具体实施方式

驱动系统被设计成使得滑架10或滑架的连接阵列或连接系从支撑结构悬挂，该支撑结构结合了安装在工作空间(比如，起居室或仓库)上方的水平框架。滑架是计算机控制的，并且可以沿着轨道的正交阵列在框架的平面上沿X方向或Y方向移动。滑架可以悬挂地支撑各种机械手，比如机器人臂、并联机器人或电缆驱动的机器人，这些机械手在本领域中是已知的，将不以任何细节进一步描述。这些机械手允许在框架之下的工作空间中在计算机控制下执行各种任务，同时使大部分空间不受阻碍。图8示出了此驱动系统可以如何与机器人装置92一起使用以提供完整的机器人系统。

机器人驱动系统包括：支撑结构2，该支撑结构支撑着被限定在水平框架内的天花板平面4；以及导轨平面6，该导轨平面平行于天花板平面4且在其下方。天花板平面由正方形瓦片8的阵列组成。瓦片8为系统内使用的滑架10提供电连接。栓钉14的阵列由框架支撑。这些栓钉一起工作以限定导轨20，该导轨限定了在导轨平面6的X方向和Y方向上的轨道22、24。滑架10具有用于容纳电动马达和其他控制设备的立方体壳体26。立方体壳体被支撑在导轨平面6与天花板平面4之间，如图7最佳所示的。壳体26具有颈部28，该颈部承载着矩形链轮30和在导轨平面之下的连接板32，该连接板允许其他机器人装置连接到滑架10。连接板32可以为滑架的阵列所共用，所有滑架一起同步移动以提供对重型装置的支撑，参见图8。链轮具有突出的V形轮廓。

滑架10可以是计算机控制的，以在由栓钉14的设计而形成的轨道上平稳地移动。这是通过以下实现的，即一起确定栓钉和滑架的尺寸、以及通过设计滑架重量分配从而滑架的重心总是在栓钉凸缘上或在两个接触的栓钉凸缘之间以便当滑架跨在两个栓钉之间时防止滑架滚动或倾斜。移动稳定性是通过限制滑架本体和栓钉凸缘的尺寸与两个栓钉凸缘之间的开放空间的比率产生的。使滑架本体侧尺寸比两个栓钉凸缘之间的距离大两倍而产生稳定的构型。

滑架支撑其他机器人装置，比如机器人臂、并联机器人或电缆驱动的机器人。

现在将分别更详细描述驱动系统的部件。

支撑结构

支撑结构2在图1和图2中最佳展示。在此示例中，天花板平面4由矩形骨架框架40限定，该矩形骨架框架由焊接在一起的工字型截面梁组成并且四个角由柱42支撑。应理解的是，在结构覆盖大面积的情况下，可能需要沿着框架侧面的额外的柱。并联的工字型梁肋44从一侧到另一侧横穿骨架框架。这些肋可以位于X方向或Y方向。骨架框架40可以在适当情况下内置到建筑物的天花板中。然而，被支撑在柱42上的结构允许该结构被正确地工程设计成支撑预期的负载，并允许系统在现有的建筑物中使用。

天花板平面4进一步由瓦片8的阵列限定。每个瓦片都是正方形或矩形的，其尺寸被确定成在相邻的肋44之间被支撑。瓦片8的下驱动表面46(参见图4)具有对角接触板48、50，这些对角接触板交替地连接到电力供应的正触点和负触点。这些板48、50与相邻的瓦片的对应的板协作，使得天花板平面的整个下表面被交替的电接触表面覆盖。每个滑架10在每个拐角处配备有接触刷54。对角接触板的间距以及刷的间距使得任何一个滑架的刷总是与具有相反的极的板接触，以便以类似于碰碰车的方式获取用于滑架的电力。电流被馈送通过滑架中的整流电路，该整流电路允许独立于滑架所处位置的恒定直流电源。

每个瓦片8可以具有中心孔60，瓦片可以通过该中心孔而被栓接至栓钉14。瓦片由栓钉支撑。可以在瓦片中从中心孔60到相邻边缘形成狭槽，使得这些狭槽可以围绕栓钉定位。瓦片还可以被布置使得其在拐角处具有切口，从而四个瓦片被连接到每个栓钉。在这种构型中，矩形瓦片在每个拐角处都具有栓钉。由瓦片形成的天花板平面必须足够硬以抵抗移动的滑架所施加的力，并且应当理解，从栓钉或从支撑框架来支撑瓦片的各种设计可能性是可能的。

栓钉和导轨

导轨平面6在天花板平面4的下方间隔开。导轨20由在X方向和Y方向上的正交轨道22和24组成。导轨由栓钉14限定。每个单独的栓钉由框架支撑。

如图3和图4所示，每个栓钉14具有中空的中央杆64，该中空的中央杆在导轨平面的水平处由一对矩形凸缘66、68围绕，该对矩形凸缘的尺寸被确定成略微小于上方的瓦片的尺寸，以便允许滑架颈部28通过。如图所示，在凸缘之间，杆被成形为限定带有锯齿状的V形轮廓的圆形卷轴70(参见图7)，该圆形卷轴与滑架10的链轮30的形状相互作用或匹配，以为滑架10提供对齐和引导。轮廓与规定公差匹配，以允许在无束缚的情况下进行统一引导。

