飞行器涂层涂敷系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及飞行器涂层涂敷系统及方法。
【背景技术】
[0002]由于与飞行器有关的大范围尺寸以及独特的几何结构，飞行器涂漆是一个相当具有挑战性并且费时的过程。例如，从机身向外延伸的机翼呈现可影响涂漆过程的几何结构。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带来挑战。就此而言，为飞行器涂漆的过程可需要人员接近飞行器外表面以便在解除遮蔽并且检查飞行器外表面后涂敷一层或多层底漆与油漆之前执行诸如表面打磨、清洁以及遮蔽之类的手工操作。
[0003]而且必须以精确的方式执行为飞行器外表面涂敷涂层的操作。例如，必须高度控制向飞行器表面施用油漆的过程以确保可得到的涂层厚度符合性能需求与视觉期望。涂漆的过程还受到大量的飞行器的外表面区域的挑战。
[0004]正如所看到的，现有技术中存在对于如下系统和方法的需求:可用于以相对低成本的方式并且以减少的时间来准确向飞行器施用涂层。
【发明内容】
[0005]提供基于龙门架的涂层涂敷系统的本公开解决了与向飞行器施用涂层有关的上述需求。涂层涂敷系统可包括具有可沿一对相应的地轨移动的一对塔架的至少一个龙门架。横梁可在所述一对塔架之间延伸。横梁可具有相对的梁端部。万向节可将每个梁端部联接至塔架，从而允许横梁绕万向节的垂直轴线与水平轴线旋转。机器人装置可装配至横梁。机器人装置可包括用于在飞行器外表面上执行一项或多项操作末端执行器。
[0006]在另一实施方式中，公开一种用于涂敷飞行器的外表面的涂层涂敷系统。如上所表明的，涂层涂敷系统可包括至少一个龙门架。龙门架可包括第一塔架与第二塔架，所述第一塔架与所述第二塔架可沿相互大体平行取向的相应的第一地轨与第二地轨移动。所述龙门架另外可包括在所述第一塔架与所述第二塔架之间延伸的横梁，并且至少一个机器人装置具有构造成在飞行器的外表面上执行一项或多项操作的末端执行器。所述涂层涂敷系统也可包括转台，该转台与所述第一地轨的外侧端关联。所述转台可构造成使所述第一塔架绕第一塔架轴线旋转。所述涂层涂敷系统可另外包括弯曲轨道部分，该弯曲轨道部分与第二地轨的外侧端关联。所述弯曲轨道部分可允许所述第二塔架沿具有定位于所述第一塔架轴线的曲率中心的弧移动，使得所述横梁可相对于所述飞行器的翼尖枢转。
[0007]本发明还公开了一种用于飞行器的涂层涂敷方法。所述方法可包括相对于飞行器定位至少一个龙门架。所述龙门架具有在接合至相应的地轨的一对塔架之间延伸的横梁。所述方法可包括使所述一对塔架以协同的方式沿所述地轨移动以将所述龙门架定位在相对于所述飞行器的期望位置处。所述方法另外可包括操作安装至所述横梁并具有末端执行器的机器人装置，并且在飞行器外表面上执行一项或多项操作。可利用所述末端执行器执行一项或多项操作，并且/或者可由支撑在安装至所述横梁的载人平台上的技师手动地执行一项或多项操作。
[0008]而且，本公开包括根据以下句段的实施方式:
[0009]句段1.一种涂层涂敷系统，该涂层涂敷系统包括:
[0010]一对塔架，所述一对塔架能够沿相应的一对地轨移动；
[0011]横梁，所述横梁在所述一对塔架之间延伸并且具有相对的梁端部；
[0012]万向节，该万向节将每个梁端部联接至塔架，并且允许所述横梁绕所述万向节的竖直轴线并且绕所述万向节的水平轴线旋转；以及
[0013]机器人装置，该机器人装置安装至所述横梁并且包括用于在飞行器外表面上执行一项或多项操作的末端执行器。
[0014]句段2.如句段1所述的涂层涂敷系统，其中，
[0015]所述横梁能够相对于所述塔架竖直地移动。
[0016]句段3.如句段1所述的涂层涂敷系统，还包括:
[0017]载人平台，该载人平台能够沿所述横梁移动，并且构造成支撑一个或多个人员。
