(57)【要約】      （修正有）【課題】技術者にとって困難なタスクを実行するための自動化又は半自動化されたシステムを提供する。【解決手段】携帯用作業モジュールは、限られた空間内でタスクを実行するためにロボットエンドエフェクタを位置決めし配向するための直動関節及び回転関節の組み合わせを含む。例えば、携帯用作業モジュールは、伸縮アームに対して複数の自由度を有するリストと一体化された伸縮アームを含みうる。携帯用作業モジュールは、限られた空間のアクセスポートに対して固定されたインサートを含み、当該アクセスポートは、限られた空間内のロボットエンドエフェクタの位置を計算するための参照場所として機能する。携帯用作業モジュールは、限られた空間に挿入するための圧縮構成と、限られた空間内でタスクを実行するための延伸構成とを有するように構成される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
限られた空間（１７）内で１つ又は複数のタスクを実行するように構成された携帯用プログラマブルマシン（２６）であって、
伸縮アーム（５２）を備える直動関節（４７）と、
前記伸縮アーム（５２）を支持するように構成された基部（３４）であって、前記伸縮アーム（５２）の遠位端領域（３９）が前記基部（３４）によって支持されておらず、かつ前記限られた空間（１７）内で前記１つ又は複数のタスクを実行するためのツール（４９）を保持し操作するように構成された関節式リスト（７０）を有しており、前記伸縮アーム（５２）の前記遠位端領域（３９）が、前記基部（３４）に対して並進されるように構成され、前記リスト（７０）が、前記伸縮アーム（５２）に対して前記ツール（４９）を回転及び並進させるように構成された複数の関節（４５／４７）を備える、基部（３４）と、
前記伸縮アーム（５２）を回転させるように構成された回転関節（４５）と、
前記ツール（４９）の位置決め、及び前記限られた空間（１７）内の前記１つ又は複数のタスクの実行を容易にするように構成された視覚システム（４３）と
を備え、
前記携帯用プログラマブルマシン（２６）が、前記ツール（４９）を位置決めし、かつ前記基部（３４）に対して前記伸縮アーム（５２）及び前記リスト（７０）を選択的に移動させることを介して、自律的に及び半自律的にのうちの少なくとも一方で前記タスクを実行するように構成され、
前記基部（３４）が、電源（４２）、並びに数値データを処理し、かつ前記伸縮アーム（５２）及び前記リスト（７０）と通信し、前記伸縮アーム（５２）及び前記リスト（７０）の移動を制御するように構成されたプログラマブルコンピュータ（４４）を含む、携帯用プログラマブルマシン。
【請求項２】
前記回転関節（４５）が第５の回転関節（４５ｅ）を備え、前記リスト（７０）の前記複数の関節（４５／４７）が、
前記伸縮アーム（５２）に対して前記ツール（４９）の偏揺れを調整するように構成された第１の回転関節（４５ａ）と、
前記伸縮アーム（５２）に対して前記ツール（４９）の縦揺れを調整するように構成された第２の回転関節（４５ｂ）と、
前記伸縮アーム（５２）に対して前記ツール（４９）の横揺れを調整するように構成された第３の回転関節（４５ｃ）と、
前記伸縮アーム（５２）に対して前記ツール（４９）を並進させるように構成された第１の直動関節（４７ａ）と
を備え、前記携帯用プログラマブルマシン（２６）が、前記リスト（７０）に対して前記ツール（４９）を回転させるように構成された第４の回転関節（４５ｄ）を備える、請求項１に記載の携帯用プログラマブルマシン（２６）。
【請求項３】
前記直動関節（４７）、前記回転関節（４５）、及び前記リスト（７０）の前記複数の関節（４５／４７）の組み合わせが、前記限られた空間（１７）内の前記ツール（４９）の関節接合及び移動に対して少なくとも６つの自由度を提供するように構成される、請求項１又は２に記載の携帯用プログラマブルマシン（２６）。
【請求項４】
前記伸縮アーム（５２）が近位端領域（３７）から前記遠位端領域（３９）まで延び、前記近位端領域（３７）が前記基部（３４）によって支持され、前記遠位端領域（３９）が前記ツール（４９）を受け取り、関節接合し、支持するように構成され、前記伸縮アーム（５２）が、第１の長さを有する圧縮構成と第２の長さを有する延伸構成との間で延びるように構成され、前記第２の長さが前記第１の長さを上回り、前記圧縮構成において、前記伸縮アーム（５２）が、縮小された設置面積を有し、かつ少なくとも部分的にアクセスポート（１２）を通って前記限られた空間（１７）に挿入されるように構成され、前記延伸構成において、前記伸縮アーム（５２）が、前記ツール（４９）を位置決めし、前記アクセスポート（１２）から間隔を空けて、前記ツール（４９）を用いて前記限られた空間（１７）内のある場所で前記１つ又は複数のタスクを実行するように構成される、請求項１から３のいずれか一項に記載の携帯用プログラマブルマシン（２６）。
【請求項５】
前記ツール（４９）が前記限られた空間（１７）内で前記１つ又は複数のタスクを実行する間、アクセスポート（１２）に対して選択的に固定されるように構成されるインサート（５４）を更に備え、前記インサート（５４）が、前記アクセスポート（１２）に対して固定される間、前記アクセスポート（１２）に対して実質的に静止した状態を維持するように構成され、前記伸縮アーム（５２）が、前記直動関節（４７）及び前記回転関節（４５）を介して、前記インサート（５４）に対して回転及び並進されるように構成され、前記携帯用プログラマブルマシン（２６）が、前記限られた空間（１７）内の位置を決定するための参照場所として前記アクセスポート（１２）を利用するように構成される、請求項１から４のいずれか一項に記載の携帯用プログラマブルマシン（２６）。
【請求項６】
前記伸縮アーム（５２）に対してリスト（７０）の追加の延伸を提供するように構成されたエアシリンダ（２４０）を更に備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の携帯用プログラマブルマシン（２６）。      
【請求項７】
前記タスクを実行するごとにデブリ（２１２）の破片が発生し、ロボットエンドエフェクタ（４９）による前記タスクの各実行後に、前記ロボットエンドエフェクタ（４９）内に前記デブリ（２１２）の破片を保持するように構成されたデブリ保持構造（１０５）と、
前記タスクの各実行後に、前記デブリ保持構造（１０５）から前記デブリ（２１２）の破片を受け取るように構成されたデブリキャッチャ（２０２）と、
前記タスクの各実行後に、前記デブリ保持構造（１０５）から前記デブリキャッチャ（２０２）まで前記デブリ（２１２）の破片を選択的に移動するように構成された作動機構（１０３）と
を備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の携帯用プログラマブルマシン（２６）。
【請求項８】
限られた空間（１７）のアクセスポート（１２）に対してプログラマブル作業マシン（２６）のインサート（５４）を固定することと、
前記限られた空間（１７）内のロボットエンドエフェクタ（４９）の所望の位置を計算することであって、前記ロボットエンドエフェクタ（４９）が前記プログラマブル作業マシン（２６）に連結され、前記所望の位置を計算することが、前記限られた空間（１７）の前記アクセスポート（１２）によって画定された参照場所に基づく、ロボットエンドエフェクタ（４９）の所望の位置を計算することと、
前記インサート（５４）が前記アクセスポート（１２）に対して固定された状態である間、前記限られた空間（１７）内の前記所望の位置に前記ロボットエンドエフェクタ（４９）を移動させることと、
前記ロボットエンドエフェクタ（４９）を使用して、前記限られた空間（１７）内で１つ又は複数のタスクを実行することであって、複数のそれぞれの所望の位置において前記限られた空間（１７）内で所与のタスクを複数回実行することを含む、１つ又は複数のタスクを実行することと
を含む方法。
【請求項９】
前記限られた空間（１７）が、航空機翼（１０）の翼キャビティ（１４）である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記プログラマブル作業マシン（２６）の伸縮アーム（５２）を後退構成まで後退させることと、
前記インサート（５４）を少なくとも部分的に前記限られた空間（１７）の前記アクセスポート（１２）に挿入することと、
前記ロボットエンドエフェクタ（４９）を前記限られた空間（１７）内に位置決めするために、前記プログラマブル作業マシン（２６）の前記インサート（５４）から離れるように前記伸縮アーム（５２）の遠位端領域（３９）を延ばすことと、
前記プログラマブル作業マシン（２６）の前記インサート（５４）に対して前記伸縮アーム（５２）を回転させることと、
前記ロボットエンドエフェクタ（４９）の前記伸縮アーム（５２）を前記後退構成まで再び後退させることと、
前記インサート（５４）を前記アクセスポート（１２）から取り外し、それにより前記ロボットエンドエフェクタ（４９）を前記限られた空間（１７）から取り外すことと
を更に含む、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記１つ又は複数のタスクを実行することが、
第１のファスナ（１９５）を前記限られた空間（１７）内に設置することと、
前記第１のファスナ（１９５）の設置後に、デブリ（２１２）の破片を前記ロボットエンドエフェクタ（４９）のデブリ保持構造（１０５）内に保持することであって、前記第１のファスナ（１９５）の設置中に、前記デブリ（２１２）の破片が前記第１のファスナ（１９５）から外れる、デブリ（２１２）の破片を前記ロボットエンドエフェクタ（４９）のデブリ保持構造（１０５）内に保持することと、
前記デブリ（２１２）の破片を前記デブリ保持構造（１０５）から除去し、前記デブリ（２１２）の破片を前記ロボットエンドエフェクタ（４９）のデブリキャッチャ（２０２）内に捕捉することと、
前記第１のファスナ（１９５）の設置後に、後続のファスナ（１９５’）を前記デブリ保持構造（１０５）に搬入することであって、前記デブリ（２１２）の破片を前記デブリ保持構造（１０５）から除去することが、前記後続のファスナ（１９５’）を搬入することと実質的に同時に実行される、後続のファスナ（１９５’）を前記デブリ保持構造（１０５）に搬入することと
を含む、請求項８から１０のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、限られた空間内部でタスクを実行するための携帯用プログラマブルマシンに関する。本開示は更に、そのような携帯用作業モジュールを含むロボットエンドエフェクタ及びシステム、並びに限られた空間内でタスクを実行する関連方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代の航空機の製造は一般により効率的かつ費用効果的になってきたが、製造プロセスに課題がある航空機構造の部分がある。これらの１つは、技術者が航空機翼の内装に物理的な作業を完成させることを含む。後者は、一般に、翼パネル及び／又は翼の内装部分内のパネルへのファスナを介したスパー及びリブの固定を完成させることに関連している。カラーのスエージ加工及びナットのボルトへの締め付けに必要なそのようなアクセスはまた、翼パネル内装からの切削油の洗浄、及び航空機翼の内装部分への密封剤の塗布を含みうる。この作業は、技術者が限られた空間を登ってその中で操縦しなければならないことを含み、困難及び／又は不快なことがある。
【０００３】
例えば、図１は、航空機翼１０の内装空間に部分的に配置された技術者を示す。図１では、その内装部分の最終処理中に垂直に配向された航空機翼１０の下部パネル１４６が図示される。下部パネル１４６は、複数のアクセスポート１２を有し、その各々が以下に更に説明される周囲リップ１３を組み込んでいる。組み立てジグ（図示せず）の垂直支持体１４は、図示のように航空機翼１０を垂直に保持するように構成される。最終処理中に、技術者は、説明する様々な仕上げ工程のために翼の内装（図１には図示せず）にアクセスする。図１において、技術者の脚１６及び足１８は、アクセスポート１２から組み立てジグの通路２０の上方で、通路上に位置決めされた足置き台２２まで延び、他方で技術者の頭と胴体（いずれも図示せず）が翼１０の内装に配置されるよう図示される。そのような配置は、技術者にとって困難なこともあり、そのようなタスクを実行するための自動化又は半自動化されたシステムを開発することが課題である。既存のロボット解決策は、位置決めが困難であり、位置を合わせることで、結果として、限られた空間内に異物のデブリが生成され、ある空間内で作業するには設置面積が大きすぎ、及び／又はいくつかの用途に有用であるには動きの範囲が不十分となることがある。
【発明の概要】
【０００４】
本開示による携帯用プログラマブルマシン及び携帯用作業モジュール（関連するロボットエンドエフェクタを伴う）は、限られた空間内で１つ又は複数のタスクを実行するように構成される。ロボットエンドエフェクタを含むプログラマブル作業マシン及びそれを含むシステムが開示される。例えば、開示される携帯用プログラマブルマシンは、第１の直動関節（例えば、カウンタバランス式伸縮アーム）、伸縮アームを指示するように構成された基部（及び／又は伸縮アームを支持する構造アーム、又はアーム）、伸縮アームを回転させるように構成された第１の回転関節、並びにツール（例えば、ロボットエンドエフェクタ）の位置決め及び限られた空間内での１つ又は複数のタスクの実行を容易にするように構成された視覚システムを含みうる。伸縮アームの遠位端領域は、基部によって支持されておらず、かつツールを保持し操作するように構成された関節式リストを含み、伸縮アームは、基部に対して並進されるように構成されうる。リストは、伸縮アームに対してツールを回転及び並進させるように構成された複数の関節を含みうる。携帯用プログラマブルマシンは、ツールを位置決めし、かつ基部に対して伸縮アーム及びリストを選択的に移動させることを介して、自律的に及び／又は半自律的にタスクを実行するように構成されうる。基部は、電源、並びに数値データを処理し、かつ伸縮アーム及びリストと通信し、伸縮アーム及びリストの移動を制御するように構成されたプログラマブルコンピュータを含みうる。
【０００５】
ロボットエンドエフェクタは、任意の適したロボットエンドエフェクタでありうるが、いくつかの例では、限られた空間内でタスクを実行するように構成されたロボットエンドエフェクタであって、タスクを実行するごとにデブリの破片が発生するロボットエンドエフェクタでありうる。ロボットエンドエフェクタは、ロボットエンドエフェクタによるタスクの各実行後に、ロボットエンドエフェクタ内にデブリの破片を保持するように構成されたデブリ保持構造と、タスクの各実行後に、デブリ保持構造からデブリの破片を受け取るように構成されたデブリキャッチャと、タスクの各実行後に、デブリ保持構造からデブリキャッチャまでデブリの破片を選択的に移動するように構成された作動機構とを含みうる。
【０００６】
限られた空間内で１つ又は複数のタスクを実行する開示された方法は、本開示による携帯用作業モジュール及び／又はロボットエンドエフェクタを提供することと、限られた空間のアクセスポートに対して携帯用作業モジュールのインサートを固定することと、限られた空間のアクセスポートによって画定された参照場所に基づいて、限られた空間に対するロボットエンドエフェクタの所望の位置を計算することと、限られた空間内の所望の位置にエンドエフェクタを移動させることと、エンドエフェクタを使用して、限られた空間内で１つ又は複数のタスクを実行することとを含みうる。開示された方法は、複数のそれぞれの所望の位置で、所与の限られた空間内で所与のタスクを複数回実行すること、及び／又は限られた空間内で複数の異なるタスクを実行することを含みうる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】組み立てジグ上に垂直に支持された、先行技術の航空機翼の部分斜視図であり、翼のアクセスポートから延びる技術者の脚及び足が描かれる。
【図２】本開示によるシステムの非限定的な例の概略図である。
【図３】本開示によるプログラマブル作業マシンの非限定的な例の概略斜視図であり、プログラマブル作業マシンの裏側から見た後退構成の図である。
【図４】プログラマブル作業マシンの前面から見た、図３のプログラマブル作業マシンの概略斜視図である。
【図５】異なる位置にある、図３及び図４のプログラマブル作業マシンの概略斜視図である。
【図６】延伸構成における、図３から図５のプログラマブル作業マシンの携帯用作業モジュールの一例の概略斜視図である。
【図７】本開示によるプログラマブル作業マシン用のツールの一例の概略図であり、ツールは携帯用作業モジュールの一部に取り付けられて示されている。
【図８】本開示によるプログラマブル作業マシン用のツールの別の例の概略図であり、ツールは携帯用作業モジュールの一部に取り付けられて示されている。
【図９】本開示によるプログラマブル作業マシン用のツールの別の例の概略図であり、ツールは携帯用作業モジュールの一部に取り付けられて示されている。
【図１０】本開示によるプログラマブル作業マシン用のツールの別の例の概略図であり、ツールは携帯用作業モジュールの一部に取り付けられて示されている。
【図１１】本開示によるプログラマブル作業マシンの携帯用作業モジュールが、翼のアクセスポートの周囲リップ内で支持されており、携帯用作業モジュールが延伸構成にある、後桁と前桁との間の内装翼キャビティを示す、水平に配向された航空機翼の断面図である。
