CN105312196B - 飞行器涂层涂敷系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种飞行器涂层涂敷系统及方法。涂层涂敷系统可包括沿相应的一对地轨移动的一对塔架。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，从而允许横梁绕竖直轴线与水平轴线旋转。一机器人装置可安装至所述横梁。所述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的末端执行器。

Description

飞行器涂层涂敷系统及方法
技术领域
本发明涉及飞行器涂层涂敷系统及方法。
背景技术
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。
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。
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
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。
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。
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。
而且，本公开包括根据以下句段的实施方式：
句段1.一种涂层涂敷系统，该涂层涂敷系统包括：
一对塔架，所述一对塔架能够沿相应的一对地轨移动；
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；
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
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。
句段2.如句段1所述的涂层涂敷系统，其中，
所述横梁能够相对于所述塔架竖直地移动。
句段3.如句段1所述的涂层涂敷系统，还包括：
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。
句段4.如句段3所述的涂层涂敷系统，还包括：
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。
句段5.如句段1所述的涂层涂敷系统，其中，
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。
句段6.如句段1所述的涂层涂敷系统，其中，
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。
句段7.如句段1所述的涂层涂敷系统，还包括：
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
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。
句段8.一种用于涂敷飞行器的外表面的涂层涂敷系统，该系统包括：
至少一个龙门架，该龙门架包括：
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；
横梁，该横梁在所述第一塔架与所述第二塔架之间延伸；
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；
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
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。
句段9.如句段8所述的涂层涂敷系统，其中，
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
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。
句段10.如句段8所述的涂层涂敷系统，其中，
所述横梁可相对于所述塔架竖直地移动。
句段11.如句段8所述的涂层涂敷系统，还包括：
载人平台，该载人平台可沿所述横梁的纵长方向移动。
句段12.如句段11所述的涂层涂敷系统，还包括：
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。
句段13.如句段8所述的涂层涂敷系统，包括：
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；
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
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。
14.一种用于飞行器的涂层涂敷方法，该方法包括：
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；
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；
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
在飞行器外表面上执行操作。
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：
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。
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：
利用所述末端执行器在飞行器外表面上执行操作。
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。
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。
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：
使所述机器人装置沿所述横梁的纵长方向移动；以及
使所述横梁相对于所述塔架竖直地移动。
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：
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
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。
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：
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
