統，其能夠提供和裝配區域中的多個可移動機器人裝置的通信，其中 該無線通信系統包括若干個被設置在裝配區域中的無線埠，並且其中多個可移動機器人 裝置中的每一個都具有能夠與若干個無線埠建立通信鏈路的通信單元；運動控制系統，其能夠為裝配區域中的多個可移動機器人裝置產生位置信息且能 夠將位置信息傳遞給多個可移動機器人裝置，其中運動控制系統包括多個傳感器和能夠利 用該多個傳感器來識別所述多個可移動機器人裝置的位置的計算機，其中所述多個傳感器 包括若干類型的傳感器，其選自於照相機、能夠從多個可移動機器人裝置上接收全球定位 系統信息的接收器以及射頻識別傳感器閱讀器中的至少一個，其中所述多個傳感器被設置 在多個可移動機器人裝置中的至少一個上且被設置在裝配區域中所選擇的位置上，並且其 中該位置信息包括可移動機器人裝置上的臂的位置、可移動機器人裝置上的末端受動器的 位置、可移動機器人裝置的主體的位置和部件的位置中的至少一個；以及計算機系統，其能夠與多個可移動機器人裝置交換信息，其中該信息包括指令、數 據、可移動機器人裝置的位置以及能夠被多個可移動機器人裝置中的可移動機器人裝置執 行的程序中的至少一個。19. 一種用於裝配構件的方法，該方法包括使用無線通信系統來建立和多個可 移動機器人裝置的通信，多個可移動機器人裝置能夠移動進入裝配區域中的若干位置且能 夠在裝配區域中執行操作來裝配該構件；使用運動控制系統來為多個可移動機器人裝置識別位置信息；發送信息給多個可移動機器人裝置，其中該信息包括位置信息；以及使用位置信息來執行操作從而裝配該構件。20.如權利要求19所述的方法，其中發送信息給多個可移動機器人裝置的步驟包 括發送若干程序給所述多個可移動機器人裝置。21.如權利要求19所述的方法，其中發送信息給多個可移動機器人裝置的步驟包 括發送位置信息給所述多個可移動機器人裝置中的若干個。22.如權利要求19所述的方法，其中所述信息進一步包括消息、指令和程序中的 至少一個。23.如權利要求19所述的方法，其中使用位置信息來執行操作從而裝配該構件的 步驟包括在所述多個可移動機器人裝置之間傳遞消息；以及使用該消息來執行若干個操作從而裝配該部件。24. 一種用於裝配飛行器構件的方法，該方法包括使用無線通信系統來建立和多個可移動機器人裝置的通信，多個可移動機器人裝 置能夠移動進入裝配區域中若干位置且能夠在裝配區域中執行操作來裝配飛行器構件；使用運動控制系統來為多個可移動機器人裝置識別位置信息；
發送信息給多個可移動機器人裝置，其中該信息包括位置信息和若干程序、指令 中的至少一個；在多個可移動機器人之間傳遞消息；以及使用該信息和消息來執行操作從而裝配該飛行器構件。特性、功能以及優點可以在本發明的各種實施方式獨立實現，或者可以在其他的 實施方式中組合，其中進一步的細節可以參照下面的說明和附圖看到。


有利實施方式的新穎性特性被闡述在所附的權利要求中。但是，有利實施方式以 及優選的應用模式、進一步的目標和其優勢參照下面的對於本發明的有利實施方式的詳細 描述且結合附圖進行閱讀時可以被最好地理解圖1是根據有利實施方式的飛行器製造和維修方法的圖解說明；
圖2是有利實施方式在其中實施的飛行器的圖解說明；
圖3是根據有利實施方式的裝配環境的圖解說明；
圖4是根據有利實施方式的裝配過程的圖解說明；
圖5是根據有利實施方式的數據處理系統的圖解說明；
圖6是根據有利實施方式的可移動機器人裝置的圖解說明；
圖7是根據有利實施方式的裝配環境的圖解說明；
圖8是根據有利實施方式的裝配環境的圖解說明；
圖9是根據有利實施方式的裝配區域的圖解說明；
圖10是根據有利實施方式的裝配構件的過程流程圖說明；
圖11是根據有利實施方式的裝配構件的過程流程圖說明；
圖12是根據有利實施方式的裝配構件的過程流程圖說明；
圖13A-13D是根據有利實施方式的裝配飛行器構件的過程流程圖說明；以及
圖14是根據有利實施方式的在構件上執行操作的過程流程圖說明。
具體實施例方式更加具體地參照附圖，本公開的實施方式可以在圖1中所顯示的飛行器製造和維 護方法100以及如圖2中所顯示的飛行器200的背景下描述。首先轉向圖1，其根據有利實 施方式描述了闡明飛行器製造和維護方法的圖示。在試生產期間，飛行器製造和維護方法 100可以包括圖2中飛行器200的技術規格和設計102以及材料採購104。在生產期間，進行圖2中飛行器200的組件和子配件的製造106以及系統集成 108。然後，圖2中的飛行器200可以通過認證和交付110從而付諸使用。當在客戶的使用期間，圖2中的飛行器200可以被計劃接受常規維修和維護114， 這可能包括改裝、重配置、整修以及其他的維修或維護。飛行器製造和維護方法100的每一個過程都可以通過系統集成者、第三方和/或 經營者來執行或者實施。在這些實例中，經營者可以是客戶。為了本說明的目的，系統集成 者可以包括，但不限於，任何數量的飛行器製造商和主系統轉包商；第三方可以包括，但不 限於，任何數量的經銷商、轉包商和供應商；經營者可以是航空公司、租賃公司、軍隊、服務組織等等。現在參照圖2，其描繪了飛行器的圖示，其中可以實施本發明的有利實施方式。在 這一實例中，飛行器200通過圖1中飛行器製造和維護方法100而被生產出來，並且其可以 包括具有多個系統204和內部設備206的機體202。系統204的例子包括推進系統208、電 氣系統210、液壓系統212和環境系統214中的一個或者更多個。其也可以包括任何數量的 其他系統。儘管顯示了航空航天實例，但是不同的有利實施方式也可以被應用於其他工業 領域，比方說汽車工業。這裡所具體體現的設備和方法可以被應用於圖1中的飛行器製造和維護方法100 的任意一個或者更多個階段期間。例如，在圖1中的組件和子配件的製造106步驟中製造 的組件或者子配件可以按照類似於當飛行器200處於圖1中的使用階段112中時所製造的 組件或者子配件的方式而被生產或製造。同樣，一個或者更多個設備實施方式、方法實施方式或者它們的組合可以用於生 產階段，比方說圖1中的組件和子配件製造106和系統集成108，例如，但不限於，通過充分 地加快飛行器200的裝配或者降低飛行器200的成本。類似地，一個或者更多個設備實施 方式、方法實施方式或者它們的組合可以被用於當飛行器200處於圖1中的使用階段112 或者在維修和維護114期間時。這些不同的有利實施方式考慮到並且認識到，儘管當前所使用的製造技術可以降 低製造物體比方說飛行器構件的成本，但是這些技術可能難以實施。這些不同的有利實施 方式認識到並且考慮到，對於不同類型的飛行器構件可能需要不同的裝配系統。例如，不同的有利實施方式認識到並且考慮到，被設計用於製造飛行器機翼的飛 行器裝配系統可能不適用於製造飛行器機身。不同的有利實施方式認識到並且考慮到，可 以特別地針對特定類型的構件設計製造地板。不同的有利實施方式認識到並且考慮到，不同類型的飛行器構件可能需要不同的 設計布局，而現有的設計布局不能夠針對這個不同的設計布局進行修改。不同的有利實施 方式認識到並且考慮到，對於不同類型的飛行器結構，固定的機器可能難以在不同位置上 移動、替換和/或重新安裝。