用于移動物體的系統和方法
【技術領域】
[0001]本公開總體上涉及在不平坦表面上移動諸如大型剛性結構這樣的物體的系統和方法。
【背景技術】
[0002]在不平坦表面上移動大型結構(例如，航空器機翼)是個復雜的過程。例如，隨著該結構的尺寸(如長度和/或寬度)增加，因不平坦表面而造成不同位置處的高度的較小變化引起該結構中的不必要載荷。這些不必要載荷可以造成針對該結構的磨損和/或破壞。另外，在嘗試利用多個可移動部件和控制器來移動該大型結構時該問題變得更加復雜。例如，如果該大型結構通過不同的可移動支承體按多個位置支承，則表面(例如，不平坦地面)的高度變化可以導致該可移動支承體沿不希望的方向漂移，其可以導致該結構的不穩定運動。
[0003]在航空器制造業方面，如在航空器機翼制造應用方面，構建大型夾具來支承機翼。同樣地，當機翼尺寸或構造改變時，必須構建不同的夾具，或者這些夾具針對機翼移動(其可能需要起重機輔助來重新定位機翼)。例如，在局部裝配期間，部件隨著其被裝配而沿地面移動。對于商用航空器來說，諸如機翼這樣的部件通過將機翼放置在固定裝置(夾具)中并且利用起重機提升該固定裝置，而沿裝配線逐個臺子地移動。這個過程可能耗時且麻煩。
[0004]在其它一些系統中，設計了專用移動系統來移動特定航空器部件。然而，不同的移動系統必須針對每一個不同部件來設置，這例如對于制造工藝來說增加了成本和復雜性。
【發明內容】
[0005]根據一個示例，提供了一種用于沿地面移動物體的系統。該系統包括多個車輛，所述多個車輛被構造成支承所述物體，其中，所述多個車輛中的每一個車輛都包括全向輪和高度調節裝置。所述系統還包括與所述多個車輛通信的控制系統，其中，所述控制系統被設置成，向所述多個車輛發送信號，以指令所述多個車輛沿著所述地面在預定方向上移動所述物體。所述多個車輛中的每一個車輛都被構造成進行如下各項中的至少一個:利用所述全向輪來調節移動方向，或者利用所述高度調節裝置來調節當在所述預定方向上移動所述物體時所述物體被支承的高度。
[0006]根據另一示例，提供了一種用于沿地面移動物體的方法。該方法包括以下步驟:確定所述物體沿所述地面移動的方向，并且向在所述地面上支承所述物體的多個車輛傳送信號，其中，所述信號使所述多個車輛在所確定的移動方向上移動所述物體。所述多個車輛中的每一個車輛都包括全向輪。該方法還包括以下步驟:在所確定的方向上移動所述物體的同時，進行如下各項中的至少一個:(i)基于所傳送的信號來自動調節所述多個車輛的移動方向，或Qi)基于所述多個車輛中的一個或更多個車輛上的測量載荷來自動調節所述物體在所述地面上方被支承的高度。
[0007]在此討論的特征和功能可以在各個實施方式中獨立地實現，或者可以在其它實施方式中組合，其進一步細節可以參照下列描述和附圖來了解。
【附圖說明】
[0008]圖1是根據實施方式的用于協調移動的、聯接至機翼的全向車輛的例示圖。
[0009]圖2是圖1的全向車輛中的一個的例示圖。
[0010]圖3是根據實施方式的控制系統的例示框圖。
[0011]圖4是示出根據各個實施方式的協調移動的例示圖。
[0012]圖5是根據實施方式的控制流程的例示圖。
[0013]圖6是根據實施方式的低水平運動的例示圖。
[0014]圖7是根據實施方式的總體控制方案的例示圖。
[0015]圖8是根據實施方式的處理方案的例示圖。
[0016]圖9是航空器生產和保養方法的流程圖。
[0017]圖10是航空器的示意性例示圖。
【具體實施方式】
