CN105035348A - 用于相对于结构定位自动化装配工具的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于相对于结构定位末端执行器的方法和装置。该装置可以包含末端执行器和传感器系统。所述末端执行器可以被配置成在结构上执行操作。所述传感器系统可以具有从所述末端执行器向外伸展的多个传感器。

Description

用于相对于结构定位自动化装配工具的系统和方法

技术领域

本公开大体涉及飞行器，并且具体地涉及制造飞行器结构。更具体地，本公开涉及用于相对于结构定位工具系统的系统和方法。

背景技术

在制造飞行器结构中，可以执行各种操作以组装每个飞行器结构。这些操作可以由人类操作者使用手持工具或使用自动化设备手动地执行。例如但不限于，钻孔、钻埋头孔、紧固、耦接、密封、涂层、检查或其他合适类型的操作可以被执行以组装飞行器结构。

当执行这些操作时，需要精确的对准以避免零件的返工或废弃。除了或代替人类操作者，对飞行器结构的提高的生产率的需求引导一些制造商使用自动化钻孔和紧固系统。

使用一些存在的自动化系统，该系统必须接触飞行器结构的表面并使用规定的力压抵表面。这些系统可以依赖于机器全局精度和工具以确保钻孔工具以期望的方式相对于表面被取向并与表面接触。然而，使用这些系统，正交性测量值以及夹紧力的测量值可能没有期望的精确。因此，具有不理想的埋头孔裕度的孔以及紧固件未对准表面可能发生。

其他存在的方案可以使用带有压力感测鼻甲(nosepiece)的末端执行器。该鼻甲可以是在末端执行器和飞行器蒙皮之间的第一接触点。随着压力传感器集成到鼻甲，当机器接触飞行器结构时，该鼻甲可以提供位置反馈。然而，这种系统需要与飞行器蒙皮接触以产生这样的位置信息。因此，该机器必须缓慢接近表面以避免不期望的碰撞，该碰撞能够引起不期望的不一致性在飞行器蒙皮、鼻甲中或者二者中形成。这种缓慢接近可以花费较期望更多时间并降低装配飞行器结构的速度。

这些鼻甲系统也提高相关的可靠性和精确性。由于鼻甲也提供用于自动化系统的夹紧力，该鼻甲必须具有足够大的直径以适应通过中心孔的各种钻头、孔检查探针以及紧固件插入器。由于飞行器结构的表面中的不同的轮廓，大的接触表面可以减小埋头孔深度重复性。

此外，具有大直径的鼻甲可以接触邻近的紧固件头部、蒙皮板搭接接头以及蒙皮表面上的碎片。因此，鼻甲可能变为未对准的，从而导致执行操作时的误差。因此，存在考虑以上讨论的一个或更多个问题以及其他可能的问题的方法和装置的需要。

发明内容

在一个说明性实施例中，装置可以包含末端执行器和传感器系统。末端执行器可以被配置成在结构上执行操作。传感器系统可以具有从末端执行器向外延伸的多个传感器。

在另一个说明性实施例中，可以提供用于相对于结构定位末端执行器的方法。可以产生关于传感器系统中的多个传感器相对于结构的表面的位置的位置数据。基于由多个传感器产生的位置数据，可以改变末端执行器相对于结构的表面的位置。

在又一个说明性实施例中，装配系统可以包含移动平台、与移动平台关联的末端执行器、连接至末端执行器的压力脚和传感器系统。移动平台可以被配置成移动至相对于结构的表面上的位置的期望位置。末端执行器可以被配置成在该位置处在结构的表面上执行操作。压力脚可以被配置成在该位置处接触结构的表面。传感器系统可以具有从压力脚向外延伸的多个传感器。多个传感器可以被配置成产生关于多个传感器相对于结构的表面上的位置的位置的位置数据。

在又一个说明性实施例中，可以提供用于在紧固件上钻孔的方法。末端执行器可以以第一速度朝向结构的表面移动。末端执行器可以与具有从末端执行器向外延伸的多个传感器的传感器系统关联。结构的表面可以与多个传感器中的至少一个接触。可以产生关于多个传感器相对于结构的表面的位置的位置数据。基于来自多个传感器的位置数据，可以改变末端执行器相对于结构的表面的位置。末端执行器可以以比第一速度慢的第二速度朝向结构的表面移动，以接触结构的表面，其中末端执行器带有期望的接触力。使用末端执行器可以在结构的表面中孔钻。

在又一个说明性实施例中，可以提供用于在表面上定位工具的方法。可以使用第一运动系统相对于表面移动工具以在表面上的选定区域内粗略地定位工具。可以使用第二运动系统相对于表面以至少一个自由度移动工具以在表面上的选定区域内的选定位置处精确地定位工具。

在又一个说明性实施例中，可以提供用于在表面上定位工具的方法。可以使用第一运动系统相对于表面移动工具以在表面上的选定区域内粗略地定位工具。可以使用第二运动系统相对于表面以至少一个自由度移动工具以在表面上的选定区域内的选定位置处精确地定位工具。可以使用第三运动系统相对于选定位置对准与用于在选定位置处执行操作的工具关联的元件。

在又一个说明性实施例中，可以提供用于相对于表面定位装配系统的方法。可以使用第一运动系统相对于表面移动装配系统以在表面上的选定区域内粗略地定位装配系统。可以使用第二运动系统相对于表面以至少一个自由度移动运动平台以在表面上的选定区域内的选定位置处将末端执行器精确地定位在运动平台上。可以使用运动平台相对于选定位置对准与末端执行器关联的工具，用于在选定位置处执行操作。

这些特征和功能能够在本公开的各种实施例中被独立地实现或者在其他实施例中被组合，参考后面的具体实施方式和附图能够了解实施例的进一步的细节。

附图说明

在随附的权利要求中阐明被认为是说明性实施例的特性的新颖性特征。然而，当结合附图阅读时，通过参考本公开的说明性实施例的以下具体实施方式，将更好地理解说明性实施例以及优选的使用模式，及其进一步的目标和特征，其中：

图1是根据说明性实施例的制造环境的框图的图示说明；

图2是根据说明性实施例的制造环境的图示说明；

图3是根据说明性实施例的装配系统的等距视图的图示说明；

图4是根据说明性实施例的末端执行器和工具组的图示说明；

图5是根据说明性实施例的装配系统的俯视图的图示说明；

图6是根据说明性实施例的装配系统执行操作的图示说明；

图7是根据说明性实施例的装配系统执行操作的另一图示说明；

图8是根据说明性实施例的装配系统执行操作的又一图示说明；

图9是根据说明性实施例的装配系统执行操作的再一图示说明；

图10是根据说明性实施例的装配系统执行操作的另一图示说明；

图11是根据说明性实施例的装配系统执行操作的又一图示说明；

图12是根据说明性实施例的装配系统执行操作的再一图示说明；

图13是根据说明性实施例的工具管理系统的一部分的图示说明；

图14是根据说明性实施例的装配系统的另一实施方式的图示说明；

图15是根据说明性实施例的末端执行器的框图的图示说明；

图16是根据说明性实施例的在末端执行器上的压力脚的侧视图的图示说明；

图17是根据说明性实施例的压力脚的俯视图的图示说明；

图18是根据说明性实施例的末端执行器朝向面板的表面上的位置移动的图示说明；

图19是根据说明性实施例的传感器在一位置处接触面板的表面的图示说明；

图20是根据说明性实施例的末端执行器调节末端执行器的位置的图示说明；

图21是根据说明性实施例的压力脚在接触面板的表面之前的图示说明；

图22是根据说明性实施例的传感器系统检查安装在面板中的紧固件的裕度的图示说明；

图23是根据说明性实施例的末端执行器接近面板的表面上的物体的图示说明；

图24是根据说明性实施例的传感器接触面板的表面上的物体的图示说明；

图25是根据说明性实施例的末端执行器接近面板的表面的图示说明；

图26是根据说明性实施例的带有压力脚和传感器系统的末端执行器的图示说明；

图27是根据说明性实施例的用于操作装配系统以在结构上执行操作的过程的流程图的图示说明；

图28是根据说明性实施例的用于操作装配系统以在结构的面板中安装紧固件的过程的流程图的图示说明；

图29是根据说明性实施例的用于相对于结构的表面定位末端执行器的过程的流程图的图示说明；

图30是根据说明性实施例的用于相对于结构的表面定位末端执行器以执行操作的过程的流程图的图示说明；

图31是根据说明性实施例的用于将期望的接触力施加至结构以夹紧结构的过程的流程图的图示说明；

图32是根据说明性实施例的用于使用传感器系统探测结构的表面上的物体的过程的流程图的图示说明；

图33是根据说明性实施例的飞行器制造和使用方法的框图的图示说明；以及

图34是其中可以实施说明性实施例的飞行器的框图的图示说明。

具体实施方式

说明性实施例认识并考虑一个或更多个不同的事项。例如但不限于，说明性实施例认识并考虑：使在飞行器结构上制造操作的执行自动化可以是期望的。具体地，说明性实施例认识并考虑：具有能够在飞行器结构上执行钻孔、测量、检查、紧固和其他合适的操作的自动化设备可以是期望的。

说明性实施例还认识并考虑：具有能够操纵飞行器结构以执行制造操作的设备可以是期望的。例如，说明性实施例认识并考虑：在飞行器结构上的一些位置以期望的方式钻孔对于人类操作员是困难的。

说明性实施例认识并考虑：从下面在机翼的蒙皮面板上钻孔可以提供精确性和人体工学挑战。例如但不限于，不一致性(诸如不正确地定位孔或分层)可以在蒙皮面板中钻出的孔中形成。如另一个示例，当在蒙皮面板中安装紧固件时，人类操作者可能感到疲劳。这些挑战以及其他可以导致返工、废弃面板或机翼的需要，制造机翼的成本的增加超过期望值，或它们的一些组合。

另外，说明性实施例认识并考虑：在飞行器结构上执行制造操作而不需要在制造设施内的不同位置处使用固定座卡具(fixedmonumentfixture)可以是期望的。在该说明性示例中，“固定座卡具”是固定地连接至设施地板、壁或制造设施的其他部分的结构。换句话说，固定座卡具可以是一种结构，该结构未被配置成在不将其从设施地板、壁或其他非可移动结构解开的情况下从制造设施中的一个位置完全移动至另一个位置。例如但不限于，当在结构上执行操作时，固定座卡具可以将结构保持就位。这些固定座卡具可以包括用螺栓紧固至设施地板的机器人设备、固定吊架系统或其他结构。

说明性实施例认识并考虑：固定座卡具降低制造设施内的柔性。例如，从一个固定座卡具分离组件并将其移动至下一个固定座卡具以用于进一步组装可能是困难的。该分离-移动-再连接时间减慢生产率并降低制造柔性。另外，这些固定座卡具可以占据较期望更多的空间，允许有限的接近正在组装的飞行器结构或二者。此外，固定座卡具制造、重新装配或维护可以较期望的更昂贵。使用固定工具系统也会出现类似的问题。

因而，说明性实施例提供用于在结构上执行操作的方法和装置。这些操作可以包括将紧固件安装在结构中。装配系统包含运动平台和移动平台。运动平台可以被配置成放置在结构的表面下方以在表面上执行操作。移动平台可以被配置成从第一位置携带运动平台穿过制造环境的地板至第二位置。

现在转向图1，其描绘根据说明性实施例的制造环境的框图的图示说明。在该描绘的示例中，制造环境100是装配系统102可以被用于在结构106中安装紧固件104的环境。制造环境100可以具有地板107。

如所描绘的，制造环境100可以包括结构106、自主工具系统109以及系统支撑物108。在该说明性示例中，结构106可以是飞行器110中的物体。例如但不限于，结构106可以被并入机翼、机身、水平稳定器、门、壳体、发动机或其他合适的结构中的至少一者中。

在该说明性示例中，结构106可以采取飞行器110中的机翼114的面板112的形式。在该说明性示例中，面板112可以是蒙皮面板115。例如，面板112可以是用于机翼114的下蒙皮面板105。在另一些说明性示例中，面板112可以是用于飞行器110中的竖直稳定器的蒙皮面板。在又一些说明性示例中，根据具体实施方式，面板112可以是用于机翼114的上蒙皮面板或一些其他结构。面板112的另一些示例可以包括用于在机身、水平稳定器、襟翼、扰流板、副翼、门、缝翼、机舱或一些其他飞行器结构上安装的面板。面板112可以具有表面116。在一些说明性示例中，表面116可以被称为“工作台”。

在该描绘的示例中，自主工具系统109可以被配置成在面板112上执行操作111。在该说明性示例中，操作111可以被称为装配操作。例如，装配系统102可以被配置成执行钻孔操作、紧固操作、检查操作、测量操作、清洗操作、密封操作、数据收集操作或其他合适类型的操作111中的至少一者。

如本文所使用的，当短语“至少一者”与一系列项目一起使用时，意味着所列项目中的一个或更多个的不同组合可以被使用并且可以只需要列表中的项目中的一个。该项目可以是特定的物体、事物或类别。换句话说，“至少一者”意味着项目的任意组合，或者可以使用来自列表的许多项目，但并不会需要列表中的所有项目。

例如，“项目A、项目B和项目C中的至少一者”可以意味着项目A；项目A和项目B；项目B；项目A、项目B和项目C；或者项目B和项目C。在一些情况下，“项目A、项目B和项目C中的至少一者”可以意味着，例如但不限于：两个项目A、一个项目B和十个项目C；四个项目B和七个项目C；或其他一些合适的组合。

在该说明性示例中，自主工具系统109可以采用装配系统102的形式。以此方式，装配系统102可以被称为自主工具或自动化工具系统。装配系统102可以被配置成在面板112的表面116中安装紧固件104。

装配系统102可以包括若干部件。如本文所使用的，“若干”项目可以是一个或更多个项目。在该说明性示例中，若干部件可以是一个或更多个部件。

装配系统102中的一个或更多个部件可以以至少一个自由度至六个自由度或更多个自由度移动。例如，每个部件可以以至少一个平移自由度或至少一个旋转自由度移动，但是也能够具有高达三个平移自由度、高达三个旋转自由度或二者。在一些示例中，每个部件可以以至少一个自由度独立于装配系统102中的其他部件移动。