不同的有利實施方式認識到並且考慮到，儘管可以進行這種類 型的改變，但是這種改變可能是耗時且昂貴的。不同的有利實施方式也認識到並且考慮到處在製造地板中的溝槽和導管可能更 難於改變或者改線。將電力線路、數據線路和/或其他輔助設施改線所需要的時間和費用 可能要求在製造區域的地面中形成新的溝槽和/或導管。不同的有利實施方式認識到並且 考慮到這類的改變以及將固定機器移除且重新安裝到新的位置上可能是非常昂貴的。另外，不同的有利實施方式認識到並且考慮到，除了費用之外，實施這些改變所需 要的時間可能使得生產設施在那個時間段無法使用。因此，不同的有利實施方式認識到並 且考慮到製造時間可能會增加和/或可能會導致交付產品的延遲。因此，一個或者多個有利實施方式可以提供這樣一種設備，其包括多個可移動的 機器人裝置、一個無線通信系統以及一個運動控制系統。所述的多個可移動機器人裝置能 夠移動到裝配區域中的若干位置處並且能夠在裝配區域中執行裝配構件的操作。如這裡使 用的「若干」是指一個或者更多個。例如，若干位置可以是一個或者更多個位置。無線通信系統能夠提供與處在裝配區域內的多個可移動機器人裝置通信。運動控制系統能夠為處在裝配區域內的多個可移動機器人裝置產生位置信息並且將位置信息發 送給所述的多個可移動機器人裝置。作為特殊的示例性實施例，不同的有利實施方式中的一個或者更多個可以在組件 和子配件製造106期間被實施從而為飛行器200裝配構件。例如，不同的有利實施方式可 以被用來裝配機翼、機身或者某個其他合適構件中的至少一個。如這裡所使用的，短語「至 少一個」和一系列條目一起使用時，其意味著這些條目的一個或者更多個的不同組合可以 被使用，並且僅僅需要該系列中的一條目。例如，「條目A、B和C中的至少一個」可包括但 不限於，例如，條目A或者條目A和條目B。這個例子也包括了條目A、條目B、條目C或者條 目B和條目C。另外，不同的有利實施方式也可以被應用在維修和維護114期間，從而裝配替換 構件、在現存構件上執行維修、在現存構件上執行修理和/或針對飛行器200中構件的其他 合適操作。現在參照附圖3，根據有利實施方式描述裝配環境的圖解說明。裝配環境300是裝 配環境的一個例子，其可以被用於裝配構件302。構件302具有外部304和內部306。在這一示例性實例中，裝配環境300可以包括裝配系統308。在不同的示例性實例 中，裝配系統308可以是自主裝配系統，其可以對自身進行重新配置，從而以比當前可用的 裝配系統更加快速的方式來執行不同類型構件的裝配。構件302可以是用於這樣的物體的構件，比方說，例如用於圖2中的飛行器200。 構件302可以採取不同的形式。例如，非限制性地，構件302可以是機翼310、機身312、發 動機314和/或某個其他合適類型的構件。在這個示例性實例中，構件302可以在裝配區域316中被裝配。裝配區域316可 以包括地板318。在這一示例性實例中，地板318不要求專門的固定構件、溝槽、地下導管和 /或其他的可以被用在當前可用的裝配環境中的基礎結構。裝配系統308可以包括計算機系統320、運動控制系統322、無線通信系統324、多 個可移動機器人裝置326、支架325和/或其他合適的組件。在這些示例性實例中，所述多個可移動機器人裝置326可以執行操作327從而裝 配構件302。在這些示例性實例中，所述的多個可移動機器人裝置326可以包括，例如，但不 限於，若干內部可移動機器人裝置328、若干外部可移動機器人裝置330、若干維修機械手 332、若干柔性夾具334和/或其他合適類型的可移動機器人裝置。若干內部可移動機器人裝置328能夠在構件302的內部306中執行操作327。若 幹內部可移動機器人裝置328可以移動進入構件302的內部306中和/或伸到構件302的 內部306中從而執行操作327。若干外部可移動機器人裝置330可以在構件302的外部304 上執行操作327。在這些示例性實例中，操作327中的一個或者更多個可以被集合在一起從 而構成任務329中的一個任務。若干維修機械手332可以為各種機器人裝置，比方說若干內部可移動機器人裝置 328和若干外部可移動機器人裝置330提供供給物。若干柔性夾具334能夠夾持構件302 和/或用於構件302的部件336。部件336可以是被用於裝配構件302的物體和/或材料。 若干柔性夾具334也能夠定位和/或移動構件302。例如，若干柔性夾具334能夠在構件 302的裝配期間在裝配區域316中移動和/或定位該構件302。
另外，若干柔性夾具334在構件302的裝配工作完成之後能夠將構件302從裝配 區域316中移出。部件336可以包括，例如，但不限於，面板、框架、肋、梁、發動機外殼和/ 或某種其他合適的部件。在示例性實例中，操作327可以是，例如，但不限於，夾緊、鑽孔、緊固、密封、塗漆、 打磨、布線、銑、檢查、測量和/或其他合適類型的操作。無線通信系統324可以被用來在多個可移動機器人裝置326和/或計算機系統 320之間交換信息338。信息338可以在多個可移動機器人裝置326內的不同機器之間以 及在計算機系統320和多個可移動機器人裝置326之間交換。信息338可以包括，例如，但 不限於，消息340、位置信息346、指令348、程序350和/或其他合適類型的信息。消息340可以包括，例如，但不限於，狀態消息、請求、警報、錯誤和/或其他合適類 型的消息。位置信息346可以為在裝配區域316中的多個可移動機器人裝置326中的一個 或者更多個提供位置。例如，多個可移動機器人裝置326可以被定位在若干位置352。這些 位置以及多個可移動機器人裝置326的各個部分的位置可以構成位置信息346。指令348可以通過進程355而發出，該進程355在多個可移動機器人裝置326內 的計算機系統320上和/或其他機器上執行。程序350可以包含計算機可讀的一種功能形 式的指令，這些指令可以被多個可移動機器人裝置326執行從而實施操作327。程序350在操作327的執行之前和/或執行期間被傳送。例如，如果多個可移動 機器人裝置326中的一個特定可移動機器人裝置完成了一個任務，程序350中的一個新程 序將被傳送給該特定機器人裝置從而導致該機器人裝置執行新的任務。運動控制系統322通過無線通信系統324可以為多個可移動機器人裝置326和/ 或計算機系統320之間的通信提供位置信息346。運動控制系統322可以包括控制器354、 傳感器356、通信單元358和/或其他合適的組件。傳感器356可以收集關於多個可移動機器人裝置326、部件336和/或其他合適對 象的位置的信息。通信單元358可以接收來自於傳感器356的信息和/或從傳感器356請 求位置信息346。位置信息346可以用於避免多個可移動機器人裝置326彼此之間和/或與裝配區 域316內的其他物體產生碰撞。另外，位置信息346可以被用來在多個可移動機器人裝置 326之間協調執行操作327。通信單元358可以包括，例如，但不限於，發送器、接收器、收發 器和/或其他合適類型的通信裝置。控制器354通過無線通信系統324分發位置信息346。