用于辅助部件插入的系统和装置的制作方法

1.本公开总体地涉及为操作人员提供用于插入用于制造应用的部件的触及和力辅助的系统和装置。


背景技术：

2.在组装在车辆中的部件中，一些部件使用施加大的力来组装。在许多情况下，组装位置远离操作者。在一些应用中，部件可能难以抓握。在其它应用中，部件可能远离操作者，从而影响操作者的姿势、相对位置和由操作者施加以适当地施加组装力的力矩。


技术实现要素：

3.根据本公开的实施例提供了许多优点。例如，根据本公开的实施例使得改进的操作者人机工程学能够执行通常需要超过人机工程学限制的触及、姿势改变或力的组装操作。在各种实施例中，本文所讨论的系统包括用于抓握和操纵部件的改进的装置，所述部件例如但不限于软管的端部。在各种实施例中，操作者可以从一定距离处操纵软管端部。各种实施例还包括有助于插入的主动元件，包括抖动和脉冲。在各种实施例中，向操作者提供反馈，例如力反馈，以辅助插入过程。
4.在本公开的一个方面，插入装置包括限定纵向轴线的主体。该主体包括具有外表面和内表面的壁，该内表面限定穿过主体的筒形开口。所述主体还包括沿所述主体的长度布置的第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分定位在所述主体的第一端处并且包括布置在所述内表面上的抓握表面，所述第二部分定位成与所述第一部分邻接并且所述第二部分的所述内表面限定膨胀区域，并且所述第三部分定位在所述主体的与所述第一端相对的第二端处并且限定在所述主体的所述第二端处的锥形区段。
5.在一些方面，主体包括通过沿着纵向轴线分离主体而形成的第一主体部分和第二主体部分。
6.在一些方面，第三部分包括与第二表面邻接的第一表面，使得第一表面和第二表面限定从主体的内表面延伸的唇缘。
7.在一些方面，抓握表面包括多个螺纹。
8.在本公开的另一方面，插入系统包括插入装置，该插入装置包括限定纵向轴线的主体。所述主体包括具有外表面和内表面的壁，所述内表面限定穿过所述主体的筒形开口，所述主体具有通过沿着所述纵向轴线分离所述主体而形成的第一主体部分和第二主体部分。插入系统包括被配置成与插入装置交接的执行器，执行器具有执行器主体、联接到执行器主体并且联接到插入装置的第一主体部分的第一机构、以及联接到执行器主体并且联接到插入装置的第二主体部分的第二机构。插入系统还包括与执行器主体联接的插入机构。插入机构被配置成能够在从插入装置偏移的位置处施加插入力。
9.在一些方面，插入系统还包括联接到插入装置的传感器和与传感器电子通信的控制器，传感器被配置成在插入过程期间生成插入装置的终端的成像数据。
10.在一些方面，插入系统还包括联接到插入装置并与控制器电子通信的致动器，该致动器在插入过程期间向插入装置提供主动冲击力。
11.在一些方面，插入装置的主体还包括沿着主体的长度布置的第一部分、第二部分和第三部分。
12.在一些方面，第一部分定位在主体的第一端处并且包括布置在内表面上的抓握表面，第二部分定位成与第一部分邻接并且第二部分的内表面限定膨胀区域，并且第三部分定位在与第一端相对的主体的第二端处并且限定在主体的第二端处的锥形区段。
13.在一些方面，第三部分包括与第二表面邻接的第一表面，使得第一表面和第二表面限定从主体的内表面延伸的唇缘。
14.在一些方面，插入机构包括杆，使得平行于由插入装置的主体限定的纵向轴线应用力施加。
15.在一些方面，插入机构包括：支架，所述支架包括基部构件和联接到所述基部构件的多个支撑构件；联接到所述基部构件并且联接到所述支撑构件的竖直支撑构件；联接到并且平行于所述竖直支撑构件的竖直调节构件，环绕所述竖直调节构件的套环；第一水平构件；第二水平构件；以及第三水平构件，所述第一水平构件在第一端处可旋转地联接到所述套环并且在第二端处可旋转地联接到所述第二水平构件，所述第二水平构件可旋转地联接到所述第三水平构件，并且所述第三水平构件在第一端处经由第一竖直构件联接到所述执行器并且在第二端处联接到手柄组件。
16.在一些方面，插入机构仅允许围绕竖直支撑构件旋转，并且约束与在手柄组件处施加到插入机构的插入力相关的力矩。
17.在一些方面，插入机构包括第一水平构件、第二水平构件、竖直支撑构件、第一竖直构件和滑车，第一水平构件包括引导构件，使得滑车在引导构件内行进，第一水平构件可旋转地联接到竖直支撑构件，第二水平构件可旋转地联接到竖直支撑构件，并且第二水平构件在第一端处经由第一竖直构件联接到执行器并且在第二端处联接到手柄组件。