装配系统102可以基于全局坐标系统101和飞行器坐标系统103或更具体的坐标系统(像机翼、襟翼、扰流板、副翼、门、稳定器、缝翼、机身或一些其他结构)或甚至部件系统(像翼梁、肋板、框架或一些其他部件)中的至少一者被定位和放置。全局坐标系统101可以是用于制造环境100的参考坐标系统。

飞机坐标系统103可以代表参考坐标系统，在参考坐标系统中飞行器零件被定位在三维空间中。飞机坐标系统103可以基于飞行器110中的原点或参考点。使用全局坐标系统101和飞机坐标系统103中的至少一者，装配系统102和装配系统102内的部件可以相对于制造环境100内的结构被粗略地和精确地定位。

如所描绘的，装配系统102可以包含移动平台118、第一运动系统119、末端执行器120、运动平台122、第二运动系统124、工具管理系统126、紧固件管理系统127、控制器128和供电系统129。在该说明性示例中，移动平台118可以是将部件保持在装配系统102内的机械设备。例如，移动平台118可以被配置成携带运动平台122以执行操作111。

在该说明性示例中，当项目是“移动的”时，该项目也许能够移动穿过制造环境100中的地板107。换句话说，该项目是可移动的并且未被固定至制造环境100中的具体位置。

移动项目还可以是可驱动的。如本文所使用的，“可驱动”的项目可以是能够通过移动驱动到不同位置或引导到不同的位置的项目。驱动项目可以包括通过使用至少一个平移自由度平移项目或使用至少一个旋转自由度旋转项目中的至少一者移动项目。另外，驱动项目可以包括移动整个项目和一起构成项目的所有的部件。可驱动项目也许能够自主地驱动至不同的位置。换句话说，该项目可以具有自主的或半自主的驱动能力以相对于制造环境100中的地板107从一个位置整体移动至另一个位置。

在另一些情况中，可驱动项目可以通过一些其他系统驱动。例如，控制器、运动系统、人类操作者或一些其他类型的设备或操作者可以驱动项目。以此方式，可驱动项目可以被电动驱动、机械驱动、机电驱动、手动驱动或以一些其他方式驱动。

在该说明性示例中，移动平台118和与移动平台118关联的部件未被固定在一个位置。而是，整个移动平台118可以移动穿过制造环境100的地板107。例如但不限于，移动平台118可以使用第一运动系统119以从制造环境100的地板107上的第一位置117移动至第二位置121。

如所图示说明的，第一运动系统119可以与移动平台118物理地关联。通过固定至第二部件、粘接至第二部件、安装至第二部件、焊接至第二部件、紧固至第二部件、以一些其他合适的方式连接至第二部件或者其组合，诸如第一运动系统119的第一部件可以被考虑为与诸如移动平台118的第二部件物理地关联。还可以使用第三部件将第一部件连接至第二部件。另外，第一部件可以被考虑为通过形成为第二部件的一部分、形成为第二部件的延长部或其组合而与第二部件关联。

在该描绘的示例中，第一运动系统119可以包含被配置成将移动平台118从第一位置117驱动至第二位置121的若干部件。例如，第一运动系统119可以包括轮子、轨道系统、滑轮或其他合适的运动设备。以此方式，第一运动系统119提供移动平台118的粗略定位。

在说明性示例中，第一运动系统119可以包括可伸缩轮子131。可伸缩轮子131可以被缩回以使移动平台118降低至制造环境100的地板107。在紧固件104的安装期间，使移动平台118降低至制造环境100的地板107可以将装配系统102暂时安置就位。在完成紧固件104的安装之后，可伸缩轮子131可以被伸展以从地板107提升移动平台118并将移动平台118从制造环境100的地板107上的第一位置117移动至第二位置121。

在该描绘的示例中，第一运动系统119可以包括万向轮133。万向轮133允许移动平台118实现全方位的运动。换句话说，万向轮133可以前后，以及左右移动移动平台118。

在一些说明性示例中，万向轮133也可以伸缩或可以锁定以基本阻止移动平台118的不期望的运动。在另一些说明性示例中，第一运动系统119可以包括完整的轮子、另一种类型的全向轮、脚轮、其他合适的运动设备或其组合。在一说明性示例中，这些类型的轮子可以或不可以伸缩。

如所描绘的，末端执行器120可以是一种设备，工具组132被附接至该设备。具体地，末端执行器120可以被配置成保持工具组132。工具组132可以用于在面板112中安装紧固件104。

如本文所使用的，项目“组”可以是一个或更多个项目。在该说明性示例中，工具组132可以是一个或更多个工具。当两个或更多个工具出现在工具组132中时，这些工具也可以被称为一组工具、多个工具，简单的称为“工具”或类似称呼。

在该说明性示例中，运动平台122可以是被配置成将末端执行器120相对于平面116放置在期望的位置130中的设备。在该说明性示例中，期望的位置130可以包括相对于结构106的面板112末端执行器120在三维空间中的位置或取向中的至少一者。

运动平台122可以将末端执行器120上的工具组132相对于面板112的表面116上的位置135移动至期望的位置130以安装紧固件104。具体地，运动平台122可以被配置成将末端执行器120上的工具组132相对于面板112的表面116定位在位置135处。例如但不限于，运动平台122可以垂直于位置135、平行于位置135、与紧固件104的位置135的中心轴线共线或以一些其他方式定位工具组132。

运动平台122提供末端执行器120相对于位置135的精细定位。位置135可以是用于为紧固件104进行钻孔134的期望的位置。

当工具组132相对于面板112的表面116上的位置135定位时，可以以期望的方式安装紧固件104。例如，在位置135处垂直于表面116定位工具组132可以允许工具组132沿着轴线137在表面116中钻孔134。在一些情况中，轴线137可以在位置135处垂直于表面116。以此方式，钻孔134可以提供当紧固件104插入孔134中时的期望的对准。在另一个说明性示例中，垂直于表面116定位工具组132可以允许工具组132钻孔134而不在面板112中形成裂缝、分层或其他超出公差的不一致性。在另一些示例中，轴线137可以成一个角度。

在该描绘的示例中，运动平台122可以采用各种形式。在该说明性示例中，运动平台122采用六脚141的形式。在另一些说明性示例中，但不限于，运动平台122可以采用史都华平台(Stewartplatform)或其他合适类型的运动平台的形式。

在该说明性示例中，运动平台122可以提供末端执行器120的运动的自由度139。自由度139可以涉及末端执行器120在三维空间中的运动。例如，运动平台122可以被配置成提供末端执行器120的七个自由度139。

如所图示说明的，第二运动系统124可以与运动平台122物理地关联。第二运动系统124可以包含被配置成沿着竖直轴线136朝向面板112的表面116移动运动平台122的若干部件。例如，第二运动系统124可以包括升降机、面板或用于在运动平台122沿竖直轴线136移动时支撑运动平台122的一些其他类型的结构。

在该说明性示例中，竖直轴线136可以是基本垂直于位置135处的表面116的轴线。随着运动平台122移动，末端执行器120上的工具组132可以沿着竖直轴线136移动。

在该说明性示例中，工具组132可以包含若干不同类型的工具。在该说明性示例中，工具组132可以包括传感器系统138、钻孔系统140、检查系统142以及紧固件安装器144。

在一个说明性示例中，工具组132可以放置在末端执行器120上的穿梭台146上。穿梭台146可以保持工具组132并移动工具组132。

穿梭台146可以被配置成相对于面板112的表面116沿着轨道系统147移动工具组132。作为一个示例，穿梭台146可以使用轨道系统147沿着平行于面板112的表面116的轴线前后移动工具组132。

如所图示说明的，传感器系统138可以包含各种传感器设备，所述传感器设备被配置成识别面板112、末端执行器120相对于面板112的表面116上的位置135的位置148、或面板112的表面116上的位置135中的至少一者，以为紧固件104进行钻孔134。例如但不限于，传感器系统138可以包括相机、接近传感器、通过蒙皮的磁传感器或一些其他合适类型的传感器。

在使用第一运动系统119和第二运动系统124中的至少一者后，可以使用工具组132中的传感器系统138核实末端执行器120的位置148。在该说明性示例中，位置148可以包括末端执行器120相对于面板112的表面116的当前位置、取向或二者。可以将位置148与期望的位置130比较并可以做出调整。

在一些说明性示例中，传感器系统138可以被配置成基于表面116的指数特征150识别末端执行器120相对于表面116上的位置135的位置148。指数特征150可以是表面116上的预定的参考点。这些指数特征150可以采用磁铁、传感器、图形指示器、射频识别标签、指标或一些其他合适类型的指数特征中的至少一者。末端执行器120可以基于指数特征150的位置沿着表面116移动。指数特征150还可以用于识别在表面116中钻孔134的地方。

在另一些说明性示例中，传感器系统138可以与系统支撑物108中的计量系统152通信以识别末端执行器120的位置148。在该说明性示例中，计量系统152可以是一个或更多个测量设备。

带有计量系统152的系统支撑物108可以被配置成支持装配系统102的操作。具体地，系统支撑物108可以提供导航、功用、位置信息、任务分配以及其他合适类型的资源。

作为一个示例，系统支撑物108可以提供装配系统102的导航。作为另一个示例，在一些说明性示例中，计量系统152可以被配置成进行关于结构106的位置的测量。在一些情况下，系统支撑物108可以提供电力、空气、液压流体、水、真空或其他功用至装配系统102。同样，系统支撑物108可以被配置成提供这些资源至位于制造环境100中的各种其他设备。

在该说明性示例中，压力脚151可以连接至末端执行器120。在该说明性示例中，压力脚151可以是压力传感设备。压力脚151可以是末端执行器120的第一部分以接触面板112的表面116。

在该说明性示例中，压力脚151可以被配置成识别压力脚151和面板112的表面116之间的接触力153。接触力153可以是通过末端执行器120施加在表面116上的力的量。

压力脚151可以使用测力元件(loadcell)或一些其他类型的负荷传感器感测接触力153。接触力153的指示可以是期望的以降低损坏表面116、末端执行器120中的至少一者或二者的风险。

压力脚151可以被手动地或自动地移除并被替换以优化与面板112接触的区域。例如，压力脚151可以与具有不同的直径、形状或其他特征的压力脚互换。在一些说明性示例中，压力脚151可以被设计以便在与面板112不期望的碰撞发生时安全地脱离以避免损坏面板112、装配系统102内的部件或二者。

在该说明性示例中，可能需要期望的接触力153。例如，在安装紧固件104之前，接触力153可以用于将面板112夹紧至面板112的子结构。作为一个示例，为了紧固件104的恰当安装，面板112可能需要紧靠肋、翼梁或承载配件被挤压。因而，可以需要期望的接触力153以实现这些结果。

一旦末端执行器120和工具组132就位，装配系统102可以在面板112的表面116上的位置135中钻孔134。在该说明性示例中，装配系统102可以使用钻孔系统140在表面116上的位置135中钻孔134。

钻孔系统140可以被配置成在表面116上的位置135中钻出不同类型的孔。例如但不限于，在该说明性示例中，孔134可以采用圆柱孔、圆锥孔、埋头孔、沉头孔、孔口平面、盲孔、或一些其他类型的孔的形式。

钻孔系统140可以包括主轴154和进给轴线156。在该说明性示例中，主轴154可以包含被配置成旋转以钻孔134的若干机械零件。作为一个示例，主轴154可以包括在主轴154的末端上的钻头。主轴154可以旋转钻头以以期望的方式钻出带有深度155和直径158的孔134。在另一个示例中，主轴154可以旋转铣刀。可以使用液压动力、气动动力、电力或一些其他能源运转主轴154。

在一些情况中，主轴154中的机械零件可以基于对孔134的需求而被改变。例如，主轴154上的钻头可以被改变以改变孔134的深度155和直径158中的至少一者。例如，较细的钻头可以用于减小孔134的直径158。在另一些说明性示例中，较长的刀具可以用于增加孔134的深度155。

如所描绘的，进给轴线156可以在位置135处垂直于表面116。在另一些示例中，根据具体的实施方式，进给轴线156可以不垂直于表面116。

进给轴线156可以包括被配置成相对于在位置135处的表面116移动主轴154以钻孔134的各种机械零件。例如但不限于，进给轴线156可以包括平台、轨道系统、测力元件、滚动轴承和其他机械零件。进给轴线156可以朝向表面116上的位置135移动主轴154以钻孔134。当孔134被完成时，进给轴线156可以沿相反的方向移动主轴154。

在钻出孔134之后，装配系统102可以检查孔134。装配系统102可以使用检查系统142检查孔134。检查系统142可以检查孔134的深度155和直径158中的至少一者。检查系统142可以使用孔探针160检查孔134的直径158。

在该说明性示例中，孔探针160可以是被配置成测量孔134的直径158的细长设备。在一些说明性示例中，孔探针160可以插入孔134内以确定孔134是否具有期望的直径。根据形成的孔134的类型，检查系统142可以用于检查孔134的其他参数。例如但不限于，检查系统142可以用于检查埋头孔深度、埋头孔角度、埋头孔与位置135的正交性、孔134与位置135的正交性、埋头孔直径、夹持长度或孔134的一些其他参数中的至少一者。

孔探针160可以被移除以将不同的探针放置在检查系统142中。不同的探针可以放置在检查系统142中以检查不同的直径。在一些说明性示例中，孔探针160可以被替换为较细的探针以检查具有较小直径的孔134。在另一些说明性示例中，孔探针160可以被替换为较粗的探针以检查具有较大直径的孔134。

在检查孔134之后，装配系统102可以将紧固件104放入孔134中。紧固件104可以将面板112结合至紧靠面板112放置的零件。例如但不限于，紧固件104可以将面板112结合至肋、翼梁、或机翼114中的一些其他结构构件。在另一个说明性示例中，紧固件104可以将蒙皮面板结合至面板112。

在该描绘的示例中，紧固件104可以采用铆钉、锁紧螺栓(lockbolt)、螺栓、六方螺钉(hexdrive)以及其他合适类型的紧固件中的一者的形式。可以使用紧固件安装器144将紧固件104放入孔134中。在该说明性示例中，紧固件安装器144可以是被配置成将力施加至紧固件104以将紧固件104插入孔134中的机械设备。在一些说明性示例中，紧固件安装器144可以容纳不同直径的紧固件。