【図１２】図１１の航空機翼及び後退構成にある携帯用作業モジュールである。
【図１３】本開示による携帯用作業モジュールの別の例の斜視図である。
【図１４】本開示による携帯用作業モジュールの側面図である。
【図１５】後退構成にある、本開示による携帯用作業モジュールの側面図である。
【図１６】延伸構成にある、図１５の携帯用作業モジュールの側面図である。
【図１７】携帯用作業モジュールのロボットエンドエフェクタの特定の移動方向を示す、図１５及び図１６の携帯用作業モジュールの斜視図である。
【図１８】エンドエフェクタの再装填位置を示す、図１５から図１７の携帯用作業モジュールのエンドエフェクタの一部の拡大側面図である。
【図１９】図１５から図１８の携帯用作業モジュールのエンドエフェクタの一部の拡大側面図であり、デブリの破片を受け取るための位置に移動されたエンドエフェクタの捕捉機構の移動を示している。
【図２０】新しいナットの配置を示す、図１５から図１９の携帯用作業モジュールのエンドエフェクタの一部の拡大側面図である。
【図２１】限られた作業空間内での視覚システムの動作を表す、図１５から図２０の携帯用作業モジュールの一部の斜視図である。
【図２２】限られた空間内に新しいナットを配置するためにエンドエフェクタが配置された、図１５から図２１の携帯用作業モジュールの一部の斜視図である。
【図２３】インサートが内に限られた空間のアクセスポート内に配置された、後退構成にあり限られた空間内に位置決めされた本開示による携帯用作業モジュールの上面図である。
【図２４】インサートがアクセスポートに対して固定され、携帯用作業モジュールが延伸構成にあり、携帯用作業モジュールのロボットエンドエフェクタが限られた空間内でタスクを実行している、図２３の携帯用作業モジュールの上面図である。
【図２５】後退構成にある、本開示による携帯用作業モジュールの別の例の斜視図である。
【図２６】部分的延伸構成にある、図２５の携帯用作業モジュールの斜視図である。
【図２７】完全な延伸構成にある、図２５及び図２６の携帯用作業モジュールの斜視図である。
【図２８】本開示による限られた空間内でタスクを実行する方法の概略フローチャート図である。
【図２９】本開示による携帯用作業モジュールを介して、限られた空間内にナットを固定する方法の概略フローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
航空機翼（例えば、図１に示される航空機翼１０）内などの内装空間又は限られた空間内で作業にアクセスし、その作業を実行することに関する人間工学的及び／又は他の問題に対処するために、本開示のプログラマブル作業マシン２６（本明細書では「プログラマブルロボット」又は単に「ロボット」とも呼ばれる）が、図２に概略的に示される。本明細書で使用されるように、「限られた空間（ｃｏｎｆｉｎｅｄ  ｓｐａｃｅ）」は、制限された進入及び退出を伴う空間である。限られた空間には、時に技術者が進入することがあるかもしれないが、人の占有を意図していない。更に、多くの例では、技術者は、所望のタスクを実行している間、限られた空間内で自分の体を完全に直立させること、又はそうでなければ完全に位置付けることができない。例えば、図２を参照すると、１つ又は複数の壁、パネル、又は他の構造体１１が、少なくとも部分的に限られた空間１７を囲み、それによって図２に示すように、遮られない限られた空間１７へのアクセスが妨げられる。１つ又は複数の構造体１１を貫通して形成された１つ又は複数のアクセスポート１２は、限られた空間１７への部分的なアクセスを提供する。本明細書に記載の例は航空機製造産業における限られた空間に関するものであるが、本開示の範囲は、それに限定されない。例えば、本開示のプログラマブル作業マシン３０は、海事産業若しくは原子炉産業、又は他の任意の分野に見られる限られた空間といった、任意の限られた空間において、１つ又は複数のタスクを実行するために使用されうる。一般的に、図面では、所与の例に含まれる可能性が高い要素は実線で示されているが、所与の例でオプションである要素は破線で示される。しかし、実線で示される要素が本開示のすべての例に必須というわけではなく、本開示の範囲を逸脱しなければ、実線で示される要素が特定の例から省略されることもある。
【０００９】
本開示によるシステム２４は、一般に、それに連結された携帯用作業モジュール２８を有するプログラマブル作業マシン２６を含む。ロボットエンドエフェクタ４９（本明細書ではツール４９、又はエンドエフェクタ４９とも呼ばれる）を限られた空間１７内に位置決めするために、伸縮アーム５２などの直動関節４７の伸縮などによって、携帯用作業モジュール２８が、プログラマブル作業マシン２６に対して移動するように構成される。いくつかの例では、携帯用作業モジュール２８は、限られた空間１７内で、携帯用作業モジュール２８に関連するロボットエンドエフェクタ４９の複数の自由度を促進するために、１つ又は複数の回転関節４５と１つ又は複数の直動（例えば、線形）関節４７（伸縮アーム５２はその一例である）とを含む。携帯用作業モジュール２８は、フィードバックを提供し、及び／又は限られた空間１７内の特定のターゲットサイトに対する携帯用作業モジュール２８及び／又はロボットエンドエフェクタ４９の適切な位置決めを保証するように構成された視覚システム４３を含みうる。視覚システム４３は、手動操作、半自律的、又は自律的でありうる。いくつかの例では、視覚システム４３は、経路又は軌道、計画及び／又は検査を実行するように構成されうる。
【００１０】
プログラマブル作業マシン２６は、可動基部３４を含み、及び／又はプログラマブル作業マシン２６が限られた空間１７に対して移動可能であるように可動基部３４上に位置決めされうる。可動基部３４は、一般に、携帯用作業モジュール２８を支持するように構成される。例えば、可動基部３４は、伸縮アーム５２の近位端領域３７に動作可能に連結されることなどによって、携帯用作業モジュール２８の伸縮アーム５２（カウンタバランス式でもよく、又は本明細書においてカウンタバランス式伸縮アームと呼んでもよい）を支持するように構成されうる。伸縮アーム５２が可動基部３４に直接連結されていなくても、可動基部３４は、伸縮アーム５２を「支持する」と言える。例えば、図３に関連して説明されるように、伸縮アーム５２が可動基部３４に関連する固定式又は可動式アーム支持体３２によって直接支持される場合、可動基部３４は、伸縮アーム５２を「支持する」と言える。
【００１１】
近位端領域３７と反対側の伸縮アームの遠位端領域３９は、基部３４によって支持されていなくてもよく、それによって自由に関節接合し、基部３４に対して移動する。したがって、基部３４に対して伸縮アーム５２が延びると、基部３４に対して伸縮アーム５２の遠位端領域３９を並進させることによって、基部３４に対してエンドエフェクタ４９が並進しうる。いくつかの例では、１つ又は複数の回転関節４５のうちの少なくとも１つは、基部３４に対して伸縮アーム５２（例えば、伸縮アーム５２の遠位端領域３９）を回転させるように構成されうる。システム２４のいくつかの例は、エンドエフェクタ４９を伸縮アーム５２及び／又は基部３４に対して移動及び位置決めするように構成された回転関節４５及び／又は直動関節４７の組み合わせを含むリスト７０を含む。例えば、リスト７０は、伸縮アーム５２に対してエンドエフェクタ４９の偏揺れ、縦揺れ、及び／又は横揺れをそれぞれ調整するように構成された１つ又は複数の回転関節４５を含みうる。追加的に又は代替的に、リスト７０は、伸縮アーム５２に対してエンドエフェクタ４９を並進させるように構成された１つ又は複数の直動関節４７を含みうる。いくつかの例では、追加の回転関節４５が、リスト７０に対してエンドエフェクタ４９を回転させるように構成されてもよい。したがって、携帯用プログラマブルマシン２６は、いくつかの例では、限られた空間内でエンドエフェクタ４９を関節接合（例えば、移動、位置決め、及び配向）するための６つ以上の自由度を提供しうる。いくつかの例では、携帯用プログラマブルマシン２６は、少なくとも８つの異なる直動及び／又は回転関節４７、４５を含み、各関節４７、４５がエンドエフェクタ４９に１つの自由度を提供する。いくつかの例では、１つ又は複数の異なる関節４５、４７は、１つ又は複数の他の異なる関節４７、４５と重複してもよい（例えば、エンドエフェクタ４９に同じ自由度を提供する）。携帯用プログラマブルマシン２６のいくつかの例は、エンドエフェクタ４９を限られた空間内に位置決めしながら、エンドエフェクタ４９の特定の配向を維持するように構成されうる。
【００１２】
使用中、プログラマブル作業マシン２６は、限られた空間１７に対して（例えば、限られた空間１７にアクセスすることが望まれるそれぞれのアクセスポート１２に対して）所望のように位置決めされうる。プログラマブル作業マシン２６は、携帯用作業モジュール２８のエンドエフェクタ４９を介して作業又は動作を限られた空間１７内で実行できるように、携帯用作業モジュール２８を少なくとも部分的に限られた空間１７内に移動させるよう構成される。例えば、エンドエフェクタ４９は、携帯用作業モジュール２８に固定され、限られた空間１７内でタスクを実行するために使用される１つ又は複数の付属品又は他のツールを含みうる。プログラマブル作業マシン２６、携帯用作業モジュール２８、及び／又はエンドエフェクタ４９のそのような動作は、自律的、半自律的、及び／又は手動操作でありうる。
【００１３】
いくつかのシステム２４では、携帯用作業モジュール２８は、それぞれのアクセスポート１２と係合し、それぞれのアクセスポート１２に対して携帯用作業モジュール２８を選択的に位置決めするように構成されたインサート５４（カラー５４とも呼ばれうる）を含む。例えば、インサート５４は、アクセスポート１２内に位置決めされ、次いでアクセスポート１２に対して定位置に選択的かつ取り外し可能に固定されるような形状及びサイズのプレート又は他の構造でありうる。いくつかの例では、インサート５４は、インサート５４の周囲又は外周の少なくとも一部の周りにリップ又はフランジを含む。インサート５４は、プログラマブル作業マシン２６（例えば、携帯用作業モジュール２８のエンドエフェクタ４９）が限られた空間１７内で１つ又は複数のタスクを実行する間、アクセスポート１２内に（例えば、アクセスポート１２に対して実質的に静止して）固定されるように構成されうる。例えば、インサート５４は、アクセスポート１２に対するインサート５４の移動を選択的に実質的に防止する（例えば、当該係合特徴部５７がアクセスポート１２及び／又は構造体１１と係合するとき、アクセスポート１２に対するインサート５４の回転及び／又は軸方向の並進移動を実質的に防止する）ように構成される、ロック及び／又は止め具といった、１つ又は複数の係合特徴部５７を含みうる。インサート５４は、１つ又は複数のタスクが完了したときにアクセスポート１２から取り外されるように更に構成されうる。限られた空間１７に対して既知の位置を有することにより、本開示のプログラマブル作業マシン２６は、従来技術のシステムよりも正確に限られた空間１７内でタスクを実行するように構成されうる。例えば、アクセスポート１２は、参照場所として機能し、限られた空間１７内のタスク位置が、アクセスポート１２の参照場所に対して（したがって、携帯用作業モジュール２８のインサート５４がアクセスポート１２に対して固定されときは、携帯用作業モジュール２８の位置に対してもまた）画定されうる。したがって、システム２４は、プログラマブル作業マシンが静止しなくても（例えば、床又は他の表面に対する定位置にボルトで固定されなくても）、限られた空間１７に対してプログラマブル作業マシン２６及び携帯用作業モジュール２８の既知の位置を提供するように構成されうる。いくつかの例では、システム２４は、インサート５４がアクセスポート１２に対して固定されているかどうかを検出するように構成される。
【００１４】
携帯用作業モジュール２８は、限られた空間１７内で単一のタスクを１回以上実行するように構成されてもよく、又は限られた空間１７内で複数の異なるタスクを１回以上実行するように構成されてもよい。携帯用作業モジュール２８及び関連するエンドエフェクタ４９は、スエージ加工、洗浄、密封剤、塗料又は他のコーティングの塗布、ナット若しくは他の構成要素の駆動、物体の移動及び／又は除去、把持、１つ又は複数のファスナ若しくは他の構成要素の取り付け、溶接、検出、監視、及び／又は視覚関連のタスクを含む、任意の所望のタスクを実行するように構成されうる。
【００１５】
携帯用作業モジュール２８は、プログラマブル作業マシン２６から選択的に取り外し可能であり、異なる携帯用作業モジュール２８と交換されるように、モジュール式及び／又は交換可能でありうる。例えば、異なる携帯用作業モジュール２８が、異なるそれぞれのタスク、異なるエンドエフェクタ４９での使用、及び／又は異なる限られた空間での使用のために、所与のプログラマブル作業マシン２６に固定されうる。いくつかの例では、システム２４は、例えば、第１の携帯用作業モジュール２８’が第１のタスクを実行するように（及び／又はアクセスポートの第１のサイズ／形状に係合するように）構成され、第２の携帯用作業モジュール２８’’が異なる第２のタスクを実行するように（及び／又はアクセスポートの第２のサイズ／形状に係合するように）構成されている、複数の携帯用作業モジュール２８を含みうる。いくつかの例では、異なる携帯用作業モジュール２８は、異なる形状及び／又はサイズを有するそれぞれのインサート５４を含んでもよく、したがって、それぞれの異なるアクセスポート１２に固定されるよう適合される。このようにして、所望のインサート５４を有するそれぞれの携帯用作業モジュール２８が、対応するそれぞれのアクセスポート１２を介して実行される所与のタスクに対して選択されうる。追加的又は代替的に、異なる携帯用作業モジュール２８は、異なる形状、サイズ、自由度、及び／又は可動範囲を有するそれぞれの伸縮アーム５２を含んでもよく、したがって異なる限られた空間に適合される。
【００１６】
追加的又は代替的に、エンドエフェクタ４９は、１つ又は複数の異なる携帯用作業モジュール２８に対して選択的に取り外し可能及び交換可能であるように、モジュール式及び／又は交換可能であってもよい。例えば、複数の異なるエンドエフェクタ４９のうちの１つ又は複数が、異なるそれぞれのタスクのために、及び／又は異なる限られた空間で使用するために、所与の携帯用作業モジュール２８に固定されてもよい。いくつかのシステム２４は、例えば、第１のエンドエフェクタ４９’が第１のタスクを実行するように構成され、第２のエンドエフェクタ４９’’が異なる第２のタスクを実行するように構成される、複数のエンドエフェクタ４９を含みうる。他の例では、１つ又は複数のエンドエフェクタ４９が、所与の携帯用作業モジュール２８と一体的に形成されてもよい。エンドエフェクタ４９は、スエージガン、洗浄ツール、密封剤ツール、ナット駆動ツール、ドリル、グリッパー、設置ツール、コーティング又は塗装ツール、溶接ツール、カメラ又は視覚ツール、センサ、材料除去ツール、及び／又は他の望ましいツール又は付属品を含みうる、任意の所望の種類のツール又は付属品を含みうる。いくつかのシステム２４は、複数のプログラマブル作業マシン２６（したがって、複数のそれぞれの携帯用作業モジュール２８がそれぞれの伸縮アーム５２を有する）を含んでもよく、複数のプログラマブル作業マシンのそれぞれの各プログラマブル作業マシン２６は、所与の限られた空間のそれぞれのアクセスポートに対して固定されるように構成され、よって、いくつかの例では、プログラマブル作業マシン２６は、所与の限られた空間内で同時にタスクを実行しうる。
【００１７】
図３は、通路２０上に位置し、技術者がアクセスポート１２を通して内装空間１５にアクセスしなければならない代わりに、翼パネル１４６（構造体１１の一例である）を通って形成されたアクセスポート１２を介して、翼１０の内装空間１５（限られた空間１７の一例である）にアクセスするように構成されたプログラマブル作業マシン３０（プログラマブル作業マシン２６の一例である）を含むシステム２４の一例を概略的に示す。したがって、図１に示すように翼１０の内装空間１５内で物理的に作業する必要がある代わりに、技術者又はオペレータは、以下で説明するように、さまざまな作業マシン機能を管理及び／又は監視するために、通路２０上又は翼１０から離れた場所などで翼１０の物理的外側に留まることができる。プログラマブル作業マシン３０は、限られた空間内で（例えば、翼１０の内装空間１５内で）１つ又は複数の異なるタスクを実行するように構成されうる携帯用作業モジュール５０（携帯用作業モジュール２８の一例である）を含む。
【００１８】
その操作を容易にするために、図３の作業マシン３０は、可動アーム支持体３２と、本体、すなわち基部３４とを含み、これらは、図３に示すようにカート式基部でありうる。例えば、基部３４は、通路２０に沿った作業マシン３０の携帯可能な動きに対応するために、ロック可能な車輪３８によって支持されたフレーム３６を含みうる。他の例では、作業マシン３０は、トレッド又はエアベアリングなどの他の機構又は他の種類の基部３４の種類を介して、移動可能又は携帯可能でありうる。図３の例では、固定アーム支持体４０は、可動アーム支持体３２を支持し、可動アーム支持体３２を基部３４に連結するように構成されているが、他の例では、可動アーム支持体３２は、基部３４に直接連結されてもよい。固定アーム支持体４０を有する例では、固定アーム支持体４０は、様々な構成で（例えば、図３に示されるように垂直に、又は基部３４に対して他の方向に配向されるよう）配置されてもよい。
【００１９】