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。
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：
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
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。
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节。
附图说明
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：
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；
图2是图1的涂层涂敷系统的俯视图；
图3是图1的涂层涂敷系统的侧视图；
图4是图1的涂层涂敷系统的端视图；
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；
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；
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；
图8A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；
图8B是图8A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；
图8C是图8A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；
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；
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；
图11是图10中所示的万向节的俯视图；
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；
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平移动的过程中相对于相对的塔架发生滞后水平移动的万向节；
图14是机器人装置以及可沿横梁水平移动的载人平台的一种实施方式的立体图；
图15是具有一个或多个臂以及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的机器人装置的一种实施方式的侧视图；
图16是在载人平台下方处于收纳构造的机器人装置的立体图；
图17是绕竖直轴线旋转并具有沿向前的方向延伸的平台延长部的载人平台的一种实施方式的立体图，并且还示出在平台延长部的相反两侧上向下折叠的一对侧方延长部；
图18是龙门架之一的示意性侧视图，并且示出末端执行器相对于飞行器机身的冠部的工作区包络范围；
图19是龙门架之一的示意性侧视图，并且示出呈延长构造的载人平台，而且示出由载人平台提供的人工接近飞行器机身的冠部的能力；
图20是示出末端执行器相对于飞行器机身的龙骨的工作区包络范围的示意性侧视图；
图21是示出可包括在涂敷飞行器的方法中的一项或多项操作的流程图；
图22至图25是使飞行器装载于安装在T形悬架中的涂层涂敷系统的龙门架组之间的过程的示意性平面图；
图26至图29是使飞行器装载于安装在矩形悬架中的涂层涂敷系统的龙门架组之间的过程的示意性平面图；
图30是飞行器生产与维护方法的流程图；
图31是飞行器的框图。
具体实施方式
现在参照附图(其中所示内容是为了示出本公开的多种实施方式)，图1中所示是涂层涂敷系统200的一种实施方式的立体图。涂层涂敷系统200代表自动化系统以及用于执行与涂敷涂层(诸如为飞行器100的外表面102涂漆)相关操作的方法。就此而言，涂层涂敷系统200以及本文公开的方法提供用于接近飞行器外部区域的方式，以便机械地(例如自动或半自动地)以及/或手工地执行多种操作中的一项或多项，所述的多种操作包括(但不限于)：打磨、清洗、表面处理、遮蔽、涂敷底漆、涂敷涂层、除去遮蔽、检查以及可在飞行器100的外表面102上形成的多种其它操作中任意一项。
在图1至图4中，涂层涂敷系统200可包括定位在飞行器100的一侧或两侧的一个或多个龙门架201。每个龙门架201可包括一对竖直塔架208，这对竖直塔架可沿地轨系统228移动。每个龙门架201可包括在塔架208之间延伸的横梁300。每个龙门架201的横梁300可包括可沿横梁300移动的至少一个机器人装置400和/或载人平台500。一个或多个龙门架201的机器人装置400和/或载人平台500可操作成执行为飞行器外表面102涂敷涂层相关的一项或多项操作。
如以下所述，一个或多个龙门架201可缩回而抵触悬架壁156，以便诸如在将飞行器装载到机库中以及从机库移走飞行器的过程中，飞行器在龙门架201之间移动。如以下所述，通过利用用于一个塔架208的弯曲轨道部分236使一个龙门架201(例如中央龙门架204)的横梁300相对于机翼114摆动，并且利用转台238使中央龙门架204的相对塔架208绕竖直塔架轴线214旋转，涂层涂敷系统200可适于与T形悬架152一起使用。尽管图1至图4示出了安装在T形悬架152内的涂层涂敷系统200，但是涂层涂敷系统200可有利地在诸如现有悬架150(例如参见图25至图29)之类的矩形或方形建筑中或其它建筑形状与构造中实施。
在图1至图4中，飞行器100可具有限定纵向轴线110(例如中心线)的机身104。飞行器100可支撑在起落装置112上，并且可包括位于前端的机头124与位于机身104后端的尾翼118。机身104的顶部可描述成冠部106，并且机身104的底部可描述成龙骨108。有利的是，以龙门架为基础组成的涂层涂敷系统200可利用载人平台500和/或机器人装置400而使得能够接近冠部106与龙骨108。飞行器100可包括一对机翼114，这对机翼从机身104向外延伸。一个或多个推进装置116可安装至机身100，诸如安装至机翼114。尾翼118可包括水平尾翼120与垂直尾翼122。水平尾翼120可包括一对水平稳定器，并且升降机216枢转地联接至每个水平稳定器。垂直尾翼122可包括垂直稳定器，并且方向舵枢转地联接至垂直稳定器。
尽管在为管与机翼形飞行器100(如图1至图4中所示)涂敷涂层的背景下描述本公开，但是涂层涂敷系统200可被实施成为包括(但不限于)翼身融合飞行器的多种不同类型飞行器中的任一种涂敷涂层。就此进一步而言，涂层涂敷系统200不限于加工飞行器，而是可用于(但不限于)加工(例如涂敷涂层)任一类型的运载或非运载装置、体、系统或组件。