傳感器356可以包括，例 如，但不限於，照相機、全球定位系統裝置、射頻識別器和/或某種其他合適類型的傳感器。 傳感器356可以被設置在多個可移動機器人裝置326上、裝配區域316中的地板318上和 /或被設置在適合用來產生位置信息346的其他位置上。在裝配構件302的過程中，支架325可以提供供給物360。供給物360可以包括， 例如但不限於，部件336、末端受動器362、動力單元364、工具366、緊固件368、密封劑370、 漆372、膠合劑374和/或其他合適的材料。另外，支架325可以是可移動的或者可以移到若干位置352上和/或移到若干位 置352周圍從而給多個可移動機器人裝置326提供供給物。在一些有利實施方式中，若干 維修機械手332可以從支架325上獲得供給物360並且將供給物360運送給多個可移動機器人裝置326。利用裝配系統308，多個可移動機器人裝置326可以從原始位置376移動到若干位 置352從而執行操作327來裝配構件302。在不同的有利實施方式中，多個可移動機器人裝 置326在操作327的執行期間可以在若干位置352內移動或改變位置。另外，在一些有利實施方式中，構件302在操作327的執行期間可以保持靜止。還 在其他的有利實施方式中，若干柔性夾具334在操作327的執行期間可以在裝配區域316 內重新定位和/或移動構件302。這一移動可以類似於當前使用的固定裝配系統中的那種 移動。當操作327被完成之後，裝配系統308中的多個可移動機器人裝置326、支架325 和其他可移動物體可以移動到原始位置376。這一移動可以使得地板318清潔，從而為其他 類型的操作作準備。另外，利用該裝配系統308，相比於當前可用的製造系統，在製造不同類型的構件 時具有增加的柔性。例如，多個可移動機器人裝置326可以從裝配機翼310形式的構件302 轉變成來裝配機身312或發動機314形式的構件，這是通過從計算機系統320上的程序350 接收新的程序實現的。同樣，特殊類型的構件的裝配通過從支架325上的供給物360中選擇所需要的供 給物而可以是很方便的。利用針對特殊類型的構件的程序350，若干位置352可以改變。多 個可移動機器人裝置326可以提供一種移動到不同類型構件所需的若干位置352內的不同 位置的能力。這種移動可以不需要電力線、導管、溝槽、導軌和/或其他合適類型的纜線的改線 或重布線。另外，拆卸以及在新的位置上重新安裝機器人裝置也可以被避免。因此，裝配系 統308從一種類型構件到另外一種構件的轉變可以需要較少的時間。相比於當前可用的系 統，以較少的時間和成本執行為裝配不同類型的構件所進行的改變。同樣，裝配系統308可以被用於裝配其他類型的構件，而不僅僅是飛行器的那些 構件。利用程序350和/或供給物360的變化，裝配系統308可以被用來裝配其他物體的 構件，比方說，例如，但不限於汽車、潛艇、船、坦克和/或其他合適物體的構件。計算機系統320也可以監控裝配系統308中的各個組件的健康狀況。例如，計算機 系統320可以監控多個可移動機器人裝置326的健康狀況378。支架325上的供給物360 的等級和/或數量也可以被計算機系統320監控。當多個可移動機器人裝置326的一部分磨損後，這些部分在操作327的執行期間 可以被更換。這些更換可以通過若干維修機械手332來執行。以這一方式，更換多個可移 動機器人裝置326的磨損部分或者替換多個可移動機器人裝置326所使用的供給物360所 需要的時間可以減少。另外，計算機系統320上所執行的進程353可以為構件302的裝配建立歷史記錄 380。歷史紀錄380可以被分析從而確定未來的裝配操作所需的改進和/或改變。在執行構件302的裝配過程中，計算機系統320可以將程序350傳送給多個可移 動機器人裝置326。多個可移動機器人裝置326可以從原始位置376移動到若干位置352 上。支架325可以被定位在若干位置352中的適當位置內。隨後，操作327可以開始執行構件302的裝配。在構件302的裝配完成之後，多個可移動機器人裝置326可以返回到原始位置376。在這個時間，裝配區域316可以準備另一個構件的裝配工作。該新構件可以是與 構件302相同類型的構件或者是不同類型的構件。另外，下一個構件的裝配可以通過使用 多個可移動機器人裝置326或者另一組可移動機器人裝置執行。圖3中裝配環境300的圖解說明並不意味著對不同的有利實施方式可以被實施的 方式進行物理或者架構上的限制。除了說明的那些組件和/或代替那些組件，可以使用其 他的組件。在一些有利實施方式中，某些組件可能不是必須的。同樣，一些塊被顯示用來描 述一些功能組件。當在不同的有利實施方式中被實施時，這些塊中的一個或者更多個也可 以被組合和/或被分割成不同的塊。例如，在某些有利實施方式中，若干維修機械手332可能不是必須的。利用這種類 型的實施方式，多個可移動機器人裝置326可以返回到支架325從而獲得供給物360。另外，在某些有利實施方式中，除了構件302，附加的構件可以在裝配區域316內 藉助於多個可移動機器人裝置326而被裝配。多個可移動機器人裝置326可以在若干位置 352內從一個位置移動到另一個位置從而同時執行這兩個構件的裝配。另外，多個可移動機 器人裝置326中特殊的可移動機器人裝置可以執行多於一個的任務。在構件302的裝配過程中，當一個任務被完成時，可移動機器人裝置可以接收新 的程序從而執行完成構件302的裝配所需要的另一個任務。同樣，在某些有利實施方式中， 可能不必須同時具有內部可移動機器人裝置和外部可移動機器人裝置。在一些有利實施方 式中，可移動機器人裝置可以執行兩種類型的功能並且在構件302的裝配期間可以轉變功 能。現在轉向圖4，根據一個有利實施方式描述裝配過程說明。在所描述的實例中，可 移動機器人裝置400和可移動機器人裝置402可以是圖3中的在構件上執行操作327的多 個可移動機器人裝置326中的一部分。在這一示例性實例中，移動機器人裝置400和移動機器人裝置402可以移動到構 件406上的位置404處。構件406可以是這樣的構件的一個例子，比方說，例如但不限於， 圖3中的構件302。在這一示例性實例中，移動機器人裝置400可以被設置在構件406的表 面408上，而移動機器人裝置402可以被設置在構件406的表面410上。移動機器人裝置400和移動機器人裝置402可以執行夾緊操作從而將部件412彼 此夾緊。移動機器人裝置400可以執行鑽孔操作從而在部件412上鑽出通孔414。隨後， 移動機器人裝置400和移動機器人裝置402可以將緊固件416安裝到孔414中從而將部件 412相互卡緊。移動機器人裝置400和移動機器人裝置402然後可以中止夾緊操作並且移 動至另一個位置來執行額外的操作。現在轉向圖5，根據一個有利實施方式描述數據處理系統的圖解說明。在這一示例 性實例中，數據處理系統500包括通信結構502，其在處理器單元504、存儲器506、持久存儲 裝置508、通信單元510、輸入/輸出(I/O)單元512和顯示器514之間提供通信。數據處 理系統500可以被應用在計算機系統320、運動控制系統322、無線通信系統324和多個可 移動機器人裝置326中。