便于捕获计量数据的计量装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年12月17日提交的题为“METAOLOGY APPARATUS TO MATICATECAPTURE OF METTURE DATA”的美国专利申请号16/222,953的权益，所述申请通过引用清楚地整体并入本文。
技术领域
本公开涉及运输结构(诸如汽车、卡车、火车、轮船、飞机、摩托车、地铁系统等)，并且更具体地涉及用于捕获表示运输结构的装配单元(assembly cell)的数据的技术。
背景技术
诸如汽车、卡车或飞机的运输结构采用了大量的内部和外部节点。这些节点为汽车、卡车和飞机提供结构，并适当地响应由如加速和制动的各种动作产生或导致的许多不同类型的力。这些节点也提供支撑。不同大小和几何结构的节点可以集成在运输结构中，例如以提供面板、挤压件和/或其他结构之间的接口。因此，节点是传输结构的组成部分。
大多数节点必须以牢固、精心设计的方式耦合到另一个零件或结构或与之牢固地接合。为了将节点与另一部分或结构牢固地连接，该节点可能需要经历一个或多个过程，以便准备该节点与另一部分或结构连接。例如，可以在接口处对节点进行机械加工，以便与各种其他零件或结构连接。过程的其他示例包括表面准备操作、热处理、电镀、电镀、阳极氧化、化学刻蚀、清洁、去除支撑件、去除粉末等等。
为了生产运输结构(例如，车辆、飞机、地铁系统等)，可以在构造节点之后执行一个或多个各种操作，包括预处理操作、装配操作和/或后处理操作。例如，节点可以与零件连接，例如以便形成运输结构的一部分(例如，车辆底盘等)。这样的装配可能涉及装配系统的一个或多个公差阈值内的精确度，例如以便确保节点与零件牢固地连接，并且因此，可以令人满意地生产运输结构。
当机器人装置(例如，机器人手臂)执行与装配操作相关联的操作时，机器人装置可以基于计算机提供的指令与不同的节点、零件和/或其他结构接合。因此，需要一种便于与运输结构的装配相关联的各种计算机辅助操作(诸如由计算机生成指令)的方法。
实用新型内容
本公开总体上涉及与运输结构的生产相关联地执行的装配操作。这样的装配操作可以包括节点(例如，增材制造的节点)与零件和/或其他结构的连接。因为运输结构要安全、可靠等等，所以准确执行与运输结构的生产相关联的各种组装操作的方法可能是有益的。可以通过可以经由计算机生成的指令来指示的至少一个机器人臂来执行用于各种装配操作的这种方法。因此，计算机可以实施各种技术以生成用于至少一个机器人臂的指令，该指令致使在执行各种装配操作时至少一个机器人臂正确地定位。
在本公开中，可以描述用于捕获装配单元中的各种部件的表示的方法。装配单元可以包括在其中执行与运输结构的装配相关联的一个或多个操作的区域。因此，装配单元可以提供用于预处理、处理和/或后处理装配操作(诸如加工操作、连接操作(例如，将节点固定到零件上)、清洁操作和/或其他相关操作)的区域。这样的操作可以基于与装配单元内的部件相关联的计量数据，并且可以通过计量设备来实现计量数据的捕获。
根据本公开的方面，可以描述一种用于使得能够精确捕获计量数据的装置。该装置可以包括捕获计量数据的计量设备或可以与之连接。该装置可以相对于在其中执行与运输结构的装配有关的操作的装配单元被定位。例如，该装置可以在相对于装配单元的上方的位置处，并且计量设备可以从装配单元的空中视场捕获计量数据。
该装置可以包括具有顶部表面和底部表面的基板，并且该基板可以包括从顶部表面到底部表面的多个孔。该装置可以包括多个吊杆，并且相应的吊杆的远端可以被定位为穿过相应的孔，使得远端的第一部分被设置在基板的顶部表面上，并且远端的第二部分被设置在基板的底部表面上。计量设备可以被连接到基板的底部表面，使得装配单元的至少一部分在计量设备的视场内。
在一个实施例中，相应的吊杆通过至少一个球形垫圈与基板连接，该球形垫圈连接到被设置在基板的底部表面上的相应的吊杆的远端的第二部分。相应的吊杆通过至少一个球形垫圈与基板连接，该球形垫圈连接到被设置在基板的顶部表面上的相应的吊杆的远端的第一部分连接。相应的吊杆可以被包括隔离弹簧的隔离弹簧部件分开。相应的吊杆的第一区部可以通过隔离弹簧部件的下部而被设置，并且其中相应的吊杆的第二区部可以与隔离弹簧部件的上部连接并且通过第一球形垫圈与隔离弹簧部件连接。
在一个实施例中，该装置可以包括重量部件，其被定位在基板的顶部表面上，并且该重量部件可以被配置为提供抵抗装置的意外运动的稳定性。计量设备可以包括相机或激光跟踪器中的至少一个。计量设备可以被配置为向计算机提供计量数据，该计算机被配置为至少部分地在装配单元内控制一个或多个机器人装置，该装配单元位于计量设备的视场内。该装置可以被定位为相对于装配单元在其上方，并且计量设备的视场包括可以装置下方的装配单元的俯瞰图。
应当理解的是，根据以下详细描述，用于实现与增材制造的部件之间的粘合剂连接的机构及其制造的其他方面对于本领域技术人员而言将变得显而易见，其中，仅通过说明示出和描述了几个实施例。如本领域技术人员将认识到的，所公开的主题能够具有其他和不同的实施例，并且其多个细节能够在不脱离本实用新型的情况下在多个其他方面进行修改。因此，附图和详细描述本质上应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)3-D打印机的某些方面的示例性实施例。
图2示出了使用3-D打印机的3-D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合(PBF)系统。
