遥控操作的机器人系统 |
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| 申请号 | CN201280031812.1 | 申请日 | 2012-04-27 | 公开(公告)号 | CN103648730A | 公开(公告)日 | 2014-03-19 |
| 申请人 | 雷斯昂公司; | 发明人 | S·C·雅各布森; F·M·史密斯; J·麦卡洛; 小格伦·E·科尔文; W·斯克罗吉恩; M·X·奥利维尔; | ||||
| 摘要 | 一种遥控操作的 机器人 系统，该遥控操作的机器人系统包括主控制臂、从属臂和可动平台。在使用中，用户操纵主控制臂以控制从属臂的运动。遥控操作的机器人系统可以包括两个主控制臂和两个从属臂。主控制臂和从属臂可以安装在平台上。平台可以为主控制臂并且为机器人系统的遥控操作者或用户提供 支撑 。因此，可动平台可以允许机器人系统到处移动以将从属臂 定位 在适当 位置 以便使用。另外，用户可以被布置在平台上，使得用户可以直接看到且听到从属臂和从属臂在其中操作的 工作空间 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种遥控操作的机器人系统，所述遥控操作的机器人系统包括： |
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| 说明书全文 | 遥控操作的机器人系统[0001] 优先权数据 [0002] 本申请要求2011年12月20日提交的美国申请No.13/332,165的权益，该美国申请通过引用整体并入这里。本申请还要求2011年4月29日提交的美国临时申请No.61/481,110的权益，该美国临时申请通过引用整体并入这里。本申请还要求以下美国临时申请的权益：2011年4月29日提交的No.61/481,103；2011年4月29日提交的No.61/481,089；2011年4月29日提交的No.61/481,099；2011年4月29日提交的No.61/481,095；和2011年4月29日提交的No.61/481,091，这些美国临时申请的每一个通过引用整体并入这里。 背景技术[0003] 由于不是安全的、高效的且/或节省成本的，从一个部位到另一部位升降和运输物体和物体通常具有相当大的问题。这些问题在一些行业和环境（例如，造船厂，仓库，军事部署场所等等）中可以被加重，其中，由于升降或运输辅助系统的不可用，需要手动完成物体或物体的所有的升降和/或运输，或者其中，通过至少一些辅助而完成物体的一部分升降和/或运输，但通过功能有限的可用的升降或运输辅助系统实现该辅助，因此使得其使用对于某些任务来说不实际或无效。 [0004] 当需要将物体从一个部位升降和/或运输到另一部位时将物体从一个部位升降和/或运输到另一部位的困难或者甚至没有能力这么做通常称为“升降间隙”，该学科被称为“间隙物流”。目前，存在数种与达到400磅的有效载荷关联的所谓的“升降间隙”，在公共、私人和军事环境中，该升降间隙具有相当大的问题和挑战。在许多情况中，经常需要物流人员以任何可能方式，有时借助笨拙的且无效的且/或低效率的辅助系统，并且有时在没有辅助的情况下手动地升降、运输或以其它方式操纵重的或大块的有效载荷。 [0005] 一种说明性例子在物流（例如，军事或其它类型的物流环境）中，该物流可以包括执行各种物体的移动、维护和支撑的学科。简而言之，物流可以包括材料和设备的获得、存储、分布、运输、维护、排空和准备的方面。无论什么环境，物流支撑人员经常面临升降和运输可能重达数百磅或更重的设备的挑战，因此引起重要的物流问题。就物流人员而言，移动这些可能需要巨大的努力，即使借助他们可用的有限功能辅助系统。当存在大量需要被升降和运输的物体时（特别地，每天），存在另外挑战或问题，即使这些物体重量小于相对较重的物体。实际上，物流人员通常每天各升降和运输数百磅，有时在困难的地形上。此外，许多这些被手动地完成，不幸地导致多种骨科和其它损伤，以及人员流转的高速率。 [0007] 结合附图，根据以下描述和所附权利要求，本发明将变得更加明了。应当理解，这些附图仅仅描绘本发明的示例性实施例，因此它们不被认为限制本发明的范围。将容易地理解，如这里在图中概括描述且示出的本发明的部件可以以很多种不同构造被布置和设计。然而，将通过使用附图借助另外的特性和细节描述和说明本发明。 [0008] 图1是根据本公开的例子的遥控操作的机器人系统的透视图。 [0009] 图2A是根据本公开的例子的主控制臂的透视图。 [0010] 图2B是图2A的主控制臂的另一透视图。 [0011] 图2C是根据本公开的另一例子的主控制臂的透视图。 [0013] 图3B是图3A的基座、第一支撑构件和第二支撑构件的另一透视图。 [0014] 图4A是图2A和2B的主控制臂的第二支撑构件、第三支撑构件和第四支撑构件的透视图。 [0015] 图4B是图4A的第二支撑构件、第三支撑构件和第四支撑构件的另一透视图。 [0016] 图5A是图2A和2B的主控制臂的腕单元的透视图。 [0017] 图5B是图5A的腕单元的另一透视图。 [0019] 图5D是图5C的致动器、位置传感器和载荷传感器布置的另一透视图。 [0020] 图6A是根据本公开的例子的从属臂的透视图。 [0021] 图6B是图6A的从属臂的另一透视图。 [0022] 图7A是图6A和6B的从属臂的基座、第一支撑构件和第二支撑构件的透视图。 [0023] 图7B是图7A的基座、第一支撑构件和第二支撑构件的另一透视图。 [0024] 图7C是根据本公开的例子的用来使致动器与伺服阀隔离的夹紧阀的液压示意图。 [0025] 图8A是图6A和6B的从属臂的第二支撑构件、第三支撑构件和第四支撑构件的透视图。 [0026] 图8B是图8A的第二支撑构件、第三支撑构件和第四支撑构件的另一透视图。 [0027] 图9A是图6A和6B的从属臂的第四支撑构件、第五支撑构件、第六支撑构件和第七支撑构件的透视图。 [0028] 图9B是图9A的第四支撑构件、第五支撑构件、第六支撑构件和第七支撑构件的另一透视图。 [0029] 图9C是图9A的第五支撑构件、第六支撑构件和第七支撑构件的透视图。 [0030] 图9D是与图9A的第四支撑构件和第五支撑构件之间的接头关联的致动器和连杆的剖视图。 [0032] 图10B是图10A的控制信号流的一个方面的示意图。 [0033] 图10C是图10A的控制信号流的另一方面的示意图。 [0034] 图10D是图10A的控制信号流的又一方面的示意图。 [0035] 图11是根据本公开的例子的动力系统的示意图。 [0036] 图12是根据本公开的例子的可动平台的透视图。 [0037] 图13是根据本公开的例子的主控制臂和从属臂连接到其上的图12的可动平台的透视图。 [0038] 图14是根据本公开的另一例子的可动平台的透视图。 [0039] 图15A示出根据本公开的例子的图14的可动平台的多方向轮转向控制装置。 [0040] 图15B示出根据本公开的另一例子的图14的可动平台的多方向轮转向控制装置。 [0041] 图15C示出根据本公开的又一例子的图14的可动平台的多方向轮转向控制装置。 [0042] 图15D示出根据本公开的又一例子的图14的可动平台的多方向轮转向控制装置。 [0043] 图15E示出根据本公开的例子的用于使遥控操作的机器人系统能够克服障碍物的可动系统的侧视图。 [0044] 图15F示出图15E的可动系统的后视图。 [0045] 图16是根据本公开的另外例子的可动平台的侧视图。 [0046] 图17A是根据本公开的例子的具有第一平台和第二平台的遥控操作的机器人系统的透视图。 [0047] 图17B是图17A的遥控操作的机器人系统的侧视图。 [0048] 图17C是图17A的遥控操作的机器人系统的一部分的剖视侧视图。 [0049] 图18示出根据本公开的例子的相对于从属臂远程定位的位于卡机上的主控制臂。 [0050] 图19A示出根据本公开的例子的肩带与平台分开的可分离主控制臂。 [0051] 图19B示出根据本公开的例子的肩带连接到平台的可分离主控制臂。 [0052] 图19C示出根据本公开的例子的具有可分离主控制臂的平台的侧视图。 [0053] 图19D示出根据本公开的例子的具有可分离主控制臂的平台的后视图。 [0054] 图19E示出根据本公开的例子的腰带与平台分开的可分离主控制臂。 [0055] 图19F示出根据本公开的例子的具有三个从属臂和两个主控制臂的遥控操作的机器人系统。 [0056] 图20示出根据本公开的例子的可联接到从属臂的可分离且可互换的端部执行器。 [0057] 图21示出根据本公开的例子的端部执行器控制单元。 [0058] 图22示出根据本公开的例子的线性自由度端部执行器。 [0059] 图23是说明图，示出根据本公开的例子的在机器人臂上具有扫描装置的平台。 [0060] 图24是说明性顶视图，示出根据本公开的例子的具有保持物品的机器人臂的平台。 [0061] 图25是根据本公开的例子的机器人臂库存系统的说明性方框图。 [0062] 图26是流程图，示出根据本公开的例子的使用机器人臂用来清点物体的方法。 [0063] 图27A是说明图，示出根据本公开的例子的升降装置在降低的位置中的平台。 [0064] 图27B是说明图，示出根据本公开的例子的在升高的位置中以便平台使用的升降装置。 [0065] 图28A是说明性部分切去侧视图，示出根据本公开的例子的在降低的位置中的升降装置。 [0066] 图28B是根据本公开的例子的在升高的位置中的升降装置的说明性部分切去侧视图。 [0067] 图29是说明性透视图，示出根据本公开的例子的升降装置带有键的滑架。 [0068] 图30A是说明性侧视图，示出根据本公开的例子的具有竖直位置中的柱和降低的滑架的折叠升降装置。 [0069] 图30B是说明性侧视图，示出根据本公开的例子的具有竖直位置中的柱和升高的滑架的折叠升降装置。 [0070] 图30C是说明性侧视图，示出根据本公开的例子的具有折叠位置中的柱和延伸的滑架臂的折叠升降装置。 [0071] 图30D是说明性侧视图，示出根据本公开的例子的具有折叠位置中的柱和折叠的滑架臂的折叠升降装置。 [0072] 图31A是说明性侧视图，示出根据本公开的例子的具有折叠位置中的柱的折叠升降装置上的机器人臂。 [0073] 图31B是说明性侧视图，示出根据本公开的例子的具有竖直位置中的柱的折叠升降装置上的机器人臂。 具体实施方式[0074] 本发明涉及以下共同待决的非临时美国专利申请：2011年12月20日提交的并且题为“System and Method for Controlling a Tele-Operated Robotic Agile Lift System”的No.13/332,152（代理人案号2865-20110418.2.NP）；2011年12月20日提交的并且题为“Platform Perturbation Compensation”的No.13/332,138（代理人案号2865-20110418.3.NP）；2011年12月20日提交的并且题为“Robotic Agile Lift System with Extremity Control”的No.13/332,146（代理人案号2865-20110418.4.NP）；2011年 12月20日提交的并且题为“Multi-degree of Freedom Torso Support for Teleoperated Robotic Agile”的No.13/332,129（代理人案号2865-20110418.5.NP）；2011年12月20日提交的并且题为“Variable Strength Magnetic End Effector for Lift Systems”的No.13/332,160（代理人案号2865-20110418.6.NP），上述文献的每一个通过引用整体并入这里。 [0075] 如这里使用的，单数形式“一”和“该”包括复数所指对象，除非上下文清除地指示相反。因此，例如，提及“机器人臂”包括一个或更多个这种机器人臂，并且提及“自由度”（DOF）包括提及一个或更多个这种DOF（自由度）。 [0076] 如这里使用的，术语“基本上”指的是作用、特性、性质、状态、结构、项目或结果的完全或几乎完全的范围或程度。例如，“基本上”封闭的物体将意味着该物体是完全封闭的或近乎完全封闭的。从绝对完全性的精确的容许偏离度在一些情况中可能取决于具体情况。然而，一般来说，完全的接近度将使得具有相同的总结果，如同获得绝对的且总的完全。当用于否定含义时，“基本上”的使用同样适用，以便表示作用、特性、性质、状态、结构、项目或结果的完全或几乎完全的缺乏。换句话说，“基本上没有”成分或要素的复合句可以实际上仍然包含这种项目，只要没有其可测量的效果。 [0077] 如这里使用的，术语“大约”通过假定给定值可以“稍微大于”或“稍微小于”端点用于为数值范围端点提供灵活性。 [0078] 如这里使用的，为了方便，可以在共同的清单中提供多个项目、结构元件、组成元件和/或材料。然而，这些清单应当被解释为仿佛该清单的每一个构件被单独地标识为分离的且唯一的构件。因此，仅仅基于共同的组中的它们的描述而没有相反的指示的情况下，没有这种清单的单个构件应当被解释为相同清单的任何其它构件的事实上的等同物。 [0079] 在这里可以以范围格式表达或提供数值数据。除非另外指示，应当理解，这种范围格式仅仅为了方便和简洁而被使用，并且因此应当被灵活地解释成不仅包括作为该范围的界限的明确列举的数值，而且包括那个范围内包括的所有单个数值或子范围，如同每一个数值和子范围被明确地列举。作为例证，“大约1到大约5”的数值范围应当被解释为不仅包括大约1到大约5的明确列举的值，而且包括表示的范围内的单个值和子范围。因此，被包括在这个数值范围中的是诸如2、3和4的各个值，和子范围（诸如从1到3、从2到4和从3到5等等），以及单独地是1、2、3、4和5。 [0080] 现在将参考某些例子，并且特别的语言在这里将用于描述该例子。这里讨论的例子阐述遥控操作的机器人系统，该遥控操作的机器人系统可以由用户直观地操作，并且能够执行大多数（如果不是全部）与升降和操纵重的物体，或者具有不同重量的大量物体有关的工作。在特别的例子中，遥控操作的机器人系统可以包括主控制臂和可以由主控制臂控制的从属臂。 [0081] 在一个例子中，遥控操作的机器人系统可以包括：主控制臂，该主控制臂具有至少两个支撑构件，该至少两个支撑构件在接头处联接在一起以形成对应于人臂的肩、肘和腕之一的自由度的自由度；从属臂，该从属臂具有至少两个支撑构件，该至少两个支撑构件在接头处联接在一起以形成对应于主控制臂的自由度的自由度；和可动平台，该可动平台可以在地面处和在操作环境内移动，可动平台适合于在操作区域内提供用户的机上支撑，这促进主控制臂和可动平台中的至少一个的选择性操作，其中主控制臂和从属臂被共同地支撑在可动平台处以提供可动遥控操作功能。 [0082] 在另一例子中，可操作用于遥控操作的机器人系统内的平台可以包括：基座：支撑系统，该支撑系统用来促进主控制臂和从属臂的至少一个的支撑；动力系统，该动力系统促进至少一个主控制臂和从属臂的动力供应；和控制系统，该控制系统促进至少一个主控制臂和从属臂的操作。 [0083] 在另一例子中，遥控操作的机器人系统内的用来控制从属臂的运动的主控制臂可以包括：至少两个支撑构件，该至少两个支撑构件在接头处联接在一起以提供对应于人臂的肩、肘和腕之一的自由度的自由度；与该接头关联的位置传感器，该位置传感器测量在该自由度下的该至少两个支撑构件的位置值；与该接头关联的第一载荷传感器，该第一载荷传感器测量该自由度中的第一载荷值，其中基于位置值和第一载荷值的至少一个操纵从属臂的对应接头；与该自由度关联的第二载荷传感器，该第二载荷传感器测量用户施加的载荷的第二载荷值；和致动器，该致动器联接到该至少两个支撑构件以至少部分地基于第二载荷值施加载荷到该至少两个支撑构件。 [0084] 在另一例子中，具有多个自由度并且可在遥控操作的机器人系统中操作以控制从属臂的运动的主控制臂可以包括：多个支撑构件，该多个支撑构件在多个接头处联接在一起，具有至少一个自由度；与该接头中的每一个关联的位置传感器，该位置传感器检测在每一个自由度下的主控制臂的位置改变；与该接头中的每一个关联的载荷传感器，该载荷传感器测量至少一个自由度中的载荷，并且提供至少一个自由度的载荷数据；用户接口装置，该用户接口装置具有从接头偏置的至少一个载荷传感器，该至少一个载荷传感器测量由用户施加到用户接口装置的载荷，并且除了来自与至少一个自由度关联的载荷传感器的载荷数据外，提供至少一个自由度的载荷数据；和扭矩辅助功能，该扭矩辅助功能利用来自用户接口装置的载荷传感器的载荷数据以响应于由用户施加到主控制臂的载荷促进主控制臂的被致动的运动，并且该扭矩辅助功能减小移动主控制臂所必要的力。 [0085] 在另一例子中，遥控操作的机器人系统可以包括：平台；从属臂；和主控制系统，该主控制系统包括框架构件，和被支撑在框架构件处的至少一个主控制臂，其中主控制系统以可移除的方式联接到平台以促进相对于平台的从属臂的选择性机上机下用户控制。 [0086] 在另一例子中，遥控操作的机器人系统可以包括：三个从属臂；第一主控制臂，该第一主控制臂被构造用来控制三个从属臂的至少一个；第二主控制臂，该第二主控制臂被构造用来控制三个从属臂的至少一个；和控制模块，该控制模块促进用户确定至少三个从属臂的哪个要由第一和第二主控制臂控制。 [0087] 在另一例子中，遥控操作的机器人系统可以包括：可动平台，该可动平台包括相对于支撑表面可动的第一平台，和联接到第一平台并且相对于第一平台可动的第二平台，其中第二平台操作用于支撑可由主控制臂控制的机器人从属臂。 [0088] 在另一例子中，升降装置可以包括：平台；固定臂，该固定臂在第一端部上具有钝齿，该固定臂在第二端部处连接到该平台；支架，该支架具有第一端部和第二端部，第一端部在枢转点处以可旋转的方式联接到固定臂的第一端部；致动器，该致动器联接到平台和支架以便使支架绕枢转点旋转；升降齿轮，该升降齿轮联接到支架的第二端部；中心齿轮，该中心齿轮将升降齿轮联接到固定臂的第一端部上的钝齿；和联接到升降齿轮的带键的升降滑架，其中当升降齿轮旋转时，带键的升降滑架维持水平位置。 [0089] 在另一例子中，折叠升降装置可以包括：平台；以可旋转的方式连接到平台的柱，其中该柱可以从竖直位置旋转到平台上的折叠位置；以可滑动的方式连接到柱的滑架，其中该滑架可以沿该柱滑动；和致动器，该致动器联接到平台和柱以在竖直位置和折叠位置之间旋转该柱。 [0090] 在另一例子中，遥控操作的机器人系统可以包括：主控制臂，所述主控制臂具有：至少两个支撑构件，所述至少两个支撑构件在接头处联接在一起以形成对应于人臂的肩、肘和腕之一的自由度的自由度；与该接头关联的位置传感器，该位置传感器测量在该自由度下的该至少两个支撑构件的位置值；与该接头关联的第一载荷传感器，该第一载荷传感器测量该自由度中的第一载荷值，其中基于位置值和第一载荷值的至少一个操纵从属臂的对应接头；与该自由度关联的第二载荷传感器，该第二载荷传感器测量用户施加的载荷的第二载荷值；和致动器，该致动器联接到该至少两个支撑构件以至少部分地基于第二载荷值施加载荷到该至少两个支撑构件；和可以由主控制臂控制的从属臂，该从属臂具有至少两个支撑构件，该至少两个支撑构件在接头处联接在一起以形成对应于主控制臂的自由度的自由度。 [0091] 在另一例子中，遥控操作的机器人系统可以包括：主控制臂，所述主控制臂具有：多个支撑构件，所述多个支撑构件在多个接头处联接在一起，从而具有至少一个自由度；与该接头的每一个关联的位置传感器，该位置传感器检测在每一个自由度下的主控制臂的位置改变；与该接头的每一个关联的载荷传感器，该载荷传感器测量至少一个自由度中的载荷，并且提供至少一个自由度的载荷数据；用户接口装置，该用户接口装置具有从接头偏置的至少一个载荷传感器，该至少一个载荷传感器测量由用户施加到用户接口装置的载荷，并且除了来自与至少一个自由度关联的载荷传感器的载荷数据外，提供至少一个自由度的载荷数据；和扭矩辅助功能，该扭矩辅助功能利用来自用户接口装置的载荷传感器的载荷数据以响应于由用户施加到主控制臂的载荷促进主控制臂的被致动的运动，并且该扭矩辅助功能减小移动主控制臂所必要的力；和可以由主控制臂控制的从属臂，该从属臂具有多个支撑构件，该多个支撑构件在多个接头处联接在一起以形成对应于主控制臂的至少一个自由度的至少一个自由度。 [0092] 在另一例子中，遥控操作的机器人系统可以包括：主控制臂，该主控制臂具有至少两个支撑构件，该至少两个支撑构件在接头处联接在一起以形成对应于人臂的肩、肘和腕之一的自由度的自由度；从属臂，该从属臂具有至少两个支撑构件，该至少两个支撑构件在接头处联接在一起以形成对应于主控制臂的自由度的自由度；和可动平台，该可动平台可以在地面处和在操作环境内移动，该可动平台适合于提供用户的机上支撑，其中主控制臂和从属臂被共同地支撑在可动平台处以提供可动遥控操作功能，并且其中主/从关系滤波功能元件对主控制臂和从属臂的至少一个的感应运动引起的频率进行滤波，以减少传播通过可动平台的运动反馈。 [0093] 在另一例子中，遥控操作的机器人系统可以包括：多个主控制臂，每一个主控制臂具有至少两个支撑构件，该至少两个支撑构件在接头处联接在一起以形成对应于人臂的肩、肘和腕之一的自由度的自由度；和从属臂，该从属臂具有至少两个支撑构件，该至少两个支撑构件在接头处联接在一起以形成对应于多个主控制臂的自由度的自由度；和控制模块，该控制模块通过多个主控制臂的任何一个促进从属臂的交替的和选择性的控制和操作。 [0094] 在另一例子中，遥控操作的机器人系统可以包括：主控制臂，该主控制臂具有至少两个支撑构件，该至少两个支撑构件在接头处联接在一起以形成对应于人臂的肩、肘和腕之一的自由度的自由度；和多个从属臂，每一个从属臂具有至少两个支撑构件，该至少两个支撑构件在接头处联接在一起以形成对应于多个主控制臂的自由度的自由度；和控制模块，该控制模块通过主控制臂促进多个从属臂的任何一个的交替的和选择性的单独控制和操作。 [0095] 在另一例子中，可用在遥控操作的机器人系统中以便控制从属臂的运动的主控制臂可以包括：第一支撑构件和第二支撑构件，该第一支撑构件和第二支撑构件在接头处联接在一起，从而具有对应于人臂的腕的自由度的自由度，其中第一支撑构件和第二支撑构件的至少一个被构造用来将该接头的自由度定位成与用户的腕的对应自由度基本上一致；与该接头关联的位置传感器，该位置传感器检测主控制臂在该接头的自由度下的位置改变；与该接头关联的载荷传感器，该载荷传感器测量在该接头的自由度下的载荷；和致动器，该致动器联接到第一支撑构件和第二支撑构件以响应于外部载荷促进在该接头的自由度下的被致动的载荷。 [0096] 在另一例子中，可用在遥控操作的机器人系统中以响应于主控制臂的运动的从属臂可以包括：第一支撑构件和第二支撑构件，该第一支撑构件和第二支撑构件在接头处联接在一起，具有对应于主控制臂的自由度的自由度，其中第一支撑构件的侧边缘重叠第二支撑构件的侧边缘以促进第一支撑构件和第二支撑构件的相对旋转，使得第一支撑构件和第二支撑构件绕与从属臂自由度相关的轴线相对彼此摆动；第一连杆，该第一连杆以可旋转的方式联接到第一支撑构件并且被构造用来在平面中运动；和第二连杆，该第二连杆以可旋转的方式联接到第一连杆和第二支撑构件，其中该平面中的第一连杆的运动引起第一支撑构件和第二支撑构件绕与从属臂自由度相关的轴线的离开平面的相对旋转运动。 [0097] 在另一例子中，可在遥控操作的机器人系统中操作以响应主控制臂的运动的从属臂可以包括：第一支撑构件和第二支撑构件，该第一支撑构件和第二支撑构件在接头处联接在一起，从而具有对应于主控制臂的自由度的自由度；致动器，该致动器连接到第一支撑构件和第二支撑构件以施加关于从属臂的自由度的载荷，该致动器被构造用来接收用来操作该致动器的流体压力；伺服阀，该伺服阀流体联接到致动器以控制到致动器的流体压力；和夹紧阀，该夹紧阀使致动器与伺服阀流体隔离，以锁定致动器并且防止相关自由度的运动。 [0098] 在另一例子中，可在遥控操作的机器人系统中操作以响应主控制臂的运动的从属臂可以包括：第一支撑构件和第二支撑构件，该第一支撑构件和第二支撑构件在接头处联接在一起，具有对应于主控制臂的自由度的自由度；致动器，该致动器联接到第一支撑构件和第二支撑构件以施加关于从属臂的自由度的载荷，该致动器具有第一侧和第二侧以接收用来操作该致动器的流体压力；伺服阀，该伺服阀流体联接到致动器的第一侧和致动器的第二侧以控制到该致动器的流体压力；和夹紧阀，该夹紧阀用来使致动器与伺服阀流体隔离，以锁定致动器并且防止相关自由度的运动，该夹紧阀包括：第一止回阀和第二止回阀，每一个流体联接在致动器的第一侧和伺服阀之间，其中，当关闭时，第一止回阀限制从致动器到伺服阀的流动，并且第二止回阀限制从伺服阀到致动器的流动；第三止回阀和第四止回阀，每一个流体联接在致动器的第二侧和伺服阀之间，其中，当关闭时，第三止回阀限制从致动器到伺服阀的流动，并且第四止回阀限制从伺服阀到致动器的流动；和导向阀，该导向阀流体联接到第一止回阀、第二止回阀、第三止回阀和第四止回阀以通过导向压力打开止回阀并且允许伺服阀控制到致动器的流体压力，其中导向压力的移除允许止回阀关闭使得流体被防止从伺服阀流到致动器和从致动器流到伺服阀。 [0099] 在另一例子中，可在遥控操作的机器人系统中操作以响应主控制臂的运动并且稳定有效载荷的从属臂系统可以包括：从属臂，该从属臂具有多个支撑构件和与多个支撑构件之一关联的载荷传感器，该多个支撑构件在多个接头处联接在一起，该载荷传感器测量至少一个自由度中的有效载荷施加的载荷并且提供有效载荷的载荷数据；和有效载荷稳定功能，该有效载荷稳定功能响应于由有效载荷施加到载荷传感器的载荷利用有效载荷的载荷数据来促进从属臂的被致动的运动，并且引起从属臂响应于施加到有效载荷的载荷以稳定有效载荷。 [0100] 在另一例子中，机器人臂库存系统可以包括：平台；联接到平台的机器人臂；联接到机器人臂的端部的端部执行器；和扫描装置，该扫描装置联接到机器人臂以扫描物件标签，该物件标签固定到由机器人臂操纵的物件。 [0101] 在另一例子中，升降装置可以包括：平台；固定臂，该固定臂在第一端部上具有钝齿并且在固定臂的第二端部上联接到该平台；以可旋转的方式联接到固定臂的第一端部的支架的第一端部上的枢转点；致动器，该致动器联接到平台和支架以便使支架绕枢转点旋转；升降齿轮，该升降齿轮联接到支架的第二端部；中心齿轮，该中心齿轮将升降齿轮联接到固定臂的第一端部上的钝齿；和联接到升降齿轮的带键的升降滑架，其中当升降齿轮旋转时，带键的升降滑架维持水平位置。 [0102] 在另一例子中，升降装置可以包括：平台；右固定臂，该右固定臂在第一端部上具有钝齿并且在右固定臂的第二端部上联接到该平台；左固定臂，该左固定臂在第一端部上具有钝齿并且在左固定臂的第二端部上联接到该平台；以可旋转的方式联接到右固定臂的第一端部的右支架的第一端部上的右枢转点；以可旋转的方式联接到左固定臂的第一端部的左支架的第一端部上的左枢转点；致动器，该致动器联接到平台和至少右或左支架以便绕枢转点旋转该至少右或左支架；右升降齿轮，该右升降齿轮联接到右支架的第二端部；左升降齿轮，该左升降齿轮联接到左支架的第二端部；右中心齿轮，该右中心齿轮将右升降齿轮联接到右固定臂的第一端部上的钝齿；左中心齿轮，该左中心齿轮将左升降齿轮联接到左固定臂的第一端部上的钝齿；和联接到右升降齿轮和左升降齿轮的右支架和左支架之间的带键的升降滑架，其中，当升降齿轮旋转时，带键的升降滑架相对于固定臂维持恒定的角位置。 [0103] 在另一例子中，折叠升降装置可以包括：平台；以可旋转的方式连接到平台的柱，其中该柱可以从竖直位置旋转到平台上的折叠位置；以可滑动的方式连接到柱的滑架，其中该滑架可以沿该柱滑动；和致动器，该致动器联接到平台和柱以在竖直位置和折叠位置之间旋转该柱。 [0104] 通过上面阐述的这些常见例子，在本公开中注意到，当描述遥控操作的机器人系统或相关装置或方法的各种示例性实施例时，在适当的情况下，这些描述的每一个可以被认为适用于其它描述，不管它们是否在那个例子的情况中被明确地讨论。例如，在讨论遥控操作的机器人系统本身中，装置和/或方法例子也被包括在这种讨论中，并且反之亦然。 [0105] 此外，从本公开和示例可以获得各种改进和组合，并且因此，以下公开内容和讨论的图不应当被认为是限制性的。 [0106] 图1中示出的是根据本发明的一个示例性实施例的遥控操作的机器人系统100（例如，升降系统）。系统100可以包括：主控制臂200A、200B，从属臂300A、300B和平台400。在操作中，用户操纵主控制臂以控制从属臂的运动。如示出的，遥控操作的机器人系统可以包括两个主控制臂和两个从属臂。应当认识到，本发明的遥控操作的机器人系统在主控制臂和从属臂的数量或组合中不受限制，并且仅可由预期使用或其它实际考虑限制。在特别的方面，按照这里公开的方式的遥控操作的机器人系统可以包括单个主控制臂和单个从属臂。同样，在另一方面，按照这里公开的方式的遥控操作的机器人系统可以包括多个主控制臂和多个从属臂，该多个主控制臂和多个从属臂在数量上可以是相同的或不同的（例如，两个主控制臂和由两个主控制臂控制的三个从属臂）。 [0107] 主控制臂200A和200B可以在构造和操作上相似，或者可以共享其它属性，诸如DOF的数量。如图中所示，一个差异可能是，主控制臂200A被构造用于用户的右侧，并且主控制臂200B被构造用于用户的左侧。对于从属臂300A和300B，也可以这么说。然而，应当认识到，两个或更多个主控制臂（或从属臂）不需要被相似地构造并且可以在DOF的数量或其它属性方面不同。 [0108] 在一些示例性实施例中，主控制臂和从属臂可以被安装或以其它方式被支撑在平台400上或附近。平台400可以包括，例如，如图中所示的可动平台，或固定在永久部位的平台。在一个方面，可动平台可以为从属臂提供支撑。在另一方面，平台可以为机器人系统的从属臂以及主控制臂和遥控操作者或用户提供同时的或共同的支撑，因此允许这些是提供可动遥控操作功能的总的可动机器人系统的一部分，其中可动机器人系统也支撑用户以促进可动遥控操作机器人结构中的机上控制能力。可动平台可以适合于在操作区域（接收用户并且允许用户执行操作功能的可动平台附近的区域）内提供用户的机上支撑，该操作区域促进主控制臂和可动平台的选择性操作。可动遥控操作功能还促进从属臂在其中操作的动态的且可动的操作区域，以及主控制臂在其中操作的可动操作区域。 [0109] 不管从属臂是否结合主控制臂被支撑在可动平台处或者不管主控制臂是否远程地定位，如果构造为可动平台，则该平台可以允许遥控操作的机器人系统的至少一部分到处移动以将从属臂定位在不同位置中以便使用。在主控制臂和从属臂被支撑在相同可动平台处的实施例中，用户可以有利地被布置在平台（即，包括操作区域的可动平台，其中用户被支撑在可动平台处并且能够从操作区域操作遥控操作的机器人装置）上，使得用户接近操作区域，其中用户可以直接看和听从属臂和从属臂在其中操作的工作空间。视觉和/或音频信息可以使用户能够更好地操纵主控制臂以控制从属臂的运动。 [0110] 如下面讨论的，在另一方面，用户和主控制臂可以相对于从属臂远程地定位。在这种情况中，支撑从属臂的机器人系统可以包括各种传感器（例如，相机，麦克风，或其它感测仪器）以将信息（例如，视觉和/或音频信息）从工作空间传送到远程用户。通过从从属臂工作空间再现的接收的信息，用户可以操纵主控制臂以控制在工作空间中的从属臂的运动。 [0111] 主控制臂可以构造成由用户操纵以控制从属臂的运动，其中用户的运动导致从属臂的对应运动。例如，用户可以抓住位于主控制臂200A的远端部的把手202以操纵主控制臂。通常，主控制臂可以包括接头和连杆，该接头和连杆对应于用户的臂，使得用户的臂的运动引起主控制臂以类似于用户的运动的方式运动。从属臂可以包括接头和连杆，该接头和连杆对应于主控制臂，并且因此也对应于用户的臂。主控制臂的运动然后可以引起从属臂以类似于主控制臂的运动的方式运动，因此允许用户控制从属臂的运动。 [0112] 参考图2A和2B，示出的是主控制臂200A。为了简单，主控制臂200A被示出为独立于机器人系统的其它部件，诸如主控制臂200B、从属臂300A、300B和平台400。在一个实施例中，诸如本公开教导的那些，主控制臂200A可以被安装、安置或以其它方式与任何平台关联，使得该平台支撑主控制臂。在另一实施例中，主控制臂可以与平台分离，使得与该平台关联的从属臂可以由主控制臂从远处控制。 [0113] 如这里使用的，术语“运动学地等效的”或“运动学等效”指的是刚性本体的两个或更多个分离的系统之间的关系，其中每一个系统的刚性本体通过旋转接头被连接以提供旋转自由度（DOF）。运动学地等效的系统具有相似的对应旋转DOF，由类似的对应连杆连接，该类似的对应连杆在该系统之间在长度上成比例。注意，“等效的”或“等效”不是指该系统之间的运动学等同。实际上，“运动学地等效的”或“运动学等效”可以包括与真实运动学特性的一些程度的偏差，如在下面并且贯穿本公开进一步示出的。 [0114] 在一个方面中，主控制臂200A可以运动学地等效于从肩到腕的用户的臂。人臂从肩到腕包括七个自由度。具体地，人肩包括三个DOF：外展/内收、弯曲/伸展和肱骨旋转。人肘包括一个DOF。人腕可以被概括为包括三个DOF：腕旋转、外展/内收和弯曲/伸展。 上臂从肩延伸并且通过肘连接到下臂。腕处于下臂的相对的端部。从肩到腕的人臂因此可以被概括为一种运动学系统，该运动学系统包括具有三个旋转DOF的第一接头，该第一接头通过第一连杆连接到具有一个DOF的第二接头，该第一连杆通过第二连杆连接到具有三个DOF的第三接头。 [0115] 主控制臂200A可以被构造为运动学系统以包括DOF和连杆，该DOF和连杆对应于从肩到腕的人臂的DOF和连杆。例如，第一支撑构件211在接头231处联接到基座210，这实现绕轴线221的旋转。关于轴线221的DOF代表对应于人肩的外展/内收的旋转DOF。如图2中所示，轴线221相对于水平平面处于大约45度角度。轴线221可以布置成相对于水平平面从大约0度到大约90度。轴线221的45度角度可以允许基座210布置在用户后面，这可能有利于定位支撑设备以便主控制臂在主控制臂的使用期间允许用户的不受限制的运动。轴线221可以从用户的肩偏置（例如，达到数英尺）并且仍然形成运动学地等效于用户的臂的系统的一部分。在一个方面，关于轴线221的DOF是建立与用户的臂的运动学等效中的最不敏感的DOF。换句话说，与主控制臂和用户的臂之间的其它对应DOF之间的偏差相比，这里可以容忍更多偏差。 [0116] 第一支撑构件211可以从基座210延伸以将接头232布置在用户的肩部。接头232联接到或连接第二支撑构件212并且形成轴线222。关于轴线222的DOF代表对应于人肩的弯曲/伸展的旋转DOF。在一些方面，接头232可以布置到用户的肩的侧部。在其它方面，接头232可以在用户的肩的上方或下方。在又一些其它方面，接头232可以在用户的肩的前方或后方。接头232可以从用户的肩偏置（例如，达到数英尺）并且仍然形成运动学地等效于用户的臂的系统的一部分。在一个方面，关于轴线222的DOF是建立与用户的臂的运动学等效中的第二最不敏感的DOF。 [0117] 第二支撑构件212从接头232延伸并且通过接头233联接到或连接第三支撑构件231，该接头233形成轴线223。关于轴线223的DOF代表对应于人肩的肱骨旋转的旋转DOF。接头233可以从用户的肩偏置（例如，达到数英尺）并且仍然形成运动学地等效于用户的臂的系统的一部分。在一个方面，关于轴线223的DOF是建立与用户的臂的运动学等效中的第三最不敏感的DOF。 [0118] 因此，在运动学地等效的系统中，主控制臂20A的三个分离的接头可以对应于人肩的单个关节。通常，对应于人肩的主控制臂的DOF是建立主控制臂和用户的臂之间的运动学等效中最不敏感的DOF。换句话说，对应于人肩的主控制臂的DOF的部位和取向可以容忍离开对应的用户的臂的最大的偏差或偏置距离并且仍然被认为提供与用户的臂的运动学等效。在这种情况中，各种支撑构件将包括各种长度以提供相应接头的这种偏置距离。在特别的方面中，按照建立主控制臂和人肩之间的运动学等效的递增的敏感度，对应于人肩的主控制臂的DOF可以排序为外展/内收，弯曲/伸展，和肱骨旋转。 [0119] 第二支撑构件212和第三支撑构件213组合以形成对应于人上臂的轴线222和轴线224之间的连杆。第三支撑构件213通过接头234联接到第四支撑构件214，从而形成轴线224。关于轴线224的DOF代表对应于人肘的旋转DOF。通常，由第二支撑构件212和第三支撑构件213形成的连杆可以将接头234布置在用户的肘附近，诸如布置到用户的肘的侧部。接头234可以离开用户的肘达到数英尺并且仍然形成运动学地等效于用户的臂的系统的一部分。在一个方面，关于轴线224的DOF与对应于用户的肩的DOF相比不太能容忍偏差，并且因此是建立与用户的臂的运动学等效中更敏感的DOF。 [0120] 第四支撑构件214在接头235连接到第五支撑构件215，从而形成轴线225。关于轴线225的DOF代表对应于人腕旋转的旋转DOF。第五支撑构件215在接头236联接到第六支撑构件216，该接头236形成轴线226。关于轴线226的DOF代表对应于人腕外展/内收的旋转DOF。第六支撑构件216在接头237联接到第七支撑构件217，该接头237形成轴线227。关于轴线227的DOF代表对应于人腕弯曲/伸展的旋转DOF。因此，主控制臂的三个分离的接头可以对应于人腕。将认识到，对应于用户的腕的DOF的主控制臂的DOF在建立与从肩到腕的用户的臂的运动学等效中可能是最敏感的并且具有最小容忍偏差。因此，在一个方面中，运动学等效的系统之间的容许偏差的程度可以沿该系统中的一个的长度不同，因此提供不同的运动学构造。例如，在另一示例性实施例中，主控制臂可以构造成包括长于或短于图1和2A-2B中示出的支撑构件的任何一个或更多个支撑构件（例如，提供对应于人肩中的那些DOF的DOF的那些支撑构件），因此促进诸如可能需要或希望的多种不同部位或位置中的相应接头的部位。 [0121] 在一个方面中，关于轴线227的DOF对运动学等效的偏差最敏感，关于轴线226的DOF为第二最敏感，并且关于轴线225的DOF为第三最敏感。因此，轴线225、226、227与用户的腕DOF的部位紧密对应。在一个方面中，轴线225、226、227可以位于用户的腕的大约六英寸内。在更特别的方面中，轴线225、226、227可以位于用户的腕的大约2英寸内。在更特别的方面中，轴线225、226、227可以位于用户的腕的大约1英寸内。 [0122] 在某些方面中，主控制臂可以包括少于七个DOF并且仍然被认为在人臂的对应DOF方面运动学地等效于人臂。在某些其它方面中，主控制臂可以包括多于七个DOF并且仍然被认为在人臂的对应DOF方面运动学地等效于人臂。在这种情况中，不对应于人臂的过多的DOF可能不是运动学地等效于人臂。 [0123] 主控制臂和从属臂可以具有数个操作模式。一个操作模式是位置控制。通过位置控制，主控制臂的各种DOF的位置用于控制从属臂的各种DOF的位置。主控制臂和从属臂之间的位置关系可以是成比例的关系。在一个方面中，主控制臂和从属臂之间的成比例的位置关系可以是一对一关系，其中主控制臂的一定量的运动导致从属臂的相同量的运动。这可能是有用的通用控制设置。在另一方面中，主控制臂和从属臂之间的成比例的位置关系可以包括不同于一对一的情况。例如，可以存在一种关系，其中大的主控制臂运动导致相对小的从属臂运动。当用户希望从属臂的精确的运动或较精细的控制时，这可以是有用的。 在又一方面中，主控制臂和从属臂之间的成比例的位置关系可以包括小的主控制臂运动导致相对大的从属臂运动的关系。当用户希望粗大的运动以快速移动从属臂而没有用户的过多或不必要的运动时，这可以是有用的。 [0124] 在一个方面中，成比例的关系可以是一致的或者它们可以在主控制臂和从属臂的对应DOF之中变化。在另一方面中，成比例的关系可以被修改。例如，该系统可以被构造成允许用户在机器人系统的操作期间自由改变主控制臂和从属臂DOF之间的成比例的位置关系。在一个方面中，在用户操作主控制臂时，用户可以使用可接近的手动控制装置改变成比例的关系。在具体的方面中，手动控制装置可以包括转盘或按钮（例如，在把手202上或附近安装在主控制臂上的转盘或按钮），该转盘或按钮允许用户拨入或选择希望的成比例的关系。在其它例子中，手动控制装置可以是通过在用户附近或在其它地方安装在该系统上的触摸屏，或者可以是通过与该系统无线通信的用户的智能电话或其它PDA装置上的应用程序。手动控制装置可以构造成与各种控制系统通信以便操纵主和从之间的输入/输出关系。 [0125] 在另一方面，用户可以控制工作空间的位置边界，例如，以便将工作空间限制到略微小于从属臂的实际全伸展范围，诸如通过将禁止从属臂延伸超过强加的极限的一系列运动限制。这种限制可以由用户使用用户接口启动，该用户接口可采用各种控制系统操作。用户接口可以位于主控制臂上或位于另一用户可接近部位，诸如控制台。 [0126] 另一操作模式包括从从属臂到主控制臂的力反馈。通过力反馈，用户配备有另外的感觉输入以便操作从属臂。与位置控制（其中从属臂将操作以执行来自主控制臂的位置命令而不顾可能处于从属臂的路径中的障碍物）不同，力反馈通过主控制臂向用户提供成比例的力反馈以指示从属臂经受的载荷。例如，如果从属臂在执行来自主控制臂的位置命令时遭遇障碍物，则从属臂上的载荷传感器可以提供载荷信息，该载荷信息被传递到主控制臂，并且可操作用于主控制臂的致动器可以基于载荷信息施加成比例的载荷到用户，该成比例的载荷可以取决于特别的操作环境和可能希望被施加到用户的内容变化或不同。通过这种力反馈，在操作环境中用户可以更直观地控制从属臂，因为它更精密地象在日常生活中操作用户自身的用户的体验。 [0127] 在一个方面中，该系统可以构造成施加力或载荷到用户，该力或载荷与被从属臂拾取的物体的重量成比例。例如，如果物体重500磅，则用户经受的成比例的力反馈载荷可以是10磅。在另一方面，力反馈功能可以实施成当从属臂遭遇物体时施加力或载荷到用户，其中用户通过主控制臂感觉物体的阻力并且可以采取行动以避免或最小化有害影响。因此，力反馈可以是机器人系统的安全特征。 [0128] 在某些方面，力反馈实施可以包括当从属臂经受撞击事件时由主控制臂在用户上产生的增加的载荷。换句话说，由载荷传感器感测的撞击可以作为瞬时载荷峰值通过主控制臂被反馈到用户，该瞬时载荷峰值与力反馈的正常的成比例的设置不成比例。例如，当从属臂与墙壁碰撞时，从属臂的载荷传感器感测该撞击。为了警示用户撞击已经发生，主控制臂可以在用户上产生载荷，该载荷相对于目前成比例的力反馈设置不成比例地大并且持续短的时间段，这可以有效地向用户表示撞击。例如，在撞击时产生的用户上的力可以不成比例地大，使得用户将不能进一步移动主控制臂，有效地产生主控制臂的硬停止而不顾用户的力量或任何已存在力矩。 [0129] 在某些方面中，遥控操作的机器人系统可以包括用来提高主控制臂对从属臂的控制的部件。例如，主控制臂可以包括扭矩辅助功能或部件以减小移动主控制臂所必要的力和力矩。通过扭矩辅助，该系统容忍较低的扭矩增益和不精确的质量性质。主控制臂处的扭矩辅助控制可以帮助操作者克服该系统中的摩擦力，诸如主控制臂的以及一定程度上从属臂的接头摩擦、轴承摩擦、致动器摩擦和静摩擦，以及粘性阻尼和动态惯性效应。扭矩辅助也可以辅助用户克服由于从从属臂的力反馈的主控制臂中的载荷，该载荷可能阻碍用户控制从属臂的能力。用户可以在没有这个部件的情况下克服这种载荷，但重复这么做可以使用户疲劳。因此，虽然存在力反馈的许多积极方面（例如，增强的感觉反馈），但遥控操作的机器人系统可以包括扭矩辅助部件以最小化主控制臂中的力反馈的不希望的效果（例如，当启动主控制臂的运动时特别地可注意到的用户上的增加的阻力），以提高用户的操作主控制臂以控制从属臂的能力。 [0130] 在一个方面中，载荷传感器可以在策略接口部位联接到主控制臂以促进与用户的相互作用或接合。如这里使用的，“载荷”可以包括力和/或力矩。因此，载荷传感器可以感测力和/或力矩。载荷传感器可以被构造用来感测多个DOF中的载荷，并且促进载荷值的输出。载荷传感器能够检测作用在主控制臂上的线性的和/或旋转的载荷。例如，多轴线载荷传感器（诸如，六DOF载荷传感器）可以测量沿传感器的x、y和z轴线的三个力分量以及绕该轴线起作用的三个力矩分量。因此，载荷传感器可以检测用户是否有力地接触主控制臂。如果如此，该系统可以构造成沿希望方向推动主控制臂以操纵主控制臂，并且至少减小来自有力接触的载荷。使用载荷传感器数据，诸如力值或力矩值，主控制臂可以响应于用户施加到主控制臂的载荷而运动，诸如，与施加的载荷沿相同的方向。 [0131] 例如，当主控制臂静止时，用户的前臂可能不有力接触主控制臂。在特别的方面中，从用户施加到主控制臂的载荷可以被载荷传感器检测，该载荷传感器位于用户接口装置上，该用户接口装置接近用户的前臂联接到主控制臂。在另一特别的方面中，如这里讨论的，这可以被与主控制臂的一个或更多个DOF关联的载荷传感器检测。为了沿希望的方向移动接近用户的前臂的主控制臂，用户可以施加载荷到用户接口装置和主控制臂，诸如通过降低前臂或将前臂推向侧部。由用户的运动引起的用户接口装置和主控制臂上的这个载荷引起主控制臂施加扭矩到致动器，该致动器可以被构造用来引起主控制臂运动（例如，沿用户施加的载荷的方向）。主控制臂的这种响应可能顺序地重复许多次直到用户的前臂的运动完成并且用户停止施加载荷到主控制臂（即，在用户接口装置上的载荷传感器的部位不再存在与主控制臂的有力接触）。如上面指示的，这个部件可以被联接或实施有力反馈功能，或者可以被实施为独立的系统。在任何情况中，主控制臂可以感测用户施加的载荷并且可以启动扭矩辅助以辅助用户克服主控制臂中的扭矩或力，该扭矩或力将阻碍用户的希望运动方向的运动。在一个方面中，扭矩辅助的程度可以是可调节的，诸如，具有可调节的增益。 [0132] 因此，扭矩辅助或扭矩辅助功能可以并入到主控制臂中以提高由用户执行的主控制臂的操作。换句话说，通过力反馈，从属臂可以在主控制臂上施加一些量的控制。这种增强的操作模式可以限制由于主控制臂中的阻力和/或主控制臂上的来自从属臂的力反馈对用户的消极影响，因此维持主控制臂和从属臂之间的适当函数关系。例如，由于来自从属臂的主控制臂中的力反馈，主控制臂可以构造成抵抗用户引起的运动。使用与主控制臂中的一个或更多个DOF关联的主控制臂上的载荷传感器来检测用户施加的载荷并且施加扭矩到主控制臂以引起主控制臂运动，可以辅助用户克服主控制臂中的用户感觉到的阻力。扭矩辅助功能虽然不被要求但典型地构造成引起沿用户施加的载荷的方向的主控制臂的运动。在一个方面中，提供的扭矩辅助的量可以被调整以在操作期间提高主控制臂的“感觉”。在一些情况中，扭矩辅助的量可以相对小，并且可能不足以克服主控制臂中的反馈力。 [0133] 在扭矩辅助功能中，感测用户施加的载荷并且被支撑在主控制臂附近并且与主控制臂中的一个或更多个DOF关联的载荷传感器意味着该载荷传感器可以感测载荷数据并且提供载荷值，该载荷值可以用于各种一个或更多个DOF以引起主控制臂响应于用户施加的载荷而运动。在一个示例性实施例中，从用户接收施加的载荷的载荷传感器可以与用户接口装置关联并且位于从该接头处的其它载荷传感器的部位偏置的位置。在另一示例性实施例中，扭矩辅助功能可以被构造成利用该接头处的已存在的载荷元件而不是需要用户接口装置内的分离的载荷传感器。 [0134] 通过扭矩辅助功能，至少部分地基于这个载荷值，引起主控制臂（例如，在接头处连接的至少两个支撑构件）运动。扭矩辅助功能可以减少用户疲劳并且改善由用户执行的主控制臂的操作的容易性。在一个方面中，扭矩辅助可能足以至少辅助用户克服主控制臂中的力反馈阻力载荷。在另一方面中，该增益可以被设置成使得扭矩辅助可以超过主控制臂中的力反馈阻力载荷。 [0135] 在一个方面中，主控制臂和/或从属臂（以及任何有效载荷）可以是重力补偿的。补偿重力可以提高用户感觉出现在从属臂的载荷（诸如被从属臂升降的有效载荷的重量）的能力，这使用户能够以自然的方式对这种载荷作出反应。通过使用从属臂的重力补偿，提供从从属臂到主控制臂的力反馈的能力可以显著提高。相对长的从属臂（诸如，4到10英尺长）可能重数百磅。由于重力，复杂的、运动学等效的主控制臂也可能添加相当大的重量。重力补偿可以在每一个DOF轴线上提供补偿扭矩以补偿从属臂和/或主控制臂的重力影响。 [0136] 重力补偿涉及测量对每一个支撑构件的重力影响并且调节在每一个DOF下的扭矩以补偿重力影响。在一个例子中，主控制臂和/或从属臂的一个或更多个支撑构件可以包括分离的测量装置，该分离的测量装置用于确定相对于支撑构件的重心的重力牵引（即，重力矢量）的方向。替代地，可以相对于臂的固定参考框架（诸如臂位于其上的基座）进行多轴线系统中的单个测量。然后，可以为每一个支撑构件计算参考框架的变换，并且可以确定在每一个DOF所需的扭矩水平以补偿基于该位置、支撑构件的重心和质量的重力牵引。 [0137] 例如，可以使用迭代牛顿欧拉动态公式确定在支撑构件的每一个接头处由重力引起的扭矩。从第一段（诸如对应于肩轴线的第一支撑构件）到最后一段（诸如对应于腕轴线的第七支撑构件），每一个支撑构件的速度和加速度可以被迭代地计算并且应用于每一个连杆。虽然迭代牛顿欧拉动态公式已经被提供作为实现重力补偿功能的一个例子，但可以使用在机器人系统中包括重力补偿的许多不同方式。一旦在每一个接头计算由测量的重力矢量引起的扭矩的量，就可以通过施加相反的扭矩而补偿扭矩以有效地补偿重力。如前所述，使用连接到每一个接头的电动机，或者通过使用连接到致动器的液压或气动阀，可以施加相反的扭矩。 [0138] 升降主控制臂的重量以控制从属臂会使用户快速地疲劳。补偿主控制臂的重力可以允许用户使用主控制臂持续延长的时间段而不疲劳。在一个方面中，为了使用户能够控制从属臂持续延长的时间段，主控制臂可以被构造用来支撑用户的臂的重量。这可以允许用户操纵从属臂，同时最小化伸展和移动用户的臂所需的肌肉的使用。因此，除了主控制臂外，用户的臂还可以被重力补偿。 [0139] 重力地补偿主控制臂可以增加从从属臂发出的主控制臂处的力反馈的灵敏度。例如，从属臂可以被设置成具有40到1的载荷增益。当用户命令从属臂拾取100磅物体时，力反馈将在主控制臂中的每一个接头处增加向下压力以模拟拾取近似2.5磅（即，用户感觉到的重量）。然而，主控制臂自身可能相当重（例如，25磅）。因此，主控制臂中的相对小的重量改变可能难以被用户检测。然而，通过重力补偿，由于主控制臂的所有或部分固有重量可以被重力补偿，用户将可以容易地检测2.5磅变化。因此，主控制臂的重力补偿使用户能够更精确地检测来自从属臂的力反馈。相同的或相同类型的电动机和/或致动器可以用于提供主控制臂中的重力补偿以及力反馈。 [0140] 在某些方面中，除了从属臂外，由从属臂升降的有效载荷可以被重力补偿。例如，如果希望，用户可以“归零”（或者一定程度上归零）有效载荷的重量，这将有效地引起用户感觉不到从属臂和有效载荷的重量。换句话说，用户将感觉不到通过主控制臂反馈到用户的有效载荷的成比例的载荷。因此，该系统还可以在主控制臂上或附近包括用户接口装置或系统，该用户接口装置或系统促进从属臂的重力补偿水平的用户操纵。 [0141] 进一步参考图2A和2B，主控制臂200A可以包括位置传感器，该位置传感器与主控制臂的DOF关联。在一个方面中，对于每一个DOF，存在一个位置传感器。位置传感器可以位于例如接头231、232、233、234、235、236和237的每一个处。因为这些接头处的主控制臂的DOF是旋转的，因此位置传感器可以被构造用来测量角位置。在一个方面中，位置传感器可以检测在每一个DOF下的主控制臂的位置变化，并且促进位置阀的输出。这个位置变化可以用于引起从属臂的对应DOF的成比例的位置变化。 [0142] 位置传感器可以是绝对位置传感器，该绝对位置传感器使每一个接头的绝对位置能够在任何时间被确定。替代地，位置传感器可以是相对位置传感器。位置传感器可以包括用来测量每一个接头的旋转的任何类型的合适位置传感器，包括但不限于编码器、旋转电位计和其它类型的旋转位置传感器。可以使用的位置传感器的一个例子是由Gurley Precision Instrument（制造商型号No.P/N AX09178）生产的编码器盘。编码器盘可以联接到主控制臂中的每一个接头231-237。由Gurley Precision Instrument生产的编码器读取器（型号No.P/N7700A01024R12U0130N）可以用于读取编码器盘以提供每一个接头处的绝对位置读数。 [0143] 另外，主控制臂可以包括致动器，该致动器与主控制臂的DOF关联。致动器可以用于实现从从属臂到主控制臂的力反馈。当用户移动主控制臂（诸如通过扭矩辅助）时，通过克服被从属臂反馈到主控制臂的载荷的至少一部分，致动器也可以用于提高主控制臂的操作。另外，致动器可以用于实现主控制臂的重力补偿。 [0144] 在一个方面中，对于主控制臂的每一个DOF,存在一个致动器。致动器可以是线性致动器、旋转致动器等等。致动器可以由电、液压装置、气动装置等等操作。图2A和2B中描述的主控制臂200A中的致动器例如是液压线性致动器。可以通过使用液压泵操作致动器，该液压泵诸如由Parker制造的液压泵（P/N PVP1630B2RMP）。 [0145] 可以使用电动机控制每一个致动器。替代地，液压或气动伺服阀可以打开或关闭以使选定量的液压或气动流体能够施加希望水平的力到致动器以施加扭矩到对应的接头。在一个例子中，伺服阀可以与每一个致动器关联，使端口能够打开以引起希望的力沿选定方向被致动器施加。另一端口可以打开以沿相反方向施加力。可以使用的一种类型的伺服阀以零件号SM4-10(5)19-200/20-10S39由Vickers制造。可以使用的另一类型的伺服阀由Moog制造，型号30-400A。基于设计考虑可以使用另外类型的伺服阀，该设计考虑包括阀的类型、阀处的压力等等。 [0146] 主控制臂200A可以包括液压地或气动地联接到致动器的伺服阀。例如，连接管路470可以联接到控制阀端口472和致动器端口474以流体连接控制阀和致动器。这种联接是可以遍及主控制臂和从属臂用于流体连接伺服阀和致动器的其它这种连接件的示例。 [0147] 主控制臂也可以包括载荷传感器，该载荷传感器与主控制臂的DOF关联。载荷传感器可以用于测量主控制臂中的载荷，该载荷可以用于实现从从属臂到主控制臂的力反馈。载荷传感器也可以用于测量用户施加到主控制臂的载荷以实现控制臂的增强的操作（诸如，通过扭矩辅助）。此外，载荷传感器可以用于实现主控制臂的重力补偿。载荷传感器可以包括任何类型的合适载荷传感器，该合适载荷传感器包括但不限于应变计、薄膜传感器、压电传感器、阻力载荷传感器等等。例如，可以使用的载荷传感器包括由Sensotec生产的载荷元件，P/N AL311CR或P/N AL31DR-1A-2U-6E-15C,Futek,P/N LCM375-FSSH00675，或P/N LCM325-FSH00672。 [0148] 在一个实施例中，对于主控制臂的每一个DOF，存在一个载荷传感器。主控制臂上的每一个DOF可以包括至少一个独特的输入，该至少一个独特的输入描述DOF应当如何跟踪用户的运动。通过多DOF载荷传感器，可以说明主控制臂的数个DOF。例如，能够测量六个DOF中的载荷的多DOF载荷传感器可以与对应于用户的腕DOF的轴线225、226、227和对应于用户的肩DOF的轴线221、222、223关联。单个DOF载荷传感器可以与对应于用户的肘DOF的轴线224关联。因此，总计七个DOF的载荷元件足以跟踪具有七个DOF的主控制臂的运动。来自多DOF载荷传感器的数据可以用于计算载荷传感器部位和基座210之间的DOF处的载荷。载荷传感器可以位于例如主控制臂的每一个支撑构件处。在一个方面中，如下面更详细地讨论的，载荷传感器可以与致动器关联。 [0149] 另外，载荷传感器可以位于主控制臂上的其它部位处。例如，主控制臂200A可以包括呈把手202的形式的用户接口装置以提供与用户的接口并且允许用户操作主控制臂。把手可以联接到支撑构件，诸如第七支撑构件217。在这个实施例中，用户没有被物理地固定或捆住到该系统，而是能够通过仅仅抓住把手进入操作位置，其中通过施加各种方向力到把手（由于与一个或更多个载荷传感器关联）实现主控制臂的运动和操纵。这种操作条件允许用户经历和执行更多自然的且不受约束的运动，以及能够实现更多灵巧的运动。 [0150] 把手202也可以联接到载荷传感器268。载荷传感器268可以被构造用来测量至少一个DOF中的载荷，并且在一个方面中，是多DOF载荷传感器。因此，载荷传感器268可以被构造用来测量由用户施加到把手202的载荷。在把手202处获得的载荷数据可以用于辅助用户操纵和操作主控制臂200A，诸如通过扭矩辅助。除了在主控制臂的DOF通过另一载荷传感器获得的载荷数据外，把手202处的载荷传感器268可以为主控制臂的DOF提供载荷数据。如这里讨论的，来自载荷传感器268的载荷数据可以用于提高用户操纵和移动主控制臂的能力。 [0151] 在本公开中，应当认识到，对图中的具体传感器（诸如载荷传感器和位置传感器）的引用可以指图中的传感器的部位和/或传感器它们自身。例如，载荷传感器268可以在图2A和2B中标识的部位处布置在外壳内。类似地，位置传感器可以布置在外壳内或者以其它方式与图中标识的部位处的各种DOF关联。 [0152] 如图2B和2C中所示，主控制臂可以包括或支撑用户接口装置以为用户提供另一部位，从该另一部位与主控制臂接口并且控制主控制臂。例如，用户接口装置可以呈臂支撑件（诸如支架）的形式。图2B示出呈支架的形式的臂支撑件的一个示例性实施例，即支撑件206。图2C示出呈支架的形式的臂支撑件的另一示例性实施例，即臂支撑件207。如示出的，图2B的臂支撑件206可以被构造成允许用户的臂搁置在支架的表面或一部分上。图2C的臂支撑件207可以构造成包括钩或弯曲件，该钩或弯曲件限定用来接收用户的臂的一部分的通道。在这个实施例中，用户的臂的竖直运动可以相对不受约束，而用户的横向运动可以促进通过与臂支撑件207形成的接触施加载荷到主控制臂。如下面讨论的，当支架联接到载荷传感器时，利用扭矩辅助，这种臂支撑件构造可以提高用户控制主控制臂的能力。 在又一实施例（虽然未示出，但该实施例将被本领域技术人员认识到）中，臂支撑件可以构造成以悬挂的方式支撑用户的臂，诸如通过带子或吊索。通常，臂支撑件可以连接到主控制臂的任何合适部分，诸如连接到支撑构件214。在图2B和2C中示出的实施例中，臂支撑件 206和207分别在被构造用来支撑用户的前臂的部位处被支撑在主控制臂200A处。 [0153] 臂支撑件也可以联接到载荷传感器。在图2B和2C中示出的实施例中，臂支撑件206和207分别联接到载荷传感器269并且可通过该载荷传感器进行操作。实际上，载荷传感器269可以被构造用来测量至少一个DOF中的载荷，并且在一个方面中，是多DOF载荷传感器。因此，载荷传感器269可以被构造用来测量由用户施加到臂支撑件的载荷。在臂支撑件获得的载荷数据可以用于辅助用户操纵和操作主控制臂，诸如通过扭矩辅助。用户接口装置可以包括从接头偏置的至少一个载荷传感器，该至少一个载荷传感器测量由用户施加到用户接口装置和主控制臂的载荷。除了来自与自由度关联的载荷传感器的载荷数据外，载荷传感器为至少一个自由度提供载荷数据。扭矩辅助功能利用来自用户接口装置的载荷传感器的这种载荷数据以响应于由用户施加到主控制臂的载荷促进主控制臂的被致动的运动，并且该扭矩辅助功能减小移动主控制臂所必须的力。除了在主控制臂的DOF处通过另一载荷传感器获得的载荷数据外，臂支撑件处的载荷传感器269可以为主控制臂的DOF提供载荷数据。来自载荷传感器269的载荷数据可以分离地使用或与来自把手202处的载荷传感器268的载荷数据组合以提高用户操纵和移动主控制臂的能力。在一个方面中，臂支撑件和/或载荷传感器269可以布置在主控制臂上的任何合适部位，诸如布置在构造成接近用户的上臂的部位处。 [0154] 基本上将施加到主控制臂的力限制到垂直于主控制臂施加的那些力的支架式臂支撑件构造（诸如图2C的支架207）可以最小化过多量的控制从用户输入到主控制臂的可能性。换句话说，在主控制臂在所有自由度中联接到用户的情况下在腕和肘部位处到主控制臂的用户输入可以导致来自腕载荷传感器268和肘载荷传感器269的冲突的命令，引起主控制臂被过度约束。因此，接收垂直于主控制臂的载荷可以提高主控制臂的操作，同时最小化冲突的命令的可能性。应当认识到，用户的肘处或附近的合适的用户接口装置不需要呈支架式臂支撑件的形式。实际上，其它用户接口装置构造被认为在本发明的范围内，并且在这里被预期。然而，在大多数情况中，将希望将施加到主控制臂的力限制到垂直于主控制臂施加的那些力，但这不应当被认为以任何方式具有限制性。 [0155] 使用载荷传感器268、269来辅助用户移动主控制臂促进或提供主控制臂的更流畅的且高效的控制。例如，可以基于从载荷传感器268,269收集的数据提供扭矩辅助，当在主控制臂处接收力反馈时，该扭矩辅助可以用于辅助用户移动主控制臂。当加速和减速主控制臂时，扭矩辅助也可以帮助用户克服惯性力。如可以构想的，惯性力可以促成用户随着时间过去而疲劳，通过使用载荷传感器268、269成为可能的实现扭矩辅助功能将使用户能够提供沿希望方向的小量的力，该小量的力将辅助用户移动和操纵主控制臂，而不顾惯性力、反馈力、摩擦力和可以引起臂的运动被抵制的其它载荷。如这里指示的，扭矩辅助的量可以被限制使得从从属臂的力反馈可以仍然被用户感觉到。 [0156] 主控制臂200A也可以包括与每一个DOF关联的总的DOF控制器（GDC）271。在一个例子中，分离的GDC271、272、273、274、275、276和277可绕主控制臂200A中的每一个轴线操作。GDC可以与位于每一个接头处的传感器（诸如载荷传感器和位置传感器）通信。GDC也可以与每一个接头处的致动器和/或伺服阀通信。每一个GDC用于监视和调节主控制臂200A上的选定接头处的位置和扭矩。在GDC也可以接收信息，该信息关于从属臂300A上的相关或对应接头的位置和扭矩。关于从属臂中的每一个接头处的扭矩测量的信息可以被传递到用于主控制臂中的相关或对应接头的GDC。也可以接收来自其它类型的传感器的另外输入。GDC然后可以输出命令到致动器或伺服阀以调节主控制臂上的相关接头处的扭矩以提供力反馈，该力反馈关于从属臂与其环境且/或由从属臂升降的载荷的相互作用。每一个轴线处的GDC可以与用于相关接头的致动器251或伺服阀相互作用以调节该接头处的扭矩且/或移动DOF预定量。 [0157] 在一个例子中，用于主控制臂上的每一个DOF的GDC可以是计算机插件，该计算机插件包含一个或更多个微处理器，该微处理器构造成与希望的传感器和阀通信并且执行计算，该计算用于控制从属臂关于从属臂上的相关或对应轴线的运动。例如，GDC可以包括通用中央处理单元（CPU），诸如ARM处理器、英特尔处理器等等。替代地，可以使用现场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）或其它类型的处理器。GDC可以使用有线或无线技术或装置与传感器通信。这里讨论有线和无线通信装置的各种例子。 [0158] 在本公开中，应当认识到，对图中的具体的GDC和伺服阀的提及可能主要指图中的GDC和伺服阀的部位，不一定指GDC和伺服阀它们自身。例如，GDC276可以在图2A和2B中标识的部位处布置在外壳内。类似地，伺服阀281可以在图2A和2B中标识的部位处布置在外壳内。 [0159] 主控制臂200A也可以包括用于确定重力矢量的重力传感器204，该重力传感器可以用于实现主控制臂的重力补偿，在下面进一步讨论。重力传感器可以与主控制臂关联，使得重力传感器和主控制臂的基座相对彼此固定。例如，重力传感器可以位于主控制臂的基座210上或用于主控制臂的基座的支撑件上。在某些方面中，重力传感器可以位于主控制臂的每一个连杆或支撑构件上，诸如在连杆或支撑构件的重心。重力传感器可以包括任何类型的合适重力传感器，该合适重力传感器包括但不限于倾斜传感器、加速计、回转仪、惯性测量单元的至少一个或这些的组合。例如，可以使用由Microstrain,Inc.生产的重力传感器P/N3DM-GX1－SK。 [0160] 参考图3A和3B并且另外参考图2A和2B，图中示出的是主控制臂200A的基座210、在接头231处联接到基座210的第一支撑构件211和在接头232处联接到第一支撑构件211的第二支撑构件212的一部分的详细视图。在图3A和3B中已经省略主控制臂200A的一些部件以示出否则被遮蔽的主控制臂的某些方面。位置传感器241与接头231关联以感测基座210和第一支撑构件211之间的相对位置变化。致动器251可以提供扭矩，该扭矩作用于与接头231形成的轴线221关联的DOF。与致动器251关联的载荷传感器261可以测量作用于与接头231形成的轴线221关联的DOF的载荷。 [0161] 致动器251在一个端部处联接到基座210并且在相对的端部处联接到扭矩构件451。扭矩构件451联接到第一支撑构件211使得扭矩构件451的旋转引起第一支撑构件 211的旋转。扭矩构件451绕轴线221旋转并且延伸离开轴线221以提供杠杆臂和与致动器251的联接接口。因此，致动器251的运动引起扭矩构件451的运动，扭矩构件的运动引起第一支撑构件211相对于基座210绕轴线221的运动。 [0162] 致动器251流体联接到伺服阀281，该伺服阀控制作用在线性致动器的活塞的两侧上的液压流体压力。因此，伺服阀控制可以引起活塞来回运动以引起第一支撑构件绕轴线221的双向旋转。伺服阀281电联接到GDC271，该GDC通过到伺服阀的控制信号控制致动器251的致动。如上所述，GDC271可以从传感器（诸如位置传感器241和载荷传感器261）接收位置和/或载荷数据以便操作致动器251。位置传感器241位于接头231的一个端部以测量基座210和第一支撑构件211之间的相对旋转。载荷传感器261联接到扭矩构件451以测量作用在扭矩构件上的载荷。 [0163] 图3A和3B还显示，位置传感器242与接头232关联以感测第一支撑构件211和第二支撑构件212之间的相对位置变化。致动器252可以提供扭矩，该扭矩作用于与接头232形成的轴线222关联的DOF。与致动器252关联的载荷传感器262可以测量作用于与接头232形成的轴线222关联的DOF的载荷。 [0164] 致动器252在一个端部处联接到第一支撑构件211并且在相对的端部处联接到第一连杆452。第一连杆452在枢轴420连接到第一支撑构件211并且在枢轴422处联接到第二连杆462。第二连杆462在枢轴424处联接到第二支撑构件212。第一连杆452和第二连杆462相对于第一支撑构件211的旋转引起第二支撑构件212绕轴线222的旋转。因此，致动器252的运动引起第一连杆452和第二连杆462的运动，第一连杆和第二连杆的运动引起第二支撑构件212绕轴线222的运动。在图3A和3B中示出的位置中，枢轴424位于接头232的与致动器252相对的侧。