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    自主 缓慢 移动 装配 系统
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    摘要
    申请专利号:

    CN201380052963.X

    申请日:

    2013.09.16

    公开号:

    CN104718127A

    公开日:

    2015.06.17

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B62D 55/265申请日:20130916|||公开
    IPC分类号: B62D55/265; B62D57/032 主分类号: B62D55/265
    申请人: 波音公司
    发明人: J·D·加姆博
    地址: 美国伊利诺伊州
    优先权: 13/663,838 2012.10.30 US
    专利代理机构: 北京纪凯知识产权代理有限公司11245 代理人: 赵蓉民
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201380052963.X

    授权公告号:

    104718127B||||||

    法律状态公告日:

    2017.06.13|||2015.10.14|||2015.06.17

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    一种自动化机动设备(110),其可以被配置成在结构(100)上移动,用于结构(100)的装配。自动化机动设备(110)可以包含:末端执行器(120),该末端执行器(120)被配置成执行多种与装配相关的功能;第一运动组件(140),其包含多个第一双功能运动部件(160);第二运动组件(150),其包含多个第二双功能运动部件(160);和枢转部件(130),其同心地连接到末端执行器(120),并且连接到第一运动组件(140)和第二运动组件(150)中的至少一个。每个双功能运动部件(160)的功能可以包含粘附和滑移;并且在自动化机动设备(110)的运动期间,第一运动组件(140)和第二运动组件(150)中的一个被固定到结构(100),而第一运动组件(140)和第二运动组件(150)中的另一个在结构上方移动。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种装置,其包含:
    自动化机动设备(110),其可操作地在结构(100)上移动,用于所述结构(100)的装配,所述自动化机动设备(110)包含:
    末端执行器(120),其被配置成执行多种与装配相关的功能;
    第一运动组件(140),其包含多个第一双功能运动部件(160);
    第二运动组件(150),其包含多个第二双功能运动部件(160);和
    枢转组件(130),其同心地连接到所述末端执行器(120)并且连接到所述第一运动组件(140)和所述第二运动组件(150)中的至少一个;
    其中:
    每个双功能运动部件(160)的功能包含粘附和滑移;并且
    在所述自动化机动设备(110)的运动期间,所述第一运动组件(140)和所述第二运动组件(150)中的一个被固定到所述结构(100),而所述第一运动组件(140)和所述第二运动组件(150)中的另一个在所述结构(100)上方移动。

    2.  根据权利要求1所述的装置,其中所述末端执行器(120)通过所述自动化机动设备(110)的运动被定位在所述结构(100)的多个预定位置处。

    3.  根据权利要求2所述的装置,其中所述末端执行器(120)被配置成在所述多个预定位置的每一个处应用所述多种与装配相关的功能中的一种或更多种。

    4.  根据权利要求3所述装置,其中所述自动化机动设备(110)包含夹紧部件(170),所述夹紧部件(170)被配置成在所述多个预定位置中的每一个处应用所述多种与装配相关的功能中的一种或更多种期间将所述末端执行器(120)固定到所述结构(100)。

    5.  根据权利要求1所述的装置,其中所述第一运动组件(140)和所述第二运动组件(150)中的每一个通过接合一个或更多个双功能运动部件(160)以粘附到所述结构(100)而被固定到所述结构(100)。

    6.  根据权利要求5所述的装置,其中所述一个或更多个双功能运动部件(160)被配置成通过使用吸气产生真空粘附到所述结构(100)。

    7.  根据权利要求1所述的装置,其中所述第一运动组件(140)和所述第二运动组件(150)中的每一个通过将其多个双功能运动部件(160)中的一个或更多个配置为在所述结构(100)上方滑移而在所述结构(100)上方移动。

    8.  根据权利要求7所述的装置,其中所述一个或更多个双功能运动部件(160)被配置成通过使用空气轴承产生悬停效果在所述结构(100)上方滑移。

    9.  根据权利要求1所述的装置,其中所述第一运动组件(140)和所述第二运动组件(150)被配置成在所述自动化机动设备(110)的操作期间调整所述自动化机动设备(110)的运动路线。

    10.  根据权利要求9所述的装置,其中调整所述自动化机动设备(110)的运动路线包含经由所述枢转组件(130)、所述末端执行器(120)和所述第一运动组件(140)和所述第二运动组件(150)中的至少一个旋转,并且所述第一运动组件(140)和所述第二运动组件(150)中的另一个将所述自动化机动设备(110)固定到所述结构(100)。

    11.  根据权利要求10所述的装置,其中调整所述自动化机动设备(110)的运动路线包含经由所述枢转组件(130)、所述第一运动组件(140)和所述第二运动组件(150)中的另一个旋转到所述调整的运动路线上,并且所述第一运动组件(140)和所述第二运动组件(150)中的至少一个将所述自动化机动设备(110)固定到所述结构(100)。

    12.  一种方法,其包含:
    将自动化机动设备(110)的末端执行器(120)定位在结构(100)的多个预定位置中的每一个处,所述自动化机动设备(110)可操作地在所述结构(100)上移动,用于所述结构(100)的装配,其中:
    所述末端执行器(120)被配置成执行多种与装配相关的功能;并且
    所述末端执行器(120)被配置成在所述多个预定位置中的每一个处应用所述多种与装配相关的功能中的一种或更多种;以及
    通过使用第一运动组件(140)和第二运动组件(150)将所述自动化机动设备(110)移动到所述多个预定位置中的每一个,其中:
    所述第一运动组件(140)包含多个第一双功能运动部件(160),
    所述第二运动组件(150)包含多个第二双功能运动部件(160),
    所述双功能运动部件(160)中的每一个的功能包含粘附和滑移,以及
    移动所述自动化机动设备(110)包含将所述第一运动组件(140)和所述第二运动组件(150)中的一个固定到所述结构(100),而所述第一运动组件(140)和所述第二运动组件(150)中的另一个在所述结构(100)上方移动。

