飛行器涂層涂敷系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及飛行器涂層涂敷系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于與飛行器有關(guān)的大范圍尺寸以及獨特的幾何結(jié)構(gòu)，飛行器涂漆是一個相當具有挑戰(zhàn)性并且費時的過程。例如，從機身向外延伸的機翼呈現(xiàn)可影響涂漆過程的幾何結(jié)構(gòu)。垂直尾翼在水平尾翼上方的高度可能在接近垂直尾翼的外表面方面的帶來挑戰(zhàn)。就此而言，為飛行器涂漆的過程可需要人員接近飛行器外表面以便在解除遮蔽并且檢查飛行器外表面后涂敷一層或多層底漆與油漆之前執(zhí)行諸如表面打磨、清潔以及遮蔽之類的手工操作。
[0003]而且必須以精確的方式執(zhí)行為飛行器外表面涂敷涂層的操作。例如，必須高度控制向飛行器表面施用油漆的過程以確保可得到的涂層厚度符合性能需求與視覺期望。涂漆的過程還受到大量的飛行器的外表面區(qū)域的挑戰(zhàn)。
[0004]正如所看到的，現(xiàn)有技術(shù)中存在對于如下系統(tǒng)和方法的需求:可用于以相對低成本的方式并且以減少的時間來準確向飛行器施用涂層。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]提供基于龍門架的涂層涂敷系統(tǒng)的本公開解決了與向飛行器施用涂層有關(guān)的上述需求。涂層涂敷系統(tǒng)可包括具有可沿一對相應的地軌移動的一對塔架的至少一個龍門架。橫梁可在所述一對塔架之間延伸。橫梁可具有相對的梁端部。萬向節(jié)可將每個梁端部聯(lián)接至塔架，從而允許橫梁繞萬向節(jié)的垂直軸線與水平軸線旋轉(zhuǎn)。機器人裝置可裝配至橫梁。機器人裝置可包括用于在飛行器外表面上執(zhí)行一項或多項操作末端執(zhí)行器。
[0006]在另一實施方式中，公開一種用于涂敷飛行器的外表面的涂層涂敷系統(tǒng)。如上所表明的，涂層涂敷系統(tǒng)可包括至少一個龍門架。龍門架可包括第一塔架與第二塔架，所述第一塔架與所述第二塔架可沿相互大體平行取向的相應的第一地軌與第二地軌移動。所述龍門架另外可包括在所述第一塔架與所述第二塔架之間延伸的橫梁，并且至少一個機器人裝置具有構(gòu)造成在飛行器的外表面上執(zhí)行一項或多項操作的末端執(zhí)行器。所述涂層涂敷系統(tǒng)也可包括轉(zhuǎn)臺，該轉(zhuǎn)臺與所述第一地軌的外側(cè)端關(guān)聯(lián)。所述轉(zhuǎn)臺可構(gòu)造成使所述第一塔架繞第一塔架軸線旋轉(zhuǎn)。所述涂層涂敷系統(tǒng)可另外包括彎曲軌道部分，該彎曲軌道部分與第二地軌的外側(cè)端關(guān)聯(lián)。所述彎曲軌道部分可允許所述第二塔架沿具有定位于所述第一塔架軸線的曲率中心的弧移動，使得所述橫梁可相對于所述飛行器的翼尖樞轉(zhuǎn)。
[0007]本發(fā)明還公開了一種用于飛行器的涂層涂敷方法。所述方法可包括相對于飛行器定位至少一個龍門架。所述龍門架具有在接合至相應的地軌的一對塔架之間延伸的橫梁。所述方法可包括使所述一對塔架以協(xié)同的方式沿所述地軌移動以將所述龍門架定位在相對于所述飛行器的期望位置處。所述方法另外可包括操作安裝至所述橫梁并具有末端執(zhí)行器的機器人裝置，并且在飛行器外表面上執(zhí)行一項或多項操作?？衫盟瞿┒藞?zhí)行器執(zhí)行一項或多項操作，并且/或者可由支撐在安裝至所述橫梁的載人平臺上的技師手動地執(zhí)行一項或多項操作。