可動アーム支持体３２は、携帯用作業モジュール５０を所与のアクセスポート１２に向かって移動させることによって、内装空間１５内への携帯用作業モジュール５０（伸縮アーム５２を有する）を支持し、その配置を容易にするように構成されうる。可動アーム支持体３２は、基部３４に対して複数の異なる垂直配置（例えば、基部３４より垂直方向に高い、基部３４に垂直方向に隣接する、及び／又は基部３４より垂直方向に低い）での携帯用作業モジュール５０の配置に適応するように構成されうる。例えば、図４は、基部３４に対して第１の垂直位置にある携帯用作業モジュール５０を示し、その一方で、図５は、基部３４に対して第２の垂直位置にある携帯用作業モジュール５０を示す（例えば、可動アーム支持体３２は、図４のその位置と比較して、携帯用作業モジュール５０を垂直に下げている）。追加的又は代替的に、可動アーム支持体３２は、基部３４から遠ざかるように又は基部３４に向かって及び／又は基部３４の一方若しくは他方に向かって移動させるなどして、携帯用作業モジュール５０を基部３４に対して横方向に移動させるように構成されてもよい。追加的又は代替的に、可動アーム支持体３２は、携帯用作業モジュール５０を基部３４に対して回転及び／又は旋回させるように構成されてもよい。このようにして、基部３４は、限られた空間に対してかつ限られた空間から距離を置いて複数の異なる位置に配置されてもよく、なおも携帯用作業モジュール５０を用いて限られた空間にアクセスするように構成されてもよい。いくつかの例では、可動アーム３２は、限られた空間及びそこへのアクセスポートを有する装置又は構造に対して携帯用作業モジュール５０を粗く位置決めするように構成される。
【００２０】
図６を参照すると、ベース３４に対する携帯用作業モジュール５０の追加の移動（したがって、それに連結された又はそれに関連する任意のツール又はエンドエフェクタの移動）を容易にするために、携帯用作業モジュール５０は、伸縮アーム５２（又は他の直動関節４７）を含み、その遠位端領域３９は、選択的に、基部３４から離れるように延び、基部３４に向かって後退するように構成され、それによって、携帯用作業モジュール５０のエンドエフェクタ４９を基部３４から離れるように（伸縮アーム５２の延伸構成に向かって）又は基部３４に向かって（伸縮アーム５２の後退構成に向かって）それぞれ移動させる。延伸構成では、近位端領域３７と遠位端領域３９との間の距離は最大であり、一方、後退構成では、近位端領域３７と遠位端領域３９との間の距離は最小である。いくつかの例では、携帯用伸縮アーム５２が後退構成にあるときに、近位端領域３７及び遠位端領域３９の一部が重なってもよい。
【００２１】
図３から図５が凹んだ（ｃｏｌｌａｐｓｅｄ）構成又は後退構成の伸縮アーム５２を示す一方で、図６は、延伸構成の伸縮アーム５２を示している。いくつかの例では、伸縮アーム５２は、延伸構成に向かって伸縮アーム５２を漸進的に延ばすように構成された１つ又は複数のセクションを含む。例えば、図６に示すように、伸縮アーム５２は、伸縮アームガイドレール６４に沿って互いに対して長手方向に移動し、それによって伸縮アーム５２を延ばすように構成されるセクション５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ、及び５２Ｄを含む。作業マシン３０（その一部のみを図６に示す）は、伸縮アーム５２を延ばすように構成された１つ又は複数のアクチュエータ６１及び／又はモータ６０を含みうる。いくつかの例では、アクチュエータ６１及び／又はモータ６０は、伸縮アーム５２を選択的に伸縮させるようにコンピュータ制御されうる。モータ６０は、例えば、電気サーボモータとすることができるが、他の種類のモータも本開示の範囲内にある。
【００２２】
図３から図６を参照すると、携帯用作業モジュール５０はまた、それぞれのアクセスポート１２（例えば、図３に示されるように、それぞれのアクセスポート１２のそれぞれの周囲リップ１３）と係合し、携帯用作業モジュール５０をアクセスポート１２に対して選択的に位置決めするように構成されたインサート５４を含む。例えば、インサート５４は、アクセスポート１２内に位置決めされ、次いでアクセスポート１２に対して所定の位置に選択的にかつ取り外し可能に固定されるような形状及びサイズでありうる。アクセスポート１２内に又はアクセスポート１２に対して位置決めされると、インサート５４の周面５５の少なくとも一部は、アクセスポート１２の周囲リップ１３（図３）に隣接及び／又は係合しうる。周面５５は、例えば、インサート５４の周囲又は外周の少なくとも一部の周りに延びるリップ又はフランジでありうる。いくつかの例では、周面５５は、インサート５４の厚さによって画定されうる。インサート５４は、プログラマブル作業マシン３０（例えば、プログラマブル作業マシン３０の携帯用作業モジュール５０のエンドエフェクタ４９）が内装空間１５内で１つ又は複数のタスクを実行する間、アクセスポート１２内に（例えば、実質的にアクセスポート１２に対して静止した状態で）少なくとも部分的に固定されるように構成され、よって、インサート５４がアクセスポート１２に係合する間、アクセスポート１２が形成される構造は、携帯用作業モジュール５０を少なくとも部分的に（伸縮アーム５２で）支持しうる。インサート５４は、１つ又は複数のタスクが完了したときにアクセスポート１２から取り外されるように構成されうる。いくつかの例では、インサート５４がアクセスポート１２に対して固定された後に、伸縮アーム５２が延ばされるが、他の例では、インサート５４がアクセスポート１２に対して固定される前及び／又は固定される間に、伸縮アーム５２が少なくとも部分的に延ばされてもよい。そのような目的のために、携帯用作業モジュール５０は、図示のように、オペレータによる「無重力」配置のために、ハンドル５８を有するエルボー部分５６を組み込んでもよい。
【００２３】
インサート５４をアクセスポート１２に固定するための機構は、インサート５４をアクセスポート１２に対して固定及び／又は位置決めするように構成された任意の適切なロック、クランプ、又は他の係合特徴部５７を含みうる。例えば、図６のインサート５４は、その周囲に間隔を置いて配置された複数のロケーターロック部５１及びロケーター止め具５３を含む。使用中、インサート５４は、ロケーターロック部５１を後退させて（受動的又は能動的に）、所与の周辺リップ１３（図３）内に軸方向に挿入されうる。例えば、オペレータが、インサート５４をアクセスポート１２の周囲リップ１３内に少なくとも部分的に位置決めし、又は作業マシン３０が、インサート５４をアクセスポート１２内に又はアクセスポート１２に対して少なくとも部分的に位置決めするように構成されうる。インサート５４が、アクセスポート１２を通って、アクセスポート１２がアクセスを提供する内装空間へと軸方向に完全に挿入されることが防止されるように、ロケーター止め具５３は、インサート５４がアクセスポート１２に入り込み過ぎるのを防止するように構成されてもよい。いくつかの例では、ロケーター止め具５３は、アクセスポート１２が形成されるそれぞれの構造（例えば、構造体１１の外面）と係合するように構成され、それによって、インサート５４のアクセスポート１２に対する更なる軸方向移動を防止するように構成される周面５５から延びる突起でありうる。ロケーターロック部５１は、アクセスポート１２に対してインサート５４を固定するように延ばされるか、そうでなければ係合されうる。いくつかの例では、ロケーターロック部５１は、インサート５４のアクセスポート１２に対する回転又は他の動きを実質的に防止するように構成される。例えば、ロケーターロック部５１は、アクセスポート１２の周囲リップ１３及び／又は構造体１１の内面に係合してもよい。いくつかの例では、インサート５４がいったんアクセスポート１２に対して所望通りに位置決めされると、ロケーターロック部５１は、自動的に延びるように付勢されうる。いくつかの例では、ロケーターロック部５１がアクセスポート１２の内側に位置決めされるように、インサート５４がいったんアクセスポート１２を通って軸方向に十分に挿入されると（例えば、ロケーターロック部５１がいったん限られた空間１７内部に入ると）、ロケーターロック部５１は、限られた空間１７内で構造１１の内面に係合するように、アクセスポート１２の周囲リップを越えて、自動的に（スプリング式機構を介するなど受動的に、又はアクチュエータ若しくは他の機構の作動を介するなど能動的に）延びるように構成されうる。いくつかの例では、ロケーターロック部５１は、アクセスポート１２内に摩擦嵌合を作り出すことなどによって、アクセスポート１２自体に係合する。追加的又は代替的に、インサート５４のアクセスポート１２に対するサイズ及び／又は形状は、インサート５４が少なくとも部分的にアクセスポート１２内に配置されるときに、インサート５４のアクセスポート１２に対する回転を実質的に防止するように構成されうる。したがって、インサート５４は、作業マシン３０によって利用される各アクセスポート１２について反復可能なプロセスを介して、携帯用作業モジュール５０の参照場所の登録を可能にするように構成されうる。
【００２４】
再び図３から図６を参照すると、携帯用作業モジュール５０は、限られた空間内で（例えば、図３の内装空間１５内で）１つ又は複数のタスクを実行するために、１つ又は複数のツール又はツール付属品（例えば、１つ又は複数のエンドエフェクタ４９）を受容し操作するように構成されうる。いくつかの例では、携帯用作業モジュール５０は、リスト７０（図６）を含み、リスト７０は１つ又は複数のツール又はツール付属品を受容するように構成されたリスト面７２を含みうる。リスト７０は、伸縮アーム５２の遠位端領域３９内などで伸縮アーム５２に連結されうる。リスト７０は、伸縮アーム５２に対して並進運動、旋回運動、及び／又は回転運動（例えば、図６にすべて直交して描かれている水平軸Ｘ及びＹ並びに垂直軸Ｚに沿って）を行うように構成されうる。リスト７０は、１つ又は複数の回転関節４５及び／又は１つ又は複数の直動関節４７を含みうる。例えば、図６に示すように、リスト７０の選択的な動きは、それぞれの回転関節４５ａ、４５ｂ、４５ｃを制御又は作動させるように各々が構成される偏揺れ回転モータ７４、縦揺れ回転モータ７６、及び／又は横揺れ回転モータ７８を含む一連のモータによってもたらされうる。実行されている特定の作業プロセスに応じて、オペレータは、ツール又はツール付属品の（例えば、カラー及びピンテールカートリッジ、又はナット及び／又はナットカートリッジのトルク部分）、及び／又は新しい密封剤チューブの取り外し若しくは取り付けの）適切な変更を実行しうる。いくつかの例では、そのような変更のすべてが、クイックチェンジカートリッジによって行われうる。いくつかのシステム２４では、携帯用作業モジュール５０は、伸縮アーム５２に関連するツール又は他の付属品を自律的又は半自律的に変更するためのツール変更装置を含みうる。
【００２５】
再び図３を参照すると、プログラマブル作業マシン３０はまた、プログラマブル作業マシン３０を完全に自律的及び／又は半自律的にするように構成された、充電式又は非充電式バッテリなどの電源４２を含みうる。追加的又は代替的に、プログラマブル作業マシン３０は、プログラマブルコンピュータ４４及び／又は油圧ポンプ４６を含み、それらのいずれか又は両方に、電源４２によって電力が供給されうる。プログラマブルコンピュータ４４は、数値データを処理し、伸縮アーム５２並びに他の任意の直動関節４７及び／又は回転関節４５（例えば、リスト７０）と通信し、それらの動きを制御するように構成されうる。電源４２、コンピュータ４４、及び／又は油圧ポンプ４６は、基部３４の上又は内部に配置されてもよく、又はプログラマブル作業マシン３０に連結されてもよく、若しくはプログラマブル作業マシン３０によって支持されてもよい。例えば、洗浄作業のために、圧縮空気カートリッジ４８が含まれてもよい。例えば、圧縮空気カートリッジ４８は、使用後に洗浄ツールから洗浄用溶剤を除去するように構成されうる。
【００２６】
ここで図７から図２７を参照すると、エンドエフェクタ４９、プログラマブル作業マシン２６、及び携帯用作業モジュール２８の例示的かつ非限定的な例が示される。適切な場合には、図２から図６の概略図からの参照番号は、図７から図２７に示される例の対応する部分を示すために使用されるが、図７から図２７の例は、排他的なものではなく、ツール４９、プログラマブル作業マシン３０、又は携帯用作業モジュール２８を図示の実施形態に限定するものではない。すなわち、エンドエフェクタ４９、プログラマブル作業マシン３０、及び携帯用作業モジュール２８は、例示された図７から図２７の特定の実施形態に限定されず、図２から図６及び／又は図７から図２７の実施形態の概略図並びにその変形例の種々の態様、較正、特性、プロパティなどをすべて含む必要はないが、それらのうちの任意の数のものを一体化しうる。簡潔にするために、前述の各構成要素、部品、部分、態様、領域など、又はそれらの変形例が、図７から図２７の例に関して論じられ、図示され、及び／又は再び符号付けされないことがあるが、前述の特徴、変形例などがこれらの例のうちのいずれかと併用されることは本開示の範囲内である。
【００２７】
図７から図１０は、携帯用作業モジュール２８の伸縮アーム５２に連結され、航空機翼１０の内装空間１５内などの限られた空間内で様々な仕上げ作業を行うために利用されうるエンドエフェクタ４９の様々な例を示す。説明したエンドエフェクタ４９の各々は、技術者又はオペレータによって伸縮アーム５２（例えば、伸縮アーム５２のリスト面７２）に交換可能に固定することができるモジュール式カートリッジで実施されうる。いくつかの例では、各エンドエフェクタ４９は、複数の機能を有しうる。
【００２８】
特に図７を参照すると、リスト７０に固定されたスエージガン８０が図示される。当業者であれば分かるように、カラー部材をピン部材のシャンクに圧入して、例えばスパー及び／又はストリンガを翼パネルに固定する際などに、永続的な連結を形成するために、スエージガン８０が使用されうる。いくつかの例では、スエージガン８０は、ピンテール抽出器８２、１つ又は複数のカラー保持フィンガ８４、カラー供給機構８８、及び／又はカラー及びピンテール格納ベイ９０を含みうる。スエージ工程中、技術者はまた、例えば、わずかな位置決め調整を行う、又は特定のコンピュータベースプログラムを無効にするために、スエージガン８０に固定されて示されている視覚参照カメラ８６（視覚システム４３の一例である）を利用してもよい。他の例では、携帯用作業モジュール２８は、視覚システム４３を自律的に又は半自律的に利用してもよい。使用中、カラー供給機構８８は、カラー及びピンテール保管ベイ９０に収容されている複数のカラーからそれぞれのカラーをカラー保持フィンガ８４に供給するように構成されうる。スエージガン８０は、油圧式に電力供給され、携帯用作業モジュール５０のような本開示のロボットエンドエフェクタと共に利用されると、限られた空間内の適所にカラー供給機構８８を介して供給されるそれぞれの各カラーをスエージするように構成されうる。
【００２９】
図８は、リスト７０に固定されたナット駆動ツール１００の形態のエンドエフェクタ４９の別の例を示す。ナット駆動ツール１００は、例えば限られた空間の様々な部分でナットを予め取り付けられたボルトに固定するための、１つ又は複数のナット保持フィンガ１０２、ナット供給機構１０４、及び／又はナット保管ベイ１０８を含みうる。使用時に、ナット駆動ツール１００が携帯用作業モジュール５０のような本開示のロボットエンドエフェクタ内で利用されると、ナット駆動ツール１００が限られた空間内の適所にそれぞれのナットを固定するために、ナット供給機構１０４は、ナット保管ベイ１０８内に収容された複数のナットのうちのそれぞれのナットをナット保持フィンガ１０２に供給するように構成されうる。ナット駆動ツール１００はまた、技術者による手動介入に対応するための視覚参照カメラ１０６（視覚システム４３の別の例である）を組み込んでもよい。
【００３０】
図９は、洗浄溶媒貯蔵タンク１２２、一組のアクティブなワイピング及び／又はスクラビングブラシ１２４、及び／又は一組の洗浄／交換ブラシ１２６を含みうる洗浄ツール１２０の形態で、リスト７０に連結されうる（又は別の方法で、携帯用作業モジュール５０の伸縮アーム５２に連結されうる）エンドエフェクタ４９の別の例を示す。
【００３１】
図１０は、例えば、図１１に示されるように、上部翼パネル１４４の上部内装面１６２の少なくとも一部の上方、及び／又は下部翼パネル１４６の下部内装面１６４の少なくとも一部の上方など、限られた空間の内装面の少なくとも一部の上に密封剤を塗布するように構成されうる密封剤ツール１３０の形態の、リスト７０に連結されうる（又はそうでなければ携帯用作業モジュール５０の伸縮アーム５２に連結されうる）エンドエフェクタ４９の別の例を示す。再び図１０を参照すると、密封剤ツール１３０は、ノズル先端１３４を有する密封剤ノズル１３２を含みうる。密封剤供給管１３６は、ある量の密封剤を収容し、密封剤供給管１３６からの密封剤が密封剤ノズル１３２及びノズル先端１３４を介して表面に塗布されるように密封剤ノズル１３２及びノズル先端１３４に動作可能に連結されうる。
【００３２】
図１１は、航空機翼１０の内装で、限られた空間１７の別の例として、単一のベイを横切る断面での航空機翼キャビティ１４０の一部を示し、内装リブ１４２は、図示するように、それぞれ、後方スパー１４８と前方スパー１５０との間で延びる。図１１に示すように、携帯用作業モジュール２８は、インサート５４を介してアクセスポート１２内に又はアクセスポート１２に対して固定されてもよく、翼キャビティ１４０内でそれぞれ、上部翼パネル１４４と下部翼パネル１４６との間を部分的に延びる伸縮アーム５２が図示される。明瞭にするために、携帯用作業モジュール２８及び関連するプログラマブル作業マシン２６の残りの部分は、図１１に示されていない。
