41]圖18示出用于相對(duì)于表面定位處理系統(tǒng)及其相關(guān)聯(lián)的軌道的設(shè)備的輪子組件的另一示例性輪子。
【具體實(shí)施方式】
[0042]本公開的示例現(xiàn)在將在后文參考附圖更加全面地描述，其中示出了本公開的一些示例但不是所有的示例。實(shí)際上，本公開的各種示例性方面可以以許多不同的形式來體現(xiàn)并且不應(yīng)當(dāng)被構(gòu)建為對(duì)本文闡述的示例的限制。相反，提供這些示例以便本公開將是透徹且完整的并且對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將完全覆蓋本公開的范圍。貫穿本文相同的附圖標(biāo)記指的是相同的元件。
[0043]如本文所用，術(shù)語“回路”和“電路”指的是物理電子部件(即硬件)和任意軟件和/或固件(“代碼”)，該軟件和/或固件可以配置硬件，由硬件執(zhí)行，和/或以其他方式與硬件相關(guān)聯(lián)。同樣，如本文所用，“和/或”意味著列表中的項(xiàng)目中的任意一個(gè)或更多個(gè)由“和/或”連接。作為一種示例，“X和/或y”意味著三元素集合{(X)，(y), (χ, y)}中的任意元素。作為另一示例，“X、y和/或Z”意味著七元素集合{(X)，(y), (z), (x, y), (χ, z), (y, z)
,(x,y, z)}中的任意元素。此外，如本文所用，術(shù)語“塊”和“模塊”指的是能夠由一個(gè)或更多個(gè)回路執(zhí)行的功能。此外，如本文所用，術(shù)語“示例性”意味著作為非限制性示例、實(shí)例或圖例。而且，如本文所用，術(shù)語例如或者“如”介紹一個(gè)或更多個(gè)非限制性示例、實(shí)例或圖例的列表。
[0044]如以下所討論的，本公開的示例包括用于定位和重新定位自動(dòng)化處理系統(tǒng)連同其相關(guān)聯(lián)的引導(dǎo)件和/或支撐軌道一起的方法和設(shè)備。一種示例包括用于將自動(dòng)化系統(tǒng)從一個(gè)工作區(qū)域攜帶到另一工作區(qū)域的設(shè)備?？梢园ㄈ嵝攒壍闹辽僖粋€(gè)軌道可以被連接至自動(dòng)化處理系統(tǒng)并且可以包括各種配置，包括螺絲扣和/或其他致動(dòng)器(未示出)，其在由自動(dòng)化處理系統(tǒng)處理期間配置并保持柔性軌與工作表面的輪廓(其可以是平的或者是彎曲的)一致。處理系統(tǒng)可以包括雙功能部件，其可以包括吸盤/加壓空氣裝置，該吸盤/加壓空氣裝置選擇性地將柔性軌附接至表面并且還選擇性地釋放柔性軌和/或便于使柔性軌升高到此表面上方和使柔性軌關(guān)于此表面運(yùn)動(dòng)。多功能末端執(zhí)行器可以與柔性軌相關(guān)聯(lián)并且可以相對(duì)于該柔性軌可運(yùn)動(dòng)。
[0045]更具體地參考附圖，本公開的示例可以在一般如100所描述的飛行器制造和使用方法(在圖1中示意性地示出)和一般如102所描述的飛行器(在圖2中示意性地示出)的背景下進(jìn)行描述，其中使用方法100的功能和飛行器102的構(gòu)造在此類附圖中被描述為框和/或模塊。在預(yù)生產(chǎn)期間，示例性方法100可以包括飛行器102的規(guī)格和設(shè)計(jì)104以及材料采購106。在生產(chǎn)期間，進(jìn)行飛行器102的部件和子組件制造108以及系統(tǒng)整合110。此后，飛行器102可以通過認(rèn)證和交付112以便投入使用114。當(dāng)由客戶使用時(shí)，飛行器102被安排日常維護(hù)和檢修116 (其也可以包括改進(jìn)、重構(gòu)、翻新等等)。
[0046]方法100的每個(gè)環(huán)節(jié)可以由系統(tǒng)集成商、第三方和/或操作者(例如，客戶)完成或執(zhí)行。出于本描述的目的，系統(tǒng)集成商可以包括但不限于任何數(shù)量的飛行器制造商和主系統(tǒng)分包商；第三方可以包括但不限于任何數(shù)量的銷售商、分包商和供應(yīng)商；以及操作者可以是航空公司、租賃公司、軍事實(shí)體、服務(wù)組織等等。