取決於具體的實施方式，可以使用不同架構和/或構型的數據處 理系統500。處理器單元504用於執行載入到存儲器506中的軟體的指令。處理器單元504可以是一組一個或者更多個處理器，或者是多處理器核芯，這取決於具體的實施方式。另外， 處理器單元504可以通過使用一個或者更多個不同類的處理器系統實施，其中主處理器在 單晶片上結合有次處理器。作為另一個示例性實例，處理器單元504可以是對稱的多處理 器系統，其包括多個相同類型的處理器。存儲器506和持久存儲裝置508可以是存儲裝置516的例子。存儲裝置可以是 能夠存儲信息的任何一塊硬體，信息比如是，例如但不限於，數據、功能形式的程序代碼和/ 或其他合適的信息，無論是臨時的還是持久的。存儲器506，在這些實施例中，可以是，例如， 隨機存取存儲器或者任何其他合適的易失性或者非易失性存儲裝置。持久存儲裝置508取決於具體的實施方式可以採取不同的形式。例如，持久存儲 裝置508可以包含一個或者更多個組件或裝置。例如，持久存儲裝置508可以是硬碟、快閃記憶體、 可重寫光碟、可重寫磁帶或者上面所述裝置的某個組合。持久存儲裝置508所使用的介質 也可以是可移除的。例如，可移除硬碟可以被用作持久存儲裝置508。在這些實例中，通信單元510提供和其他數據處理系統或裝置的通信。在這些實 施中，通信單元510可以是網絡接口卡。通信單元510通過使用實體或者無線的通信鏈路 或者這兩者來提供通信。輸入/輸出單元512允許其他裝置的數據輸入和輸出，所述其他裝置可以被連接 於數據處理系統500。例如，輸入/輸出單元512通過鍵盤、滑鼠和/或其他合適的輸入裝 置來為使用者輸入提供連接。另外，輸入/輸出單元512可以為印表機發送輸出。顯示器 514提供顯示信息給使用者的一種途徑。用於作業系統、應用和/或程序的指令可以被設置在存儲裝置516中，該存儲裝置 通過通信結構502與處理器單元504通信。在這些示例性實例中，指令在持久存儲裝置508 中以功能形式存在。這些指令可以被載入到存儲器506中從而供處理器單元504來執行。 不同實施方式的過程可以使用計算機實現的指令而被處理器單元504執行，這些指令可以 位於存儲器中，比方說存儲器506。這些指令是指程序代碼、計算機可使用的程序代碼或者計算機可讀的程序代碼， 該代碼可以被處理器單元504中的處理器讀取和執行。在不同實施方式中的程序代碼可以 被包含在不同的實體或者有形的計算機可讀介質中，比方說存儲器506或者持久存儲裝置 508 中。程序代碼516可以以功能形式設置在計算機可讀介質518中，該介質可以被選擇 性地移除並且可以被載入到或者被傳送到數據處理系統500，從而供處理器單元504執行。 在這些實例中，程序代碼516和計算機可讀介質518構成了電腦程式產品522。在一個實 例中，計算機可讀介質518可以是有形的形式，比方說，例如光碟或者磁碟，它們可以被插 入到或者被放置到驅動器或者其他裝置中，所述驅動器或者其他裝置可能是持久存儲裝置 508的一部分，從而用於將光碟或者磁碟傳輸到存儲裝置比如硬碟驅動器，所述硬碟驅動器 可以是持久存儲裝置508的一部分。以有形形式存在的計算機可讀介質518也可以採取持久存儲的形式，比方說硬碟 驅動器、閃盤驅動器或者快閃記憶體，它們能夠被連接於數據處理系統500。該有形形式的計算機 可讀介質518也可以是指計算機可記錄的存儲介質。在一些實例中，計算機可讀介質518 可以是不可移除的。
替代地，程序代碼516可以通過至通信單元510的通信鏈路和/或通過至輸入/ 輸出單元512的連接而從計算機可讀介質518輸送給數據處理系統500。通信鏈路和/或 連接在示例性實例中可以是實體的或者無線的。計算機可讀介質也可以採取非有形介質的 形式，比方說包含程序代碼的通信鏈路或無線傳輸。在一些示例性實施方式中，程序代碼516可以通過網絡而從另一個裝置或數據處 理系統500被下載到持久存儲裝置508中以在數據處理系統中使用。例如，存儲在伺服器中 的計算機可讀存儲介質中的程序代碼可以通過網絡從伺服器中被下載到數據處理系統500 中。提供程序代碼516的數據處理系統可以是伺服器計算機、客戶計算機或者某種其他的 能夠存儲和傳送程序代碼516的裝置。為數據處理系統500描述的不同組件並不意味著給不同的實施方式可以被實現 的方式提供架構限制。不同的示例性實施方式可以於數據處理系統中實現，該數據處理系 統包括附加於或者代替那些用於描述數據處理系統500的組件的組件。圖5中所顯示的其他組件可以不同於所顯示的示例性實例。不同實施方式可以通 過使用任何能夠執行程序代碼的硬體裝置或者系統實現。作為一個實例，數據處理系統包 括和無機組件集成的有機組件和/或可以全部由不包括人類在內的有機組件構成。例如， 存儲裝置可以由有機半導體構成。作為另一個實例，數據處理系統500中的存儲裝置可以是任何可以存儲數據的硬 件設備。存儲器506、持久存儲裝置508以及計算機可讀介質518都是有形形式的存儲裝置 的實例。在另一個實例中，總線系統可以被用於實施通信結構502並且可以由一條或者更 多總線構成，比方說系統總線或者輸入/輸出總線。當然，總線系統可以使用任何合適類型 的架構實現，所述架構提供附接於總線系統的不同組件和裝置之間的數據傳輸。額外地，通 信單元可以包括一個或者更多個用於傳輸和接收數據的裝置，比方說調製調解器或者網絡 適配器。另外，存儲器可以例如是存儲器506或者高速緩存，比方說被在接口和存儲控制器 中樞中的高速緩存，所述控制器中樞可以出現在通信結構502中。現在轉向圖6，根據有利實施方式描述可移動機器人裝置的圖解說明。可移動機器 人裝置600是一種形式的實例，圖3中的多個可移動機器人裝置326可以在其中實現。可 移動機器人裝置600可以是自主操作的並且可以在不需要來自於不同源的連續指令的情 況下執行操作。如圖所示，可移動機器人裝置600可以包括主體602、機動性系統604、末端受動器 606、位置信息單元608、視覺系統610、動力系統612、數據處理系統614和其他合適的組件。主體602可以提供結構和/或外殼，不同的組件可以被置於其上和/或被設置在 可移動機器人裝置600中。機動性系統604可以為可移動機器人裝置600提供機動性。機 動性系統604可以採取各種形式。機動性系統604可以例如包括，但不限於輪子618、軌道620、足部622和/或其他 合適的組件。末端受動器606可以是這樣一個組件，其為可移動機器人裝置600提供執行 操作的能力。末端受動器606可以是機械手624和/或工具系統626。機械手624可以夾 持和/或操作工具系統626。工具系統626可以是若干個工具。例如，工具系統626可以包括，但不限於鑽頭、緊固裝置、密封裝置和/或某種其他合適類型的工具。在這些示例性實例中，末端受動器606 可以圍繞三個或者更多個軸線628移動。位置信息單元608可以能夠為可移動機器人裝置600的若干個位置632產生位置 信息630。例如，但不限於，若干位置632可以是主體602、末端受動器606的位置和/或可 移動機器人裝置600上的某個其他合適的位置。