    13.  根据权利要求12所述的方法,包含在所述多个预定位置中的每一个处应用所述多种与装配相关的功能中的一种或更多种期间,通过使用夹紧部件(170)将所述末端执行器(120)固定到所述结构(100)。

    14.  根据权利要求12所述的方法,包含通过接合一个或更多个双功能运动部件(160)以粘附到所述结构(100),将所述第一运动组件(140)和所述第二运动组件(150)中的每一个固定到所述结构(100)。

    15.  根据权利要求14所述的方法,包含通过使用吸气产生真空,将所述一个或更多个双功能运动部件(160)配置为粘附到所述结构(100)。

    16.  根据权利要求12所述的方法,包含通过将一个或更多个双功能运动部件(160)配置为在所述结构(100)上方滑移,使所述第一运动组件(140)和所述第二运动组件(150)中的每一个在所述结构(100)上方移动。

    17.  根据权利要求16所述的方法,包含通过使用空气轴承产生悬停效果,将所述一个或更多个双功能运动部件(160)配置为在所述结构(100)上方滑移。

    18.  根据权利要求12所述的方法,包含在所述自动化机动设备(110)的操作期间调整所述自动化机动设备(110)的运动路线。

    19.  根据权利要求18所述的方法,包含通过经由枢转组件(130)、所述末端执行器(120)和所述第一运动组件(140)和所述第二运动组件(150)中的至少一个旋转调整所述自动化机动设备(110)的所述运动路线,并且所述第一运动组件(140)和所述第二运动组件(150)中的另一个将所述自动化机动设备(110)固定到所述结构(100),其中所述枢转组件(130)同心地连接到所述末端执行器(120)并且连接到所述第一运动组件(140)和所述第二运动组件(150)中的至少一个。

    20.  根据权利要求19所述的方法,包含通过经由所述枢转组件(130)、所述第一运动组件(140)和所述第二运动组件(150)中的另一个旋转,将所述自动化机动设备(110)的所述运动路线调整到所述调整的运动路线上。

    21.  一种用于制造飞行器部件的方法,所述方法包含:
    将自动化机动设备(110)的末端执行器(120)定位在所述飞行器部件的多个预定位置中的每一个处,所述自动化机动设备(110)可操作地在所述飞行器部件上移动,用于所述飞行器部件的制造,其中:
    所述末端执行器(120)被配置成执行多种与制造相关的功能, 并且
    所述末端执行器(120)被配置成在所述多个预定位置中的每一个处应用所述多种与制造相关的功能中的一种或更多种;以及
    通过使用第一运动组件(140)和第二运动组件(150)将所述自动化机动设备(110)移动到所述多个预定位置中的每一个,其中:
    所述第一运动组件(140)和所述第二运动组件(150)中的每一个包含多个双功能运动部件(160),
    所述双功能运动部件(160)中的每一个的功能包含粘附和滑移,以及
    移动所述自动化机动设备(110)包含将所述第一运动组件(140)和所述第二运动组件(150)中的一个固定到所述飞行器部件,而所述第一运动组件(140)和所述第二运动组件(150)中的另一个在所述飞行器部件上方移动。