紧固件管理系统127可以保持紧固件162和紧固件安装器144的其他零件。紧固件管理系统127可以被配置成保持几个不同直径和夹持长度的紧固件162。紧固件管理系统127也可以执行其他功能。例如，紧固件管理系统127可以执行以下动作中的至少一者：冲洗紧固件162以移除任何残留物，将密封剂164施加至紧固件162，检查紧固件和密封剂施加，将具有密封剂164的紧固件162中的一个供应至紧固件安装器144，或其他期望的动作。

在该说明性示例中，密封剂164可以采用聚合物材料、电介质材料、油漆、或其他一些类型的涂层材料的形式。密封剂164可以被配置成对紧固件162、密封孔134提供电磁效应保护或执行各种其他功能。

在该描绘的示例中，紧固件104可以具有关于面板112的表面116的裕度171。裕度171可以代表当紧固件104安装在面板112中时相对于表面116的位置。例如但不限于，裕度171可以代表紧固件104是否是凹进的、凸出的或在选定的公差内与面板112的表面116基本呈平面。指示紧固件104的裕度171可以是期望的以确保紧固件104的安装满足认证要求、内部制造标准、或其他合适的要求中的至少一者。

如所图示说明的，工具管理系统126可以包括被配置成在存放架172和末端执行器120之间更换工具170的若干零件。工具170可以是被配置成在末端执行器120上使用的工具组132中的一个。在该说明性示例中，当不被末端执行器120使用时，存放架172可以是用于保持工具170和其他工具的结构。

当需要工具170时，工具管理系统126可以将工具170放置在末端执行器120上。以类似的形式，工具管理系统126可以将不再需要的工具从末端执行器120取走并将其放置在存放架172中。

在该说明性示例中，控制器128可以是被配置成控制装配系统102的操作的设备。控制器128可以与装配系统102、以及系统支撑物108中的系统控制器166和计量系统152中的各种部件通信。

当一个部件与另一个部件“通信”时，这两个部件可以被配置成经过通信媒介来回发送信号。例如但不限于，控制器128可以与系统控制器166经过网络无线通信。在另一个说明性示例中，控制器128可以与运动平台122经由有线或无线连接通信。

控制器128可以被进一步配置成阻止与制造环境100中的人类操作者188、自主工具系统190或二者的不期望的碰撞。在该说明性示例中，自主工具系统190可以是被配置成在面板112上工作的其他设备。在一些示例中，自主工具系统190可以被称为自动化工具。

控制器128可以使用系统支撑物108以确定人类操作者188和人类操作者188周围的机动装配系统102的位置。控制器128还可以被配置成如果人类操作者太靠近装配系统102则关闭装配系统102。在又一说明性示例中，控制器128可以使用系统支撑物108来确定自主工具系统190在制造环境100内的位置以避免装配系统102和自主工具系统190之间的不期望的碰撞。

在该说明性示例中，控制器128和系统控制器166中的至少一者可以在软件、硬件、固件或其组合中被实施。当使用软件时，可以使用(例如但不限于)被配置成在处理器单元上运行的程序代码来实施由控制器执行的操作。当使用固件时，可以使用(例如但不限于)程序代码和数据来实施由控制器执行的操作并将由控制器执行的操作储存在永久内存中以在处理器单元上运行。

当使用硬件时，硬件可以包括操作以在控制器中执行操作的一个或更多个电路。根据实施方式，硬件可以采用被配置成执行任意数量的操作的电路系统、集成电路、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑设备、或一些其他合适类型的硬件设备的形式。

使用可编程逻辑设备，该设备可以被配置成执行若干操作。该设备可以在稍后的时间里被重新配置或可以被永久地配置成执行若干操作。可编程逻辑设备的示例包括(例如)可编程序逻辑阵列、可编程阵列逻辑、现场可编程逻辑阵列、现场可编程门阵列和其他合适的硬件设备。此外，该过程可以在与无机部件集成的有机部件中被实施并可以包含除人类之外的所有有机部件。例如，该过程可以被实施为有机半导体中的电路。

在一些说明性示例中，可以使用以无机部件集成的有机部件执行由控制器128和系统控制器166执行的操作、过程或二者。在一些情况下，操作、过程或二者可以通过除人类之外的有机部件完全被执行。作为一个说明性示例，有机半导体中的电路可以用于执行这些操作、过程或二者。

如所图示说明的，装配系统102也可以具有动力供应系统129。动力供应系统129可以包括被配置成将动力168提供到装配系统102的动力源。该动力源可以采用电池、太阳能电池、压缩空气生成器、燃料电池、燃烧发动机、至外部电源的电缆或一些其他合适的设备的形式。动力供应系统129可以被配置成向装配系统102供应动力168，使得可以不需要通用电缆或其他连接件以相对于面板112的表面116移动装配系统102。

在该说明性示例中，操纵方向199可以被提供用于装配系统102。作为一个示例，操纵方向199可以在移动平台118通过制造环境100从一个位置移动至另一个位置时被提供用于移动平台118。操纵方向199可以采用命令、指令、路径生成、物理地改变移动平台118的运动的方向以及移动平台118的其他引导方法的形式。在该说明性示例中，随着制造环境100内的状况改变，操纵方向199可以动态地改变。

操纵方向199可以由控制器128、系统控制器166、人类操作者188或一些其他合适的设备中的至少一者提供。在另一些说明性示例中，移动平台118可以操纵其自身，而不是在控制器的指导下。作为一个示例，系统控制器166可以发送命令以将移动平台118从第一位置117操纵至第二位置121。在又一个示例中，通过物理地改变其方向，一个或更多个人类操作者188可以在第一位置117至第二位置121之间操纵可移动平台118。

在一些情况下，物体174可以存在于面板112的表面116上。例如但不限于，物体174可以是凸出物、外来物碎片、安装的紧固件、密封件、盖或其他合适类型的物体。通过压力脚151或末端执行器120的其他部分与物体174接触可能是不期望的，因为其可以影响末端执行器120相对于面板112的表面116的位置148。

作为一个示例，与物体174接触可以引起压力脚151相对于表面116的未对准。当未对准发生时，操作111可以被错误地执行。例如但不限于，可以以不期望的角度钻孔134。在另一说明性示例中，紧固件104可以被安装使得裕度171在选定的公差之外。

图1中的制造环境100的图示说明并不意味着暗示对说明性实施例可以被实施的方式的物理或架构限制。除了或代替所图示说明的部件的其他部件可以被使用。一些部件可以是不必要的。同样，给出框以图示说明一些功能部件。当在说明性实施例中实施时，这些框中的一个或更多个可以被组合、拆分或组合和拆分为不同的框。

例如，在一些情况下，第一运动系统119可以包括空气系统、可伸缩轨道或除了或代替可伸缩轮子131、万向轮133或其他类型的全轮或全向轮的其他设备，或其一些组合中的至少一者。空气系统可以包括(例如但不限于)可以用于形成能够用于移动移动平台118的气垫的空气轴承。在一些说明性示例中，还可以包括锁定机构。在另一个说明性示例中，重力可以使移动平台118保持就位。

在又一些说明性示例中，工具组132可以包括除了或代替图1中所示出的工具的工具。在又一些说明性示例中，附加的密封剂涂敷器、清洗系统、喷雾器、冷却系统或其他设备也可以放置在末端执行器120上。

接下来转向图2，其描绘了根据说明性实施例的制造环境的图示说明。制造环境200可以是图1中的制造环境100的物理实施方式的示例。

在该描绘的示例中，制造环境200可以包括机翼组件202。机翼组件202可以是图1中以框图形式示出的机翼114被组装时的物理实施方式的示例。

如所描绘的，装配系统204可以放置在机翼组件202下方。在该说明性示例中，装配系统204可以放置在机翼组件202的面板208的表面206下方。例如，面板208可以是机翼组件202的下蒙皮面板。表面206和面板208可以分别是图1中示出的表面116和面板112的物理实施方式的示例。

在图3中，其描绘根据说明性实施例的沿图2中的线3-3的方向示出的装配系统204的等距视图的图示说明。在该描绘的示例中，其示出装配系统204的放大视图，以便可以更详细地看见装配系统204内的部件。

如所描绘的，装配系统204可以包括移动平台300、末端执行器302以及运动平台304。移动平台300、末端执行器302以及运动平台304分别可以是图1中以框图形式示出的移动平台118、末端执行器120以及运动平台122的物理实施方式的示例。

在该说明性示例中，移动平台300可以使用第一运动系统306相对于图2中示出的机翼组件202移动。在该说明性示例中，第一运动系统306可以采用可伸缩轮子307的形式。可伸缩轮子307缩回以将装配系统102暂时安置就位，同时在图2中的面板112的表面206中安装紧固件(该视图中未示出)。带有可伸缩轮子307的第一运动系统306可以是图1中以框图形式示出的带有可伸缩轮子131的第一运动系统119的物理实施方式的示例。

如所图示说明的，末端执行器302可以连接至运动平台304。运动平台304可以相对于面板208的表面206移动末端执行器302。末端执行器302可以保持工具组308。工具组308可以用于将紧固件安装在面板208中。工具组308可以是图1中的工具组132的物理实施方式的示例。

在该说明性示例中，第二运动系统310可以沿着竖直轴线312移动运动平台304和末端执行器302。在该说明性示例中，第二运动系统310可以包括平台314。平台314可以沿着竖直轴线312前后移动运动平台304。第二运动系统310和竖直轴线312分别可以是图1中示出的第二运动系统124和竖直轴线136的物理实施方式的示例。

如所描绘的，装配系统204还可以包括紧固件管理系统316、工具管理系统318和控制器320。紧固件管理系统316、工具管理系统318、和控制器320分别可以是图1中以框图形式示出的紧固件管理系统127、工具管理系统126和控制器128的物理实施方式的示例。

在该说明性示例中，紧固件管理系统316和工具管理系统318可以被配置成在安装紧固件时辅助工具组308。例如但不限于，紧固件管理系统316可以向工具组308供应用于安装的紧固件。在另一个说明性示例中，工具管理系统318可以向工具组308供应用于使用的带有期望的直径的钻头。工具管理系统318以部分311示出。

在该描绘的示例中，控制器320可以被配置成控制装配系统204中的每个部件的操作。例如，控制器320可以被配置成缩回和伸展可伸缩轮子307。作为另一个示例，控制器320可以发送命令，从而以期望的方式沿着竖直轴线312移动平台314。在另一个说明性示例中，控制器320可以与工具管理系统318通信以提供期望的工具用于在末端执行器302上使用。

在一些情况下，控制器320可以接收来自系统控制器(该视图中未示出)的命令以导航装配系统204通过制造环境200。可替代地，控制器320可以自主地驱动装配系统204。在又一说明性示例中，装配系统204可以从一个位置被非自主地驱动至另一个位置。随着装配系统204移动通过制造环境200，可以提供操纵方向。可以由控制器320、系统控制器、人类操作者或一些其他合适的设备中的至少一者提供操纵方向。在另一些说明性示例中，移动平台300可以操纵其自身，而不是在控制器的指导下。

现在参考图4，其描绘根据说明性实施例的沿图3中的视线4-4的方向示出的末端执行器302和工具组308的图示说明。在该视图中，其示出末端执行器302的放大视图，以便可以更详细地看见工具组308和末端执行器302内的部件。

如所描绘的，工具组308可以包括传感器系统400、钻孔系统402、检查系统404和紧固件安装器406。传感器系统400、钻孔系统402、检查系统404和紧固件安装器406分别可以是图1中以框图形式示出的传感器系统138、钻孔系统140、检查系统142和紧固件安装器144的物理实施方式的示例。

在该视图中还可以看见压力脚408。在该说明性示例中，压力脚408可以是传感器系统400的一部分。在一个说明性示例中，压力脚408可以是与图2中的面板208的表面206的第一接触点。压力脚408可以是图1中的压力脚151的物理实施方式的示例。

在该描绘的示例中，压力脚408可以包括通道409。通道409可以是压力脚408中的开口。工具组308中的每个工具可以通过通道409被伸展和缩回以在面板208上执行操作。

在被伸展之前，工具组308中的工具可以移动以与压力脚408的通道409对齐。当操作在面板208上执行时，压力脚408可以保持与面板208的表面206接触以提供期望的夹紧力和对准。

如所图示说明的，末端执行器302可以包括穿梭台410和连接器412。穿梭台410可以提供工具组308的结构支撑。穿梭台410也可以沿着轨道系统414移动工具组308。

在该说明性示例中，穿梭台410可以使用轨道系统414沿着箭头416的方向前后移动工具组308。穿梭台410和轨道系统414可以是图1中的穿梭台146和轨道系统147的物理实施方式的示例。在该说明性示例中，连接器412可以是被配置成连接带有多种功用的工具组308的脐带电缆。

在图5中，其描绘根据说明性实施例的沿图3中的线5-5的方向示出的装配系统204的俯视图的图示说明。在该说明性示例中，运动平台304可以包括线性致动器500和盘式致动器502。在该说明性示例中，盘式致动器502连接至末端执行器302。在该说明性示例中，线性致动器500或盘式致动器502的运动可以导致末端执行器302的运动。

在该说明性示例中，线性致动器500可以被配置成单独地伸展和缩回以用六个自由度移动盘式致动器502。具体地，线性致动器500可以被配置成以x-轴线504、y-轴线505和z-轴线506平移盘式致动器502并绕x-轴线504、y-轴线505和z-轴线506旋转盘式致动器502。

在该说明性示例中，盘式致动器502可以被配置成沿箭头508的方向旋转以绕盘式致动器502的圆周移动末端执行器302。以此方式，运动平台304提供用于末端执行器302的运动的附加自由度。换句话说，带有盘式致动器502的线性致动器500可以提供用于末端执行器302的运动的总共七个自由度。线性致动器500、盘式致动器502或二者可以单个地移动或同时移动以将末端执行器302相对于图2示出的面板208的表面206放置在期望的位置。

图6-12示出根据说明性实施例的装配系统204执行操作的图示说明。具体地，图6-12沿图2中的线6-6的方向示出在面板208的表面206中安装紧固件的装配系统204。

转向图6，移动平台300已经通过使用第一运动系统306相对于面板208的表面206上的位置601被放置在期望的位置。位置601可以是孔(该视图中未示出)的位置并且是图1中的表面116上的位置135的物理实施方式的示例。第二运动系统310可以沿竖直轴线312朝向表面206以箭头600的方向移动运动平台304。