位置信息630使用三個或者更多個軸628 而按照三維空間的形式。視覺系統610可以包括，例如但不限於，照相機、數據處理系統和 /或能夠識別物體、物體的位置和/或在部件上執行操作所需的其他信息的軟體，。視覺系統610可以為可移動機器人裝置600提供這樣一種能力，即能夠觀看部件 634以及正在於部件634之上被執行的操作636。動力系統612可以為操作可移動機器人 裝置600提供動力。動力系統612使用動力單元638來產生動力。動力單元638可以被移 除和/或被替換。在當動力單元638變得枯竭的時候，動力單元638能夠被改變。動力單元638可以例如是，但不限於，電池和/或某種其他合適類型的動力單元。 例如，該動力單元638可以是無線傳輸單元，該無線傳輸單元能夠不使用任何線路就能夠 來接收能量。在這些示例性實例中，數據處理系統614可以接收和存儲程序640。在這些實例中，數據處理系統614可以通過執行程序640控制可移動機器人裝置 600的運作。程序640可以通過無線通信單元617和/或某種其他來源而被接收。在這些 示例性實例中，無線通信單元617可以提供在可移動機器人裝置600和圖3中的裝配環境 300中的其他組件之間傳輸信息的能力，比方說位置信息530。在這些示例性實例中，可移動機器人裝置600可以對自身進行重新配置從而執行 操作636中的各種操作。這種重新配置可以通過接收新版本的程序640以及供給物646而 執行。供給物646可以包括，例如，但不限於，末端受動器、工具、部件和/或其他合適的執 行操作636所需要的組件。另外，在執行程序640的過程中，可移動機器人裝置600能夠判定工具系統626、機 械手624和/或可移動機器人裝置600中的其它組件中的哪些部件可能開始磨損並且需要 更換。程序640為可移動機器人裝置600提供了請求所需要的供給物646的能力。另外， 程序640也可以為可移動機器人裝置600提供請求維修和/或維護的能力。另外，如果可 移動機器人裝置600不能夠執行操作636中的某些操作的話，可移動機器人裝置600可以 發送請求給另一個可移動機器人裝置來執行那些操作。可移動機器人裝置600可以提供這樣一種能力，即能夠移動到不同的位置而不需 要電纜、固定的附接、軌道和/或裝配系統中的機器人裝置當前所使用的其他組件。圖6中的可移動機器人裝置600的說明並不是意味著要來對不同的有利實施方式 可以被實現的方式進行物理的或者架構上的限制。可以使用附加於和/或代替那些上面所 描述組件的其他組件。一些組件在某些有利實施方式中可能不是必須的。同樣，塊被呈現 用來說明某些功能組件。當於不同的有利實施方式中實現時，這些塊中的一個或者更多個 可以被組合和/或分割成不同的塊。 例如，在有些有利實施方式中，位置信息單元608可能不是必須的。如果運動控制 系統僅僅使用照相機來識別位置信息的話，那麼位置信息單元608可能不是必須的。還在 其他的有利實施方式中，除了末端受動器606之外，可移動機器人裝置600可以包括額外的 末端受動器。
可移動機器人裝置600是可以被用來實現圖3中的多個可移動機器人裝置326中 的一個或者更多個的實例。例如，可移動機器人裝置600可以被用於實現外部可移動機器 人裝置、維修機械手、柔性夾具、內部可移動機器人裝置和/或某種其他合適類型的可移動 機器人裝置。現在轉向圖7，根據有利實施方式描述裝配環境的圖解說明。在這一示例性實例 中，裝配環境700是用於實現圖3中的裝配環境300的例子。在這一例子中，裝配環境700 中的裝配區域702可以包括地板704，壁面706、壁面708、壁面710和711。在這一示例性 實例中，壁面710和壁面711可以以分解視圖的形式顯示。在這一視圖中，用於無線通信系統712和運動控制系統714的組件可以被看出是 被附接於壁面706、708和710上的。無線通信系統712可以具有無線通信單元716、718、 720、722、724和726。這些無線通信單元可以是接收器、發送器、收發器和/或某種其他合 適類型的無線通信單元。運動控制系統714可以包括運動控制單元728、730、732、734、736、738、740、742、 744、746、747、748、750、752和754。這些運動控制單元可以是，例如，但不限於，接收器、照 相機、射頻識別閱讀器和/或其他合適的能夠被使用來產生位置信息的組件。在這一示例性實例中，支架756、758和760可以抵靠壁面708而設置。供給物，比 方說，例如是電池764、工具766、軸瓦盒768以及受動器770，可以經由這些支架來提供。系 統控制器772是計算機系統的一個例子，在這些實例中，其可以被使用來控制構件774的裝 配。構件774可以是機翼775。機翼775可以具有外部776和內部777。柔性夾具778、 779、780、781、782和783可以夾持機翼775從而執行操作來裝配機翼775。在這些實例中，機翼775的裝配可以通過使用外部可移動機器人裝置784、785和 786來執行，它們在機翼775的外部776上執行操作。機翼775的裝配也可以通過使用內部 可移動機器人裝置787和788來執行，它們可以在機翼775的內部777上執行操作。在這 一示例性實例中，外部可移動機器人裝置785和786在機翼775的表面789上移動，從而執 行操作。在這一所述實例中，內部可移動機器人裝置787可以具有柔性臂790，該柔性臂可 以允許內部可移動機器人裝置787伸進機翼775的內部777中從而執行操作。另外，維修機 械手791可以為執行操作而裝配機翼775的不同可移動機器人裝置提供供給和/或維修。另外，公用事業設施出口 705和707可以分別地形成在壁面708和710上。公用 事業設施出口 705和707可以提供與公用事業設施的連接，所述設施比方說，例如是電力、 水、空氣和/或其他合適的公用事業設施。公用事業設施出口 705和707可以被使用在裝 配操作期間和/或被用於裝配操作完成之後的維修工作。原始位置792可以是這樣的位置，其中不同的可移動機器人裝置在裝配操作開始 之前可以被設置在這些位置上。原始位置792也可以是這樣的位置，即可移動機器人裝置 在完成裝配操作之後可以返回到該位置。不同的可移動機器人裝置可以彼此聯合工作從而執行操作。例如，內部可移動機 器人裝置787可以與外部可移動機器人裝置784聯合起來工作以執行各種操作，比方說鑽 孔和/或緊固件安裝。