在一些实施方式中，涂层涂敷系统200可包括可定位于飞行器100每侧的多个龙门架201。图1至图4中所示的实施方式包括位于飞行器100每侧的三对龙门架201，这三(3)对龙门架201包括一对前龙门架202、一对中央龙门架204以及一对后龙门架206。通过在飞行器100的每侧上设置多个龙门架201，而不是延伸了飞行器100的长度的单个长龙门架，可减小每个横梁300的长度，这会使得能够有相对高刚度的横梁300。每个龙门架201用的高刚度横梁300可减少末端执行器416静态定位或动态移动的有害干扰，而如果横梁能够在机器人装置400和/或载人平台500移动过程中过度弯曲的话，那么横梁就会受到末端执行器416的上述有害干扰。就此而言，横梁300的减小的长度使得能够有高刚度的横梁300，这可转化成增大末端执行器416相对于飞行器100的外表面102的定位准确度。此外，沿飞行器100的每侧设置多个龙门架201的操作可使得能够同时在飞行器100上的不同位置处定位载人平台500与机器人装置400，使得可同时加工飞行器外部的不同部位。就此而言，本公开还预期沿每个横梁300操作多个机器人装置400和/或载人平台500，以进一步增强同时加工飞行器外部的多个位置的能力。而且，通过设置多个龙门架201，可调节横梁300的尺寸并使之构造成使涂层涂敷系统200对于大范围的飞行器尺寸的适用能力最大化。
在图1至图4中，飞行器100每侧上的龙门架201可沿相应的地轨230相互处于相对关系而移动，从而使得每个龙门架201能够定位于相对于飞行器100的纵向轴线110的任一期望位置处。不同的龙门架201的紧邻塔架208的地轨230可彼此相对靠近地定位，从而使每个末端执行器416的旁侧或横向范围要求最小化，使得至少一个龙门架201的至少一个末端执行器416可接近飞行器外部的所有部位。在一些实施方式中，每个中央龙门架204可具有第一塔架210，该第一塔架可在与第一地轨242相关联的转台238上旋转。如下文所述，中央龙门架204的第二塔架212可沿弯曲轨道部分236或第二地轨244移动以使第二塔架212沿弧形方向移动，使得中央龙门架204可在飞行器100的翼尖115上方或下方枢转，此后中央龙门架204可在机翼114上方或下方跨越机翼114，并且可沿直轨道部分234移动至沿飞行器100的任一位置。
在图5中，每个龙门架201包括一对塔架208。每个龙门架201的至少一个塔架208可包括升降机216(图10)，该升降机使得能够接近用于执行人工作业的载入平台500；为诸如机器人装置400之类的部件服务；补添涂料物资和/或提供加工飞行器外表面102的过程中可能需要的其他材料。在一些实施例中，每个龙门架201的至少一个塔架208可包括梯子218，该梯子在升降机216丧失功能的情况下提供接近横梁300的辅助方式。
在所示的实施方式中，每个塔架208可构建成轻质桁架结构，该桁架结构包括位于塔架208的每个拐角处的四(4)个竖直立柱以及使立柱相互连接的、用于增强塔架横向刚度的水平及倾斜增强构件。但是，一个或多个塔架208可由借助水平和/或倾斜构件相互连接的三个(3)竖直立柱构建，或者一个或多个塔架208可由四(4)个以上竖直立柱构建。而且预期：一个或多个塔架208可由诸如任一适当剖面形状的中空、竖直管之类的整体结构形成。
在图6中，每个塔架208可沿相应的一对平行地轨230移动。每个龙门架201的每个塔架208可包括机动化底座226，该机动化底座构造成使塔架208与龙门架201的相对塔架208同步地沿地轨系统228移动。就此而言，每个塔架208可具有沿地轨系统228移动的独立行进装置。每个塔架208的机动化底座226可包括可间隔开一定距离的一组轮220，这组轮为每个塔架208提供稳固、独立的支撑。例如，每个塔架208可由大体位于塔架208的四(4)个拐角下方的四(4)轮220组支撑。每个塔架208可构造成：作为为塔架208提供垂直稳固性并且使沿地轨230驱动塔架208时的反冲最小化的手段，塔架208的重心224位于轮接触点222之间。
每个塔架208可包括至少一个用于沿地轨230推动塔架208的从动轮220。在一些实施例中，地轨系统228可包括多个战略性定位的轨杆位置传感器(未示出)或位置开关(未示出)，这些位置传感器或位置开关提供关于每个龙门架201的每个塔架208的相对位置的反馈，使得塔架208可以以同步地方式移动。每个地轨230可包括：梁，该梁可嵌在机库的基底154内，使得每个地轨230的上表面大体与地板154的表面齐平。图6示出了各自具有I形梁构造的地轨230。然而，每个地轨230可设置为多种可选剖面形状中的任一种。而且，每个地轨230不限于嵌在基底154内。例如，一个或多个轨道可突出至基底154的表面之上。
图7中示出用于使塔架208结合至地轨系统228的一种另选的实施方式。在图7中，塔架208的轮220可以以如下的方式接合至地轨230：不管因开启与停止横梁300的移动和/或机器人装置400沿横梁300的移动而施加的横向负载，都将塔架208绝对地维持在大体恒定、竖直的方位。在所示的实施方式中，塔架208附接系统可包括捕获上轨道凸缘232的上引导轮220和下引导轮220，该上、下引导轮以可防止塔架208在横向负载过大的情况下倾覆的方式布置。例如，在塔架208因物体而震荡或碰撞的情况下，法兰232在上引导轮220和下引导轮220之间的俘获可防止塔架208倾覆。而且不管载人平台500是否满载，以及/或者机器人装置400和/或载人平台500是否全部从横梁300向外延伸出(如图19中所示)，都可通过使每个龙门架构造成使得塔架208的重心224定位在轮接触点222之间以提供塔架208的竖直稳固性。
图8A示出了用于使塔架208绕竖直的塔架轴线214旋转的转台238的一个实施方式。在涂层涂敷系统200的一些实施方式中，一个或多个龙门架201可支撑在具有转台238与弯曲轨道部分236的地轨系统228上。例如，图2示出了可沿具有弯曲轨道部分236与转台238的地轨系统228移动的中央龙门架204，弯曲轨道部分236用于中央龙门架204的一个塔架208的弧形运动，并且转台238用于中央龙门架204的相对的塔架208的枢轴转动以提供时横梁300在飞行器100的翼尖115上方或下方转动的方式。转台238可并入地轨230中(图8A至图8C)，或者如图9中所示，转台238可并入塔架208的基座中。在图8A中，转台238示出成并入基底154中。转台238可包括一对转台轨道240，该对转台轨道具有与直轨道部分234相同的间隔。在涂层涂敷系统200的一些实施例中，中央龙门架204的最前部的直轨道部分234的每个相对的末端可包括转台238。然而，预期：一个或多个转台238可定位在沿地轨系统228的任一位置处。
图8B是安装在基底上的转台238的俯视示意图，该图示出位于直轨道部分234上的塔架208(用双点划线示出)。转台238示出成定位在直轨道部分234的末端处。当塔架208位于直轨道部分234上时，转台轨道240可旋转成与直轨道部分234大体对准。转台轨道240的尺寸可以确定为并构造为使转台轨道240的端部与直轨道部分234的端部之间的间隙(未示出)最小化，使得塔架轮220可在直轨道部分234与转台轨道240之间顺畅移动。