在图7中，运动平台304已经沿图6中的箭头600的方向移动。传感器系统400可以用于确定待钻的孔(该视图中未示出)的位置。在该说明性示例中，运动平台304然后可以用于垂直于面板208的表面206上的位置601定位带有工具组308的末端执行器302。

在该说明性示例中，线性致动器500的一部分可以被伸展以定位末端执行器302。此外，盘式致动器502可以沿箭头508的方向旋转末端执行器302。

接下来转向图8，压力脚408可以接触面板208的表面206。压力脚408可以识别压力脚408和面板208的表面206之间的接触力。末端执行器302的运动响应于接触可以放慢直到末端执行器302处于紧靠表面206的期望的位置。

在该说明性示例中，传感器系统400然后可以用于确认末端执行器302相对于表面206的期望的位置。传感器系统400可以确认末端执行器302和工具组308垂直于位置601处的表面206被放置。在该说明性示例中，工具组308以部分800示出。工具组308可以在轨道系统414上沿箭头802的方向移动以将钻孔系统402移入一位置以钻孔。

在图9中，钻孔系统402可以用于在面板208的表面206中的位置601处钻孔900。具体地，带有钻头903的主轴902可以沿着进给轴线904以箭头600的方向伸展。主轴902和进给轴线904分别可以是图1中示出的钻孔系统140中的主轴154和进给轴线156的示例。

在钻出孔900之后，主轴902可以向下缩回至其之前的位置。工具组308然后可以沿着轨道系统414以箭头906的方向移动至一位置以检查孔900。

参考图10，检查系统404可以以箭头600的方向伸展以检查孔900。在该说明性示例中，孔探针1000可以用于测量孔900的直径。孔探针1000可以是图1中以框图形式示出的孔探针160的示例。

在检查完孔900之后，孔探针1000向下缩回至其之前的位置。然后可以在孔900中安装紧固件(该视图中未示出)。末端执行器302和工具组308可以移动以相对于孔900定位紧固件安装器406。

在图11中，紧固件安装器406可以将紧固件1100插入孔900。紧固件安装器406可以使用轨道系统414从一侧移动至另一侧并且然后竖直地伸展以将紧固件1100插入孔900中。

现在参考图12，紧固件安装器406已经将紧固件1100安装在孔900中。末端执行器302现在可以相对于将钻孔的下一个位置被重新定位。

在该说明性示例中，装配系统204可以被配置成提供面板208中的紧固件的“一次性装配(one-upassembly)”。在该说明性示例中，“一次性”装配可以涉及钻孔和紧固接头的过程，而不必在重新装配之前钻孔、拆卸零件清洗和/或去毛刺来安装紧固件。该一次性装配可以增加紧固件可以在面板208中安装的速率并且还可以增加机翼装配速率。

在另一些说明性示例中，装配系统204可以不安装紧固件1100。反而，装配系统204可以只在面板208中钻孔和测量孔。随后，可以通过装配系统204、人类操作者、一些其他类型的设备或其组合安装各种紧固件。

在另一个说明性示例中，装配系统204可以用于非一次性装配的情况。例如，在从面板208移离之前，装配系统204可以钻出第一个钻孔900并检查孔900的直径。面板208然后可以被降低、清洗、去毛刺和重新安装。装配系统204然后可以被带回到用于插入紧固件的位置中。

接下来参考图13，其描绘根据说明性实施例的来自图3的在部分311中的工具管理系统318的图示说明。在该示例中，工具管理系统318被示出，而没有装配系统204中的其他部件，从而更好地示出工具管理系统318的特征。

在该描绘的示例中，工具管理系统318可以包括若干部件。如所描绘的，工具管理系统318可以包括机器人臂1300、存放架1302和工具1304。

如所描绘的，机器人臂1300可以具有末端执行器1306。末端执行器1306被配置成保持工具1304的一部分以使用图3中示出的末端执行器302更换工具1304。例如，根据由末端执行器302执行的操作，末端执行器1306可以使用末端执行器302更换探针、钻头、可移除压力脚或其他工具。

在该说明性示例中，存放架1302还可以保持工具1304的一部分。机器人臂1300可以使用末端执行器1306将工具放入存放架1302。以类似的方式，机器人臂1300可以使用末端执行器1306拾起储存在存放架1302中的工具。以此方式，工具管理系统318可以提供在图2中示出的面板208上使用的各种工具1304。

在图14中，其描绘根据说明性实施例的装配系统的另一实施方式的图示说明。在该描绘的示例中，装配系统1400可以是图1中以框图形式示出的装配系统102的物理实施方式的示例。

如所描绘的，装配系统1400可以包括与图2中示出的装配系统204相同的或不同的部件。在该说明性示例中，装配系统1400可以包括移动平台1402、运动系统1403、末端执行器1404、运动平台1406、控制器1408、工具管理系统1410和紧固件管理系统1412。移动平台1402、运动系统1403、末端执行器1404、运动平台1406、控制器1408、工具管理系统1410和紧固件管理系统1412分别可以是图1中以框图形式示出的移动平台118、第一运动系统119、末端执行器120、运动平台122、控制器128、工具管理系统126和紧固件管理系统127的物理实施方式的示例。

在该描绘的示例中，运动系统1403可以包括附接至移动平台1402的万向轮1414。万向轮1414用于移动移动平台1402。万向轮1414可以是图1中以框图形式示出的万向轮133、或在一个说明性实施例中使用的其他类型的全轮或全向轮的物理实施方式的示例。

第二运动系统(该视图中未示出)可以沿着竖直轴线1416移动运动平台1406。运动平台1406可以相对于结构(该视图中未示出)的表面移动末端执行器1404。该运动可以包括以箭头1418的方向旋转。

如所图示说明的，末端执行器1404可以保持在结构上执行操作的工具组1420。工具组1420可以在控制器1408的控制下执行这些操作。在该说明性示例中，紧固件管理系统1412和工具管理系统1410向工具组1420供应部件。

图2-13中的装配系统204和图14中的装配系统1400的图示说明并不意味着暗示对其中说明性实施例可以被实施的方式的物理或架构限制。可以使用除了或代替所图示说明的部件的其他部件。一些部件可以是可选的。

图2-14中示出的不同的部件可以是图1中以框图形式示出的部件如何能够作为物理结构被实施的说明性示例。此外，图2-14中的一些部件可以与图1中的部件组合、与图1中的部件一起使用或二者的组合。

尽管说明性实施例参考机翼的面板208被示出和描述，但装配系统204不受限制。装配系统204可以用于在机身面板的较低部分、主体接头的较低机翼以及其他类型的结构中执行操作。

说明性实施例可以与保持机翼组件202的结构的各种配置一起使用。例如但不限于，装配系统204可以与固定的或在下面有通道的半移动卡具一起使用。可替代地，装配系统204可以布置在被配置成保持机翼组件202的可驱动支撑物的下面。这些可驱动支撑物可以采用自动导引车的形式。以此方式，装配系统204在制造环境200内在其使用方面是全能的。

说明性实施例进一步认识并考虑关于相对于结构106的表面116定位带有压力脚151的末端执行器120的一个或更多个不同的事项。例如但不限于，说明性实施例认识并考虑在末端执行器120接触结构106的表面116之前确定末端执行器120的位置148可以是期望的。作为一个示例，在接触结构106的表面116之前修改末端执行器120的速度、取向或二者可以是期望的。这些参数可以被修改，以便压力脚151以期望的接触力接触表面116以使用其子结构夹紧结构106，从而降低在结构106中形成不一致的风险、降低损坏压力脚151的风险或其组合。

说明性实施例还认识并考虑在末端执行器120朝向表面116移动时提供末端执行器120的更精确的位置数据可以是期望的。例如但不限于，在压力脚151接触表面116时避免从表面116凸出的物体可以是期望的。这些不期望的物体可以引起不精确的位置数据被传感器系统138收集。使用不精确的位置数据，操作111可以以不期望的方式执行。此外，围绕孔134的位置135在传感器系统138中定位传感器可以是期望的，以便产生末端执行器120关于位置135的更精确的位置数据。

说明性实施例进一步认识并考虑增加末端执行器120接近表面116的速度可以是期望的。接近速度的增加可以导致钻孔和紧固操作较当前使用的一些系统更快地执行。因此，可以减少制造结构106所需要的时间。

因而，说明性实施例提供用于相对于结构106定位末端执行器120的方法和装置。装置可以包含末端执行器120和传感器系统138。末端执行器120可以被配置成在结构106上执行操作。传感器系统138可以具有从末端执行器120向外伸展的多个传感器。

转向图15，其描绘根据说明性实施例的来自图1的末端执行器120的框图的图示说明。在该描绘的示例中，在该附图中示出可以用于实施末端执行器120的部件的示例。

如所描绘的，压力脚151可以连接至末端执行器120。压力脚151可以被配置成在图1中示出的位置135处接触结构106的表面116。

在该说明性示例中，压力脚151可以具有壳体1500、接触表面1502和通道1504。壳体1500可以是环绕压力脚151内的部件的结构。在该说明性示例中，压力脚151的壳体1500可以连接至末端执行器120。

如所示出的，接触表面1502可以是压力脚151的一部分，该部分朝向图1中的面板112的表面116被取向。在一些说明性示例中，接触表面1502可以定位在末端执行器120上，以便接触表面1502从末端执行器120轻微凸起。换句话说，接触表面1502可以从末端执行器120向外伸展。以此方式，压力脚151的接触表面1502是末端执行器120的一部分，该部分接触结构106的表面116。

压力脚151可以被配置成以期望的接触力1506在位置135处接触表面116。期望的接触力1506可以是工具组132以期望的方式执行图1中的操作111所需要的力的量。在该说明性示例中，期望的接触力1506可以是足以将结构106推动紧靠子结构以在适当的位置夹紧部件的力的量。

结构106可以在执行操作111之前被夹紧。作为一个示例，面板112可以需要使用期望的接触力1506被夹紧至肋或翼梁以安装图1所示的紧固件104。当不期望压力脚151接触表面116时，期望的接触力1506可以是零。

在该说明性示例中，在结构106上执行操作111的整个过程中，压力脚151可以保持与结构106的表面116在位置135处接触。具体地，当工具组132沿着穿梭台146中的轨道系统147移动时，接触表面1502可以保持与表面116接触以安装紧固件104。当紧固件104被安装时，压力脚151可以施加期望的接触力1506。

在该说明性示例中，通道1504可以位于压力脚151的中心。通道1504可以是压力脚151的壳体1500内的空间，其中工具组132可以穿过该空间。在该说明性示例中，通道1504可以在中心伸展通过大体整个壳体1500。图4中的压力脚408中的通道409可以是该附图中示出的通道1504的物理实施方式的示例。

在该描绘的示例中，压力脚151的通道1504可以提供工具组132至结构106的表面116上的位置135的通路。例如，检查系统142可以沿着穿梭台146中的轨道系统147移动以与压力脚151的通道1504对准。检查系统142然后可以伸展通过压力脚151中的通道1504以检查结构106的表面116上的位置135。

作为另一个说明性示例，紧固件安装器144可以沿着轨道系统147移动以与通道1504对准。紧固件安装器144然后可以伸展通过通道1504以在孔134中安装紧固件104。在这些操作期间，压力脚151可以维持期望的接触力1506以在位置135处推动结构106的表面116紧靠其子结构。

如所描绘的，测力元件1508可以与压力脚151关联。测力元件1508可以连接到压力脚151的接触表面1502。

在该描绘的示例中，测力元件1508可以是被配置成识别压力脚151和结构106的表面116之间的接触力153的设备。具体地，测力元件1508可以被配置成识别压力脚151的接触表面1502和位置135处的表面116之间的接触力153。

在该说明性示例中，当压力脚151的接触表面1502触碰在位置135处的表面116时，测力元件1508可以识别接触力153。末端执行器120的速度1510或末端执行器120的行进距离1512中的至少一者可以基于由测力元件1508识别的接触力153被修改。例如但不限于，使用由测力元件1508、图1中的计量系统152以及传感器系统138中的至少一者提供的反馈可以在末端执行器120朝向工作表面116移动时操纵末端执行器120。换句话说，“实时(onthefly)”使用来自多个系统的反馈，操纵可以发生。

在该说明性示例中，速度1510可以是末端执行器120的运动的速率。速度1510还可以代表压力脚151的运动的速率。距离1512可以是压力脚151的接触表面1502和表面116之间的空间量。

基于使用测力元件1508识别的接触力153，末端执行器120可以减速、加速、改变取向，或以一些其他方式被修改。作为一个示例，如果接触力153大于期望的接触力1506，则可以降低速度1510，以便来自压力脚151的接触力153降低在结构106的表面116中的不一致性的形成、避免不一致性的形成或二者。

在一些说明性示例中，速度1510可以基于预编程指令被改变。例如，当确定接触力153时，末端执行器120可以自动地调整其速度。在另一些说明性示例中，使用测量设备动态地测量速度1510。在又一个说明性示例中，末端执行器120的速度1510由与图1中的控制器128通信的各种应用装置计算。在该情况下，速度1510可以从由图1中示出的计量系统152、传感器系统138或二者产生的位置信息被计算。

作为另一个示例，如果接触力153小于期望的接触力1506，则末端执行器120可以被移动更靠近表面116以提供期望的接触力1506。作为又一个示例，如果接触力153基本等于期望的接触力1506，则末端执行器120可以被停止，且操作111可以在结构106的表面116上开始。这些改变可以在图1中的控制器128、系统控制器166或二者的指导下发生。

在该说明性示例中，在接触表面116之前，传感器系统138可以用于相对于表面116上的位置135定位压力脚151和末端执行器120。在一个说明性示例中，传感器系统138可以沿着穿梭台146中的轨道系统147移动以与压力脚151中的通道1504对准。传感器系统138可以朝向表面116伸展通过通道1504。

在该说明性示例中，传感器系统138可以具有多个传感器1514和偏置系统1515。多个传感器1514可以是被配置成产生关于多个传感器1514相对于结构106的表面116在位置135处的位置1517的位置数据1516的设备。

在该描绘的示例中，位置1517可以包括多个传感器1514中的每一个相对于表面116的取向、多个传感器1514中的每一个在三维空间中的位置、多个传感器1514中的每一个距离表面116的距离或其组合。在该说明性示例中，位置数据1516可以是关于包括(例如但不限于)用于识别关于图1中示出的全局坐标系统101或飞机坐标系统103中的至少一者的位置1517的坐标系、值、或其他类型的信息的位置1517的信息。