图4示出了至少部分地处于计量装置的视场内的装配单元的透视图。
图5示出了计量装置的透视图。
图6示出了计量装置的第一部分的透视图。
图7示出了计量装置的第二部分的透视图。
具体实施方式
下面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，并且不旨在表示可以实践本实用新型的唯一实施例。贯穿本公开使用的术语“示例性”、“说明性”等意味着“用作示例、实例或说明”，并且不必一定被解释为比本公开中呈现的其他实施例优选或有利。贯穿本公开使用的术语“连接到”、“与……连接”等不意味着表示直接连接，除非描述了这种直接连接。
为了提供向本领域技术人员全面传达本实用新型的范围的彻底且完整的公开的目的，详细描述包括具体细节。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践本实用新型。在一些实例中，众所周知的结构和部件可以以框图的形式示出，或者被完全省略，以便避免使贯穿本公开呈现的各种概念模糊。另外，附图可能未按比例绘制，而是可能以试图最有效地突出显示与所描述主题相关的各种特征的方式来绘制。
增材制造(3-D打印)。增材制造(Additive manufacturing，AM)有利地是一种非设计特定的制造技术。AM提供了在零件内创建复杂结构的能力。例如，可以使用AM生成节点。节点是一种结构构件，其可以包括用于连接到其他跨接部件(诸如管、挤压件、面板和其他节点等)的一个或多个接口。使用AM，取决于目标，可以将节点构造为包括附加特征和功能。例如，节点可以被印刷有一个或多个端口，这使得该节点能够通过注入粘合剂而不是如在制造复杂产品中传统地所做的那样将多个零件焊接在一起来固定两个零件。可替选地，可以使用钎焊浆体、热塑性塑料、热固性塑料或其他连接特征(其中任何一种都可以代替粘合剂互换地使用)来连接一些部件。因此，尽管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能够使用替代或附加的连接技术方面提供了显著的灵活性。
各种不同的AM技术已用于由各种类型的材料组成的3-D打印部件。存在许多可用的技术，并且正在开发更多的技术。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送丝两者。送丝系统有利地具有比其他突出的AM技术更高的沉积速率。单程喷射(SPJ)将两个粉末散布器和一个打印单元结合在一起，以在明显地没有浪费的动作的情况下散布金属粉末并单程打印结构。作为另一个例证，电子束增材制造工艺使用电子束经由丝给料或在真空腔室内的粉末床上烧结来沉积金属。单程喷射是另一种示例性技术，其开发人员声称它比常规的基于激光的系统快得多。原子扩散增材制造(ADAM)是又一最近开发的技术，其中使用塑料粘合剂中的金属粉末逐层印刷部件。在印刷后，去除了塑料粘合剂，并且将整个零件立即烧结成期望的金属。
如所指出的，几种这样的AM技术中的一个是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使用沿预定方向120移动的进料喷嘴102来将粉末流104a和104b推进到激光束106中，该激光束被指向可以由基板支撑的工件112。进料喷嘴还可以包括用于使保护气体116流过的机构，以保护焊接区域不受氧气、水蒸气或其他成分的影响。
然后，激光106将粉末金属熔合在熔池区域108中，其然后可以作为沉积材料110的区域接合到工件112。稀释区域114可以包括工件的区域，在该处所沉积的粉末与工件的局部材料结合。进料喷嘴102可以由计算机数控(CNC)机器人或机架或其他计算机控制机构支撑。进料喷嘴102可以在计算机控制下沿着基板的预定方向多次移动，直到沉积材料110的初始层被形成在工件112的期望区域上为止。进料喷嘴102然后可以扫描先前层紧上方的区域以沉积连续的层，直到形成期望的结构为止。通常，进料喷嘴102可以被配置为相对于所有三个轴线运动，并且在某些情况下，被配置为在其自身轴线上旋转预定量。
图2是示出了3D打印的示例性过程的流程图200。要打印的期望3-D对象的数据模型被渲染(操作210)。数据模型是3-D对象的虚拟设计。因此，数据模型可以反映3-D对象的几何和结构特征及其材料组成。可以使用多种方法来创建数据模型，包括基于CAE的优化、3D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)以及耐久性分析。
3D建模软件继而可以包括众多市售3D建模软件应用中的一个。可以使用适当的计算机辅助设计(CAD)程序包(例如，以STL格式)渲染数据模型。STL是与市售基于立体平版印刷的CAD软件相关联的文件格式的一个示例。可以使用CAD程序将3-D对象的数据模型创建为STL文件。因此，STL文件可能会经历借由此可以识别并解决文件中的错误的过程。
错误解决之后，可以通过称为切片器的软件应用程序对数据模型进行“切片”，从而生成用于3-D打印对象的一组指令，这些指令与要利用的特定的3-D打印技术兼容和相关联(操作220)。许多切片器程序是市售的。通常，切片器程序将数据模型转换为表示要打印的对象的薄片(例如100微米厚)的一系列独立层，连同包含用于3D打印这些连续的独立层以生成数据模型的实际3D打印表示的打印机特定的指令的文件。
与3-D打印机和相关打印指令相关联的层不必是平面的或厚度相同的。例如，在一些实施例中，取决于如3-D打印设备的技术复杂性和特定制造目标等因素，3-D打印结构中的层可以是非平面的和/或可以在一个或多个实例中相对于其独立厚度变化。