    22.  根据权利要求21所述的方法,其中所述飞行器部件包含:机身、机翼或其部段。

    说明书

    说明书自主缓慢移动装配系统
    技术领域
    本公开的某些实施例涉及制造并且更具体地涉及飞行器制造期间的部件装配。更具体地,本公开的某些实施例涉及自主缓慢移动/自主爬行(autonomous crawling)装配系统的装置和方法。
    背景技术
    包括例如飞行器制造商的制造商在持续性压力下降低与制造过程相关联的花费和/或提高制造过程的效率。在这方面,制造具体物品(例如,飞行器)可能需要执行各种步骤以产生物品的完整示例。制造过程中采取的步骤类型可以由物品本身(例如,部件的数量、大小和/或形状)和/或由与制造过程相关的其它状况(例如,物品的部件的独立生产)决定。例如,制造飞行器可能需要装配诸如机身或机翼部分的部件,该部件有时可以在不同地点和/或由不同的子分包商分别地制造。在一些情况下,自动化设备可以在制造过程期间被利用。在这方面,自动化设备可以被固定,而制造的物品(或其部件)可以(例如,经由装配线)被移动以允许自动化设备操作(例如,施加紧固螺栓)。替代地,自动化设备可以被配置成为移动横越制造的物品(或其(一个或多个)部件)的设备并且对物品(或(一个或多个)部件)进行操作。例如,能够在飞行器结构上方缓慢移动的飞行器制造自动化系统可以被使用,其被配置成准确地定位在特定位置(例如,在紧固件位置上方)处,并且在那里执行必要的操作(例如,处理需要的孔并且安装紧固件)。
    然而,使用此类自动化系统可以造成一定的挑战。例如,与这种类型的自动化系统相关联的挑战可以包括或涉及执行必要的路线调整和/或增强其中该系统从一个位置移动到下一位置的方式。在这方面,许多当前可用的系统遭受如在结构上方的低速运动和/或在路线调整期间滑移的此类限制,因此,例如当前用于将此类自动化系统固定到结构和/或在这 些结构上移动它们的工具。例如,一些当前系统可以利用真空盘将系统粘附到结构。然而,使用此类真空盘可能在系统运动之前需要停用真空盘并将它们拉离结构。对于路线调整,当前系统可以利用支腿或支脚的旋转以转动系统并且做出路线调整。然而,这可能导致压力脚的滑移并且是不太受控的操纵方法。
    因此,具有用于以提高在物品(例如,飞行器)的装配期间使用的机器的速度和/或运动的方式提供自动装配的装置和方法将是有利的。
    如参考附图在本申请的余下部分所阐明的,通过比较具有一些方面的此类系统,常规方法和传统方法的进一步限制和缺点对本领域的技术人员将变得明显。
    发明内容
    提供用于大体如附图中的至少一个所示出的和/或关于附图中的至少一个描述的、如权利要求中更完全阐明的自主缓慢移动装配系统的装置和/或方法。
    在一个方面,装置可以用于装配操作或制造操作中,所述装置包含自动化机动设备,该自动化机动设备可操作地在结构上移动以用于结构装配。自动化机动设备可以包含:末端执行器,该末端执行器被配置成执行多种与装配相关的功能;第一运动组件,该第一运动组件包含多个第一双功能运动部件;第二运动组件,该第二运动组件包含多个第二双功能运动部件;和枢转部件,该枢转部件同心地连接到末端执行器并且连接到第一运动组件和第二运动组件中的至少一个。在这方面,每个双功能运动部件的功能可以包含粘附和滑移,并且在自动化机动设备的运动期间,第一运动组件和第二运动组件中的一个被固定到结构,而第一运动组件和第二运动组件中的另一个在结构上方移动。
    在另一方面,一种用于使用自动化机动设备执行装配操作或制造操作的方法,其中该自动化机动设备可以可操作地在结构上移动以用于结构装配,该方法可以包含在结构的多个预定位置中的每一个处定位自动化机动设备的末端执行器,其中末端执行器被配置成执行多种与装配相关的功能,并且末端执行器被配置成在多个预定位置中的每一个处应用 多种与装配相关的功能中的一种或更多种。该方法可以进一步包含通过使用第一运动组件和第二运动组件将自动化机动设备移动到多个预定位置中的每一个处,其中:第一运动组件包含多个第一双功能运动部件,第二运动组件包含多个第二双功能运动部件,每个双功能运动部件的功能可以包含粘附和滑移,以及自动化机动设备的移动包含将第一运动组件和第二运动组件中的一个固定到结构,而第一运动组件和第二运动组件中的另一个在结构上方移动。
    这些和其它优点、方面和新颖特征以及其示出的实施例的细节从下面的具体实施方式和附图将被更全面地理解。
    已经讨论的特征、功能和优点能够在各种实施例中被独立地实现或可以在又一些实施例中被结合,参考下面的具体实施方式和附图能够理解其进一步的细节。
    附图说明
    图1是根据有利实施例,图示说明可以在(一个或多个)部件的装配期间(如,飞行器的制造期间)使用的自主缓慢移动装配系统的图形。
    图2是根据有利实施例,图示说明可以在(一个或多个)部件的装配期间(如,飞行器的制造期间)使用的自主缓慢移动装配系统的图形。
    图3是根据有利实施例,图示说明包含多个双功能运动部件的自主缓慢移动装配系统的运动的图形。
    图4A是根据有利实施例,图示说明包含多个双功能运动部件的自主缓慢移动装配系统的运动方向的旋转和调整的图形。
    图4B是根据有利实施例,图示说明包含多个双功能运动部件的自主缓慢移动装配系统在运动路线调整之后的运动的图形。
    图5A是根据有利实施例,图示说明在结构(例如,飞行器部件)的装配期间自主缓慢移动装配系统的运动的流程图。
    图5B是根据有利实施例,图示说明在结构(例如,飞行器部件)的装配期间自主缓慢移动装配系统的运动方向的调整的流程图。
    具体实施方式
    某些实施例可以在用于自主缓慢移动装配系统的方法和系统中找到。某些实施例的许多具体细节在下面的描述以及附图中被阐明以提供此类实施例的彻底理解。然而,本领域的技术人员将理解可以存在附加实施例或除这些实施例中的某些实施例可以在没有如下描述的若干细节的情况下被实施。在整文中,相同的数字指相同的元件。