在该说明性示例中，传感器1518可以是多个传感器1514中的一个。传感器1518可以采用若干不同的形式。例如但不限于，传感器1518可以选自以下中的一种：线性差动变压器、电容传感器、激光测距传感器、接触编码器、电容式位移传感器、涡流传感器、超声波传感器、多轴线位移传感器和其他合适类型的传感器。

如所描绘的，多个传感器1514可以从压力脚151向外伸展。具体地，多个传感器1514可以基本垂直于压力脚151的接触表面1502向外伸展。以此方式，在压力脚151接触结构106的表面116之前，多个传感器1514可以被配置成在位置135处接触结构106的表面116。

在该说明性示例中，多个传感器1514中的每一个可以具有相对于结构106的表面116上的位置135的不同的位置1517。因此，多个传感器1514中的每一个可以产生不同的位置数据1516。

例如但不限于，如果多个传感器1514包括三个传感器，则每个传感器相对于表面116上的位置135的位置1517可以是不同的。例如，每个传感器可以具有相对于表面116上的位置135的不同的取向。作为另一个示例，每个传感器可以在传感器和表面116之间具有不同的距离。以此方式，在该说明性示例中，不同的位置数据1516可以由三个传感器中的每一个产生。

依据由多个传感器1514中的每一个产生的位置数据1516，末端执行器120接近结构106的表面116上的位置135的方式可以被调整。可以使用运动系统1520调整末端执行器120。

如所图示说明的，运动系统1520可以与末端执行器120关联。在该说明性示例中，运动系统1520可以包含被配置成移动末端执行器120的若干部件。

如图1中所示出的，运动平台122可以是一些情况下的运动系统1520的示例。在另一些说明性示例中，除了或替代运动平台122，可以使用运动系统1520以移动末端执行器120。在该说明性示例中，运动系统1520可以包括轮子、轨道系统、滑轮或其他合适的运动设备。

如所描绘的，运动系统1520可以被配置成改变末端执行器120的位置148。例如，在位置135处接触结构106的表面116之前，运动系统1520可以将末端执行器120的取向1524改变为期望的取向1526。

在该说明性示例中，取向1524可以是当前末端执行器120面对若干轴线的方向。期望的取向1526可以是当接触表面1502在位置135处基本平行于结构106的表面116时末端执行器120面对的方向。

由于压力脚151与末端执行器120一起移动，取向1524和期望的取向1526还可以代表压力脚151的接触表面1502面对的方向。运动系统1520可以基于来自多个传感器1514中的每一个的位置数据1516将取向1524改变为期望的取向1526。

如所图示说明的，随着压力脚151接近表面116，运动系统1520可以改变末端执行器120的速度1510。起初，运动系统1520可以以第一速度1522朝向表面116移动末端执行器120。

然后，运动系统1520可以在压力脚151接触结构106的表面116之前将速度1510降低至第二速度1523。速度1510可以基于来自多个传感器1514的位置数据1516降低至第二速度1523。作为一个示例，如果位置数据1516指示压力脚151即将接触表面116，则运动系统1520可以将速度1510降低至第二速度1523，以便压力脚151不以不期望量的接触力153接触表面116。

在一些说明性示例中，运动系统1520可以增加速度1510。例如但不限于，速度1510可以从第二速度1523增加至第一速度1522以减少末端执行器120接近表面116上的位置135所需要的时间。

在该说明性示例中，运动系统1520可以被配置成随着末端执行器120朝向结构106的表面116移动而改变末端执行器120的位置148。例如，运动系统1520可以动态地改变取向1524而不停止末端执行器120。以类似的方式，运动系统1520可以随着末端执行器120朝向结构106的表面116上的位置135移动而改变速度1510、末端执行器120行进的距离1512或二者。

如所图示说明的，偏置系统1515可以与多个传感器1514关联。偏置系统1515可以包含被配置成响应于在位置135处结构106的接触表面116在伸展位置1528和缩回位置1530之间偏置多个传感器1514的若干部件。

在该说明性示例中，伸展位置1528可以是用于多个传感器1514的配置，其中多个传感器1514从压力脚151的接触表面1502沿表面116上的位置135的方向向外凸出。缩回位置1530可以是用于多个传感器1514的配置，其中多个传感器1514被放置在压力脚151的壳体1500内。

在该说明性示例中，多个传感器1514中的每一个可以单个伸展和缩回，或可以组合伸展和缩回。根据具体的实施方式，伸展和缩回可以是主动的或被动的。当是主动的时，控制器128可以伸展多个传感器1514中的一个或更多个以接触表面116。

在该说明性示例中，偏置系统1515可以采用各种形式。例如，偏置系统1515可以包括若干弹簧、线圈、机械设备或其他合适的结构中的至少一者。

随着多个传感器1514接触结构106的表面且末端执行器120继续朝向位置135处的表面116移动，表面116将力1534施加在多个传感器1514上。作为响应，多个传感器1514从伸展位置1528向缩回位置1530偏置。换句话说，多个传感器1514可以响应于力1534移入壳体1500。

例如，当偏置系统1515包括弹簧时，多个传感器1514可以压缩弹簧。以此方式，多个传感器1514是“弹簧承载的”，以便力1534可以不损坏多个传感器1514。此外，多个传感器1514也可以不引起在表面116上形成不一致性。当末端执行器120从表面116上的位置135移离时，弹簧可以迫使多个传感器1514向外。

在一些情况下，多个传感器1514可以包括放置在多个传感器1514中的至少一个传感器上的若干保护元件1527。保护元件1527被配置成阻止多个传感器1514中的部件在位置135处擦伤或损伤表面116。例如但不限于，衬垫、涂层或一些其他合适的保护元件可以被放置在多个传感器1514中的至少一个上。

在末端执行器120以期望的方式相对于表面116上的位置135被放置之后，传感器系统138可以被重新放置在穿梭台146上，以便工具组132中的其他工具可以执行附加操作。在该说明性示例中，传感器系统138可以沿着穿梭台146中的轨道系统147移动，不再与通道1504对准。

例如但不限于，钻孔系统140然后可以沿着轨道系统147移动以与压力脚151的通道1504对准。钻孔系统140然后可以被伸展以在位置135处在结构106的表面116中钻孔134。其后，紧固件104可以插入孔134。

在该说明性示例中，传感器系统138可以被配置成测量插入孔134中的紧固件104的裕度171，孔134在图1所示的结构106的表面116上的位置135处被钻出。在紧固件104插入孔134之后，传感器系统138然后可以被移动以与压力脚151的通道1504对准。多个传感器1514然后可以用于测量紧固件104的裕度171。基于裕度171，由末端执行器120上的工具组132执行的操作111可以被修改。

例如，如果裕度171指示紧固件104从结构106的表面116比期望的凹进更多，则钻孔系统140或紧固件安装器144中的至少一者可以被重新配置。在一个说明性示例中，紧固件安装器144可以被重新配置成在安装紧固件104时使用更少的力。在另一个示例中，钻孔系统140可以被重新配置成调整埋头孔、深度、角度或一些其他参数。如果裕度171指示紧固件104在选定的公差内与面板112的表面116基本共面，带有工具组132的末端执行器120可以在随后的紧固件安装中重复其操作。

在一些说明性示例中，传感器系统138也可以被配置成识别在位置135处的结构106的表面116上的物体174。传感器系统138可以被配置成当物体174被识别时产生信号1538。信号1538可以被配置成在压力脚151到达物体174之前停止末端执行器120。

例如但不限于，当传感器1518与物体174接触时，传感器1518可以将信号1538发送至图1所示的控制器128。根据信号1538，控制器128可以命令运动系统1520停止末端执行器120并重新定位末端执行器120以避开物体174。在该说明性示例中，信号1538可以是电信号。

图15中的末端执行器120、压力脚151和传感器系统138的图示说明并不意味着暗示对说明性实施例可以被实施的方式的物理或架构限制。可以使用除了或代替所图示说明的部件的其他部件。一些部件可以是不必要的。另外，给出框以图示说明一些功能部件。当在说明性实施例中实施时，一个或更多个这些框可以被组合、拆分或组合和拆分为不同的框。

例如，带有多个传感器1514的传感器系统138可以用在其他类型的结构上而不是面板112。作为一个示例，带有传感器系统138的末端执行器120可以朝向上面板(竖直配置的面板)或另一类型的配置中的物体被取向。换句话说，多个传感器1514、末端执行器120以及压力脚151的运动不限于相对于结构的下面板向上运动。当使用不同的配置接近结构时，每个部件均以类似的方式工作。

作为另一个说明性示例，运动系统1520可以不移动末端执行器120，以便多个传感器1514在位置135处基本垂直于表面116。反而，在一些示例中，可以沿着不正交于在位置135处的表面116的轴线钻孔134。在该情况下，末端执行器120可以成一角度被取向。另一种设备(而不是压力脚151)可以被需要以将结构106夹紧至其子结构。在又一个说明性示例中，根据具体的实施方式，多个传感器1514可以从压力脚151的接触表面1502以不同的角度(而不是关于90°)向外伸展。

接下来参考图16，其描绘根据说明性实施例的来自图4的末端执行器302上的压力脚408的侧视图的图示说明。在该描绘的示例中，其沿图4中的线16-16的方向示出压力脚408的放大视图。

如所图示说明的，压力脚408可以包括接触表面1600和壳体1602。通道(该视图中未示出)中心伸展通过壳体1602。接触表面1600和壳体1602分别可以是图15中以框图形式示出的压力脚151的接触表面1502和壳体1500的物理实施方式的示例。

在该描绘的示例中，传感器系统400可以包括多个传感器1604。在该说明性示例中，多个传感器1604可以包括传感器1606、传感器1607和传感器1608。多个传感器1604可以是图15中以框图形式示出的多个传感器1514的物理实施方式的示例。

在该说明性示例中，传感器1606、传感器1607(在该视图中被部分地遮蔽)和传感器1608可以是线性差动变压器。在该说明性示例中，线性差动变压器可以是接触式传感器。“接触式传感器”可以是当与物体接触时产生位置数据的传感器。传感器1606、传感器1607和传感器1608可以单个地产生用于调整末端执行器302的行进方向的位置数据。保护元件1611可以放置在传感器1606、传感器1607和传感器1608的凸出端以阻止擦伤或损伤结构的表面。

在该说明性示例中，多个传感器1604从压力脚408向外伸展。具体地，多个传感器1604可以中心伸展通过压力脚408中的通道。在该说明性示例中，多个传感器1604可以基本垂直于压力脚408的接触表面1600向外伸展。

多个传感器1604可以被配置成沿着箭头1612的方向移动以伸展越过压力脚408。以类似的方式，多个传感器1604可以被配置成沿箭头1614的方向移动。偏置系统1616可以被配置成随着多个传感器1604沿箭头1612和箭头1614的方向前后移动来偏置多个传感器1604。

在该说明性示例中，多个传感器1604处于伸展位置1618。多个传感器1604的伸展位置1618可以是图15中的多个传感器1514的伸展位置1528的实施方式的示例。

在一些情况下，传感器1606、传感器1607和传感器1608可以被配置成伸展距压力脚408不同的距离。例如，传感器1606、传感器1607和传感器1608中的至少一者可以被配置成较其他传感器伸展地更远。

如所描绘的，测力元件1610可以连接到压力脚408。测力元件1610是图15中以框图形式示出的测力元件1508的实施方式的示例。

在该说明性示例中，测力元件1610可以连接至压力脚408的接触表面1600。测力元件1610可以测量压力脚408和结构的表面之间的接触力。

在图17中，其描绘根据说明性实施例的图16中的压力脚408的俯视图的图示说明。沿图16中的线17-17的方向示出压力脚408的俯视图。正交于该附图中示出的轴线1702获得该视图。

压力脚408中的通道1700在该视图中可见。通道1700可以具有轴线1702。轴线1702可以中心伸展通过通道1700。

如所示出的，多个传感器1604可以具有配置1704。配置1704可以是多个传感器1604的布置，其中每个传感器基本与其他的传感器围绕轴线1702等距放置。在该说明性示例中，传感器1606、传感器1607和传感器1608围绕轴线1702基本相互等距放置。多个传感器1604的配置1704可以产生关于图9中的孔900的期望的位置的位置数据。

在该说明性示例中，操作可以由图3-12示出的工具组308沿着轴线1702执行。例如但不限于，可以沿着轴线1702钻孔900。作为另一个说明性示例，来自图11的紧固件1100可以沿着轴线1702被安装。当恰当地对准后，通道1700的轴线1702可以相当于图1中示出的孔134的轴线137。

由于多个传感器1604以此方式围绕轴线1702放置，可以产生孔900的位置的位置数据，其误差范围小于一些当前使用的系统的误差范围。换句话说，因为多个传感器1604如此接近地相对于孔900的期望的位置放置，由于结构表面的可能的复曲率，可以产生更精确的位置数据。因此，精确性能钻孔和紧固操作的更大的可能性可以被实现。

图18-21是当末端执行器302相对于来自图6的面板208的表面206上的位置601移动时，带有压力脚408的末端执行器302的放大视图的图示说明。末端执行器302的运动基于由来自图16的多个传感器1604产生的位置数据被调整。在图18-21中，沿图16中的线18-18的方向示出末端执行器302。

参考图18，其描绘根据说明性实施例的朝向面板208的表面206上的位置601移动的末端执行器302的图示说明。在该描绘的示例中，末端执行器302可以沿着箭头1800的方向朝向面板208的表面206上的位置601移动。

在该说明性示例中，可以期望轴线1702垂直于表面206上的位置601，以在位置601处以期望的方式执行操作。因此，末端执行器302可能需要相对于表面206上的位置601被重新定位。

末端执行器302可以沿箭头1800的方向移动直到多个传感器1604中的一个在位置601处接触表面206。然后传感器可以产生关于其在位置601处相对于表面206的位置的位置数据。根据该位置数据，控制器320(该视图中未示出)可以发送信号以重新定位末端执行器302。可以使用运动系统(该视图中未示出)重新定位末端执行器302。例如，可以使用图3中示出的运动平台304重新定位末端执行器302。