例如，外部可移動機器人裝置784可以具有電磁體793並且可以夾緊機翼775的 部分從而聯合內部可移動機器人裝置787執行各種操作。其他的可移動機器人裝置可以獨 立地工作，比方說，例如，外部可移動機器人裝置785，外部可移動機器人裝置786以及內部 可移動機器人裝置788。現在參見圖8，根據有利實施方式描述裝配環境的圖解說明。在這一示例性實中， 裝配環境700可以被重新配置，從而用於在執行裝配機身800的操作中。機身800可以具 有外部802和內部804。利用這種類型的結構，外部可移動機器人裝置806、808和810可以在機身800的 外部802的表面812上執行操作。內部可移動機器人裝置814、816和818可以在機身800 的內部804上來執行操作。圖7和圖8中的裝配環境700的圖解說明僅僅是裝配環境可以被實現來裝配構件 的一種方式的示例性實例。在一個或者更多個有利實施方式中，裝配環境700可以為裝配 不同類型的構件提供增加的靈活性。裝配區域702可以被用於製造不同類型的構件，比方 說機翼775和機身800。裝配環境700的重新配置可以通過改變用於可移動機器人裝置的程序、增加可移 動機器人裝置、移除可移動機器人裝置或者其他合適的配置變化而被快速的執行。相對於 重新配置當前裝配系統所需的變化，這些變化能夠被更加快速地實現和/或具有較少的花費。例如，如果機翼775在機身800之前被裝配，那麼用於裝配機翼775的可移動機器 人裝置可以被重新編程和/或根據需要被處在裝配區域702中裝配機身800的其他可移動 機器人裝置替代。進行這些變化無需要求對當前可用的裝配系統進行這些改變時所需的時 間和花費。利用這種類型的裝配系統，線路、導軌、溝槽以及其他組件的改線不再是必須的。現在參照圖9，根據有利實施方式描述裝配區域的圖解說明。在這一示例性實例 中，裝配區域702被描述為不具有不同的導軌和/或可移動機器人裝置。裝配區域702是 在當沒有任何操作被執行來裝配構件時的區域圖解說明。固定的機器人裝置、導軌、溝槽、 導管、纜線以及其他構件的缺席可以允許裝配區域702的容易重新配置，以用於其他操作。 另外，固定結構的缺席也可以允許裝配區域702的更加容易的維修。現在轉向圖10，將根據有利實施方式描述裝配構件的過程的流程圖說明。圖10中 所顯示的流程可以在圖3中的裝配環境300中實現。該流程可以從建立和多個可移動機器人裝置326的通信(操作1000)開始。多個 可移動機器人裝置326能夠使用無線通信系統324移動到若干個位置352並且執行操作 327，從而在裝配區域316中裝配構件302。多個可移動機器人裝置326的位置信息346可以使用由運動控制系統332產生的 位置信息346而被識別(操作1002)。位置信息346可以是多個可移動機器人裝置326和 /或多個可移動機器人裝置326的不同部分的位置。信息338通過使用無線通信系統324 而被發送給多個可移動機器人裝置326(操作1004)。信息338可以包括位置信息。操作 327使用信息338而被執行以裝配構件302 (操作1006)，並且隨後流程終止。現在參照圖11，根據有利實施方式描述裝配構件的過程的流程圖說明。圖11中所 描述的流程可以在圖3中的裝配環境300中實現。例如，該流程可以在計算機系統320中的進程355中被實施，從而控制圖3中的構件302的裝配。該流程可以從識別構件302開始(操作1100)。隨後，該流程可以下載程序350至 多個可移動機器人裝置326 (操作1102)。該流程然後可以發送命令348給多個可移動機器 人裝置326和支架325從而移動到若干位置352 (操作1104)。該流程然後可以發送命令 348給多個可移動機器人裝置326從而開始構件302的裝配(操作1106)。隨即可以判定構件320的裝配是否已經被完成(操作1108)。如果構件302的裝 配還沒有完成，那麼可以判定任一個多個可移動機器人裝置326是否已經完成了它們的任 務(操作1110)。這些任務可以是任務329中的那些任務。如果多個可移動機器人裝置326中的任一個均已經完成了它們的任務的話，那麼 就可以判定是否有額外的任務需要執行(操作1112)。在一些實例中，一些可移動機器人裝 置可以在其他可移動機器人裝置之前完成任務。在這些實例中，這些可移動機器人裝置可 以執行其他任務，這樣就可以縮短裝配構件302所需要的時間。可能沒有任務的可移動機 器人裝置可以被分配這樣一些任務，即這些任務能夠幫助其他可移動機器人裝置來更快地 完成它們的任務。另外，如果一個可移動機器人裝置需要維修或者維護的話，那麼另一個已 經完成自身任務的可移動機器人裝置就可為需要維修或維護的可移動機器人裝置執行任 務。如果需要執行額外的任務，那麼流程就可以將額外任務指派給所識別的可移動機 器人裝置(操作1114)。在操作1114中，命令348和/或程序350可以被發送給所識別的 可移動機器人裝置。該流程然後可以返回到操作1108。再次參照操作1112，如果不需要執 行額外的任務，該流程可以回到操作1108。該流程也可以從操作1110回到操作1108，如果 多個可移動機器人裝置326中沒有一個已經完成它們的任務的話。再次參照操作1108，如果構件302的裝配已經被完成，該流程然後可以發送指令 348給多個可移動機器人裝置326和支架325使它們從裝配區域316離開(操作1116)，隨 後該流程也就結束了。在操作1116中，多個可移動機器人裝置326中的一些可以回到原始 位置376。多個可移動機器人裝置326中的若干個柔性夾具334可以將構件302移動至另 一個區域用於其他的處理和/或存儲。接著轉向圖12，根據有利實施方式描述裝配構件的過程的流程圖說明。在這一示 例性實例中，圖12中的流程可以在可移動機器人裝置中實現，比方說圖6中的可移動機器 人裝置600。這一流程可以通過圖6中的數據處理系統614來實施。該流程可以從接收若干用於執行的指令和程序開始(操作1200)。該流程然後可 以從操作636中選擇一個操作用於執行(操作1202)。可以判定供給物646中是否包含了 被需求用來執行所選擇的操作的供給物(操作1204)。如果供給物存在，該流程可以執行所選擇的操作(操作1206)。該操作可以是，例 如，但不限於，鑽孔、與另一個可移動機器人裝置協作夾緊部件、研磨部件、施加密封劑、執 行部件的檢查和/或其他合適的操作。在該操作已經被執行之後，可以判定操作636中是否存在還沒有執行的額外操作 (操作1208)。如果額外的操作存在，該流程可以從所識別的操作中選擇沒有執行的操作 (操作1210)，然後該流程回到操作1204。如果所有的操作都已經被完成，該流程可以發送消息給計算機系統來指示可移動機器人裝置600已經完成了操作636 (操作1212)，隨後該流程就可以終止了。在這個時候， 可移動機器人裝置600可以等待額外的命令。再次參照操作1204，如果供給物646中沒有包含需要用來執行所識別的操作的 供給物的話，該流程然後可以發送消息給若干維修機械手332，讓其提供供給物646 (操作 1214)。該流程然後可以等待供給物646被交付(操作1216)。當供給物646已經被交付， 該流程就可以進行如上所述的操作1206。這些供給物可以包括，例如但不限於，緊固件、末 端受動器、工具、動力單元和/或其他合適的供給物。現在參照附圖13A-13D，按照有利實施方式描述裝配飛行器構件的過程的流程圖 說明。附圖13A-13D中所示的流程是可以執行操作來裝配飛行器構件所採用的一種方式的 例子。附圖13A-13D中所示的流程可以使用圖3中的裝配環境300來實現。該流程可以從計算機系統320獲取裝配構件302所需要的信息開始(操作1300)。 