在致动器252缩回时，第一连杆452绕枢轴420旋转并且从轴线222拉开枢轴422，第二连杆462拉动枢轴424以引起第二支撑构件212的顺时针运动。因此，这种构造可以产生第二支撑构件212相对于第一支撑构件211的充分的旋转范围以复制人的弯曲/伸展肩运动。 [0165] 致动器252流体联接到伺服阀282，该伺服阀电联接到GDC272并且可以从传感器（诸如位置传感器242和载荷传感器262）接收位置和/或载荷数据以操作致动器252。位置传感器242位于接头232的一个端部以测量第一支撑构件211和第二支撑构件212之间的相对旋转。载荷传感器262联接到第二连杆462以测量作用在第二连杆462上的载荷。 [0166] 在一个方面中，可以包括运动范围限制器以物理地干涉基座或支撑构件相对于相邻的联接的支撑构件的运动。例如，限制器476是物理限制器或止动件的例示并且联接到第一支撑构件211。在第二支撑构件相对于第一支撑构件211旋转时，限制器476可以被定位并且构造成接触第二支撑构件212的一部分。物理限制器或止动件可以防止过度运动，该过度运动可能损坏主控制臂或危及用户。在另一方面中，遥控操作的机器人系统可以实现另外的运动范围控制（诸如被编程的极限），并且在主控制臂接近物理极限时可以减速主控制臂以防止与物理限制器碰撞。可以遍及主控制臂和/或从属臂使用这种限制器。 [0167] 参考图4A和4B并且另外参考图2A和2B，图中示出的是主控制臂200A的部件的详细视图，该部件即第二支撑构件212、在接头233处联接到第二支撑构件212的第三支撑构件213和在接头234处联接到第三支撑构件213的第四支撑构件214的一部分。在图4A和4B中已经省略主控制臂的一些部件以示出否则被遮蔽的主控制臂的某些方面。位置传感器243与接头233关联以感测第二支撑构件212和第三支撑构件213之间的相对位置变化。致动器253可以提供扭矩，该扭矩作用于与接头233形成的轴线223关联的DOF。与致动器253关联的载荷传感器263可以测量作用于与接头233形成的轴线223关联的DOF的载荷。 [0168] 致动器253在一个端部处联接到第三支撑构件213并且在相对的端部处联接到扭矩构件453。扭矩构件453联接到第二支撑构件212使得扭矩构件的旋转引起第二支撑构件的旋转。扭矩构件453绕轴线223旋转并且延伸离开该轴线以提供杠杆臂和与致动器253的联接接口。因此，致动器的运动引起扭矩构件453的运动，该扭矩构件的运动引起第三支撑构件213相对于第二支撑构件212绕轴线223的运动。致动器253流体联接到伺服阀283，该伺服阀电联接到GDC273并且可以从传感器（诸如位置传感器243和载荷传感器 263）接收位置和/或载荷数据以操作致动器253。位置传感器243位于接头233的一个端部处以测量第二支撑构件212和第三支撑构件213之间的相对旋转。载荷传感器263联接到扭矩构件453以测量作用在扭矩构件上的载荷。 [0169] 图4A和4B还显示，位置传感器244与接头234关联以感测第三支撑构件213和第四支撑构件214之间的相对位置变化。致动器254可以提供扭矩，该扭矩作用于与接头234形成的轴线224关联的DOF。与致动器254关联的载荷传感器264可以测量作用于与接头234形成的轴线224关联的DOF的载荷。 [0170] 致动器254在一个端部处联接到第三支撑构件213并且在相对的端部处联接到第一连杆454。第一连杆454在枢轴426处联接到第三支撑构件213并且在枢轴428处联接到第二连杆464。第二连杆464在枢轴430处联接到第二支撑构件212。第一连杆454和第二连杆464相对于第三支撑构件213的旋转引起第四支撑构件214绕轴线224的旋转。因此，致动器254的运动引起第一连杆454和第二连杆464的运动，第一连杆和第二连杆的运动引起第四支撑构件214绕轴线224的运动。第一连杆454和第二连杆464的构造类似于图3A和3B中示出的第一连杆452和第二连杆462的构造。因此，这种构造可以产生第四支撑构件214相对于第三支撑构件213的充分的旋转范围以复制人的肘运动。 [0171] 致动器254流体联接到伺服阀284，该伺服阀电联接到GDC274并且可以从传感器（诸如位置传感器244和载荷传感器264）接收位置和/或载荷数据以操作致动器254。在图中，GDC273和GDC274处于第三支撑构件213上的相同的部位。另外，伺服阀283和伺服阀284处于第三支撑构件213上的相同的部位处。 [0172] 位置传感器244位于接头234的一个端部处以测量第三支撑构件213和第四支撑构件214之间的相对旋转。载荷传感器264联接到第二连杆464以测量作用在第二连杆上的载荷。 [0173] 参考图5A和5B，并且继续参考图2A和2B，主控制臂200A可以包括将用户的腕DOF布置成与关于轴线225、226和227的主控制臂的对应DOF充分一致的结构，使得可以产生运动学等效。腕定位结构或腕单元201被构造用来支撑把手202，使得当用户抓住把手以操纵主控制臂时，用户的腕相对于对应于用户的腕的DOF的主控制臂的DOF适当定位。 [0174] 腕定位结构可以包括延伸构件218。延伸构件218可以与第四支撑构件214成一体或连接到第四支撑构件214。在一个方面中，延伸构件218可以构造成延伸超过把手202以将接头235布置在用户的手的前方。延伸构件218也可以提供轴线225相对于第四支撑构件214的偏置。延伸构件218可以构造成将轴线225布置成与用户的腕的对应DOF充分一致。第五支撑构件215可以将接头236偏置到用户的腕的侧部上，并且可以构造成将接头236布置在把手202后面，使得用户的腕将与轴线226充分一致。第六支撑构件216可以将接头237偏置到腕的另一侧上。把手202从接头237向前偏置，使得当用户抓住把手时，用户的腕将与轴线227充分一致。第七支撑构件217可以构造成将把手202布置成超过轴线226、227或在轴线226、227前方。在一个方面中，轴线225、226、227可以彼此垂直并且可以构造成与用户的腕的DOF充分一致。 [0175] 在某些方面中，延伸构件218可以提供轴线225相对于第四支撑构件214、第二支撑构件212和/或第三支撑构件213的偏置。这个偏置可以为用户的臂提供空间，并且可以将第四支撑构件214、第二支撑构件212和/或第三支撑构件213布置到用户的臂的侧部。例如，延伸构件218可以布置轴线225使得当用户抓住把手202时它与用户的对应腕DOF充分一致，并且为紧邻主控制臂的用户的臂提供足够的空间。 [0176] 在其它方面中，第四支撑构件214、延伸构件218、第五支撑构件215、第六支撑构件216和第七支撑构件217可以构造成在把手周围提供充分的空间以容纳按钮、开关、杠杆或其它控制结构或用户接口装置以允许用户控制机器人系统100。 [0177] 腕单元201的结构可以提供主控制臂，该主控制臂具有对应于三个人腕DOF的三个垂直轴线，该三个垂直轴线与系统操作者的实际腕DOF基本上一致。另外，腕单元201结构可以容纳用于腕单元的每一个DOF的位置传感器、载荷传感器和/或致动器。因此，腕单元201可以适合于从属臂的位置控制，从属臂的载荷控制，从从属臂的力反馈反馈，腕单元的重力补偿，腕单元的扭矩辅助，及其组合。 [0178] 参考图5C和5D，图中示出腕单元的位置传感器245、致动器255和载荷传感器265的布置。这种布置可以结合与接头235、236、237中的任何接头关联的位置传感器、致动器和载荷传感器被使用。例如，致动器255在致动器的一个端部处联接到扭矩构件455并且在致动器的相对端部可以联接到连杆或支撑构件（诸如延伸构件218）。扭矩构件455通过接口432可以联接到主控制臂的连杆或支撑构件（诸如第五支撑构件215），使得扭矩构件的旋转引起连杆或支撑构件的旋转。扭矩构件455可以绕轴线（诸如轴线225）旋转并且延伸离开该轴线以提供杠杆臂和与致动器255的联接接口。因此，致动器255的运动引起扭矩构件455的运动，该扭矩构件的运动引起联接到扭矩构件的支撑构件绕轴线的运动。这种运动可以由位置传感器245测量。载荷传感器265与致动器255关联以测量致动器中的载荷。 [0179] 继续参考图5A和5B，位置传感器245与接头235关联以感测第五支撑构件215和延伸构件218之间的相对位置变化。致动器255可以提供扭矩，该扭矩作用于与接头235形成的轴线225关联的DOF。载荷传感器265可以测量作用于与接头235形成的轴线225关联的DOF的载荷。致动器255流体联接到伺服阀285，该伺服阀电联接到GDC275并且可以从传感器（诸如位置传感器245和载荷传感器265）接收位置和/或载荷数据以操作致动器255。 [0180] 此外，位置传感器246与接头236关联以感测第六支撑构件216和第五支撑构件215之间的相对位置变化。致动器256可以提供扭矩，该扭矩作用于与接头236形成的轴线 226关联的DOF。载荷传感器266可以测量作用于与接头236形成的轴线226关联的DOF的载荷。致动器256流体联接到伺服阀286，该伺服阀电联接到GDC276并且可以从传感器（诸如位置传感器246和载荷传感器266）接收位置和/或载荷数据以操作致动器256。 [0181] 此外，位置传感器247与接头237关联以感测第七支撑构件217和第六支撑构件216之间的相对位置变化。致动器257可以提供扭矩，该扭矩作用于与接头237形成的轴线 227关联的DOF。载荷传感器267可以测量作用于与接头237形成的轴线227关联的DOF的载荷。致动器257流体联接到伺服阀287，该伺服阀电联接到GDC277并且可以从传感器（诸如位置传感器247和载荷传感器267）接收位置和/或载荷数据以操作致动器257。 [0182] 参考图6A和6B，图中示出的是机器人从属臂300A。为了简单，从属臂200A被示出为独立于机器人系统的其它部件，诸如主控制臂200A、200B、从属臂300B和平台400。从属臂300A可以安装、安置或以其它方式与任何固定的或可动的平台或其它结构关联使得平台或其它结构通过支撑结构或系统支撑从属臂。典型地，从属臂按以下方式被平台支撑：允许从属臂与遥控操作的机器人的工作空间或操作环境中的物体相互作用。从属臂至少部分地限定“操作区域”，从属臂在该操作区域中操作。 [0183] 如上所述，主控制臂可以运动学地等效于从肩到腕的用户的臂。以类似的方式，从属臂可以运动学地等效于主控制臂。因此，主控制臂和从属臂可以运动学地等效于从肩到腕的用户的臂。 [0184] 从属臂300A可以被构造为运动学系统以包括DOF和连杆，该DOF和连杆对应于主控制臂200A和从肩到腕的人臂的DOF和连杆。在一个实施例中，虽然不被认为是限制性的，但从属臂的连杆的长度可以与主控制臂的对应连杆长度成比例。 [0185] 通常，主控制臂构造成与人用户相接，因此某些结构部件和特性可能是这个目标的结果。在一些情况中，这些结构部件和特性的剩余可以被转移并且并入到从属臂中，以便维持或提高运动学等效。例如，如图6A中所示，通过联接到基座310的第一支撑构件311，可以引起轴线321相对于水平平面处于大约45度角度。这种构造对于功能从属臂可能不是必然的，但它类似于主控制臂的构造并且促成主控制臂和从属臂之间的运动学等效。在其它情况中，促进人接口的主控制臂的一些结构部件和特性可以不并入到从属臂中。例如，从属臂可以作为功能从属臂并且作为主控制臂的运动学等效有效地操作，而不包括对应于用户的腕DOF的主控制臂的结构。因此，在一些情况中，与主控制臂的对应结构相比，从属臂的结构和设备可以被更加简化或被引起更精密地复制人臂。 [0186] 在某些方面中，从属臂可以包括少于七个DOF并且仍然被认为在人臂或主控制臂的对应DOF方面运动学地等效于人臂或主控制臂。在某些其它方面中，从属臂可以包括多于七个DOF并且仍然被认为在人臂或主控制臂的对应DOF方面运动学地等效于人臂或主控制臂。在这种情况中，不对应于人臂或主控制臂的过多的DOF可以不运动学地等效于人臂或主控制臂。 [0187] 如图6A和6B中示出的，第一支撑构件311在接头331处联接到基座310，这实现绕轴线321的旋转。关于轴线321的DOF代表旋转DOF，该旋转DOF对应于关于主控制臂的轴线221的DOF和人肩的外展/内收。如上所述，第一支撑构件311可以从基座310延伸到定位接头332，与主控制臂的对应部件成比例。接头332联接到第二支撑构件312并且形成轴线322。关于轴线322的DOF代表旋转DOF，该旋转DOF对应于关于主控制臂的轴线222的DOF和人肩的弯曲/伸展。 [0188] 第二支撑构件312从接头332延伸并且联接到第三支撑构件313以形成接头333，该接头333形成轴线323。关于轴线323的DOF代表旋转DOF，该旋转DOF对应于关于主控制臂的轴线223的DOF和人肩的肱骨旋转。因此，从属臂可以包括三个分离的接头，该三个分离的接头对应于主控制臂的三个分离的接头，该主控制臂的三个分离的接头在运动学地等效的系统中对应于人肩的单个接头。 [0189] 第二支撑构件312和第三支撑构件313组合以形成布置在接头332和接头334之间的连杆，该连杆对应于由主控制臂的第二支撑构件212和第三支撑构件213形成的连杆并且对应于肩和肘之间的人上臂。第三支撑构件313通过接头334连接到第四支撑构件314，该接头234形成轴线324。关于轴线324的DOF代表旋转DOF，该旋转DOF对应于关于主控制臂的轴线224的DOF和人肘。 [0190] 第四支撑构件314在接头335处联接到第五支撑构件315，该接头235形成轴线325。关于轴线325的DOF代表旋转DOF，该旋转DOF对应于关于主控制臂的轴线225的DOF和人腕旋转。第五支撑构件315在接头336处联接到第六支撑构件316，该接头236形成轴线326。关于轴线326的DOF代表旋转DOF，该旋转DOF对应于关于主控制臂的轴线226的DOF和人腕外展/内收。第六支撑构件316在接头337处联接到第七支撑构件317，该接头 237形成轴线327。关于轴线327的DOF代表旋转DOF，该旋转DOF对应于关于主控制臂的轴线227的DOF和人腕弯曲/伸展。 [0191] 在一个方面中，从属臂的DOF结构更精密地象人腕的DOF。例如，关于轴线325的DOF类似于人腕之处在于，该DOF结构位于从属臂的“前臂”中。同样，关于从属臂的轴线326、327的DOF类似于人腕之处在于，该DOF结构位于从属臂的“腕”中。因此，从属臂的结构形成轴线325、326、327比主控制臂的对应结构更精密地象人腕。尽管各种相似性和差异，运动学等效可以跨越三个系统存在。 [0192] 从属臂也可以包括致动器，该致动器与从属臂的DOF关联。该致动器可以用于基于主控制臂的位置变化引起绕从属臂的给定DOF轴线的旋转，在下面进一步讨论。致动器也可以用于实现从属臂的重力补偿。在一个方面中，对于从属臂的每一个DOF,存在一个致动器。致动器可以是线性致动器、旋转致动器等等。致动器可以由电、液压装置、气动装置等等操作。图6A和6B中描述的从属臂中的致动器例如是液压线性致动器。 [0193] 从属臂也可以包括位置传感器，该位置传感器与从属臂的DOF关联。在一个方面中，对于每一个DOF，存在一个位置传感器。位置传感器可以位于例如接头331、332、333、334、335、336和337中的每一个接头处。因为这些接头处的从属臂臂的DOF是旋转的，因此位置传感器可以被构造用来测量角位置。 [0194] 在一个方面中，位置传感器可以检测在每一个DOF下的从属臂的位置变化，诸如当致动器引起绕DOF轴线的旋转时。当关于从属臂DOF轴线的从属臂的位置达到与在对应DOF轴线的主控制臂的位置成比例的位置时，致动器停止引起从属臂的运动。以这种方式，主控制臂的位置可以被从属臂成比例地匹配。与主控制臂的情况一样，从属臂的位置传感器可以包括任何类型的合适的位置传感器。 [0195] 从属臂也可以包括载荷传感器，该载荷传感器与从属臂的DOF关联。载荷传感器可以用于测量从属臂中的载荷，该载荷可以被主控制臂的致动器成比例地再现。换句话说，从属臂中的载荷可以引起对应的载荷被施加在主控制臂内。以这种方式，在从属臂处“感觉到的”载荷可以被传递到主控制臂，并且因此以相同的程度或一些成比例的量被用户感觉到。这个力反馈方面因此包括通过扭矩命令至少略微控制主控制臂的从属臂。载荷传感器也可以用于实现从属臂的重力补偿。此外，载荷传感器可以用于测量由用户施加到从属臂的载荷。 [0196] 在一个方面中，对于从属臂的每一个DOF,存在一个载荷传感器。在另一方面中，通过多DOF载荷传感器，可以说明从属臂的数个DOF。例如，能够测量六个DOF中的载荷的多DOF载荷传感器可以与对应于用户的腕DOF的轴线325、326、327和对应于用户的肩DOF的轴线321、322、323关联。单个DOF载荷传感器可以与对应于用户的肘DOF的轴线324关联。来自多DOF载荷传感器的数据可以用于计算载荷传感器部位和基座310之间的DOF处的载荷。 [0197] 载荷传感器可以位于例如从属臂的每一个支撑构件处。在一个方面中，如下面更详细地讨论的，载荷传感器可以与致动器关联。与主控制臂的情况一样，从属臂的载荷传感器可以包括任何类型的合适的载荷传感器。 [0198] 另外，载荷传感器可以位于从属臂上的其它部位处。例如，载荷传感器368可以位于第七支撑构件317上。载荷传感器368可以被构造用来测量通过端部执行器390作用在第七支撑构件317上的载荷。载荷传感器368可以被构造用来测量至少一个DOF中的载荷，并且在一个方面中，是多DOF载荷传感器。 [0199] 如下面讨论的，端部执行器390可以位于从属臂的末端，并且可以被构造用来提供多种用途。例如，端部执行器可以被构造用来升降和固定有效载荷以便由从属臂操纵。因此，载荷传感器368可以测量由有效载荷和端部执行器施加在第七支撑构件317上的载荷。在端部执行器处获得的载荷数据可以用于提高从属臂支撑和操纵端部执行器和有效载荷的能力。 [0200] 从属臂300A也可以包括与每一个DOF关联的GDC371。在一个例子中，分离的GDC371、372、373、374、375、376和377可以用于从属臂300A中的每一个轴线。从属臂的GDC可以类似于主控制臂的GDC，并且与主控制臂的GDC用于相同的目的。 [0201] 从属臂300A也可以包括伺服阀381、382、383、384、385、386、387。伺服阀可以流体地联接到从属臂的致动器（诸如液压致动器），并且可以从GDC接收命令以操作致动器。从属臂的伺服阀可以类似于主控制臂的伺服阀。 [0202] 从属臂300A也可以包括用于确定重力矢量的重力传感器304，该重力传感器可以用于实现从属臂的重力补偿，在下面进一步讨论。重力传感器可以与从属臂关联，使得重力传感器和从属臂的基座相对彼此固定。例如，重力传感器可以位于从属臂的基座310上或位于用于从属臂的基座的支撑件上。从属臂的重力传感器可以类似于主控制臂的重力传感器，并且与主控制臂的重力传感器执行相同的功能。在某些方面中，如图1中，当主控制臂和从属臂固定到共同的平台时，仅仅可以使用单个重力传感器。在某些其它方面中，如图18中，当主控制臂和从属臂在分离的平台上时，主控制臂和从属臂可以分别具有重力传感器。在又一些其它方面中，重力传感器可以位于从属臂的每一个连杆或支撑构件上，诸如在连杆或支撑构件的重心。 [0203] 参考图7A和7B并且还参考图6A和6B，图中示出的是通过支撑构件或系统联接到平台的基座310，在接头331处联接到基座310的第一支撑构件311，和在接头332处联接到第一支撑构件311的第二支撑构件312的一部分的详细视图。在图7A和7B中已经省略从属臂的一些部件以示出否则被遮蔽的从属臂的某些方面。位置传感器341与接头331关联以感测基座310和第一支撑构件311之间的相对位置变化。致动器351可以提供扭矩，该扭矩作用于与接头331形成的轴线321关联的DOF。与致动器351关联的载荷传感器361可以测量作用于与接头331形成的轴线321关联的DOF的载荷。 [0204] 致动器351在一个端部处联接到基座310并且在相对的端部处联接到扭矩构件551。扭矩构件551联接到第一支撑构件311使得扭矩构件的旋转引起第一支撑构件的旋转。扭矩构件551绕轴线321旋转并且延伸离开该轴线以提供杠杆臂和与致动器351的联接接口。因此，致动器的运动引起扭矩构件351的运动，扭矩构件的运动引起第一支撑构件 311相对于基座310绕轴线321的运动。 [0205] 致动器351流体联接到伺服阀381，该伺服阀控制作用在线性致动器的活塞的两侧上的液压流体压力。因此，伺服阀控制可以引起活塞来回运动以引起第一支撑构件绕轴线321的双向旋转。伺服阀381电联接到GDC371，该GDC通过到伺服阀的控制信号控制致动器351的致动。如上所述，该GDC可以从传感器（诸如位置传感器341和载荷传感器361）接收位置和/或载荷数据以便操作该致动器。位置传感器341位于接头331的一个端部以测量基座310和第一支撑构件311之间的相对旋转。载荷传感器361联接到致动器351以测量致动器中的载荷。 [0206] 图7A和7B还显示，位置传感器342与接头332关联以感测第一支撑构件311和第二支撑构件312之间的相对位置变化。致动器352可以提供扭矩，该扭矩作用于与接头332形成的轴线322关联的DOF。与致动器352关联的载荷传感器362可以测量作用于与接头332形成的轴线322关联的DOF的载荷。 [0207] 夹紧阀481可以用于将致动器351与致动器351关联的伺服阀381流体隔离。换句话说，由于安全和其它原因，夹紧阀481可以用于锁定致动器351以防止相关DOF的运动。因此，在一个方面中，在液压或电系统故障的情况下，夹紧阀可以用作安全措施。在另一方面中，夹紧阀可以用于将从属臂锁定在适当位置中，同时支撑有效载荷。例如，从属臂可以升降和操纵物体到希望的位置中。一旦该物体已经被从属臂适当地布置，夹紧阀就可以无限期地将从属臂锁定在那个位置中以执行预期的任务。一旦希望的任务已经完成，就可以引起夹紧阀允许从属臂再次移动，如在伺服阀控制下被致动的。夹紧阀可以被自动控制，诸如在当已经满足预设条件时锁定从属臂的安全部件中，或者当用户希望锁定从属臂以焊接或执行一些其它任务时诸如通过开关或其它装置被用户控制。可以以任何从属臂DOF和以任何从属臂DOF组合利用夹紧阀。