18.在本公开的另一方面，插入系统包括插入装置，该插入装置包括限定纵向轴线的主体。该主体包括具有外表面和内表面的壁，该内表面限定穿过主体的筒形开口。主体具有通过沿纵向轴线分离主体而形成的第一主体部分和第二主体部分。插入系统包括被配置成与插入装置交接的执行器，执行器具有执行器主体、联接到执行器主体并且联接到插入装置的第一主体部分的第一机构、以及联接到执行器主体并且联接到插入装置的第二主体部分的第二机构，第一机构包括第一连杆和平行于第一连杆的第二连杆，并且第二机构包括第三连杆和平行于第三连杆的第四连杆。插入系统包括与执行器联接的插入机构、与插入装置联接的传感器和与传感器电子通信的控制器。插入机构允许在旋转和平移自由度上的运动，并且使得能够在从插入装置偏移的位置处施加插入力同时约束对应于与插入力相关联的力矩的旋转自由度。
19.在一些方面，插入系统还包括联接到插入装置的传感器和与传感器电子通信的控制器，并且传感器被配置成在插入过程期间生成插入装置的终端的成像数据。
20.在一些方面，插入系统还包括联接到插入装置并与控制器电子通信的致动器，该致动器在插入过程期间向插入装置提供主动冲击力。
21.在一些方面，插入装置的主体还包括沿主体的长度布置的第一部分、第二部分和
第三部分，其中，第一部分定位在主体的第一端部处并且包括布置在内表面上的抓握表面，第二部分定位成与第一部分邻接并且第二部分的内表面限定膨胀区域，并且第三部分定位在主体的与第一端部相对的第二端部处并且限定在主体的第二端部处的锥形区段。
22.在一些方面，插入机构包括：支架，所述支架包括基部构件和联接到所述基部构件的多个支撑构件；联接到所述基部构件并且联接到所述支撑构件的竖直支撑构件；联接到并且平行于所述竖直支撑构件的竖直调节构件，环绕所述竖直调节构件的套环；第一水平构件；第二水平构件；以及第三水平构件，所述第一水平构件在第一端处可旋转地联接到所述套环并且在第二端处可旋转地联接到所述第二水平构件，所述第二水平构件可旋转地联接到所述第三水平构件，并且所述第三水平构件在第一端处经由第一竖直构件联接到所述执行器并且在第二端处联接到手柄组件，并且其中插入机构允许或使得能够仅围绕竖直支撑构件旋转并且约束与在手柄组件处施加到插入机构的插入力相关的力矩。
23.在一些方面，插入机构包括第一水平构件、第二水平构件、竖直支撑构件、第一竖直构件和滑车，第一水平构件包括引导构件，使得滑车在引导构件内行进，第一水平构件可旋转地联接到竖直支撑构件，第二水平构件可旋转地联接到竖直支撑构件，并且第二水平构件在第一端处经由第一竖直构件联接到执行器并且在第二端处联接到手柄组件。
24.本技术还可包括下列技术方案。
25.1. 一种插入装置，包括限定纵向轴线的主体，所述主体包括具有外表面和内表面的壁，所述内表面限定穿过所述主体的筒形开口，所述主体还包括沿着所述主体的长度布置的第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分定位在所述主体的第一端部处并且包括布置在所述内表面上的抓握表面，所述第二部分定位成与所述第一部分邻接并且所述第二部分的内表面限定膨胀区域，并且所述第三部分定位在所述主体的与所述第一端部相对的第二端部处并且限定在所述主体的第二端部处的锥形区段。
26.2. 根据方案1所述的插入装置，其中，所述主体包括通过沿所述纵向轴线分离所述主体而形成的第一主体部分和第二主体部分。
27.3. 根据方案1所述的插入装置，其中，所述第三部分包括与第二表面邻接的第一表面，使得所述第一表面和所述第二表面限定从所述主体的内表面延伸的唇缘。
28.4. 根据方案1所述的插入装置，其中，所述抓握表面包括多个螺纹。
29.5. 一种插入系统，包括：插入装置，包括限定纵向轴线的主体，所述主体包括具有外表面和内表面的壁，所述内表面限定穿过所述主体的筒形开口，所述主体具有通过沿所述纵向轴线分离所述主体而形成的第一主体部分和第二主体部分；被配置成与所述插入装置交接的执行器，所述执行器具有执行器主体、联接到所述执行器主体且联接到所述插入装置的第一主体部分的第一机构、以及联接到所述执行器主体且联接到所述插入装置的第二主体部分的第二机构；以及与所述执行器主体联接的插入机构；其中，所述插入机构配置成使得能够在从所述插入装置偏移的位置处施加插入力。