图8C是安装在基底上的转台238的俯视示意图，该图示出位于可旋转的转台轨道240上的塔架208。由假想线示出的塔架208可位于转台238上，使得竖直的塔架轴线214与转台238的旋转中心(未示出)重合。转台238示出成绕塔架轴线214枢转，塔架208与横梁300绕塔架轴线214相应地枢转。在一些实施例中，转台238可包括一个或多个位置开关(未示出)，这些位置开关用于在塔架轮220完全接合至转台轨道240时进行指示。位置开关的止动闸可作为停止塔架208沿轨道的进一步移动的手段而使塔架208的机动化基座226停止活动。如下文更详细描述的，相对的塔架208沿弯曲轨道部分236(参见图24)的行进可使转台238与塔架208绕塔架轴线214旋转。弯曲轨道部分236还可包括一个或多个位置开关，这些位置开关在机动化基座226到达弯曲轨道部分236的端部时停止塔架208的纵向移动。
图9示出了用于使塔架208绕竖直的塔架轴线214旋转的转台238的一种另选实施方式。转台238可旋转地使塔架208结合至轮220。在一些实施例中，转台238可构造成除了在塔架208位于沿地轨230的特定位置时以外，被锁定或夹住以防止转台238旋转。例如，转台238可被锁定以防止塔架208沿大部分直轨道部分234旋转，并且当塔架208到达直轨道部分234的末端时可使转台238解除锁定以允许塔架208旋转。就中央龙门架204的地轨系统228而言，弯曲轨道部分236可正切于直轨道部分234。弯曲轨道部分236可允许塔架208沿具有定位于中央龙门架204的相对塔架208的塔架轴线214的曲率中心的弧移动。有利的是，转台238与弯曲轨道部分236能够使横梁300在飞行器100的翼尖115的上方或下方旋转，从而以下文所述以及图22至图25所示的方式使飞行器100装载在涂层涂敷系统200的龙门架201之间。
图10示出了使横梁300的一个梁端部304结合至塔架208的万向节310(例如直角回转节)的一种实施方式。如上所表明的，每个龙门架201包括在一对塔架208之间延伸的横梁300。每个横梁300可大体水平取向，并且可相对于塔架208竖直地移动。例如，每个横梁300可包括竖直定位系统308，该竖直定位系统允许横梁300从地板154平面竖直移动至塔架208的顶部，或者其间的任一高度。每个横梁300可以是长度大体固定的横梁，并且可具有相对的梁端部以及横梁轴线302。
在图11中，一个或两个梁端部304可利用万向节310结合至塔架208。每个万向节310可允许横梁300绕万向节310的水平轴线314(图10)以及绕万向节310的垂直轴线312(图10)枢转。例如，在一种实施方式中，万向节310可包括一对具有竖直轴线312与水平轴线314的U形夹配件316，该U形夹配件可绕竖直轴线312与水平轴线314旋转。每个梁端部304可结合至万向节310，该万向节进而可结合至每个塔架208上的一个或多个竖直的梁引导杆306，梁引导杆306用于以协调的方式升高和降低横梁300。例如，梁端部304可借助诸如机动化的齿条齿轮系统(未示出)之类的竖直定位系统308结合至塔架208，以便于横梁300相对于塔架208竖直移动。另选的是，机动化的绞线车系统(未示出)也可并入一个或两个塔架208中，以为横梁300提供竖直移动能力。
图12是龙门架201的侧视图，该侧视图示出允许梁端部304之一在横梁300竖直移动的过程中相对于相对的梁端部304滞后地竖直移动的、位于相对的梁端部304上的万向节310。万向节310提供水平平面中的旋转自由度，从而在不因梁端部304相对于彼此的滞后运动而引发塔架208或横梁300中的弯曲负载的情况下，允许横梁300在一个塔架208或另一塔架208上滞后(由假想线示出)地竖直定位。此外，万向节310允许地轨230偏移(塔架208在该地轨230上移动)，并且允许在塔架208沿其相应的地轨230移动时在任一塔架208中发生滞后(由假想线示出)。通过允许每个梁端部304绕垂直轴线312与水平轴线314旋转，万向节310有利地避免损害龙门架201的结构完整性，否则如果梁端部304不可旋转或被刚性结合至塔架208，那么会因横梁300和/或塔架208中的弯曲应力而损害龙门架201的结构完整性。在一些实施方式中，一个或多个传感器(未示出)可并入每个万向节310中，以监测万向节310的移动，并检测万向节310接近万向节310的最大行进(例如旋转)能力的时刻。在检测万向节310最大行进的基础上，作为避免塔架208与横梁300中产生过多应力并因而保护龙门架201的结构完整性的手段，可通过使横梁300的竖直定位系统308停止作用(例如制动)以及/或者通过使每个塔架208的机动化基座226停止作用而制止横梁300和/或塔架208的移动。
有利的是，万向节310防止横梁300绕横梁轴线302旋转。而且，万向节310有利地调节地轨230在给定的龙门架201的一对塔架208之间的对准和/或间隔方面的缺陷。万向节310还有利地调节横梁300的竖直定位系统308中的缺陷，以及每个塔架208的机动化基座226中的缺陷。而且，万向节310允许横梁300相对于塔架208略微移动，同时维持机器人装置400沿横梁300的纵长方向的定位准确性，可因而保持末端执行器416相对于飞行器外部上的期望位置的定位准确性，这会是在诸如在飞行器外部的区域上涂漆之类的涂敷涂层的过程中所期望的。
图14示出安装至横梁300的机器人装置400与载人平台500的一种实施方式。机器人装置400和/或载人平台500可沿横梁300的纵长方向移动。机器人装置400可包括末端执行器416，该末端执行器用于在飞行器外表面102上执行一项或多项操作。例如，如上所表明的，末端执行器416可构造成执行包括(但不限于)打磨、清洗、涂敷涂层并检查物体表面的操作，以及其它操作。在一些实施例中，末端执行器416可允许解除可拆卸地安装至末端执行器416的末端执行器工具(未示出)。每个末端执行器工具可在飞行器100的一个或多个外表面102上执行不同类型的操作。例如，可附接至末端执行器416的工具的种类可以是构造成喷射诸如油漆之类的材料涂层至飞行器表面上的喷雾器(未示出)。可附接至末端执行器416的另一类工具可以是检测相机，该检测相机用于在表面涂上诸如油漆之类的涂层后检查飞行器表面。机器人装置400以及/或载人平台500的机器人基座402可包括具有多个不同工具(未示出)的工具架(未示出)，这些不同工具可在例如完成飞行器外部上的一类操作后自动交换(例如预编程序至机器人控制器406中)，或者末端执行器416的工具解除可由技师控制。在一些实施例中，末端执行器416的工具解除可由技师站在载人平台500上手动执行。
图13至图14示出了机器人装置400的一种实施方式，该机器人装置可包括至少一个从机器人基座402延伸的可移动臂，该可移动臂用于使末端执行器416相对于飞行器外表面102铰接定位。在所示的实施例中，机器人装置400可包括机器人基座402、第一臂412、第二臂414以及末端执行器416。机器人基座402可允许机器人基座402相对于横梁300绕第一轴线420旋转。第一臂412可绕由使第一臂412联接至机器人基座402的关节限定的第二轴线422旋转。第二臂414可绕由使第二臂414联接至第一臂412的关节限定的第三轴线424旋转。此外，第二臂414可绕沿第二臂414的长度延伸的第四轴线426转动。第二臂414的长度可延长和缩回，从而限定移动的第五轴线428。