当然，如本领域技术人员将理解的，夹紧阀也可以用在主控制臂上。 [0208] 如图7C中示意性地示出的，伺服阀381可以流体地连接到致动器351的“A”和“B”侧。夹紧阀481可以操作以打开或关闭“A”和“B”连接。夹紧阀481可以包括方向阀482，该方向阀具有三个端口和两个离散的位置。如示出的，方向阀处于正常关闭位置并且被螺线管控制，通过弹簧返回到关闭位置。方向阀482充当用于止回阀483、484、485、486的导向阀。止回阀需要导向压力来打开。止回阀483、485联接到“A”连接并且止回阀484、486联接到“B”连接。也可以包括正常关闭位置中的减压阀487。 [0209] 在操作中，从伺服阀381通过“A”连接件的压力被止回阀485阻塞，除非方向阀482的螺线管已经被致动而提供导向压力以打开止回阀485。一旦止回阀485已经被打开，压力就可以被输送到致动器351的“A”侧以引起致动器移动。类似地，止回阀486阻塞伺服阀381“B”连接件，除非方向阀482已经被致动而提供导向压力以打开止回阀486。方向阀482必须被致动以为止回阀485、486提供导向压力，以便伺服阀381控制致动器351。同样，止回阀483、484分别阻塞通过“A”和“B”连接件从致动器351到伺服阀381的流动，除非方向阀482的螺线管已经被致动而提供导向压力以打开止回阀483、484。当止回阀483、 484被关闭时，致动器351被锁定在适当位置。方向阀482连接到止回阀483、484、485、486使得所有止回阀同时被打开或关闭。因此，当方向阀的螺线管被致动而提供导向压力以打开止回阀时，“A”和“B”连接件打开并且伺服阀381可以控制致动器351的运动。在另一方面，当螺线管没有被致动并且止回阀被关闭时，“A”和“B”连接件被阻塞并且伺服阀381不能控制致动器351的运动并且该致动器被锁定在适当位置中。因此，夹紧阀481可以使致动器351与伺服阀381流体地隔离。应当认识到，这个例子中的夹紧阀可以与这里讨论的从属臂或主控制臂的任何伺服阀和致动器联接。另外，减压阀487可以被设置成在预定压力打开以防止损坏致动器、夹紧阀部件和/或其间的连接管路。 [0210] 致动器352在一个端部处联接到第一支撑构件311并且在该致动器的相对的端部处联接到第一连杆552。第一连杆552在枢轴520处联接到第一支撑构件311并且在枢轴522处联接到第二连杆562。第二连杆562在枢轴524处联接到第二支撑构件312。第一连杆552和第二连杆562相对于第一支撑构件311的旋转引起第二支撑构件312绕轴线322的旋转。因此，致动器352的运动引起第一连杆552和第二连杆562的运动，第一连杆和第二连杆的运动引起第二支撑构件312绕轴线322的运动。由第一支撑构件311、第一连杆 552、第二连杆562和第二支撑构件312形成的连杆构造形成四杆连杆。这种构造可以用于增加第二支撑构件312绕轴线222相对于第一支撑构件311的旋转范围。 [0211] 致动器352流体联接到伺服阀382，该伺服阀电联接到GDC372并且可以从传感器（诸如位置传感器342和载荷传感器362）接收位置和/或载荷数据以操作致动器352。位置传感器342位于接头332处以测量第一支撑构件311和第二支撑构件312之间的相对旋转。载荷传感器362联接到致动器352以测量致动器中的载荷。 [0212] 参考图8A和8B并且另外参考图6A和6B，图中示出的是第二支撑构件312、在接头333处联接到第二支撑构件312的第三支撑构件313、和在接头334处联接到第三支撑构件313的第四支撑构件314的一部分的详细视图。在图8A和8B中已经省略从属臂的一些部件以示出否则被遮蔽的从属臂的某些方面。位置传感器343与接头333关联以感测第二支撑构件312和第三支撑构件313之间的相对位置变化。致动器353可以提供扭矩，该扭矩作用于与接头333形成的轴线323关联的DOF。与致动器353关联的载荷传感器363可以测量作用于与接头333形成的轴线323关联的DOF的载荷。 [0213] 在示出的实施例中，第二支撑构件312和第三支撑构件313分别包括彼此重叠的侧边缘392和393。侧边缘392、393定位成靠近接头333。支撑构件312和313分别连接到侧边缘392和393，促进这些支撑构件的相对旋转，使得支撑构件绕轴线323相对彼此“摆动”。致动器353在一个端部处联接到第二支撑构件312并且在该致动器的相对的端部处联接到第一连杆553。第一连杆553在枢轴526处以可旋转的方式联接到第二支撑构件312。在一个方面中，第一连杆可以被构造用来在平面中运动，诸如通过绕单个自由度枢轴联接旋转。单个自由度枢轴联接可以基本上垂直于轴线323。第一连杆553也以可旋转的方式在枢轴528处联接到第二连杆563。第二连杆563在枢轴530连接到第三支撑构件313。 在该平面中的第一连杆553的运动可以引起第二支撑构件312和第三支撑构件313绕轴线 323的离开平面相对旋转运动。在一个方面中，连杆、致动器和/或支撑构件之间的枢轴或联接件可以包括销式连接件或球式连接件。销式连接件允许单个自由度的旋转。球式连接件可以允许多个自由度的旋转运动。例如，致动器353通过球式连接件联接到第二支撑构件312和第一连杆553。此外，第二连杆563在枢轴530处通过球式连接件联接到第一连杆 553和支撑构件313。在第二支撑构件312和第三支撑构件313绕轴线323相对彼此旋转时，第二连杆563的球式连接件允许第二连杆在三个自由度中同时旋转。在支撑构件相对彼此旋转时在该接头处的扭转的自由可以最小化接头处和第二支撑构件中的应力，这可以提高接头333处的运动的操作。 [0214] 第一连杆553相对于第二支撑构件312的旋转引起第二连杆563通过枢轴530作用在第三支撑构件313上，这引起第二支撑构件312和第三支撑构件313绕接头333的相对旋转。因此，致动器353的运动引起第一连杆553和第二连杆563的运动，第一连杆和第二连杆的运动引起第三支撑构件313绕轴线323的运动。通过使接近接头333的侧边缘392、393重叠，由第二支撑构件312、第一连杆553、第二连杆563和第三支撑构件313形成的连杆构造可以将一个平面中的线性运动转化为离开平面的旋转运动。这种构造允许支撑结构由一系列板构造，因此减小系统的成本和重量（优于具有以端部到端部构造相对彼此旋转的结构元件的系统）。 [0215] 致动器353流体联接到伺服阀383，该伺服阀电联接到GDC373并且可以从传感器（诸如位置传感器343和载荷传感器363）接收位置和/或载荷数据以操作致动器353。位置传感器343位于接头333的一个端部以测量第二支撑构件312和第三支撑构件313之间的相对旋转。载荷传感器363联接到致动器353以测量致动器中的载荷。 [0216] 图8A和8B还显示，位置传感器344与接头334关联以感测第三支撑构件313和第四支撑构件314之间的相对位置变化。致动器354可以提供扭矩，该扭矩作用于与接头334形成的轴线324关联的DOF。与致动器354关联的载荷传感器364可以测量作用于与接头334形成的轴线324关联的DOF的载荷。 [0217] 致动器354在一个端部联接到第三支撑构件313并且在相对的端部联接到第一连杆554。第一连杆554在枢轴532联接到第三支撑构件313并且在枢轴534联接到第二连杆564。第二连杆564在枢轴536联接到第四支撑构件314。第一连杆554相对于第三支撑构件313的旋转和第二连杆564的运动引起第四支撑构件314绕接头334的旋转。因此，致动器354的运动引起第一连杆554和第二连杆564的运动，第一连杆和第二连杆的运动引起第四支撑构件314绕轴线324的运动。 [0218] 由第三支撑构件313、第一连杆554、第二连杆564和第四支撑构件314形成的连杆构造形成四杆连杆。这种构造可以用于增加第四支撑构件314绕轴线224相对于第三支撑构件313的旋转范围。 [0219] 致动器354流体联接到伺服阀384，该伺服阀电联接到GDC374并且可以从传感器（诸如位置传感器344和载荷传感器364）接收位置和/或载荷数据以操作致动器354。位置传感器344位于接头334处以测量第三支撑构件313和第四支撑构件314之间的相对旋转。载荷传感器364联接到第二连杆564以测量作用在第二连杆上的载荷。 [0220] 参考图9A、9B和9C，并且还参考图6A和6B，图中示出的是在接头335处联接到第四支撑构件314的第五支撑构件315、在接头336处联接到第五支撑构件315的第六支撑构件316和在接头337处联接到第六支撑构件316的第七支撑构件317的详细视图。在图9A、9B和9C中已经省略从属臂的一些部件以示出否则被遮蔽的从属臂的某些方面。 [0221] 位置传感器345与接头335关联以感测第四支撑构件314和第五支撑构件315之间的相对位置变化。致动器355可以提供扭矩，该扭矩作用于与接头335形成的轴线325关联的DOF。载荷传感器365可以测量作用于与轴线325关联的DOF的载荷。载荷传感器365与致动器354关联。 [0222] 参考图9D，致动器355在一个端部处联接到第四支撑构件314并且在致动器的相对的端部处联接到第一扭矩构件555。第一扭矩构件555在枢轴536处联接到第四支撑构件314。第一扭矩构件555绕枢轴536旋转并且延伸离开该枢轴以提供杠杆臂和与致动器355的联接接口。因此，致动器355的运动引起第一扭矩构件555的运动。第一扭矩构件 555刚性联接到第一连杆565，该第一连杆也绕枢轴536旋转。因此，第一扭矩构件555的运动引起第一连杆565的运动。第一连杆565在枢轴538处联接到第二连杆566。第二连杆 566在枢轴540处联接到第二扭矩构件556。第二扭矩构件556联接到第五支撑构件315，该第五支撑构件绕轴线325旋转。第二扭矩构件556延伸离开轴线325以提供杠杆臂并且与第二连杆566联接。因此，第二连杆566的运动引起第二扭矩构件556绕轴线325的运动，该第二扭矩构件绕轴线的运动引起第五支撑构件315绕轴线325的运动。在一个方面中，第一连杆565构造成在相对于轴线325与枢轴536相对的部位与第二连杆566联接，这可以使第一和第二连杆绕轴线325“卷起”。在这种情况中，致动器355可以引起第一和第二连杆当沿一个方向运动时“展开”并且当沿相反方向运动时“卷起”。“卷起”和“展开”的这种能力可以增加通过线性致动器的给定行程可获得的运动的角范围。 [0223] 致动器355流体联接到伺服阀385，该伺服阀电联接到GDC375并且可以从传感器（诸如位置传感器345和载荷传感器365）接收位置和/或载荷数据以操作致动器355。位置传感器345位于接头335的一个端部以测量第四支撑构件314和第五支撑构件315之间的相对旋转。载荷传感器365联接到第二连杆566并且可以测量作用于与轴线325关联的DOF的载荷。 [0224] 继续参考图9A、9B和9C，位置传感器346与接头336关联以感测第五支撑构件315和第六支撑构件316之间的相对位置变化。致动器356可以提供扭矩，该扭矩作用于与接头336形成的轴线326关联的DOF。与致动器356关联的载荷传感器366可以测量作用于与轴线326关联的DOF的载荷。 [0225] 致动器356在一个端部处联接到第五支撑构件315并且在该致动器的相对的端部处联接到第一连杆557。第一连杆557在枢轴542处联接到第五支撑构件315。第一连杆557在枢轴544处联接到第二连杆558。第二连杆558在枢轴546处联接到扭矩构件559。 扭矩构件559联接到第六支撑构件316，该第六支撑构件绕轴线326旋转。扭矩构件559延伸离开轴线326以提供杠杆臂并且与第二连杆558联接。因此，第一连杆的旋转可以引起第二连杆558的运动，该第二连杆的运动绕轴线326作用在扭矩构件559上以引起第六支撑构件316绕轴线326的运动。在一个方面中，如上所述，第一连杆557构造成在相对于轴线326与枢轴536相对的部位与第二连杆558联接，这可以允许第一连杆和第二连杆绕轴线325“卷起”和“展开”。 [0226] 致动器356流体联接到伺服阀386，该伺服阀电联接到GDC376并且可以从传感器（诸如位置传感器346和载荷传感器366）接收位置和/或载荷数据以操作致动器356。位置传感器346位于接头336的一个端部以测量第五支撑构件315和第六支撑构件316之间的相对旋转。载荷传感器366联接到致动器356并且可以测量致动器中的载荷。 [0227] 图9A、9B和9C还显示，位置传感器347与接头337关联以感测第六支撑构件316和第七支撑构件317之间的相对位置变化。致动器357可以提供扭矩，该扭矩作用于与接头337形成的轴线327关联的DOF。与致动器357关联的载荷传感器367可以测量作用于与轴线327关联的DOF的载荷。 [0228] 致动器357在一个端部处联接到第七支撑构件317并且在相对的端部处联接到扭矩构件560。扭矩构件560延伸离开轴线327并且提供杠杆臂和用于第六支撑构件316的联接。第七支撑构件317和扭矩构件560之间的联接偏离轴线327。因此，致动器的运动施加扭矩到扭矩构件560，这引起第七支撑构件317相对于第六支撑构件316绕轴线327的运动。 [0229] 致动器357流体联接到伺服阀387，该伺服阀电联接到GDC377并且可以从传感器（诸如位置传感器347和载荷传感器367）接收位置和/或载荷数据以操作致动器357。位置传感器347位于接头337的一个端部以测量第六支撑构件316和第七支撑构件317之间的相对旋转。载荷传感器367联接到致动器357并且可以测量致动器中的载荷。在图中，GDC376和GDC377处于第五支撑构件315上的相同的部位。另外，伺服阀285、伺服阀286和伺服阀287处于第五支撑构件215上的相同的部位。 [0230] 下面参考前述图中示出的机器人系统的例子提供遥控操作的机器人系统的控制系统信号流的说明。参考图10A-10D，并且特别地参考图10A，对于被控制的每一个DOF，每一个主控制臂致动器251-257和从属臂致动器351-357可以分别由主控制臂GDC271-277和从属臂GDC371-377控制。如上所述，用于从属臂300A和运动学地等效的主控制臂200A的每一个DOF可以具有致动器。具有七个DOF的机器人臂因此可以至少具有主控制臂上的七个致动器和从属臂上的七个致动器。致动器的伺服阀可以沿向前方向和相反方向操作致动器。每一个致动器可以具有对应的位置传感器和载荷传感器，该位置传感器和载荷传感器可以确定作用在主控制臂接头231-237和从属臂接头331-337上的力（或扭矩）和位置，该主控制臂接头和从属臂接头的每一个可以包括DOF。 [0231] GDC可以使用来自分别与每一个接头231-237和331-337关联的位置传感器241-247和341-347和载荷传感器261-267和361-367的输入来计算力，该力可以被转化为信号以通过指定的力将该致动器致动到指定的位置，或者换句话说，在DOF施加指定的扭矩。例如，正信号可以沿向前方向移动致动器并且负信号可以沿相反方向移动致动器，或者反过来。信号的量值可以表示致动器产生的力的强度。中央控制装置610可以协调用于DOF的主控制臂的GDC和从属臂的GDC之间的信号。中央控制装置也可以执行滤波和放大以便信号在主控制臂和从属臂之间传递。在中央控制装置的协调、滤波和放大在图10A中被描绘为命令滤波器611到617。力反馈信号可以从从属臂的GDC通过命令滤波器返回到主控制臂的GDC。 [0232] 每一个GDC被构造用来提供控制方案，该控制方案用于控制主控制臂200A上的接头以及从属臂300A上的对应接头的位置和扭矩。GDC使用若干不同的闭环控制方案。每一种方案被设计成提供希望水平的精度、速度和稳定性以提供敏捷的、快速的且精确的遥控操作的机器人升降系统。用于主控制臂200A的每一个支撑构件211-217和从属臂300A的每一个支撑构件311-317的控制方案与命令滤波器611-617一起被设计成限制或消除每一段以可能在相应的臂200A、300A中的另一支撑构件上引起自然共振谐波的频率操作。输出信号和反馈信号的滤波被执行以去除高频信号，该高频信号可能引起支撑构件中的共振或其它类型的不稳定性能。 [0233] 参考图10A-10D，并且特别参考图10B，每一个命令滤波器611-617可以被进一步细分以为主控制臂DOF和从属臂DOF的位置和扭矩提供交叉增益和滤波。为联接到接头231的单个主控制臂致动器251和联接到接头331的匹配的从属臂致动器351（具有它们的伴随的传感器、GDC和命令电路）示出控制信号流。用于其它接头的其它致动器可以以类似的方式运行。 [0234] 参考该例子，用户可以沿希望的方向移动主控制臂。主控制臂200A接头231上的位置传感器241可以感测与DOF相关的位置变化。位置传感器信号在传递到从属臂GDC之前可以从位置传感器241传输到主控制臂GDC271中的主位置控制装置641和用于交叉增益和滤波输入的主位置命令621。在位置传感器测量位置变化时，载荷传感器261感测施加在接头231上的力或扭矩。载荷传感器信号在传递到从属臂GDC之前可以被传输到主控制臂GDC中的主扭矩控制装置661和用于交叉增益和滤波的主扭矩命令631。主控制臂GDC中的主阀控制装置651组合来自主位置控制装置和主扭矩控制装置的输入以产生信号以致动致动器251。主位置控制装置可以使用来自位置传感器的信号和来自从属臂的GDC的从属位置命令721的信号。同样，主扭矩控制装置可以使用来自载荷传感器的信号和来自从属臂的GDC的从属扭矩命令731的信号。 [0235] 主位置命令621可以提供主控制臂200A处的用户的运动的希望水平的放大或缩放。例如，对于用户移动主控制臂中的接头231-237的每一度，主位置命令621可以被设置成以希望的比率提供从属臂中的对应运动。典型的比率可以是1:1，使得从属臂能够与主控制臂以相同的速率运动。然而，可以选择2:1、3:1或更高的比率使用户能够在主控制臂作出相对小的运动，同时指挥从属臂移动2到3倍远。当执行重复的运动时，这可能通过限制用户的运动量以减少用户疲劳而有助于用户。相反，当用户执行精细任务时，该比率可以设置成1:2、1:3或更低。通过减小比率，并且要求用户比从属臂的对应运动移动更远，它使用户能够具有对精细任务的更细致的马达控制。基于系统和系统操作者的需要和用途通过调节主位置命令621可以设置实际比率。 [0236] 主位置命令621可以为工作空间的从属臂提供位置边界，例如，用来将工作空间限制到略微小于从属臂的实际全伸展范围。例如，如果该系统在具有低的天花板的区域中操作，则该系统可以被用户配置成使得从属臂不达到高于低的天花板的高度以避免与该天花板接触。高度限制或其它运动范围限制将禁止从属臂延伸超过强加的极限。基于系统和系统操作者的需要和用途通过调节主位置命令621可以设置这种边界或运动范围限制。 [0237] 在另一方面中，主位置命令621可以被选择用来提供主控制臂200A处的用户的运动的希望水平的偏置。例如，主控制臂中的接头231-237的位置可以偏置预定值以将从属臂布置在从主控制臂偏置的位置。当从属臂处于否则将需要用户处于不合适的或不舒适的位置的位置时，这可以使用户能够在更舒适的位置中操作。例如，用户可以执行要求从属臂被抬高持续延长的时间段的任务。在没有偏置水平实施的情况下，用户将需要将主控制臂也布置在抬高的位置中。然而，通过利用位置偏置，用户可以相对于主控制臂偏置从属臂的位置以允许用户在用户的臂处于降低的位置的情况下操作主控制臂，同时从属臂在抬高的位置中保持可操作。这可以增加舒适性并提高生产率，同时减小疲劳和操作者错误的可能性。在操作主控制臂时，位置偏置可以是可变的并且可以由用户控制（例如，通过可结合机器人装置的控制系统操作的用户接口装置）。 [0238] 参考图10A-10D，并且特别地参考图10C，主位置命令621将被放大的且被滤波的信号提供到从属臂GDC371以将从属臂300A中的接头331移动到对应于主控制臂200A中的接头321的位置。从属位置控制装置741使用由从属臂位置传感器341感测到的当前位置和主位置命令621提供的主控制臂的新的位置产生阀控制装置751输入。从属扭矩控制装置761使用由从属臂载荷传感器361感测到的当前扭矩和主扭矩命令631提供的主控制臂上的扭矩产生另一阀控制装置输入。从属臂致动器由阀控制装置控制。位置传感器通过从属位置命令721提供反馈到从属位置控制装置且提供反馈位置反馈到主控制臂。载荷传感器通过从属扭矩命令731提供反馈到从属扭矩控制装置且提供力反馈扭矩反馈到主控制臂。以这种方式，通过提供适当的信号到阀控制装置751以致动接头331，主控制臂处的接头231的位置和扭矩在从属臂处的接头331上基本上被复制。 [0239] 主位置控制装置641和主扭矩控制装置661可以分别使用滞后超前补偿器来确定到主阀控制装置651的输出。滞后超前补偿器被选择用来改善控制系统的反馈中的不希望的频率响应。主位置控制装置641使用来自位置传感器241的位置反馈。主扭矩控制装置661使用来自致动器251上的载荷传感器261的扭矩反馈。 [0240] 滞后超前补偿器的相位滞后部分可以被设计成维持低的频率增益，同时实现增益余量的一部分。然后，该补偿器的相位超前部分可以实现相位余量的剩余，同时增加系统带宽以实现更快的响应。 [0241] 在一些情况中，折衷可能是必要的。如果指定的相位余量或补偿器增益可以减小，则补偿器的高频增益也可以减小。如果这些技术参数不能减小，则可能有必要使用与相位超前补偿的一部分级联的相位滞后补偿的一部分。 [0242] 通过实现高的增益，位置增益可以被设置成使得从属臂可靠地跟随主控制臂的位置。主控制臂可以构造成不具有高的位置增益，这可能有助于最小化用户工作强度。在工作时存在略微平衡作用。如果主控制臂增益太低，则操作者可能失去从属臂经历的运动的本体感受。例如，从属臂增益可以增加到可接受的稳定性极限，而主控制臂增益可以被设置用来优化用户通过主控制臂感测从属臂经历的运动的需要，同时最小化用户疲劳。 [0243] 低的扭矩增益可以允许提高的稳定性余量，特别地当从属臂接触刚性本体时和当两个从属臂通过“双手”升降机被联接时。 [0244] 用于每一个从属臂DOF的位置和扭矩增益的调整取决于任何特别的DOF经历的刚度，质量和惯性。