机器人、机器人系统及相关的方法与流程

本公开涉及机器人、机器人系统及相关的方法。

背景技术：

现代自动化制造设备通常利用运动学机器人来运输、操纵和/或组装工件和/或其部件。这样的机器人可以通过多个自由度(dof)来表征，机器人的部件可以通过所述多个自由度被移动。例如，6自由度(6dof)机器人能够通过三个平移自由度(例如，x、y和z)以及通过三个旋转自由度(例如，滚动、俯仰和偏转)来移动安装在机器人上的末端执行器。此外，机器人可以通过描述机器人可接近的所有位置和取向的集合的工作空间(workenvelop)来表征。通常期望的是，运动学机器人能够在限制机器人的总尺寸和/或占地面积的同时在大的工作空间上实现完全的6自由度运动。

串联机器人通常包括串联连接的多个独立可控的连杆元件。虽然串联机器人可允许具有高达6个自由度的运动以及大的工作空间，但是它们的速度和精度受到限制。特别地，由于串联安装连杆元件，各个连杆的误差被累积，从而需要具有极精细标定的大连杆元件来实现末端执行器精度。因此，连杆元件的大质量限制了串联机器人可被操纵的速度。

替代地，并联机器人通常包括并联连接的多个独立可控的连杆元件，使得每个连杆元件的误差被平均而不是被累积。然而，用于并联机器人的当前设计相对于它们的工作空间通常需要大的占地面积和/或只有当它们包括被串联添加有并联连杆元件的重的腕状元件时才能实现完全的6自由度运动。

关于这些和其他考虑，提出了本文所做的公开。

技术实现要素：

公开了用于相对于表面移动的并联运动学机器人、包括该并联运动学机器人的机器人系统，以及相关的方法。

一种机器人包括主体、至少两只腿和至少两只脚。至少两只腿中的每只腿具有近端区域和远端区域，其中，每只腿的近端区域在具有一个旋转自由度的相应的主体接头处被可操作地耦接到主体。至少两只脚中的每只脚在包含两个旋转自由度的相应的脚接头处被可操作地耦接到至少两只腿的相应的腿的远端区域。每只脚被配置为相对于表面以两个平移自由度被选择性地、独立地和主动地平移。一种操作机器人的方法包括选择性地、独立地和主动地平移机器人的至少两只脚中的至少一只脚，以便以六个自由度可操作地移动机器人的主体。

机器人系统包括一个或更多个机器人和表面，所述一个或更多个机器人被定位以沿该表面移动。一种操作机器人系统的方法包括选择性地、独立地和主动地平移所述一个或更多个机器人中的至少一只脚，以便以六个自由度可操作地移动相应的主体。

附图说明

图1是表示根据本公开的机器人的示意图。

图2是根据本公开的示例机器人的透视图。

图3是图2的示例机器人的另一透视图。

图4是图2的示例机器人的另一透视图。

图5是表示根据本公开的机器人系统的示意图。

图6是表示根据本公开的机器人系统的另一示意图。

图7是表示根据本公开的机器人系统的示意图。

图8是表示根据本公开的机器人系统的示意图。

图9是表示根据本公开的机器人系统的示意图。

图10是表示根据本公开的机器人系统的示意图。

图11是示意性地表示根据本公开的操作机器人和机器人系统的方法的流程图。

具体实施方式

公开了用于相对于表面移动的并联运动学机器人、包括该并联运动学机器人的机器人系统，以及相关的方法。通常，在附图中，有可能被包括在给定示例中的元件以实线示出，而针对给定示例是可选的元件以虚线示出。然而，以实线示出的元件对于本公开的所有示例不是必要的，并且在不脱离本公开的范围的情况下以实线示出的元件可以从特定的示例中省略。

如图1中示意性所示，用于相对于表面180移动的机器人100包括主体110、至少两只腿130和至少两只脚150。每只腿130具有近端区域132和远端区域134，其中腿的近端区域在具有一个旋转自由度的相应的主体接头136处被可操作地耦接到主体110。每只脚150在包含两个旋转自由度的相应的脚接头138处被可操作地耦接到相应的腿130的远端区域134。每只脚150被配置为相对于表面180以两个平移自由度被选择性地、独立地和主动地平移。通过这种方式，机器人100可以被配置为通过关于彼此的脚150和关于表面180选择性地定位每只脚150而以六个自由度将主体110带到预定位置和/或旋转取向。换句话说，机器人100可以被配置为使得基于脚150在表面180上的相对位置来确定主体110的位置和/或定位取向。

如本文所使用的，当修饰装置的一个或更多个部件或特征的动作、运动、配置或其他活动时，术语“选择性的”和“选择性地”意味着具体的动作、运动、配置或其他活动是被配置用于操纵装置的一个方面或装置的一个或更多个部件的输入的直接结果或间接结果。

主体110可以被配置为被可操作地耦接到末端执行器120。具体地，主体110可以包括被配置为将末端执行器120耦接到主体110的一个或更多个耦接结构112。例如，耦接结构112可以包括机械连接机构(例如被配置成接收一个或更多个螺栓的螺栓盘(boltplatter))；然而，耦接结构112的其它示例也在本公开的范围内，并且任何合适的耦接结构112可以被使用。

主体110可以被配置成以任何合适的取向被可操作地耦接到末端执行器120。例如，主体110可以包括大致面向腿130的第一侧111和大致背离腿130的第二侧113，并且末端执行器120可以在第一侧111上被耦接到主体110。在这种配置中，末端执行器120可以被描述为定位在腿130之间或大致在腿130之间。另外地或替代地，主体110可以被配置成被可操作地耦接到末端执行器120，其中末端执行器120在第二侧113上耦接到主体110，使得末端执行器120可以被描述为相对于主体110被定位成与腿130方向相反或大致方向相反。

末端执行器120可以是用于接触、定位、操纵和/或更换工件的任何合适的工具。例如，末端执行器120可以包括焊接工具、钻孔工具、切削工具、材料去除工具、纤维铺放工具、抓取工具、力-扭矩传感器、工具切换器和/或提升工具。末端执行器120可以包括末端执行器控制器122，该末端执行器控制器122被配置成选择性地平移、操纵和/或以其他方式控制末端执行器120以完成任务。