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，其为包括用于3-D打印对象的指令的数控编程语言。G代码文件或构成指令的其他文件被上传到3-D打印机(操作230)。因为包含这些指令的文件通常被配置为可与特定的3D打印过程一起操作，所以可以理解的是，取决于所使用的3D打印技术，指令文件的许多格式都是可能的。
除了规定要渲染对象的什么和如何渲染对象的打印指令外，还可以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由3-D打印机用于渲染对象所必要的适当物理材料加载到3-D打印机中(操作240)。在DMD技术中，例如，可以选择一种或多种金属粉末以用于对具有这种金属或金属合金的结构进行分层。在选择性激光熔化(SLM)、选择性激光烧结(SLS)和其他基于PBF的增材制造方法中(请参见下文)，材料可作为粉末加载到腔室中，其将粉末馈送到构造平台。取决于3-D打印机，可以使用其他技术来加载打印材料。
然后，基于所提供的指令，使用一种或多种材料来打印3-D对象的相应的数据切片(操作250)。在使用激光烧结的3-D打印机中，激光扫描粉末床并将粉末在期望结构的地方熔化在一起，并避免扫描切片数据指示不打印任何内容的区域。该过程可以重复数千次，直到形成期望的结构为止，然后将印刷的零件从制造器取出。如上所述，在熔合沉积建模中，通过将模型的连续层和支撑材料层施加到基板上来印刷零件。通常，为了本公开的目的，可以采用任何合适的3-D打印技术。
另一种AM技术包括粉末床熔合(“PBF”)。像DMD一样，PBF逐层创建“构建件(buildpiece)”。每层或“切片”通过沉积一层粉末并将粉末的部分暴露于能量束中形成。能量束被施加到粉末层的熔化区域，该熔化区域与该层中的构建件的横截面一致。熔化的粉末冷却并熔合，以形成构建件的一个切片。可以重复此过程以形成构建件的下一个切片，依此类推。每层都沉积在前一层的顶部。得到结构是从头开始逐片装配的构建件。
图3A-D示出了在不同操作阶段期间示例性PBF系统300的相应的侧视图。如以上指出的，图3A-D所示的特定实施例是采用本公开原理的PBF系统的多个合适示例中的一个。还应该指出的是，本公开中的图3A-D的元件和其他图不一定按比例绘制，而是为了更好地说明本文所描述的概念的目的而可以被绘制得更大或更小。PBF系统300可以包括可以沉积金属粉末的每一层的沉积器301、可以生成能量束的能量束源303、可以施加能量束以使粉末熔合的偏转器305、以及可以支撑一个或多个构建件(诸如构建件309)的构建板307。PBF系统300还可以包括被定位在粉末床容器内的构建底板311。粉末床容器312的壁通常限定了粉末床容器的边界，其从侧面被夹在壁312之间并且邻接下面的构建底板311的一部分。构建底板311可以使构建板307逐渐降低，使得沉积器301可以沉积下一层。整个机构可以位于腔室313中，该腔室313可以包围其他部件，从而保护设备，使得能够进行大气和温度调节并减轻污染风险。沉积器301可包括：漏斗315，其包含粉末317(诸如金属粉末)；以及校平器319，其可校平所沉积的粉末的每一层的顶部。
具体参照图3A，该图示出了在熔合了构建件309的一个切片之后但在沉积下一层粉末之前的PBF系统300。实际上，图3A示出了PBF系统300已经沉积和熔合了多层(例如150层)切片以形成构建件309(例如由150个切片形成)的当前状态的时间。已经沉积的多层创建了粉末床321，其包括已沉积但未熔合的粉末。
图3B示出了PBF系统300处于构建底板311可以下降了粉末层厚度323的阶段。构建底板311的下降导致了构建件309和粉末床321下降了粉末层厚度323，使得构建件和粉末床的顶部比粉末床容器壁312的顶部低等于粉末层厚度的量。以此方式，例如，可以在构建件309和粉末床321的顶部上创建具有等于粉末层厚度323的一致厚度的空间。
图3C示出了PBF系统300处于这样的阶段，其中沉积器301被定位为将粉末317沉积在构建件309和粉末床321的顶面上创建并由粉末床容器壁312界定的空间中。在此示例中，沉积器301在从漏斗315释放粉末317的同时，在限定的空间上逐渐移动。校平器319可将释放的粉末校平以形成粉末层325，其厚度基本上等于粉末层厚度323(见图3B)。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312等。应当注意的是，所示的粉末层325的厚度(即，粉末层厚度323(图3B))大于用于涉及以上参考图3A所讨论的350个先前沉积层的示例的实际厚度。
图3D示出了PBF系统300处于这样的阶段，其中在粉末层325的沉积之后(图3C)，能量束源303产生能量束327，并且偏转器305施加能量束以将下一切片融合在构建件309中。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，该偏转板可以产生电场或磁场，其选择性地偏转电子束以使电子束扫描穿过指定要熔化的区域。在各种实施例中，能量束源303可以是激光器，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要融合的选定区域。