【００３３】
図１１の実施例では、前方スパー１５０のスパーキャップ１５８を下部翼パネル１４６に固定するために位置決めされたナット駆動ツール１００（エンドエフェクタ４９の一例である）が、図示される。翼キャビティ１４０内には、上部翼パネル１４４及び下部翼パネル１４６を補強するために利用される複数のストリンガが示される。例えば、Ｚ字形ストリンガ１５２、Ｔ字形ストリンガ１５４、及び／又はＵ字形ストリンガ１５６が、翼キャビティ１４０内で選択的にかつ別個の目的のために使用されうる。例えば、Ｕ字形ストリンガ１５６は、電気ライン及び油圧ラインを燃料汚染物質から保護するための通路を提供するように構成されうる。リブ同士の間の細長いストリンガが中断なく通過するように、当業者は、図示されるように、リブ１４２が１つ又は複数の開口部１６０を含みうることを理解するだろう。
【００３４】
アクセスポート１２から離れて作業を実行するために、図１１の延伸構成の（例えば、伸縮アーム５２の遠位端領域３９がインサート５４から離れるように延びた状態の）携帯用作業モジュール２８が図１１に示されており、他方で、図１２には、図１１の延伸構成と比較して、携帯用作業モジュール２８の設置面積が縮小されるように、伸縮アーム５２が後退した状態にある、後退構成又は圧縮構成の携帯用作業モジュール２８が示される。一般に、携帯用作業モジュール２８は、その設置面積がインサート５４の設置面積よりも大きくならないように、圧縮、圧密化、及び／又は後退させるように構成される。このようにして、携帯用作業モジュール２８は、アクセスポート１２を介して限られた空間１７（例えば、翼キャビティ１４０）から取り外しされるように構成される。
【００３５】
図１３から図２２は、本明細書に開示されるシステム２４及びプログラマブル作業マシン２６と共に利用されうる携帯作業モジュール１６６の形態での携帯作業モジュール２８の一例を示す。携帯用作業モジュール１６６は、１つ又は複数の回転関節４５と１つ又は複数の直動（例えば、線形）関節４７との組み合わせによって促進される複数の自由度を有するように構成される。携帯用作業モジュール１６６は、限られた空間（例えば、翼キャビティ１４０内などの限られた空間１７）内に収まり、その限られた空間内で１つ又は複数のタスクを実行するように構成され、更に限られた空間内の異なる空間又は領域に関節接合するように構成される。携帯用作業モジュール１６６は、限られた空間内で展開及び／又は位置決めされる間、特定の配向又は１つ又は複数のエンドエフェクタ４９及び／又は関節４５、４７を維持するように構成され、１つ又は複数の冗長関節を含みうる。
【００３６】
例えば、携帯用作業モジュール１６６は、伸縮してエンドエフェクタ４９をインサート５４に向かって又はインサート５４から離れるように選択的に移動させるよう構成される伸縮アーム５２の形態での線形直動関節４７を含む。伸縮アーム５２は、図１３では少なくとも部分的に延びた状態で、図１４では収縮した状態で示される。延伸構成における伸縮アーム５２の長さは、収縮（又は後退）構成における伸縮アームの長さを上回る。図１５から図１６は、携帯用作業モジュール１６６の側面図を示し、後退構成（図１５）及び延伸構成（図１６）にある伸縮アーム５２を示している。図１５から図１６は、インサート５４に対するエンドエフェクタ４９の位置決めを示している（例えば、伸縮アーム５２が図１６の延伸構成にあるときの方が、図１５の後退構成にある時よりも、エンドエフェクタ４９がインサート５４から離れて位置決めされる）。Ｙ軸モータ１６８は、伸縮アーム５２（及び／又は１つ又は複数の他の直動関節４７）を駆動し、それによって、Ｙ軸に沿って（例えば、図１３から図１６の矢印１７０によって示される方向に沿って）、例えば、伸縮アーム５２の長手方向Ｙ軸１６９に沿って、エンドエフェクタ４９に自由度を提供するように構成される。
【００３７】
携帯用作業モジュール１６６は、エンドエフェクタ４９をＹ軸１６９に沿って並進させるように構成されているのに加えて、矢印１７２によって示される方向に沿って、Ｚ軸１７１に沿ってエンドエフェクタ４９を並進させるようにも構成される。例えば、１つ又は複数のＺ軸モータ１７４（２つのＺ軸モータ１７４が図１３及び図１４に示されている）は、矢印１７２によって示される方向に、インサート５４に対して垂直に伸縮アーム５２及びエンドエフェクタ４９を選択的に並進させるよう構成される。例えば、図１４は、インサート５４に対して伸縮アーム５２及びエンドエフェクタ４９が下降位置にある図１５と比較して、インサート５４に対して伸縮アーム５２及びエンドエフェクタ４９が上昇位置にあることを示す。図１５に示す下降位置では、伸縮アーム５２は、インサート５４に隣接して配置され、図１４に示す上昇位置では、伸縮アームは、Ｚ軸１７１に沿ってインサート５４から離間している。
【００３８】
携帯用作業モジュール１６６は、Ｚ軸１７１及びＹ軸１６９に沿って並進するように構成されているのに加えて、１つ又は複数のＣ軸モータ１７８を介して、Ｚ軸１７１の周りを（例えば、図１４の矢印１７６によって示される方向に）回転するようにも構成される。言い換えれば、伸縮アーム５２及びエンドエフェクタ４９は、インサート５４に対してＺ軸１７１の周りを回転するように構成され、それによってエンドエフェクタ４９を限られた空間内に位置決めするための更に別の自由度を提供する。Ｙ軸モータ１６８、Ｚ軸モータ１７４、及び／又はＣ軸モータ１７８を介した伸縮アーム５２及びエンドエフェクタ４９の移動は、限られた空間内でのエンドエフェクタ４９の粗い位置決めのために構成されてもよい。携帯用作業モジュール１６６は、限られた空間内にエンドエフェクタ４９の少なくとも一部分を精密に位置決めするように構成された１つ又は複数の追加のモータ又はアクチュエータを含む。いくつかの例では、エンドエフェクタ４９の少なくとも一部の精密な位置決めのために構成された１つ又は複数の追加のモータ又はアクチュエータは、アーム５２及び／又は他の直動関節４７に対してエンドエフェクタ４９の少なくとも一部を移動（例えば回転及び／又は並進）させるように構成される。
【００３９】
例えば、携帯用作業モジュール１６６は、ナットマニピュレータなどのエンドエフェクタ４９の一部、又はナット保持フィンガ１０２を伸縮アーム５２に対して回転させるように構成された縦揺れ回転モータ７６及び横揺れ回転モータ７８を含む。縦揺れ回転モータ７６は、例えば、伸縮アーム５２に対して、図１６の矢印１８０で示す方向にナット保持フィンガ１０２を回転させることなどによって、伸縮アーム５２に対してナット保持フィンガ１０２（又はエンドエフェクタ４９の他の部分）の縦揺れを調整する第１の回転関節４５ａ（回転関節４５の一例である）を駆動又は作動させる。同様に、横揺れ回転モータ７８（図１３）は、例えば、伸縮アーム５２に対して（例えば、図１７の矢印１８２で示す方向に）、ナット保持フィンガ１０２をＹ軸１６９周囲を回転させることなどによって、伸縮アーム５２に対して、ナット保持フィンガ１０２（又はエンドエフェクタ４９の他の部分）の横揺れを調整する、回転関節４５の一例である第２の回転関節４５ｂ（図１７）を駆動又は作動させる。追加的又は代替的に、携帯用作業モジュール１６６は、伸縮アーム５２に対してナット保持フィンガ１０２の偏揺れを調整するなど、追加の自由度を提供するための１つ又は複数の追加の回転関節及び関連するモータ又はアクチュエータを含みうる。
【００４０】
携帯用作業モジュール１６６が、上述した複数の自由度（例えば、Ｙ軸１６９に沿った並進、Ｚ軸１７１に沿った並進、Ｚ軸１７１周囲の回転、並びにエンドエフェクタ４９の少なくとも一部の縦揺れ、横揺れ、及び／又は偏揺れ）を有する一方で、携帯用作業モジュール２８の他の例は、携帯用作業モジュール１６６に関連した説明を上回る、下回る、及び／又は異なる自由度を有するように構成されうる。このようにして、携帯用作業モジュール１６６は、限られた空間に収まるように圧縮され、次いで空間の内装エッジ（例えば、翼ボックスの内装キャビティのエッジ）などに対して、限られた空間内で展開及び関節接合するように構成されうる。いくつかの例では、エンドエフェクタ４９が、限られた空間内の特定の場所又は位置に展開される際に、携帯用作業モジュール１６６は、エンドエフェクタ４９の少なくとも一部の特定の配向を維持するように構成される（例えば、伸縮アーム５２が、Ｙ軸１６９に沿って延伸及び／又は後退し、Ｚ軸１７１に沿って上昇及び／又は下降し、及び／又はＺ軸１７１周囲を回転する際に、携帯用作業モジュール１６６は、伸縮アーム５２に対してナット保持フィンガ１０２の特定の配向を維持するように構成されうる）。いくつかの例では、携帯用作業モジュール１６６は、限られた空間内のエンドエフェクタ４９の経路に対する（例えば、インサート５４に対する伸縮アーム５２又は他の直動関節４７の動きに対する）エンドエフェクタ４９の少なくとも一部の所望の配向（例えば、ナット保持フィンガ１０２の所望の配向）を維持するための１つ又は複数の冗長関節を含む。一般に、直動関節４７及び回転関節４５は、インサート５４に対する携帯用作業モジュール１６６の一部の動きを容易にするものとして記載されているおり、携帯用作業モジュール１６６が限られた空間内で使用されるとき、インサート５４は、限られた空間に対して静止した状態を維持するように構成される（例えば、インサート５４は、一般に、限られた空間のアクセスポートに対して実質的に静止しており、それに固定されている）。
【００４１】
携帯用作業モジュール１６６は、限られた空間１７内にスタッド又は他の特徴部若しくはターゲットを配置して、携帯用作業モジュール１６６のツール（例えばナット保持フィンガ１０２）を位置合わせし、タスクを実行する、及び／又はタスクが実行された後に限られた空間内でターゲットを検査するように構成されうる視覚システム４３を含む。例えば、視覚システム４３は、望遠カメラでありうる第１及び第２のカメラ１８４、１８４’を含みうる。いくつかの例では、視覚システム４３は、カメラ１８４、１８４’それぞれを延ばすように構成された対応する第１及び第２のカメラ延伸ピストン１８６、１８６’を含む。例えば、カメラ延伸ピストン１８６は、カメラ１８４を効果的に位置決めして、限られた空間内でツール及び／又はターゲット特徴部若しくはサイトを視認するために、Ｙ軸１６９などに沿って、伸縮アーム５２及び／又はインサート５４に対してカメラ１８４を並進させるように構成される。同様に、カメラ延伸ピストン１８６’は、Ｙ軸１６９などに沿って、伸縮アーム５２及び／又はインサート５４に対してカメラ１８４’を並進させて、カメラ１８４’を効果的に位置決めし、限られた空間内でツール及び／又はターゲット特徴部若しくはサイトを視認するように構成される。いくつかの例では、視覚システム４３は、カメラ１８４、１８４’が三角測量して、限られた空間内のターゲットに対するエンドエフェクタ４９の位置及び／又は配向を決定し、及び／又はエンドエフェクタ４９に対するターゲットの位置及び／又は配向を決定するように構成される。追加的又は代替的に、カメラ１８４及び／又はカメラ１８４’（及び／又は視覚システム４３の他の構成要素）は、エンドエフェクタ４９に対して延びる又は並進するように構成する代わりに、又はそれに加えて、エンドエフェクタ４９と共に移動するように構成されてもよい。
【００４２】
視覚システム４３は、その設置面積を最小にするように設計されうる。例えば、カメラ１８４、１８４’は、エンドエフェクタ４９の上方に配置され、使用されていないときは後退してもよい。例えば、図１３及び図１８は、後退構成の視覚システム４３を示し、その一方で、図２１は、限られた空間内でターゲット１８８（例えば、翼ボックスキャビティ内に固定されたスタッド）を検査するために、カメラ延伸ピストン１８６、１８６’がエンドエフェクタ４９の前からカメラ１８４、１８４’まで延びた、延伸構成の視覚システム４３を示す。第１のカメラ１８４は、例えばターゲット１８８へのスタッドの適切な設置を確実にするために、第２のカメラ１８４’とは異なる角度からターゲット１８８を検査するように構成されうる。第１及び第２のカメラ１８４、１８４’は、ターゲット１８８において少なくとも部分的に重なるそれぞれの視野１９０、１９０’を有しうる。２つのカメラ１８４、１８４’を有する視覚システム４３が示されているが、他の例では、視覚システム４３は、より多い又はより少ないカメラ１８４を含んでもよい。
【００４３】
図１３及び図１４に最もよく見られるように、携帯用作業モジュール１６６は、２つのロッキングシリンダ１９２を含み（他の例は、より多い又はより少ないロッキングシリンダ１９２を含むことがあり）、各ロッキングシリンダ１９２は、作動すると、インサート５４の周面５５から半径方向外向きに延びる１つ又は複数のそれぞれのロケーターロック部５１を有する。例えば、ロッキングシリンダ１９２が作動されていないとき、ロケーターロック部５１は、インサート５４の周面５５と実質的に同一平面にあるように、又はインサート５４の周面５５から半径方向内側に位置決めされるように後退され、ロッキングシリンダ１９２が作動されると、ロケーターロック部５１は、インサート５４の周面５５を超えて半径方向外側に延びるように延ばされうる。このようにして、インサート５４をアクセスポート内に位置決めするときに、ロッキングシリンダ１９２を非作動にして、ロケーターロック部５１がそのような位置決めを妨げないようにする。追加的に又は代替的に、ロケーターロック部５１は、ばね荷重式であり、よってロケーターロック部が、インサート５４の周面５５を越えて半径方向に延びるよう位置決めされるように付勢され、携帯用作業モジュール１６６がアクセスポート内に又はアクセスポートを通して挿入されているとき、アクセスポートとの接点などから、内側に押圧されると、なおも半径方向内側に押し込まれる。
【００４４】
インサート５４が少なくとも部分的にアクセスポート内に配置されると、ロッキングシリンダ１９２を作動させて、インサート５４をアクセスポート内及びアクセスポートに対して所定の位置に実質的に固定する。例えば、ロケーターロック部５１は、ロッキングシリンダ１９２が作動されたときにインサート５４とアクセスポートとの間で係合してもよく及び／又はインサート５４とアクセスポートとの間で摩擦嵌合を形成してもよい。携帯用作業モジュール１６６のインサート５４はまた、インサート５４の周面５５を越えて半径方向外側に延び、かつアクセスポート内への又はアクセスポートを通したインサート５４の挿入が深すぎるのを防止するように構成される１つ又は複数のロケーター止め具５３（図２１に最もよく見られる）を含む。例えば、ロケーター止め具５３が、それを通してアクセスポートが形成される限られた空間の外面に面する又は平行になるように配向されるのに対し、インサート５４の周面５５は、限られた空間の外面に対して実質的に垂直になるように配向されうる。
【００４５】
携帯用作業モジュール１６６のエンドエフェクタ４９は、ナット駆動ツール１００の形態で示される。ナット駆動ツール１００では、携帯用作業モジュール１６６は、（例えば、ナットによって加えられる締め付け力を制限するために）取り付け中に破損するカラー部分を有する壊れやすいナットを締める（例えば取り付ける）ように構成されるが、他の例では、エンドエフェクタ４９は、壊れやすい又は壊れやすくない異なるファスナを取り付けるように構成されてもよい。複数のそのような壊れやすいナット（又は他のファスナ）の設置を容易にするために、携帯用作業モジュール１６６（例えば、携帯用作業モジュール１６６のナット駆動ツール１００）は、１つ又は複数のナットカートリッジ１９４を含み（２つのナットカートリッジ１９４が示されているが、携帯用作業モジュール１６６の他の例は、より多い又はより少ないナットカートリッジ１９４を含みうる）、その各々が、ナット１９６などの複数のファスナ１９５（又は他の構成要素）をその中に含む（例えば、格納する）。ナット供給機構１０４などの作動機構１０３は、それぞれのナット１９６（又は他のファスナ又は構成要素）を一方又は両方のナットカートリッジ１９４からナット保持フィンガ１０２（又はエンドエフェクタ４９の他の部分）に、一度に１つずつ供給するように構成されうる。例えば、ナット供給機構１０４は、それぞれのナットカートリッジ１９４からナット保持フィンガ１０２に供給すべき位置にそれぞれのナット１９６を供給するように構成されたそれぞれのナット供給ピストン１９８と、後続のそれぞれのナット１９６をナット保持フィンガ１０２内に挿入するように構成されうるナット挿入ピストン２００とを含みうる。
【００４６】
それぞれの各ナットがいったん取り付けられると、その取り付けによって生じるデブリ（例えば、破損したカラー部分）を限られた空間から取り除かれなければならない。この目的のために、エンドエフェクタ４９は、タスクの各実行後にエンドエフェクタ４９内にデブリの破片を保持するように構成されたデブリ保持構造１０５を含みうる（例えば、デブリ保持構造１０５は、壊れやすい各ナットが取り付けられた後に破損したカラー部分を保持するように構成されうる）。この例では、他の構成も可能であるが、ナット保持フィンガ１０２がデブリ保持構造１０５として機能する。
【００４７】