如本文所使用的，“控制器”可以是被配置为执行本文所讨论的控制器的功能的任何合适的设备或多个设备。例如，控制器可以包括电子控制器、专用控制器、特殊用途控制器、个人计算机、专用计算机、显示设备、逻辑设备、存储设备和/或具有适于存储用于实现根据本公开的系统和/或方法的方面的计算机可执行指令的非暂时性计算机可读介质的存储设备中的一个或更多个。

每个主体接头136可以限定主体110与腿130之间的单个旋转自由度。例如，每个主体接头136可以由诸如单轴线铰链的旋转接头组成。主体接头136可以允许腿130关于主体110的任何适当范围的旋转运动。例如，主体接头136可以被配置为允许腿130关于主体110在至少10度、至少30度、至少45度、至少60度、至少90度、至少120度、至少180度、至少225度、至少270度、小于270度、小于230度、小于180度、小于160度、小于100度、小于75度、小于50度、小于40度和/或小于20度的角度范围内旋转。在一些示例中，主体接头136可以围绕主体110的周边被均匀地间隔开。在另一些示例中，主体接头136可以围绕主体110的周边被不均匀地间隔开。

每只腿130可以包括或者可以是细长的腿。例如，腿130可以通过腿宽度和显着大于腿宽度的腿长度来表征。每只腿130可以具有相同的长度，或至少大体相同的长度。每只腿130可以具有固定的长度，或者可以被配置成选择性地增加和/或减小长度。例如，腿130可以是可伸缩腿130，和/或可以包括被配置成选择性地改变腿130的长度的延伸结构140。

每只腿130可以是刚性的或至少大体是刚性的。例如，腿130可以被配置成使得在典型的工况下该腿保持至少大体不弯曲。每只腿130可以至少大体是线性的。替代地，至少一只腿130可以是非线性的。例如，并且如图1中被示意性地和可选地示出，腿130可以具有包括弧形曲线和/或预成形角的腿形。这样的配置可以是有益的，例如，在机器人100正跨立或以其它方式靠近固定物体(例如工件和/或支撑工件的表面)操作的示例中，使得腿130可以被移动成极为接近固定物体但不与该固定物体碰撞。另外地或替代地，这种配置可以在末端执行器120被耦接到主体110的第一侧111的示例中有利于通过末端执行器120操纵工件，使得工件和末端执行器120被大致定位在腿130之间。

机器人100可以包括至少三只腿130，并且可以包括至少三只脚150。例如，如图1中和图2至图4中用虚线示意性示出的，至少两只腿130可以由三只腿130组成，并且至少两只脚150可以由三只脚150组成。也就是说，机器人100可以包括恰好三只腿130和恰好三只脚150。

如所讨论的，每个脚接头138包括至少两个旋转自由度，这可以允许腿130关于脚150以对应的至少两个旋转自由度旋转。例如，脚接头138可以被配置成允许腿130关于脚150围绕翻滚轴线、俯仰轴线和/或偏转轴线的转动，所述翻滚轴线大体平行于腿130在表面180上的投影，所述俯仰轴线大体垂直于所述翻滚轴线并且大体平行于表面180，所述偏转轴线大体垂直于表面180。然而，这不是必需的，并且至少两个旋转自由度对应于任何适当的非平行旋转轴线也在本公开的范围内。

脚接头138可以包括球形接头、球接头、球窝接头和/或万向节。例如，脚接头138可以包括限定恰好三个旋转自由度的球形接头、球接头和/或球窝接头。

如所讨论的，每只脚150被配置为相对于表面180以两个平移自由度被选择性地、独立地和主动地平移。脚150可以包括表面接合结构152，该表面接合结构152被配置为接触或以其他方式接合表面180。例如，脚150和/或表面接合结构152可以包括平面马达(例如sawyer马达)，并且脚150可以包括配置用于相对于表面180平移脚150的驱动器(forcer)。另外地或替代地，脚150和/或表面接合结构152可包括一个或更多个轮子，例如球形轮子和/或机动化轮子。另外地或替代地，脚150可以包括自动导引车(agv)。

脚150和/或表面接合结构152可包括被配置为在每只脚150与表面180之间提供空气垫以使脚150与表面180之间的摩擦力最小化的空气轴承。另外地或替代地，表面180可包括脚接合结构182，该脚接合结构182被配置成接触脚150或以其他方式与脚150接合，并且表面180可包括被配置为在脚150与表面180之间提供空气垫的空气轴承。

每只脚150可以被配置为在相应的位置处选择性地和可释放地固定到表面180。例如，在脚150和/或表面180包括被配置为在脚150与表面180之间提供空气垫的空气轴承的示例中，空气垫可以被选择性地移除，并且/或者结合力(例如磁力)可以被选择性地施加以将脚150相对于表面180固定在适当位置。这种功能可能是期望的，例如，当末端执行器120执行操作或接收负载时，将主体110保持在固定的位置或至少大体固定的位置和/或旋转取向。

也如图1中用虚线示意性表示的，机器人100可以包括被可操作地耦接到主体110、腿130和脚150中的一个或更多个的一个或更多个传感器160。传感器160可以被配置为检测三维空间中的位置、三维空间中的取向和加速度中的一个或更多个。

机器人100额外地可以包括一个或更多个机器人控制器170，所述一个或更多个机器人控制器170被配置为相对于表面180选择性地、独立地和主动地平移每只脚150。如图1中示意性地所示，机器人控制器170可以被定位在机器人100上的任何合适的位置，例如在主体110处和/或在脚150处。机器人控制器170可以通信地(例如经由无线协议(如图1中的闪电束示意性示出的)，和/或经由有线通信协议)耦接到传感器160。在这样的示例中，机器人控制器170可以被配置为至少部分地基于从传感器160接收的数据相对于表面180选择性地、独立地和主动地平移每只脚150。