在一些说明性示例中，当多个传感器1604包含非接触式传感器时，随着末端执行器302朝向表面206上的位置601移动，多个传感器1604中的每一个可以连续地产生位置数据。在该说明性示例中，“非接触式”传感器可以是提供位置数据而不接触结构的传感器。

在该说明性示例中，末端执行器302可以沿着箭头1800的方向以第一速度移动。随着末端执行器302更靠近表面206上的位置601，运动系统可以将末端执行器302的速度降低至第二速度。第二速度可以是在位置601处压力脚408和表面206之间不期望的碰撞的风险被降低的速度。

以此方式，末端执行器302可以在至少两个阶段中接近表面206上的位置601。在第一阶段，末端执行器302较第二阶段以更快的速度移动。由于多个传感器1604从压力脚408向外伸展并提供位置数据，末端执行器302可以在压力脚408接触表面206之前被调整成正交于表面206上的位置601。该动作允许更快接近和动态调整末端执行器302，从而导致如期望的以需要较少的时间定位末端执行器302。

由于表面206的复曲率，多个传感器1604可以相对于彼此在平行于接触表面1600或在接触表面1600上的水平面处以等距三角形布置。通道1700贯通等距三角形布置的中心。轴线1702位于等距三角形布置的质心。多个传感器1604中的每一个位于等距三角形的拐角。在另一些说明性示例中，其他三角形传感器布置也是可能的。

在图19中，其描绘根据说明性实施例的在位置601处接触面板208的表面206的传感器1607的图示说明。在该说明性示例中，末端执行器302已沿箭头1800的方向移动。

在该说明性示例中，末端执行器302具有相对于表面206上的位置601的取向1900。取向1900可以是图15中以框图形式示出的取向1524的实施方式的示例。

如所描绘的，传感器1607已在位置601处与面板208的表面206接触。响应于该接触，传感器1607开始沿着箭头1614的方向移动。

在该描绘的示例中，传感器1607的运动引起传感器1607产生位置数据。该位置数据可以由运动系统使用以改变如图20所示的末端执行器302的位置。例如，随着末端执行器302移动更靠近表面206，运动系统可以将末端执行器302的取向1900改变为如图20所示的取向2000。

在该说明性示例中，由于既不是传感器1606也不是传感器1608接触表面206，传感器1606和传感器1608可能无法产生位置数据。随着压力脚408以第二速度接近位置135，运动系统可以由控制器320命令以重新定位末端执行器302，直到传感器1606和传感器1608产生等于传感器1607的位置数据。

现在转向图20，其描绘根据说明性实施例的末端执行器302调整末端执行器302的位置的图示说明。在该说明性示例中，轴线1702基本正交于由传感器1606的接触点2001、传感器1607的接触点2003和传感器1608的接触点2005在表面206上的位置601处形成的平面。

末端执行器302现在具有取向2000。在该说明性示例中，取向2000是期望的取向。在该说明性示例中，取向2000是末端执行器302的取向，其中压力脚408的接触表面1600在位置601处基本正交于表面206。取向2000可以是图15中以框图形式示出的期望的取向1526的实施方式的示例。

末端执行器302可以沿箭头2002的方向朝向表面206移动。沿箭头2002的方向的运动还可以以第一速度发生。

在该说明性示例中，全部的多个传感器1604可以在相应的接触点接触表面206。多个传感器1604中的每个传感器可以沿箭头1604的方向移动。当多个传感器1604移动时，每个传感器产生可以被用于对末端执行器302的取向作出附加调整的位置数据。

接下来，在图21中，其描绘根据说明性实施例的在位置601处压力脚408在接触面板208的表面206之前的图示说明。在该描绘的示例中，末端执行器302已经沿着箭头2002的方向移动。压力脚408的接触表面1600即将在位置601处接触面板208的表面206。

在该描绘的示例中，运动系统响应于由传感器320发送的信号已经降低末端执行器302的速度。末端执行器302继续沿箭头2002的方向移动直到接触表面1600以期望的方式接触面板208的表面206。

一旦接触，测压元件1610测量两个物体之间的接触力。如以上关于图6-12所示出和描述的，如果接触力基本等于用于夹紧的期望的接触力，则工具组308可以开始在表面206上的位置601处执行操作。如果不接触，则末端执行器302可以以第二速度朝向表面206上的位置601移进一步移动，直到达到期望的接触力。

在该说明性示例中，多个传感器1604可以处于缩回位置2100。在缩回位置2100中，多个传感器1604可以不从压力脚408向外伸展。缩回位置2100可以是图15中以框图形式示出的多个传感器1514的缩回位置1530的实施方式的示例。

现在参考图22，其描绘根据说明性实施例的如图12所示的传感器系统400检查安装在面板208中的紧固件1100的裕度的图示说明。在该描绘的示例中，压力脚408的接触表面1600在位置601处与表面206交界。

如图17-21所示，传感器1607可以中心通过压力脚408中的通道1700被伸展以接触紧固件1100。在该说明性实施例中，传感器1608和传感器1606保持缩回。

传感器1607然后可以测量紧固件1100。这种测量然后可以与来自在位置601处与表面206最初接触的三个传感器上的原始读数比较。原始三个接触点2001、2003和2005允许平面的计算，其中当前读数接近于三个传感器的中心。紧固件1100和围绕紧固件1100的位置601处的表面206之间的高度差然后可以被确定。

现在转向图23，其描绘根据说明性实施例的末端执行器302在位置601处接近面板208的表面206上的物体的图示说明。在该描绘的示例中，物体2300可以存在于表面206上。

在该说明性示例中，物体2300可以是碎片、凸形紧固件或一些其他类型的物体。物体2300可以是图1中以框图形式示出的物体174的物理实施方式的示例。

可以期望避免压力脚408与物体2300碰撞。例如但不限于，压力脚408和物体2300之间的碰撞可以导致压力脚408需要返工。在另一个示例中，使用压力脚408将不期望的压力施加至物体2300可以以某种方式损坏表面206。

在该说明性示例中，末端执行器302沿箭头2002的方向朝向位置601处的表面206移动。多个传感器1604可以用于在压力脚408与物体2300接触之前感测物体2300的存在，以及在表面206上的位置601处的物体2300的位置2304。

在图24中，其描绘根据说明性实施例的图23示出的传感器1607在位置601处接触面板208的表面206上的物体2300的图示说明。在该描绘的示例中，传感器1607已经接触物体2300并且可以开始沿箭头1614的方向移动。同时，传感器1607产生指示物体2300存在的位置数据。

运动系统可以被配置为停止末端执行器302的移动，以便压力脚408不触碰物体2300。物体2300可以从表面206移除、末端执行器302可以被重新定位、或二者，以避免与物体2300接触。

转向图25，其描绘根据说明性实施例的末端执行器302接近面板208的表面206的图示说明。在该描绘的示例中，表面206的部分2500可以具有不同于表面206的部分2502的轮廓。例如，部分2502和部分2500可以是表面206上的搭接接头的位置。

如所示出的，在多个传感器1604没有伸展超出压力脚408的接触表面1600的情况下，位置数据将根据压力脚408的接触被产生。然而，该位置数据会是不精确的。压力脚408的接触表面1600的部分2504首先可以接触部分2502而不是提供关于压力脚408与表面206的部分2500的正交性的精确的位置数据。

多个传感器1604伸展超出接触表面1600的使用，确保精确的位置数据，从而以期望的方式调整末端执行器302。相对于孔的精确位置产生数据，因而提高精确性并降低末端执行器302的未对准的可能性。

接下来参考图26，其描绘根据说明性实施例的带有压力脚408和传感器系统138的末端执行器302的图示说明。在该描绘的示例中，传感器系统138可以包括多个传感器2600。

如图16所示出的，多个传感器2600已经替换多个传感器1604。多个传感器2600可以是图15中以框图形式示出的多个传感器1514的另一种物理实施方式的示例。

在该说明性示例中，多个传感器2600可以布置在压力脚408的通道1700内。例如，多个传感器2600可以围绕通道1700内的轴线1702被布置。

如所描绘的，多个传感器2600可以不从压力脚408向外伸展。反而，多个传感器2600可以是非接触式传感器。

在该实例中，随着末端执行器302接近面板208的表面206，多个传感器2600可以连续地产生位置数据。以此方式，末端执行器302可以被重新定位，以便在压力脚408接触表面206之前轴线1702基本垂直于表面206。

图16-26中的压力脚408和传感器系统138的图示说明并不意味着暗示对说明性实施例可以被实施的方式的物理或架构限制。可以使用除了或代替所图示说明的部件的其他部件。一些部件可以是可选的。

图16-26中所示出的不同的部件可以是图15中以框图形式示出的部件如何能够作为物理结构被实施的说明性示例。此外，图16-26中的一些部件可以与图16中的部件结合、与图16中的部件一起使用或二者的组合。

作为一个示例，尽管图16-25中在多个传感器1604中示出三个传感器，但可以使用其他数量的传感器。例如但不限于，两个传感器、四个传感器、六个传感器、十个传感器、或一些其他合适数量的传感器可以存在于多个传感器1604中。

此外，除了配置1704，可以使用多个传感器1604的其他配置。作为一个示例，多个传感器1604可以沿着通道1700的直径被布置。在另一个说明性示例中，多个传感器1604可以沿着通道1700的圆周被布置。

在另一些说明性示例中，多个传感器1604可以在位置601处从上面接触表面206。在该情况下，末端执行器302可以在面板208之上被取向并向下朝向表面206上的位置601移动。在另一些说明性示例中，根据具体的实施方式，多个传感器1604可以从侧面、成角度、或以一些其他方式接触表面206。

尽管关于飞行器的面板208描述说明性示例，但说明性实施例可以被应用于其他类型的平台。例如但不限于，平台可以是移动平台、静止平台、基于陆地的结构、基于水的结构以及基于空间的结构。

更具体地，平台可以是潜艇、坦克、人员运输车、火车、航天器、空间站、卫星、潜艇、汽车、发电厂、桥、水坝、住宅、制造设施、建筑和其他合适的平台。此外，多个传感器1604可以用于产生相对于这些平台中的每一个中的其他结构的位置数据。

现在参考图27，其描绘根据说明性实施例的用于操作装配系统102以在来自图1的结构106上执行操作111的过程的流程图的图示说明。具体地，图27中说明的过程可以被实施成在面板112中安装紧固件104。不同操作的控制可以由装配系统102中的控制器128执行。

该过程可以通过使用移动平台118从第一位置117携带运动平台122穿过制造环境100的地板107至第二位置121开始(操作2700)。接下来，该过程可以在结构106的表面116下方粗略地定位运动平台122(操作2702)。

之后，该过程使用运动平台122相对于表面116上的位置135精确地定位末端执行器120(操作2704)。末端执行器120可以保持工具组132在结构106上执行操作111。该过程然后可以使用末端执行器120上的工具组132在表面116上的位置135处执行操作111(操作2706)，之后，该过程终止。

接下来转向图28，其描绘根据说明性实施例的用于操作装配系统102以在来自图1的结构106的面板112中安装紧固件104的过程的流程图的图示说明。在该附图中说明的过程也可以在移动平台118已经到达第二位置121之后被实施。

该过程可以通过使用第二运动系统124沿着竖直轴线136朝向表面116移动运动平台122开始(操作2800)。该过程可以使用运动平台122垂直于位置135的表面116定位末端执行器120(操作2802)。在一些说明性示例中，如以上参考图1所描述的，末端执行器120不垂直于位置135被定位。

在操作2802中，传感器系统138可以识别末端执行器120的位置148并比较该位置与末端执行器120的期望的位置130。末端执行器120然后可以使用运动平台122中部件的组合被移动。

接下来，该过程可以沿着竖直轴线136移动末端执行器120以在位置135处接触表面116(操作2804)。该过程识别末端执行器120上的压力脚151和表面116之间的接触力153(操作2806)。

在该说明性示例中，可以使用测力元件或其他负荷感测设备识别接触力153。接触力153可以被识别以减少末端执行器120和表面116之间的不期望的碰撞、以确定是否已达到期望的接触力153、或二者。

可以关于是否已经达到期望的接触力153而做出决定(操作2808)。期望的接触力153提供面板112和其子结构的夹紧力。在一些情况中，没有夹紧力是必要的。

控制器128可以将由测力元件识别的接触力153与预定的接触力比较。如果已经达到期望的接触力153，则该过程使用工具组132中的钻孔系统140在面板112的表面116中钻孔134(操作2810)。

之后，该过程可以使用工具组132中的检查系统142检查孔134的深度155或直径158中的至少一者(操作2812)。例如，孔探针160可以插入孔134以检查孔134。在另一些说明性示例中，检查系统142也可以检查埋头孔深度、埋头孔角度、埋头孔与位置135的正交性、孔134与位置135的正交性、埋头孔直径、夹持长度或孔134的一些其他参数。

该过程然后可以使用工具组132中的紧固件安装器144将紧固件104插入孔134(操作2814)。在操作2814中，通过将密封剂164施加至紧固件104并且供应紧固件安装器144与紧固件104用于插入，紧固件管理系统127可以辅助紧固件安装器144。该过程可以检查紧固件104(操作2816)，之后，该过程终止。

返回至操作2808，如果在表面116和末端执行器120之间未达到期望的接触力153，则该过程返回到如以上所述的操作2804。在该说明性示例中，当工具组132执行这些操作时，可以沿着末端执行器120上的穿梭台146中的轨道系统147移动工具组132以相对于孔134定位每个工具。如果需要附加调整，可以使用第二运动系统124和运动平台122中的至少一者。进一步地，工具管理系统126可以根据需要更换工具组132中的工具。

现在参考图29，其描绘根据说明性实施例的用于相对于来自图1的结构106的表面116定位末端执行器120的过程的流程图的图示说明。可以使用带有多个传感器1514(如图15所示出的)的传感器系统138实施图29中所说明的过程。不同操作的控制可以由图1中示出的装配系统102中的控制器128执行。

该过程可以通过产生关于传感器系统138中的多个传感器1514相对于结构106的表面116的位置1517的位置数据1516开始(操作2900)。可以在多个传感器1514中的至少一个已经接触表面116之前、期间、或之后，产生位置数据1516。

该过程然后可以基于由多个传感器1514产生的位置数据1516改变末端执行器120相对于结构106的表面116的位置148(操作2902)，之后，该过程终止。例如，运动系统1520可以将末端执行器120的取向1524改变为期望的取向1526，以便压力脚151基本平行于结构106的表面116。