30.6. 根据方案5所述的插入系统，还包括联接到所述插入装置的传感器和与所述传感器电子通信的控制器，所述传感器被配置成在插入过程期间生成所述插入装置的终端的
成像数据。
31.7. 根据方案6所述的插入系统，还包括致动器，所述致动器联接到所述插入装置并与所述控制器电子通信，所述致动器在所述插入过程期间向所述插入装置提供主动冲击力。
32.8. 根据方案5所述的插入系统，其中，所述插入装置的所述主体还包括沿着所述主体的长度布置的第一部分、第二部分和第三部分。
33.9. 根据方案8所述的插入系统，其中，所述第一部分定位在所述主体的第一端处并且包括布置在所述内表面上的抓握表面，所述第二部分定位成与所述第一部分邻接并且所述第二部分的内表面限定膨胀区域，并且所述第三部分定位在所述主体的与所述第一端相对的第二端处并且限定在所述主体的所述第二端处的锥形区段。
34.10. 根据方案9所述的插入系统，其中，所述第三部分包括与第二表面邻接的第一表面，使得所述第一表面和所述第二表面限定从所述主体的所述内表面延伸的唇缘。
35.11. 根据方案5所述的插入系统，其中，所述插入机构包括杆，使得平行于由所述插入装置的所述主体限定的所述纵向轴线应用力施加。
36.12. 根据方案5所述的插入系统，其中，所述插入机构包括：支架，所述支架包括基部构件和联接到所述基部构件的多个支撑构件；联接到所述基部构件并且联接到所述支撑构件的竖直支撑构件；联接到并且平行于所述竖直支撑构件的竖直调节构件，环绕所述竖直调节构件的套环；第一水平构件；第二水平构件；以及第三水平构件，所述第一水平构件在第一端处可旋转地联接到所述套环并且在第二端处可旋转地联接到所述第二水平构件，所述第二水平构件可旋转地联接到所述第三水平构件，并且所述第三水平构件在第一端处经由第一竖直构件联接到所述执行器并且在第二端处联接到手柄组件。
37.13. 根据方案12所述的插入系统，其中，所述插入机构仅允许围绕所述竖直支撑构件旋转，并且约束与在所述手柄组件处施加到所述插入机构的插入力相关的力矩。
38.14. 根据方案5所述的插入系统，其中，所述插入机构包括第一水平构件、第二水平构件、竖直支撑构件、第一竖直构件和滑车，所述第一水平构件包括引导构件，使得所述滑车在所述引导构件内行进，所述第一水平构件可旋转地联接到所述竖直支撑构件，所述第二水平构件可旋转地联接到所述竖直支撑构件，并且所述第二水平构件在第一端处经由所述第一竖直构件联接到所述执行器并且在第二端处联接到手柄组件。
39.15. 一种插入系统，包括：插入装置，包括限定纵向轴线的主体，所述主体包括具有外表面和内表面的壁，所述内表面限定穿过所述主体的筒形开口，所述主体具有通过沿所述纵向轴线分离所述主体而形成的第一主体部分和第二主体部分；被配置成与所述插入装置交接的执行器，执行器具有执行器主体、联接到执行器主体并且联接到插入装置的第一主体部分的第一机构、以及联接到执行器主体并且联接到插入装置的第二主体部分的第二机构，第一机构包括第一连杆和平行于第一连杆的第二连杆，并且第二机构包括第三连杆和平行于第三连杆的第四连杆；以及与所述执行器联接的插入机构；其中，所述插入机构允许在旋转自由度和平移自由度上的运动，并且使得能够在从所述插入装置偏移的位置处施加插入力，同时约束对应于与所述插入力相关联的力矩的
旋转自由度。
40.16. 根据方案15所述的插入系统，还包括联接到所述插入装置的传感器和与所述传感器电子通信的控制器，其中所述传感器被配置成在插入过程期间生成所述插入装置的终端的成像数据。
41.17. 根据方案16所述的插入系统，还包括致动器，所述致动器连接到所述插入装置并与所述控制器电子通信，所述致动器在所述插入过程期间向所述插入装置提供主动冲击力。
42.18. 根据方案15所述的插入系统，其中，所述插入装置的所述主体还包括沿着所述主体的长度布置的第一部分、第二部分和第三部分，其中，所述第一部分定位在所述主体的第一端部处并且包括布置在所述内表面上的抓握表面，所述第二部分定位成与所述第一部分邻接并且所述第二部分的所述内表面限定膨胀区域，并且所述第三部分定位在所述主体的与所述第一端部相对的第二端部处并且限定在所述主体的所述第二端部处的锥形区段。