另外地或替代地，主体110可以包括主体系缆114，该主体系缆114可以被配置为向主体110提供功率和/或命令，并因此可以代替机器人控制器170和/或与机器人控制器170相结合操作。类似地，脚150可以包括脚系缆154，该脚系缆154可以被配置为向脚150提供功率和/或命令，并因此可以代替机器人控制器170和/或与机器人控制器170相结合操作。

另外地或替代地，主体110可以包括主体电池116，和/或脚150可以包括脚电池156，使得主体电池116和/或脚电池156可以被配置为向机器人100的任何合适的部件(例如主体110、末端执行器120、脚150、传感器160和/或机器人控制器170)提供电功率。

作为示例，在操作中，机器人100可以被配置为使末端执行器120到达预定位置和/或旋转取向，其中末端执行器120的位置和/或旋转取向可以由每只脚150相对于表面180和相对于另一只脚的相应的位置被唯一地确定。在这样的示例中，传感器160可以测量主体110和/或末端执行器120的位置和/或旋转取向，该位置和/或旋转取向可以与目标位置和/或目标旋转取向相比较，并且机器人控制器170随后可以平移一个或更多个脚150，以使主体110和末端执行器120到达目标位置和/或目标旋转取向。

现在转到图2至图4，机器人100的说明性的、非排他性的示例被示出并且在200处指示。在适当的情况下，来自图1的示意性说明的标号数字用于表示图2至图4的示例的对应部分；然而，图2至图4的示例是非排他性的并且不将机器人100限制到图2至图4的所示示例。也就是说，机器人100不限于图2至图4的具体示例，并且机器人100可以包含参考图1的示意表示所说明和讨论的机器人100的各种方面、配置、特性、性质等中的任意数量及其变体，而不需要包括全部的这些方面、配置、特性、性质等。为简明起见，关于图2至图4的示例，每个先前讨论的部件、零件、部分、方面、区域等，或其变型可以不被再次讨论、说明和/或标记；然而，先前讨论的特征、变型等可以与图2至图4的示例一起被使用也在本公开的范围内。

如图2至图4中所示，机器人200是机器人100的说明性、非排他性示例，该机器人200包括主体110、三只腿130和用于相对于表面180移动的三只脚150。如图所示，主体110包括耦接结构112，该耦接结构112包括螺栓盘，多个螺栓可以被插入到该螺栓盘中以选择性地将末端执行器120耦接到主体110。每只腿130大体是线性的并且具有固定的共同长度。每只腿130包括单轴线铰链形式的主体接头136，并且包括具有三个旋转自由度的球窝接头形式的脚接头138。每个脚150包括被配置为相对于表面180以两个平移自由度平移脚150的平面马达。

图2至图4另外地示出了可由主体110基于脚150的相对位置所呈现的多个位置和旋转取向。例如，参照图2至图3，图3示出了其中相对于图2所示的配置使主体110更靠近表面180的一种配置，这种配置通过关于主体110的中心点在表面180上的投影径向向外移动每只脚150来实现。此外，参照图2和图4，图4示出了其中相对于图2所示的配置主体110被保持在表面180上方大致恒定距离的一种配置，但是其中主体110的旋转取向已经通过改变脚150的相对位置而被改变。

现在转到图5至图10，机器人系统300的说明性的、非排他性的示例被示出。机器人系统300包括一个或更多个机器人100和表面180，使得机器人100被定位用于沿着表面180移动。虽然图5至图6示出了机器人系统300在飞行器制造的背景下被利用，但是这是作为非限制性示例被提供的，并且在本公开的范围内的是，机器人系统300可以被用于任何适当的应用中。在图5中，机器人100被示意性地表示为三角形；然而，该表示仅用于说明性目的，并且不旨在表示机器人100的特定形式、尺寸或外观。

机器人系统300可以包括多个机器人100。多个机器人100中的给定的机器人100可以被配置为执行与多个机器人100中的不同的机器人100不同的任务和/或尺寸可以被设计成与多个机器人100中的不同的机器人100的尺寸不同，例如，给定的机器人100可以具有被可操作地耦接到其相应的主体110的对应类型的末端执行器120，并且不同的机器人100可以具有被可操作地耦接到其相应主体110的不同类型的末端执行器120。另外地或替代地，给定的机器人100可以具有在其相应的腿130之间的被可操作地耦接到其相应的主体110的相应的末端执行器120，而不同的机器人100可以具有与其相应的腿130相对于其主体110方向相反地被可操作地耦接到其相应的主体110的相应的末端执行器120。

作为另外的示例，以及参照图5，机器人系统300的机器人100可以包括至少一个运输机器人310，所述至少一个运输机器人310被配置成选择性地获取零件322并运输零件322以靠近正在被组装的装置330。如本文所使用的，装置330另外地或替代地可以被称为工件330，并且工件330可以包括和/或可以是一个或更多个零件322。机器人系统300另外地可以包括用于组装装置330的零件322的库存320，使得表面180延伸靠近库存320，并且使得至少一个运输机器人310被配置为选择性地从库存320获取零件并运输零件以接近装置330。

另外地或替代地，机器人系统300的机器人100可以包括至少一个安装机器人312，所述至少一个安装机器人312被配置为选择性地从至少一个运输机器人310接收零件322，用于将零件322可操作地安装在装置330上。例如，并且继续参照图5，装置330可以包括或者可以是飞行器332或其一部分，并且零件322可以是飞行器332的任何合适的部件(例如机翼、发动机或机身部件)，使得机器人100可以被配置为支撑、运输、对准、机加工、定向和/或安装任何合适的零件322。如本文所使用的，零件322通常可以指被用于工件330的组装和/或被包括在组装的工件330中的任何合适的部件。因此，在本公开的范围内的是，给定的部件可以被称为零件322以及工件330两者。例如，并且如图5所示，零件322可以采用安装在机翼形式的工件330上的发动机的形式，和/或零件322可以采用安装在机身形式的工件330上的机翼的形式。