应理解的是，链轮和卷轴的匹配面可以具有不同轮廓，只要该链轮和卷轴一起相互作用以保持正确引导。

可以在若干可分离的零件中形成栓钉，以促进组装。

上凸缘66的上表面72为滑架的壳体的基部提供了支承表面，该支承表面设置有球轴承80。下凸缘68的下表面可以如图4所示进行图案化，以减少栓钉的重量。下表面可以被装饰，因为下表面可以从工作空间之下看到。下凸缘68的上表面为链轮30的下表面提供了支承表面。

如图6所示，栓钉的顶部在矩形凸缘板62中终止，该矩形凸缘板搁置在天花板瓦片8的上表面上。螺栓63穿过凸缘板的每个拐角，以经由支撑的天花板瓦片来将栓钉连接到工字型梁。栓钉14可以被定位成使得每一个栓钉如附图所示穿过瓦片的中心，或者替代性地布置成使得每个栓钉在栓钉和天花板瓦片相遇的地方连接到四个天花板瓦片。应理解的是，可以使用不同的结构装置，以确保栓钉以所需的阵列从提供电接触的天花板平面悬挂。

滑架

滑架的整体构造在图5中最佳展示。

滑架10的壳体26包含所有用于系统的驱动齿轮、马达和控制设备。壳体是立方体的。如本实施例中展示的，壳体的顶部和底部是正方形的。侧面可以是矩形的，取决于支撑内部电动马达和控件所需的容量。一组四个全向轮90被设置成从滑架的顶表面突出并且与天花板瓦片接合，以沿着轨道引导滑架。全向轮是双向装置，该双向装置可以被驱动以围绕固定的水平主轴线旋转，但是在其周边具有较小的辊92，这些辊能够围绕横向于主轴线的水平轴线自由转动。这意味着全向轮可以沿着一个方向被驱动，并且当未被驱动时，被允许横向于其主轴线滑动。这种类型的全向轮在机器人领域中是已知的，将不再进一步详细描述。每个滑架具有与滑架的顶面的四个上边缘彼此相邻的全向轮。取决于滑架是否旨在沿X方向或Y方向移动，内部马达在任一时刻仅驱动两个平行的全向轮。非驱动的全向轮将自由滑动，并以稳定的水平运动引导滑架。

用于给内部电动马达提供电力的刷连接器54和其他控制系统被定位在壳体的顶部表面的四个拐角的每个拐角处。每个刷54是被安装用于与瓦片的连接板良好接合的弹簧。刷连接器在滑架本体中供应整流电路，该整流电路为内部零件提供恒定直流电源。

当滑架处于期望的工作位置时，为了允许限制滑架，滑架的每个面设置有可旋转的销轮100。销轮被安装成使得其可以围绕竖直轴线自由旋转或在控制下被锁定到滑架内的位置。每个销轮具有四个臂102。当滑架沿着轨道移动时，销轮与栓钉14的杆64相互作用，当销轮自由旋转时，滑架无法阻止自由移动。然而，当销轮被锁定在位时，销轮用作抵靠栓钉的杆的制动器，并且将滑架牢固地固持在位。以此方式，滑架可以沿着轨道被锁定在预定位置。

立方体滑架主壳体26的下侧由球轴承80而支撑在凸缘66上。这些球轴承被设置成至少一直围绕壳体的下面的侧面，并且至少两个侧面上的轴承将根据运动方向总是与栓钉轨道的上凸缘接触。

运动的稳定性是由链轮30的矩形V形轮廓控制，当链轮通过栓钉的卷轴70时该链轮与卷轴接合。链轮的作用于卷轴凹槽的V形轮廓的互锁接合确保了滑架的运动保持水平。

每个滑架的颈部28支撑着连接板32。板32被示出为每个滑架的单独的板，但可以是较大连接板的部分，如图8所见。颈部可以将电气控件承载到连接板，然后可以承载到连接到其上的较远的机器人装置92。应理解的是，连接板可以用于与各种各样的机器人装置接口连接。

机器人系统的操作

该系统是计算机控制的。设置内部计算机来进行控制。该内部计算机将通过无线收发器(即，定位这个点)而被供应简单的整体指令。然后，计算机控制滑架内的电动马达。这种类型的计算机控制可以具有任何已知的设计，将不进一步描述。在软件控制下，应理解的是滑架可以在水平平面中被引导到所需的位置。当滑架被用于支撑并联的机器人装置时，该装置可以用于在支撑结构之下的三维工作区域内提供平稳运动，以执行必要的任务。在多个机器人装置被支撑在同一支撑结构上的情况下，必须实施软件控制以防止碰撞。