履帶式機器人和支撐平臺的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開大體涉及飛行器結構，并且具體地涉及制造飛行器結構。更具體地，本公開涉及用于使用履帶式機器人和支撐平臺制造飛行器結構的方法和裝置。
【背景技術】
[0002]各種各樣的零件可以被制造并被組裝以形成用于飛行器的不同的飛行器結構。例如但不限于:肋、縱梁和翼梁可以被組裝到一起以形成用于飛行器的機翼的機翼結構。蒙皮面板然后可以被放置在機翼結構之上并被固定至結構以形成機翼。飛行器結構的組裝可以包括例如但不限于通過多個零件鉆一個或多個孔并通過這些孔安裝緊固件以將零件相互固定。
[0003]用于在飛行器結構的最終組裝中鉆孔的一些目前可行的方法可以是手動的并且需要人工操作者，諸如飛行器機械員。在某些情況下，這些飛行器機械員可能需要被定位在結構中或結構周圍難以進入的區域以使用手持驅動工具執行鉆孔。這種過程可能比期望的更乏味、嚴格和耗時。
[0004]其它目前可行的方法可以使用用于執行鉆孔操作的自動鉆孔系統。然而，這些自動鉆孔系統中的一些可能比期望的在尺寸上更大和更重。這些自動鉆孔系統的更大的尺寸可以使飛行器機械員在這些系統被放置的區域內和區域周圍的運動比期望的更加困難，尤其是當自動鉆孔系統被使用時。因此，這些飛行器機械員可能不能執行其它任務或操作直到對特定區域的鉆孔操作已完成。這些延遲可以比期望的增加更多飛行器結構的組裝所需的整體時間。因此，具有考慮至少一些以上討論的問題以及其它可能的問題的方法和裝置將是期望的。
【發明內容】
[0005]本公開的說明性實施例可以提供履帶式機器人。該履帶式機器人可以包含第一運動系統和第二運動系統。第一運動系統可以被配置以沿著表面移動履帶式機器人和軌道系統。第二運動系統可以被配置以沿著表面上的軌道系統移動履帶式機器人。
[0006]本公開的另一種說明性實施例可以提供裝置。該裝置可以包含軌道系統和履帶式機器人。該履帶式機器人可以包含第一運動系統和第二運動系統。第一運動系統可以被配置以沿著結構的表面移動履帶式機器人和軌道系統。第二運動系統可以被配置以沿著表面上的軌道系統移動履帶式機器人。
[0007]本公開的又一種說明性實施例可以提供用于在結構的表面中安裝緊固件的方法。履帶式機器人和軌道系統可以沿著表面被移動以將履帶式機器人定位在表面上選定區域內。軌道系統可以被耦接至表面。履帶式機器人可以相對于軌道系統被移動以將履帶式機器人精確地移動至選定區域內的期望位置。
[0008]本公開的進一步的說明性實施例可以提供一種方法。使用履帶式機器人的第一運動系統可以使履帶式機器人和軌道系統沿著表面移動。該軌道系統可以被耦接至表面。履帶式機器人的第一運動系統可以被縮回。使用履帶式機器人的第二運動系統可以使履帶式機器人沿著軌道系統移動。
[0009]本公開的又一進一步的說明性實施例可以提供履帶式機器人。該履帶式機器人可以包含第一運動系統、第二運動系統、鉆孔系統、檢查系統、緊固件系統以及定位系統。第一運動系統可以被配置以沿著表面移動履帶式機器人和軌道系統，第一運動系統包含可伸縮輪子。第二運動系統可以被配置以沿著表面上的軌道系統移動履帶式機器人。鉆孔系統可以包含可互換工具支架。檢查系統可以被配置以檢查由鉆孔系統鉆出的孔，該檢查系統包含可互換探針。緊固件系統可以被配置以將緊固件插入由鉆孔系統鉆出的孔中。定位系統可以被配置以基于表面的指數特征識別履帶式機器人在表面上的期望位置。
[0010]本公開的另一種說明性實施例可以提供一種方法。可以使用取放臂將履帶式機器人和軌道系統放置在表面上。使用履帶式機器人的第一運動系統可以使履帶式機器人和軌道系統沿著表面移動。通過對軌道系統的吸盤抽真空可以將軌道系統耦接至表面。履帶式機器人的第一運動系統可以被縮回。使用履帶式機器人的第二運動系統可以使履帶式機器人沿著表面上的軌道系統移動。使用通用臂可以使附接至履帶式機器人的通用電纜隨著履帶式機器人沿著表面移動而移動。使用履帶式機器人的定位系統可以核實履帶式機器人在表面上的位置。使用履帶式機器人的鉆孔系統可以在表面中鉆出孔。可以使用履帶式機器人的檢查系統檢查孔的直徑、埋頭孔深度、埋頭孔直徑或握取長度中的至少一者。使用履帶式機器人的緊固件系統可以將緊固件插入孔。
[0011]本公開的又一進一步的說明性實施例可以提供裝置。該裝置可以包含軌道系統、履帶式機器人和履帶支撐物。履帶式機器人可以包含被配置以沿著結構的表面移動履帶式機器人和軌道系統的第一運動系統和被配置以沿著結構的表面上的軌道系統移動履帶式機器人的第二運動系統。履帶支撐物可以包含可移動平臺、運動系統、取放臂和通用臂。