[0018]句段4.如句段3所述的涂层涂敷系统，还包括:
[0019]控制器，该控制器构造成以抵消所述载人平台在沿所述横梁移动的过程中的加速度的方式控制所述机器人装置在沿所述横梁移动过程中的加速度。
[0020]句段5.如句段1所述的涂层涂敷系统，其中，
[0021]每个所述塔架包括机动化底座，所述机动化底座构造成使所述一对塔架沿所述地轨相互同步移动。
[0022]句段6.如句段1所述的涂层涂敷系统，其中，
[0023]每个所述塔架以主动将塔架维持在大体竖直方位中的方式接合至地轨。
[0024]句段7.如句段1所述的涂层涂敷系统，还包括:
[0025]转台，该转台与所述地轨之一关联，并允许所述塔架之一绕塔架轴线旋转；以及
[0026]弯曲轨道部分，该弯曲轨道部分与所述地轨中的其余一者关联，并且允许所述塔架沿具有定位于塔架轴线的曲率中心的弧移动，使得所述横梁可绕所述塔架轴线枢转。
[0027]句段8.—种用于涂敷飞行器的外表面的涂层涂敷系统，该系统包括:
[0028]至少一个龙门架，该龙门架包括:
[0029]第一塔架与第二塔架，所述第一塔架与所述第二塔架沿相互大体平行取向的相应的第一地轨与第二地轨移动；
[0030]横梁，该横梁在所述第一塔架与所述第二塔架之间延伸；
[0031]至少一个机器人装置，该机器人装置具有构造成在飞行器的外表面上执行操作的末端执行器；
[0032]转台，该转台与所述第一地轨的外侧端关联，并且构造成使所述第一塔架绕第一塔架轴线旋转；以及
[0033]弯曲轨道部分，该弯曲轨道部分与第二地轨的外侧端关联，并且允许所述第二塔架沿具有定位于所述第一塔架轴线的曲率中心的弧移动，使得所述横梁可绕所述第一塔架轴线枢转。
[0034]句段9.如句段8所述的涂层涂敷系统，其中，
[0035]所述横梁包括相对的一对梁端部，所述相对的一对梁端部分别通过万向节联接至所述第一塔架与所述第二塔架；并且
[0036]每个所述万向节使得所述横梁能够绕所述万向节的竖直轴线并且绕所述万向节的水平轴线旋转。
[0037]句段10.如句段8所述的涂层涂敷系统，其中，
[0038]所述横梁可相对于所述塔架竖直地移动。
[0039]句段11.如句段8所述的涂层涂敷系统，还包括:
[0040]载人平台，该载人平台可沿所述横梁的纵长方向移动。
[0041]句段12.如句段11所述的涂层涂敷系统，还包括:
[0042]控制器，该控制器构造成以抵消所述载人平台在沿所述横梁移动的过程中的加速度的方式控制所述机器人装置在沿所述横梁移动过程中的加速度。
[0043]句段13.如句段8所述的涂层涂敷系统，包括:
[0044]三对龙门架，这三对龙门架包括一对前部龙门架、一对中央龙门架以及一对后部龙门架；
[0045]每对所述龙门架能够以相互对立的关系沿相应的地轨移动，并允许飞行器定位在每对所述龙门架之间；并且
[0046]所述中央龙门架中的每个具有在转台上可旋转的塔架以及沿弯曲轨道部分可移动的相对的塔架，以允许每个所述中央龙门架的所述横梁绕塔架轴线枢转。
[0047]14.一种用于飞行器的涂层涂敷方法，该方法包括:
[0048]相对于飞行器定位龙门架，所述龙门架具有在接合至相应的地轨的一对塔架之间延伸的横梁；
[0049]使所述一对塔架在不平行于所述飞行器的纵向轴线的方向上以同步的方式沿所述地轨移动；
[0050]操作安装至所述横梁并具有末端执行器的机器人装置；以及[0051 ] 在飞行器外表面上执行操作。
[0052]句段15.如句段14所述的方法，其中，在飞行器外表面上执行操作的步骤包括:
[0053]利用安装至所述横梁的载人平台在飞行器外表面上手动执行操作。
[0054]句段16.如句段14所述的方法，其中，在飞行器外表面上执行操作的步骤包括:
[0055]利用所述末端执行器在飞行器外表面上执行操作。