机器人臂DOF的位置随着接头运动而改变，因此，贯穿机器人臂的运动，特别的DOF经历的惯性可能显著地改变。由于从属臂可以被构造用来拾取有效载荷，因此有效载荷的额外的质量也可以引起DOF经历的惯性显著地改变。因此，可以通过静态增益调整给定DOF使得它在所有接头角度和有效载荷上是稳定的。然而，这可能在一些情况下导致迟钝的性能并且在其它情况下导致振荡的性能。通过考虑各种接头角度下的惯性变化和由于各种有效载荷的惯性变化，可以动态地改变增益以在整个操作范围上优化性能。因此，可以实现增益调度以动态地优化性能。增益调度可以包括表中提及的离散的预定值和/或可以从公式计算的值。可以根据测得的重量、估计的值或其它计算确定惯性变化。 [0245] 在一些示例性实施例中，本发明的遥控操作的机器人装置还可以包括主/从关系滤波功能元件，或关系滤波功能元件，该功能解决涉及机器人系统，并且特别地主控制臂中的不需要的运动（例如，意外引起的运动）的问题，诸如可动平台引入的那些问题。例如，主/从关系滤波功能元件解决以下问题：引起主控制臂不同于操作者的希望输入地运动，而这可以引起从属臂以不希望的方式运动。 [0246] 在用户、主控制臂和从属臂被共同地支撑在相同可动平台处的特别情况中，主/从关系滤波功能元件可用于识别和滤波由主控制臂和从属臂的不希望的运动引起的频率（例如，由除了用户外的一些东西导致或引起的那些）以减少运动反馈。主/从关系滤波功能元件处理该系统中产生的不希望的反馈回路。如果保持不受抑制，则该系统中的振荡可以继续并且幅度增大。通过检测不需要的反馈回路发生的频率，反馈回路可以基本上被破坏并且其对机器人系统的总体性能的影响可以被减小或消除。 [0247] 存在引起从属臂以不希望的方式运动的主控制臂中的不需要的运动（即，不同于由用户的希望输入产生的那些运动的运动）的问题可能出现的各种方式。在一个例子中，用户移动主控制臂并且主控制臂以主结构模式振荡。在另一例子中，用户移动主控制臂并且用户以用户站在其上的平台的操作者支撑结构模式振荡。在另一例子中，从属臂运动或振荡，这引起可动平台的共振振荡，而该共振振荡导致用户平台和/或主架子的振荡，并且因此导致主控制臂的振荡。在又一例子中，从属臂与引起可动平台的共振振荡的环境相互作用，而这导致用户平台和/或主架子的振荡。 [0248] 在一些示例性实施例中，可动平台、从属臂和环境的结构模式振荡可以发生在希望的机器人操作范围内。 [0249] 为了减小运动反馈并且减小或消除不需要的反馈回路的影响，交叉命令可以被滤波以最小化如通过可动平台通信的主支撑模式和从属支撑和环境模式之间的关联引起的振荡。关系滤波功能元件通过减小那些频率下的命令的增益并且最小化该系统的能力的总延时而减弱掉识别的结构模式频率下的振荡以通过引入那些频率下的相位超前而阻止这些振荡，该相位超前减小滞后并且增加稳定性余量。以类似的方式，在实现扭矩辅助功能的实施例中，扭矩辅助命令可以被滤波以最小化操作者模式和主模式之间的关联引起的振荡。 [0250] 应用主/从关系滤波功能元件可以在低于结构模式为目标的情况的频率引起延时，在一些性能范围上导致暂时降低的性能以便维持稳定性并且实现较高的位置精度。 [0251] 参考图10A-10D，并且特别地参考图10D，当使用重力补偿时，用于主控制臂的重力补偿器681和用于从属臂的重力补偿器781可以使用。用于主控制臂的重力补偿器681可以使用来自主控制臂位置传感器241和重力传感器的输入来计算重力矢量并且确定每一个支撑构件的位置。支撑构件的位置可以用于确定构件的重心。支撑构件的质量、重心和位置可以用于计算沿测量的重力矢量的方向的重力的影响引起的用于主控制臂中的支撑构件的接头的扭矩并且在重力补偿器681产生信号以发送到主扭矩命令631，该主扭矩命令可以被主扭矩控制装置661利用以提供相反的扭矩值到与接头231关联的致动器251，以抵消该接头处的重力的影响。类似地，剩余的接头232-237的每一个上的重力的影响可以被确定并且抵消。 [0252] 用于从属臂的重力补偿器781可以使用来自从属臂位置传感器341和重力传感器的输入来计算重力矢量并且确定支撑构件311的位置。支撑构件的位置可以用于确定构件的重心。支撑构件的质量、重心和位置可以用于计算沿测量的重力矢量的方向的重力的影响引起的用于从属臂中的支撑构件的接头331的扭矩。重力补偿器781可以输出信号以发送到从属扭矩命令731，该从属扭矩命令可以被从属扭矩控制装置761利用以提供相反的扭矩值到与接头331关联的致动器351，以抵消该接头处的重力的影响。类似地，剩余的接头332-337的每一个上的重力的影响可以被确定且抵消以补偿从属臂上的重力的影响。 [0253] 在一个方面，由从属臂支撑的有效载荷，诸如连接到端部执行器390的有效载荷，可以被重力补偿使得用户在操作主控制臂时不感觉到有效载荷的重量。有效载荷重力补偿可以使用联接到端部执行器和从属臂的载荷传感器368来确定要被补偿的有效载荷的重量。 [0254] 主扭矩辅助控制装置691可以提供另外的输入到主扭矩控制装置661。主控制臂200A上的至少一个用户载荷元件接口268可以与用户的臂接触。载荷元件可以被构造用来输出信号到与用户的臂的运动相关的载荷元件插件693。载荷元件插件693可以将该信号传输到主扭矩辅助控制装置691。另外的扭矩可以被传递到用于主控制臂中的接头231-237的致动器251-257，以引起主控制臂运动以辅助用户移动主控制臂200A。 [0255] 联接到端部执行器390的有效载荷可以通过使用载荷传感器368被稳定，该载荷传感器与从属臂的端部处的端部执行器关联。载荷传感器368可以测量由有效载荷产生的并且作用在载荷传感器368上的力和力矩。使用从属载荷控制装置791，有效载荷稳定化可以被应用于数种不同的有效载荷情况，包括摆动有效载荷、联接到“双手”升降机中的一对磁性端部执行器的刚性有效载荷和易碎有效载荷或操作环境。 [0256] 在摆动有效载荷的情况中，希望快速地减小摆动以最小化不稳定的有效载荷的消极影响。基于来自载荷传感器368的测量的信息，在从属臂DOF施加扭矩以最小化有效载荷施加的垂直于重力的力分量。这具有的效果是，移动端部执行器使得有效载荷重心在端部执行器下面。有效载荷的摆动被从属臂的相反运动快速吸收且消除。 [0257] 在联接到“双手”升降机中的一对端部执行器（例如，磁性的）的刚性有效载荷的情况中，操作者控制的从属臂可以彼此对抗使得磁性端部执行器的一个或两个离开刚性有效载荷扭转。这种扭转可以减小保持在有效载荷上的磁性，潜在地导致有效载荷的落下。通过有效载荷稳定化，载荷传感器368检测威胁相对于有效载荷扭转端部执行器的力和力矩。在检测时，引起从属臂移动以减轻或最小化威胁离开有效载荷扭转磁性端部执行器的力和力矩。在一个方面中，从属臂的端部处的载荷可以被限制到预定值并且从属臂可以移动以将施加的载荷维持在该预定值或之下。 [0258] 在易碎有效载荷或操作环境的情况中，可能希望限制端部执行器可以施加到有效载荷或其它物体的力的量（如由载荷传感器368检测的）。通过有效载荷稳定化，从属臂当力和力矩超过预定值时可以减小或消除力和力矩以将力和力矩维持在预定值或之下。 [0259] 类似地，从属载荷控制装置791可以提供另外的输入到从属扭矩控制装置761。从属臂300A可以包括至少一个从属载荷元件接口368。例如，从属臂300A上的从属载荷元件接口368可以包括：被构造且设计成与用户接触的部件；和载荷元件，该载荷元件与这种部件关联或者另外可以与这种部件协作。例如，用户可以抓住载荷元件与其关联的从属臂上的把手并且沿选定方向施加载荷。从属载荷元件接口368可以检测施加的载荷和施加的载荷的方向，并且传输信号到从属载荷元件插件793。载荷元件插件793可以将该信号传输到从属载荷控制装置791。另外的扭矩可以被传递到用于从属臂中的接头331-337的致动器351-357以辅助用户沿施加的载荷的方向移动从属臂300A。在另一方面，从属载荷元件接口368可以包括载荷元件，该载荷元件联接到端部执行器和从属臂或者另外可以与端部执行器和从属臂协作以测量由端部执行器施加在从属臂上的载荷和由端部执行器支撑的任何有效载荷。在这种情况中，从属载荷控制装置791可以用于施加有效载荷稳定化、有效载荷重力补偿或利用来自载荷元件接口368的载荷的其它系统部件。 [0260] 遥控操作的机器人装置还可以包括“轻拍响应”功能，该“轻拍响应”功能被构造用来当从属臂接触物体时通过主控制臂提供增强的力反馈到操作者以使操作者能够更精确地感测从属臂接触物体的程度。轻拍响应可以随从属载荷衍生的量值（例如，如载荷传感器检测到的扭矩的变化速率）而变化，因此用“轻拍”模拟接触，给予操作者从属臂处的碰撞事件的量值的感觉。从属载荷衍生值响应可能持续时间太短，因此人不能感测且/或超越该系统的能力而为操作者精确地再现。因此，从属载荷衍生值可以通过滤波器（诸如增益的两极两零滤波器）以将从属载荷衍生值转变为人可以感觉并且该系统可以再现的较慢的响应。滤波器输出可以作为扭矩命令被施加到主控制臂DOF，在那里它被用户感测。这个部件可以提高从属臂遇到的阻力的主控制臂处的“感觉”的精度并且可以帮助操作者更好地认识到从属臂已经接触物体。在一个方面中，轻拍响应可以应用于主控制臂的任何自由度。在特定的方面中，轻拍响应仅应用于主控制臂的腕自由度。 [0261] 遥控操作的机器人系统可以包括动力源，该动力源用来为主控制臂、从属臂和用于操作该臂的任何子系统提供动力。例如，如图11的示意性动力系统图中示出的，遥控操作的机器人系统700可以包括动力单元702和用于该动力单元的燃料供应装置701。在一个方面中，燃料供应装置701可以包括化石燃料，并且动力单元702可以是内燃机。在这种情况中，动力单元702可以为发电机705提供动力，该发电机可以通过电母线706为中央控制器707、主控制臂和从属臂的GDC708以及主控制臂和从属臂的伺服阀709提供动力。 [0262] 动力单元702也可以为液压泵703提供动力，该液压泵用于右主控制臂704A、左主控制臂704B、右从属臂704C和左从属臂704D的致动器。在一个方面中，液压泵可以由从发电机705接收的电提供动力。在某些方面中，动力单元702也可以为可以被包括在本公开的遥控操作的机器人系统中的子系统提供动力，该子系统诸如用于可动平台的可动部件、诸如照明设备的电系统、相机、麦克风等等。动力单元可以与主控制臂和从属臂一起共同地被支撑在可动平台处。 [0264] 在一个实施例中，遥控操作的机器人系统可以位于固定的位置，诸如在静止的或固定的平台上。该平台可以支撑遥控操作的机器人系统的各种部件，诸如从属臂和主控制臂。在特别的方面中，该平台可以单独地或以任何组合地支撑动力源、泵、发电机、燃料供应装置和中央控制器。 [0265] 在另一方面中，该平台可以是可动平台。在特别的方面中，除主控制臂和从属臂之外，可动平台还可以在基座或其它基础结构处支撑电源、泵、发电机、燃料供应装置和中央控制器。因此，根据本公开的遥控操作的机器人系统可以是可动的自包含系统，该系统也能够支撑用户以操作该系统，并且提供可以称为可动遥控操作的操作。 [0266] 图12和13中示出的是根据本公开的一个示例性实施例的可动平台810。如示出的，可动平台810为主控制臂、从属臂和用于这些的操作的所有其它必要部件（例如，电源、泵、控制装置、控制系统、用户接口装置等等）提供共同的支撑件。该平台810包括：基座，该基座的一区域被设计用来接收和支撑机器人装置的各种部件；各种驱动系统，该各种驱动系统用来提供和促进可动平台的运动和转向，以及用于用户的支撑件，其中用户可以控制诸如主控制臂、从属臂、端部执行器、平台的可动等等的遥控操作的机器人系统800的各种部件的一个或更多个。图12中示出，平台810可以包括控制面板812，并且可选地包括座位814。实际上，可动平台810可以被构造成包括或支撑所有必要的元件、部件、系统和/或子系统以组成充分的或自包含系统，该系统可以被用户根据需要操作并且到处移动。 [0267] 在一个例子中，座位814可以是可折叠的座位构造，因此使用户能够在操作遥控操作的机器人系统800时选择站立或坐下。在一个非限制性例子中，座位814包括一个或更多个可折叠的支撑构件，该可折叠的支撑构件可以一起延伸到直立位置中并缩回，为站立位置提供空间。可选地，该座位可以被固定在适当位置或者该座位可以旋转且/或在高度上可调节从而为用户提供各种就座位置。 [0268] 图12和13中示出，该平台可以包括从属臂接纳通道816，该从属臂接纳通道被构造用来以套接位置或布置接收从属臂的一部分，诸如从属臂803的一部分。在至少一个方面中，当从属臂不处于操作中时，从属臂接纳通道816可以有助于接收从属臂803的至少一部分。当不使用时，从属臂803可以以存放构造向着平台810向内折叠，因此将遥控操作的机器人系统800构造成紧凑的且可以容易地运输的系统。从属臂接纳通道816可以另外用于防止平台的轮或轨道接触从属臂803。可以包括垫子817以提供相对软的相接，诸如橡胶、密集泡沫或塑料，从而保护从属臂免受破坏性接触。垫子817可以与接纳通道816成一体或者与接纳通道816分离。简而言之，本发明的遥控操作的机器人装置可以包括操作模式和存储模式，在存储模式中，从属臂和可选地主控制臂通过将各种结构构件折叠或坍缩在它们自身附近可以被布置成便于存储。在存放位置中，从属臂可以至少部分地折叠到臂接纳通道816中以将遥控操作的机器人装置放置成紧凑的构造。 [0269] 图13中示出，平台810包括一个或更多个从属臂支撑系统818、820，该从属臂支撑系统被构造用来支撑一个或更多个从属臂803和从属臂可能携带的任何载荷的重量。支撑系统818和820被示出为包括被支撑在平台处的支撑构件，该支撑构件分别连接到从属臂的基座（例如，见图7A和7B的基座310）以在平台810处为从属臂提供支撑。支撑系统818的一对第一支撑构件可以基本上邻近用于从属臂803的连接点822沿平台810的长度彼此平行地延伸。支撑系统820的第二支撑构件可以在该对第一支撑构件之间横向延伸（例如，基本上垂直于该对第一支撑构件）。在至少一个方面中，第二支撑构件用于支撑从属臂连接点822和平台810。可以构想，第一和第二支撑构件可以包括能够支撑重的载荷的任何类型的材料，诸如钢、碳纤维、钛、钢合金和/或钛合金等等。 [0270] 如前面讨论的和图13中示出的，平台810包括一个或更多个从属臂连接点822。一个或更多个从属臂连接点822可以在平台810的长度的相对侧布置在平台810上并且可以联接到壁824或以其它方式位于壁824处。可以构想，从属臂803通过能够经受和支撑大的张力和载荷的联接装置或系统（例如但不限于诸如钢、镍等等的材料的工业等级紧固件）或通过焊接连接到壁824。 [0271] 图13中也示出，平台810也包括一个或更多个主控制臂支撑系统826。一个或更多个主控制臂支撑系统826包括多个支撑构件，该多个支撑构件从平台的基座延伸，并且被构造用来联接且支撑主控制臂802，以及将这些布置在适合于用户操作的部位中。在示出的实施例中，主控制臂支撑构件被构造用来将主控制臂布置在平台上方且邻近用户操作区域以便使用户能够从希望的位置操作主控制臂。支撑系统826用作主控制臂802的连接点并且还用于支撑主控制臂802的重量。可以构想，主控制臂支撑系统826可以包括能够支撑重的载荷的任何类型的材料，诸如钢、钛、镍和/或这种材料的合金、碳纤维等等。 [0272] 图13示出主控制臂802的例子构造和连接。如示出的和前面讨论的，主控制臂802被连接在平台810的端部并且被构造用来适当地布置以便实现位于平台810上的操作区域中的用户的操作。在示出的示例性实施例中，主控制臂支撑系统826联接到平台810并且离开平台810向上且向外延伸。主控制臂支撑系统826的支撑构件在连接点830支撑主控制臂802，该主控制臂然后部分地弧形弯曲回到平台810上方，并且随后朝着平台810向下延伸。主控制臂支撑系统826、主控制臂802和主控制臂连接点830产生并且限定用户操作室828，该用户操作室邻近并且对应于平台的操作区域。可以构想，主控制臂802通过能够经受且支撑这个部位处的载荷的联接紧固件或装置联接到主控制臂支撑系统826（并且支撑系统826联接到平台810），该连接紧固件或装置例如但不限于合适材料（诸如钢等等）的工业等级螺栓、铆钉等等。 [0273] 图13中示出，一个或更多个主控制臂支撑系统826和主控制臂802在离从属臂803一定距离处联接到平台端部以允许用户位于从属臂803的路径外，或操作区域外部，因此增加用户的安全。另外，主控制臂（并且因此用户）的这种定位可以用于帮助抗衡从属臂和由从属臂升降的任何载荷。 [0274] 图12、13和14中示出，如这里指示的，平台810可以是可动平台。因此，可以构想，该平台可以包括具有对应驱动元件的多种类型的驱动系统，该驱动元件例如但不限于轮、轨道、轨或促进可动平台和机器人系统从一个部位移动到另一个部位的其它可动部件。当机器人系统是静止的或者在运送中时，可动部件也可以提供与支撑表面的稳定接口。因此，可以基于操作环境的支撑表面选择所用的可动部件的类型。 [0275] 图12中示出，可以从平台810通过包括平台控制元件的控制模块或系统（诸如具有手控制装置和/或一个或更多个脚踏板831的控制面板812）控制平台810的可动部件。在一个例子中，脚踏板830可以控制该平台的任何数量的或所有的可动控制部件，例如但不限于平台810的向前运动、向后运动、横向运动、转向等等。在至少一个方面中，能够从脚踏板831控制平台810的可动可以有利地消除以下需要：用户从主控制臂802移除用户的臂以便将平台810移动到不同的部位。因此，用户可以拾取物体并且通过从属臂803操纵该物体，而同时移动且/或操纵平台810到希望的部位。在图12和13中示出的一个示例性实施例中，平台810包括可动轨道系统832，该可动轨道系统适合用于具有支撑表面的操作环境，该支撑表面包括地面，诸如泥土、沙子、岩石等等。 [0276] 在图14和15A到15D中示出的另一示例性实施例中，平台910可以包括驱动系统，该驱动系统包括呈轮932的形式的驱动元件，该驱动元件至少部分地实现平台的可动，并且促进可动平台的移动和转向。例如，该轮可以用于具有支撑表面的操作环境，该支撑表面包括硬的、相对光滑的表面，诸如沥青、混凝土、木材、钢等等。 [0277] 图15A到15D是平台910的底部的平面图，示出平台910的可动的多方向系统950，该多方向系统促进在更有限的轮和转向系统（例如，一组转向轮和一组非转向轮）上的遥控操作的机器人装置（特别是可动平台）的操作中的高度灵敏性。多方向系统950可以为平台910提供沿多个方向、角度、转向等等移动的能力。换句话说，多方向系统950为用户提供多个DOF以在工作空间环境中操纵和移动平台。在一个示例性实施例中，多方向系统950，并且特别地，每一个轮932可以被构造成能够独立于其它轮932的每一个的定向取向的定向取向或旋转。换句话说，该轮的每一个可以被构造用来彼此独立地相对于平台旋转，使得每一个能够独立地旋转或转向。在相同的或另外的实施例中，轮932可以被构造用来一致地一起旋转到相同的方向角或转向点。在一个方面中，用户可以手动地协调多方向系统950。 在另一方面中，可以构想，多方向系统950可以被自动地控制并且具有一个或更多个用户可选择的操作模式，如下面更详细地描述的。 [0278] 在图15A和15B中示出的一个例子中，多方向系统950可以引起轮932旋转到所有的轮932具有相同的方向角952的位置。在图15B中示出的非限制性例子中，轮932的每一个指向相对于图15A中示出的向前角度近似45度的相同的角度952。类似地，在图15C中，每一个轮932指向相对于图15A中示出的向前角度952近似90度的相同的角度952。轮932可以旋转到所有的轮932具有相同的方向角的位置使得所有的轮能够沿相同的方向 954移动，并且因此可动平台能够沿相同的方向954移动。有利地，所有的轮的相同方向的运动使得用户的观察角度/方向956能够维持恒定，即使在平台910运动时。例如，在图 15B中，在轮932沿基本上向前或向后方向954运动时，用户的观察角度956维持恒定。类似地，在图15C中，轮932的相同的近似90度的方向角952使得用户的观察角度956能够维持恒定，同时仍然提供可动平台910的横向运动960。 [0279] 在图15D中示出的另一例子中，多方向系统950可以使轮932能够旋转到所有的轮932具有彼此以近似90度相对的角度的位置。因此，如图15D中概念性地示出的，当平台910运动时，由于单个轮沿方向962的运动或驱动，该平台停留在相同的部位中而用户的观察角度964可以随着平台910旋转而从0度旋转到360度。在一个方面中，实现平台910的旋转使用户能够快速且高效地使平台910从紧凑工作空间中的一个部位旋转到另一部位。与典型的固定的可旋转平台（诸如起重机等等）的操作不同，如这里描述的示出的平台910可以允许用户快速且容易地并且敏捷地使平台移动到所需工作空间中的另一部位。 [0280] 参考图15E和15F，图中示出的是具有不同构造和功能的可动平台。在这个示例性实施例中，可动平台可以包括可动系统980，该可动系统可以使遥控操作的机器人系统970能够越过障碍物972且/或通过窄的通路974。一些操作环境（诸如在船上）可以包括机器人系统970可能需要穿过的门或通路。一些门或通路可能具有隆起部分972，该隆起部分将只是防止“滚动”通过该门或通路。另外，一些门或通路可能比可动系统的宽度（例如，在轮在与地面接触的正常操作位置中的情况下）窄，这将防止机器人系统通过该门或通路。 [0281] 为了克服这种障碍，可动系统980可以包括多个轮，该多个轮布置成与机器人系统970的行进方向基本上一致。例如，轮981A-984A可以从机器人系统的前部到后部布置在机器人系统910的底部上。可动系统980也可以包括传感器杆985，该传感器杆具有至少一个传感器986、987。如本领域技术人员将认识到的，传感器可以包括多种类型。传感器可以被构造用来感测轮附近的障碍物。作为响应，该轮可以被构造用来向上且/或向内移动以避免该障碍物。例如，在机器人系统970沿方向978移动以前进通过具有障碍物972、974的通路时，传感器986可以感测隆起的障碍物972和窄的通路974。响应于这种信息，轮982A可以适时地升高且/或缩回以允许形成空隙，以便在机器人系统向前移动时轮移动越过该障碍物。在一个方面中，传感器可以与每一个轮关联。在另一方面中，传感器可以与前轮关联，并且可以基于车辆的位置和速度引起所有后续的后轮升高/缩回。