    如本文所用的,术语“电路”和“电路系统”指物理电子部件(即,硬件)和可以配置硬件、由硬件执行的和/或以其他方式与硬件相关联的任意软件和/或固件(“代码”)。如本文所用的,“和/或”意思是通过“和/或”连接的列表中任意一个或更多个项目。作为一个示例,“x和/或y”意思是三元件组{(x),(y),(x,y)}中的任意元件。作为另一示例,“x、y和/或z”意思是七元件组{(x),(y),(z),(x,y),(x,z),(y,z),(x,y,z)}中的任意元件。如本文所用的,术语“块”和“??椤敝改芄挥梢桓龌蚋喔龅缏分葱械墓δ?。如本文使用的,术语“示例性”意思是作为非限制性示例、实例或例证。如本文所用的,术语“例如”引入一个或更多个非限制性示例、实例或例证的列表。
    图1是根据有利实施例,图示说明可以在(一个或多个)部件的装配期间(如,飞行器的制造期间)使用的自主缓慢移动装配系统的图形。参考图1,其示出缓慢移动装置(crawler)110。
    缓慢移动装置110可以是便携式的自动化机动设备,该自动化机动设备可以可操作地以受控的方式移动物理目标,该物理目标如可以用于执行特定操作(例如,钻孔、栓固和/或紧固)的组件或部件。例如,缓慢移动装置110可以在飞行器或其部件(例如,机身或机翼)的制造和/或装配期间使用。在这方面,缓慢移动装置110可以优选地被放置在结构100(例如,飞行器的机翼)上,并且然后可以在结构100上方移动,并且在不同位置(例如,机翼上的预期栓固位置)处在其上执行与装配相关的操作。
    缓慢移动装置110可以包含多个部件,所述多个部件执行支持缓慢移动装置110的预期功能的各种操作。例如,缓慢移动装置110可以包含多功能末端执行器120、枢转组件130、第一运动组件140和第二运动组件150以及夹紧部件170。多功能末端执行器120可以被配置成执行一 种或更多种与装配相关的操作或功能,其可以在物品(如,飞行器或其部件)的制造期间被利用。例如,多功能末端执行器120可以被配置成执行如钻栓固孔和/或施加紧固螺栓的此类功能。例如,可以在飞行器机翼的制造期间使用此类功能。在这方面,由多功能末端执行器120施加到机翼100的装配功能可以使翼梁102能够栓固到翼盒104。
    第一运动组件140和第二运动组件150可以使缓慢移动装置110能够沿结构(例如,机翼100或更具体地翼盒104)单独地和/或组合地移动,其中多功能末端执行器120的功能可以被应用到该结构。在这方面,当单独和/或组合地操作时,第一运动组件140和第二运动组件150可以被配置成诸如以受控方式提供缓慢移动装置110的自主运动,该受控方式诸如在不用折中(或甚至改善)缓慢移动装置110到结构100的保持(或固定)的情况下,通过提高缓慢移动装置110的运动速度,可以实现缓慢移动装置110的优化操作(和/或从而实现执行的功能,例如,与装配相关的功能)。例如,这可以通过并入第一运动组件140和第二运动组件150和多个双功能运动部件160中的每一个实现。在这方面,每个双功能运动部件160可以被配置成提供与缓慢移动装置110的支撑和运动相关的多种功能。双功能运动部件160可以被配置成提供,例如粘附或保持功能(例如,与将缓慢移动装置110固定到被横越的结构有关的功能)和滑移或悬停功能(例如,与在被横越的结构上方移动缓慢移动装置有关的功能)两者。例如,双功能运动部件160可以包含吸盘/空气轴承组件,该吸盘/空气轴承组件可以被配置成提供固定功能—即,通过使用经由吸盘产生的真空,实现“保持”相应的运动组件(第一或第二);并且以提供“滑移”或“悬?!惫δ堋?,通过使用结构上方的空气轴承(例如,悬停),有助于相应的运动组件(第一或第二)的移动或滑动。
    在一些情况下,为了增加缓慢移动装置110的运动部件的使用(例如,第一运动组件140和第二运动组件150),缓慢移动装置110可以包含枢转工具(例如,枢转组件130),该枢转工具可以用于允许(当需要时)旋转缓慢移动装置110的特定部件,优选地以受控方式且/或不依赖缓慢移动装置110的其它部件。例如,枢转组件130可以包含可以允许旋转或枢转缓慢移动装置110的特定部件(如,多功能末端执行器120、 第一运动组件140和/或第二运动组件150)的一个或更多个枢转部件,所述一个或更多个枢转部件可以允许旋转这些部件中的一个或更多个,而(一个或多个)其它部件或缓慢移动装置110被固定到结构。这样做可以改善缓慢移动装置110的运动,诸如通过允许有待执行的任意需要的运动调整的至少部分,并且缓慢移动装置110被用于其预期功能(例如,当多功能末端执行器120被用于应用与装配相关的功能时)。为了进一步增强缓慢移动装置110的操作,旋转致动器132可以被并入枢转组件130,这可以确保多功能末端执行器132保持不动(例如,当其被用于应用与装配相关的功能时),甚至当第一运动组件140和第二运动组件150中的一个或两个可以被旋转或枢转时。
    在一种实施方式中,缓慢移动装置110可以包含夹紧或固定工具(例如,夹紧部件170),该夹紧或固定工具可以用于确保多功能末端执行器120被稳固地固定到结构100,其中装配功能通过多功能末端执行器120被应用到结构100。例如,夹紧部件170可以包含非永磁体,当多功能末端执行器120需要被固定到结构时(例如,当多功能末端执行器120被定位在翼盒104上的、紧固螺栓有待被施加的位置处时),该非永磁体可以(例如,使用电流)被激活;否则,诸如当缓慢移动装置100(或其零件,诸如多功能末端执行器120)可以正移动时,该磁体可以失活。
    在一种实施方式中,缓慢移动装置110也可以包含一个或更多个马达(未示出),所述一个或更多个马达可以用于启动和/或支持缓慢移动装置110的自主化机动运动,诸如通过驱动和/或启用与缓慢移动装置110的运动和/或使用结合使用的缓慢移动装置110的至少一些部件(例如,多功能末端执行器120、第一运动组件140和/或第二运动组件150的旋转/固定部件)的功能。