末端执行器416可绕由使末端执行器416联接至第二臂414的关节限定的第六轴线430旋转。机器人基座402可包括机器人驱动系统404，该机器人驱动系统用于沿横梁300的长度推动机器人基座402，并且限定机器人装置400的移动的第七轴线432。如下所述，在一些实施方式中，机器人装置400可与载人平台500同步移动。然而，机器人装置400可独立于载人平台500的移动而沿横梁300移动至任一位置。如下文更详细地描述的，机器人装置400可包括任一数量的臂与关节，这些臂与关节用于围绕或沿任一数量的轴移动，从而允许末端执行器416在一个或多个工作区范围418(例如参见图18至图20)内移动以达到飞行器外部上多个不同位置中的任一位置。
在图14至图17中，机器人基座402可结合或连结至载人平台500的平台基座502。平台基座502可由平台驱动系统504驱动，使得机器人装置400与载人平台500可沿横梁300大体同步移动。平台基座502可由平台引导杆508引导和/或装配。平台引导杆508可定位在横梁300的一侧上。例如，平台引导杆508可定位在横梁300的顶侧与横向侧上，然而载人平台500可以以任一方式可移动地联接至横梁300。当沿垂直于横梁轴线302的方向看龙门架201时，机器人基座402的中央可大体与平台基座502的中央对准。然而，机器人基座402可定位在相对于平台基座502的位置的任一位置处。在未示出的一种实施方式中，机器人基座402可独立于平台基座502而附接至横梁300，并且可独立于载人平台500移动。
图14示出了载人平台500的一种实施方式。载人平台500可用于在执行多种操作中的任一操作过程中支撑人员，所述多种操作包括(但不限于)：遮蔽、镂花涂装、除去遮蔽以及检查飞行器100的外表面102；末端执行器416的工具解除；或者多种其它操作中的任一种。如上所表明的，可借助安装在塔架208上的升降机216和/或梯子218进入载人平台500。载人平台500可包括构造成支撑一个或多个人员的平台地板510。平台地板510可装配至平台基座502，其可绕平台枢轴线506旋转，从而允许载人平台500枢转(例如参见图15)。载人平台500的枢转性能可允许载人平台500的前缘与被操作的外表面102对准。例如，载人平台500可绕平台枢轴线506枢转，从而使平台地板510的前缘与飞行器的表面(例如飞行器100的机头124或尾翼118)对准。
载人平台500可选择性地包括一个或多个分段的地板部分(未示出)，可根据需要利用该或这些地板部分以增大平台地板510的尺寸，并因而提供进入飞行器100的难到达的外表面的途径。载人平台500也可包括用于人员安全的围栏杆516，并且还可包括在载人平台500上方延伸的安全吊带杆520，该安全吊带杆用于附接人员安全吊带。载人平台500可提供用于油漆桶518(图14)、混合油漆设备(未示出)、机器人控制器406、末端执行器416工具(未示出)以及其它必需品与设备的装配位置。通过直接在载人平台500上(而不是在基底154上)安置机器人控制器406、油漆涂料以及设备，可避免使用从基底154延伸至载人平台500的相当长的电源线与油漆补给线。
载人平台500可包括平台延长部512，该平台延长部可沿平台地板引导件(未示出)移动以允许延长平台的长度(图16至图17)，并因此提供进入难以到达的飞行器区域(例如龙骨108的外表面102或机身104的冠部106)的改良途径。图14示出处于使用机器人装置400时会期望的那样的缩进位置中的平台延长部512。载人平台500还可包括侧方延长部514，该侧方延长部可移动至折叠位置(图14)以消除对于机器人装置400移动的潜在障碍。侧方延长部514也可折叠，从而允许平台延长部512缩进，并因此允许载人平台500的一侧紧邻塔架208一侧定位。图16至图17示出处于延长位置中的平台延长部512以及处于展开位置中的侧方延长部514，从而形成T形载人平台500。如图16中所示，机器人装置400可在平台延长部512缩进并且侧方延长部514折叠的同时收纳在载人平台500下方。在一些实施例中，机器人装置400可在平台延长部512处于延伸位置中和/或者侧方延长部514处于展开位置中的情况下收纳在载人平台500下方。然而，可在平台延长部512延伸和/或者侧方延长部514展开的情况下操作机器人装置400。
如上所表明的，涂层涂敷系统200可包括用于控制机器人装置400和/或载人平台500的操作的控制器406。例如，控制器406可控制机器人装置400和/或载人平台500沿横梁300的纵长方向的移动。在一些实施例(例如机器人装置400可独立于载人平台500沿横梁300的移动而沿横梁300移动)中，控制器406可构造成控制机器人装置400和/或载人平台500沿横梁300的纵长方向的速度和/或加速度。就此而言，作为限制塔架208上会因停止与开启载人平台500和/或者机器人装置400的移动而产生的横向负载的值的手段，控制器406可有利地控制两个主要动质量(例如载人平台500与机器人装置)的速度与加速度。例如，可以以抵消载人平台500的加速度的方式作为减小塔架208上的加速度导致的横向负载的手段，来控制机器人装置400的速度和/或加速度。加速度导致横向负载可描述成惯性负载。控制器406可控制机器人装置400相对于载人平台500沿横梁300的直线加速度的正加速度(例如增大的直线速度)以及负加速度(例如减小的直线速度)。
控制器406可控制停止与开启机器人装置400以及/或载人平台500沿横梁300的移动过程中的正时与加速度值，以作为减小或防止末端执行器416尖端的位置相对于被操作的外表面分离的手段，并因而对末端执行器416尖端相对于外表面的位置精确性提供增强的控制。例如，由末端执行器416执行的某些操作(例如喷涂层)会要求对末端执行器416相对于外表面102的位置与移动进行相对精确的控制。通过控制载人平台500与机器人装置400在沿横梁300移动过程中的相对加速度，可最小化末端执行器416尖端的位置的不精确性。在一些实施例中，控制器406可以以将末端执行器416的定位公差相对于外表面102上的位置维持在正/负0.050英寸或更小范围内的方式有效减小加速度导致的末端执行器416尖端的位置和/或移动的振动或分离。
如上所表明的，在一些实施方式中，机器人基座402可结合至平台基座502，使得机器人装置400与载人平台500可大体同步沿横梁300的纵长方向移动。当沿垂直于横梁轴线302的方向看龙门架201时，机器人基座402可以大体相对于平台基座502而居中。在此布置中，末端执行器416在当机器人装置400定位于横梁300的左梁端部304时具有在左侧方向上与末端执行器416在当机器人装置400定位于横梁300的右梁端部304时在右侧方向上触及的范围相等量的触及范围。然而，当载人平台500的侧方延长部514向下折叠(例如参见图17)并且平台延长部512缩进(例如参见图14)时，载人平台500必须以距离每个塔架208更大的距离停止，从而避免与塔架208碰撞。限制载人平台500靠近塔架208的距离可减小末端执行器416的横向触及范围。尽管可以以使紧邻的龙门架201的塔架208相互相对接近定位的方式布置地轨系统228以提供相邻龙门架201的机器人装置400用的重叠的工作区范围418，但是作为侧方延长部514的向下折叠的构造的结果，载人平台50以距离塔架208更大距离定位的布置可导致相邻龙门架201的机器人装置400的工作区范围418之间产生间隙。