43.19. 根据方案15所述的插入系统，其中，所述插入机构包括：支架，所述支架包括基部构件和联接到所述基部构件的多个支撑构件；联接到所述基部构件并且联接到所述支撑构件的竖直支撑构件；联接到并且平行于所述竖直支撑构件的竖直调节构件，环绕所述竖直调节构件的套环；第一水平构件；第二水平构件；以及第三水平构件，所述第一水平构件在第一端处可旋转地联接到所述套环并且在第二端处可旋转地联接到所述第二水平构件，所述第二水平构件可旋转地联接到所述第三水平构件，并且所述第三水平构件在第一端处经由第一竖直构件联接到所述执行器并且在第二端处联接到手柄组件，并且其中所述插入机构允许仅围绕所述竖直支撑构件的旋转并且约束与在所述手柄组件处施加到所述插入机构的插入力相关的力矩。
44.20. 根据方案15所述的插入系统，其中，所述插入机构包括第一水平构件、第二水平构件、竖直支撑构件、第一竖直构件和滑车，所述第一水平构件包括引导构件，使得所述滑车在所述引导构件内行进，所述第一水平构件可旋转地联接到所述竖直支撑构件，所述第二水平构件可旋转地联接到所述竖直支撑构件，并且所述第二水平构件在第一端处经由所述第一竖直构件联接到所述执行器并且在第二端处联接到手柄组件。
附图说明
45.将结合以下附图描述本公开，其中相同的附图标记表示相同的元件。
46.图1是根据实施例的插入装置的透视剖面图。
47.图2是根据实施例的图1的插入装置的第二透视剖面图。
48.图3是根据实施例的插入装置的透视图，该插入装置被布置成围绕软管端部的打开的蛤壳式定向。
49.图4是根据实施例的用于插入操作的执行器组件的透视图。
50.图5是根据实施例的插入机构的透视图。
51.图6是根据实施例的另一插入机构的透视图。
52.图7是根据实施例的处于第二定向的图6的插入机构的透视图。
53.图8是根据实施例的另一插入机构的透视图。
54.本公开的前述和其它特征从以下描述和所附权利要求结合附图将变得更加完全地显而易见。应理解，这些附图仅描绘了根据本公开的多个实施例，而不应被认为是对其范围的限制，将通过使用附图以附加的特征和细节来描述本公开。附图中或本文其它地方公开的任何尺寸仅用于说明的目的。
具体实施方式
55.本文描述了本公开的实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以采取各种和替代的形式。附图不一定是按比例的；一些特征可能被夸大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅作为用于教导本领域技术人员以各种方式使用本公开的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考任何一个附图示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中示出的特征组合，以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供了典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改对于特定应用或实施方式可能是期望的。
56.某些术语可能仅出于参考的目的而用于以下描述中，且因此不希望为限制性的。例如，诸如“上方”和“下方”的术语指的是所参考的附图中的方向。诸如“前”、“后”、“左”、“右”、“后（部）”和“侧（部）”的术语描述了部件或元件的部分在一致但任意的参考系内的定向和/或位置，该参考系通过参考描述所讨论的部件或元件的文本和相关联的附图而变得清楚。此外，诸如“第一”、“第二”、“第三”等术语可用于描述单独的部件。这样的术语可以包括上面具体提到的词语、其派生词和类似含义的词语。
57.辅助工具，例如本文所讨论的系统，可以改善与组装过程相关联的人机工程学。允许操作者从一定距离处利用推力而不是侧向力来执行与部件的组装操作（例如但不限于软管插入）的系统提供了改进的组装机械结构。添加诸如抖动和脉冲的主动元件也可以改进插入过程。反馈元件，例如力传感器，可以提供关于所施加的力的信息，以实现更一致的组装操作。
58.如果操作者接近任务，但是例如软管的部件不容易被抓握，则短的、手动操作的装置可以是有用的。此外，具有比部件更大的直径或具有凸缘的装置有助于在部件上施加插入力。
59.图1
‑
3示出了插入装置100。在各种实施例中，插入装置100用于促进涉及难以抓握和保持的部件的组装操作，所述部件例如但不限于软管、电连接器、火花塞等。图1