[0056]句段17.如句段14所述的方法，其中，在飞行器外表面上执行操作的步骤包括打磨、清洗、涂敷涂层以及检测所述飞行器外表面中至少一项。
[0057]句段18.如句段14所述的方法，还包括:使机器人基座旋转并且/或者操纵所述机器人装置的至少一个臂，从而使所述末端执行器相对于所述飞行器外表面定位。
[0058]句段19.如句段14所述的方法，还包括如下操作中的至少一项:
[0059]使所述机器人装置沿所述横梁的纵长方向移动；以及
[0060]使所述横梁相对于所述塔架竖直地移动。
[0061]句段20.如句段14所述的方法，其中，所述横梁包括相对的梁端部，每个所述梁端部通过万向节结合至塔架，所述方法还包括如下操作中的至少一项:
[0062]在所述塔架沿所述地轨水平移动过程中一个塔架滞后于相对的塔架时，允许所述横梁绕梁端部附近的所述万向节的竖直轴线旋转；以及
[0063]在所述横梁相对于所述塔架竖直地移动过程中一个梁端部滞后于相对的梁端部时，允许所述横梁绕梁端部附近的所述万向节的水平轴线旋转。
[0064]句段21.如句段14所述的方法，其中，载人平台能够沿所述横梁的纵长方向移动，所述方法还包括:
[0065]控制所述机器人装置沿所述横梁的加速度以抵消所述载人平台的加速度；以及
[0066]通过控制所述机器人装置的加速度减小在所述塔架上由加速度诱发的横向负载。
[0067]句段22.如句段14所述的方法，其中，所述一对塔架包括能够沿第一地轨与第二地轨移动的第一塔架与第二塔架，所述方法还包括:
[0068]利用与所述第一塔架的外侧端相关联的转台使所述第一塔架绕第一塔架轴线旋转；以及
[0069]使所述第二塔架沿从所述第二地轨的外侧端延伸的弯曲轨道部分移动以使所述横梁相对于所述飞行器的翼尖旋转，所述弯曲轨道部分具有定位在所述第一塔架轴线处的曲率中心。
[0070]可在本公开的各个实施方式中单独实现论述的特征、功能与优势，或者可在其它实施方式中合并这些特征与、功能与优势，其中可参照下面的描述与附图理解进一步的细
Τ ο
【附图说明】
[0071]本公开的这些及其它特征会在参照附图的情况下更显而易见，其中，相同的附图标记代表所有相同的零部件，并且在附图中:
[0072]图1是涂层涂敷系统的立体图，该涂层涂敷系统可以为飞行器涂敷涂层；
[0073]图2是图1的涂层涂敷系统的俯视图；
[0074]图3是图1的涂层涂敷系统的侧视图；
[0075]图4是图1的涂层涂敷系统的端视图；
[0076]图5是包括一对可纵向移动的塔架以及在塔架之间延伸的可竖直移动的横梁的龙门架的一个实施例的侧视图；
[0077]图6是塔架底座的一种实施方式的侧视图，该塔架底座具有滚动结合至一对平行地轨的轮组；
[0078]图7是地轨系统的另一实施方式的侧视图，该地轨系统具有捕获每个地轨的轨道凸缘的上轮与下轮；
[0079]图8Α是塔架的机动化底座的一种实施方式的立体图，并且示出具有用于使塔架绕竖直塔架轴线旋转的可旋转转台轨道的转台的实施方式；
[0080]图8Β是图8Α的转台实施方式的示意性俯视图，该俯视图示出位于直轨道部分上的塔架，并且还示出定位于直轨道部分末端处的转台；
[0081]图8C是图8Α的转台实施方式的示意性俯视图，该俯视图示出位于绕竖直塔架轴线旋转的可旋转转台轨道上的塔架；
[0082]图9是用于使塔架绕竖直塔架轴线旋转的转台的另一实施方式的立体图；
[0083]图10是万向节的一种实施方式的立体图，该万向节使横梁的梁端部联接至塔架以使得梁端部能够绕万向节的水平轴线以及万向节的竖直轴线枢转；
[0084]图11是图10中所示的万向节的俯视图；
[0085]图12是龙门架的一种实施方式的侧视图，该侧视图示出允许一个梁端部在横梁竖直移动的过程中相对于相对的梁端部发生滞后竖直移动的万向节；
[0086]图13是图12的龙门架的俯视图，并且示出允许一个塔架在塔架沿地轨系统水