[0008]而且，本公開包括根據(jù)以下句段的實施方式:
[0009]句段1.一種涂層涂敷系統(tǒng)，該涂層涂敷系統(tǒng)包括:
[0010]一對塔架，所述一對塔架能夠沿相應的一對地軌移動；
[0011]橫梁，所述橫梁在所述一對塔架之間延伸并且具有相對的梁端部；
[0012]萬向節(jié)，該萬向節(jié)將每個梁端部聯(lián)接至塔架，并且允許所述橫梁繞所述萬向節(jié)的豎直軸線并且繞所述萬向節(jié)的水平軸線旋轉(zhuǎn)；以及
[0013]機器人裝置，該機器人裝置安裝至所述橫梁并且包括用于在飛行器外表面上執(zhí)行一項或多項操作的末端執(zhí)行器。
[0014]句段2.如句段1所述的涂層涂敷系統(tǒng)，其中，
[0015]所述橫梁能夠相對于所述塔架豎直地移動。
[0016]句段3.如句段1所述的涂層涂敷系統(tǒng)，還包括:
[0017]載人平臺，該載人平臺能夠沿所述橫梁移動，并且構(gòu)造成支撐一個或多個人員。
[0018]句段4.如句段3所述的涂層涂敷系統(tǒng)，還包括:
[0019]控制器，該控制器構(gòu)造成以抵消所述載人平臺在沿所述橫梁移動的過程中的加速度的方式控制所述機器人裝置在沿所述橫梁移動過程中的加速度。
[0020]句段5.如句段1所述的涂層涂敷系統(tǒng)，其中，
[0021]每個所述塔架包括機動化底座，所述機動化底座構(gòu)造成使所述一對塔架沿所述地軌相互同步移動。
[0022]句段6.如句段1所述的涂層涂敷系統(tǒng)，其中，
[0023]每個所述塔架以主動將塔架維持在大體豎直方位中的方式接合至地軌。
[0024]句段7.如句段1所述的涂層涂敷系統(tǒng)，還包括:
[0025]轉(zhuǎn)臺，該轉(zhuǎn)臺與所述地軌之一關(guān)聯(lián)，并允許所述塔架之一繞塔架軸線旋轉(zhuǎn)；以及
[0026]彎曲軌道部分，該彎曲軌道部分與所述地軌中的其余一者關(guān)聯(lián)，并且允許所述塔架沿具有定位于塔架軸線的曲率中心的弧移動，使得所述橫梁可繞所述塔架軸線樞轉(zhuǎn)。
[0027]句段8.—種用于涂敷飛行器的外表面的涂層涂敷系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:
[0028]至少一個龍門架，該龍門架包括:
[0029]第一塔架與第二塔架，所述第一塔架與所述第二塔架沿相互大體平行取向的相應的第一地軌與第二地軌移動；
[0030]橫梁，該橫梁在所述第一塔架與所述第二塔架之間延伸；
[0031]至少一個機器人裝置，該機器人裝置具有構(gòu)造成在飛行器的外表面上執(zhí)行操作的末端執(zhí)行器；
[0032]轉(zhuǎn)臺，該轉(zhuǎn)臺與所述第一地軌的外側(cè)端關(guān)聯(lián)，并且構(gòu)造成使所述第一塔架繞第一塔架軸線旋轉(zhuǎn)；以及
[0033]彎曲軌道部分，該彎曲軌道部分與第二地軌的外側(cè)端關(guān)聯(lián)，并且允許所述第二塔架沿具有定位于所述第一塔架軸線的曲率中心的弧移動，使得所述橫梁可繞所述第一塔架軸線樞轉(zhuǎn)。
[0034]句段9.如句段8所述的涂層涂敷系統(tǒng)，其中，