    在一种实施方式中,缓慢移动装置110可以包含用于控制缓慢移动装置110的各种操作和/或部件的控制器部件(未示出)。在这方面,控制器部件可以包含可编程电路系统,该电路系统将控制信号提供到缓慢移动装置110的至少一些部件,以实现配置这些部件,从而执行支持缓慢移动装置110的功能的各种操作。例如,控制器部件可以控制缓慢移动装置110的运动部件的操作。
    在一种实施方式中,缓慢移动装置110可以被配置成接收和/或传送信息,诸如通过包含用于提供和/或处理到缓慢移动装置110和/或来自缓慢移动装置110的通信的通信部件。在这方面,缓慢移动装置110可以接收例如用户输入,该用户输入可以用于控制和/或调整缓慢移动装置110的各种操作或功能。用户输入可以包含例如与运动相关的命令,诸如“启动”或“停止”和/或其它类似命令。通信部件也可以被配置成实现传送状态信息,诸如与缓慢移动装置110的各种部件或功能相关的信息。状态信息可以被传送到可以被用户使用的其它设备(例如,计算机)。通过使用一种或更多种合适的技术,可以无线地执行接收和/或传送。例如,通信可以经由红外线(IR)信号、近场通信(NFC)信号、蓝牙信号和/或WiFi信号。然而,本公开不限于任意特定的通信技术。
    图2是根据有利实施例,图示说明可以在(一个或多个)部件的装配期间(如,飞行器的制造期间)使用的自主缓慢移动装配系统的图形。参考图2,其示出缓慢移动装置200。
    缓慢移动装置200可以表示如关于图1描述的缓慢移动装置110的实施方式。在这方面,正如缓慢移动装置110,缓慢移动装置200可以是便携式的自动化机动设备,该自动化机动设备可以被配置成在结构上方移动,以向其应用与制造和/或装配相关的功能或操作。具体地,缓慢移动装置200可以被配置成在飞行器或其部件(例如,机身或机翼)的制造和/或装配期间使用。在这方面,缓慢移动装置200可以优选地被放置在结构(例如,图1的机翼100)上,并且然后可以在结构100上方移动,并且在不同位置(例如,(一个或多个)机翼上的预期栓固位置)处在其上执行与装配相关的操作。
    在不同的实施方式中,缓慢移动装置200可以被配置成以相比于现有系统的优化方式移动和/或操作。在这方面,会存在与自主化装配系统的使用相关的各种挑战,具体地关于路线调整和/或其中系统从一个位置移到下一位置所采用的方式。例如,许多当前可用的系统遭受如在(一个或多个)结构上方的低速运动和/或在路线调整期间的滑移的此类限制,因此,当前使用的工具用于将此类自主化系统固定或保持到结构和/或用于在(一个或多个)结构上移动它们(或调整运动路线)。为了实现就运 动速度、路线或运动调整和/或系统“保持”到(一个或多个)结构上的可靠性而言的期望的改善,缓慢移动装置200可以包含各种部件(或部件的增强件)?;郝贫爸?00可以包含例如多个运动组件,当缓慢移动装置200被用于应用与装配相关的功能时,所述多个运动组件能够执行至少一部分需要的运动(或其路线的调整)。在这方面,这些运动组件可以包含支持与运动操作相关的多个功能的运动部件,这可以允许配置一些运动部件(例如,那些特定运动组件)以执行一种功能(例如,“保持”或“固定”),而其它运动部件(例如,那些另一些运动组件)被配置成执行另一种功能(例如,与运动相关的功能,诸如,例如“滑移”或“滑动”)?;郝贫爸?00也可以包含专用部件,该专用部件可以以确保和/或维持整个系统保持到结构上的方式—即,阻止任意的滑移或偏离结构—包括当完成旋转并且缓慢移动装置200被用于应用与装配相关的功能时,允许旋转与运动相关的组件(或其部件)。例如,缓慢移动装置200可以包含末端执行器210、第一运动组件220和第二运动组件230、枢转组件240、连接部260、夹紧部件270?;郝贫爸?00的操作和/或在此操作期间其部件的使用的一些示例在下面与图3、图4A和图4B相关的段落中被描述。
    末端执行器210可以大体类似于如关于图1描述的多功能末端执行器120。在这方面,末端执行器210可以被配置成执行一种或更多种与装配相关的操作或功能,该末端执行器210例如可以在飞行器或其部件的制造或装配期间被利用。例如,末端执行器210可以被配置成执行如钻栓固孔和/或施加紧固螺栓的此类操作或功能。
    第一运动组件220和第二运动组件230可以大体分别类似于图1的第一运动组件140和第二运动组件150。在这方面,第一运动组件220和第二运动组件230可以被配置成使缓慢移动装置200沿结构(例如,机翼)单独地和/或组合地移动,其中末端执行器210的功能可以被应用到该结构。第一运动组件220和第二运动组件230中的每一个可以包含主支架(分别为222和232),其中多个双功能运动部件250可以附接到主支架。在这方面,每个双功能运动部件250可以被配置成提供与缓慢移动装置200的运动相关的多种功能。双功能运动部件250可以被配置成 提供,例如“粘附”功能(例如,与将缓慢移动装置200“固定”或“保持”到被横越的结构有关的功能)和“滑移”功能(例如,与移动有关的功能,优选地在尽可能小的阻力的情况下,缓慢移动装置200在被横越的结构的上方)。例如,每个双功能运动部件250可以包含吸盘/空气轴承元件的组合,其可以被配置成:通过经由吸盘产生的真空提供粘附功能(即,实现到结构的“保持”);并且通过使用空气轴承(例如,悬停)提供“滑移”或“悬?!惫δ?即,有助于在结构上方的移动或滑动)。在一些情况下,主支架222和232也可以被配置成提供(一种或多种)附加功能,而不仅仅将(一个或多个)双功能运动部件250附接到运动组件。例如,主支架222和232可以包含灵活且/或可移动元件,该元件可以允许弯曲—即,允许(一个或多个)双功能运动部件250以弯曲的方式应用,以便适应沿运动路径的结构的曲线或轮廓。