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3所示的插入装置100组装在软管150的终端上，以便于在组装过程期间插入软管150。在各种实施例中，插入装置100包括限定纵向轴线a的主体102。主体102关于纵向轴线a基本对称。主体102可分离成第一半部和第二半部，使得第一半部和第二半部相互作用，使得装置100包围软管150的端部，如图3所示。换句话说，插入装置100是蛤壳式设计，其可夹持或组装在软管150的外表面152上。
60.主体102包括具有外表面112和内表面114的壁110。内表面114限定穿过主体102的筒形开口116。穿过主体的筒形开口116围绕主体102的纵向轴线a布置。
61.主体102包括第一部分104、第二部分106和第三部分108。第一部分104通过第一边缘105与第二部分106分离，第二部分106通过第二边缘107与第三部分108分离。
62.第一部分104位于主体102的第一端。第一部分104中的内表面114的至少一部分包括抓握表面109。在一些实施例中，抓握表面109与例如软管150的部件的外表面152交接，如图3所示。在各种实施例中，抓握表面109包括螺纹或其它间隔的突起，其提供有纹理的内表面以增加插入装置100与部件的外表面（例如软管150的外表面152）之间的摩擦。
63.第二部分106位于第一部分104和第三部分108之间。第二部分106内的内表面114限定了比由第一部分104的内表面114限定的筒形体积更大的筒形体积。换句话说，第二部分106内的内表面114距主体102的纵向轴线a的半径大于第一部分104内的内表面114距纵向轴线a的半径。由第二部分106限定的较大的筒形体积允许例如软管150的部件在插入过程期间膨胀，这使插入的阻力最小化。
64.第三部分108位于主体102的与第一端相对的第二端处。第三部分108限定了在插入装置100的前端处的锥形区段，以在插入过程期间对准和稳定部件，例如软管150。第一表面111被配置成与软管150的终端接合。第一表面111与第二表面113邻接，该第二表面限定了具有比由内表面114在第二部分106处限定的筒体的半径小的半径的筒体。当部件与插入装置100组装以用于插入过程时，锥形表面116与第二表面113邻接，并延伸超过例如软管150的部件的端部并向外张开。第一表面111和第二表面113限定了唇缘，当主体102围绕软管150的端部组装时，该唇缘与例如软管150的部件的端部交接。
65.图4示出了被配置成与插入装置100交接的执行器170。插入装置100的每个主体102由平行四边形机构175支撑，以牢固地保持部件，例如软管150。每个平行四边形机构175包括第一连杆176和第二连杆177。第一和第二连杆176、177中的每个具有可旋转地联接到插入装置100的主体102的第一端和可旋转地联接到臂178的第二端。当主体102纵向分成两件时，每个平行四边形机构175与主体102的一部分联接。每个臂178都联接到执行器主体172，该执行器主体被配置成与例如软管150的部件交接并支撑该部件。在各种实施例中，每个平行四边形机构175被配置成当例如软管150的部件在插入位置处插入期望部件中或与期望部件配合时自动释放。在各种实施例中，每个平行四边形机构175通过机械或电气开关释放。在各种实施例中，每个平行四边形机构175与例如控制器22的控制器电子通信。
66.虽然为了说明的目的被描绘为单个单元，但是控制器22可以另外包括一个或多个其他控制器，统称为“控制器”。控制器22可以包括与各种类型的计算机可读存储装置或介质通信的微处理器或中央处理单元(cpu)或图形处理单元(gpu)。计算机可读存储装置或介质可以包括例如在只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)和保活存储器(kam)中的易失性和非易失性存储。kam是持久性或非易失性存储器，其可用于在cpu断电时存储各种操作变量。计算机可读存储装置或介质可以使用多种已知存储装置中的任何一种来实现，存储装置是例如prom (可编程只读存储器)、eprom (电prom)、eeprom (电可擦除prom)、闪存或任何其它能够存储数据的电、磁、光或组合存储装置，其中一些数据表示可执行指令。