有利的是，涂层涂敷系统200可通过提供机器人装置400相对于平台基座502移动的功能，解决相邻龙门架201的非重叠的工作区范围的潜在约束。例如，机器人基座402可借助一对可装配在平台基座502上的机器人基座导轨410(图14)结合至平台基座502。机器人基座导轨410可允许机器人基座402相对于平台基座502沿横梁300的方向移动。例如，当载人平台500静止并邻近塔架208定位时，控制器406可构造成使机器人基座402沿机器人基座导轨410朝塔架208的外侧独立移动。就此而言，机器人基座402相对于载人平台500的相对移动可代表机器人装置400移动的第八轴线(未示出)。在一些实施例中，机器人基座导轨410可具有使得机器人基座402能够行进超出塔架208的外侧的长度。通过将机器人基座402装配在分离的机器人基座导轨410上，机器人装置400的工作区范围418可相对于梁端部304横向延长，并且可因此容许相邻龙门架201的机器人装置400的工作区范围418重叠。
图18示出末端执行器416的工作区范围418的一个实施例，并且示意性示出末端执行器416相对于飞行器机身104的冠部106的移动范围。为了接近机身104的冠部106，横梁300可竖直地定位在比机身104的最高点更高的水平面处。如图25与图29中所示，并如下文所述，龙门架201的塔架208可沿地轨系统228移动，从而使龙门架201定位成紧密接近飞行器机身104。载人平台500可如图14中所示构造，其中，平台延长部512可缩进，并且侧方延长部514可折叠起来。在一些实施方式中，载人平台500可沿横向于横梁轴线302的方向移动以使载人平台500的前缘至少局部地在机器人装置400的臂的移动范围之外，从而避免阻碍机器人装置400的移动。
图19示出用于利用载人平台500提供人工接近机身104的冠部106的龙门架201的构造。机器人装置400可以以图16所示的方式收纳在载人平台500的下面。横梁300可相对于飞行器100沿竖直方向定位在期望的高度。载人平台500可通过使平台延长部512向外延伸，并且/或者使侧方延长部514展开而如图17中所示的那样构造。在一些实施方式中，载人平台500可沿相对于横梁轴线302的横向方向移动(例如参见图18至图20)。龙门架201可移动成紧密接近飞行器机身104。可通过如下操作接近飞行器机身104上的不同位置：沿地轨230调节龙门架201的位置；调节横梁300的竖直位置；调节载人平台500沿横梁300的长度的位置；以及/或者例如通过展开与缩进平台延长部512以及/或者侧方延长部514而构造载人平台500。
图20示出用于接近飞行器机身104的外表面102的末端执行器416的工作区范围418的一个实施例。接近飞行器100的龙骨108的过程可类似于上述接近冠部106的过程。就此而言，横梁300可沿竖直方向定位在低于机身104的中层的高度。类似于图14，载人平台500可由弯曲地或局部地缩进的载人平台500以及/或平台延长部512与折叠起来的侧方延长部514构造。塔架208可沿地轨系统228定位以使龙门架201定位在距离飞行器机身104的期望距离处，从而优化末端执行器416相对于飞行器外表面102的工作区范围。
在机器人装置400定位在期望高度的情况下，机器人装置400被维持在相对于横梁300的固定位置处，从而末端执行器416可利用末端执行器416的径向行程或移动在飞行器的外表面102上执行操作。另选的是，末端执行器416可通过保持机器人装置400的臂大体静止并使机器人装置400沿横梁300的纵长方向移动而进行纵向行程。在另一实施方式中，末端执行器416可执行末端执行器416的径向行程、纵向行程或者多种其它行程的任一一种的组合。
图21中示出具有可包括在涂层涂敷方法600(例如可预备飞行器100的一个或多个外表面102以接受涂层，或者向外表面102施用涂层)中的一种或多种操作的流程图。有利的是，所述方法可代表用于自动接近飞行器100的外表面102(包括接近难到达的区域，例如包括机身104的机翼上方区域的冠部106、龙骨108、垂直尾翼122、位于飞行器100的机头处的驾驶舱126的外部以及其它区域)的低成本方法。
方法600的步骤602可包括使飞行器100邻近至少一个龙门架201定位，该龙门架具有在接合至相应的一组地轨230的一对塔架208之间延伸的横梁300。图22至图25示意性示出使飞行器100装载于安装在T形悬架152中的涂层涂敷系统200的一组龙门架201之间的过程。所示的涂层涂敷系统200包括位于T形悬架152的每侧上的三(3)组龙门架201，这三组龙门架包括前部龙门架202、中央龙门架204以及后部龙门架206。但是，涂层涂敷系统200可包括任一数量的龙门架201，并且这些龙门架可定位于飞行器100的一侧或两侧上。在图22中，T形悬架152在T形悬架152的前端处可具有相对窄的宽度或者减小的宽度。
T形悬架152前端处减小的宽度可容纳位于T形悬架152前端处的支撑设施、座舱、设备储存区或其它区域。T形悬架152还可包括T形悬架152的狭窄的前部区域过渡至T形悬架152的后端较宽区域的锥形部分。前部龙门架202、中央龙门架204以及后部龙门架206中的每一者可沿地轨系统228的相应的地轨移动。中央龙门架204均可沿直轨道部分234移动。用于中央龙门架204的最前部的塔架208的直轨道部分234可包括位于直轨道部分234外端处的弯曲轨道部分236。中央龙门架204的最后端的塔架208可在转台238上旋转(例如参见图8A至图8C以及图9)，以便使后部塔架208绕塔架轴线214枢转(图6)。在一个实施例中，如图8A至图8C中所示，转台238可并入机库地板154中。如图22中所示，当中央龙门架204的两个塔架208位于地轨系统228上的最外侧的位置时，最前部的塔架208可定位在转台轨道240上，并且相对的塔架208可定位在可切向于直轨道部分234的弯曲轨道部分236上。横梁300可大体平行于飞行器100的传统机翼掠角取向。
图22示出飞行器100向前移动至T形悬架152中。在图22至图25中，每个龙门架201可首先邻近机库壁156定位。飞行器100可沿向前的方向移动至T形悬架152中，直到飞行器100各侧上的翼尖115定位在每个中央龙门架204的弯曲轨道部分236的前面，如图23中所示。图24示出中央龙门架204在翼尖115上方或下方旋转。如上所表明的，中央龙门架204的最前部的塔架208可例如在转台238装置(图8A至图8C)上绕其塔架轴线214(图6)旋转。中央龙门架204的最后部的塔架208可沿弯曲轨道部分236移动，该弯曲轨道部分可具有位于相对的塔架208的塔架轴线214处的曲率中心。一旦每个中央龙门架204的最后部的塔架208旋转经过翼尖115，飞行器100就可沿向后的方向移动，而龙门架201可同时朝飞行器100沿纵向方向移动，使得塔架208维持在距离机翼114的前缘与后缘安全的距离处以及距离推进装置116安全的距离，如图25所示。