該信息可以包括，例如，但不限於，技術規格、製造計劃、所需要的設備、所需要的工具、所需 要的部件、所需要的材料和/或其他合適的信息。該流程然後可以激活計算機系統320來 裝配構件302 (操作1302)。計算機系統320可以激活運動控制系統332、無線通信系統324 以及任何合適的設備(操作1306)。可以判定裝配環境300中的所有系統是否都已經被打 開(操作1308)。如果所有的系統沒有都已經被打開，該流程可以回到操作1306。如果操作1308中的所有系統都已經被打開，計算機系統320就可以發送信息328 給多個可移動機器人裝置326 (操作1310)。信息338可以包括，例如，但不限於，消息340、 位置信息346、指令348、程序350和/或其他合適的執行操作327來裝配構件302所需的 fn息ο對於計算機系統320所發送的信息的響應可以從多個可移動機器人裝置326接收 (操作1312)。可以判定是否所有的信息338都已經被接收(操作1314)。如果所有的信息 338都沒有被接收到，該流程返回到操作1310。當所有的信息338都已經被接收到時，計算機系統320詢問多個可移動機器人裝 置326、支架325和/或其他合適的組件從而判定裝配系統308是否準備好開始構件302的 裝配(操作1315)。計算機系統320可以接收響應(操作1316)並且可以判定是否供給物360已經 準備好(操作1317)。如果供給物360還沒有準備好，則供給物360被獲得和/或被調整 (1318)。操作1318可以包括校準和裝載工具、末端受動器、緊固裝置盒、電池和/或其他合 適的供給物。該流程然後可以回到操作1316。如果供給物360已經準備好，該流程可以判定多個可移動機器人裝置326是否已 經準備好來執行操作327 (操作1320)。如果所有的多個可移動機器人裝置326都沒有準備 好來執行操作327，那麼則可以對多個可移動機器人裝置326中的一個或者更多個進行調 整(操作1322)，然後該流程可以返回操作1320。操作1322可以包括，例如，但不限於，校準和/或安裝若干內部可移動機器人裝 置328、若干外部可移動機器人裝置330、若干維修機械手332、若干柔性夾具334和/或其 他合適機器。當所有的多個可移動機器人裝置326都準備好時，計算機系統320則可以發 送指令348給多個可移動機器人裝置326來移動至若干位置352從而執行操作327 (操作 1324)。
響應於接收到指令348，支架325可以移動進入若干位置352中(操作1326)。支 架325可以與計算機系統320和運動控制系統322進行通信，從而避免碰撞(操作1328)。 可以判定支架325是否被置於原始位置376 (操作1330)。如果支架325沒有處在原始位置 376上，那麼流程可以返回到操作1326。響應於在操作1324中接收到指令348，若干柔性夾具334可以朝向夾具位置而移 動進入裝配區域316中(操作1332)。若干柔性夾具334可以與計算機系統320和運動控 制系統322進行通信，從而避免碰撞(操作1334)。然後可以判定若干夾具334是否已經處 在適當位置用於執行操作327(操作1336)。如果若干柔性夾具334沒有處在適當的位置 上，那麼流程可以回到操作1332。同樣，響應於操作1324中的指令348，若干外部可移動機器人裝置330、若干內部 可移動機器人裝置328、若干維修機械手332可以移動進入裝配區域316 (操作1338)。若干 內部可移動機器人裝置328、若干外部可移動機器人裝置330、若干維修機械手332可以與 計算機系統320和運動控制系統322進行通信，從而在移動過程中避免碰撞(操作1340)。在操作1330、1336和1340中，該流程可以等待所有的裝置都準備好來執行操作 327 (操作1342)。當所有的裝置都準備好執行操作327時，計算機系統320可以通過無線 通信系統324來發送指令，從而開始裝配操作327 (操作1346)。裝配操作可以是操作327 的子集並且可以包括將部件彼此定位和固定從而形成構件302。若干內部可移動機器人裝置328和若干外部可移動機器人裝置330使用無線通信 系統324可以與若干維修機械手332進行通信從而請求供給物360 (操作1348)。若干維修 機械手332可以從支架325上獲得供給物360，並且將它們傳送給若干內部可移動機器人裝 置328和若干外部可移動機器人裝置330 (操作1350)。可以判定若干內部可移動機器人裝置328和若干外部可移動機器人裝置330是否 已經從供給物360接收到足夠多的供給物(操作1352)。如果還沒有從供給物360獲得足 夠多的供給物的話，流程可以返回到操作1348。這些供給物可以包括部件、緊固件、密封劑、 漆、膠合劑和/或裝配構件302所需要的其他合適供給物。一旦已經接收到足夠多的供給 物，供給物360中的部件就可以被放置到若干柔性夾具334上(操作1354)。然後就可以判定所有的部件是否已經都被裝載到若干柔性夾具334上(操作 1356)。如果所有的部件還沒有已經被裝載，該流程可以返回到操作1354。否則，若干內部 可移動機器人裝置328和若干外部可移動機器人裝置330可以移動進入若干位置352 (操 作 1358)。若干外部可移動機器人裝置330中的一些可以發送消息340而請求移動到構件 302的頂部上(操作1360)。若干維修機械手332可以撿起並且放置發出請求到構件302 上的若干外部可移動機器人裝置330內的機器人裝置(操作1362)。可以判定發送請求的所有若干外部可移動機器人裝置330是否都已經被放置到 構件的頂部上(操作1364)。如果不是所有的若干外部可移動機器人裝置330都已經被放 置構件302的頂部上，那麼流程可以回到操作1360。否則，該流程隨後可以在構件302上執行裝配操作327從而裝配構件302 (操作 1366)。這些裝配操作可以包括若干內部可移動機器人裝置328和若干外部可移動機器人 裝置330之間的同步的裝配操作。若干內部可移動機器人裝置328和若干外部可移動機器人裝置330監控它們自身和供給物360 (操作1368)。可以判定是否需要維修(操作1370)。維修可能需要更換末端受動器362、動力單 元364、工具366、緊固件368和/或其他合適形式的供應物360。如果需要維修操作，消息340可以從需要維修的特定可移動機器人裝置發送到若 幹維修機械手332 (操作1372)。響應於接收到消息340，若干維修機械手332可以獲得供 給物360並且使用供給物360來執行維修(操作1374)。可以判定是否維修已經完成(操作1376)。如果維修並沒有完成，那麼流程可以 回到操作1372。如果維修操作完成了，那麼流程可以繼續在構件302上執行操作327(操 作1378)。操作327可以包括部件的裝配、檢查和裝配構件302所需要的其他合適操作。隨 後，可以判定操作327是否已經被完成(操作1380)。如果操作327還沒有被完成，那麼流程可以返回到操作1378。當操作327已經被 完成時，計算機系統320可以發送指令348給若干柔性夾具334來將構件302移出裝配區 域316(操作1382)。