在各个实施例中，偏转器305可以包括一个或多个万向节和致动器，其可以旋转和/或平移能量束源以定位能量束。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，在偏转器扫描时打开和关闭能量束，使得仅将能量束施加在粉末层的适当区域中。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。
本公开提供了计量装置的各种不同实施例，其可以相对于装配单元定位，在装配单元中可以发生与运输结构的装配相关联的各种预处理、处理和/或后处理操作(在下文中，装配操作)。将理解的是，本文描述的各种实施例可以一起实践。例如，关于本公开的一个图示所描述的实施例可以在关于本公开的另一图示所描述的另一实施例中实现。
传输结构可以是基于节点的，并因此各种装配操作可以包括节点(例如，增材制造的节点)与零件、其他节点和/或其他结构的连接。因为运输结构要安全、可靠等等，所以准确执行与运输结构的生产相关联的各种装配操作的方法可能是有益的。可以通过可以经由计算机生成的指令来指示的至少一个机器人装置来执行用于各种装配操作的这种方法。因此，计算机可以实施各种技术来生成用于至少一个机器人装置的指令，该指令使至少一个机器人装置在执行各种装配操作时准确地操作。
在本公开中，可以描述用于捕获与装配单元中的各个部件相关联的计量数据的方法。计量数据可以包括例如图像数据(例如，静止和/或运动图像)、激光跟踪器测量数据、光学目标数据和/或其他计量数据。装置可以被配置为捕获计量数据和/或与被配置为捕获计量数据的设备连接。该装置可以相对于其中执行用于运输结构的装配操作的装配单元而被定位。
图4示出了系统400的透视图，其中可以捕获与用于运输结构的装配操作相关联的计量数据。各种装配操作可至少部分地发生在装配单元410内。装配单元410可包括其中执行用于运输结构的一个或多个装配操作(诸如机加工操作、连接操作(例如，将节点固定至零件)、清洁操作和/或其他相关操作)的区域。装配单元410示出了装配单元的一种可能的实施例，并且装配单元可以包括更多或更少的部件，可以包括与装配过程相关联的其他部件，等等。
一个或多个机器人装置404a-b可至少部分地在装配单元410内执行一些装配操作。在第一示例中，第一机器人装置404a可与零件接合(例如，“拾取”零件、“握住”零件等)，而第二机器人装置404b与节点接合。当在基于节点的运输结构的装配期间节点要与零件连接时，第一机器人装置404a可以移动以将零件带到与第二机器人装置404b接合的节点上。第一机器人装置404a可以延伸第一机器人装置404a的机器人臂以将零件带到与第二机器人装置404b接合的节点，并且该零件可以通过第一和/或第二机器人装置404a-b而粘附到节点。第一示例应被认为是说明性的，并且可由装配单元410中的一个或多个机器人装置404a-b执行许多其他装配操作。
为了实现装配操作，诸如节点与零件的连接的第一示例，可以通过计算机420提供的指令来控制一个或多个机器人装置404a-b的移动。计算机420提供的指令可以是基于一个或多个机器人装置404a-b在装配单元410内的一个或多个位置的。例如，计算机420可以生成指令444，将指令444提供给第一控制器422a，以及第一控制器422a可以基于指令444而使第一机器人装置404a移动。根据上述第一示例，计算机420可以生成指令444，该指令444使第一机器人装置404a的机器人臂朝向第二机器人装置404b延伸，并将零件与节点连接。
计算机420可以确定一个或多个部件在装配单元410内的一个或多个位置，以生成指令444。例如，计算机420可以将第一机器人装置404a的位置确定为：例如相对于第二机器人装置404b的位置、相对于装配单元410的位置和/或绝对位置。在一些实施例中，计算机420可以确定第二机器人装置404b、零件、节点、和/或可能潜在地影响在装配单元410内执行的装配操作的任何其他部件的绝对位置和/或相对位置。
计算机420可以基于计量数据生成指令444和/或确定部件在装配单元410内的位置。计量数据可以包括指示出测量结果和/或可以导出测量结果的任何数据。因此，计算机420可以从与装配单元410相关联的计量数据中导出部件在装配单元410内的位置。计量数据可以包括图像数据(例如，静止和/或运动图像)、激光跟踪器测量数据、光学目标数据和/或指示出测量结果和/或可以导出测量结果的其他计量数据。
例如，计算机420可以基于计量数据来确定第一机器人装置404a在装配单元410内的位置，计算机420可以确定第一机器人装置404a、第二机器人装置404b、与第一机器人装置404a接合的零件、与第二机器人装置404b接合的节点等的位置。计算机420可以将一个或多个位置确定为：绝对位置、相对于装配单元410的位置、相对于一个或多个其他部件在装配单元410内的位置等。可以向计算机420提供指令444所基于的计量数据。因此，计量数据可以指示部件在装配单元410内的位置。
计量装置402可以促进对计量数据442的捕获。例如，计量装置402可以包括计量设备408和/或可以与计量设备408连接。计量设备408捕获计量数据442并且可以将所捕获的计量数据442提供给计算机420。例如，计量设备408可以通过互连件440与计算机420连接，并且计量设备408可以通过互连件440发送计量数据442。互连件440可以是数据可以被传达所通过的有线或无线连接件，例如，互连件440可以是局域网、个人局域网、网络电缆或数据可以被传达所通过的任何其他连接件。