ナット駆動ツール１００はまた、ナットの取り付け後にナット１９６から切り離されたカラーなどの異物のデブリを受容するための１つ又は複数のデブリキャッチャ、又はレセプタクル２０２を含む。例えば、デブリキャッチャ２０２は、内部空間と、デブリを受容するように構成されたデブリを収容するのに十分に大きいが、デブリが限られた空間に落下するのを実質的に防止するのに十分閉鎖された開口２１１を有する中空構造でありうる。デブリキャッチャ２０２は、タスクの各実行後にデブリ保持構造１０５（例えば、ナット保持フィンガ１０２）からデブリの破片を受け取るように構成される。例えば、デブリ保持構造１０５は、デブリの破片がデブリキャッチャ２０２によって受け取られるまで、デブリの破片を保持するように構成されうる。いくつかの例では、作動機構１０３は、タスクの各実行後に（例えば、各ナットが取り付けられた後）に、デブリの破片をデブリ保持構造１０５からデブリキャッチャ２０２まで選択的に移動させるように構成される。デブリキャッチャ２０２は、タスクが実行されている限られた空間からエンドエフェクタ４９が取り除かれるまで、デブリの破片（例えば、タスクの複数の実行からの）を保持するように構成されうる。このようにして、エンドエフェクタ４９が限られた空間から取り除かれると、デブリも同様に、限られた空間から取り除かれる。
【００４８】
各デブリキャッチャ２０２は、デブリキャッチャ２０２が例えばナット保持フィンガ１０２からデブリの破片を受け取るように位置決めされる受け取り位置（図１４、図１９、及び図２０に示される）と、デブリキャッチャ２０２がナット保持フィンガ１０２から離れるように移動され、ナット保持フィンガ１０２の動きの干渉を回避する下降位置（図１３、図１８、図２１、及び図２２に示される）との間で、それぞれのデブリキャッチャ２０２を移行させるように構成された対応するデブリキャッチャピストン２０４を含みうる。いくつかの例では、各デブリキャッチャ２０２は、受け取ったデブリをそれぞれのデブリカートリッジ又はデブリ保管容器２０６に送るように構成されてもよく、当該デブリカートリッジ２０６は複数のデブリの破片を含むように構成されている。いくつかの例では、デブリキャッチャ２０２は、受容位置にあるときにデブリカートリッジ２０６に動作可能に結合され、下降位置にあるときにデブリカートリッジ２０６から切り離される。いくつかの例では、デブリキャッチャ２０２は、重力を介して受け取ったデブリをデブリカートリッジ２０６に送る。追加的に又は代替的に、デブリカートリッジ２０６は、受け取ったデブリをデブリキャッチャ２０２から離れるように及び／又はインサート５４に向かって移動させるように構成されてもよい。例えば、デブリカートリッジ２０６は、ナットカートリッジ１９４に隣接する（例えば、ナットカートリッジ１９４に平行に、ナットカートリッジ１９４の近くに、ナットカートリッジ１９４の隣に、ナットカートリッジ１９４の上に、及び／又はナットカートリッジ１９４下に）など、伸縮アーム５２に沿って長手方向に延びうる。
【００４９】
携帯用作業モジュール１６６は、エンドエフェクタ４９（例えばナット保持フィンガ１０２）を位置決め及び／又は配向するように、及び／又はエンドエフェクタ４９を駆動するように構成される、ラチェット２０８といった駆動機構又は構造２０７を含む。携帯用作業モジュール１６６はまた、ラチェット２０８を並進及び／又は旋回させるように構成されたラチェットピストン２１０を含む。使用中、エンドエフェクタ４９は、いくつかの例では、２つ以上の異なる構成で位置決め及び／又は配向されうる。例えば、エンドエフェクタ４９は、ナット再装填位置（図１８から図２０）と１つ又は複数のファスナ処理位置（図２１及び図２２）との間で選択的に移行されうる。図１８は、ナット再装填位置に戻るエンドエフェクタ４９を示し、ナット保持フィンガ１０２がラチェット２０８を介してナットカートリッジ１９４のより近くに引き込まれている。図１９は、ナット再装填位置にあるナット保持フィンガ１０２を示し、デブリキャッチャ２０２の開口部２１１がナット保持フィンガ１０２に隣接するように、デブリキャッチャ２０２がデブリキャッチャピストン２０４を介して位置決めされている。この構成では、新しいナットがナット保持フィンガ１０２に（例えば、作動機構１０３を介して）挿入されると、デブリキャッチャ２０２の開口部２１１が、ナット保持フィンガ１０２から異物デブリ２１２の破片を受け取るように、デブリキャッチャ２０２が、ナット保持フィンガ１０２に対して位置決めされる。例えば、上述のように、ナット１９６から離れる異物デブリ２１２（例えば、ナット１９６のカラー部分２１３）は、ナット保持フィンガ１０２がナット１９６を設置するときにナット保持フィンガ１０２内に保持され、ナット保持フィンガ１０２が図１９に示されるナット再装填位置に移行する際に、なおもナット保持フィンガ１０２内に包含される。ナット供給ピストン１９８が後続のそれぞれのナット１９６’（又は他の後続のファスナ１９５’）をナットカートリッジ１９４から前進させ、ナット挿入ピストン２００がナット保持フィンガ１０２内にナット１９６’を位置決めすると、デブリ２１２は、図２０に示すように、ナット保持フィンガ１０２から押し出され、開口部２１１を介してデブリキャッチャ２０２に進入する。このようにして、作動機構１０３（例えば、ナットフィーダ機構１０４）は、それぞれの各デブリの破片をデブリキャッチャ２０２内に移動させるのとほぼ同時に、それぞれのファスナ１９５（例えば、ナット１９６）をデブリ保持構造１０５（例えば、ナット保持フィンガ１０２）内に位置決めするように構成されうる。異物デブリ２１２は、次に、携帯用作業モジュール１６６がタスクを実行している限られた空間に進入せずに、デブリカートリッジ２０６内に移動し、ナット保持フィンガ１０２から離れることがあり、よって、別の後続のステップにおいて、限られた空間から異物デブリ２１２を除去する必要性が実質的になくなる。
【００５０】
図２１は、エンドエフェクタ４９がファスナ処理位置に向かって移行している様子を示し、ナット保持フィンガ１０２の位置決めのためのフィードバックを提供するために、カメラ１８４、１８４’が限られた空間内でターゲット１８８を視認する。図２１に示されるように、デブリキャッチャ２０２は、ナット保持フィンガ１０２がターゲット１８８に向かって移動され、かつそれに対して配向されるための空間を作るために、ナット保持フィンガ１０２から離れるように旋回されうる。エンドエフェクタ４９が所望のファスナ処理位置（例えば、エンドエフェクタ４９がターゲットサイトにおいてタスクを実行するように位置決め及び配向されるように限られた空間内のターゲットサイトに対して位置決めされる位置）に移行すると、ラチェット２０８は、ラチェットピストン２１０を介して並進し、それによってラチェット２０８及び／又はエンドエフェクタ４９を並進及び／又は旋回させる。図２２は、限られた空間内でターゲット１８８に対して所望のファスナ処理位置にあるナット保持フィンガ１０２を示す。ナット保持フィンガ１０２は、例えばターゲット１８８においてスタッド２１４に対して軸方向位置にナット１９６’を保持し、その一方で、ナット１９６’は、ラチェット２０８を介してスタッド２１４にトルクをかけられる。ナット１９６’がスタッド２１４上に取り付けられた後、上述したように、ナット保持フィンガ１０２からのデブリ２１２の除去及び後続のそれぞれのナット１９６のナット保持フィンガ１０２への挿入のために、ラチェットピストン２１０は、ラチェット２０８及びナット保持フィンガ１０２を図１９及び図２０のナット再装填位置に向けて再び後退させる。
【００５１】
したがって、携帯用作業モジュール１６６は、ナット保持フィンガ１０２がナット再装填位置に戻されるたびに、新しい後続のナット１９６をナット保持フィンガ１０２に自動的に装填し、同時に各ナット１９６を設置することから生じる異物デブリ（例えば、各ナット１９６の破損したカラー部分２１３）を捕捉及び処分するように構成される。携帯用作業モジュール１６６は、エンドエフェクタ４９を限られた空間内に位置決めし、エンドエフェクタ４９を介して自律的又は半自律的に、限られた空間内でタスクを実行するように構成されうる。したがって、携帯用作業モジュール１６６は、有利には、人間のオペレータがそのような限られた空間内に進入してタスクを実行する必要性を低減し、それにより、危険性の低減、再現可能な工程の増加、より大きなスケジューリング能力の提供、製造におけるボトルネックの低減、ターンアラウンドタイムの短縮、当該製造工程が連続的に動作しうる時間量の増加、及び／又は費用節減の増大がもたらされる可能性がある。限られた空間内でのエンドエフェクタ４９の位置決め及び配向は、携帯用作業モジュール１６６のインサート５４が既知の参照場所（例えば、限られた空間へのアクセスポート）に位置決めされ、その既知の参照場所に対して少なくとも実質的に静止しているため、単純化されうる。したがって、限られた空間へのアクセスポートは、限られた空間に対するエンドエフェクタ４９の限られた空間に対する位置を決定するための基準点として使用されうる。
【００５２】
図示された例では、エンドエフェクタ４９は、２つのナットカートリッジ１９４の各々に使用される１組のナット保持フィンガ１０２のみを含む（例えば、ナット保持フィンガ１０２を一方のナットカートリッジ１９４から他方へと回転させ、各後続のナット１９６がそのカートリッジから交互に受け取られてもよく、又はナット保持フィンガ１０２は、そのカートリッジが空になるまで、一方のナットカートリッジ１９４からナット１９６を受け取り、次に回転して他方のナットカートリッジ１９４からナット１９６を受け取ってもよい）。しかしながら、他の例では、エンドエフェクタ４９は、それぞれの各ナットカートリッジ１９４に対してそれぞれの組のナット保持フィンガ１０２を含みうる。更に他の例では、１組のナット保持フィンガ１０２が、３つ以上の保管カートリッジからナット１９６（又は他のファスナ若しくは構成要素）を受け取ることもある。
【００５３】
携帯用作業モジュール１６６は、２つのナットカートリッジ１９４、２つのナット供給ピストン１９８、２つのナット挿入ピストン２００、２つのデブリキャッチャ２０２、２つのデブリキャッチャピストン２０４、及び２つのデブリカートリッジ２０６と共に示されているが、携帯用作業モジュール１６６の他の例は、これらの構成要素のうちの１つ又は複数より多い又は少ない構成要素を含みうる。携帯用作業モジュール１６６の様々な例では、ナット供給ピストン１９８、ナット挿入ピストン２００、デブリキャッチャピストン２０４、カメラ延伸ピストン１８６、ラチェットピストン２１０は、空気圧式に、油圧式に、及び／又は電気的に作動させてよい。
【００５４】
携帯用作業モジュール１６６は、ナット駆動ツールの形態でエンドエフェクタ４９と共に図示及び説明されているが、他の例では、スエージガン、洗浄ツール、密封剤ツール、ドリル、グリッパー、設置ツール、コーティング又は塗装ツール、溶接ツール、カメラ又は視覚ツール、センサ、材料除去ツール、及び／又は他の望ましいツール又は付属品といった、１つ又は複数の異なるツールを含みうる。同様に、携帯用作業モジュール１６６は、ナット駆動ツール１００に照らして説明されているが、他の例では、ナット１９６以外の異なる後続のファスナ構成要素をエンドエフェクタ４９に再装填し、更に再装填時ごとにエンドエフェクタ４９から異物デブリの異なる片を実質的に同時に除去するように構成されてもよい。いくつかの例では、エンドエフェクタ４９が選択的に取り外され、携帯用作業モジュール１６６の同じ回転関節４５及び直動関節４７で動作可能な１つ又は複数の異なるツールと置き換えられるように、携帯用作業モジュール１６６は、モジュール式及び／又はカスタマイズ可能でありうる。回転関節４５と直動関節４７との組み合わせは、限られた空間への進入のための携帯用作業モジュール１６６の圧縮を容易にすることができ、それでもなお、限られた空間１７内でのエンドエフェクタ４９の関節接合を可能にする。いくつかの例では、携帯用作業モジュール１６６は、エンドエフェクタ４９を用いて所与の限られた空間内の任意のターゲットサイトに到達するように構成されうる。
【００５５】
図２３及び図２４は、携帯用作業モジュール１６６が翼ボックスの限られた空間内に展開されている上面図を示す。アクセスポート１２は、航空機翼の翼キャビティ１４０へのアクセスを提供する。図２３では、携帯用作業モジュール１６６はアクセスポート１２を通して挿入されている。したがって、携帯用作業モジュール１６６は、圧縮された構成にあり、設置面積がインサート５４の設置面積以下である。図２３に示されるように、ロケーターロック部５１は、インサート５４の周面５５を超えて半径方向に延びないように後退する。図２４では、翼キャビティ１４０内でタスクを実行する携帯用作業モジュール１６６が図示される。図示されるように、ロケーターロック部５１は、翼キャビティ１４０の内装面２１６と係合し、ロケーターロック部５１がインサート５４の周面５５を越えて半径方向に延びる（例えば、ロッキングシリンダ１９２の作動によるなどして）。インサート５４は、アクセスポート１２内に嵌合するよう構成されるように、アクセスポート１２の開口部と実質的に類似のサイズ及び形状を有する。いくつかの例では、インサート５４はアクセスポート１２と摩擦嵌合してもよい。他の例では、インサート５４は、アクセスポート１２に対して軸方向に自由に動くことができるが、依然としてアクセスポート１２に対して静止状態を維持することができ（例えば、ロケーターロック部５１及び／又はロケーター止め具が翼の反対側の面にあるため）、携帯用作業モジュール１６６は、アクセスキャビティ１４０内でのその位置を知るための参照場所として、アクセスポート１２におけるその位置を使用するように構成される。
【００５６】
図２４は、延伸構成の携帯用作業モジュール１６６を示しており、伸縮アーム５２（又は他の直動関節４７）の遠位端領域３９がインサート５４及びアクセスポート１２から離れるように延びている。このようにして、携帯用作業モジュール１６６は、エンドエフェクタ４９（伸縮アーム５２の遠位端領域３９内の伸縮アーム５２に連結しうる）を翼キャビティ１４０の限られた空間内の１つ又は複数のターゲットサイト１８８に位置決めしうる。携帯用作業モジュール１６６のエンドエフェクタ４９が、それぞれの各ターゲット位置１８８で各タスクを実行すると、携帯用作業モジュール１６６は、エンドエフェクタ４９を次のそれぞれのターゲット位置１８８に移動させて、タスクを再び実行するように構成される。携帯用作業モジュール１６６は、携帯用作業モジュール１６６を翼キャビティ１４０から取り外したいとき（例えば、エンドエフェクタ４９が翼キャビティ１４０内の全ての所望のタスクを完了したとき）には、翼キャビティ１４０から取り外すために図２３に示す圧縮構成に戻されてもよい。図２４に示すように、いくつかの例では、携帯用作業モジュール１６６及び／又はエンドエフェクタ４９の関節の組み合わせによって、携帯用作業モジュール１６６のエンドエフェクタ４９は、翼キャビティ１４０内の実質的にすべての領域又は場所に達することができる。
【００５７】
図２５から図２７は、携帯用作業モジュール２２０の形態の、携帯用作業モジュール５０の別の例を示す。携帯用作業モジュール２２０は、限られた空間のアクセスポートを通して挿入されるように、図２５では、圧縮又は後退して示されている伸縮アーム５２の形態の直動関節４７を含む。図２６は、伸縮アーム５２が部分的に延びている携帯用作業モジュール２２０を示す。１つ又は複数の回転関節４５を含みうるリスト７０は、限られた空間内でかつ伸縮アーム５２に対してエンドエフェクタ４９を位置決め及び配向するために伸縮アーム５２に連結される。本明細書に記載の他の例と同様に、携帯用作業モジュール２２０は、使用時に、携帯用作業モジュール２２０の参照場所（例えば、エンドエフェクタ４９を位置決めするための）として機能しうるアクセスポート内に少なくとも部分的に位置決めするためのインサート５４を含む。図２７は、伸縮アーム５２がより完全な延伸構成の、エンドエフェクタ４９を含まない携帯用作業モジュール２２０を示す。
【００５８】
図２６に示すように、携帯用作業モジュール２２０は、８つの自由度を有するように構成される。リスト２２８（リスト７０の一例である）は、伸縮アーム５２の遠位端領域３９内に位置決めされ、限られた空間内で、伸縮アーム５２（並びにインサート５４及び基部３４）に対するエンドエフェクタ４９の位置及び配向を微調整するように構成された複数の他の関節を含む。例えば、図２６に示すように、リスト２２８は、矢印２３２で示すように、垂直軸２３０を中心にしてエンドエフェクタ４９を回転（偏揺れ）させるように構成された第１の回転関節４５ａを含む。第１の回転関節４５ａは、伸縮アーム５２に対して、説明したようにエンドエフェクタ４９を回転させるように構成される。リスト２２８は更に、矢印２３４で示すように、伸縮アーム５２に対してエンドエフェクタ４９を回転（縦揺れ）させるように構成された第２の回転関節４５ｂを含む。リスト２２８はまた、矢印２３６によって示されるように、長手方向軸（例えば、Ｘ軸２２３）の周りでのエンドエフェクタ４９の回転（横揺れ）のために構成された第３の回転関節４５ｃを含む。言い換えれば、リスト２２８は、複数の回転関節４５を含んでよく、その例は、第１の回転関節４５ａ、第２の回転関節４５ｂ、及び第３の回転関節４５ｃを含む。追加的に又は代替的に、リスト７０は、追加の又は代替の自由度を提供するように構成された１つ又は複数の追加の直動関節４７及び／又は回転関節４５を含みうる。例えば、リスト２２８は、伸縮アーム５２に対してエンドエフェクタ４９を垂直方向に（矢印２２２で示される方向に）並進運動させるよう構成された第１の直動（例えば線形）関節４７ａ（直動関節４７の一例である）を含む。いくつかの例では、携帯用作業モジュール２２０のエンドエフェクタ４９は、エンドエフェクタ４９の一部分の回転（偏揺れ）のためなどの、追加の回転関節（例えば、回転関節４５の一例である第４の回転関節４５ｄ）を含む。例えば、ノズル２３８は、伸縮アーム５２に対するエンドエフェクタ４９全体の他の自由度に加えて、エンドエフェクタ４９の残りの部分に対して回転するように構成されてもよい。