67.在各种实施例中，执行器主体172包括配合构件174。在各种实施例中，配合构件174是与插入机构交接的管，该插入机构包括本文所述的任何插入机构，例如诸如但不限于手柄、杆或柱，其可由操作者从一定距离处操纵以便于在组装操作期间插入部件，例如软管150。
68.如图5所示，执行器170与插入机构200联接。在所示实施例中，插入机构200是杆202。杆202通过配合构件174与执行器170交接。在各种实施例中，杆202装配在配合构件174
内，并且经由摩擦和/或任何机械装置(例如一个或多个紧固件(例如螺栓、螺钉等))或经由一个或多个夹具紧固到执行器170，例如但不限于此。操作者可以在沿着杆202的长度的不同位置处操作或抓握杆202。在各种实施例中，杆202是操作者用一只或两只手抓握的手柄。杆202允许操作者从部件插入位置偏移的位置对例如软管150的部件施加插入力。插入机构200便于将例如软管150的部件插入到插入位置135，该插入位置传统上将使操作者处于笨拙且不符合人体工程学的位置。
69.在各种实施例中，如图5所示，传感器26与执行器170联接或电子通信。在各种实施例中，传感器26包括成像传感器，例如照相机，其被配置为提供用于实现堵塞插入的插入位置的成像。另外，在各种实施例中，致动器30与执行器170和/或插入装置100联接。致动器30提供主动冲击力，例如抖动，以辅助在插入位置处插入部件。在各种实施例中，传感器26和致动器30与控制器22电子通信。在各种实施例中，控制器22被配置成在插入操作期间向操作者产生诸如显示图像、听觉反馈或触觉反馈的信号。在各种实施例中，控制器22还通过分析从传感器26获得的数据来提供成功的部件插入的验证。
70.图6和7示出了插入机构300。插入机构300是独立式机构，其使用执行器170和插入装置100以允许操作者从一定距离处执行插入组装操作。操作者可以使用双手抓握以使用推力而不是侧向力从一定距离处引导所述操作。插入机构300约束插入力矩，同时释放其它自由度，如本文更详细地论述的。另外，插入机构300支撑或平衡例如软管150的部件的重量。尽管图6和7示出了一个实施例，但是应当理解，也可以使用其它配置来辅助部件插入组件，这些配置限制了与插入装置施加的插入力相关的力矩所对应的旋转自由度。
71.插入机构300包括支架302。在各种实施例中，支架302包括基部构件304和联接到基部构件304并支撑竖直支撑构件308的多个支撑构件306。竖直支撑构件308包括至少一个竖直延伸的凹槽或轨道310。竖直延伸的凹槽310为支撑竖直调节构件312的第一附接构件314和第二附接构件315提供多个附接位置。第一和第二附连构件314、315可调节地联接到竖直支撑构件308，使得竖直调节构件312的位置可在竖直方向上调节。虽然在图6和7中示出为由地面支撑的支架302支撑，但是在各种实施例中，插入机构300由天花板或其它顶置结构支撑。
72.可滑动套环316环绕竖直调节构件312。第一水平构件318的第一端可旋转地联接到套环316，使得第一水平构件318被允许在由第一水平构件318限定的水平平面中旋转。第一水平构件318也可通过联接到竖直调节构件312的可滑动套环316竖直调节。
73.第一水平构件318的第二端联接到第二水平构件320。第二水平构件320从第一水平构件318延伸到与第三水平构件324的可旋转联接器。第二水平构件320在第一端处联接至第一水平构件318的第二端，并且在第二端处联接至联接构件322。在各种实施例中，联接构件322是允许第二水平构件320在由第二水平构件320限定的水平平面内旋转的销或其他可旋转连接。
74.联接构件322将第二水平构件320联接到第三水平构件324。联接构件322沿第三水平构件324的长度定位，使得第二水平构件320可相对于第三水平构件324旋转。第三水平构件324的第一端在第一竖直构件317的第一端处联接到第一竖直构件317。第一竖直构件317的第二端连接到执行器170。
75.第三水平构件324的第二端联接到手柄组件326。在各种实施例中，手柄组件326包
括可抓握构件327，其在由第三水平构件324限定的水平平面内垂直于第三水平构件324延伸。可抓握构件327在第三水平构件324的任一侧上提供两个手柄部分。操作者通过施加在可抓握构件327处的推力来操纵连接到执行器170上的软管150的位置。