    枢转组件240可以包含多个元件或部件,当需要时,所述多个元件或部件可以被配置成允许(在一些情况下,包括三维地)旋转或枢转缓慢移动装置200的特定部件,优选的以受控方式且/或不依赖缓慢移动装置200的其它部件。此外,并且进一步增强缓慢移动装置200的操作,当缓慢移动装置200被使用时(例如,当末端执行器210被用于应用与装配相关的功能时),枢转组件240可以被配置成执行运动调整所需要的至少一些枢转或旋转。枢转组件240可以包含例如旋转臂242、旋转轨244和圆柱形转子246,该枢转组件可以被配置成允许旋转或枢转缓慢移动装置200的特定部件,诸如末端执行器210、第一运动组件220和/或第二运动组件230。在这方面,旋转臂242(图2中未示出)可以被配置成枢转或旋转,诸如通过沿旋转轨244(使用齿轮或齿状物)移动。因此,通过将旋转臂242的末端附接到运动组件(例如,第二运动组件230),运动组件可以相对于其它运动组件(例如,第二运动组件230)旋转或枢转。圆柱形转子246可以被配置成允许旋转或枢转另一运动组件。在这方面,圆柱形转子246可以用于,例如,旋转那个运行组件或被用于维持在其它运动组件经由旋转臂242被枢转或旋转时那个运动组件的位置。圆柱形转子246可以以类似的方式用于旋转末端执行器210(或维持末端执行器210的位置)。
    连接部260可以连接第一运动组件220和第二运动组件230。连接部260可以包含“轨”或“轨道”元件,例如以允许第二运动组件230滑动通过连接部260?;痪浠八?,连接部260可以连接到第二运动组件230,使得连接部260和组件主支架(232)之间的(一个或多个)连接点可以沿主支架(232)被调整,从而允许第二运动组件230相对于连接部260直线运动。另一方面,连接部260可以连接到第一运动组件220,使得连接部260和组件主支架(222)之间的(一个或多个)连接点可以沿主支架(222)被固定,但可以允许旋转(枢转)调整?;痪浠八?,连接部260和第一运动组件220可以相对于彼此旋转(例如,经由枢转组件240)。
    夹紧部件270可以类似于如关于图1描述的夹紧部件170。在这方面,诸如当末端执行器210在特定位置(例如,机翼结构上的螺栓位置)处进行应用与装配相关的功能时,夹紧部件270可以被配置成支持固定缓慢移动装置200或其(一个或多个)部件(例如,末端执行器210)。例如,夹紧部件270可以包含非永磁体,该非永磁体可以(例如,使用电流)被激活,以(例如,当末端执行器210被固定到结构时)施加需要的夹紧,否则,该非永磁体失活。
    图3是根据有利实施例,图示说明包含多个双功能运动部件的自主缓慢移动装配系统的运动的图形。参考图3,其示出图2的缓慢移动装置200。
    在操作中,缓慢移动装置200可以用于在多个位置处应用与装配相关的功能,其中第一运动组件220和第二运动组件230被配置成提供应用装配功能的位置之间的增强的自动化运动。在这方面,(A)到(D)可以通过示例的方式描述作为整体的缓慢移动装置200和/或具体的末端执行器(210)的运动顺序,和/或在多个位置处应用与装配相关的功能期间的运动组件(220和230)的操作或调整。例如,如(A)中所示,缓慢移动装置200的末端执行器(210)可以在结构(未示出)的初始位置处应用与装配相关的功能。在这方面,在应用与装配相关的功能期间,末端执行器(210)可以被固定,诸如通过使用其夹紧部件(270),并且除了通过使用第一运动组件220和第二运动组件230中的至少一个之外,诸如通过接合(一个或多个)双功能运动部件250中的一个或更多个, 以将“保持”提供到如图1和图2中所描述的结构上。
    在(B)中,缓慢移动装置200的末端执行器(210)可以被移入另一位置,以在其中应用与装配相关的功能。在这方面,为了促进末端执行器(210)的运动,末端执行器(210)可以被附接到的第一运动组件220可以(沿运动方向)向前滑动。在这方面,滑动第一运动组件220可以通过接合其(一个或多个)双功能运动部件250被执行以在如图1和图2所示的结构上方提供“滑移”。此外,为了确保末端执行器(210)的运动以固定方式完成—即,在移动期间将不会发生滑移或偏离结构—第二运动组件230可以用于将缓慢移动装置200固定到机构,诸如通过接合其(一个或多个)双功能运动部件250将“保持”提供到结构上。连接部260可以允许滑动缓慢移动装置240的一部分,包含第一运动组件220和附接在第二运动组件230的主支架(232)上方的末端执行器(210)。
    在(C)中,缓慢移动装置200的末端执行器(210)可以被再次移动,诸如以类似的方式移入另一位置,以在其中应用与装配相关的功能。在这方面,通过进一步(沿运动方向)向前滑动第一运动组件220(其中末端执行器(210)附接到该第一运动组件220),可以再次实现末端执行器(210)的运动,而第二运动组件230用于将缓慢移动装置200固定到结构。
    在(D)中,随着缓慢移动装置200的末端执行器(210)在当前位置处应用与装配相关的功能,第二运动组件230可以(沿运动方向300)向前滑动,诸如通过滑动其主支架232通过连接部260中的轨道。当末端执行器(210)(例如,通过滑移第一运动组件220)移动时,通过“重置”第二运动组件230以持续提供“保持”支持,第二运动组件230的这种向前滑动可以实现末端执行器(210)的持续运动?;痪浠八?,第二运动组件230可以向前滑动以返回至(A)中所描述的初始位置。在这方面,当缓慢移动装置220的末端执行器(210)进行应用与装配相关的功能时,可以执行滑动第二运动组件230。另外,在第二运动组件230的滑动期间,其(一个或多个)双功能运动部件250可以被接合以提供在结构上方的滑移。此外,在第二运动组件230的滑动期间,末端执行器(210) 可以保持固定,诸如使用其夹紧部件(270)和/或通过第一运动组件220,诸如通过接合其(一个或多个)双功能运动部件250将保持提供到结构上。
    图4A是根据有利实施例,图示说明包含多个双功能运动部件的自主缓慢移动装配系统的运动方向的旋转和调整的图形。参考图4A,其示出图2的缓慢移动装置200。