机器人系统300的表面180可以包括一个或更多个行进区域350，所述一个或更多个行进区域350被配置用于机器人100(例如运输机器人310)沿其行进而不被定位用于在装置330上工作。另外地或替代地，机器人系统300的表面180可以包括一个或更多个操作区域360，所述一个或更多个操作区域360被配置用于机器人100(例如安装机器人312)被定位用于在装置330上工作。行进区域350可以被配置为用于机器人100(例如运输机器人310)往返于操作区域360行进。如图5所示，行进区域350可以是细长的。例如，行进区域350可以具有大体不大于沿着行进区域350行进的机器人100的宽度和/或大体小于操作区域360的尺寸的宽度。

如图5中进一步所示，机器人系统300另外地可以包括被配置为相对于表面180选择性地平移机器人100的脚150的系统控制器356。系统控制器356可以被配置为协调至少两个机器人100的移动以完成任务。例如，系统控制器356可以被配置为协调工件从运输机器人310到安装机器人312的传送。另外地或替代地，系统控制器356可以被配置为监测和协调一个或更多个机器人100的运动，使得机器人100可以完成独立任务而彼此不碰撞或不与其周围环境碰撞。系统控制器356可以被配置为以任何合适的方式例如经由无线协议(如图5中的闪电束示意性地表示)，和/或经由有线通信协议与一个或更多个机器人100联系。

现在转到图6，机器人系统300的附加的说明性的、非排他性示例被示出。如图6所示，表面180可以采取任何合适的配置。例如，表面180可以包括一个或更多个水平区域342和/或一个或更多个竖直区域344。另外地或替代地，表面180可以包括一个或更多个平面区域346和/或一个或更多个弯曲区域348。如图6所示，表面180的平面区域346可以包括或者可以是水平区域342和/或竖直区域344，和/或可以包括大体上不水平或不竖直的区域，例如关于水平平面或竖直平面成角度的区域。

如图6所示，在一些示例中，机器人100可以被放置在表面180上关于地面悬空的位置。换句话说，机器人100可以被定位在表面180上，使得可能需要吸引力以防止机器人100从表面180脱落。这种吸引力可以由任何合适的机构提供，例如脚150与表面180之间的磁力，脚150与表面180之间的机械连接机构，和/或脚150与表面180之间的真空密封。

在其中脚150和/或包括平面马达(诸如sawyer马达)的表面接合结构152，和/或其中脚150包括被配置为相对于表面180平移脚150的驱动器的示例中，机器人系统300的表面180可以包括或者可以是被配置为与平面马达一起使用的压板(platen)。在这样的示例中，在脚150与表面180之间的磁引力可以便于将机器人100定向和/或保持在升高的位置。另外地或替代地，并且参照图5，表面180的行进区域350或操作区域360可以包括或者是被配置为与平面马达一起使用的压板。

另外地或替代地，并且如所讨论的，机器人系统300的表面180可以包括被配置成在机器人100的脚150与表面180之间提供空气垫的一个或更多个空气轴承。在这样的示例中，脚150与表面180之间的空气垫的选择性去除可以提供真空密封，该真空密封可有助于将机器人100定向和/或保持在升高位置。

如图6中进一步所示，机器人系统300的机器人100的末端执行器120可以关于主体110、腿130、表面180和/或装置330采用任何适当的取向。例如，且如所讨论的，末端执行器120可以相对于主体110被定位成与腿130方向相反，使得机器人100在机器人100正操纵装置330时可以大体完全在表面180与装置330之间。替代地，并且如所讨论的，末端执行器120可以被定位在腿130之间，使得装置330在机器人100正操纵装置330时可以被大体定位在机器人100的主体110与表面180之间。在这样的配置中，装置330可以是自立式装置330(例如飞行器332的机翼)。另外地或替代地，并且在图6中被进一步示出的，装置330可以由装置支撑结构334(例如桌子、支架和/或输送机带)来支撑。

参照图7和图8的示例，机器人系统300可以包括用于运输零件322的一个或更多个输送机336。在这种系统300中，机器人100可以具有末端执行器120，所述末端执行器120被配置为被可操作地定位在输送机336上方，从而诸如在零件沿着输送机行进时在零件上工作、操纵零件或以其他方式接合零件。在图7的示例中，机器人100被竖直地定位在表面180的下方，其中其末端执行器120与其腿130方向相反。在这种配置中，机器人100可以相对于两个或更多个输送机336中的每一个以六个自由度容易地移动其末端执行器120。在图8的示例中，机器人100被竖直地定位在表面180的上方，其中其末端执行器120被可操作地耦接到其主体110、与其腿130方向相反。在这种配置中，机器人100可以相对于两个或更多个输送机336中的每一个以六个自由度容易地移动其末端执行器120。

另外地或替代地，系统300的多个机器人100中的两个机器人100可以被配置为执行相同或相似的任务，并且因此共同地完成任务。作为示例，图9示意性地示出了两个机器人100，每个机器人具有被配置用于切削工件330的末端执行器120。在所示示例中，机器人100被可操作地耦接到表面180，其中表面180被竖直地定位在机器人100的上方，并且其中工件330被竖直地定位于机器人的下方。具有两个或更多个机器人100一起共同工作以完成任务的机器人系统300的其他配置也在本公开的范围内。

图11示意性地提供了表示根据本公开的方法的说明性的、非排他性示例的流程图。在图11中，一些步骤由虚线框示出，表明这些步骤可以是可选的或者可以对应于根据本公开的方法的可选版本。也就是说，并不是根据本公开的所有方法都需要包括实心框中所示的步骤。图11中所示的方法和步骤不是限制性的，并且其它方法和步骤也在本公开的范围内，包括具有大于或少于所示步骤的数量的方法，如根据本文的讨论所理解的。

如图11所示，操作机器人100的方法400包括选择性地、独立地和主动地平移410至少一只脚150，以便以六个自由度可操作地移动主体110，并且附加地可以包括利用机器人在工件330上工作420。

平移410可以包括在表面180上以两个平移自由度平移机器人100的至少一只脚150和/或所有脚150，并且可以包括同时平移至少一只脚150、顺序地平移至少一只脚150，和/或其组合。平移410可以包括关于至少一只其他脚150和/或表面180将每只脚150平移到预定的相应的位置，和/或可以包括响应于由传感器160收集到的信息而平移每只脚150。另外地或替代地，平移410可以包括平移至少一只脚150以使主体110到达预定位置和/或旋转取向。