在图30中，其描绘根据说明性实施例的用于相对于结构106的表面116定位末端执行器120以执行图1中的操作111的过程的流程图的图示说明。可以使用带有如图15中示出的多个传感器1514的传感器系统138实施图30中说明的过程。不同的操作可以由图1中示出的装配系统102中的控制器128控制。

该过程可以通过以第一速度1522朝向结构106的表面116移动末端执行器120开始(操作3000)。该过程然后可以使用多个传感器1514中的至少一个接触结构106的表面116(操作3002)。

接下来，可以产生关于多个传感器1514相对于结构106的表面116的位置148的位置数据1516(操作3004)。可以基于来自多个传感器1514的位置数据1516改变末端执行器120相对于结构106的表面116的位置148(操作3006)。末端执行器120相对于位置135处的表面116的位置148可以被改变，同时末端执行器120以第一速度1522、第二速度1523或二者朝向表面116行进。

之后，可以以比第一速度1522慢的第二速度1523朝向结构106的表面116移动末端执行器120，以便使用压力脚151以期望的接触力1506接触结构106的表面116(操作3008)。

该过程然后在结构106上执行操作111(操作3010)，之后，该过程终止。具体地，可以使用末端执行器120上的工具组132将紧固件104安装在结构106的表面116上。

接下来参考图31，其描绘根据说明性实施例的用于将期望的接触力施加至结构106以夹紧来自图1的结构106的过程的流程图的图示说明。可以使用图15中示出的测力元件1508实施图31中说明的过程。图1中示出的装配系统102中的控制器128可以控制不同的操作。

该过程可以通过朝向结构106的表面116移动末端执行器120开始(操作3100)。接下来，该过程可以使用末端执行器120上的压力脚151的接触表面1600接触结构106的表面116(操作3102)。

之后，该过程可以使用测力元件1508识别压力脚151的接触表面1600和结构106的表面116之间的接触力153(操作3104)。该过程然后可以确定接触力153是否基本符合选定公差内的期望的接触力1506(操作3106)。

如果接触力153符合期望的接触力1506，则该过程终止。否则，该过程基于由测力元件1508识别的接触力153，修改末端执行器120的速度1510或末端执行器120行进的距离1512中的至少一者(操作3108)，其中该过程返回到如以上所描述的操作3104。

在图32中，其描绘根据说明性实施例的用于使用图1中的传感器系统138探测结构106的表面116上的物体174的过程的流程图的图示说明。可以使用带有图15中示出的多个传感器1514的传感器系统138实施图32中说明的过程。使用图1中示出的装配系统102中的控制器128可以控制不同的操作。

该过程可以通过使用多个传感器1514识别物体174是否存在于结构106的表面116上开始(操作3200)。接下来，可以关于是否期望与物体174碰撞，做出决定(操作3202)。

如果不期望与物体174的碰撞，则可以产生信号1538以在压力脚151到达物体174之前停止末端执行器120(操作3204)，之后，该过程终止。例如，可以产生信号1538以在到达表面116上的碎片之前停止末端执行器120。

如果期望与物体174的碰撞，则可以继续朝向表面116上的物体174移动末端执行器120(操作3206)。该过程可以产生关于多个传感器1514相对于物体174的位置1517的位置数据1516(操作3208)，之后，该过程终止。

例如，物体174可以是安装在结构106中的紧固件104。在该说明性示例中，多个传感器1514可以产生位置数据1516以确定紧固件104相对于结构106的表面116的裕度171。

在所描绘的不同的实施例中的流程图和框图说明说明性实施例中的装置和方法的架构、功能和一些可能的实施方式的操作。就此而言，流程图或框图中的每个框可以代表操作或步骤的模块、片段、功能或其组合的部分中的至少一者。

在说明性实施例中的一些替代实施方式中，在框中注出的一种功能或多种功能可以不按图中注出的顺序发生。例如，在一些情况下，连续示出的两个框可以基本同时执行，或这些框有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。另外，除了流程图或框图中图示说明的框，可以添加其他的框。

本公开的说明性实施例可以在如图33所示的飞行器制造和使用方法3300以及如图34所示的飞行器3400的背景中被描述。首先转向图33，其描绘根据说明性实施例的飞行器制造和使用方法的框图的图示说明。在预生产期间，飞行器制造和使用方法3300可以包括图34中的飞行器3400的规格和设计3302，以及材料采购3304。

在生产期间，图34中的飞行器3400的部件和子组件制造3306和系统整合3308发生。之后，图34中的飞行器3400可以经历认证和交付3310以便投入使用3312。在客户使用3312中，图34中的飞行器3400被安排日常维护和维修3314(这可以包括改进、重构、翻新以及其他的维护和维修)。

飞行器制造和使用方法3300的每个环节可以由系统集成商、第三方、操作者或其组合执行或完成。在这些示例中，操作者可以是客户。出于本描述的目的，系统集成商可以包括但不限于任何数量的飞行器制造者和主系统分包商；第三方可以包括但不限于任何数量的销售商、分包商和供应商；并且操作者可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等。

现在参考图34，其描绘其中说明性实施例可以被实施的飞行器的框图的图示说明。在该示例中，飞行器3400通过图33中的飞行器制造和使用方法3300被生产并且可以包括具有多个系统3404的机身3402和内部3406。系统3404的示例包括推进系统3408、电气系统3410、液压系统3412和环境系统3414中的一者或更多者。还可以包括任意数量的其他系统。尽管示出航空航天示例，但是不同的说明性实施例可以应用于其他工业，诸如汽车工业。

本文提到的装置和方法可在图33中的飞行器制造和使用方法3300的至少一个阶段期间使用。具体地，可以在飞行器制造和使用方法3300的各个阶段期间使用来自图1的装配系统102。例如但不限于，在部件和子组件制造3306期间，装配系统102可以用于在飞行器3400的下面板中执行操作111。具体地，在部件和子组件制造3306期间，传感器系统138可以用于相对于飞行器3400的表面定位压力脚151，以便可以以期望的方式执行操作111。

在另一个说明性示例中，在飞行器制造和使用方法3300的日常维护和维修3314或一些其他阶段期间，装配系统102可以用于在飞行器3400上执行检查操作。在该情况下，在执行检查操作之前，传感器系统138可以相对于飞行器3400的表面定位压力脚151。

在一个说明性示例中，在图32中的部件和子组件制造3206中生产的部件或子组件可以以类似于当飞行器3400投入使用3212(图32中)时生产的部件或子组件的方式被制作或制造。作为又一个示例，一个或更多个装置实施例、方法实施例或其组合可以在生产阶段期间被利用，诸如图32中的部件和子组件制造3206和系统整合3208。一个或更多个装置实施例、方法实施例或其组合可以在飞行器3400投入使用3212时、在图32中的维护和维修3214期间或其组合被利用。若干不同的说明性实施例的使用可以基本加快飞行器3400的装配，降低飞行器3400的成本或二者。

因而，说明性实施例可以提供用于在结构106上执行操作111的方法和装置。具体地，操作111可以包括安装紧固件104。在该说明性示例中，结构106可以采用飞行器110的机翼114的面板112的形式。装配系统102可以包含移动平台118、与移动平台118关联的第一运动系统119、末端执行器120和运动平台122。第一运动系统119可以被配置成移动移动平台118至相对于结构106的面板112的期望的位置130。末端执行器120可以被配置成保持工具组132并使用工具组132在面板112中安装紧固件104。运动平台122可以被配置成在末端执行器120上相对于面板112的表面116定位工具组132以安装紧固件104。

说明性实施例还提供用于相对于结构106定位末端执行器120的方法和装置。装置可以包含末端执行器120、连接至末端执行器120的压力脚151和传感器系统138。末端执行器120可以被配置成在结构106上执行操作。压力脚151可以被配置成在位置135处接触结构106的表面116。传感器系统138可以具有从压力脚151向外伸展的多个传感器。多个传感器可以被配置成产生关于多个传感器相对于结构106的表面116上的位置135的位置的位置数据。

通过使用装配系统102，可以在面板112上执行操作而不需要由人类操作者手动钻孔。说明性实施例提供能够在面板112下导航而不需要人类介入的自主的、自供电的系统。以此方式，在面板112上执行操作可以比一些当前使用的系统更有效且以更少的时间完成。因此，可以减少制造飞行器110所需要的时间、成本、或时间和成本两者。

说明性实施例还提供带有对准和定位精度的装配系统。一旦在面板112下，带有工具组132的末端执行器120可以以七个自由度移动，以将工具组132移动至垂直于表面116的期望的位置130。传感器系统138可以连续地监测末端执行器120的位置。因此，可以实现与表面116的正交，从而增加表面116中钻出的孔的一致性和对准。

此外，传感器系统138、检查系统142或二者可以用于评价装配系统102的性能。例如但不限于，传感器系统138可以测量安装在面板112中的紧固件的裕度。可以基于该信息修改后续安装，以更精确地安装紧固件。作为另一个示例，检查系统142可以用于确保在面板112中钻出的孔之间的一致性。因此，可能需要更少的重返工，这进一步减少机翼114的制造时间。

说明性实施例也允许在面板112上执行操作而不需要在制造环境100中的固定座结构。反而，装配系统102使用可伸缩轮子131关于制造环境100移动。以此方式，制造环境100可以根据需要被重新配置。此外，可能需要更少的步骤建立制造环境100。当不使用固定座结构时，可以减少或省去具体工作和座构建。因此，可以实现成本节约。

另外，在压力脚151接触结构106的表面116之前，多个传感器1514可以用于改变末端执行器120的位置148，以便压力脚151以期望的接触力1506接触表面116，从而以其子结构夹紧结构106、降低结构106中形成不一致性的风险、降低损坏压力脚151的风险或其组合。以此方式，表面116上可以需要更少的返工。此外，可以提高末端执行器120中的压力脚151和其他部件的寿命。因此，可以提高结构106的生产率，同时降低制造结构106所使用的装置的维护成本。

通过使用说明性实施例，末端执行器120接近表面116的速度1510可以被提高。由于多个传感器1514在压力脚151之前接触表面116，多个传感器1514允许末端执行器120改变位置并以增加的速度1510朝向表面116继续移动。取代缓慢移动通过其整体接近以避免压力脚151和表面116之间的不期望的碰撞，末端执行器120可以快速移动并恰好在压力脚151的接触表面1600触碰结构106的表面116之前减速。当使用末端执行器120上的工具组132执行操作时，速度1510的这种增加可以导致较快的循环时间。因此，可以增加结构106的生产率。

随着末端执行器120朝向表面116移动，说明性实施例还提供更精确的位置数据1516。多个传感器1514可以用于识别从结构106的表面116凸出的物体174的存在并避免与物体174的不期望的碰撞、不精确的位置数据1516或二者。

此外，多个传感器1514可以关于孔134的期望的位置135被定位，以便产生关于位置135的更精确的位置数据1516。通过更精确的位置数据1516，可以使用工具组132提高执行操作的一致性和重复性。因此，可以执行更少的返工并且可以降低制造结构106的成本。

为了说明和描述的目的，已经提出不同的说明性实施例的描述，并且并不试图穷尽或限制于所公开的形式的实施例。许多修改和变体对本领域的普通技术人员将是显而易见的。另外，与另一些期望的实施例相比，不同的说明性实施例可以提供不同的特征。选定的一个或多个实施例被选择和描述以便最好地解释实施例的原则、实际应用，并使得本领域的其他普通技术人员能够理解具有各种修改的各种实施例的公开，其适合预期的特定应用。

因而，总的来说，根据本发明的第一个方面，其提供：

A1.一种装置，其包含：被配置成在结构上执行操作的末端执行器；以及具有从末端执行器向外伸展的多个传感器的传感器系统。

A2.还提供，根据段A1的装置，其进一步包含：连接至末端执行器并被配置成接触结构的表面的压力脚。

A3.还提供，根据段A2的装置，其中多个传感器被配置成产生关于多个传感器相对于结构的表面的位置的位置数据。

A4.还提供，根据段A2的装置，其中多个传感器位于压力脚的中心并大体垂直于压力脚的接触表面向外伸展。

A5.还提供，根据段A2的装置，其中多个传感器具有等距三角形布置。

A6.还提供，根据段A5的装置，其中多个传感器的每个位于等距三角形布置的拐角处，并且其中通道贯穿等距三角形布置的中心。

A7.还提供，根据段A2的装置，其中多个传感器被配置成在压力脚接触结构的表面之前接触结构的表面。

A8.还提供，根据段A2的装置，其中多个传感器从位于压力脚中心的通道向外伸展。

A9.还提供，根据段A2的装置，其还包含：与压力脚关联并被配置成识别压力脚和结构的表面之间的接触力的测力元件。

A10.还提供，根据段A9的装置，其中基于由测力元件识别的接触力，随着末端执行器朝向结构的表面移动，末端执行器的速度或末端执行器行进的距离中的至少一者可以被修改。

A11.还提供，根据段A2的装置，其中传感器系统被配置成识别物体是否存在于结构的表面上并在压力脚到达物体之前产生被配置成停止末端执行器的信号。

A12.还提供，根据段A1的装置，其还包含：被配置成基于来自多个传感器的位置数据改变末端执行器相对于结构的表面的位置的运动系统。

A13.还提供，根据段A12的装置，其中运动系统被配置成随着末端执行器移动更靠近结构的表面动态地改变末端执行器的位置。

A14.还提供，根据段A12的装置，其中运动系统被配置成：在与结构的表面接触之前，基于来自多个传感器的位置数据将末端执行器的取向改变为期望的取向。

A15.还提供，根据段A14的装置，其中随着末端执行器朝向结构的表面移动，改变末端执行器的取向。

A16.还提供，根据段A14的装置，其中当末端执行器处于期望的取向时，压力脚的接触表面基本平行于结构的表面。

A17.还提供，根据段A14的装置，其中运动系统以第一速度移动末端执行器并在压力脚接触结构的表面之前基于来自多个传感器的位置数据将第一速度降低至第二速度。

A18.还提供，根据段A17的装置，其中随着末端执行器朝向结构的表面移动，末端执行器的速度被动态地从第一速度改变为第二速度。

A19.还提供，根据段A1的装置，其还包含：偏置系统，其与多个传感器关联并被配置成响应于多个传感器接触结构的表面在伸展位置和缩回位置之间移动多个传感器。

A20.还提供，根据段A1的装置，其中所述结构可以选自机翼、机身、副翼、襟翼、缝翼、扰流板、稳定器、门、壳体和机舱中的一者。

A21.还提供，根据段A1的装置，其中多个传感器中的传感器选自线性差动变压器、电容传感器、接触编码器、电容式位移传感器、涡流传感器、超声波传感器、激光和多轴线位移传感器中的一者。