在一个实施例中，计量设备408可以包括相机，其被配置为捕获装配单元410内的部件的图像数据，诸如静止和/或运动图像。在另一个实施例中，计量设备408可以包括激光跟踪器，其被配置为捕获与装配单元410内的部件相关联的测量结果。在一些实施例中，计量设备408可以包括被配置为捕获计量数据的多个设备(例如，相机和激光跟踪器)和/或被配置为捕获不同类型的计量数据(例如，图像数据和光学目标数据)的设备。
计量设备408可以捕获位于视场446内的计量数据442。计量设备408的视场446可以是计量设备408能够捕获到计量数据442的区域，且也可以称为覆盖包络。说明性地，视场446可以包括装配单元410的至少一部分，并且因此，至少第一和第二机器人装置404a-b(以及与第一和第二机器人装置404a-b相应接合的零件和节点)可以在视场446内。
因为计量设备408可以捕获与装配单元410内的至少一部分部件相关联的计量数据442，所以计量装置402可以被定位为使得装配单元410至少部分地位于计量设备408的视场446内。在所示的实施例中，计量装置402可以处于相对于装配单元410的头顶(overhead)位置。在这种位置，计量设备408可以提供装配单元410的俯瞰图。在头顶位置，计量设备408的视场446可以相对于其他位置增加，同时还减少了计量装置402和计量设备408的占地面积(footprint)(例如，消耗的空间量)。
在一些实施例中，计量装置402可以在装配单元410的近似中心上方。在其他实施例中，计量装置402可以偏离相对于装配单元410的中心，但是仍然可以处于头顶位置。在又另一实施例中，计量装置402可以相对于装配单元410不直接位于其头顶位置。例如，虽然计量装置402可以被视为定位在相对于装配单元410的上方位置，但是计量装置402可以被定位在装配单元410的一侧。
在一个实施例中，计量设备408可以基于输入来捕获表示在视场446内的装配单元410内的部件的计量数据442。例如，计算机420可以指示计量设备408捕获计量数据442。响应于来自计算机420的指令，计量设备408可以捕获计量数据442并将所捕获的计量数据442提供给计算机420。计量设备408可以在一个时间段内接收多个指令，例如，使得计量设备408在装配操作期间(诸如，在装配单元410内的至少一个部件的每次移动之后，例如，在第一机器人装置404a的每次移动之后)捕获计量数据442。在另一个实施例中，计量设备408可以周期性地捕获计量数据442。例如，在每次发生预定时间段流逝之后，计量设备408可以重复捕获计量数据442。
用于基于节点的传输结构的各种装配操作可以涉及相对较高的准确度(例如，系统公差可以相对较低)。因此，计量设备408的移动可以导致计量数据442的不准确，其不代表装配单元410内部件的实际位置和/或测量结果。通过说明的方式，计量设备408可以捕获第一组计量数据，并且计算机420可以基于第一组计量数据来生成第一组指令。第一机器人装置404a可以基于第一组指令移动。计量设备408可以捕获表示第一机器人装置404a的移动的第二组计量数据，并且计算机420可以基于第二组计量数据来生成第二组指令，以使第一机器人装置404a再次移动。如果在将第一组计量数据提供给计算机之后但在捕获第二组计量数据之前，计量设备408经历了意外的移动或干扰，则第二组计量数据可以指示错误的位置和/或测量结果，并且相对于第一组计量数据不能准确地反映出装配单元410内的位置和/或测量结果。类似地，在计量数据的实际捕获期间，计量设备408可能被干扰，诸如相机抖动或晃动，这可能会给一组计量数据带来不准确性。这种错误的计量数据可能会导致计算机420生成一组指令，其致使装配单元410内的部件(例如第一机器人装置404a)的移动不准确。
潜在地，由在捕获计量数据时受到干扰的计量设备引起的不准确运动可能在装配操作期间造成损坏，可能使运输结构的一部分不安全和/或不可靠，和/或可能以其它方式对装配操作产生负面影响。因此，在计量设备408对计量数据的捕获期间和/或在计量设备408对计量数据的连续捕获之间，干扰可以被减轻。这种减轻可以减少基于计量数据442的指令444中的误差。计量装置402可以被配置为提供这种保护。此外，计量装置402可以例如通过使计量设备408返回到原始位置来校正计量设备408的意外移动。例如，计量装置402可以为计量设备408提供稳定的底座，可以防止计量设备408的意外移动，和/或可以以其它方式通过紧固和/或稳定计量设备408来促进计量数据的准确捕获。
图5示出了根据各种实施例的计量装置402的透视图。如上所述，计量装置402可以包括计量设备408，或者计量装置402可以被配置为与计量设备408连接。在一些实施例中，计量装置402可以被配置为与多个不同的计量设备接合，并且计量设备408可以说明一个示例。例如，计量装置402可以包括一个或多个特征，其被配置为与各种计量设备接合和/或配合，使得各种计量设备中的每一个可以与计量装置402连接，但是也可以与计量装置402断开连接(例如，以便更改为不同的计量设备)。
计量装置402可以包括基板504。基板504的形状可以是相对矩形的(例如，相对正方形的)，虽然在另一个实施例中基板504可以被配置为另一种形状(例如，基板504可以是圆形的)。
在一些实施例中，基板504可以包括一个或多个紧固或配合特征，用于与计量设备408接合，使得计量设备408可以与计量装置402连接。例如，基板504可以包括在相对靠近基板504的中心设置的一个或多个孔，并且所述孔可以是带螺纹的，以便接收螺钉和/或螺栓而将计量设备408紧固到基板504。