工作420可以包括利用末端执行器120在工件330上执行操作和/或与工件330一起执行操作。例如，工作420可以包括组装工件330、焊接工件330、钻孔工件330、切削工件330、从工件330移除材料、在工件330上铺放纤维、抓取工件330、感测工件330和/或提升工件330。工作420可以包括执行与组装和/或制造相关的操作，例如航空航天工业制造。

平移410可以包括平移至少一只脚以相对于工件330旋转零件322并且朝向工件平移零件。例如，参考图10的示例系统300，平移410可以导致零件322以螺纹连接方式耦接到工件330，例如使工件330具有螺纹紧固件338。如图10中示意性所示，这样的任务可以通过协调脚150的同时运动以使脚150朝向彼此并同时还围绕表面180上的一点回转脚150来完成。因此，末端执行器120和零件322将旋转并远离表面180朝向工件330平移。

方法400可以包括操作单个机器人100，和/或可以包括操作可以包括一个或更多个机器人100的机器人系统300。例如，平移410可以包括选择性地、独立地和主动地平移机器人系统300的一个或更多个机器人100的至少一只脚150，以便以六个自由度可操作地移动相应的主体110。类似地，工作420可以包括用一个或更多个机器人100在零件322和/或工件330上工作，并且可以包括利用一个或更多个机器人100组装零件322和/或工件330、焊接零件322和/或工件330、钻孔零件322和/或工件330、切削零件322和/或工件330、从零件322和/或工件330移除材料、在零件322和/或工件330上铺放纤维、抓取零件322和/或工件330、感测零件322和/或工件330和/或提升零件322和/或工件330。

作为说明性的、非排他性的示例，工作420可以包括利用两个或更多个机器人100提升零件并且相对于工件对准零件。在一些这样的示例中，方法400可以进一步包括将零件组装到工件。图5示出了机翼形式的零件322和机身形式的工件330的示例；然而，其他的示例也在本公开的范围内。

作为另一说明性的、非排他性的示例，工作420可以包括切削工件，并且平移410可以包括协调两个或更多个机器人的移动以共同切削工件，例如本文参照图9所讨论的。

根据本公开的发明主题的说明性的、非排他性的示例在下文列举的段落中进行描述：

a.一种用于相对于表面移动的机器人，所述机器人包括：

主体；

至少两只腿，其中每只腿具有近端区域和远端区域，并且其中，每只腿的近端区域在具有一个旋转自由度的相应的主体接头处被可操作地耦接到所述主体；以及

至少两只脚，其中每只脚在包括两个旋转自由度的相应的脚接头处被可操作地耦接到所述至少两只腿的相应的腿的远端区域，并且其中，每只脚被配置为相对于表面以两个平移自由度被选择性地、独立地和主动地平移。

a1.根据段落a所述的机器人，其中，所述主体被配置成被可操作地耦接到末端执行器。

a1.1.根据段落a1所述的机器人，其中，所述主体被配置为被可操作地耦接到所述末端执行器，其中所述末端执行器被定位在所述至少两只腿之间。

a1.2.根据段落a1-a1.1中任一段落所述的机器人，其中，所述主体被配置为被可操作地耦接到所述末端执行器，其中所述末端执行器相对于所述主体被定位成与所述至少两只腿方向相反。

a1.3.根据段落a1-a1.2中任一段落所述的机器人，还包括可操作地耦接到所述主体的末端执行器。

a1.3.1.根据段落a1.3所述的机器人，其中，所述末端执行器包括焊接工具、钻孔工具、切削工具、材料去除工具、纤维铺放工具、抓取工具、力-扭矩传感器、工具切换器和提升工具。

a2.根据段落a-a1.3.1中任一段落所述的机器人，其中，每个主体接头限定单个旋转自由度。

a3.根据段落a-a2中任一段落所述的机器人，其中，每个主体接头由旋转接头组成。

a4.根据段落a-a3中任一段落所述的机器人，其中，所述主体接头围绕所述主体的周边被均匀地间隔开。

a5.根据段落a-a4中任一段落所述的机器人，其中，所述至少两只腿中的每只腿包括细长的腿。

a5.1.根据段落a5所述的机器人，其中，所述至少两只腿中的每只腿具有相同的长度。

a6.根据段落a-a5.1中任一段落所述的机器人，其中，所述至少两只腿中的每只腿具有固定的长度。

a7.根据段落a-a5中任一段落所述的机器人，其中，所述至少两只腿中的每只腿被配置为选择性地增加长度和减小长度。

a8.根据段落a-a7中任一段落所述的机器人，其中，所述至少两只腿中的每只腿是刚性的。

a9.根据段落a-a8中任一段落所述的机器人，其中，所述至少两只腿中的每只腿至少大体是线性的。

a10.根据段落a-a8中任一段落所述的机器人，其中，所述至少两只腿中的至少一只腿是非线性的。

a11.根据段落a-a10中任一段落所述的机器人，其中，所述至少两只腿包括三只腿，并且其中，所述至少两只脚包括三只脚。

a12.根据段落a-a10中任一段落所述的机器人，其中，所述至少两只腿由三只腿组成，并且其中，所述至少两只脚由三只脚组成。

a13.根据段落a-a12中任一段落所述的机器人，其中，每个脚接头限定恰好三个旋转自由度。

a14.根据段落a-a13中任一段落所述的机器人，其中，每个脚接头包括球形接头、球接头、球窝接头或万向节中的一种。

a15.根据段落a-a14中任一段落所述的机器人，其中，所述至少两只脚中的每只脚包括平面马达。

a16.根据段落a-a15中任一段落所述的机器人，其中，所述至少两只脚中的每只脚包括一个或更多个轮子，可选地球形轮子，可选地机动化轮子。

a17.根据段落a-a16中任一段落所述的机器人，其中，所述至少两只脚中的每只脚包括一个或更多个空气轴承，所述一个或更多个空气轴承被配置成在每只脚与所述表面之间提供空气垫。