[0047]如圖2中所示，通過示例性方法100生產(chǎn)的飛行器102可以包括具有多個(gè)系統(tǒng)120的機(jī)身118和內(nèi)部122。高級(jí)系統(tǒng)120的示例包括推進(jìn)系統(tǒng)124、電氣系統(tǒng)126、液壓系統(tǒng)126和環(huán)境系統(tǒng)130中的一個(gè)或更多個(gè)?？梢园ㄈ魏螖?shù)量的其他系統(tǒng)。雖然示出了航空航天示例，但是本發(fā)明的原理可以被應(yīng)用于其他工業(yè)，如汽車工業(yè)。
[0048]這里實(shí)施的設(shè)備和方法可以在生產(chǎn)和使用方法100中的一個(gè)或更多個(gè)階段期間被使用。例如，與生產(chǎn)過程階段108對(duì)應(yīng)的部件或子組件可以以類似于飛行器102在使用時(shí)生產(chǎn)的部件或子組件的方式制作或制造。同樣，一個(gè)或更多個(gè)設(shè)備實(shí)施例、方法實(shí)施例或其組合可以在生產(chǎn)階段108和110期間被使用，例如，可以大大加快飛行器102的組裝或者降低飛行器102的成本。類似地，當(dāng)飛行器102投入使用中(例如但不限于用于維護(hù)和檢修116)時(shí)，一個(gè)或更多個(gè)設(shè)備實(shí)施例、方法實(shí)施例或其組合可以被利用。
[0049]本公開可應(yīng)用于制造飛行器102和使用方法100的背景下或者可在另一些制造環(huán)境(諸如汽車領(lǐng)域、太空領(lǐng)域、重工業(yè)領(lǐng)域以及水面和水下船舶業(yè)領(lǐng)域)中應(yīng)用。
[0050]參照本公開的一種示例實(shí)施方式，圖3示出一般如200所指的設(shè)備，其攜帶一般如150所指的示例自動(dòng)化處理系統(tǒng)或“處理系統(tǒng)”，該處理系統(tǒng)可以在(一個(gè)或多個(gè))部件的組裝期間，諸如在飛行器的制造、在維護(hù)操作、服務(wù)等期間被使用。處理系統(tǒng)150包括一般如152所指的細(xì)長軌道，該細(xì)長軌道可以包括至少一個(gè)柔性軌154，該柔性軌154在當(dāng)需要將有待移動(dòng)到另一工作區(qū)域的處理系統(tǒng)150升高時(shí)很容易迀移。鑒于軌道152具有有限長度，處理系統(tǒng)150的有效工作區(qū)域可以受到軌道152的長度和/或相對(duì)于工作表面的位置的限制。因此，一旦完成在具體工作區(qū)域中的處理，則軌道152和處理系統(tǒng)150從一個(gè)位置被移除并且如果期望附加的處理則被重新定位到另一位置處。處理系統(tǒng)150包括操作部分，諸如圖10-12中的末端執(zhí)行器158，其可以相對(duì)于軌道152橫向地和/或縱向地運(yùn)動(dòng)。處理系統(tǒng)150在工作表面S’(參見例如圖12)上進(jìn)行處理(例如，鉆孔)并且可以包括一個(gè)或更多個(gè)手動(dòng)操作的、自動(dòng)化和/或機(jī)器人末端執(zhí)行器158。
[0051]處理系統(tǒng)150可以具有各種各樣的配置并且可以是輕便的自動(dòng)化機(jī)動(dòng)化裝置，其可以是可操作的以處理物理目標(biāo)，諸如組件或部件。處理系統(tǒng)150可以被用于以受控的方式執(zhí)行具體操作(例如，鉆孔、螺栓擰緊和/或緊固)。例如，處理系統(tǒng)150可以在飛行器或其部件(例如，機(jī)身或機(jī)翼)的制造和/或組裝期間被使用。在這方面，處理系統(tǒng)150可以優(yōu)選地與結(jié)構(gòu)S的工作表面S’ (圖10)相關(guān)聯(lián)，該表面可以是平的或者是波狀的，諸如飛行器機(jī)翼(或者某一其他表面或結(jié)構(gòu))，并且然后處理系統(tǒng)150可以沿著工作表面被移動(dòng)到各種位置以用于在該表面上執(zhí)行制造操作(例如，形成孔)。處理系統(tǒng)150沿著軌道152的運(yùn)動(dòng)可以通過使處理系統(tǒng)150的帶動(dòng)力小齒輪(未示出)與軌道152 (圖3)的齒條外形166接合來促進(jìn)?？刂茠旒?68可以被用于由操作者控制處理系統(tǒng)150和/或設(shè)備200。加壓空氣源(未示出)可以被連接至入口 170 (圖3)，以用于供應(yīng)加壓空氣來操作雙功能部件160和/或真空產(chǎn)生器(未示出)和汽缸240和292 (圖8)(以下討論)。