A22.还提供，根据段A1的装置，其中传感器系统被配置成测量插入孔中的紧固件的裕度，该孔在结构的表面中钻出。

A23.还提供，根据段A1的装置，其中末端执行器被配置成保持工具组，该工具组包含钻孔系统、检查系统、紧固件安装器、密封剂涂敷器、喷雾器或清洗系统中的至少一者。

A24.还提供，根据段A1的装置，其还包含：若干保护元件，所述若干保护元件被放置在多个传感器中的至少一个传感器上并被配置成基本阻止至少一个传感器擦伤结构的表面。

根据本发明的进一步方面，其提供：

B1.一种用于相对于结构定位末端执行器的方法，所述方法包含：产生关于传感器系统中的多个传感器相对于结构的表面的位置的位置数据；并基于由多个传感器产生的位置数据，改变末端执行器相对于结构的表面的位置。

B2.还提供，根据段B1的方法，其还包含：随着末端执行器朝向结构的表面移动改变末端执行器的位置。

B3.还提供，根据段B1的方法，其中多个传感器从与末端执行器关联的压力脚向外伸展。

B4.还提供，根据段B3的方法，其中多个传感器位于压力脚的中心并基本垂直于压力脚的接触表面向外伸展。

B5.还提供，根据段B4的方法，其中多个传感器具有等距三角形布置。

B6.还提供，根据段B5的方法，其中多个传感器的每一个位于等距三角形布置的拐角处，并且其中通道贯穿等距三角形布置的中心。

B7.还提供，根据段B4的方法，其中多个传感器被配置成产生关于多个传感器相对于结构的表面的位置的位置数据。

B8.还提供，根据段B4的方法，还包含：在接触结构的表面之前，基于来自多个传感器的位置数据，将末端执行器的取向改变为期望的取向，其中当末端执行器处于期望的取向时，压力脚的接触表面基本正交于结构的表面。

B9.还提供，根据段B8的方法，其还包含：随着末端执行器朝向结构的表面移动，改变末端执行器的取向。

B10.还提供，根据段B8的方法，其还包含：使用运动系统以第一速度移动末端执行器；以及随着末端执行器以第一速度移动，使用多个传感器中的至少一个传感器接触表面。

B11.还提供，根据段B10的方法，其还包含：在压力脚接触结构的表面之前，基于来自多个传感器的位置数据，将第一速度降低至第二速度。

B12.还提供了，根据段B11的方法，其还包含：随着末端执行器朝向结构的表面移动，将第一速度降低至第二速度。

B13.还提供，根据段B3的方法，其还包含：使用多个传感器接触结构的表面；以及随着末端执行器朝向结构的表面移动，在压力脚的壳体内在伸展位置和缩回位置之间移动多个传感器。

B14.还提供，根据段B3的方法，其还包含：从压力脚，即从位于压力脚中心的通道向外偏置多个传感器。

B15.还提供，根据段B3的方法，其还包含：使用压力脚以期望的接触力接触结构的表面；以及使用与末端执行器关联的工具组在结构的表面上执行操作。

B16.还提供，根据段B15的方法，其还包含：使用与末端执行器关联的穿梭台上的轨道系统相对于结构的表面移动工具组以执行操作。

B17.还提供，根据段B3的方法，其还包含：使用与压力脚关联的测力元件识别压力脚和结构的表面之间的接触力；以及基于所识别的接触力，修改末端执行器的速度或末端执行器行进的距离中的至少一者。

B18.还提供，根据段B17的方法，其还包含：随着末端执行器朝向结构的表面移动，修改末端执行器的速度或末端执行器行进的距离中的至少一者。

B19.还提供，根据段B3的方法，其还包含：使用多个传感器中的传感器识别物体是否存在于结构的表面上，其中物体从结构的表面凸出；以及产生被配置成在压力脚到达物体之前停止末端执行器的信号。

B20.还提供，根据段B1的方法，其还包含：相对于孔的期望的位置定位多个传感器，该孔在结构的表面上钻出。

B21.还提供，根据段B1的方法，其还包含：使用传感器系统检查插入孔中的紧固件的裕度，该孔在结构的表面中钻出。

B22.还提供，根据段B21的方法，其还包含：基于紧固件的裕度修改末端执行器的操作。

根据本发明的进一步方面，其提供：

C1.一种装配系统，其包含：被配置成相对于结构的表面上的位置移动至期望的位置的移动平台；与移动平台关联并被配置成在位置处在结构的表面上执行操作的末端执行器；连接至末端执行器并被配置成在位置处与结构的表面接触的压力脚；和具有从压力脚向外伸展的多个传感器的传感器系统，其中多个传感器被配置成产生关于多个传感器相对于结构的表面上的位置的位置的位置数据。

C2.还提供，根据段C1的装配系统，其还包含：被配置成在位置处接触结构的表面之前，基于由多个传感器产生的位置数据，将末端执行器的取向改变为期望的取向的运动平台。

C3.还提供，根据段C2的装配系统，其中运动平台被配置成随着末端执行器朝向结构的表面上的位置移动，改变位置、取向、速度或末端执行器行进的距离中的至少一者。

C4.还提供，根据段C2的装配系统，其中运动平台以第一速度移动末端执行器并在压力脚接触结构的表面上的位置之前，基于由多个传感器产生的位置数据，将第一速度降低至第二速度。

C5.还提供，根据段C1的装配系统，其中多个传感器被配置成在压力脚在位置处接触结构的表面之前在位置处接触结构的表面。

C6.还提供，根据段C1的装配系统，其还包含：偏置系统，其与多个传感器关联并被配置成响应于多个传感器在位置处接触结构的表面，在伸展位置和缩回位置之间移动多个传感器。

C7.还提供，根据段C1的装配系统，其还包含：与压力脚关联并被配置成识别压力脚和结构的表面之间的接触力的测力元件，其中基于由测力元件识别的接触力的量，随着末端执行器朝向结构的表面移动，可以修改末端执行器的速度或末端执行器行进的距离中的至少一者。

根据本发明的进一步方面，其提供：

D1.一种用于在紧固件上钻孔的方法，所述方法包含：以第一速度朝向结构的表面移动末端执行器，其中末端执行器与具有从末端执行器向外伸展的多个传感器的传感器系统关联；将结构的表面与多个传感器中的至少一个接触；产生关于多个传感器相对于结构的表面的位置的位置数据；基于来自多个传感器的位置数据，改变末端执行器相对于结构的表面的位置；以比第一速度慢的第二速度朝向结构的表面移动末端执行器，以便使用末端执行器以期望的接触力接触结构的表面；以及使用末端执行器在结构的表面中钻孔。

D2.还提供，根据段D1的方法，其还包含：随着末端执行器朝向结构的表面移动，改变末端执行器的位置。

D3.还提供，根据段D1的方法，其中末端执行器与压力脚关联且压力脚接触结构的表面以提供期望的接触力。

D4.还提供，根据段D3的方法，其还包含：使用多个传感器中的传感器识别物体是否存在于结构的表面上，其中物体从结构的表面凸出；以及产生被配置成在压力脚到达物体之前停止末端执行器的信号。

D5.还提供，根据段D4的方法，其还包含：随着末端执行器朝向结构的表面移动，在压力脚的壳体内在伸展位置和缩回位置之间移动多个传感器。

D6.还提供，根据段D1的方法，其中末端执行器被配置成保持工具组并进一步包含：使用与末端执行器关联的穿梭台上的轨道系统相对于结构的表面移动工具组以安装紧固件。

D7.还提供，根据段D6的方法，其还包含：通过使用工具组执行钻孔操作、紧固操作、检查操作、测量操作、清洗操作、密封操作、或数据收集操作中的至少一者安装紧固件。

根据本发明的进一步方面，其提供：

E1.一种用于在表面上定位工具的方法，所述方法包含：使用第一运动系统相对于表面移动工具以在表面上的选定区域内粗略地定位工具；以及使用第二运动系统相对于表面以至少一个自由度移动工具以在表面上的选定区域内的选定位置处精确地定位工具。

E2.还提供，根据段E1的方法，其中相对于表面以至少一个自由度移动工具以在选定位置处精确地定位工具包含：使用第二运动系统相对于表面以至少一个自由度移动工具至选定位置；以及使用第三运动系统相对于选定位置对准与用于在选定位置处执行操作的工具关联的元件。

根据本发明的进一步方面，其提供：

F1.一种用于在表面上定位工具的方法，所述方法包含：使用第一运动系统相对于表面移动工具以在表面上的选定区域内粗略地定位工具；使用第二运动系统相对于表面以至少一个自由度移动工具以在表面上的选定区域内的选定位置处精确地定位工具；以及使用第三运动系统相对于选定位置对准与用于在选定位置处执行操作的工具关联的元件。

根据本发明的进一步方面，其提供：

G1.一种用于相对于表面定位装配系统的方法，所述方法包含：使用第一运动系统相对于表面移动装配系统以在表面上的选定区域内粗略地定位装配系统；使用第二运动系统相对于表面以至少一个自由度移动运动平台以在表面上的选定区域内的选定位置处的运动平台上精确地定位末端执行器；以及使用运动平台相对于选定位置对准与用于在选定位置处执行操作的末端执行器关联的工具。

G2.还提供，根据段G1的方法，其中对准工具包含：以第一速度朝向表面移动带有工具的末端执行器；使用传感器系统中的至少一个传感器接触表面；以第二速度朝向表面移动带有工具的末端执行器；基于由传感器产生的位置信息，确定末端执行器的位置；以及定位末端执行器，以便与末端执行器关联的工具正交于表面。

Claims (20)

1.一种装置，其包含：

被配置成在结构(106)上执行操作(111)的末端执行器(120)；和

具有从所述末端执行器(120)向外伸展的多个传感器(1514)的传感器系统(138)。

2.根据权利要求1所述的装置，还包含：

连接至所述末端执行器(120)并被配置成接触所述结构(106)的表面(116)的压力脚(151)。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述多个传感器(1514)被配置成产生(2900)关于所述多个传感器(1514)相对于所述结构(106)的所述表面(116)的位置(1517)的位置数据(1516)。

4.根据权利要求2所述的装置，其中所述多个传感器(1514)位于所述压力脚(151)的中心并基本垂直于所述压力脚(151)的接触表面(1502)向外伸展。

5.根据权利要求2所述的装置，其中所述多个传感器(1514)具有等距三角形布置。

6.根据权利要求2所述的装置，其中所述多个传感器(1514)被配置成在所述压力脚(151)接触所述结构(106)的所述表面(116)之前接触所述结构(106)的所述表面(116)。

7.根据权利要求2所述的装置，其中所述多个传感器(1514)从位于所述压力脚(151)中心的通道(1504)向外伸展。

8.根据权利要求2所述的装置，其中所述传感器系统(138)被配置成识别物体(174)是否存在于所述结构(106)的所述表面(116)上并在所述压力脚(151)到达物体(174)之前产生被配置成停止所述末端执行器(120)的信号(1538)。

9.根据权利要求1所述的装置，还包含：

被配置成基于来自所述多个传感器(1514)的位置数据(1516)改变所述末端执行器(120)相对于所述结构(106)的表面(116)的位置的运动系统(1520)。

10.根据权利要求1所述的装置，还包含：

偏置系统(1515)，所述偏置系统(1515)与所述多个传感器(1514)关联并被配置成响应于所述多个传感器(1514)接触所述结构(106)的表面(116)在伸展位置(1528)和缩回位置(1530)之间移动所述多个传感器(1514)。

11.根据权利要求1所述的装置，其中所述传感器系统(138)被配置成测量插入孔(134)中的紧固件(104)的裕度(171)，所述孔(134)在所述结构(106)的表面(116)中钻出。

12.根据权利要求1所述的装置，其中所述末端执行器(120)被配置成保持工具组(132)，所述工具组(132)包含钻孔系统(140)、检查系统(142)、紧固件安装器(144)、密封剂涂敷器、喷雾器或清洗系统中的至少一者。

13.根据权利要求1所述的装置，还包含：

若干保护元件(1527)，所述若干保护元件(1527)被放置在所述多个传感器(1514)中的至少一个传感器上并被配置成基本阻止所述至少一个传感器擦伤所述结构(106)的表面(116)。

14.一种用于相对于结构(106)定位末端执行器(120)的方法，所述方法包含：

产生关于传感器系统(138)中的多个传感器(1514)相对于所述结构(106)的表面(116)的位置(1517)的位置数据(1516)；以及

基于由所述多个传感器(1514)产生的所述位置数据(1516)，改变所述末端执行器(120)相对于所述结构(106)的所述表面(116)的位置。

15.根据权利要求14所述的方法，还包含：

随着所述末端执行器(120)朝向所述结构(106)的所述表面(116)移动，改变所述末端执行器(120)的所述位置。

16.根据权利要求14所述的方法，其中所述多个传感器(1514)从与所述末端执行器(120)关联的压力脚(151)向外伸展。

17.根据权利要求16所述的方法，还包含：

使用所述多个传感器接触所述结构(106)的所述表面(116)；以及

随着所述末端执行器(120)朝向所述结构(106)的所述表面(116)移动，在所述压力脚(151)的壳体内在伸展位置(1528)和缩回位置(1530)之间移动所述多个传感器(1514)。

18.根据权利要求16所述的方法，还包含：

使用所述压力脚(151)以期望的接触力(153)接触所述结构(106)的所述表面(116)；以及

使用与所述末端执行器(120)关联的工具组(132)在所述结构(106)的所述表面(116)上执行操作(111)。

19.根据权利要求14所述的方法，还包含：

相对于孔(134)的期望的位置(135)定位所述多个传感器(1514)，所述孔(134)在所述结构(106)的所述表面(116)上钻出。

20.根据权利要求14所述的方法，还包含：

使用所述传感器系统(138)检查插入孔(134)中的紧固件(104)的裕度(171)，所述孔(134)在所述结构(106)的所述表面(116)中钻出。