[0018]當結合附圖閱讀時，特定實施方式的下列詳細描述將更好理解。應當明白，不同實施方式不限于圖中所示排布結構和手段。就附圖例示不同實施方式的功能框圖來說，這些功能框不必指示硬件電路之間的劃分。由此，例如，這種功能框(例如，處理器、控制器、或存儲器)中的一個或更多個可以按單件硬件(例如，通用信號處理器或隨機存取存儲器、硬盤等)或多件硬件來實現。類似地，任何程序都可以是獨立程序、可以被合并為操作系統中的子例程、可以在安裝的軟件包中起作用等。應當明白，不同實施方式不限于圖中所示排布結構和手段。
[0019]如在此使用的，按單數陳述并且以單詞“一(a或an) ”開始的部件或步驟應被理解為不排除多個所述部件或步驟，除非這種排除被明確地規定。而且，引用“一個實施方式”不是旨在被解釋為排除存在也并入所陳述特征的附加實施方式。而且，除非相反地明確規定，否則“包括”或“具有”含有特殊特性的一部件或多個部件的實施方式可以包括不含有該特性的附加的這種部件。
[0020]如在此使用的，術語“系統”、“單元”、或“模塊”可以包括操作以執行一個或更多個功能的硬件和/或軟件系統。例如，模塊、單元、或系統可以包括基于存儲在有形和非暫時計算機可讀存儲介質(如計算機存儲器)上的指令來執行操作的計算機處理器、控制器、或其它基于邏輯的裝置。另選的是，模塊、單元、或系統可以包括基于裝置的硬布線邏輯來執行操作的硬布線裝置。附圖中示出的模塊、系統、或單元可以表示基于軟件或硬布線指令操作的硬件、指導硬件執行操作的軟件、或其組合。
[0021]在此描述了用于控制多個車輛的移動來移動其上支承的結構或物體的方法和系統。例如，不同的實施方式提供了用于移動大型結構(例如，航空器機翼)的多個支承車輛的協調移動，以使不在該大型結構中引入載荷，或者保持在可接受容限水平內。在不同實施方式中，方法和系統利用全向車輛的分布式陣列來控制并補償大型剛性結構在不平坦表面(例如，航空器廠地面)上的移動。例如，全向車輛可以是自主或獨立全向車輛，其物理上獨立并且僅通過經由全向車輛移動的結構而聯接在一起。通過實踐一個或更多個實施方式，可以提供物體的可伸縮且靈活的獨立運動。另外，通過實踐不同實施方式，在被移動的物體中引起的應力或載荷可以縮減或最小化。
[0022]在一些實施方式中，提供了控制附接至物體(如大型航空器部件)的獨立全向單元。該控制允許按縮減、最小化或消除在移動期間可能施加至或在物體中引起的應力和/或載荷的方式，而在不平坦表面(例如，工廠地面)上移動。例如，在各個實施方式中，控制多個全向車輛以在特定方向上移動部件，同時每一個全向車輛都具有至少一些自主性，以針對地面輪廓變化進行調節，從而保持在特定方向上的移動，而不會在通過全向車輛移動的物體或部件上引起載荷，或引起縮減或最小化的載荷。各個實施方式還提供了用于移動部件的可重構系統，如連同用于航空器制造的裝配線。
[0023]一般來說，在操作中，各個實施方式控制全向車輛來調節或補償地面的高度上升(如地面不平坦度)，其可以隨著物體或部件通過全向車輛在地面上移動而引起針對該物體或部件的載荷。例如，通過按多個軸控制全向車輛和/或改變物體的承載高度，地面的輪廓不會造成車輛從路線漂移，由此，縮減或消除該物體或部件上的引起的載荷。在一個實施方式中，全向車輛可以被用于沿裝配線移動航空器機翼，其可以包括首先移動至如本領域已知的用于將梁和肋聯接至在一起的位置，并接著在將外皮聯接至梁和/或肋之前移動航空器機翼。利用各個實施方式，縮減或消除載荷，航空器機翼可以利用全向車輛移動，而代替使用起重機和專門固定裝置。由此，全向車輛允許航空器機翼在裝配過程期間按不同步驟移動。