[0052]雙功能部件160 (圖3)可以被配置為提供與處理系統(tǒng)150的支撐和運(yùn)動(dòng)有關(guān)的多種功能。雙功能部件160可以被配置為提供例如(例如，與將軌道152和處理系統(tǒng)150固定到正被處理的結(jié)構(gòu)有關(guān)的)粘附或保持功能，以及(與相對(duì)于處理系統(tǒng)150的支撐表面移動(dòng)軌道152和處理系統(tǒng)150有關(guān)的)滑動(dòng)或盤旋功能。例如，雙功能部件160可以包括吸盤/空氣軸承組件，其可以被配置為通過使用經(jīng)由吸盤產(chǎn)生的真空提供處理系統(tǒng)150相對(duì)于表面S’的固定功能；以及通過使用空氣軸承提供軌道152和處理系統(tǒng)150的“滑動(dòng)”或“盤旋”功能。根據(jù)需要，軌道152和處理系統(tǒng)150在表面之上盤旋或滑動(dòng)的這種能力可以有利于精細(xì)地調(diào)整處理系統(tǒng)150相對(duì)于設(shè)備200的定位。
[0053]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖4，設(shè)備200的示例實(shí)施方式被從處理系統(tǒng)150 (圖3)隔離地示出。盡管以下更全面地討論，但設(shè)備200可以包括一般如204所指的底架，該底架選擇性地?cái)y帶處理系統(tǒng)150 (圖3)和軌道152。至少三個(gè)輪子208 (參見例如圖7)被連接至底架204。輪子208將底架204選擇性地支撐在表面S’ (圖10-12)上并且選擇性地準(zhǔn)許底架關(guān)于表面的運(yùn)動(dòng)。一般如212所指的驅(qū)動(dòng)部件被可操作地連接到輪子中的一個(gè)并且選擇性地推進(jìn)輪子以關(guān)于表面S’移動(dòng)底架。一個(gè)或更多個(gè)附加的驅(qū)動(dòng)部件可以為剩余的輪子208中的一個(gè)或更多個(gè)供能。一般如216所指的提升部件選擇性地在下降位置與升高位置之間移動(dòng)底架，該下降位置大體接近表面S’ (如圖10中所示)，該升高位置大體從表面S’間隔開(如圖11中所示)。一般如220所指的至少一個(gè)軌道接合或抓取部件可以被連接至底架204或者可以形成該底架的一部分。抓取部件220可以被選擇性地配置為處于第一狀態(tài)或第二狀態(tài)。在第一狀態(tài)(位置)中，抓取部件220與軌道152接合(圖3)，并且在第二狀態(tài)(位置)中，抓取部件220從軌道脫離。當(dāng)處理系統(tǒng)150正被底架204移動(dòng)時(shí)，抓取部件220接合軌道152，并且當(dāng)軌道152被耦接至表面并且處理系統(tǒng)150處于操作中時(shí)，抓取部件220從軌道152脫離。一個(gè)或多個(gè)控制器222可以被可操作地連接至一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)部件212、多個(gè)提升部件216和一個(gè)或多個(gè)抓取部件220?？刂破?22被配置為選擇性地引導(dǎo)一個(gè)或多個(gè)抓取部件220以接合至軌道152 (圖3)，選擇性地引導(dǎo)提升部件216在下降位置和升高位置之間移動(dòng)底架204，以及致動(dòng)一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)部件212以推進(jìn)一個(gè)或更多個(gè)輪子208用于相對(duì)于表面S’將底架204連同處理系統(tǒng)150和軌道152 —起移動(dòng)到預(yù)定位置。處理系統(tǒng)150將在下面更詳細(xì)地討論。
[0054]同樣如圖4中所示，一種示例設(shè)備200包括底架204，該底架204具有帶有一般如224和226所指的間隔開的側(cè)邊部分和一般如230和232所指的間隔開的末端部分的框架。在圖4中所示出的示例中，底架204具有三個(gè)拐角部分，其一般地為236a、236b和236c。在拐角部分236a、236b和236c中的每一個(gè)處放置有一個(gè)輪子組件238。盡管設(shè)備200被示出具有三個(gè)輪子組件，但是將理解的是，根據(jù)需要，設(shè)備200可以被提供有四個(gè)或更多個(gè)輪子組件。