【００５９】
携帯用作業モジュール２２０は、例えば、第２の直動関節４７ｂ（直動関節４７の一例である）を介して、Ｚ軸２２１に沿って基部（例えば基部３４）に対して選択的に上げ下げ可能である（例えば、携帯用作業モジュール２２０は、矢印２２２で示される方向に基部３４に対して並進するように構成される）。携帯用作業モジュール２２０（例えば、伸縮アーム５２及びエンドエフェクタ４９）は、矢印２２４によって示されるように、基部３４（及びインサート５４）に対してＺ軸２２１の周りを選択的に回転してもよく、それによって、第５の回転関節４５ｅ（第５の回転関節４５の一例である）を介するなどして、エンドエフェクタ４９と共に伸縮アーム５２を偏揺れ回転させる。伸縮アーム５２（例えば、伸縮アーム５２の遠位端領域３９）は、選択的に、矢印２２６によって示される方向に基部３４から離れるように延び、基部３４に向かって収縮するように構成され、それによって、エンドエフェクタ４９を、（直動関節４７の一例である）第３の直動関節４７ｃを介するなどして、Ｘ軸２２３に沿ってインサート５４に向かって及びインサート５４から離れるように並進させる。これらの３つの自由度は、限られた空間内でのエンドエフェクタ４９の粗い調整及び位置決めのために構成され、リスト２２８の回転関節４５及び直動関節４７の精密な位置決めとともに使用されうる。
【００６０】
いくつかの例では、携帯用作業モジュール２２０は、基部３４に対して伸縮アーム５２、エンドエフェクタ４９、及び／又はリスト２２８を更に延長するように構成されたエアシリンダ２４０又は他のアクチュエータを含む（図２７）。いくつかの例では、エアシリンダ２４０は、伸縮アーム５２に対してリスト２２８又はリスト７０を追加的に延ばすように構成されうる。携帯用作業モジュール２２０のいくつかの例は、１つ又は複数の制御バルブ２４２を含み、制御バルブ２４２は、限られた空間のアクセスポートに対してインサート５４を固定するために１つ又は複数のロッキングシリンダ１９２を制御するように構成された、エア方向制御バルブ２４２であってもよく、それによって、携帯用作業モジュール２２０に参照場所を提供する。いくつかの特定の例では、携帯用作業モジュール２２０は、冗長制御バルブ２４２を含む。例えば、携帯用作業モジュール２２０は、アクセスポートに対する携帯用作業モジュール２２０のインサート５４の位置を固定する（例えば、ロックする）ように構成された２つのそれぞれの制御バルブ２４２を含むことができ、２つの異なるそれぞれの制御バルブ２４２は、携帯用作業モジュール２２０を１つ又は複数のタスクを実行している限られた空間から取り外すために、アクセスポートに対してインサート５４を係合解除（例えば、ロック解除）するように構成される。
【００６１】
図２８から図２９は、本開示による方法の例示的かつ非限定的な例を表すフローチャートを概略的に提供する。図２８及び図２９では、いくつかのステップが破線ボックスで示されており、そのようなステップがオプションでありうるか、又は本開示による方法のオプションのバージョンに対応しうることを示している。とはいえ、本開示によるすべての方法が、実線のボックスで示されたステップを含む必要があるわけではない。本明細書の説明から理解されるように、図２８及び図２９に示される方法及びステップは限定的なものではなく、他の方法及びステップは本開示の範囲内であり、例示されるステップより多い又は少ない数のステップを有する方法が含まれる。
【００６２】
図２８は、本開示による１つ又は複数の携帯用作業モジュール（例えば、携帯用作業モジュール２８）を使用して、限られた空間（例えば、限られた空間１７）内でタスクを実行する方法３００を示す。使用中、携帯用作業モジュールの一部（例えば、インサート５４）は、３０２でアクセスポートに対して携帯用作業モジュールのインサートを固定することなどによって、限られた空間のアクセスポート（例えば、アクセスポート１２）に対して固定される。いくつかの例では、３０２で携帯用作業モジュールを固定することは、１つ又は複数のロッキングシリンダ（例えば、ロッキングシリンダ１９２）を作動させ、それによってアクセスポートに対して１つ又は複数のロケーターロック部（例えば、ロケーターロック部５１）を係合することを含みうる。携帯用作業モジュールの直動関節（例えば、伸縮アーム５２）は、３０４において、インサートから離れ、３０６において携帯用作業モジュールのエンドエフェクタ（例えば、エンドエフェクタ４９）が１つ又は複数のタスクを実行する限られた空間内の位置まで延びうる。３０４で直動関節を延ばす前又は後に、３０８において、限られた空間内のターゲットサイトが特定されうる。例えば、いくつかの例では、タスクが実行されることになるターゲットサイトの位置は、限られた空間のアクセスポートの参照場所に基づいて計算されてもよい。追加的に又は代替的には、３０８でターゲットサイトを位置付けることは、スタッド位置、ファスナを受容するための穴、又は限られた空間内の他の位置などの所望のターゲットサイトを特定するために、携帯用作業モジュールの視覚システム（例えば、視覚システム４３）を使用することを含みうる。３０６で１つ又は複数のタスクを実行することは、限られた空間内で、スエージ加工、洗浄、密封剤、塗料又は他のコーティングの塗布、ナット若しくは他の構成要素の駆動、物体の移動及び／又は除去、把持、１つ又は複数のファスナ若しくは他の構成要素の取り付け、溶接、検出、監視、及び／又は視覚関連のタスクといった、任意の所望のタスクを実行することを含みうる。
【００６３】
いくつかの方法３００は、３１０で異物デブリを捕捉及び／又は除去することを含む。例えば、３０６でタスクを実行することが、取り付け中にナットから外れるカラー部分（例えば、カラー部分２１３）を有する壊れやすいナット（例えば、ナット１９６）を取り付けることを含む例では、３１０で異物デブリを捕捉及び／又は除去することは、カラー部分を捕捉すること（例えば、デブリキャッチャ２０２内で）及びカラー部分を携帯用作業モジュールのツールから取り外すことを含み、それによって、異物デブリが限られた空間内で確実に緩まないようにする。いくつかの方法３００では、３０６において、携帯用作業モジュールが、複数の異なるタスクを実行するように構成される。いくつかの方法３００において、携帯用作業モジュールは、３０６において同じタスクを複数回実行するように構成される。例えば、携帯用作業モジュールは、３０６で限られた空間内に複数のファスナを設置するように構成されてもよく、場合によっては３０６で、タスクを実行する各例の間に、３０８で次の設置場所を特定する。３０６で携帯用作業モジュールが１つ又は複数の所望のタスクを実行した後に、３１２で、携帯用作業モジュールの全体的な設置面積を後退構成に縮小するために伸縮アーム又は他の直動関節を後退させることなどによって、携帯用作業モジュールが圧縮されうる。次いで、３１４で、携帯用作業モジュール及び関連するインサートが、限られた空間から取り出されてもよい。例えば、３１４で携帯用作業モジュールを取り外すことは、ロッキングシリンダを作動解除し、それによってインサートの１つ又は複数のロケーターロック部を解放又は係合解除し、次いで限られた空間のアクセスポートを通してインサート及びエンドエフェクタを引き抜くことを含みうる。方法３００のステップは、いくつかの例では自律的又は半自律的に実行されうる。
【００６４】
図２９は、限られた空間内に複数のもろいナットを設置するなど、限られた空間内でタスクを実行する３０６方法の一具体例を示す。明確にするために、図２９の方法が順次説明されるが、ステップは、本明細書で説明したもの以外の複数の異なる順序で実行されてもよい。ナット保持フィンガ（例えば、ナット保持フィンガ１０２）などの携帯用作業モジュールのエンドエフェクタ又はツールは、３１６において（図１９に示す位置など）ナット再装填構成に移行する。３１６でツールがナット再装填構成に移動すると、又は３１６でツールがナット再装填構成に移動した後に、３１８で１つ又は複数のデブリキャッチャが、ツールからデブリを受け取るために定位置に移動する。例えば、デブリキャッチャピストン（例えば、デブリキャッチャピストン２０４）は、使用中のそれぞれのデブリキャッチャの開口部が、ナット保持フィンガに面して隣接するように、デブリキャッチャを動かすように構成されうる。３２０において、ナット供給器にそれぞれのナットが装填される。例えば、ナット供給ピストン（例えば、ナット供給ピストン１９８）は、ナット保持フィンガへの挿入のために、ナットカートリッジ（例えば、ナットカートリッジ１９４）からそれぞれのナットを移動させうる。次に、３２２において、ナット挿入ピストン（例えば、ナット挿入ピストン２００）がナットをナット保持フィンガに挿入し、それにより、ナット保持フィンガ内に以前に保持されていたデブリ（例えば、デブリ２１２）を、当該デブリ（図２０）を受け止めるように位置決めされたデブリキャッチャ内に同時に押す。
【００６５】
１つ又は複数のカメラ（例えば、カメラ１８４）が３２４で展開されて、限られた空間内でタスクを実行するためのターゲットサイトを特定する（図２１）。携帯用作業モジュールのエンドエフェクタ及び／又はリスト（例えば、リスト７０）の微動が３２６で計算され、カメラが３２８で後退する。携帯用作業モジュールの１つ又は複数の関節が３３０で作動され、限られた空間内のスタッド又は他の場所の上でナット保持フィンガを移動、配向、及び／又は位置決めする。例えば、３３０でナット保持フィンガを動かすことは、１つ又は複数の回転関節を回転させること、及び／又は１つ又は複数の直動関節を介してナット保持フィンガを並進させることを含みうる。いくつかの特定の例では、３３０でナット保持フィンガを動かすことは、ラチェット（例えば、ラチェット２０８）を延伸及び／又は旋回させること、伸縮アームに対してナット保持フィンガを並進運動させること、及び／又は伸縮アームに対するナット保持フィンガの縦揺れ、横揺れ及び／又は偏揺れを調整することを含みうる。
【００６６】
ナット保持フィンガがターゲットサイトに対して位置決めされる（例えば、図２２に示されるように位置決めされる）と、ナット保持フィンガによって保持されるナットは、ラチェットにトルクをかけることなどによって、３３２で取り付けられ、それにより、限られた空間内でスタッドにナットが駆動される。いくつかの例では、３３２でナットを取り付けることは、閾値トルクに達したときにナットからカラー部分を外すこと、及びカラー部分をナット保持フィンガ内に保持することを含む。次に、３１６で、ナット保持フィンガが、ナット再装填位置に戻される。いくつかの方法３００では、３３４において、ナットの取り付けを確認する（又はそうでなければ、所望のタスクの完了を確認する）ために、及び／又は次のタスク実行のために次の場所を確認するために、カメラが展開される。次いで、限られた空間内の複数のそれぞれのターゲット位置に複数のそれぞれのナットを取り付けるために、プロセスが１回又は複数回繰り返されうる。完了後に、図２８の方法３００に関して説明したように、携帯用作業モジュールは、限られた空間から取り出されてもよい。
【００６７】
本開示による発明対象の例示的かつ非限定的な例が、以下に列挙される段落に記載される。
Ａ１．  限られた空間内で１つ又は複数のタスクを実行するように構成された携帯用プログラマブルマシンであって、
伸縮アーム又はカウンタバランス式伸縮アームを備える第１の直動関節と、
伸縮アームを支持するように構成された基部であって、伸縮アームの遠位端領域が基部によって支持されておらず、かつ限られた空間内で１つ又は複数のタスクを実行するためのツールを保持し操作するように構成された関節式リストを有しており、伸縮アームの遠位端領域が、基部に対して並進されるように構成され、リストが、伸縮アームに対してツールを回転及び並進させるように構成された複数の関節を備える、基部と、
伸縮アームを回転させるように構成された第１の回転関節と、
ツールの位置決め、及び限られた空間内の１つ又は複数のタスクの実行を容易にするように構成された視覚システムと
を備え、
携帯用プログラマブルマシンが、ツールを位置決めし、かつ基部に対して伸縮アーム及びリストを選択的に移動させることを介して、自律的に及び／又は半自律的に１つ又は複数のタスクを実行するように構成され、
基部が、電源、並びに数値データを処理し、かつ伸縮アーム及びリストと通信し、伸縮アーム及びリストの移動を制御するように構成されたプログラマブルコンピュータを含む、携帯用プログラマブルマシン。
Ａ１．１  伸縮アームが、第１の長さを有する圧縮構成と第２の長さを有する延伸構成との間を伸びるように構成され、第２の長さが第１の長さを上回る、段落Ａ１に記載の携帯用プログラマブルマシン。
Ａ２．  ツールの位置決め、及び限られた空間内の１つ又は複数のタスクの実行を容易にするように構成された視覚システムを更に備える、段落Ａ１又はＡ１．１に記載の携帯用プログラマブルマシン。
Ａ３．  視覚システムが自律的である、段落Ａ２に記載の携帯用プログラマブルマシン。
Ａ４．  視覚システムからのフィードバックが、ツールを介して、ツールを遠隔的に位置決めし、及び／又は限られた空間内で１つ又は複数のタスクを実行するために、オペレータによってリアルタイムで利用される、段落Ａ２に記載の携帯用プログラマブルマシン。
Ａ５．  伸縮アームが近位端領域から遠位端領域まで延び、近位端領域が基部によって支持され、遠位端領域がツールを受け取り、関節接合し、支持するように構成される、段落Ａ１からＡ４のいずれかに記載の携帯用プログラマブルマシン。
Ａ６．  伸縮アームが、延伸構成に向かって伸縮アームを漸進的に延ばすように構成された複数のセクションを含む、段落Ａ１からＡ５のいずれかに記載の携帯用プログラマブルマシン。
Ａ７．  圧縮構成において、伸縮アームが、縮小された設置面積を有し、かつ少なくとも部分的にアクセスポートを通って限られた空間に挿入されるように構成され、延伸構成において、伸縮アームが、ツールを位置決めし、アクセスポートから間隔を空けて、限られた空間内のある位置で１つ又は複数のタスクを実行するように構成される、段落Ａ１からＡ６のいずれかに記載の携帯用プログラマブルマシン。
Ａ８．  基部が限られた空間に対して移動可能である、段落Ａ１からＡ７のいずれかに記載の携帯用プログラマブルマシン。
Ａ９．  リストの複数の関節が、伸縮アームに対してツールの偏揺れを調整するように構成された第１の回転関節を備える、段落Ａ１からＡ８のいずれかに記載の携帯用プログラマブルマシン。
Ａ１０．  リストの複数の関節が、伸縮アームに対してツールの縦揺れを調整するように構成された第２の回転関節を備える、段落Ａ１からＡ９のいずれかに記載の携帯用プログラマブルマシン。
Ａ１１．  リストの複数の関節が、伸縮アームに対してツールの横揺れを調整するように構成された第３の回転関節を備える、段落Ａ１からＡ１０のいずれかに記載の携帯用プログラマブルマシン。
Ａ１２．  リストの複数の関節が、伸縮アームに対してツールを並進させるように構成された第２の直動関節を備える、段落Ａ１からＡ１１のいずれかに記載の携帯用プログラマブルマシン。
Ａ１３．  リストに対してツールを回転させるように構成された第４の回転関節を備える、段落Ａ１からＡ１２のいずれかに記載の携帯用プログラマブルマシン。
Ａ１４．  第１の直動関節、第１の回転関節、及びリストの複数の関節の組み合わせが、限られた空間内でのツールの関節接合及び移動に対して少なくとも８つの自由度を提供するように構成される、段落Ａ１からＡ１３のいずれかに記載の携帯用プログラマブルマシン。
Ａ１４．１．  第１の直動関節に対してリストに追加の延伸を加えるように構成されたエアシリンダを更に備える、段落Ａ１からＡ１４のいずれかに記載の携帯用プログラマブルマシン。
Ａ１５．  伸縮アームが近位端領域から遠位端領域まで延び、近位端領域が基部によって支持され、遠位端領域がツールを受け取り、関節接合し、支持するように構成され、伸縮アームが、第１の長さを有する圧縮構成と第２の長さを有する延伸構成との間で延びるように構成され、第２の長さが第１の長さを上回り、圧縮構成において、伸縮アームが、縮小された設置面積を有し、かつ少なくとも部分的にアクセスポートを通って限られた空間に挿入されるように構成され、延伸構成において、伸縮アームが、ツールを位置決めし、アクセスポートから間隔を空けて、ツールを用いて限られた空間内のある位置で１つ又は複数のタスクを実行するように構成される、段落Ａ１からＡ１４．１のいずれかに記載の携帯用プログラマブルマシン。
Ａ１６．  ツールが限られた空間内で１つ又は複数のタスクを実行する間、アクセスポートに対して選択的に固定されるように構成されるインサートを更に備え、インサートが、アクセスポートに対して固定される間、アクセスポートに対して実質的に静止した状態を維持するように構成され、伸縮アームが、第１の直動関節及び第１の回転関節を介して、インサートに対して回転及び並進されるように構成され、携帯用プログラマブルマシンが、限られた空間内の位置を決定するための参照場所としてアクセスポートを利用するように構成される、段落Ａ１からＡ１５のいずれかに記載の携帯用プログラマブルマシン。
【００６８】
Ｂ１．  限られた空間内で１つ又は複数のタスクを実行するように構成された携帯用作業モジュールであって、
直動関節と、
直動関節と一体化された回転関節と、
限られた空間内で１つ又は複数のタスクを実行するためのエンドエフェクタであって、直動関節及び回転関節が、限られた空間内で１つ又は複数のタスクを実行するために、限られた空間内でエンドエフェクタを関節接合し位置決めするように構成される、エンドエフェクタと