[0024]由此，利用各個實施方式，可以控制多個全向車輛以隨著部件的裝配而移動該部件，并且在該部件足夠堅固之前經得住特定的引起的載荷。例如，全向車輛皆可以在多個方向中的任一方向上移動并且調節承載高度。全向車輛可以環繞該部件定位，并且部件幾何結構和全向車輛位置被編程到控制系統中。控制系統控制全向車輛在特定方向上移動該部件。然而，應當清楚，一個或更多個全向車輛(而且在一些實施方式中，每一個全向車輛)具有用于調節行進方向和/或承載高度的某些自由度，以便考慮地面輪廓或不平坦度，以保持該部件在特定方向上移動。在各個實施方式中，系統的控制分離每一個車輛與主控制系統之間的任務。因此，在各個實施方式中，該主控制系統控制所有車輛在路徑上或者沿該路徑移動，但每一個車輛都確定怎樣移動以使停留在路徑上。而且，可以提供網絡，以在車輛之間和在車輛與主控制系統之間傳遞數據。當不同部件要通過該系統移動時，將新部件幾何結構和車輛的位置輸入到主控制系統中。由此，同一系統接著可以被用于移動不同部件，而不必制造用于該部件的專門固定裝置。
[0025]例如，在一個實施方式中，車輛可以在標稱方位開始并且移動至該部件，并接著彼此相呼應地移動該部件。因為車輛彼此通信并且與主控制系統通信，所以不同的操作者可以相對容易地控制該移動。
[0026]應注意到，雖然結合航空器應用來描述各個實施方式，但一個或更多個實施方式可以被用于或者適用于不同應用。例如，各個實施方式尤其可以被用于制造旋翼航空器、宇宙飛船、海上運輸工具(船、游艇、潛水艇)以及汽車，并且用于制造建筑物的樓板和隔板。
[0027]下面，具體參照圖1，被例示為全向車輛20的多個車輛，示出聯接至物體(具體來說，航空器機翼22)。各個實施方式中的全向車輛20包括如在此描述的全向輪。應注意到，全向車輛20的數量和定位可以如希望或在需要時改變。例如，可以將附加的或較少的全向車輛20沿機翼22的前面、后面、或側面中的一個或更多個設置。另外，全向車輛20可以被定位得具有不同間距，并且在機翼22的每個側面或者前面和后面上的全向車輛20的數量可以相同或不同。在各個實施方式中，所使用的全向車輛20的數量和位置基于要移動的特定物體并針對該物體的結構性需求。例如，在所示實施方式中，全向車輛20的定位和數量可以基于針對機翼22的載荷或行進需求來確定。
[0028]全向車輛20可以被類似地構造，例如具有相同的操作特性、尺寸等。然而，在一些實施方式中，全向車輛20中的一個或更多個可以不同于其它全向車輛20。另外，全向車輛20的操作特性的類型例如可以基于該應用或要移動的物體來確定。應注意到，全向車輛20可以是任何類型的車輛(如遙控地面車輛)，其提供對在多個方向或軸上的運動的控制。另夕卜，全向車輛20包括支承構件24，該支承構件24支承并且將機翼20聯接至全向車輛20，并且提供機翼22相對于全向車輛20的高度調節。
[0029]在所示實施方式中，全向車輛20被控制以在表面26上移動機翼22，該表面26在這個實施方式中是不平坦工廠地面。例如，如在此更詳細描述的，提供全向車輛20的協調移動以適應或考慮表面26的輪廓變化(例如，地面的變化輪廓)，以使當機翼22被全向車輛20移動時，機翼22維持在一般固定平面和取向上。例如，如在此更詳細描述的，在多個移動軸上控制全向車輛20。可以諸如針對行進角或地面的高度變化來執行調節，以隨著機翼22移動，而在一般水平位置或相同的相對位置上保持機翼22。例如，機翼22可以沿制造線從一位置傳輸至不同位置。由此，全向車輛20可以在移動可去除地聯接至全向車輛20的機翼22的同時，進行控制并補償不平坦工廠地面。如應清楚，并且如可以在圖1中