基板504可以被配置为：例如，当计量设备408与计量装置402连接并且计量设备408悬挂在装配单元410上方时支撑计量设备408的重量而不变形。因此，基板504可以是刚性的。在各种实施例中，从而基板504可以由诸如金属(例如，钢、铝等)或刚性塑料的不易弯曲的材料构成。
基板504可以包括顶部表面510和底部表面512。顶部表面510可以是背向底部表面512的表面。底部表面512可以与计量设备408连接。因此，在一些实施例中，底部表面512可包括用于与计量设备408连接的紧固或配合特征。然而，一个或多个紧固或配合特征可另外在顶部表面510上，诸如具有从底部表面512到顶部表面510穿过基板504的螺纹孔。在本公开中，“顶部”和“底部”不一定指示位置或方向，而是仅指示计量装置402在装配单元410上方的所示实施例中的方向。
基板504可以包括从顶部表面510到底部表面512穿过基板504的多个孔514a-d。孔514a-d中的每个都可以相对靠近基板的相应边缘而设置。例如，当基板504被配置为矩形(例如，正方形)时，孔514a-d中的每个都可以相对靠近基板504的四个角中的相应一个而设置。
计量装置402还可以包括多个吊杆520a-d。吊杆520a-d可以能够共同地支撑计量装置402的其他部件(包括重量部件532)以及计量设备408。吊杆520a-d中的每个都可以是相对刚性的，并且可以由诸如金属或刚性塑料的不易弯曲的材料组成。
吊杆520a-d中的每个都可以包括相应的远端522a-d和相应的近端524a-d。近端524a-d中的每个都可以被配置为与装配单元410上方的头顶表面连接，使得计量装置402可以悬挂在装配单元410上方。在一些实施例中，吊杆520a-d的近端524a-d可以是带螺纹的，例如，以便可以使用螺母和/或螺栓将计量装置402紧固到装配单元410上方的头顶表面。
远端522a-d中的每个都可以被定位为通过孔514a-d中的相应一个。因此，每个远端522a-d的第一部分可以设置在基板504的顶部表面510上，而每个远端522a-d的第二部分可以设置在基板504的底部表面512上。当吊杆520a-d与头顶表面和基板504连接时，吊杆520a-d可以将计量装置402悬挂在装配单元410上方。
基板504可以是相对水平的。因此，孔514a-c可以以这样的方式定位在基板504上：使得当吊杆520a-d在远端522a-d与基板504连接并在近端524a-d与头顶表面(例如天花板)连接时，基板504被保持在相对水平的位置。相应地，吊杆520a-d可以具有相对均匀的长度，以维持基板504的相对水平位置。
在一些实施例中，吊杆520a-d的远端522a-d可以包括螺纹，例如，使得计量装置402可以通过各种紧固机构与基板504连接。例如，相应的一组紧固件526a-d、528a-d可以与吊杆520a-d中的相应一个紧固，所述紧固件可以将吊杆520a-d中的每个与基板504连接。紧固件526a-d、528a-d中的每个都可以是例如具有螺纹孔的螺母，其被配置为与可以是相应带螺纹的吊杆520a-d中的相应一个匹配。
在一个实施例中，吊杆520a-520d中的每个可以利用上紧固件组528a-528d在顶部表面510处与基板504连接。此外，每个吊杆520a-520d可以利用下紧固件组526a-d在底部表面512处与基板504连接。在一个实施例中，紧固件组526a-526d、528a-528d中的每一组可以包括两个紧固件。紧固件组526a-526d、528a-528b可以将吊杆520a-520d与基板504连接以保持基板504的相对水平的位置并最小化或防止基板504的意外移动，从而最小化或防止计量设备408的意外移动。
在一些实施例中，吊杆520a-520d中的每个可以穿过至少一个球形垫圈与基板504连接，至少一个球形垫圈与被设置在基板504的底部表面512上的相应远端522a-522d连接。至少一个球形垫圈可以与基板504和相应的下紧固件组526a-526d之间的吊杆520a-520d中的相应一个连接。连接吊杆520a-520d与基板504的各实施例可以在下文参考图7来说明。
在一些实施例中，吊杆520a-520d中的每个可以穿过至少一个球形垫圈与基板504连接，至少一个球形垫圈与被设置在基板504的顶部表面510上的相应远端522a-522d的第一部分连接。至少一个球形垫圈可以与基板504和相应的上紧固件组528a-528d之间的吊杆520a-520d中的相应一个连接。
穿过其可以将吊杆520a-520d与基板504连接的球形垫圈可以提供对抗计量装置402的意外移动的矫正措施。例如，球形垫圈可以在经历意外移动之后通过使计量装置402返回(例如，“停留”)到近似原始位置来促进计量装置402的精确再定位。
计量装置402还可以包括重量部件532。重量部件532可以被定位在基板504的顶部表面510上。重量部件532可以被定位在顶部表面510上以便将基板504保持在近似水平的位置。例如，重量部件532可以近似地在基板504的顶部表面510上居中。
重量部件532可以包括或者可以被配置为接收重量。对于该重量，重量部件532可以例如在计量装置402悬挂于头顶部表面时在计量装置402上施加下向力。例如，重量部件532可以增加被施加到计量装置402的吊杆520a-520d的张力。下向力的应用可以提供对抗计量装置402的意外移动(例如，振荡)的稳定性。因此，计量装置402可以最小化或防止计量设备408的意外移动(例如，振荡)。