[0035]所述橫梁包括相對的一對梁端部，所述相對的一對梁端部分別通過萬向節(jié)聯(lián)接至所述第一塔架與所述第二塔架；并且
[0036]每個所述萬向節(jié)使得所述橫梁能夠繞所述萬向節(jié)的豎直軸線并且繞所述萬向節(jié)的水平軸線旋轉(zhuǎn)。
[0037]句段10.如句段8所述的涂層涂敷系統(tǒng)，其中，
[0038]所述橫梁可相對于所述塔架豎直地移動。
[0039]句段11.如句段8所述的涂層涂敷系統(tǒng)，還包括:
[0040]載人平臺，該載人平臺可沿所述橫梁的縱長方向移動。
[0041]句段12.如句段11所述的涂層涂敷系統(tǒng)，還包括:
[0042]控制器，該控制器構(gòu)造成以抵消所述載人平臺在沿所述橫梁移動的過程中的加速度的方式控制所述機器人裝置在沿所述橫梁移動過程中的加速度。
[0043]句段13.如句段8所述的涂層涂敷系統(tǒng)，包括:
[0044]三對龍門架，這三對龍門架包括一對前部龍門架、一對中央龍門架以及一對后部龍門架；
[0045]每對所述龍門架能夠以相互對立的關(guān)系沿相應的地軌移動，并允許飛行器定位在每對所述龍門架之間；并且
[0046]所述中央龍門架中的每個具有在轉(zhuǎn)臺上可旋轉(zhuǎn)的塔架以及沿彎曲軌道部分可移動的相對的塔架，以允許每個所述中央龍門架的所述橫梁繞塔架軸線樞轉(zhuǎn)。
[0047]14.一種用于飛行器的涂層涂敷方法，該方法包括:
[0048]相對于飛行器定位龍門架，所述龍門架具有在接合至相應的地軌的一對塔架之間延伸的橫梁；
[0049]使所述一對塔架在不平行于所述飛行器的縱向軸線的方向上以同步的方式沿所述地軌移動；
[0050]操作安裝至所述橫梁并具有末端執(zhí)行器的機器人裝置；以及[0051 ] 在飛行器外表面上執(zhí)行操作。
[0052]句段15.如句段14所述的方法，其中，在飛行器外表面上執(zhí)行操作的步驟包括:
[0053]利用安裝至所述橫梁的載人平臺在飛行器外表面上手動執(zhí)行操作。
[0054]句段16.如句段14所述的方法，其中，在飛行器外表面上執(zhí)行操作的步驟包括:
[0055]利用所述末端執(zhí)行器在飛行器外表面上執(zhí)行操作。
[0056]句段17.如句段14所述的方法，其中，在飛行器外表面上執(zhí)行操作的步驟包括打磨、清洗、涂敷涂層以及檢測所述飛行器外表面中至少一項。
[0057]句段18.如句段14所述的方法，還包括:使機器人基座旋轉(zhuǎn)并且/或者操縱所述機器人裝置的至少一個臂，從而使所述末端執(zhí)行器相對于所述飛行器外表面定位。
[0058]句段19.如句段14所述的方法，還包括如下操作中的至少一項:
[0059]使所述機器人裝置沿所述橫梁的縱長方向移動；以及
[0060]使所述橫梁相對于所述塔架豎直地移動。
[0061]句段20.如句段14所述的方法，其中，所述橫梁包括相對的梁端部，每個所述梁端部通過萬向節(jié)結(jié)合至塔架，所述方法還包括如下操作中的至少一項:
[0062]在所述塔架沿所述地軌水平移動過程中一個塔架滯后于相對的塔架時，允許所述橫梁繞梁端部附近的所述萬向節(jié)的豎直軸線旋轉(zhuǎn)；以及
[0063]在所述橫梁相對于所述塔架豎直地移動過程中一個梁端部滯后于相對的梁端部時，允許所述橫梁繞梁端部附近的所述萬向節(jié)的水平軸線旋轉(zhuǎn)。
[0064]句段21.如句段14所述的方法，其中，載人平臺能夠沿所述橫梁的縱長方向移動，所述方法還包括:
