CN107867409A - 用于制造飞行器的履带式机器人装配件的移动控制 - Google Patents

用于制造飞行器的履带式机器人装配件的移动控制 Download PDF

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Abstract

本申请提供用于控制履带式机器人装配件的运动的系统和方法。一种示例性方法包括：设置可移动机器人装配件邻近于正被装配的飞行器的机身；使装配件的左测距传感器对准左靶标；以及使装配件的右测距传感器对准右靶标。该方法还包括：引导装配件横穿至飞行器机身内的位置，在该位置处装配件上的机器人将在机身上执行工作；在装配件移动时确定左测距传感器和左靶标之间的距离；在装配件移动时确定右测距传感器和右靶标之间的距离；探测所确定的距离之间的差值；以及基于该差值调整装配件的运动方向。

Description

用于制造飞行器的履带式机器人装配件的移动控制
技术领域
本公开总体涉及飞行器，并且特别涉及使用机器人制造/加工飞行器。
背景技术
建造飞行器的机身可以包括将蒙皮面板附连到提供结构性刚度的支撑结构 上。例如，该支撑结构可以包括环形(hoop-wise)框架和其上附连蒙皮面板的 纵向延长桁条。蒙皮面板和支撑结构的组合一起定义了飞行器机体的一部分。
可以执行紧固操作和/或其他工作，使蒙皮板和支撑构件连结在一起以形成 机身。这些操作可以包括例如钻削操作、铆接操作、干涉配合螺栓连接操作、 检查等等。可以执行这些操作以便确保机身满足外模线(OML)要求和内模线 (IML)要求。
在制造环境中(例如工厂场地、制造室等)，可以使用机器人来执行上文描 述的针对机身的操作。为了在机身上的精确位置(例如机身内的位置)处执行 操作，这些机器人被放置在装配件上，这些装配件被期望根据数控(NC)程序 在机身内可预测地、准确地并且重复地移动。
不幸的是，这些机器人的装配过程仍是复杂的过程。由于机器人活动地装 配机身，机身通常缺乏稳固的地板。即使是在制造过程中机身上存在稳固地板 的实施例中，使大而重的机器人装配件横穿过该地板也可能是不期望的。因此， 可通过在搁栅和梁架之间插入各种临时地板板材来装配临时地板，其中搁栅和 梁架做机身内的地板的边框。当被装配件驱动时，这些临时地板板材可能轻微 移位，这造成该装配件在每次移动时会从预期方位偏移。实际上，归因于履带 的地板板材滑移导致当期望装配件向前移动时该装配件停留在原地。如果临时 地板板材针对不同履带滑动不同的量，则该装配件甚至可能改变其方向，这使 装配件向前/向后行进时的位置误差量复杂化。因此，操作人员不断期待能解决和/或最小化非期望移动/运动的增强型机器人系统，由此确保更准确的机身装 配。
发明内容
本文描述的实施例在结构上联合了可移动履带式机器人装配件下方的临时 地板板材，并且继续使用度量法来确保该装配件根据期望来移动。如果该装配 件在移动时从预期位置偏移，则本文描述的系统可以使用闭环和/或开环控制机 构来重新定向和/或重新定位该装配件，即使当该装配件仍在移动时。
一个实施例是一种方法，其包含：设置可移动机器人装配件邻近正在装配 的飞行器的机身，使装配件的左测距传感器对准左靶标，以及使装配件的右测 距传感器对准右靶标。该方法还包括：引导装配件横穿至飞行器机身内的位置， 在该位置处装配件上的机器人将在机身上执行工作；在装配件移动时确定左测 距传感器与左靶标之间的左距离；在装配件移动时确定右测距传感器与右靶标 之间的右距离；探测所确定的距离之间的差值；以及基于该差值调整装配件的 运动方向。
另一实施例是一种系统，其包含：正在装配的飞行器的机身；临时地板， 其包含多个地板板材，这些地板板材覆盖机身的搁栅(joist)和梁架(beam)并 且经由机械联锁机构彼此耦接；工作台，其包括反射式靶标；以及装配件，其 被设置在工作台上并且在机身上执行操作。该装配件包含：多个测距传感器， 其中每个测距传感器测量至工作台处的相应靶标的距离；以及控制器，其探测 由传感器在装配件移动时测量的距离之间的差值，并且基于该差值改变装配件 的运动方向，以便驱动装配件至机身内的新位置。