隨後，構件302可以被移動到另一個裝配區域而用於其他的處理(操 作1384)，流程然後終止。再次參考操作1370，如果不需要維修，流程則可以繼續執行上述的操作1378。現在轉向圖14，根據有利實施方式描述在構件上執行操作的過程的流程圖說明。 圖14中所示的流程可以在比方說，例如圖3中的裝配環境300中實現。該流程可以從激活第一可移動機器人裝置和第二可移動機器人裝置開始(操作 1400)。隨後，可以識別將為其執行操作的構件302(操作1404)。第一可移動機器人裝置可 以是鄰近於構件302的第一表面的，而第二可移動機器人裝置則可以是鄰近於構件302的 第二表面的。第一可移動機器人裝置和第二可移動機器人裝置可以執行夾緊功能來夾緊在相 應位置上的部件(操作1406)。第一可移動機器人裝置可以執行鑽孔操作從而在構件302 的位置上的部件上鑽出一個孔(操作1408)。第一可移動機器人裝置和第二可移動機器人 裝置可以通過該孔來安裝緊固件從而將部件彼此固定於構件302上(操作1410)，該流程隨 後可以終止。在不同的所述實施方式中描述的流程圖和塊解說明在不同有利實施方式中 的設備以及方法的一些可能實現方式的架構、功能和操作。關於這一方面，流程圖或者塊圖 中的每一個塊可以代表模塊、節段、功能和/或操作或步驟的一部分。在一些替代實施方式中，塊中所顯示的功能或者多個功能可以不按照圖中所顯示 的順序進行。例如，在一些情況中，按順序顯示的兩個塊可以基本同時執行，或者有些塊有 時可以按照相反的順序來執行，這取決於所涉及到的功能。因此，不同的有利實施方式提供用於裝配構件的方法和設備，且其裝配構件的方 式可以為不同類型的構件提供增加的靈活性，所述構件可以在特定裝配區域中被裝配。不 同的有利實施方式可以提供這樣一種能力，即可以按照相較於現今裝配系統更快和/或花 費更少的這樣一種方式來變更正在被裝配的構件的類型。不同的有利實施方式可以不需要 固定的軌道、固定的機器人機械裝置、地板中的溝槽、導管以及其他的移動和/或改變起來 要求時間和花費的結構。不同的有利實施方式的描述已經被給出用於示例和說明的目的，但這並不是排他的或者要限制為所公開形式的實施方式。對於本領域普通技術人員來說，很多修改以及變 化都是顯而易見的。另外，不同的有利實施方式相比於其他的有利實施方式可以提供不同 的優勢。儘管本發明的不同有利實施方式已經根據飛行器的構件而進行了描述，但是其他 的有利實施方式也可以被應用於其他類型的物體。例如，但不限於，其他的有利實施方式可 以被應用於機翼、機身、發動機、坦克、潛水艇殼體、太空飛行器、空間站、水上船隻以及汽車。所選擇的實施方式或者多個實施方式是為了最好地解釋本發明實施方式的基本 原理和實際應用而被選擇和描述的，並且使得其他的本領域普通技術人員能夠理解本發明 從而可以對各種實施方式進行各種更改，這些更改能夠滿足於實際的應用預期。
權利要求
一種設備，其包括能夠移動至裝配區域中的若干位置且能夠執行操作從而在所述裝配區域中裝配構件的多個可移動機器人裝置；能夠提供與所述裝配區域中的所述多個可移動機器人裝置的通信的無線通信系統；和能夠為所述裝配區域中的所述多個可移動機器人裝置產生位置信息且將所述位置信息傳給所述多個可移動機器人裝置的運動控制系統。
2.如權利要求1所述的設備，其中所述多個可移動機器人裝置包括內部可移動機器人 裝置、外部可移動機器人裝置、柔性夾具和維修機械裝置中的至少一個。
3.如權利要求1所述的設備，其中所述位置信息包括可移動機器人裝置上臂的位置、 所述可移動機器人裝置上末端受動器的位置、所述可移動機器人裝置的主體的位置和部件 的位置中的至少一個。
4.如權利要求1所述的設備，進一步包括計算機系統，其中該計算機系統能夠與所述多個可移動機器人裝置交換信息，其中該 信息包括指令、數據、可移動機器人裝置的位置以及能夠被所述多個可移動機器人裝置中 的可移動機器人裝置執行的程序中的至少一個。
5.如權利要求1所述的設備，其中所述運動控制系統包括多個傳感器；以及能夠利用該多個傳感器來識別所述多個可移動機器人裝置的位置的計算機。
6.如權利要求5所述的設備，其中所述多個傳感器包括若干類型的傳感器，其選自照 相機、能夠從所述多個可移動機器人裝置接收全球定位系統信息的接收器以及射頻識別傳 感器閱讀器中的至少一個。
7.如權利要求5所述的設備，其中所述多個傳感器被設置在所述多個可移動機器人裝 置中的至少一個上且被設置在所述裝配區域中的所選位置。
8.如權利要求1所述的設備，其中所述多個可移動機器人裝置包括能夠在所述構件的外部周圍移動且能夠在所述構件的外部上執行若干個第一操作的 外部可移動機器人裝置；以及能夠在構件的內部中執行若干個第二操作且能夠結合由所述外部可移動機器人裝置 所執行的所述若干第一操作來執行該若干第二操作從而裝配該構件的內部可移動機器人直ο
9.如權利要求1所述的設備，其中所述操作包括將部件緊固、檢查部件、鑽孔、夾緊部 件、安裝緊固件以及施加密封劑中的至少一個。
10.一種裝配系統，其包括能夠在構件的外部周圍移動且能夠在所述構件的外部上執行若干個第一操作的外部 可移動機器人裝置；以及內部可移動機器人裝置，其能夠在所述構件的內部中執行若干個第二操作且能夠結合 由所述外部可移動機器人裝置執行的所述若干第一操作來執行所述若干第二操作從而裝 配該構件。
11.如權利要求10所述的裝配系統，其中所述內部可移動機器人裝置能夠將若干元件 移動進入所述構件的內部從而執行所述若干第二操作。
12.一種用於裝配構件的方法，該方法包括使用無線通信系統來建立和多個可移動機器人裝置的通信，所述多個可移動機器人 裝置能夠移動進入裝配區域中的若干位置且能夠在所述裝配區域中執行操作來裝配該構 件；使用運動控制系統來為所述多個可移動機器人裝置識別位置信息； 發送信息給所述多個可移動機器人裝置，其中該信息包括所述位置信息；以及 使用所述位置信息來執行操作從而裝配該構件。
13.如權利要求12所述的方法，其中發送信息給所述多個可移動機器人裝置的步驟包括發送若干程序給所述多個可移動機器人裝置。
14.如權利要求12所述的方法，其中發送信息給所述多個可移動機器人裝置的步驟包括發送所述位置信息給所述多個可移動機器人裝置中的若干個。
15.如權利要求12所述的方法，其中使用所述位置信息來執行操作從而裝配該構件的 步驟包括在所述多個可移動機器人裝置之間傳遞消息；以及 使用所述消息來執行若干個操作從而裝配該構件。
全文摘要
一種設備包括多個可移動機器人裝置、無線通信系統和運動控制系統。所述多個可移動機器人裝置能夠移動至裝配區域中的若干位置上且能夠執行操作從而在裝配區域中裝配構件。所述無線通信系統能夠為裝配區域中的多個可移動機器人裝置提供通信。所述運動控制系統能夠為裝配區域中的多個可移動機器人裝置產生位置信息且能夠告知該位置。
文檔編號B25J9/16GK101898301SQ20101017086
公開日2010年12月1日 申請日期2010年2月21日 優先權日2009年2月24日
發明者B·薩, D·H·阿米瑞特沙米 申請人:波音公司