如图15E中所示，前轮981A已经以这种方式越过障碍物并且已经降低/延伸回到正常操作位置，并且轮982A在克服该障碍物的过程中。轮983A是升高/缩回以便移动越过障碍物的按顺序的下一个轮。 [0282] 图15F是机器人系统970的后视图并且示出升高/缩回以便提供空隙以便轮移动越过障碍物872、974的轮984B的运动。例如，轮984B可以在伸展位置975中以便正常操作。当传感器987感测到障碍物时，轮984B可以沿方向976移动到缩回位置977。一旦越过障碍物，轮984B就可以移动回到伸展位置975。用来升高/缩回该轮的机构被示出为包括带有动力的连杆臂，该带有动力的连杆臂联接到在被致动时枢转的轮。在替代实施例中，连杆臂可以被构造成线性地缩回而不是枢转。应当认识到，以任何组合的任何数量的轮可以在任何给定时间处于缩回位置，只要延伸位置中的轮足以维持机器人系统的稳定性。另外，当使用多个传感器时，来自两个或更多个传感器的数据可以用于确定给定的轮应当处于延伸位置还是处于缩回位置且/或协调多个轮的位置。 [0283] 在图16中示出的又一例子中，如这里描述的遥控操作的机器人系统1000可以包括拖车平台1010，如这里描述的，该拖车平台具有一个或更多个主控制臂1020，该一个或更多个主控制臂通信地连接到一个或更多个从属臂1030。至少在一个方面中，拖车平台遥控操作的机器人系统1000是有利的，这是由于该系统1000可以在拖载车辆（诸如承载大的且/或重的载荷的那些车辆）后面被拉动。一旦达到目的地，就可以使用机器人系统更快速且容易地卸载大的且/或重的载荷，该机器人系统被支撑在拖车平台1010附近。拖车平台1010可以包括稳定器1040，当拖车平台与车辆分离时，该稳定器用于为拖车平台提供稳定化支撑。该稳定器可以降低到与地面接触，并且如果必要，可以延伸不同的长度以便放平拖车平台。稳定器1040可以伸缩以延伸到地面并且可以在机器或人力下延伸并且可以利用齿轮或液压装置。 [0284] 参考图17A-17B，图中示出另一示例性遥控操作的机器人系统1100，该遥控操作的机器人系统包括主控制臂1135和联接到第一平台1105的从属臂1140。图17A示出该系统的透视图并且图17B示出该系统的侧视图。在这个例子中，第一平台包括车辆式可动平台，诸如卡车。根据这个例子的方面，也可以使用其它类型的车辆或可动平台。这个例子中的系统也包括第二平台1110。第二平台相对于第一平台可动并且第一平台相对于支撑第一平台的表面（诸如地面）可动。 [0285] 第一平台1105可以包括轨或轨系统1115，第二平台1110可以沿该轨或轨系统移动。图中示出的例子包括轨，该轨安装在卡车车厢内并且沿着卡车车厢的一侧。该轨可以包括直的轨，或者它也可以是弯曲的并且沿任何合适长度或沿第一平台沿任何希望方向延伸。替代地，可以使用多个轨1116、1117。多个轨可以由轨支撑构件1118互连，该轨支撑构件用来在多个轨之间提供另外的强度和支撑。该轨可以由任何合适地坚固的材料制成。钢、铁、金属合金等等仅仅是可以形成该轨的数种示例材料。 [0286] 第二平台1110可以包括基座1120，该基座是可滑动的或以其它方式沿轨1115可动。基座可以包括运转轮、齿轮或用来实现基座沿轨的运动的其它合适装置。基座还可以包括动力源1122。动力源可以供应动力到驱动链以便引起基座沿轨的运动。动力源也可以供应动力到主控制臂1135、从属臂1140和用户可用的其它控制装置。动力源可以是电池、燃烧发动机等等。在一个方面中，动力源可以是与第一平台1105共享的共享动力源。 [0287] 基座1120可以支撑用于用户的座位1125和臂支撑构件1160。座位和臂支撑构件可以由共同的支撑构件联接在一起且/或由共同的支撑构件支撑。支点1112可以以可旋转的方式支撑座位和臂支撑构件。支点可以提供枢转点以便从一侧到另一侧旋转。坐在座位上的用户可以使用控制杆1130或任何合适控制机构使座位和臂支撑构件绕基座枢轴。用户还可以使用控制杆沿轨移动第二平台到希望的位置。例如，通过推、拉、扭转等等可以操纵控制杆以分离地并且独立地控制绕支点的旋转和沿轨的运动。在一个方面中，绕支点的旋转和沿轨的运动可以为从属臂1140提供运动的至少两个DOF。从属臂可以包括任何希望数量的DOF。例如，从属臂可以在从属臂自身内包括七个DOF，并且支点和轨部件可以实现从属臂的另外的可动或DOF。作为另一例子，从属臂可以在从属臂自身内包括五个DOF，并且另外的两个DOF可以由支点旋转和轨移动提供。 [0288] 臂支撑构件1160可以支撑主控制臂1135和从属臂1140。在一个方面中，主控制臂可以替代地由座位1125支撑。在一个方面中，如上面已经描述的，主控制臂和/或从属臂可以运动学地等效于人臂。在另一方面中，由于支点1112和轨1115实现独立于主控制臂或从属臂运动的至少两个自由度，主控制臂和/或从属臂可以包括少于七个DOF。主控制臂1135可以包括接头、传感器、致动器等等以操纵包括接头、致动器、端部执行器1150等等的从属臂1140以执行各种任务，诸如升降载荷1155。在一个方面中，主控制臂可以包括至少一个接头1136，该接头沿与对应的人关节不同或相反的方向弯曲。如图中所示，主控制臂的肘接头1136和从属臂的肘接头1137可以在类似的或对应的位置中移动/弯曲，这对用户来说可能是运动学地不方便的。然而，由于第二平台1110位于第一平台1105上方，如果实现运动学等效，则对用户来说移动物体或载荷可能是困难的或不舒适的。因此，可以允许主控制臂肘接头沿用户的肘关节1138的基本上相反的方向移动以实现向下旋转的从属臂的方便且舒适的操作。 [0289] 在一个例子中，从属臂1140可以包括线性DOF，诸如伸缩臂（如在1145总体指示的）。使用主控制臂1135上的控制装置或使用控制杆1130，可以实现从属臂的伸缩。 [0290] 现在参考图17C，示出根据例子的系统1100的一部分的详细剖视侧视图。基座1120被示出为以可滑动的方式由轨1116、1117支撑。轨支撑构件1118在轨之间延伸。基座可以使用运转轮1166、1167、1168、1169沿轨滑动。运转轮1166、1167可以由连杆1170连接在一起并且运转轮1168和1169可以由连杆1171联接在一起。该连杆可以连接到基座1120。提供上运转轮1166、1168和下运转轮1167、1169可以实现基座沿轨的滚动，并且防止基座脱离或以其它方式变得离开该轨。运转轮的一个或更多个可以通过驱动轴1180连接到马达1175。沿不同方向旋转驱动轴可以沿驱动轴旋转的方向从侧部到侧部沿轨移动基座。控制线路1185可以将控制杆电连接到马达以使用户能够控制该马达。 [0291] 在一个方面中，第一平台1110可以布置在固定的部位。在另一方面中，与相对于第一平台可动相反，第二平台的基座可以固定地布置在第一平台上，诸如在卡机上。 [0292] 通常，主控制臂和从属臂可以相对彼此处于任何部位。例如，再参考图1，主控制臂被示出为与从属臂成紧邻关系。在这种情况中，主控制臂在离开从属臂的操作区域的位置中安装在从属臂后面。在一个方面中，主控制臂可以位于从属臂的操作区域内。然而，在用户位于从属臂的操作区域外部的情况下，保护用户免于与从属臂的不需要的接触。在具体的方面中，主控制臂可以与平台分离并且用户可以将主控制臂布置在从属臂的运动范围内的或操作区域中的从属臂的前方。在另一具体方面，用户可以将主控制臂布置成向着从属臂的前方但在从属臂的运动范围或操作区域外部。用户可以发现，与位于其它地方（诸如，在从属臂的后面）相比，这种位置提供用来观察从属臂的操作的更好的有利位置。 [0293] 在某些方面，主控制臂可以相对于从属臂远程地定位。例如，在危险的操作环境中，诸如在放射灾区中，主控制臂与操作者一起可以位于安全的部位和离开从属臂的任何距离。通过可动平台，从属臂可以在危险区域内远程地操作。 [0294] 平台和/或从属臂可以包括提供信息的设备或部件，该信息可以辅助用户在远程环境中操作平台和/或从属臂。例如，可动平台和/或从属臂可以包括感测设备，该感测设备可以辅助用户检测可动平台和/或从属臂周围的障碍物，并且收集关于这种障碍物和操作环境的信息。这种设备可以包括激光测距仪、雷达、位置传感器、声纳阵列、相机、灯、麦克风和这些的组合。当然，这些不意图以任何方式限制性的，由于如现有技术中已知的，可以使用其它类型的传感器和设备。这种仪器可以为用户提供关于远程工作空间的信息以使用户能够有效地操作可动平台和/或从属臂而不物理上出现在从属臂附近或紧邻从属臂。 [0295] 在一个方面中，两个或更多个相机可以被指向用来从不同的有利位置俘获图像以传送图像信息到用户以便在远程环境中操作。例如，通过前相机和后相机，当用户切换到后（或前）相机视野时，可动平台驱动命令可以被自动重新映射，并且可以因此显示用于该视野的适当信息。因此，用户可以将可动平台驱动到窄的界限中而不必退出。用户可以仅仅选择不同的相机视野并且正常地驱动出。与必须退回或物理地回转可动平台相比，这可以提供更安全更高效的方式使可动平台离开紧密的空间。 [0296] 为了提高用户控制可动平台和/或从属臂的能力，两个相机可以用于向用户提供立体视觉。该两个相机可以间隔开与相对于用户的肩的间隔的用户的眼的间隔成比例，用户的肩的间隔对应于两个从属臂的间隔。在另一方面中，气体或气味检测设备也可以用于检测和分析可动平台和/或从属臂附近的气体成分。 [0297] 数据或信息可以通过任何合适装置在远程可动平台和用户的部位之间传送。例如，可以使用任何有线或无线通信格式或网络，诸如无线电、卫星、光传输、因特网、手机网络、地上通信线、电缆等等。 [0298] 从远程可动平台和/或从属臂接收的信息可以通过任何合适装置传送到用户。例如，可以通过视觉显示装置向用户提供视觉信息，该视觉显示装置诸如用户可穿戴护目镜、电视、计算机屏幕、监视器、手机、智能电话、个人数字助理（PDA）等等。可以通过扬声器、头戴式耳机等等向用户提供音频信息。另外，用户可以从可动平台和/或从属臂接收触觉信息。例如，用户可以接收从从属臂到主控制臂的力反馈。如这里描述的，主控制臂可以在用户上产生载荷，该载荷与作用在从属臂上的载荷成比例。这种触觉感觉信息单独可以大大提高用户在远程部位操作从属臂的能力。当力反馈与其它感觉输入（诸如视频和/或音频）组合时，用户可以利用三种最重要的感觉来在空间中到处移动。在远程操作情况中，如这里描述的，主控制臂可以包括位置传感器、载荷传感器、致动器和任何其它元件或辅助部件以便具有完善的功能并且为用户提供力反馈。因此，用户的部位可以配备有充分的动力、数据传输能力等等以支撑远程操作可动平台、从属臂和/或端部执行器所必须的主控制臂和数据展示工具。 [0299] 用户可以通过任何合适装置控制可动平台、从属臂和/或端部执行器。例如，用户可以使用手控制装置（诸如转盘、杠杆、开关、键盘、鼠标、操纵杆、视频游戏控制器等等）、脚控制装置或可以由用户的手脚操纵的任何其它装置来操作和控制可动平台、从属臂和/或端部执行器的功能。可动平台和/或从属臂的远程控制或操作可以是通过安装在用户附近或可见部位中的其它地方的触摸屏，或者可以是通过与该系统无线地通信的用户的智能电话或其它PDA装置上的应用程序。在另一例子中，遥控操作的可动平台、从属臂和/或端部执行器可以响应于用户的语音命令。用户可以在远处使用语音命令控制多种可动平台功能或数据收集设备，包括控制照明设备、相机的位置、麦克风、传感器等等。用户也可以使用语音命令控制各种端部执行器功能元件，诸如动力开/关或端部执行器的任何其它可控制部件。 [0300] 在本发明的另一方面中，多个主控制臂可以分别远程地控制多个相应的从属臂。例如，如图18中示出的，多个主控制臂1220可以位于卡车1200上，每一个主控制臂1220被构造用来控制远程从属臂1230。该卡车可以配备有主控制臂，且/或主控制臂可以是便携式的，该主控制臂暂时位于卡机上。在这个例子中，多个用户可以使用多个主控制臂来远程地控制多个从属臂。另外，该卡车可以配备有显示装置和/或扬声器以辅助用户控制从属臂。在一个方面中，显示装置和/或扬声器可以是通过主控制臂可动的且可运输的。例如，头饰或肩带可以为用户支撑显示装置和/或扬声器。在特别的方面中，显示装置和/或扬声器可以是可连接的或连接到主控制臂。例如，主控制臂可以包括系带或其它用户可穿戴设备，并且显示装置和/或扬声器可以联接到系带或可穿戴设备。 [0301] 不管相对彼此紧邻地还是远程地定位，主控制臂和从属臂可以由信号连接，该信号通过有线或无线数据传递系统通信。无线传输可以是通过无线电、卫星、手机网络或任何其它类型的无线通信。 [0302] 在一个方面中，主控制臂可以是主控制系统的一部分，该主控制系统包括主控制臂和被构造用来支撑主控制臂的框架构件。主控制系统可以以可移除的方式连接到平台以允许用户相对于平台和/或从属臂再定位主控制臂，如图19A-19E中所示，并且促进从属臂相对于平台的选择性机上机下用户控制。 [0303] 主控制臂200A和200B可以在臂联接垫1320A和1320B处联接到主控制臂框架构件1318和1310。例如，主控制臂可以在臂联接垫处螺栓连接到框架构件。臂连接垫可以是用来支撑主控制臂的加强构件。通过框架联接点1312A和1312B接合平台上的连接支座的相匹配的连接点1332A和1332B，框架构件可以被固定且以可移除的方式连接到平台，诸如图1中的平台400。例如，框架联接点可以是凹形连接器或插槽，并且联接支座的联接点可以是相配的凸形联接器或插槽。联接支座也可以包括联接短柱1330A和1330B。联接支座的联接点可以布置在联接短柱1330A和1330B上或连接到联接短柱1330A和1330B。当框架联接到平台时，该连接器可以提供框架的物理约束。该联接器可以提供动力连接、数据连接、流体连接（例如，液压联接）、气体连接（例如，气动联接）或者这些连接的任何组合。框架联接点和平台联接点的可移除可连接元件可以包括钩、按扣、棘爪、夹子、插入件、狭槽或用户主控制臂到平台的其它合适可分离联接。当联接到平台时，在主控制臂的使用期间，可分离联接可以被构造用来可靠地支撑且维持联接布置。 [0304] 在由图19A-19B中的可分离主控制臂框架1300和1302示出的具体的方面中，框架构件可以包括系带或其它用户可穿戴设备，诸如肩带1314A和1314B和/或腰带（或带）1316。因此，用户可以“穿上”和“穿戴”主控制臂并且从平台分离主控制臂。当离开该平台时，主控制臂的可穿戴性质可以提高用户使用主控制臂的能力。 [0305] 参考图19A，示例可分离主控制臂框架1300示出主控制臂到平台的柔性系绳1340。该系绳可以是软管、绳索和/或用来提供气体、流体、动力和/或数据的总线。 [0306] 在由图19B中的示例可分离主控制臂框架1302示出的另一方面中，主控制臂框架可以包括具有电存储装置1343的模块1342、存储隔室（未示出）和/或无线通信模块1345。当框架与平台分离时，诸如电池组的电存储装置可以提供动力到主控制臂。当框架联接到平台时，电存储装置可以自动地被充电。当框架与平台分离时，无线通信模块可以允许主控制臂与从属臂和/或平台无线通信。框架可以包括把手（未示出）以提高主控制臂的便携性。 框架可以通过与平台分离的平台连接点安装在分离的固定装置或托架（未示出）上。当框架不联接到平台时，分离的固定装置可以允许框架被支撑，并且可选地允许电池被再充电。手控制器（未示出）也可以物理地联接或无线地连接到框架。手控制器可以提供控制以操作平台和连接到平台的设备。例如，当用户不在可动平台上时，通过手控制器，用户可以远程地控制与遥控操作的机器人系统关联的可动平台，并且将可动平台驱动到希望部位。 [0307] 在另一示例性实施例中，主控制臂框架可以包括抗衡重物1344，该抗衡重物用来平衡用户的肩或腰上的控制臂的重量。平衡的载荷可以减少用户的疲劳并且允许用户的延长的使用。在另一实施例中，框架的臂联接垫1320A和1320B可以布置在用户后面以实现主控制臂在用户上的更平衡的重量分布，使得抗衡重物可以被减小或消除。 [0308] 图19C-19D示出联接到可分离的主控制臂框架1300的主控制臂200A和200B，该可分离的主控制臂框架连接到平台400。在一个方面中，该框架和主控制臂可以由轻重量材料构成，该轻重量材料可以由用户承载。可以支撑主控制臂的载荷的轻重量材料可以包括诸如铝、钛、塑料、碳纤维的材料或这些材料与其它坚固的轻重量材料的组合。钢也可以用于该框架和/或主控制臂。框架可以构造成符合用户的背以便舒适并且由肩带和腰带支撑。 [0309] 在图19E中的示例可分离主控制臂框架1304示出的另一方面中，主控制臂框架可以允许主控制臂在腰水平附近或肩下面联接到框架。联接到水平构件1318的竖直构件1350可以较短或者被消除以提供与主控制臂的希望联接部位。例如，水平构件可以直接联接到腰带。在一个方面中，腰带或水平构件可以被支撑到用户的腿以提供用户上的可分离的框架的旋转稳定性。在另一方面中，可分离的主控制臂框架1304可以包括肩带1314A、 1314B以当由用户穿戴时提供稳定性。 [0310] 在某些方面中，单个主控制臂可以控制多个从属臂。例如，单个主控制臂可以操作性地联接到多个从属臂并且可以顺序地控制从属臂，诸如通过切换有效控制到给定的从属臂。在另一例子中，单个主控制臂可以同时控制多个从属臂，其中每一个从属臂执行主控制臂的命令。 [0311] 在某些其它方面中，单个从属臂可以由多个主控制臂控制。换句话说，多个主控制臂可以能够传递命令到单个从属臂。在任何给定时间，主控制臂的一个可以操作性地联接到从属臂并且有效地控制从属臂。例如，多个主控制臂和多个从属臂可以是一群遥控操作的机器人装置的一部分。用户可以选择主控制臂，该主控制臂可以与可用的从属臂配对。该配对可以通过无线网络上的通信被实现，该无线网络与主控制臂和从属臂通信以更新和管理当前的配对。在另一方面中，主控制臂可以直接地与多个从属臂的一个同步并且配对，诸如当彼此紧邻时。 [0312] 根据本公开，遥控操作的机器人系统可以包括以任何组合的主控制臂和从属臂。在一个方面中，遥控操作的机器人系统可以包括单个主控制臂和单个从属臂。在另一方面中，遥控操作的机器人系统可以包括多个主控制臂和多个从属臂。在不相等数量的主控制臂和从属臂的情况下，机器人系统还可以包括控制模块，该控制模块促进机器人系统内的多种主控制臂和从属臂的交替的和选择性的控制和操作，诸如用户接口元件、处理元件、信号接收和指挥元件、滤波元件等等。控制模块可以被构造用来便于用户确定哪个主控制臂控制哪个从属臂。 [0313] 在图19F中示出的特别的例子中，遥控操作的机器人系统1360可以包括三个从属臂1362、1364、1366和两个主控制臂1372、1374。三个从属臂可以在相同的平台1361上。两个主控制臂的每一个可以有效地构造用来控制一个、两个或所有三个从属臂以执行任务，诸如将钢梁升降到适当位置中以便焊接。采用控制模块或系统，用户可以切换该主控制臂的一个的控制以选择性地控制不同从属臂中任何一个。例如，在具有两个主控制臂和三个从属臂的系统中，第一主控制臂可以被构造用来选择性地控制三个从属臂的一个，第二主控制臂也被构造用来选择性地控制三个从属臂的一个。在一个或更多个从属臂可以维持稳定而又一个其它从属臂执行预期功能的应用中，这种类型的系统可能是有利的。例如，用户可以在任何给定时间使用两个主控制臂来控制三个从属臂的两个，并且引起它们将物体保持在特别部位中的适当位置中。一旦在适当位置中，用户就可以使用控制模块来切换主控制臂的一个的控制到第三从属臂，其中主控制臂操纵第三从属臂以执行相对于该物体的次要功能（例如，将该物体焊接在适当位置中）。 [0314] 在另一特别的例子中，遥控操作的机器人系统可以包括三个从属臂和三个主控制臂。如在前述例子中，三个从属臂可以在相同的平台上。然而，在这个例子中，每一个从属臂可以由三个主控制臂的一个控制。因此，主控制臂的两个可以有效地控制两个从属臂，诸如用来将钢梁升降到适当位置中以便焊接。然后，用户可以操作第三主控制臂以控制第三从属臂以将钢梁焊接在适当位置，同时前两个从属臂将该梁保持在适当位置。 [0315] 图20和21中示出，遥控操作的机器人系统可以包括一个或更多个端部执行器1410、1420、430，该端部执行器可以联接到从属臂1403的端部以与工作空间中的物体相接。当联接时，端部执行器可以与主控制臂通信并且可以由主控制臂控制。在更具体的例子中，联接的端部执行器可以与端部执行器控制单元1450通信，该端部执行器控制单元联接到主控制臂。可选地，端部执行器控制单元与诸如用户可接近的操纵台或控制面板上的主控制臂分离。 [0316] 如图21中所示，端部执行器控制单元1450布置在主控制手柄1440上，因此使已经抓住主控制手柄1440的用户的手能够更快速地接近端部执行器控制单元1450并且按需要调节端部执行器。在一个方面中，端部执行器控制单元1450包括控制开关，诸如按钮1452和按钮1454，该按钮可以用于按需要调节和管理端部执行器。例如，一个或更多个调节按钮可以用于控制磁性端部执行器的磁性力的强度，端部执行器焊接炬的火焰，端部执行器锯的每分钟转数，或联接到从属臂的端部执行器的其它这种控制。端部执行器控制单元1450可以包括一个或更多个传感器、电路和开关，这使用户能够接通或切断动力，且/或调节取决于联接到遥控操作的机器人系统的端部执行器工具的类型的设置。 [0317] 如图20中所示，端部执行器可以包括多种工具和其它有用装置，例如但不限于可调节的夹具，具有一个或更多个指状延伸部的爪，可变的和不可变的电磁体，等等。端部执行器可以另外包括检查装置或工具，诸如条形码扫描器、红外扫描器、坐标测量工具以及其它类型的工具，诸如焊接炬和器械、锯、锤子等等。还可以构想，端部执行器可以包括用于有害物质（诸如放射物、化学物质等等）的检测器和分析器，因此实现有害物质的检测和分析。在特别的方面中，端部执行器可以被构造用来抓住人手工具。在这种情况中，端部执行器控制单元不仅可以使用户能够控制用来抓住手工具的端部执行器，而且为用户提供操作该手工具的能力。通过“手状”或“指状”多DOF主控制装置，或者仅通过按钮、转盘、杠杆等等（它们可以操纵端部执行器以操作手工具），可以实现这种控制。 [0318] 在也在图20中示出的另一例子中，端部执行器1410、1420、1430可以以可移除的方式联接到从属臂1403（例如，通过快速释放系统），使得一个端部执行器可以快速脱离从属臂并且与另一端部执行器互换。