在一些实施例中，涂层涂敷系统200可包括诸如小拖轮之类的飞行器定位装置(未示出)，该飞行器定位装置可结合至诸如飞行器100的前起落架之类的起落装置112之一(图3)。飞行器定位装置可构造成自动协同中央龙门架204在翼尖115上方的旋转并协同龙门架201沿直轨道部分234的内侧与外侧移动，以使飞行器100自动沿向前与向后的方向移动。就此而言，在飞行器100装载于涂层涂敷系统200的龙门架201之间或被从其间卸载的过程中，这样的飞行器定位装置可协同塔架208的机动化基座226使飞行器100沿向前与向后的方向定位。
图26至图29示意性示出用于将飞行器100装载在安装于矩形悬架150中的涂层涂敷系统200的一组龙门架201之间的过程。图26示出飞行器100向前移动至矩形悬架150中，直到翼尖115定位在每个中央龙门架204的直轨道部分234的前面，如图27中所示。图28示出飞行器100在每个中央龙门架204的内侧移动过程中向后的移动。如上所表明的，飞行器100可包括飞行器定位装置，飞行器定位装置可结合至前起落架和/或主起落装置112(图3)以使飞行器100协同中央龙门架204的移动而自动前后移动。
方法600的步骤603可包括使每个龙门架201的一对塔架208在不平行(例如垂直)于飞行器100的纵轴线110的方向上以同步的方式沿地轨230移动。就此而言，图25与图29示出每个龙门架201沿朝飞行器机身104的内侧方向沿地轨230的移动。移动塔架208的过程可包括，在塔架208沿地轨230水平移动过程中使一个塔架208滞后于相对的塔架208(如图14中所示)的情况下，使得龙门架201的横梁300能够绕每个梁端部304附近的万向节310的竖直轴线312(图10至图11)旋转。此外，所述方法可包括，在横梁300相对于塔架208竖直移动过程中使一个梁端部304滞后于相对的梁端部304的情况下(如图12所示)，使得龙门架201的横梁300能够绕每个梁端部304附近的万向节310的水平轴线314旋转。有利的是，万向节310使应力最小化，否则，如果梁端部304与塔架208之间的连接是刚性连接，那么上述应力可施加在塔架208和/或横梁300上。
所述方法还可包括使横梁300相对于塔架208竖直移动，并且/或者使龙门架201沿地轨系统228移动从而使横梁300定位在距离飞行器100的期望距离处。横梁300距离飞行器外表面的距离可有赖于待执行的操作类型。例如，由一个或多个技师执行的手工操作会要求将横梁300相当紧密地接近待操作的飞行器表面定位。相反地，由机器人装置400执行的操作会要求将横梁300以距离飞行器表面较远的距离定位，以优化末端执行器416的工作区范围418。
方法600的步骤606可包括操作安装至一个或多个龙门架201的横梁300的一个或多个机器人装置400。例如，所述方法可包括使机器人装置400沿横梁300的纵长方向移动以使末端执行器416相对于飞行器100的外表面102定位在用于优化末端执行器416的工作区范围418的期望位置处。如上所表明的，机器人装置400与载人平台500的控制器406可构造成控制载人平台500相对于机器人装置400的正时与加速度值。就此而言，所述方法可包括以如下方式控制机器人装置400沿横梁300的加速度：抵消载人平台500的加速度，并因而减小塔架208上由加速度导致的横向负载。
方法600的步骤608可包括在飞行器的外表面102上执行一项或多项操作。例如，可利用机器人装置400的末端执行器416执行所述操作。就此而言，所述方法可包括使机器人基座402旋转并且/或者操纵机器人装置400的至少一个臂，从而使机器人装置400相对于飞行器外表面102定位。如上所表明的，机器人装置400的机器人基座402可保持在横梁300上的固定位置中，并且机器人装置400的臂与末端执行器416可以以铰接的方式移动，从而在飞行器外表面上执行一项或多项操作。例如，机器人基座402可静止在横梁300上，并且臂412、414与末端执行器416可移动成允许末端执行器416在飞行器100的外表面102上进行径向行程。另选的是，机器人装置400的臂412、414可大体保持静止，而机器人基座402沿横梁300纵向移动以便借助末端执行器416沿飞行器100的外表面102的长度执行纵向行程。如可期望的，可合并使末端执行器416移动或定位的运动，从而在一个或多个飞行器外表面102上执行期望的操作。可在飞行器外表面102上执行的操作包括(但不限于)打磨、清洗、遮蔽、涂敷涂层、固化、除去遮蔽、检查所涂的表面以及广泛的其它操作中的任意一项。
方法600也可包括利用装配至横梁300的载人平台500在飞行器外表面102上手动执行一项或多项操作。例如，可由支撑在一个或多个载人平台500上的一个或多个技师手动执行上述打磨、清洗、遮蔽、涂敷涂层、除去遮蔽、检查操作中的任一项或者任一其它操作。如上所表明的，一个或多个龙门架201可包括一个或多个载人平台500，一个或多个该载人平台可沿横梁300的长度移动以使载人平台500相当紧密地接近待操作的飞行器表面102定位。在一些实施例中，载人平台500可绕平台枢轴线506(图17)枢转以使得载人平台500的前缘能够与待操作的外表面102对准，并因此改善技师对于外表面102的接近从而手动执行一项或多项操作。所述方法还可包括展开一个或多个侧方延长部(图17)以及/或者移动平台延长部(图17)从而调节载人平台500的区域和/或延长载人平台500长度，并因而改善技师对于飞行器100的外表面102的接近。
参照图30至图31，可在如图30中所示的飞行器制造与服务方法700与图31中所示的飞行器702的背景下描述本公开的示例性实施方式。在预生产期间，示例性方法700可包括飞行器702的选型与设计704以及材料采购706。在生产期间，进行飞行器702的部件与子组件制造708以及系统集成710。此后，飞行器702可通过检定与交付712以便使其进行服役714。在由客户处服役时，安排进行飞行器702的日常维修和维护716，该维护还可包括变型、重构、翻新以及其它的维修或养护等。
可由系统集成商、第三方和/或操作员(例如，客户)进行或执行方法700的各个过程。为了本描述之目的，系统集成商可包括但不限于任一数量的飞行器制造商与主系统分包商；第三方可包括但不限于任一数量的供应商、分包商以及供货商；并且操作员可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等。
如图31中所示，由示例性方法700生产的飞行器702可包括具有多个系统720及内部结构722的机体718。高级系统720的示例包括推进系统724、电气系统726、液压系统728以及环境系统730中的一个或多个。可包括任何数量的其它系统。尽管示出了航天的实施例，但是所公开的示例性实施方式可用于诸如汽车工业之类的其它工业。