76.插入机构300是一种运动机构，其约束或限制机构的一些力矩同时允许执行器170和插入装置100的平移运动。具体地，插入机构300约束三个(3)旋转自由度中的两个(2)旋转自由度中的力矩，同时允许所有三个(3)平移自由度。插入机构300允许或使得能够围绕由竖直支撑构件308限定的竖直轴线旋转。插入机构300约束与在可抓握构件327处施加到插入机构300的插入力相关的力矩对应的旋转自由度。插入机构300允许或使得能够实现沿纵向方向(即，如图6和7所示，朝向和远离插入位置135)和竖直方向(即，如图6和7所示，向上和向下的运动)两者的平移运动。第一、第二和第三水平构件318、320、324可以由于第一水平构件318与竖直调节构件312的连接而竖直平移。第一、第二和第三水平构件318、320、324也可响应于操作者在手柄组件326处施加的力而在由第一、第二和第三水平构件318、320、324中的每个限定的水平平面内平移。第一和第二水平构件318、320用作扭矩反作用构件，使得插入机构300在允许执行器170和软管插入装置100平移运动的同时约束力矩。
77.图8示出了插入机构400的另一实施例。插入机构400是顶置支撑机构，其允许在旋转和平移自由度中的移动，同时约束对应于与插入力相关的力矩的旋转自由度。插入机构400允许或使得能够实现执行器170的多个自由度中的平移和旋转运动，以便于插入并改善操作者的人机工程学。插入机构400包括第一水平支撑构件402，其在各种实施例中包括引导构件403。引导构件403是沿着第一水平支撑构件402的长度延伸的轨道。滑车404通过第一联接构件406与竖直支撑构件408可旋转地联接。滑车404被配置成在引导构件403内/沿引导构件行进，使得竖直支撑构件408沿由第一水平支撑构件402限定的轴线平移。在各种实施例中，第一联接构件406是在滑车404与竖直支撑构件408的第一端之间的销连接，其准许或使得竖直支撑构件408能够相对于第一水平支撑构件402旋转或枢转。
78.竖直支撑构件408在第二端处经由交接构件412联接到第二水平构件410。在各种实施例中，交接构件412为y形构件，其在一端与竖直支撑构件408交接，且在相对端与第二水平构件410的相对两侧交接。交接构件412通过第二联接构件414与第二水平构件410联接。第二联接构件414是在第二水平构件410与交接构件412之间的销连接，其允许或使得第二水平构件能够相对于竖直支撑构件408枢转或旋转。第二水平构件410在第二水平构件410的长度的大约中点处联接到竖直支撑构件408。因此第二水平构件410能够响应于操作者的指导而围绕其长度的中点枢转。
79.第二水平构件410的第一端与第一竖直构件417联接。第一竖直构件417将第二水平构件410与执行器170连接。与第二水平构件410的第一端相对的第二端与手柄组件426联接。手柄组件426包括连接构件428和可抓握构件427。可抓握构件427在连接构件428和第二水平构件410的任一侧上提供两个手柄部分。操作者通过施加在可抓握构件427上的推力来操纵联接到执行器170上的部件(例如软管150)的位置。
80.在各种实施例中，如图8所示，传感器26与执行器170联接或电子通信。在各种实施例中，传感器26包括成像传感器，例如照相机，其被配置为提供用于实现堵塞插入的插入位置的成像。另外，在各种实施例中，致动器30与执行器170和/或插入装置100联接。致动器30提供主动冲击力，例如抖动，以辅助部件插入。在各种实施例中，传感器26和致动器30与控
制器22电子通信。在各种实施例中，控制器22被配置成在插入操作期间向操作者产生诸如显示图像、听觉反馈或触觉反馈的信号。在各种实施例中，控制器22还通过分析从传感器26获得的数据来提供成功的部件插入的验证。
81.在各种实施例中，插入装置100被配置成装配在围绕例如软管150的部件的外表面152的软管夹上。当插入装置100通过从主体102的内表面114延伸的任何类型的夹具接合装置与软管夹相交接时，抓握表面109与例如软管150的部件的外表面152交接。在各种实施例中，响应于由联接到插入装置100的致动器（例如致动器30）接收的控制信号，释放和接合夹具接合装置。