可以构想，端部执行器可以以多种方式以可移除的方式联接到从属臂。在示出的例子中，端部执行器1410、1420、1430包括连接端部1406，该连接端部被构造且设计尺寸以便联接到从属臂1403的接收端部1408。相反，从属臂1403的接收端部1408被设计尺寸以便接收连接端部。一旦联接到从属臂1403，保持构件就可以用于将连接端部1406可靠地保持到从属臂1403的接收端部1408。可分离的联接可以被构造用来在从属臂和端部执行器的使用期间可靠地支撑且保持端部执行器。从属臂和端部执行器之间的联接件可以包括相配的连接器或插槽。当连接到从属臂时该联接件可以为端部执行器提供物理约束，使得该联接件可以承受放置在端部执行器上的载荷。另外，该联接件可以提供动力连接、数据连接、流体连接（例如，液压连接）、气体连接（例如，气动连接）或者这些连接的组合。该连接可以包括钩、按扣、棘爪、夹子、插入件、狭槽或用于端部执行器到从属臂的其它合适的可分离联接。 [0319] 图22中示出，端部执行器1460可以包括一个或更多个可延伸的段1462、1464以延伸装置或工具，该装置或工具布置在端部执行器1460的端部并且联接到最远离从属臂1403的可延伸的段1464。一个或更多个可延伸的段1462、1464被构造用来为端部执行器 1460提供线性DOF以便更大的伸展范围，如在延伸位置1466处示出的。如示出的，一个或更多个可延伸的段以可伸缩的结构被构造，第一可延伸的段1462被连接且设计尺寸以缩回到端部执行器1460的内部中，并且第二可延伸的段1464联接到第一可延伸的段1462并且被设计尺寸以缩回到第一可延伸的段1462中。一个或更多个可延伸的段1462、1464可以与主控制臂1403和/或主控制手柄1450通信使得用户可以向外延伸该一个或更多个可延伸的段，因此增加端部执行器1460的伸展范围。可以构想，一个或更多个可延伸的段1462、 1464可以以多种方式被提供动力，诸如通过液压、电、或气动系统。 [0320] 如图23中所示，联接到平台1510的机器人从属臂1520可以用于库存系统。该平台可以是可动的并且可以包括轨道1512或轮（未示出）以促进移动。端部执行器1530可以联接到机器人从属臂的端部。该端部执行器可以包括用来升降或获取物体的机构。该物体可以指普通库存物体，例如，诸如钢板、板条箱或军需品。端部执行器可以包括用来升降铁磁物体的电磁体1540或夹持机构（未示出）。端部执行器可以包括扫描装置1550A或1550B，该扫描装置联接到端部执行器、机器人臂、或平台。扫描装置可以包括条形码读取器、矩阵码扫描器、无线射频识别（RFID）扫描器、用来读取或感测识别标签的装置或这些扫描装置的组合。扫描装置可以在端部执行器、机器人从属臂或平台的任何面上。扫描装置可以与端部执行器、机器人从属臂或平台成一体。 [0321] 图23示出端部执行器的前面上的前扫描装置1550B和端部执行器的后面上的后扫描装置1550A。前扫描装置可以具有在端部执行器前方的扫描范围1552B。后扫描装置可以具有在端部执行器后方的扫描范围1552A。在另一例子中，端部执行器可以仅使用单个扫描装置。在其它例子（未示出）中，扫描装置可以联接到机器人从属臂或平台，在扫描装置附近具有扫描半径。在一个方面中，扫描装置可以直接联接到电磁体1540或夹持机构。 [0322] 物体或物品可以具有连接或固定到其上的物件标签。当端部执行器1530获取物品时，扫描装置1550A和1550B可以扫描物品物件标签。扫描装置可以连续扫描附近的各种物品的物件标签。扫描装置可以在端部执行器获取物品之前、期间或之后扫描物件标签。物件标签可以是条形码、矩阵码或RFID标签。当端部执行器获取或释放物品时，扫描装置可以记录或登记物件标签。当读取物件标签时，扫描装置可以登记物体基准。扫描装置可以在获取或释放物体之前记录或传输最后的物件标签读数，该最后的物件标签读数可以是与机器人臂操纵的物品关联的物件标签。 [0323] 平台可以包括联接到平台的记录装置，该记录装置用来记录与物品和物件标签关联的物件记录。扫描装置可以将物体基准传输到记录装置。在一个例子中，记录装置可以包括用来存储物件记录的联接到平台的数据存储装置。在另一例子中，平台可以包括平台收发器1570，该平台收发器通过无线通信将物体基准从扫描装置传输到中心资料库。 [0324] 中心资料库可以在计算机化的存储装置内或者根据在网络中操作的多个计算机系统进行操作。中心资料库可以包括数据库。计算机化的存储装置可以包括计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括通过任何技术实现的易失的和非易失的（暂时的或非暂时的）、可移除的和非可移除的介质以便存储信息，该信息诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据。计算机可读存储介质可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪速存储器或其它存储器技术、CD-ROM、数字通用光盘（DVD）或其它光学存储装置、磁带盒、磁带、磁盘存储装置或其它磁性存储装置，或可以用于存储希望信息的任何其它计算机存储介质。 [0325] 在又一例子中，平台收发器1570可以通过有线或无线通信将物体基准从扫描装置传输到用户接口。用户接口也可以用于控制平台和机器人臂。 [0326] 在例子中，定位装置1560可以联接到机器人从属臂或平台。定位装置可以包括全球卫星定位（GPS）装置或接收器。当端部执行器获取物体、运输物体或释放物体时，定位装置可以用于确定机器人从属臂的位置。当获取、运输或释放物体时，物体部位可以与物体关联。可以在全球位置坐标、细分分区或空间、或区段中提供物体部位。物体部位可以与物体基准关联并且与物体记录一起被存储在中心资料库中。 [0327] 图24示出平台1510，该平台支撑至少一个机器人从属臂并且运输物体1620。物件标签1622可以与物体连接或成一体。在图24的图示中，平台处于具有多个物体 1630A-1630Q的库存区域。物件标签1632A可以固定到每一个物体。平台1510可以由骑在平台上的用户控制（例如，如这里教导的），或由在平台处行走的用户控制（未示出）。在另一例子中，用户可以使用用户接口1690控制平台和机器人从属臂。用户接口可以通过无线通信与平台通信。机器人从属臂上的扫描装置可以在平台将物体从开始部位运输到结束部位的任何时间扫描物体的物件标签。机器人从属臂可以用于清点物体。机器人从属臂可以用于审计库存。 [0328] 在清点过程中，机器人从属臂可以在开始部位获取物体。当电磁体联接到端部执行器或机器人从属臂时，当电磁体被磁化时可以获取物体。当电磁体被消磁时，可以释放该物体。当使用夹持机构时，当夹持机构夹持该物体时可以获取该物体。当获取物体时，扫描装置可以扫描该物体。该平台可以将物体移动到结束部位。端部执行器可以在结束部位释放该物体。记录装置可以记录物体基准，该物体基准以结束部位代表该物体。当端部执行器拥有该物体时，记录装置可以自动跟踪物体的部位。记录装置可以将物体基准从记录装置传输到中心资料库1640。 [0329] 平台1510可以通过平台收发器无线地传输数据到中心资料库1640，该数据可以包括物体基准和物体部位。如图25中所示，中心资料库可以包括数据库1642。中心资料库可以连接到网络或因特网。在一个方面中，中心资料库可以根据一大群进行操作。该数据库可以包括多个物体记录。当端部执行器释放物体时，物体基准可以被记录在物体记录1644中或者被传输。当端部执行器释放物体时机器人从属臂的登记部位可以提供物体部位或结束部位。在数据库中，结束部位可以取代为物体存储的前述部位。中心资料库可以包括中心资料库收发器1672，该中心资料库收发器可以与平台收发器1570和/或连接到用户接口1690的用户接口收发器1692通信。平台收发器可以传输物体基准和物体部位到中心资料库。 [0330] 该平台可以包括用来记录被扫描的物体基准和物体部位的数据存储记录装置1574。数据存储记录装置可以周期性地传输用于多个物体的被扫描的物体基准和物体部位。数据存储记录装置可以是存储器，该存储器存储在平台上并且周期性地从平台物理地移除并且通过资料库端口或接口或无线连接输出到中心资料库。 [0331] 在另一例子中，相机1580可以联接到平台1510或机器人臂1520。当用户使用用户接口远程地操作平台时，相机可以用于引导平台。相机可以用于观察物体和/或环境。该相机可以是静物相机或动态视频相机。该相机可以捕捉物体图像。物体图像可以被数字地处理以确定物体尺寸。物体尺寸可以是高度、宽度、长度或直径。物体图像可以被联接到平台的处理器处理，或者在中心资料库使用的处理器处被处理。物体图像可以被存储在物体记录中或者与物体基准一起被存储。可以从中心资料库检索物体图像并且向用户显示物体图像。 [0332] 在一个例子中，称重天平1582可以联接到机器人臂1520或集成在机器人从属臂中。称重天平可以用于称重该物体。物体重量可以与物体基准一起被传输并且可以被存储在物体记录1644中。 [0333] 数据库中的物体记录1644可以包括物体特性1646。物体特性可以包括物体部位、物体重量、物体尺寸或与该物体关联的其它信息。物体特性可以由连接到平台1510的信息收集装置确定，该信息收集装置诸如定位装置1560、相机1580、扫描装置1550和/或称重天平1582。物体特性可以是与前面获取或输入的物件标签或物体基准相关的信息。 [0334] 在另一例子中，可以使用库存系统和具有机器人装置的平台定位和获取物体。可以通过用户接口提供物体基准或物体描述。物体描述可以提供在数据库中可以查找的物体的特性或品质。用户接口可以联接到平台并且直接有线连接到平台，或者用户接口可以通过无线通信与中心资料库和平台通信。用户接口可以传输物体基准到中心资料库。可以通过物体基准查询中心资料库。中心资料库中的数据库可以检索或返回具有物体部位的物体记录或物体部位，其中物体记录与物体基准关联。物体部位可以从中心资料库传输到用户接口或平台。用户可以通过用户接口移动平台到物体部位。平台可以通过联接到平台的机器人臂在该部位获得物体。在另一例子中，平台可以自动地行驶过具有其它物体的区域以到达被查询物体的部位。平台可以使用接近传感器来避免撞上其它物体。 [0335] 平台或用户接口1690可以使用映射装置1694来映射被查询的物体和指定区域中的其它物体。映射装置可以联接或集成到用户接口中。映射装置可以是映射应用程序，该映射应用程序通过处理器和显示装置在用户计算机系统上操作。该平台可以使用映射装置产生的地图避开其它物体。在另一例子中，可以向用户显示该地图。映射装置可以定位平台或机器人从属臂的当前位置和被查询的物体部位。在平台接近或离开被查询的物体时，映射装置可以更新该部位。基于平台和被查询的物体之间的距离或用户的输入，映射装置可以具有各种等级的细节。映射装置可以提供从平台位置到被查询的物体位置的路线。该路线可以使用存储在中心资料库中的其它物体的尺寸和位置来产生地图并且提供绕过其它物体到被查询的物体的高效的路线。 [0336] 在另一例子中，物体基准或物体特性可以显示在映射装置上的地图上以便用户观察。用户可以从地图选择物体基准以检索或获取。选定的物体可以在显示装置上被突显。用户可以使用地图来驱动平台到物体部位。 [0337] 在另一例子中，平台可以扫描物体而不升降或获取该物体。当扫描物体而不升降或移动物体时，当扫描物体时机器人臂的部位可以提供物体部位，该物体部位可以存储在中心资料库中。扫描物体而不移动物体可以在平台移动穿过一区域时允许前面未清点的区域被清点，只要扫描装置可以读取平台所经过的物体的物件标签。 [0338] 另一例子提供使用机器人臂来清点物体的方法1700，如图26中的流程图中所示。该方法包括通过联接到平台的机器人臂在开始部位获取物体的操作，如方框1710中。此后是当获取物体时通过联接端部执行器（该端部执行器连接到机器人臂的端部）的扫描器扫描物体的操作，如方框1720中。该方法的下一个操作可以是通过平台将物体移动到结束位置，如方框1730中。该方法还包括在结束部位释放物体，如方框1740中。该方法的下一个操作可以是将利用结束部位代表物体的物体基准记录在记录装置中，如方框1750中。 [0339] 公开的该系统和方法可以提供与物体的部位的记录一起的库存物体的自动记录，该库存物体不必具有固定的部位或隔室。例如，该库存系统可以用于造船厂，在该造船厂中，材料、钢板和其它物体可以覆盖许多英亩。用于移动重的物体的相同装置可以通过运输物体的过程扫描和记录与物体关联的数据。 [0340] 遥控操作的机器人装置还可以包括与平台关联的各种升降装置。在一个示例性实施例中，如图27A中所示，升降装置1800可以联接到平台1810。升降装置可以以类似于叉车的方式被构造。平台可以是可动的并且使用轨道1812或轮被运输。其它装置和设备可以由平台联接或支撑。例如，如这里讨论的，机器人臂1880可以联接到平台。升降装置可以被构造用来结合机器人臂工作以超过或者比这些的任一个可以单独执行的工作更高效地执行另外的升降功能。升降装置可以构造成具有或没有下面讨论的升降柱。升降装置可以具有不引人注目的外形并且布置在平台的前方或后方（未示出）。 [0341] 升降装置可以包括：支架1910；臂1920（例如，固定臂），该臂具有枢转点1926，该枢转点促进支架的旋转；致动器1950，该致动器用来绕枢转点旋转支架；和联接到支架的升降滑架（在图28A和28B中被示出为附图标记1944）。在某些方面中，臂1920不需要是固定的并且可以是相对于平台可动。例如，臂1920可以从平台延伸/缩回。在另一例子中，臂1920可以相对于平台升高/降低。臂的端部1928可以联接到平台1810。臂到平台的刚性支撑或联接可以由焊接、螺栓、销、铆钉等等提供。致动器1950的端部1956可以联接到平台1810。在一个方面中，致动器到平台的联接点可以是销连接，当致动器活塞从一个位置移动到另一位置时，该销连接允许致动器旋转。 [0342] 致动器1950可以包括外壳和活塞，其中活塞在外壳内移动。致动器可以通过电、液压流体压力或气动压力进行操作。致动器可以将电能转化为运动。控制信号可以用于致动该致动器。致动器可以将支架从降低的位置（如图27A中所示）旋转到升高的位置（如图27B中所示）。 [0343] 臂或支架1920可以在端部1922上包括静止的钝齿或齿1924，其中静止的钝齿可以旋转齿轮1930，如图28A所示。臂的端部1928可以联接到平台1810。支架1910可以通过枢轴1926以可旋转的方式连接到臂1920的端部1922。枢转点1926可以是固定臂销、螺栓、轮轴等等。枢转点1926可以包括轴承以减小枢转点中的摩擦。轴承可以用于其它旋转接头。螺栓可以被螺母和/或垫圈约束。用于将齿轮联接到支架或其它构件的固定臂销和其它销可以包括横向约束，因此该销不滑出旋转点。例如，横向约束可以是开口销。 [0344] 支架1910可以由金属或另一刚性材料形成。齿轮和部件可以由钢和其它类似金属构造。支架可以具有多边形的形状。在一个方面中，支架可以具有基本上三角形的形状。臂1920可以通过固定臂销联接到支架的第一点1926，升降齿轮1940可以通过升降齿轮销联接到支架的第二点1942，并且致动器1950可以联接到支架的第三点1954。致动器活塞 1952可以通过销、螺栓或轮轴1954联接到支架。升降齿轮1940可以联接到支架1910和升降滑架1944。在支架绕枢转点1926旋转时，升降滑架可以在高度上升高和降低。中心齿轮1930可以通过中心齿轮销1932联接到支架。因此，中心齿轮1930可以将臂1920上的钝齿1924联接到升降齿轮1940。 [0345] 在一个方面中，可以计算臂1920的钝齿1924、中心齿轮1930和升降齿轮1940之间的齿轮比，使得联接到升降齿轮的升降滑架可以旋转而相对于地面维持一定取向。齿轮比可以是啮合的两个齿轮或通过共同的滚子链连接的两个链轮上的齿数之间的关系。在另一例子中，可以使用链而不是中心齿轮。 [0346] 在使用中，当致动该致动器时，致动器活塞引起支架1910绕枢轴1926旋转。当致动致动器1950以升高升降机时，支架1910绕枢轴1926的旋转引起升降滑架旋转离开地面。而且，在支架1910旋转时，中心齿轮1930与臂1920上的钝齿1924接合，引起中心齿轮1930逆时针旋转，如图28B中所示。中心齿轮1930也接合升降齿轮1940，由于中心齿轮1930的逆时针旋转，这引起升降齿轮1940的顺时针旋转。因为齿轮通过支架1910彼此刚性联接，在支架绕枢轴1926旋转时，齿轮的这个动作引起升降滑架1944相对于地面维持一定取向。升降装置沿相反方向类似地操作以降低升降机。 [0347] 在一个方面中，升降臂1960可以联接到升降滑架1944。升降臂可以包括载荷靠背1964（图27A）和水平臂1962（图27A）。水平臂（或水平构件）可以用于升降载荷，并且竖直构件可以提供载荷止动件。水平臂可以与载荷靠背成一体并且从水平构件（水平臂）过渡到竖直构件（载荷靠背）。水平臂和竖直构件之间的过渡件或接头可以是成角度的或者被加强以保持该过渡件或接头刚性。 [0348] 升降臂1960可以具有带键的凹槽1966，该带键的凹槽可以与升降滑架中的带键的凹口1944配合。带键的凹槽或带键的钩可以联接到竖直构件或载荷靠背1964并且用于将升降臂安装到升降滑架。带键的凹口和对应的带键的凹槽可以允许升降臂在升降滑架上的一些横向运动并且限制升降滑架的前后轴线上的运动。当升降齿轮旋转时，带键的升降滑架和/或带键的臂可以相对于平台在其上的表面维持水平位置。带键的臂可以被容易地移除并且可以滑过升降滑架，这可以提供与载荷（诸如，货盘或板条箱）的横向对齐。带键的臂可以利用重力或摩擦配合。升降滑架和/或带键的臂可以在配合表面的一些部分上包括凹槽2044，一旦带键的臂在横向位置（图29中示出）中被调节，该凹槽就用来减小带键的臂的横向运动。该臂可以在该臂的延伸的端部上部分地升降以使该臂在升降滑架上横向滑动以调节该位置。该臂可以降低以使带键的升降滑架的凹槽与带键的臂的凹槽接合。 [0349] 在另一例子中，升降齿轮、升降滑架或升降齿轮和升降滑架之间的联接件可以包括旋转致动器以便放平升降滑架。旋转升降齿轮可以相对于升降齿轮旋转升降滑架。当平台处于不平坦的地形、斜坡或斜面上时，旋转致动器可以提供升降滑架角度的微小调节，其中升降滑架中的水平齿轮连接位置可以在升降臂中产生斜面或斜坡。 [0350] 致动器、固定臂、枢转点、升降齿轮和中心齿轮可以被设置用于图29中示出的右支架2010和左支架2012。升降滑架2044可以连接在右升降齿轮和左升降齿轮之间。多个带键的臂1960和2062可以安装在带键的升降滑架上。 [0351] 在另一例子中，折叠升降装置可以联接到如图30A中所示的平台2110，该平台类似于图27-29的平台，并且也可以支撑如这里讨论的一个或更多个机器人臂。折叠升降装置可以允许滑架达到高的平台，例如卡车，火车和/或库房货价的平台。允许柱和滑架折叠可以允许升降装置当不使用时存放起来。折叠升降装置可以被折叠以允许安装在平台上的设备和装置（诸如机器人臂和起重机）的完全可动。 [0352] 折叠升降装置可以具有从平台2110延伸的臂2140和以可旋转的方式连接到平台的柱2120。平台和柱可以在柱枢转点2114处连接。该柱可以绕柱枢轴从几乎竖直位置旋转到平台上的折叠位置。滑架2130可以以可滑动的方式连接到该柱，其中该滑架可以沿该柱上下滑动。致动器2122可以联接到平台和柱并且用于使柱在竖直位置和折叠位置之间旋转。致动器可以通过平台销2124联接到平台并且通过柱销2126联接到柱，当柱旋转时该柱销允许致动器的构件移动或旋转。在该柱在竖直或几乎竖直的位置中的情况下，滑架可以升高（如图30B中所示）或降低（如图30A中所示）。 [0353] 滑架可以包括臂2140和载荷靠背2131。如图30A-30B中所示，当该柱处于竖直位置时该臂可以水平地延伸。该臂可以用于升降载荷。例如，载荷可以是板条箱、货盘或一件设备。载荷靠背可以提供柱和滑架之间的连接，并且当平台获取载荷并且推挤载荷时为载荷提供止动件。臂可以通过滑架枢轴销2134以可旋转的方式连接到载荷靠背。臂可以在如图30C中所示的与载荷靠背的垂直位置（打开位置）和如图30D中所示的与载荷靠背的平行位置（折叠位置）之间旋转90度。 [0354] 臂止动件2132可以与载荷靠背2131成一体或联接到载荷靠背2131。当臂处于打开固定位置（与载荷靠背垂直）时，臂止动件可以为臂2140提供止动件。臂止动件可以为臂和该臂承载的载荷提供支撑。在另一例子中，滑架枢转点可以是旋转致动器，该旋转致动器用来从载荷靠背延伸该臂（与载荷靠背垂直），且/或用来将该臂折叠在载荷靠背上（该载荷靠背平行）。 [0355] 柱2120和滑架2130可以向着平台2110折叠并且在一些情况中折叠到平台2110上，如图30C-30D中所示。该柱可以从竖直位置向着平台旋转至少20度。当柱折叠到平台上时，该柱可以被支撑在柱架（未示出）上，该柱架与平台成一体或联接到平台。当该柱打开到竖直位置时，柱止动件可以用于阻止该柱旋转超过指定位置，诸如该指定位置在离开竖直位置5度角度。柱止动件可以与平台或柱成一体，或者联接到平台或柱。升降链和其它部件可以联接到该柱和滑架以移动和升降该滑架。控制装置可以用于致动联接到该柱的致动器和联接到滑架的旋转致动器。 [0356] 升降装置可以联接到平台，机器人臂2220安装在该平台上，如图31A-31B中示出的例子中所示。轮2212可以联接到平台。在一个方面中，该柱可以是分叉的以便为机器人臂提供空隙，使得柱的竖直构件干涉机器人臂的运动的可能性被最小化。在另一方面，柱构件可以具有宽的分离，因此柱的竖直构件与机器人臂的运动的干涉被最小化。在又一方面中，该柱可以是可伸缩的，因此当滑架处于较低位置时该柱具有低的竖直高度（小的外形）。平台、升降装置和/或机器人臂可以由远程控制装置远程控制。当升降装置不使用时，折叠升降装置可以折叠到平台上。如本领域技术人员将清楚的，也可以使用其它升降装置构造。 [0357] 虽然前述例子说明这里讨论的原理和构思，但本领域技术人员将清楚，可以作出形式、使用和实施细节的许多修改而不运用创造性能力，并且不偏离那些原理和构思。因此，除了由下面阐明的权利要求限制外，不意图该原理和构思被限制。 |
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