[0012]本公開的另一種說明性實施例可以提供用于使用履帶支撐物控制履帶式機器人和軌道系統的方法。履帶支撐物可以包含在包含結構的制造環境內使用可移動平臺移動履帶支撐物，以便與可移動平臺關聯的取放臂處于結構的表面的可達范圍內。履帶支撐物可以進一步包含使用與可移動平臺關聯的取放臂將履帶式機器人和軌道系統放置到結構的表面上。履帶支撐物可以進一步包含使用履帶式機器人的第一運動系統沿著表面移動履帶式機器人和軌道系統。履帶支撐物還可以進一步包含將軌道系統耦接至表面。履帶支撐物可以進一步包含縮回履帶式機器人的第一運動系統并使用履帶式機器人的第二運動系統沿著軌道系統移動履帶式機器人。
[0013]本公開的又一進一步的說明性實施例可以提供裝置。該裝置可以包含被配置以沿著結構的表面和履帶支撐移動的履帶式機器人。履帶支撐物可以包含被配置以支撐履帶式機器人的可移動平臺、運動系統、取放臂和通用臂。
[0014]本公開的另一種說明性實施例可以提供操作履帶支撐物的方法。履帶支撐物可以在包含結構的制造環境內使用可移動平臺被移動，以便與可移動平臺關聯的取放臂處于結構的表面的可達范圍內。使用與可移動平臺關聯的取放臂可以將履帶式機器人放置到結構的表面上。履帶支撐物的通用臂可以隨著履帶式機器人沿著結構的表面的移動而移動。
[0015]這些特征和功能能夠在本公開的各種實施例中被獨立實現或者可以在其它實施例中被組合。參考后面的【具體實施方式】和附圖能夠了解實施例的進一步的細節。
【附圖說明】
[0016]在隨附的權利要求中闡明被確信為說明性實施例的特性的新穎性特征。然而，當結合附圖閱讀時，通過參考本公開的說明性實施例的以下【具體實施方式】，將更好地理解說明性實施例以及優選的使用模式，及其進一步的目標和特征，其中:
[0017]圖1是其中說明性實施例可以被實施的飛行器的圖示說明；
[0018]圖2是根據說明性實施例的制造環境的框圖的圖示說明；
[0019]圖3是根據說明性實施例的帶有伸展的輪子的履帶式機器人和軌道的等距視圖的圖不說明；
[0020]圖4是根據說明性實施例的帶有伸展的輪子的履帶式機器人和軌道系統的前視圖的圖不說明；
[0021]圖5是根據說明性實施例的帶有伸展的輪子的履帶式機器人和軌道系統的側視圖的圖不說明；
[0022]圖6是根據說明性實施例的帶有縮回的輪子的履帶式機器人和軌道系統的前視圖的圖不說明；
[0023]圖7是根據說明性實施例的帶有縮回的輪子的履帶式機器人和軌道系統的側視圖的圖不說明；
[0024]圖8是根據說明性實施例的履帶式機器人和軌道系統的俯視圖的圖示說明；
[0025]圖9是根據說明性實施例的平臺的俯視圖的圖示說明；
[0026]圖10是根據說明性實施例的平臺的等距視圖的圖示說明；
[0027]圖11是根據說明性實施例的在結構的表面上的履帶式機器人和平臺的等距視圖的圖不說明；
[0028]圖12是根據說明性實施例的用于操作履帶式機器人的過程的流程圖的圖示說明；
[0029]圖13是根據說明性實施例的用于使用可移動平臺控制履帶式機器人和軌道系統的過程的流程圖的圖示說明；
[0030]圖14是根據說明性實施例的用于操作可移動平臺的過程的流程圖的圖示說明；
[0031]圖15是根據說明性實施例的用于相對于表面定位履帶式機器人的過程的流程圖的圖不說明；
[0032]圖16是根據說明性實施例的以框圖形式表示的飛行器制造和使用方法的圖示說明；以及
[0033]圖17是說明性實施例可以被實施的以框圖形式表示的飛行器的圖示說明。
【具體實施方式】
[0034]說明性實施例認識并考慮一個或多個不同問題。例如，說明性實施例認識并考慮:除了鉆孔功能外，一個履帶式機器人還具有其它功能可以是期望的。具體地，說明性實施例認識并考慮除了鉆孔功能外，履帶式機器人還具有計量功能、檢查功能、緊固件插入功能或其一些組合可以是期望的。
[0035]進一步地，說明性實施例認識并考慮具有能夠支撐履帶式機器人穿過整個飛行器機翼的可移動平臺可以是期望的。說明性實施例認識并考慮具有能夠定位履帶式機器人的可移動平臺以便履帶式機器人上的用于提供履帶式機器人的不同功能的各種工具可以以期望水平的精確度被定位可以是期望的。因而，說明性實施例提供了具有多種功能的履帶式機器人和用于移動履帶式機器人的軌道系統。