82.在一些实施例中，当插入过程完成时，插入装置100从例如软管150的部件周围释放，同时保持与软管夹的张力释放环的接合。插入装置100的释放将环从软管夹拉出或移除。在各种实施例中，一旦插入装置100和环被撤回，传感器（例如传感器26）就产生关于成功移除张力释放环的数据，以指示在组装操作中实现软管夹张力。在各种实施例中，通过缩回或释放夹具接合装置，环从插入装置100被释放。
83.尽管本文公开了插入机构的示例性实施例，但应当理解，在插入过程期间支撑例如软管的部件、约束与施加力有关的一些力矩以将部件插入在插入位置处、并且允许部件的端部的竖直和水平平面平移以使用推力将部件与插入位置对准的其它配置也在本公开的范围内。
84.另外，虽然这里公开的示例性实施例是参考软管插入过程讨论的，但是应当理解，这里讨论的插入机构、插入装置和执行器可以用于辅助操作者进行包括其它部件的组装操作，所述其它部件例如但不限于火花塞、电连接器等。
85.应当强调，可以对这里描述的实施例进行许多变化和修改，其元素应当被理解为是在其它可接受的示例中。所有这些修改和变化都旨在包括在本公开的范围内并由所附权利要求保护。此外，本文所述的任何步骤可以同时执行或以不同于本文所排序的步骤的顺序执行。此外，如应当显而易见的，本文公开的具体实施例的特征和属性可以以不同的方式组合以形成另外的实施例，所有这些实施例均落入本公开的范围内。
86.这里使用的条件语言，例如，其中，“能够”、“会”、“可能”、“可以”、“例如”等，除非另外特别说明或者在所使用的上下文中另外理解，通常旨在表示：某些实施例包括某些特征、元素和/或状态，而其它实施例不包括这些特征、元素和/或状态。因此，这样的条件语言一般不旨在暗示特征、元素和/或状态以任何方式对于一个或多个实施例是必需的，也不暗示一个或多个实施例必然包括用于在有或没有作者输入或提示的情况下决定这些特征、元素和/或状态是否被包括在任何特定实施例中或者是否要在任何特定实施例中执行的逻辑。
87.此外，本文可能已经使用了以下术语。单数形式“一”、“一个”或“该/所述”包括复数对象，除非上下文另外明确指出。因此，例如，对一个项目的引用包括对一个或多个项目的引用。术语“一个”是指一个、两个或更多个，并且通常适用于选择某一数量的一些或全部。术语“多个”是指两个或更多个项目。术语“约”或“大约”是指数量、尺寸、大小、配方、参数、形状和其它特性不需要是精确的，而是可以根据需要来近似和/或更大或更小，从而反映可接受的公差、转换因子、四舍五入、测量误差等和本领域技术人员已知的其它因素。术语“基本”意味着所述的特性、参数或值不需要精确地实现，而是偏差或变化（包括例如公
差、测量误差、测量精度限制和本领域技术人员已知的其它因素）可以以不排除该特性旨在提供的效果的量出现。
88.为了方便起见，可以在公共列表中呈现多个项目。然而，这些列表应被解释为如同列表的每个成员被单独地标识为单独且独特的成员。因此，在没有相反指示的情况下，这种列表中的任何单个成员都不应仅基于它们在共同组中的出现而被解释为相同列表中的任何其他成员的事实上的等同物。此外，在术语“和”和“或”与一系列项目结合使用的情况下，它们应被广义地解释，因为所列项目中的任何一个或多个可单独使用或与其它所列项目组合使用。术语“备选地”是指选择两个或更多个备选方案中的一个，并且不旨在将选择限制为仅那些列出的备选方案或一次仅列出的备选方案中的一个，除非上下文另外清楚地指出。
89.尽管上面描述了示例性实施例，但并不意味着这些实施例描述了权利要求所包含的所有可能形式。说明书中使用的词语是描述性的词语而不是限制性的词语，并且应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。如前所述，可以组合各种实施例的特征以形成可能未明确描述或示出的本公开的其它示例性方面。虽然各种实施例可能已经被描述为提供优点或者相对于其他实施例或现有技术实施方式在一个或多个期望的特性方面是优选的，但是本领域普通技术人员认识到，一个或多个特征或特性可以被折衷以实现期望的总体系统属性，这取决于具体应用和实施方式。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐久性、寿命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维修性、重量、可制造性、组装容易性等。因此，关于一个或多个特性描述为比其它实施例或现有技术实施方式不太合乎需要的实施例不在本公开的范围之外，并且对于特定应用可能是期望的。