重量部件532(具有重量)可以在称重不超过吊杆520a-520d并且基板504能够支撑的情况下称量合适的量来防止计量设备408的意外移动。例如，重量部件532可以包括或者可以被配置为接收重量，其是混凝土、铅或适合增加(例如，通过吊杆520a-520d)被施加到计量装置402的下向力并从而防止意外移动(例如，振荡)的任何其他材料。
在一些实施例中，计量装置402还可以包括多个隔离弹簧部件530a-530d。吊杆520a-520d中的每个可以通过隔离弹簧部件530a-530d中的相应一个来分开。因此，吊杆520a-520d中的每个可以被分成包括远端522a-522d中的相应一个的第一区部以及包括近端524a-524d中的相应一个的第二区部。换句话说，吊杆520a-520d中的每个的第一区部和第二区部可以是分离的并且因此可以不被直接连接，但是可以通过隔离弹簧部件530a-530d中的相应一个来连接。在一个实施例中，吊杆520a-520d中的每个可以在近似处于吊杆520a-520d中的相应一个的中间的点处分开。
为了完全形成吊杆520a-520d中的每个，吊杆520a-520d中的每个的第一区部和第二区部可以通过隔离弹簧部件530a-530d中的相应一个连接。特别地，吊杆520a-520d中的相应一个的第一区部可以通过隔离弹簧部件530a-530d中的相应一个的下部来设置，并且吊杆520a-520d中的相应一个的第二区部可以通过隔离弹簧部件530a-530d中的相应一个弹簧组件的上部来设置。
吊杆520a-520d中的每个的第一区部和第二区部可以使用一个或多个紧固件与隔离弹簧部件530a-530d中的相应一个连接。紧固件中的每个可以是例如带螺纹孔的螺母，其被配置为与可以对应地带螺纹的吊杆520a-520d中的相应一个匹配。隔离弹簧部件530a-530d中的至少一个的实施例以及使用一个或多个紧固件与吊杆520a-520d中的相应一个的连接可以在下文参考图6来说明。
在各实施例中，吊杆520a-520d中的每个的第一区部可以通过至少一个球形垫圈与隔离弹簧部件530a-530d中的相应一个的下部进行连接。此外，吊杆520a-520d中的每个的第二区部可以穿过至少一个球形垫圈与隔离弹簧部件530a-530d中的相应一个的上部进行连接。球形垫圈中的每个可以被设置在一个或多个紧固件与隔离弹簧部件530a-530d中的相应一个的一部分之间的吊杆520a-520d中的相应一个上。隔离弹簧部件530a-530d中的至少一个的实施例以及穿过至少一个球形垫圈与吊杆520a-520d中的相应一个的连接可以在下文参考图6来说明。
隔离弹簧部件530a-530d可以提供防止和/或校正计量装置402的意外移动的一种机制，其可以相应地防止和/或校正计量设备408的意外移动。例如，隔离弹簧部件530a-530d可以被配置为降低振动并提供阻尼机制以防止和/或校正计量装置402的意外移动。此外，球形垫圈可以提供对抗计量装置402的意外移动的另外的校正措施。例如，球形垫圈可以在经历意外移动之后通过支持计量装置402返回(例如，“停留”)到近似原始位置来促进计量装置402的精确再定位。
图6示出了隔离弹簧部件530的实施例，并且因此所示出的隔离弹簧部件530可以是图5中的弹簧部件530a-530d中的至少一个。如上述参考图5所描述的，吊杆520(例如，图5中的吊杆520a-520d中的至少一个)可以被分成两个区部：可以包括吊杆520a-520d中的相应一个吊杆的远端522a-522d中的相应一个远端的第一区部622；以及可以包括吊杆520a-520d中的相应一个吊杆的近端524a-524d中的相应一个近端的第二区部624。第一区部622和第二区部624可以不被直接连接并且可以不直接接触。
隔离弹簧部件530可以包括壳体610，其可以包至少部分地包围或容纳隔离弹簧部件530。隔离弹簧部件530可以包括下部612，其可以包括壳体610的底部表面。此外，隔离弹簧部件530可以包括上部614，其可以包括壳体610的顶部表面。下部612和上部614可以被设置在壳体610的相对两端。
隔离弹簧602可以被至少部分地设置在壳体610内。在所描述的实施例中，隔离弹簧602可以是圈状弹簧。隔离弹簧602可以与隔离弹簧部件630的下部612连接。隔离弹簧602可以被在隔离弹簧602的底部处的底杯608a和在隔离弹簧602的顶部处的顶杯608b所包含。在一些实施例中，底杯608a可以与隔离弹簧部件530的下部612的底部表面直接连接。隔离弹簧602可以被配置为降低振动并提供阻尼机制。
隔离弹簧部件530的下部612可以包括从壳体610的外部到壳体610的内部的孔。吊杆520的第一区部622可以被设置穿过下部612的孔以便第一区部622延伸到壳体610的内部。此外，吊杆520的第一区部622可以通过隔离弹簧602(例如，在近似隔离弹簧602的中心处)延伸。例如，隔离弹簧602可以在吊杆520的第一区部622的周围盘绕。
底杯608a和顶杯608b可以各自包括例如接近底杯608a和顶杯608b的孔。吊杆520的第一区部622可以穿过下部612、穿过底杯608a的孔、穿过隔离弹簧602、并穿过顶杯608b的孔延伸。吊杆520的第一区部622可以延伸到顶杯608b之外，例如，使得第一区部622在壳体610内突出。
吊杆520的第一区部622可以利用一个或多个紧固件632被连接到隔离弹簧部件530的下部612。一个或多个紧固件632可以在第一区部622突出壳体610内的顶杯608b之外时紧固吊杆520的第一区部622或与其匹配。例如，一个或多个紧固件632可以包括具有螺纹孔的至少一个螺母，其被配置为与突出顶杯608b之外的第一区部622的螺纹匹配。