在飞行器制造与服务方法700的一个或多个阶段中可采用在此具体化的设备及方法。例如，能以类似于飞行器702在服务中时生产部件或子组件的方式建造或制造相应于生产过程708的部件或子组件。而且，例如可通过使用可显著加快飞行器702的装配并且/或者减少其成本而在生产阶段708与710过程中利用一个或多个设备实施方式、系统实施方式、方法实施方式或其组合。类似地，当飞行器702在服役中的例如(而不限于)维护与维修716期间，可利用设备实施方式、方法实施方式或者其组合中的一个或多个。
本公开的其它变型与改进对本领域普通技术人员而言会是显而易见的。因而，本文中描述并且阐明的部件的具体组合旨在仅描绘本公开的特定实施方式，并不意图作为本公开的实质与范围内的另选实施方式或装置的限制。

Claims (14)

1.一种用于为飞行器(100)的外表面(102)涂敷涂层的涂层涂敷系统(200)，该涂层涂敷系统包括：
至少一个龙门架(201)，该龙门架包括：
第一塔架(210)与第二塔架(212)，所述第一塔架与所述第二塔架能够沿彼此平行取向的相应的第一地轨(242)与第二地轨(244)移动；
在所述第一塔架(210)与所述第二塔架(212)之间延伸的横梁(300)；
至少一个机器人装置(400)，该机器人装置具有构造成在飞行器(100)的外表面(102)上执行操作的末端执行器(416)；
转台(238)，该转台与所述第一地轨(242)的外侧端关联，并且构造成使所述第一塔架(210)绕第一塔架轴线(214)旋转；以及
弯曲轨道部分(236)，该弯曲轨道部分与所述第二地轨(244)的外侧端关联，并且允许所述第二塔架(212)沿着具有定位于所述第一塔架轴线(214)处的曲率中心的弧移动，使得所述横梁(300)可绕所述第一塔架轴线(214)枢转。
2.如权利要求1所述的涂层涂敷系统(200)，其中，
所述横梁(300)包括相对的一对梁端部(304)，所述一对梁端部分别通过万向节(310)联接至所述第一塔架(210)与所述第二塔架(212)；并且
每个所述万向节(310)允许所述横梁(300)绕所述万向节(310)的竖直轴线(312)并且绕所述万向节(310)的水平轴线(314)旋转。
3.如权利要求1或2所述的涂层涂敷系统(200)，其中，
所述横梁(300)能够相对于所述第一塔架和所述第二塔架竖直地移动。
4.如权利要求1或2所述的涂层涂敷系统(200)，该涂层涂敷系统还包括：
载人平台(500)，该载人平台能够沿所述横梁(300)的纵长方向移动。
5.如权利要求4所述的涂层涂敷系统(200)，该涂层涂敷系统还包括：
控制器(406)，该控制器构造成以抵消所述载人平台(500)在沿所述横梁(300)移动的过程中的加速度的方式来控制所述机器人装置(400)在沿所述横梁(300)移动过程中的加速度。
6.如权利要求1或2所述的涂层涂敷系统(200)，该涂层涂敷系统包括：
三对龙门架，这三对龙门架包括一对前部龙门架(202)、一对中央龙门架(204)以及一对后部龙门架(206)；
每对龙门架中的龙门架(202、204、206)能够以相互对立的关系沿相应的地轨(230)移动，并且允许将飞行器(100)定位在每对龙门架(202、204、206)之间；并且
所述中央龙门架(204)中的每个龙门架具有能够在所述转台(238)上旋转的所述第一塔架(210)以及能够沿所述弯曲轨道部分(236)移动的所述第二塔架(212)，以允许每个所述中央龙门架(204)的所述横梁(300)绕所述第一塔架轴线(214)枢转。
7.一种用于飞行器(100)的涂层涂敷方法，该方法包括：
相对于飞行器(100)定位龙门架(201)，所述龙门架(201)具有在接合至相应的地轨(230)的一对塔架(208)之间延伸的横梁(300)，所述一对塔架(208)包括能够沿第一地轨(242)与第二地轨(244)移动的第一塔架(210)与第二塔架(212)；
使所述一对塔架(208)在不平行于所述飞行器(100)的纵向轴线(110)的方向上以同步的方式沿所述地轨(230)移动；
利用与所述第一地轨(242)的外侧端关联的转台(238)使所述第一塔架(210)绕第一塔架轴线(214)旋转；
使所述第二塔架(212)沿从所述第二地轨(244)的外侧端延伸的弯曲轨道部分(236)移动以使所述横梁(300)相对于所述飞行器(100)的翼尖(115)旋转，所述弯曲轨道部分(236)具有定位在所述第一塔架轴线(214)处的曲率中心；
操作安装至所述横梁(300)并且具有末端执行器(416)的机器人装置(400)；以及
在飞行器(100)的外表面(102)上执行操作。
8.如权利要求7所述的用于飞行器(100)的涂层涂敷方法，其中，在所述飞行器(100)的外表面(102)上执行操作的步骤包括：
利用安装至所述横梁(300)的载人平台(500)在飞行器(100)的外表面(102)上手动地执行操作。
9.如权利要求7或8所述的用于飞行器(100)的涂层涂敷方法，其中，在所述飞行器(100)的外表面(102)上执行操作的步骤包括：
利用所述末端执行器(416)在飞行器(100)的外表面(102)上执行操作。
10.如权利要求7或8所述的用于飞行器(100)的涂层涂敷方法，其中，在所述飞行器(100)的外表面(102)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(100)的所述外表面(102)中的至少一项。
11.如权利要求7或8所述的用于飞行器(100)的涂层涂敷方法，该方法还包括：使机器人基座(402)旋转并且/或者操纵所述机器人装置(400)的至少一个臂，以使所述末端执行器(416)相对于所述飞行器(100)的所述外表面(102)定位。
12.如权利要求7或8所述的用于飞行器(100)的涂层涂敷方法，该方法还包括如下操作中的至少一项：
使所述机器人装置(400)沿所述横梁(300)的纵长方向移动；以及
使所述横梁(300)相对于所述塔架(208)竖直地移动。
13.如权利要求7或8所述的用于飞行器(100)的涂层涂敷方法，其中，所述横梁(300)包括相对的梁端部(304)，每个所述梁端部(304)通过万向节(310)联接至塔架(208)，所述方法还包括如下操作中的至少一项：
在所述塔架(208)沿所述地轨(230)水平移动的过程中使一个塔架(208)滞后于相对的塔架(208)的情况下，允许所述横梁(300)绕梁端部(304)附近的所述万向节(310)的竖直轴线(312)旋转；以及
在所述横梁(300)相对于所述塔架(208)竖直移动的过程中使一个梁端部(304)滞后于相对的梁端部(304)的情况下，允许所述横梁(300)绕梁端部(304)附近的所述万向节(310)的水平轴线(314)旋转。
14.如权利要求7或8所述的用于飞行器(100)的涂层涂敷方法，其中，一载人平台(500)能够沿所述横梁(300)的纵长方向移动，所述方法还包括：
以抵消所述载人平台(500)的加速度的方式来控制所述机器人装置(400)沿所述横梁(300)的加速度；以及
通过控制所述机器人装置(400)的加速度来减小所述塔架(208)上的由加速度导致的横向负载。
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