    在操作中,在诸如图1的结构100的装配结构(未示出)中使用缓慢移动装置200期间,随着末端执行器(210)被移到(一个或多个)结构上的不同位置,可能需要调整运动路线(方向),以在其中应用与装配相关的功能。路线调整可以包含例如所需要的旋转,例如,需要适应(一个或多个)结构中的边缘、拐角、角度或弯曲。在一种实施方式中,第一运动组件220和第二运动组件230可以被配置成提供优化的路线调整,以作为位置之间的缓慢移动装置200的整个增强的自动化运动的一部分。例如,为了优化缓慢移动装置200的性能,当末端执行器(210)被用于应用与装配相关的功能时,针对路线调整的至少一些所需要的动作可以被执行,从而减小延迟并且提高整体运动速度(并且因此优化装配灵活性)。图4A示出的步骤(A)到(D)的顺序可以描述缓慢移动装置200(和/或其部件)的优化的运动路线的调整的示例,并且在多个位置之间移动末端执行器(210)。例如,如(A)中所示,根据原始运动方向(轴线)400,缓慢移动装置200的末端执行器(210)可以在结构(未示出)的初始位置处应用与装配相关的功能。在这方面,在应用与装配相关的功能期间,末端执行器(210)可以被固定到结构,诸如通过接合其夹紧部件(270)并且也通过使用第一运动组件220和第二运动组件230中的至少一个,诸如通过接合(一个或多个)双功能运动部件250中的一个或更多个将“保持”提供到结构上。
    在(B)中,随着缓慢移动装置200的末端执行器(210)在当前位置处应用与装配相关的功能,可以开始调整运动路线。在这方面,随着运动路线调整被执行,末端执行器(210)可以保持固定到结构,诸如通过使用其夹紧部件(270)和通过使用运动部件中的一个(例如,第一运动组件220),诸如通过接合其(一个或多个)双功能运动部件250将“保 持”提供到结构上,其中针对该结构执行装配操作。在一些情况下,末端执行器(210)也可以在运动路线的调整期间持续应用与装配相关的功能。在那段时间期间,其它运动组件(例如,第二运动组件230)可以开始旋转,诸如朝向期望的新运动路线。在这方面,第二运动组件230的(一个或多个)双功能运动部件250可以被接合以允许在结构上方“滑移”(即,配置成“滑移”或“悬?!蹦J?。此外,枢转组件240可以以不影响末端执行器(210)的方式被接合以允许第二运动组件230的受控旋转,其中枢转组件240可以被同心地连接到末端执行器(210)。在这方面,集成在缓慢移动装置200(未示出)中的(一个或多个)马达可以例如沿圆形(或圆周)齿轮轨(例如,旋转轨244)旋转枢转组件240的旋转臂242,从而(例如,使用(一个或多个)双功能运动部件250的“滑移”)在结构的上方旋转第二运动组件230(和连接部260),而不影响末端执行器(210)的定位—例如,通过使用圆柱形转子246,其中末端执行器(210)可以连接到圆柱形转子246,并且圆柱形转子246可以允许连接部260沿其螺纹(或齿轮)圆周旋转。在(C)中,优选地当缓慢移动装置200的末端执行器(210)持续应用与装配相关的功能时,可以(例如,通过持续旋转枢转组件240的旋转臂242)持续旋转第二运动组件230,直到第二运动组件230与期望的新运动方向(轴线)410对齐。
    在(D)中,其它运动组件(第一运动组件220)可以旋转到新运动方向(410)。在这方面,一旦其完全与新运动方向(410)对齐,第二运动组件230可以被配置成本身固定到结构中—例如,通过接合其(一个或多个)双功能运动部件250将保持提供到结构上。第一运动组件220现在也可以旋转到新运动方向(410)。在这方面,第一运动组件220可以首先被配置为“滑移”模式—例如,通过接合其(一个或多个)双功能运动部件250以允许在结构上方“滑移”。枢转组件240然后可以被配置成旋转第一运动组件220。在这方面,枢转组件240的旋转臂242(和连接部260)可以被锁定就位,而枢转组件240的另一元件(例如,圆柱形转子246)可以被接合以执行受控的旋转,该受控的旋转通过例如可以集成在缓慢移动装置200中的(一个或多个)马达(未示出)驱动,其中末端执行器(210)和第一运动组件220可以连接到枢转组件240。在 这方面,圆柱形转子246可以被配置成旋转,而不依赖旋转臂242(即,当其保持就位时),并且与沿新运动方向(410)被“锁定”的第二运动组件230一起旋转。圆柱形转子246的旋转可以持续直到第一运动组件220也与期望的新运动方向(410)完全地对齐。
    图4B是根据有利实施例,图示说明包含多个双功能运动部件的自主缓慢移动装配系统在运动路线调整之后的运动的图形。参考图4B,其示出图2的缓慢移动装置200。
    在操作中,在完成运动路线调整之后(例如,到新运动方向(410)上),缓慢移动装置200可以诸如在根据如关于图3大体描述的新运动方向(410)的多个位置处恢复应用与装配相关的功能。在这方面,第一运动组件220和第二运动组件230被配置成实现沿新运动方向410的多个位置之间的末端执行器(210)的运动。例如,如图4B中所示,(A)到(D)示出在沿新方向的多个位置处由末端执行器(210)应用的与装配相关的功能期间末端执行器(210)的运动顺序和/或运动组件的调整的示例。如(A)中所示,缓慢移动装置200的末端执行器(210)可以在结构(未示出)的初始位置处应用与装配相关的功能。在这方面,末端执行器(210)可以在应用与装配相关的功能期间被固定,诸如通过使用其夹紧部件(270)和通过使用第二运动组件230,这样通过接合其(一个或多个)双功能运动部件250中的一个或更多个将“保持”提供到结构上,实现将末端执行器(210)固定到结构。
    在(B)中,缓慢移动装置200的末端执行器(210)可以沿方向410移入另一位置,以在其中应用与装配相关的功能。在这方面,为了促进末端执行器(210)的运动,第一运动组件220可以(沿运动方向410)向前滑动,其中末端执行器(210)被附接到第一运动组件220?;谝辉硕榧?20可以通过接合其(一个或多个)双功能运动部件250被执行以如图1和图2所述在结构上方提供“滑移”。此外,为了促进末端执行器(210)的固定运动—即,不滑移—第二运动组件230可以用于将缓慢移动装置200固定到结构,诸如通过接合其(一个或多个)双功能运动部件250将“保持”提供到结构上。连接部260可以允许滑动缓慢移动装置240的一部分,包含第一运动组件220和在第二运动组件230 的主支架(232)上方的末端执行器(210)。