[0055]輪子組件238在圖13-16中被詳細(xì)地示出。一般地，輪子組件238均具有至少一個(gè)輪子208和汽缸240，該汽缸240具有可致動(dòng)軸242。軸242被連接至輪子轉(zhuǎn)向馬達(dá)248，該輪子轉(zhuǎn)向馬達(dá)248被安裝至板250。板250經(jīng)由支柱254被固定成抵抗相對(duì)于底架204 (圖4)的旋轉(zhuǎn)，支柱254耦接板250和底架204。汽缸240可以是氣動(dòng)的或液壓的并且可以用作一個(gè)提升部件216 (圖4)，該提升部件相對(duì)于表面S’選擇性地提升和下降底架204。控制器222 (圖4)可以被用于控制和致動(dòng)汽缸240和/或它們可以被手動(dòng)地控制和/或遠(yuǎn)程地控制。
[0056]再一次參考圖13-16，轉(zhuǎn)向馬達(dá)248關(guān)于汽缸240的軸242的縱向軸線使輪子組件238的輪子208旋轉(zhuǎn)。至少一個(gè)輪子組件238可以包括轉(zhuǎn)向馬達(dá)248。輪子轉(zhuǎn)向馬達(dá)248經(jīng)由有線和/或無線連接與控制器222通信和/或可能地與處理系統(tǒng)150的掛件或遠(yuǎn)程控件168 (圖3)通信，由此允許輪子轉(zhuǎn)向馬達(dá)248的轉(zhuǎn)向動(dòng)作通過使用控制器222和/或此類遠(yuǎn)程控件的轉(zhuǎn)向協(xié)議軟件和/或固件或代碼來控制。根據(jù)需要，輪子轉(zhuǎn)向馬達(dá)控制也可以被手動(dòng)地執(zhí)行。應(yīng)當(dāng)注意，每個(gè)輪子組件238的轉(zhuǎn)向能夠獨(dú)立于彼此操作并且因此為底架204提供相對(duì)于表面S’的多種動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)。至少一個(gè)輪子組件238也包括用于驅(qū)動(dòng)每個(gè)輪子組件238的輪子208的輪子驅(qū)動(dòng)馬達(dá)260 (圖13)。輪子轉(zhuǎn)向馬達(dá)248和輪子驅(qū)動(dòng)馬達(dá)260均能夠是伺服馬達(dá)、步進(jìn)馬達(dá)、DC馬達(dá)或其他合適的驅(qū)動(dòng)裝置。
[0057]在其中每個(gè)輪子組件238均具有其自身的輪子轉(zhuǎn)向馬達(dá)248和輪子驅(qū)動(dòng)馬達(dá)260的示例中，由于每個(gè)輪子組件238通過控制器222或以其他方式的獨(dú)立可控性，底架204相對(duì)于表面S’的運(yùn)動(dòng)可以通過旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(其中底架204能夠本質(zhì)上在其自身的所占空間內(nèi)旋轉(zhuǎn)和/或關(guān)于其自身的旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn))、線性運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)和/或矢量或平移運(yùn)動(dòng)進(jìn)行描述，其中當(dāng)?shù)准?04從表面S’上的一個(gè)位置運(yùn)動(dòng)到另一位置時(shí)，其可以相對(duì)于固定點(diǎn)維持預(yù)定取向。
[0058]至少一個(gè)控制器222被攜帶在機(jī)載底架204上，并且如圖4中所示，控制器222可以被附接至底架204的凸緣270。應(yīng)當(dāng)理解的是，控制器可以具有不同的尺寸和配置并且并不限于本文描述的示例。示例性控制器222可以包括控制回路、電路、放大器、一個(gè)或更多個(gè)處理器、軟件和/或固件或代碼、電子存儲(chǔ)器、電源、變壓器和類似物，并且該控制器可以被連接至輪子并且在馬達(dá)248、輪子驅(qū)動(dòng)馬達(dá)260、汽缸240和汽缸292 (以下討論)(圖5和圖6)期間用于輪子的操作?？刂破?22可以包括顯示器和/或手動(dòng)控件(一般地，如圖4中所示的280)并且可以包括諸如由加利福利亞