a18.根据段落a-a17中任一段落所述的机器人，其中，所述至少两只脚中的每只脚被配置为在相应的位置处选择性地和可释放地固定到所述表面。

a19.根据段落a-a18中任一段落所述的机器人，其中，所述至少两只脚中的每只脚包括自动导引车(agv)。

a20.根据段落a-a19中任一段落所述的机器人，还包括可操作地耦接到所述主体、所述至少两只腿和所述至少两只脚中的一个或更多个的一个或更多个传感器，其中，所述一个或更多个传感器被配置为检测三维空间中的位置、三维空间中的取向和加速度中的一个或更多个。

a21.根据段落a-a20中任一段落所述的机器人，还包括机器人控制器，所述机器人控制器被配置为相对于所述表面选择性地、独立地和主动地平移所述至少两只脚中的每只脚。

a21.1.根据以段落a20为基础的段落a21所述的机器人，其中，所述机器人控制器被通信地耦接到所述一个或更多个传感器，并且其中，所述机器人控制器被配置成至少部分地基于从所述一个或更多个传感器接收的数据相对于所述表面选择性地、独立地和主动地平移所述至少两只脚中的每只脚。

a22.可选地在制造环境中使用根据段落a-a21.1中任一段落所述的机器人。

b.一种机器人系统，其包括：

根据段落a-a21.1中任一段落的一个或更多个机器人；以及

所述表面，其中，所述一个或更多个机器人被定位成用于沿着所述表面移动。

b1.根据段落b所述的机器人系统，其中，所述一个或更多个机器人包括两个或更多个机器人，所述两个或更多个机器人至少包括第一机器人和第二机器人。

b1.1.根据段落b1所述的机器人系统，其中，所述第一机器人具有被可操作地耦接到其相应的主体的第一类型的末端执行器，其中，所述第二机器人具有被可操作地耦接到其相应的主体的第二类型的末端执行器，并且进一步其中，所述第一类型的末端执行器与所述第二类型的末端执行器不同。

b1.2.根据段落b1-b1.1中任一段落所述的机器人系统，其中，所述第二机器人被配置为执行与所述第一机器人不同的任务。

b1.3.根据段落b1-b1.2中任一段落所述的机器人系统，其中，所述第二机器人的尺寸被设计成与所述第一机器人的尺寸不同。

b1.4.根据段落b1-b1.3中任一段落所述的机器人系统，其中，所述第一机器人具有在其相应的至少两只腿之间的被可操作地耦接到其相应的主体的相应的末端执行器，并且其中，所述第二机器人具有在相对于其相应的主体与其相应的至少两只腿方向相反的被可操作地耦接到其相应的主体的相应的末端执行器。

b1.5.根据b1中任一段落所述的机器人系统，其中，所述第一机器人和所述第二机器人各自具有被可操作地耦接到其相应的主体的末端执行器，其中，所述末端执行器被配置为共同执行任务，并且其中，所述第一机器人和所述第二机器人相对于彼此进行定位以在工件上工作，从而共同完成任务。

b1.5.1.根据段落b1.5所述的机器人系统，其中，所述末端执行器包括切削工具，并且其中，所述第一机器人和所述第二机器人被配置为共同切削所述工件。

b2.根据段落b-b1.5.1中任一段落所述的机器人系统，其中，所述一个或更多个机器人包括至少一个运输机器人，所述至少一个运输机器人被配置为选择性地获取零件并运输零件以靠近正在被组装的装置。

b2.1.根据段落b2所述的机器人系统，还包括用于组装所述装置的零件的库存，其中，所述表面延伸靠近零件的库存，并且其中，所述至少一个运输机器人被配置成选择性地从零件的库存获取零件并运输零件以靠近正在被组装的装置。

b2.2.根据段落b2-b2.1中任一段落所述的机器人系统，其中，所述一个或更多个机器人还包括至少一个安装机器人，所述至少一个安装机器人被配置为选择性地接收来自所述至少一个运输机器人的零件，用于将零件可操作地安装在正在被组装的装置上。

b3.根据段落b-b2.2中任一段落所述的机器人系统，其中，所述表面包括一个或更多个水平区域。

b4.根据段落b-b3中任一段落所述的机器人系统，其中，所述表面包括一个或更多个竖直区域。

b5.根据段落b-b4中任一段落所述的机器人系统，其中，所述表面包括一个或更多个平面区域。

b6.根据段落b-b5中任一段落所述的机器人系统，其中所述表面包括一个或更多个弯曲区域。

b7.根据段落b-b6中任一段落所述的机器人系统，其中，所述表面包括一个或更多个操作区域，所述一个或更多个操作区域被配置为用于所述一个或更多个机器人中的机器人被定位用于在工件上工作。

b8.根据段落b-b7中任一段落所述的机器人系统，其中，所述表面包括一个或更多个行进区域，所述一个或更多个行进区域被配置用于所述一个或更多个机器人中的一个/所述机器人沿其移动而不被定位用于在工件/所述工件上工作。

b8.1.根据以段落b7所述为基础的段落b8所述的机器人系统，其中所述一个或更多个行进区域被配置用于所述一个或更多个机器人的机器人往返于所述一个或更多个操作区域行进。

b8.2.根据段落b8-b8.1中任一段落所述的机器人系统，其中，所述一个或更多个行进区域是细长的。

b9.根据段落b-b8.2中任一段落所述的机器人系统，还包括运输零件的一个或更多个输送机；

其中，所述一个或更多个机器人包括第一机器人，所述第一机器人具有被可操作地耦接到所述第一机器人的所述主体的末端执行器，并且其中，所述末端执行器被配置成被可操作地定位在所述一个或更多个输送机的上方。

b9.1.根据段落b9所述的机器人系统，其中，所述末端执行器被可操作地耦接到在所述第一机器人的所述至少两只腿之间的所述第一机器人的主体，并且其中，所述一个或更多个输送机中的至少一个在所述第一机器人的所述至少两只腿之间延伸并在所述第一机器人的主体下面延伸。