を備える携帯用作業モジュール。
Ｂ２．  直動関節が複数の直動関節を備える、段落Ｂ１に記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ３．  回転関節が複数の回転関節を備える、段落Ｂ１又はＢ２に記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ４．  エンドエフェクタが限られた空間内で１つ又は複数のタスクを実行するとき、限られた空間内に少なくとも部分的に位置決めされるように構成される、段落Ｂ１からＢ３のいずれかに記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ５．  エンドエフェクタが移動して限られた空間内に位置付けられる間、エンドエフェクタのそれぞれの配向を維持するように構成される、段落Ｂ１からＢ４のいずれかに記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ６．  直動関節が、限られた空間内で伸縮するように構成された伸縮アームを備える、段落Ｂ１からＢ５のいずれかに記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ７．  エンドエフェクタが直動関節の遠位端領域内に連結され、遠位端領域が、反対側の近位端領域に対して伸縮するように構成され、それによって直動関節をそれぞれ延伸構成と後退構成との間で移行させる、段落Ｂ１からＢ６のいずれかに記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ８．  少なくとも部分的に限られた空間のアクセスポートを通して挿入されることによって、少なくとも部分的に限られた空間内に位置決めされるように構成される、段落Ｂ１からＢ７のいずれかに記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ９．  エンドエフェクタが、限られた空間内で１つ又は複数のタスクを実行する間、限られた空間のアクセスポートに対して選択的に固定されるように構成されたインサートを含む、段落Ｂ１からＢ８のいずれかに記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ９．１．        インサートが、アクセスポートに対して固定されている間、アクセスポートに対して実質的に静止した状態を維持するように構成される、段落Ｂ９に記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ１０．  アクセスポートが限られた空間内のエンドエフェクタの位置を決定するための参照場所として機能するよう構成されるように、インサートがアクセスポートに対して形状決定及びサイズ決定される、段落Ｂ９又はＢ９．１に記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ１１．  インサートが、アクセスポートに対して係合するときに、アクセスポートに対するインサートの動きを実質的に防止するように構成される１つ又は複数の係合特徴部を備える、段落Ｂ９又はＢ１０に記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ１２．  １つ又は複数の係合特徴部が、インサートの周面を超えて半径方向外側に延びる１つ又は複数のロケーターロック部を備える、段落Ｂ１１に記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ１３．  １つ又は複数のロケーターロック部が、限られた空間の内装面に係合するように構成される、段落Ｂ１２に記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ１４．  １つ又は複数の係合特徴部が、限られた空間の外装面に係合し、それによってアクセスポートに対する携帯用作業モジュールの軸方向の移動を制限するように構成されている１つ又は複数のロケーター止め具を備える、段落Ｂ１１からＢ１３のいずれかに記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ１５．  エンドエフェクタが限られた空間内で１つ又は複数のタスクを実行した後に、インサートがアクセスポートから選択的に取り外され、それによって携帯用作業モジュールを限られた空間から取り外すことを容易にするように構成される、段落Ｂ９からＢ１４のいずれかに記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ１６．  携帯用作業モジュールが、延伸構成と圧縮構成との間で選択的に移行するように構成され、圧縮構成では、携帯用作業モジュールが、限られた空間のアクセスポートを通して挿入されるように構成され、延伸構成では、エンドエフェクタが、インサートから離間して配置された、限られた空間内でタスクを実行するように構成される、段落Ｂ１からＢ１５のいずれかに記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ１７．  直動関節が、直動関節を延伸構成に向かって漸進的に延ばすように構成された複数のセクションを備える、段落Ｂ１からＢ１６のいずれかに記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ１８．  エンドエフェクタが、限られた空間内で複数のタスクを実行するように構成され、複数のタスクのそれぞれの各タスクが、限られた空間の異なるそれぞれのターゲットサイトで実行される、段落Ｂ１からＢ１７のいずれかに記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ１９．  携帯用作業モジュールが、エンドエフェクタに対して少なくとも６つの自由度及び／又はエンドエフェクタに対して少なくとも８つの自由度を提供するように構成される、段落Ｂ１からＢ１８のいずれかに記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ２０．  ターゲットサイトでタスクが実行された後に、限られた空間内のターゲットサイトを検査するように構成された、及び／又は限られた空間内にターゲットサイトを配置するように構成された視覚システムを更に備える、段落Ｂ９からＢ１９のいずれかに記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ２１．  視覚システムが手動で操作される、段落Ｂ２０に記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ２２．  視覚システムが自律的又は半自律的である、段落Ｂ２０に記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ２２．１．  視覚システムが、エンドエフェクタに対して伸縮するように構成された１つ又は複数のカメラを備える、段落Ｂ２０からＢ２２のいずれかに記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ２２．２．  視覚システムが、限られた空間内のターゲットサイトを少なくとも２つの異なる角度から見るように構成される、段落Ｂ２０からＢ２２．１のいずれかに記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ２２．３．  視覚システムが、視覚システムのそれぞれのカメラごとにそれぞれのカメラ延伸ピストンを備え、それぞれのカメラ延伸ピストンの各々が、直動関節に対してそれぞれのカメラを並進させるように構成される、段落Ｂ２０からＢ２２．２のいずれかに記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ２２．４．  視覚システムが、携帯用作業モジュールの設置面積を最小にするために、エンドエフェクタに対して位置決めされる、段落Ｂ２０からＢ２２．３のいずれかに記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ２３．  エンドエフェクタが、直動関節の遠位端領域内に連結された複数のエンドエフェクタを含む、段落Ｂ１からＢ２２．４のいずれかに記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ２４．  直動関節が伸縮アームを備え、回転関節が複数の回転関節を有するリストを含み、リストが伸縮アームに対してエンドエフェクタを関節接合させるように構成される、段落Ｂ１からＢ２３のいずれかに記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ２５．  リストが、伸縮アームに対してエンドエフェクタを並進、回転、及び／又は旋回させるように構成される、段落Ｂ２４に記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ２５．１．  リストが、伸縮アームに対してエンドエフェクタの横揺れ、縦揺れ、及び／又は偏揺れを調整するように構成される、段落Ｂ２４又は２５に記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ２５．２．  伸縮アームに対してリストの追加の延伸を提供するように構成されたエアシリンダを更に備える、段落Ｂ２４からＢ２５．１のいずれかに記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ２６．  直動関節は、１つ又は複数の追加の直動関節を更に備える、段落Ｂ２４からＢ２５．２のいずれかに記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ２７．  リストが１つ又は複数の追加の直動関節を含む、段落Ｂ２６に記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ２８．  直動関節が伸縮アームを含み、伸縮アームが、限られた空間へのアクセスを提供するように構成されたアクセスポートと係合するように構成されたインサートに対して、回転及び／又は並進するように構成される、段落Ｂ１からＢ２７のいずれかに記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ２９．  エンドエフェクタが、１つ又は複数のスエージガン、洗浄ツール、密封剤ツール、ナット駆動ツール、ドリル、グリッパー、設置ツール、コーティング又は塗装ツール、溶接ツール、カメラ又は視覚ツール、センサ、材料除去ツール、及び／又は他の望ましいツール又は付属品を備える、段落Ｂ１からＢ２８のいずれかに記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ３０．  エンドエフェクタによる限られた空間内に設置するための複数のナットを格納するように構成された少なくとも１つのナットカートリッジを更に備える、段落Ｂ１からＢ２９のいずれかに記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ３１．  複数のナットが、ナットが取り付けられるときにそれぞれのナットごとのそれぞれのカラー部分がナットから外れるように構成されたもろいナットを含む、段落Ｂ３０に記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ３２．  エンドエフェクタが、それぞれのナットの取り付け後にカラー部分を保持するように構成され、かつ限られた空間からカラー部分を取り外すように構成される、段落Ｂ３１に記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ３３．  エンドエフェクタが、一度に１つずつ、複数のそれぞれの構成要素を限られた空間内に設置するように構成され、かつ構成要素のそれぞれの設置ごとに生じるそれぞれのデブリの破片を保持するよう更に構成される、段落Ｂ１からＢ３２のいずれかに記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ３４．  それぞれの構成要素が前のそれぞれの構成要素のそれぞれの各設置後にエンドエフェクタ内に再装填されるように、エンドエフェクタが構成される、段落Ｂ３３に記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ３５．  それぞれの構成要素の各設置後にエンドエフェクタ内に保持されるそれぞれのデブリの破片が、エンドエフェクタに再装填されるそれぞれの各構成要素と実質的に同時に除去されるように、エンドエフェクタが構成される、段落Ｂ３４に記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ３６．  １つ又は複数のデブリキャッチャを更に備え、１つ又は複数のデブリキャッチャが、エンドエフェクタからデブリの破片を受け取り、限られた空間からデブリの破片を除去するように構成される、段落Ｂ１からＢ３５のいずれかに記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ３７．  １つ又は複数のデブリキャッチャは、直動関節に対するエンドエフェクタの動きとの干渉を実質的に回避するために、デブリキャッチャがエンドエフェクタからデブリの破片を受け取るように構成される第１の構成と、デブリキャッチャがエンドエフェクタに対して位置決めされる第２の構成との間で移行するように構成される、段落Ｂ３６に記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ３８．  エンドエフェクタを駆動し、限られた空間内に構成要素を取り付けるように構成された駆動機構を更に備える、段落Ｂ１からＢ３７のいずれかに記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ３８．１．  駆動機構がラチェットを備える、段落Ｂ３８に記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ３９．  直動関節が伸縮アームを備え、駆動機構が、伸縮アームに対して選択的に並進し、それによって伸縮アームに対してエンドエフェクタを選択的に並進させるように構成される、段落Ｂ３８又はＢ３８．１に記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ４０．  エンドエフェクタが、携帯用作業モジュールから選択的に取り外し可能であるように構成され、かつ異なるそれぞれのエンドエフェクタと選択的に交換されるように構成される、段落Ｂ１からＢ３９のいずれかに記載の携帯用作業モジュール。
Ｂ４１．  エンドエフェクタが、航空機翼の翼キャビティ内で１つ又は複数のタスクを実行するように構成される、段落Ｂ１からＢ４０のいずれかに記載の携帯用作業モジュール。
【００６９】
Ｃ１．  段落Ｂ１からＢ４１のいずれかに記載の携帯用作業モジュールを備え、携帯用作業モジュールを少なくとも部分的に限られた空間内に移動させ、限られた空間内で１つ又は複数のタスクを実行するように構成される、携帯用プログラマブル作業マシン。
Ｃ２．  直動関節を支持する基部であって、直動関節が、近位端領域と、近位端領域の反対側の遠位端領域とを含み、基部が近位端領域を支持し、遠位端領域が基部に対して並進及び回転するように構成される、基部
を更に備える、段落Ｃ１に記載の携帯用プログラマブル作業マシン。
Ｃ３．  直動関節が、近位端領域内で基部に連結される、段落Ｃ２に記載の携帯用プログラマブル作業マシン。
Ｃ４．  伸縮アームの遠位端領域が、限られた空間内で１つ又は複数のタスクを実行するためにエンドエフェクタを位置決め及び配向するように構成される、段落Ｃ１からＣ３のいずれかに記載の携帯用プログラマブル作業マシン。
Ｃ５．  限られた空間内で１つ又は複数のタスクを自律的に又は半自律的に実行するように構成される、段落Ｃ１からＣ４のいずれかに記載の携帯用プログラマブル作業マシン。
Ｃ６．  充電式バッテリ、電源、及び／又は直動関節及び／又は直動関節と一体化されたリストの動きに電力供給し及び／又は制御するように構成されたプログラマブルコンピュータを更に備える、段落Ｃ１からＣ５のいずれかに記載の携帯用プログラマブル作業マシン。
Ｃ７．  基部が限られた空間のアクセスポートに対して携帯可能である、段落Ｃ１からＣ６のいずれかに記載の携帯用プログラマブル作業マシン。
Ｃ８．  基部に対して携帯用作業モジュールを支持し移動するように構成された可動アーム支持体を備える、段落Ｃ１からＣ７のいずれかに記載の携帯用プログラマブル作業マシン。
Ｃ９．  可動アーム支持体を支持し、可動アーム支持体を基部に連結するように構成された固定アーム支持体を更に含む、段落Ｃ８に記載の携帯用プログラマブル作業マシン。
【００７０】
Ｄ１．  段落Ｃ１−Ｃ９のいずれかに記載のプログラマブル作業マシン
を備えるシステム。
Ｄ２．  複数のエンドエフェクタを更に備え、複数のエンドエフェクタのうちの各エンドエフェクタが、プログラマブル作業マシンの携帯用作業モジュールに連結されるように構成されている、段落Ｄ１に記載のシステム。
Ｄ３．  複数のエンドエフェクタのうちの各エンドエフェクタが、直動関節の遠位端領域内で、携帯用作業モジュールの直動関節に連結されるように構成される、段落Ｄ２に記載のシステム。