    在(C)中,缓慢移动装置200的末端执行器(210)可以被再次移动,诸如以类似的方式沿运动方向410移入又一位置,以在其中应用与装配相关的功能。在这方面,当第二运动组件230用于将缓慢移动装置200固定(“保持”)到结构时,通过进一步(沿运动方向410)向前滑动第一运动组件220,可以再次实现末端执行器(210)的运动,其中末端执行器(210)连接到第一运动组件220。
    在(D)中,随着缓慢移动装置200的末端执行器(210)在当前位置处正应用与装配相关的功能,第二运动组件230可以(沿运动方向410)向前滑动,诸如通过滑动其主支架232通过连接部260中的轨道。通过“重置”第二运动组件230以持续提供“保持”支持,并且末端执行器(210)(例如,通过滑移第一运动组件220)正移动时,第二运动组件230的这种向前滑动可以实现末端执行器(210)的持续运动?;痪浠八?,第二运动组件230可以向前滑动以返回至(A)中描述的初始位置。在这方面,当缓慢移动装置220的末端执行器(210)正应用与装配相关的功能时,可以执行滑动第二运动组件230。另外,在第二运动组件230的滑动期间,其(一个或多个)双功能运动部件250可以被接合以提供在结构上方的滑移。此外,在第二运动组件230的滑动期间,末端执行器(210)可以保持固定,诸如使用其夹紧部件(270)和/或通过使用第一运动组件220,诸如通过接合其(一个或多个)双功能运动部件250将保持提供到结构上。
    图5A是根据有利实施例,图示说明在结构(例如,飞行器部件)的装配期间自主缓慢移动装配系统的运动的流程图。参考图5B,其示出流程图500,该流程图500包含可以通过自动化机动设备(例如,缓慢移动装置200)执行的多个步骤。
    在步骤502中,缓慢移动装置(200)可以被放置在被装配的结构(例如,机翼100)上,使得缓慢移动装置的末端执行器(210)可以被定位在结构上的初始位置处,以执行与装配相关的功能(例如,钻孔、紧固螺栓等)。在步骤504中,末端执行器(210)可以在结构上的当前位置处执行一种或更多种与装配相关的功能。在步骤506中,当末端执行器 (210)在结构上的当前位置处执行(一种或多种)与装配相关的功能时,任意需要的配置中的至少一些应用于缓慢移动装置的与运动相关的部件(例如,第一运动组件220、第二运动组件230和/或枢转组件240)。该配置可以包含将一个运动组件配置为“保持”模式和/或将其它移动组件配置为“滑移”模式。在步骤508中,末端执行器(210)可以移动到并且被定位在下一位置处。这可以通过例如将运动组件中的一个(第二运动组件220)固定到结构并且使用其它运动组件(第一运动组件220)以将缓慢移动装置的一部分(包括末端执行器)“滑移”到下一位置来实现。
    图5B是根据有利实施例,图示说明在结构(例如,飞行器部件)的装配期间自主缓慢移动装配系统的运动方向的调整的流程图。参考图5B,其示出流程图530,该流程图530包含可以通过自动化机动设备(例如,缓慢移动装置200)执行的多个步骤。
    在步骤532中,缓慢移动装置的运动组件中的一个(例如,第一运动组件220或第二运动组件230)可以例如通过使用缓慢移动装置的枢转组件(240)被旋转。运动组件的旋转可以包含例如,配置运动组件的(一个或多个)双功能运动部件在结构的上方“滑移”,而另一运动组件被用于将缓慢移动装置固定到结构(例如,通过配置组件的(一个或多个)双功能运动部件以“粘附”或“保持”到结构)。在一些情况下,当末端执行器(210)在结构上的当前位置处执行(一种或多种)与装配相关的功能时,可以完成旋转运动组件—例如,当旋转未连接到末端执行器的运动组件时。在步骤534处,一旦运动组件被旋转到新运动路线方向上,其它运动组件也可以通过例如使用缓慢移动装置的枢转组件以类似的方式被旋转到新方向上。
    其它实施例可以提供在其上存储有机器代码和/或具有由机器和/或计算机可执行的至少一个代码段的计算机程序的非临时性计算机可读介质和/或存储介质,和/或非临时性机器可读介质和/或存储介质,从而引起机器和/或计算机执行如本文描述的用于自主缓慢移动装配系统的步骤。
    因此,本公开的实施例可以在硬件、软件或硬件和软件的组合中实现。本实施例可以以集中的方式在至少一个计算机系统中实现,或以分布的方式实现,其中在分布的方式中不同元件遍布若干互相连接的计算 机系统。适于执行本文描述的方法的任意类型的计算机系统或其它系统是合适的。硬件和软件的典型组合可以是具有计算机程序的通用计算机系统,其中当计算机程序被下载并执行时,控制计算机系统使得其执行本文描述的方法。
    本公开的实施例也可以嵌入计算机程序产品,该计算机程序产品包含使本文描述的方法能够实施的所有特征,并且当下载在计算机系统中时,其能够执行这些方法。本文中的计算机程序意味着以任意语言、代码或符号的一组指令的任意表述,其意在引起具有信息处理能力的系统直接地或在下面的一个或两者之后执行特定功能:a)转换成另一种语言、代码或符号;b)以不同材料形式再生产。
    虽然参考某些实施例描述,但本领域的技术人员应当理解,在不脱离本描述的实施例的范围的情况下可以做出各种变化并且可以替代等同物。此外,在不脱离其范围的情况下,可以做出许多修改以适应本教导的特定情形或材料。因此,本公开的实施例并非意在限制公开的特定实施例,而在于包括落入所附权利要求的范围内的所有实施例?!  ∧谌堇醋宰ɡ鴚ww.www.4mum.com.cn转载请标明出处

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