[0036]現在參考附圖，并且具體地參考圖1，其描繪了其中說明性實施例可以被實施的飛行器的圖示說明。在該說明性示例中，飛行器100在制造環境101中被制造。如所描繪的，飛行器100可以具有附接至主體106的機翼102和機翼104。飛行器100可以包括附接至機翼102的發動機/引擎108。
[0037]主體106可以具有尾段112。水平穩定器114、水平穩定器116和豎直穩定器118可以被附接至主體106的尾段112。
[0038]如所描繪的，平臺120可以鄰近機翼104被定位。履帶式機器人122可以被定位在機翼104的蒙皮面板124上。平臺120通過向履帶式機器人122提供通用性可以支撐履帶式機器人122。在一些說明性示例中，平臺120可以是可移動平臺。履帶式機器人122可以沿著蒙皮面板124行進。履帶式機器人122可以將孔126形成在機翼104的蒙皮面板124中。
[0039]飛行器100的這種圖示說明被提供用于說明一種環境，在該環境中不同的說明性實施例可以被實施。圖1中飛行器100的圖示說明不意味著暗示對不同的說明性實施例可以被實施的方式的架構限制。例如，飛行器100被示出為商業客機。不同的說明性實施例可以被應用于其它類型的飛行器，諸如私人客機、旋翼機以及其它合適類型的飛行器。
[0040]現在轉向圖2，其描繪了根據說明性實施例的制造環境的框圖的圖示說明。圖1中的制造環境101是圖2中的制造環境200的一種實施方式的示例。制造環境200包括柔性制造系統201。柔性制造系統201可以被用于組裝部件以形成產品203。產品203可以采用形式(例如但不限于):機翼、機身、用于宇航飛行器的控制表面、框架、船體或一些其它類型產品。
[0041]柔性制造系統201可以包括自主工具205，其可以包括多個自主工具系統207。在該說明性示例中，自主工具系統209可以是多個自主工具系統207中一者的示例。自主工具系統209可以是被配置用于執行一種或多種操作的任意工具系統，其中該工具系統可以是可移動的。在一些說明性示例中，自主工具系統209可以是至少部分自主的或完全自主的。
[0042]自主工具系統209可以包括被配置用于執行該說明性示例中的制造操作的若干設備。具體地，若干設備中的每一者可以被用于執行一種或多種不同的操作。例如，多個自主工具系統207中的一個自主工具系統可以包括鉆孔系統220、檢查系統222、緊固件系統224或用于執行制造操作的一些其它類型的設備中的至少一者。該其它設備可以采用形式(例如但不限于):密封系統、清洗系統或被配置以執行制造操作的一些其它合適類型的設備。
[0043]如本文所使用的，當短語“至少一者”與一系列項目一起使用時，意味著所列項目中的一個或多個的不同組合可以被使用并且可以只需要列表中項目中的一個。該項目可以是特定結構、事物、動作、過程或類別。換句話說，“至少一者”意味著項目的任意組合并且可以使用來自列表的許多項目，但并不是需要列表中的所有項目。
[0044]例如，“項目A、項目B和項目C中的至少一者”可以意味著項目A ;項目A和項目B ;項目B ;項目A、項目B和項目C ;或項目B和項目C。在一些情況下，“項目A、項目B和項目C中的至少一者”可以意味著，例如但不限于:兩個項目A、一個項目B和十個項目C ;四個項目B和七個項目C ;或一些其它合適的組合。
[0045]在一些說明性示例中，自主工具系統209可以只具有單一功能。然而，在另一些說明性示例中，自主工具系統209可以具有多種功能。根據實施方式，自主工具系統209可以由在單個機器人、系統或設備上實施的多種工具組成。
[0046]在一種說明性示例中，自主工具系統209可以采用自動導引車(AGV)211的形式。自動導引車211可以采用部分自主或完全自主的移動機器人的形式。作為一種說明性示例，自主工具系統209可以是具有由多種工具提供的多種功能的以履帶式機器人208的形式的自動導引車211。在另一些說明性示例中，履帶式機器人208可以被認為具有多種自主工具作為履帶式機器人208的一部分。
[0047]履帶式機器人208可以被用于在結構206上執行操作。在一些說明性示例中，結構206可以被稱為物體。結構206可以是用于產品203的若干制造階段中的任一期間的產品203。以此方式，結構206可以是用于形成產品203、部分完成的產品203、或全部完成的產品203的一個或多個部件。在一些情況下，當若干階段包括多個階段時，結構206可以從制造過程的一個階段向下一個階段改變