Ｄ４．  複数のエンドエフェクタのうちの各エンドエフェクタそれぞれが、プログラマブル作業マシンから選択的に取り外されるよう構成され、かつ複数のエンドエフェクタの異なるそれぞれのエンドエフェクタによって選択的に置き換えられるよう構成されるように、複数のエンドエフェクタが、モジュール式で交換可能に構成されている、段落Ｄ２又はＤ３に記載のシステム。
Ｄ５．  複数のエンドエフェクタのうちの各エンドエフェクタのそれぞれが、スエージガン、洗浄ツール、密封剤ツール、ナット駆動ツール、ドリル、グリッパー、設置ツール、コーティング又は塗装ツール、溶接ツール、カメラ又は視覚ツール、センサ、及び材料除去ツールのうちの１つ又は複数を備える、段落Ｄ２からＤ４のいずれかに記載のシステム。
Ｄ６．  複数のエンドエフェクタを更に備え、プログラマブル作業マシンが、各エンドエフェクタのそれぞれがプログラマブル作業マシンから選択的に取り外されるよう構成されるように構成され、複数のエンドエフェクタのうちの各エンドエフェクタのそれぞれが、プログラマブル作業マシンに選択的に結合されるように構成される、段落Ｄ１からＤ５のいずれかに記載のシステム。
Ｄ７．  複数のエンドエフェクタのうちの各エンドエフェクタのそれぞれが、段落Ｂ１からＢ４１のいずれかに記載のそれぞれの携帯用作業モジュールである、段落Ｄ６に記載のシステム。
【００７１】
Ｅ１．  段落Ｂ１−Ｂ４１のいずれかに記載の携帯用作業モジュールを提供することと、
携帯用作業モジュールのエンドエフェクタを使用して、限られた空間内で１つ又は複数のタスクを実行することと
を含む方法。
Ｅ１．１．  １つ又は複数のタスクを実行することが、限られた空間内で所与のタスクを複数回実行することを含む、段落Ｅ１に記載の方法。
Ｅ１．２．  １つ又は複数のタスクを実行することが、限られた空間内で複数の異なるタスクを実行することを含む、段落Ｅ１又はＥ１．１に記載の方法。
Ｅ２．  携帯用作業モジュールを携帯用プログラマブル作業マシンに連結することを更に含み、携帯用プログラマブル作業マシンが、携帯用作業モジュールを少なくとも部分的に限られた空間内に移動させ、限られた空間内で１つ又は複数のタスクを実行するように構成される、段落Ｅ１からＥ１．２のいずれかに記載の方法。
Ｅ３．  携帯用プログラマブル作業マシンが、段落Ｃ１からＣ９のいずれかに記載の携帯用プログラマブル作業マシンである、段落Ｅ２に記載の方法。
Ｅ４．  限られた空間内で１つ又は複数の作業を行うことが、スエージ加工、洗浄、密封剤、塗料又は他のコーティングの塗布、ナット若しくは他の構成要素の駆動、物体の移動及び／又は除去、把持、１つ又は複数のファスナ若しくは他の構成要素の取り付け、溶接、検出、監視、及び／又は視覚関連のタスクを含む、段落Ｅ１からＥ３のいずれかに記載の方法。
Ｅ５．  限られた空間が航空機の一部である、段落Ｅ１からＥ４のいずれかに記載の方法。
Ｅ６．  限られた空間が航空機翼の翼キャビティである、段落Ｅ１からＥ５のいずれかに記載の方法。
Ｅ７．  限られた空間のアクセスポートに対して携帯用作業モジュールのインサートを固定することを更に含む、段落Ｅ１からＥ６のいずれかに記載の方法。
Ｅ８．  アクセスポートに対してインサートを固定することが、１つ又は複数のロッキングシリンダ並びに１つ又は複数の関連するロケーターロック部を作動させることを含む、段落Ｅ７に記載の方法。
Ｅ９．  携帯用作業モジュールのインサートを少なくとも部分的に限られた空間のアクセスポートに挿入することを更に含む、段落Ｅ１からＥ８のいずれかに記載の方法。
Ｅ１０．  限られた空間の前記アクセスポートによって画定された参照場所に基づいて、限られた空間に対する携帯用作業モジュールのエンドエフェクタの所望の位置を計算することを更に含む、段落Ｅ１からＥ９のいずれかに記載の方法。
Ｅ１０．１．  携帯用作業モジュールのリストを介して及び／又は携帯用作業モジュールの直動関節を介して、エンドエフェクタを所望の位置に移動、関節接合、並進、回転、及び／又は旋回させることを更に含み、直動関節が伸縮アームを備える、段落Ｅ１０に記載の方法。
Ｅ１０．２．  リストが複数の回転関節を備える、段落Ｅ１０．１に記載の方法。
Ｅ１０．３．  リストが１つ又は複数の直動関節を備える、段落Ｅ１０．１又はＥ１０．２に記載の方法。
Ｅ１１．  限られた空間のアクセスポートによって画定された参照場所に基づいて、限られた空間内のターゲットサイトの位置を計算することを更に含む、段落Ｅ１からＥ１０．３のいずれかに記載の方法。
Ｅ１２．  更に、少なくとも部分的に限られた空間内に挿入するために、携帯用作業モジュールの直動関節を圧縮構成まで後退させることを含む、段落Ｅ１からＥ１１のいずれかに記載の方法。
Ｅ１３．  エンドエフェクタを限られた空間内のターゲットサイトに位置決めするために、携帯用作業モジュールの直動関節の遠位端領域を携帯用作業モジュールのインサートから離れるように延ばすことを更に含む、段落Ｅ１からＥ１２のいずれかに記載の方法。
Ｅ１４．  携帯用作業モジュールの直動関節を携帯用作業モジュールのインサートに対して回転させることを更に含む、段落Ｅ１からＥ１３のいずれかに記載の方法。
Ｅ１５．  限られた空間内にターゲットサイトを配置するために、及び／又は限られた空間内のターゲットサイトで１つ又は複数のタスクを実行した後にターゲットサイトを検査するために、視覚システムを使用することを更に含む、段落Ｅ１からＥ１４のいずれかに記載の方法。
Ｅ１６．  １つ又は複数のタスクを実行することが、限られた空間内に第１のファスナを取り付けることを含む、段落Ｅ１からＥ１５のいずれかに記載の方法。
Ｅ１７．  限られた空間内に第１のファスナを設置することが、第１のファスナを設置した後にエンドエフェクタ内にデブリの破片を保持することを含み、第１のファスナの取り付け中に、デブリの破片が第１のファスナから外れる、段落Ｅ１６に記載の方法。
Ｅ１８．  エンドエフェクタからデブリの破片を除去することと、携帯用作業モジュール内にデブリの破片を捕捉することとを更に含む、段落Ｅ１７に記載の方法。
Ｅ１９．  第１のファスナを設置した後に、後続のファスナをエンドエフェクタに装填することを更に含み、エンドエフェクタからデブリの破片を除去することが、後続のファスナを装填することと実質的に同時に行われる、段落Ｅ１８に記載の方法。
Ｅ２０．  携帯用作業モジュールの直動関節を圧縮構成に後退させることと、
限られた空間のアクセスポートから携帯用作業モジュールのインサートを取り外すことと
を含み、直動関節を後退させることが、限られた空間内で１つ又は複数のタスクを実行した後に実行される、段落Ｅ１からＥ１９のいずれかに記載の方法。
Ｅ２１．  アクセスポートからインサートを取り外すことが、携帯用作業モジュールの１つ又は複数のロッキングシリンダを作動させないことを含む、段落Ｅ２０に記載の方法。
Ｅ２２．  エンドエフェクタが後続のファスナをエンドエフェクタ内に装填するファスナ再装填構成と、エンドエフェクタが後続のファスナを限られた空間内で処理するファスナ処理構成との間で携帯用作業モジュールのエンドエフェクタを移行させることを更に含む、段落Ｅ１からＥ２１のいずれかに記載の方法。
Ｅ２３．  エンドエフェクタがファスナ再装填構成にあるときに、エンドエフェクタの１つ又は複数のデブリキャッチャをエンドエフェクタからデブリ片を受け取る位置に移動させることを更に含む、段落Ｅ２２に記載の方法。
Ｅ２４．  タスクを実行することが、携帯用作業モジュールの駆動機構を介してエンドエフェクタを駆動することを含む、段落Ｅ１からＥ２３のいずれかに記載の方法。
Ｅ２５．  携帯用作業モジュールの直動関節に対して駆動機構を並進させること及び／又は旋回させることを更に含む、段落Ｅ２４に記載の方法。
【００７２】
Ｆ１．  限られた空間内でタスクを実行するように構成されたロボットエンドエフェクタであって、タスクを実行するごとにデブリ片が発生し、
ロボットエンドエフェクタによるタスクの各実行後に、ロボットエンドエフェクタ内にデブリ片を保持するように構成されたデブリ保持構造と、
タスクの各実行後に、デブリ保持構造からデブリ片を受け取るように構成されたデブリキャッチャと、
タスクの各実行後に、デブリ保持構造からデブリキャッチャまでデブリ片を選択的に移動するように構成された作動機構と
を備えるロボットエンドエフェクタ。
Ｆ２．  デブリキャッチャは、ロボットエンドエフェクタを限られた空間から取り外すまで、デブリ片を保持するように構成され、それによって、限られた空間からデブリ片を取り除く、段落Ｆ１に記載のロボットエンドエフェクタ。
Ｆ３．  作動機構が、それぞれの各デブリ片をデブリキャッチャ内に移動させるのと実質的に同時に、それぞれのファスナをデブリ保持構造内に位置決めするよう更に構成される、段落Ｆ１又はＦ２に記載のロボットエンドエフェクタ。
Ｆ４．  ファスナが壊れやすいナットを含み、ロボットエンドエフェクタが、限られた空間内に複数の壊れやすいナットを取り付けるように構成され、それぞれの各壊れやすいナットのそれぞれの各取り付けが、取り付け中に壊れやすいナットから分離するカラー部分を含むデブリ片を生成し、デブリ保持構造が、それぞれの壊れやすいナットのそれぞれの各取り付け後にカラー部分を保持するように構成され、作動機構が、各取り付け後に新しいそれぞれの壊れやすいナットをデブリ保持構造内に位置決めしつつ、カラー部分を以前の取り付けからデブリキャッチャ内に実質的に同時に移動させるように構成される、段落Ｆ３に記載のロボットエンドエフェクタ。
Ｆ５．  ロボットエンドエフェクタが、限られた空間内で、複数の壊れやすいファスナを一度に一つずつ取り付けるように構成され、それぞれの壊れやすいファスナのそれぞれの各取り付けが、それぞれのデブリ片を生成し、ロボットエンドエフェクタが、それぞれの各壊れやすいファスナが限られた空間内に取り付けられるまで、複数の壊れやすいファスナを保管するように構成されたナットカートリッジを更に備える、段落Ｆ１からＦ４のいずれかに記載のロボットエンドエフェクタ。
Ｆ６．  限られた空間内で壊れやすいファスナを駆動取り付けるように構成され、デブリ保持構造を選択的に並進させるように構成された駆動機構を更に含む、段落Ｆ１からＦ５のいずれかに記載のロボットエンドエフェクタ。
Ｆ７．  限られた空間内で伸縮するように構成された伸縮アームを備える直動関節と、
伸縮アームと一体化した複数の回転関節であって、直動関節及び回転関節が、限られた空間内で１つ又は複数のタスクを実行するために、限られた空間内でロボットエンドエフェクタを関節接合し位置決めするように構成され、ロボットエンドエフェクタが伸縮アームの遠位端領域内に連結され、遠位端領域が、伸縮アームの反対側の近位端領域に対して伸縮するように構成され、それによって伸縮アームをそれぞれ延伸構成と後退構成との間で移行させる、複数の回転関節と、
ロボットエンドエフェクタが限られた空間内で１つ又は複数のタスクを実行する間、限られた空間のアクセスポートに対して選択的に固定されるインサートであって、インサートが、アクセスポートに対して固定されている間、アクセスポートに対して実質的に静止した状態を維持するように構成され、伸縮アームがインサートに対して回転及び並進されるように構成され、ロボットエンドエフェクタが、限られた空間内の位置を決定するための参照場所としてアクセスポートを利用するように構成される、インサートと
を備える作業モジュールと組み合わせた、段落Ｆ１からＦ６のいずれかに記載のロボットエンドエフェクタ。
Ｆ８．  複数の回転関節がリストを含み、リストが伸縮アームに対してロボットエンドエフェクタの横揺れ、縦揺れ、及び偏揺れを調整するように構成され、リストが１つ又は複数の追加の直動関節を含む、段落Ｆ７に記載のロボットエンドエフェクタ。
Ｆ９．  段落Ａ１からＡ１６又は段落Ｃ１からＣ９のいずれかに記載の携帯用プログラマブルマシンと組み合わせた、段落Ｆ１からＦ８のいずれかに記載のロボットエンドエフェクタ。
Ｆ１０．  段落Ｂ１からＢ４１のいずれかに記載の携帯用作業モジュールと組み合わせた、段落Ｆ１からＦ９のいずれかに記載のロボットエンドエフェクタ。
Ｆ１１．  エンドエフェクタが、伸縮アームを介して移動し限られた空間内に位置付けられる間、それぞれの配向を維持するように構成される、段落Ｆ１からＦ１０のいずれかに記載のロボットエンドエフェクタ。
Ｆ１２．  ロボットエンドエフェクタに関連するインサートが、アクセスポートに対して係合するときに、アクセスポートに対するインサートの動きを実質的に防止するように構成される１つ又は複数の係合特徴部を備える、段落Ｆ１からＦ１１のいずれかに記載のロボットエンドエフェクタ。
Ｆ１３．  ロボットエンドエフェクタが、限られた空間内で複数のタスクを実行するように構成され、複数のタスクのそれぞれの各タスクが、限られた空間の異なるそれぞれのターゲットサイトで実行され、ターゲットサイトでタスクが実行された後に、限られた空間内のそれぞれの各ターゲットサイトを検査するように構成された視覚システムを更に備え、視覚システムが限られた空間内にそれぞれの各ターゲットサイトを特定するよう更に構成され、視覚システムが、ロボットエンドエフェクタに対して伸縮するように構成された１つ又は複数のカメラを備える、段落Ｆ１からＦ１２のいずれかに記載のロボットエンドエフェクタ。
【００７３】
Ｇ１．  限られた空間内で１つ又は複数のタスクを実行するための、段落Ａ１からＡ１６又は段落Ｃ１からＣ９のいずれかに記載の携帯用プログラマブルマシンの使用。
Ｇ２．  限られた空間内で１つ又は複数のタスクを実行するための、段落Ｂ１からＢ４１のいずれかに記載の携帯用プログラマブルマシンの使用。
Ｇ３．  限られた空間内で１つ又は複数のタスクを実行するための、段落Ｆ１からＦ１３のいずれかに記載のロボットエンドエフェクタの使用。
【００７４】
本明細書において、「適合し（ａｄａｐｔｅｄ）」及び「構成され（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ）」という用語は、要素、構成要素、又はその他の対象が、所与の機能を果たすよう設計され、かつ／又は意図されていることを意味する。ゆえに、「適合し」及び「構成され」という用語の使用は、所与の要素、構成要素、又は他の対象が、単に所与の機能を果たすことが「可能である（ｃａｐａｂｌｅ  ｏｆ）」ことを意味すると解釈すべきではなく、これらの要素、構成要素、及び／又は他の対象が、その機能を果たすという目的のために、特に選択され、作り出され、実装され、利用され、プログラミングされ、かつ／又は設計されていることを意味すると、解釈すべきである。特定の機能を果たすよう適合していると記載されている要素、構成要素、及び／又は他の記載対象が、追加的又は代替的に、その機能を果たすよう構成されていると説明されうること、及びその逆も、本開示の範囲に含まれる。同様に、特定の機能を果たすよう構成されると記載されている対象は、追加的又は代替的に、その機能を果たすよう動作可能であるとも説明されうる。
【００７５】
本明細書において、「選択的な（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ）」及び「選択的に（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌｙ）」という用語は、装置の１つ又は複数の構成要素の動作、動き、構成、又は他の作動、或いは、装置の１つ又は複数の特性を改変する場合に、その特定の動作、動き、構成又は他の作動が、装置の一態様或いは１つ又は複数の構成要素をユーザが操作した直接的又は間接的な結果であることを意味する。
【００７６】
本明細書で使用するとき、第１の実在物と第２の実在物との間に置かれる用語「及び／又は（ａｎｄ／ｏｒ）」は、（１）第１の実在物、（２）第２の実在物、並びに（３）第１の実在物及び第２の実在物のうちの１つを意味する。「及び／又は」で列挙された複数の実在物は、同じように解釈すべきである。すなわち、実在物のうちの「１つ又は複数」はそのように等位接続される（ｓｏ  ｃｏｎｊｏｉｎｅｄ）。具体的に識別されるそれらの実在物に関連しているかどうかにかかわらず、「及び／又は」の文節によって具体的に識別される実在物以外の他の実在物が、オプションで存在してもよい。したがって、非限定的な例として、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」といった制限のない言語と併用されるときの「Ａ及び／又はＢ」への言及は、一例では、Ａのみ（オプションでＢ以外の実在物を含む）を指し、別の例では、Ｂのみ（オプションでＡ以外の実在物を含む）を指し、更に別の例では、ＡとＢの両方（オプションで他の実在物を含む）を指すことがある。これらの実在物は、要素、動作、構造、ステップ、工程、値などを指すことがある。
【００７７】
本明細書で開示される装置の様々な開示要素及び方法のステップは、本開示による装置及び方法の全てに必要とされるわけではなく、本開示は、本明細書で開示される様々な要素及びステップの、新規性及び進歩性を有する組み合わせ及び部分的組み合わせの全てを含む。更に、本明細書で開示される様々な要素及びステップのうちの１つ又は複数は、開示される装置又は方法の全体とは別個の、独立した発明主題を規定しうる。したがって、かかる発明主題は、本明細書で明示的に開示される特定の装置及び方法に関連する必要はなく、かつ、かかる発明主題により、本明細書で明示的に開示されていない装置及び／又は方法における有用性が見出されることもある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【外国語明細書】
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