[0065]控制所述機器人裝置沿所述橫梁的加速度以抵消所述載人平臺的加速度；以及
[0066]通過控制所述機器人裝置的加速度減小在所述塔架上由加速度誘發(fā)的橫向負載。
[0067]句段22.如句段14所述的方法，其中，所述一對塔架包括能夠沿第一地軌與第二地軌移動的第一塔架與第二塔架，所述方法還包括:
[0068]利用與所述第一塔架的外側(cè)端相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)臺使所述第一塔架繞第一塔架軸線旋轉(zhuǎn)；以及
[0069]使所述第二塔架沿從所述第二地軌的外側(cè)端延伸的彎曲軌道部分移動以使所述橫梁相對于所述飛行器的翼尖旋轉(zhuǎn)，所述彎曲軌道部分具有定位在所述第一塔架軸線處的曲率中心。
[0070]可在本公開的各個實施方式中單獨實現(xiàn)論述的特征、功能與優(yōu)勢，或者可在其它實施方式中合并這些特征與、功能與優(yōu)勢，其中可參照下面的描述與附圖理解進一步的細
Τ ο
【附圖說明】
[0071]本公開的這些及其它特征會在參照附圖的情況下更顯而易見，其中，相同的附圖標記代表所有相同的零部件，并且在附圖中:
[0072]圖1是涂層涂敷系統(tǒng)的立體圖，該涂層涂敷系統(tǒng)可以為飛行器涂敷涂層；
[0073]圖2是圖1的涂層涂敷系統(tǒng)的俯視圖；
[0074]圖3是圖1的涂層涂敷系統(tǒng)的側(cè)視圖；
[0075]圖4是圖1的涂層涂敷系統(tǒng)的端視圖；
[0076]圖5是包括一對可縱向移動的塔架以及在塔架之間延伸的可豎直移動的橫梁的龍門架的一個實施例的側(cè)視圖；
[0077]圖6是塔架底座的一種實施方式的側(cè)視圖，該塔架底座具有滾動結(jié)合至一對平行地軌的輪組；
[0078]圖7是地軌系統(tǒng)的另一實施方式的側(cè)視圖，該地軌系統(tǒng)具有捕獲每個地軌的軌道凸緣的上輪與下輪；
[0079]圖8Α是塔架的機動化底座的一種實施方式的立體圖，并且示出具有用于使塔架繞豎直塔架軸線旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺軌道的轉(zhuǎn)臺的實施方式；
[0080]圖8Β是圖8Α的轉(zhuǎn)臺實施方式的示意性俯視圖，該俯視圖示出位于直軌道部分上的塔架，并且還示出定位于直軌道部分末端處的轉(zhuǎn)臺；
[0081]圖8C是圖8Α的轉(zhuǎn)臺實施方式的示意性俯視圖，該俯視圖示出位于繞豎直塔架軸線旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺軌道上的塔架；
[0082]圖9是用于使塔架繞豎直塔架軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)臺的另一實施方式的立體圖；
[0083]圖10是萬向節(jié)的一種實施方式的立體圖，該萬向節(jié)使橫梁的梁端部聯(lián)接至塔架以使得梁端部能夠繞萬向節(jié)的水平軸線以及萬向節(jié)的豎直軸線樞轉(zhuǎn)；
[0084]圖11是圖10中所示的萬向節(jié)的俯視圖；
[0085]圖12是龍門架的一種實施方式的側(cè)視圖，該側(cè)視圖示出允許一個梁端部在橫梁豎直移動的過程中相對于相對的梁端部發(fā)生滯后豎直移動的萬向節(jié)；
[0086]圖13是圖12的龍門架的俯視圖，并且示出允許一個塔架在塔架沿地軌系統(tǒng)水