b9.1.1.根据段落b9.1所述的机器人系统，其中，所述一个或更多个输送机包括两个或更多个输送机，并且其中，所述末端执行器被配置为被可操作地定位在所述两个或更多个输送机中的每一个的上方。

b9.2.根据段落b9所述的机器人系统，其中，所述末端执行器被可操作地耦接到与所述至少两只腿相对于所述第一机器人的所述主体方向相反的所述第一机器人的所述主体，其中，所述第一机器人被竖直地定位于所述表面的下方，并且其中，一个或更多个输送机被竖直地定位在第一机器人的下方。

b9.2.1.根据段落b9.2所述的机器人系统，其中，所述一个或多个输送机包括两个或更多个输送机，并且其中，所述末端执行器被配置成被可操作地定位于所述两个或更多个输送机中的每一个的上方。

b10.根据段落b-b9.2.1中任一段落所述的机器人系统，其中，所述表面是被配置用于与平面马达一起使用的压板。

b11.根据段落b-b10中任一段落所述的机器人系统，其中，所述表面包括一个或更多个空气轴承，所述一个或更多个空气轴承被配置成在所述一个或更多个机器人的脚与所述表面之间提供空气垫。

b12.根据段落b-b11中任一段落所述的机器人系统，还包括被配置为相对于所述表面选择性地平移所述一个或更多个机器人的脚的系统控制器。

b12.1.根据段落b12所述的机器人系统，其中，所述一个或更多个机器人包括至少两个机器人，并且其中，所述系统控制器被配置为协调所述至少两个机器人的移动以完成任务。

b13.可选地在制造环境中使用根据段落b-b13.1中任一段落所述的机器人系统。

c.一种操作段落a-a21.1中任一段落所述的机器人的方法，所述方法包括：

选择性地、独立地和主动地平移所述至少两只脚中的至少一只脚，以便以六个自由度可操作地移动所述主体。

c1.根据段落c所述的方法，还包括：

利用机器人在工件上工作。

c1.1.根据段落c1所述的方法，其中，所述工作包括组装工件、焊接工件、钻孔工件、切削工件、从工件移除材料、在工件上铺放纤维、抓取工件、感测工件和提升工件中的一个或更多个。

c1.2.根据段落c1-c1.1中任一段落所述的方法，其中，所述选择性地、独立地和主动地平移包括平移所述至少一只脚以相对于物体旋转所述工件并且朝向所述物体平移所述工件。

c1.2.1.根据段落c1.2所述的方法，其中，所述选择性地、独立地和主动地平移所述至少一只脚导致工件以螺纹方式耦接到所述物体。

c1.3.根据段落c1-c1.1中任一段落所述的方法，

其中，所述机器人包括被耦接到所述主体的末端执行器；以及

其中，所述工作包括相对于两个或更多个输送机可操作地定位所述末端执行器。

d.一种操作段落b-b12.1中任一段落所述的机器人系统的方法，其中，所述一个或更多个机器人包括两个或更多个机器人，所述方法包括：

选择性地、独立地和主动地平移所述两个或更多个机器人中的每一个的至少一只脚，以便以六个自由度可操作地移动所述两个或更多个机器人中的每个机器人的所述主体。

d1.根据段落d所述的方法，还包括：

利用两个或更多个机器人在工件上工作。

d1.1.根据段落d1所述的方法，其中，所述工作包括组装工件、焊接工件、钻孔工件、切削工件、从工件移除材料、在工件上铺放纤维、抓取工件、感测工件和提升工件中的一个或更多个。

d1.2.根据段落d1-d1.1中任一段落所述的方法，其中，所述工件是用于第二工件的组装的零件，并且其中，所述工作包括利用所述两个或更多个机器人提升所述零件，并且相对于所述第二工件对准所述零件。

d1.2.1.根据段落d1.2所述的方法，其中，所述工作还包括将所述零件组装到所述第二工件。

d1.2.2.根据段落d1.2-d1.2.1中任一段落所述的方法，其中，所述零件是飞行器的机翼，并且所述第二工件是所述飞行器的机身。

d1.3.根据段落d1-d1.1中任一段落所述的方法，其中，所述工作包括切削所述工件，并且其中，所述选择性地、独立地和主动地平移包括协调所述两个或更多个机器人的移动以共同切削所述工件。

进一步地，本公开还包括根据以下条款的实施例：

1.一种机器人系统，其包括：

表面；

两个或更多个机器人，所述两个或更多个机器人至少包括第一机器人和第二机器人，其中所述第一机器人和所述第二机器人中的每一个包括：

主体；

末端执行器，所述末端执行器被可操作地耦接到所述主体；

至少两只腿，其中，每只腿具有近端区域和远端区域，并且其中，每只腿的近端区域在具有一个旋转自由度的相应的主体接头处被可操作地耦接到所述主体；以及

至少两只脚，其中，每只脚在包括两个旋转自由度的相应的脚接头处被可操作地耦接到相应腿的远端区域，并且其中，每只脚被配置为相对于表面以两个平移自由度被选择性地、独立地和主动地平移；以及

系统控制器，所述系统控制器被配置为相对于所述表面选择性地平移所述一个或更多个机器人的脚，其中所述系统控制器被配置为协调所述两个或更多个机器人的运动以完成任务。

2.根据条款1所述的机器人系统，其中，所述第一机器人具有被可操作地耦接到其相应的主体的第一类型的末端执行器，其中，所述第二机器人具有被可操作地耦接到其相应的主体的第二类型的末端执行器，并且进一步其中，所述第一类型的末端执行器与所述第二类型的末端执行器不同。

3.根据条款1所述的机器人系统，其中，所述第二机器人被配置成执行与所述第一机器人不同的任务。

4.根据条款1所述的机器人系统，其中，所述第二机器人的尺寸被设计成与所述第一机器人的尺寸不同。

5.根据条款1所述的机器人系统，其中，所述第一机器人的所述末端执行器在其相应的至少两只腿之间被可操作地耦接到其相应的主体，并且其中所述第二机器人的末端执行器相对于其相应的主体在与其相应的至少两只腿的相反方向被可操作地耦接到其相应的主体。