在一些实施例中，吊杆520的第一区部622可以通过至少一个球形垫圈604与隔离弹簧部件530连接，并且第一区部622可以通过至少一个球形垫圈604延伸以与一个或多个紧固件632匹配。因此，至少一个球形垫圈604可以被设置在至少一个紧固件632与顶杯608b之间的吊杆520的第一区部622上。在一些实施例中，至少一个球形垫圈604可以包括至少一个球形弹簧垫圈和/或球形平垫圈。
与下部612类似，隔离弹簧部件530的上部614可以包括从壳体610的外部到壳体610的内部的孔。吊杆520的第二区部624可以被设置穿过下部614的孔，以便第二区部624延伸到壳体610的内部。
吊杆520的第二区部624可以利用第一紧固件组634a和/或第二紧固件组634b而连接到隔离弹簧部件530的上部614(例如，在一些实施例中，第二紧固件组634b的缺乏可以向计量装置602提供一些冗余)。其中吊杆520的第二区部624穿过顶部614延伸到壳体610中，第二区部624可以利用第一紧固件组634a与上部614连接。例如，第一紧固件组634a可以包括具有螺纹孔的至少一个螺母，其被配置为在第二区部624延伸到壳体610的内部时与第二区部624的螺纹匹配。
在一些实施例中，延伸到隔离弹簧部件530的壳体610中的吊杆520的第二区部624可以穿过至少一个球形垫圈606a与隔离弹簧部件530的上部614连接。吊杆520的第二区部624可以穿过至少一个球形垫圈606a延伸以结合第一紧固件组634a。因此，至少一个球形垫圈606a可以被定位在隔离弹簧部件530的上部614的顶部表面与第一紧固件组634a之间的吊杆520的第二区部624上。在一些实施例中，至少一个球形垫圈606a可以包括至少一个球形弹簧垫圈和/或球形平垫圈。
另外，其中吊杆520的第二区部624被设置在壳体610的外部，第二区部624可以利用第二紧固件组634b与上部614连接。例如，第二紧固件组634b可以包括具有螺纹孔的至少一个螺母，其被配置为在第二区部624延伸超出壳体610的外部的位置处与第二区部624的螺纹匹配。
此外，被设置在隔离弹簧部件530的壳体610的吊杆520的外部的第二区部624可以穿过至少一个球形垫圈606b与隔离弹簧部件530的上部614连接。吊杆520的第二区部624可以延伸穿过至少一个球形垫圈606b并结合第二紧固件组634b。因此，至少一个球形垫圈606b可以被定位在隔离弹簧部件530的上部614的顶部表面与第二紧固件组634b之间的吊杆520的第二区部624上。在一些实施例中，至少一个球形垫圈606b可以包括至少一个球形弹簧垫圈和/或球形平垫圈。
图7示出了连接吊杆520与基板504的实施例，并且因此所示出的吊杆520可以是图5中的吊杆520a-520d中的至少一个。如上文关于图5所描述的，吊杆520(例如，图5中的吊杆520a-520d中的至少一个)可以与基板504连接。基板504可以包括穿过基板504从顶部表面510到底部表面512的孔514(例如，孔514a-514中的至少一个)。
参考图7，所示出的吊杆520可以包括远端522。远端522可以被定位穿过孔514，并且因此远端522的第一部分722a可以被设置在基板504的顶部表面510处，而远端522的第二部分722b可以被设置在基板504的底部表面512处。
吊杆520的远端522的第二部分722b可以利用第一紧固件组526(例如，图5中的第一紧固件组526a-526d中的至少一个)被连接到基板504。例如，第一紧固件组526可以包括具有螺纹孔的至少一个螺母，其与吊杆520的远端522的第二部分722b上的螺纹匹配。在一些实施例中，第一紧固件组526可以包括两个紧固件。
另外，吊杆520可以穿过至少一个球形垫圈706a与基板504连接。因此，至少一个球形垫圈706a可以被设置在吊杆520的远端522的第二部分722b周围，并且可以被定位在基板504与第一紧固件组526之间。在一些实施例中，至少一个球形垫圈706a可以包括至少一个球形弹簧垫圈和/或球形平垫圈。
图7示出了在其中第一紧固件组526在吊杆520的远端522的第二部分722处将吊杆520与基板504连接的实施例，然而远端522的第一部分722a不利用紧固件组连接到基板504。
另外，吊杆520的远端522的第一部分722a可以利用第二紧固件组528(例如，图5中的第二紧固件组528a-526d中的至少一个)与基板504连接。第二紧固件组528可以包括具有螺纹孔的至少一个螺母，其与吊杆520的远端522的第一部分722a上的螺纹匹配。在一些实施例中，第二紧固件组528可以包括两个紧固件。
另外，吊杆520可以穿过至少一个球形垫圈706b与基板504连接。因此，至少一个球形垫圈706b可以被设置在吊杆520的远端522的第一部分722a周围，并且可以被定位在基板504与第二紧固件组528之间。在一些实施例中，至少一个球形垫圈706b可以包括至少一个球形弹簧垫圈和/或球形平垫圈。
通过其可以将吊杆520与基板504连接的球形垫圈706a-706b可以提供对抗计量装置402的意外移动的校正措施。例如，球形垫圈706a-b可以在经历意外移动之后通过使计量装置402返回(例如，“停留”)到近似原始位置来促进计量装置402的精确再定位。相应地，球形垫圈706a-706b可以防止和/或校正与计量装置402连接的计量设备408的意外移动。
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