6.根据条款1所述的机器人系统，其中，末端执行器被配置为共同执行任务，并且其中，所述第一机器人和所述第二机器人相对于彼此进行定位以在工件上工作，从而共同完成所述任务。

7.根据条款6所述的机器人系统，其中，所述末端执行器包括切削工具，并且其中，所述第一机器人和所述第二机器人被配置为共同切削所述工件。

8.根据条款1所述的机器人系统，还包括用于组装装置的零件的库存，其中，所述表面延伸靠近零件的库存；以及

其中，所述两个或更多个机器人包括至少一个运输机器人，所述至少一个运输机器人被配置为选择性地从零件的库存获取零件并运输零件以靠近正在被组装的装置。

9.根据条款8所述的机器人系统，其中，所述两个或更多个机器人还包括至少一个安装机器人，所述至少一个安装机器人被配置为选择性地接收来自所述至少一个运输机器人的零件，用于将零件可操作地安装在正在被组装的装置上。

10.根据条款1所述的机器人系统，

其中，所述表面包括一个或更多个操作区域，所述一个或更多个操作区域被配置用于所述两个或更多个机器人中的机器人被定位成用于在工件上工作；以及

其中，所述表面包括一个或更多个行进区域，所述一个或更多个行进区域被配置用于所述两个或更多个机器人中的机器人沿其往返于所述一个或更多个操作区域行进而不被定位成用于在所述工件上工作。

11.一种操作条款1所述的机器人系统的方法，所述方法包括：

选择性地、独立地和主动地平移所述两个或更多个机器人中的每一个的至少一只脚，以便以六个自由度可操作地移动所述两个或更多个机器人中的每一个的所述主体；以及

利用两个或更多个机器人在工件上工作。

12.根据条款11所述的方法，其中，所述工件是用于第二工件的组装的零件，并且其中，所述工作包括利用所述两个或更多个机器人提升所述零件，并且相对于所述第二工件对准所述零件，其中，所述零件是飞行器的机翼，并且所述第二工件是所述飞行器的机身。

13.根据条款11所述的方法，其中，所述工作包括切削所述工件，并且其中，所述选择性地、独立地和主动地平移包括协调所述两个或更多个机器人的移动以共同切削所述工件。

14.一种机器人系统，包括：

表面；

一个或更多个输送机，所述一个或更多个输送机相对于所述表面运输零件；以及

机器人，其中，所述机器人包括：

主体；

末端执行器，所述末端执行器被可操作地耦接到所述主体，其中，所述末端执行器被配置成被可操作地定位在所述一个或更多个输送机的上方；

至少两只腿，其中每只腿具有近端区域和远端区域，并且其中，每只腿的近端区域在具有一个旋转自由度的相应的主体接头处被可操作地耦接到所述主体；以及

至少两只脚，其中每只脚在包括两个旋转自由度的相应的脚接头处被可操作地耦接到相应的腿的所述远端区域，并且其中，每只脚被配置为相对于表面以两个平移自由度被选择性地、独立地和主动地平移。

15.根据条款14所述的机器人系统，其中，所述末端执行器在所述机器人的所述至少两只腿之间被可操作地耦接到所述机器人的主体，并且其中，所述一个或更多个输送机中的至少一个在所述机器人的所述至少两只腿之间延伸并在所述机器人的主体下面延伸。

16.根据条款15所述的机器人系统，其中，所述一个或更多个输送机包括两个或更多个输送机，并且其中，所述末端执行器被配置为被可操作地定位在所述两个或更多个输送机的上方。

17.根据条款14所述的机器人系统，其中，所述末端执行器相对于所述主体在与所述至少两只腿的相反方向被可操作地耦接到所述机器人的所述主体，其中，所述机器人被竖直地定位于所述表面的下方，并且其中，一个或更多个输送机被竖直地定位在所述机器人的下方。

18.一种操作机器人的方法，所述机器人包括主体；至少两只腿，其中每只腿具有近端区域和远端区域，并且其中，每只腿的近端区域在具有一个旋转自由度的相应的主体接头处被可操作地耦接到所述主体；以及至少两只脚，其中每只脚在包括两个旋转自由度的相应脚接头处被可操作地耦接到所述至少两只腿的相应的腿的远端区域，并且其中，每只脚被配置为相对于表面以两个平移自由度被选择性地、独立地和主动地平移；所述方法包括：

利用所述机器人抓取零件；以及

选择性地、独立地和主动地平移所述至少两只脚以相对于工件旋转所述零件并且朝向所述工件平移所述零件。

19.根据条款18所述的方法，其中，所述选择性地、独立地和主动地平移所述至少两只脚导致零件以螺纹方式耦接到所述工件。

20.根据条款19所述的方法，其中所述至少两只脚中的每只脚包括平面马达。

如本文所使用的，术语“适于”和“被配置”是指元件、部件或其他主题被设计成和/或旨在执行给定功能。因此，术语“适于”和“被配置”的使用不应被解释为意味着给定的元件、部件或其他主题是简单地“能够”执行给定的功能，而是元件、部件和/或其他主题被具体地选择、创建、实现、利用、编程和/或设计为了用于执行功能的目的。也在本公开的范围内的是，被列举为适于执行特定功能的元件、部件和/或其他所述主题可以另外地或替代地被描述为被配置为执行该功能，且反之亦然。类似地，被列举为被配置为执行特定功能的主题可以另外地或替代地被描述为可操作以执行该功能。

本文公开的装置、系统和方法的步骤的各种公开的元件不是根据本公开所述的所有装置、系统和方法所需要的，并且本公开包括本文公开的各种元件和步骤的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。此外，本文公开的各种元件和步骤中的一个或更多个可以限定独立的发明主题，其与所公开的装置、系统或方法的整体分离并且脱离。因此，这样的发明主题不需要与本文中明确公开的特定装置、系统和方法相关联，并且这样的发明主题可以在本文未明确公开的装置、系统和/或方法中具有实用性。