另一实施例是一种方法。该方法包含：将临时地板板材安装到正在装配的 飞行器的机身中；识别履带式机器人装配件的履带将在机身装配期间行进穿过 机身内的临时地板板材的路径；识别与每个路径相对应的一组地板板材；以及 对于每组地板板材，沿着所识别的路径安装机械联锁机构，该机械联锁机构将 多组地板板材在结构上联合为刚体。
另一实施例是具有被编程的指令的非暂态计算机可读介质，所述被编程的 指令在被处理器执行时可操作用于执行一种调整在飞行器机身内运行的履带式 机器人装配件的方位的方法。该方法包含：测量该装配件上的传感器与该装配 件外部的相应靶标之间的距离，探测由传感器测得的距离之间的距离差值，以 及基于该距离差值操纵该装配件。
其他示例性实施例(例如，与前述实施例相关联的方法和计算机可读介质) 可以被描述于下文。已经讨论的特征、功能和优点可以在各种实施例中单独实 现，或者可以在其它实施例中被结合，其进一步细节可以参考以下说明书和附 图而获知。
附图说明
现在仅以示例的方式并且参考附图来描述本公开的一些实施例。在所有附 图中，相同的附图标记代表同一元件或相同类型的元件。
图1是在示例性实施例中的飞行器的侧面的框图。
图2是在示例性实施例中的飞行器机身部分的正面剖视图。
图3是在示例性实施例中用于飞行器机身部分的制造环境的正面视图。
图4是在示例性实施例中用于机身上部节段的履带式机器人装配件的立体 图。
图5是在示例性实施例中用于机身下部节段的履带式机器人装配件的立体 图。
图6是在示例性实施例中支持履带式机器人装配件的工作台的立体图。
图7是在示例性实施例中用于将履带式机器人装配件加载到机身内的工作 台的剖切图。
图8是在示例性实施例中在飞行器机身内使用测距传感器的履带式机器人 装配件的俯视图。
图9是在示例性实施例中通过机械联锁机构彼此保持的临时地板板材的俯 视图。
图10是在示例性实施例中通过机械联锁机构彼此保持的临时地板板材的侧 视图。
图11是流程图，其说明了在示例性实施例中将临时地板板材联锁的方法。
图12-13是流程图，其说明了在示例性实施例中用于操作履带式机器人装配 件的方法。
图14是框图，其说明了在示例性实施例中履带式机器人装配件在机身内的 运动的俯视图。
图15是在示例性实施例中的在机身内运行的履带式机器人装配件的框图。
图16是在示例性实施例中的飞行器生产和检修方法的流程图。
图17是在示例性实施例中的飞行器的框图。
具体实施方式
附图和以下说明书说明了本公开的具体示例性实施例。因此将理解的是， 本领域技术人员将能够设想出尽管未在本文中明确地描述或显示但呈现了本发 明的原理并且被包含在本发明范围内的各种布置。此外，本文所描述的任何示 例旨在帮助理解本公开的原理，并应被解释为不限于这些具体陈述的示例和条 件。因此，本公开不受限于以下描述的具体实施例或示例，而由权利要求及其 等价物来限制。
图1-2说明了示例性飞行器的结构。具体地，图1是在示例性实施例中的飞 行器100的侧面的图示。飞行器100包括机头110、机翼120、机身130和尾翼 140。图1还说明了飞行器100的向下方向(Z)。图2是飞行器100的剖切正面 视图，由图1中的视角箭头2指示。图2说明了飞行器机身130的横截面图。 机身130包括上部节段280，该上部节段包括地板233(由一个或更多个搁栅 (joist)604支撑)、天花板232和形成客舱230的侧壁231。支撑构件212(例 如，包含环形(hoopwise)框架和纵向延长桁条)增强机身130的形状并且提供 结构性支撑。在本实施例中，也包括座椅234和存储仓270。机身130还包括下 部节段290，该下部节段包括位于货舱区域262的货舱地板264之下的排水系统 260。图2还说明了朝向飞行器100的外表面(例如蒙皮210)行进的外侧方向 和朝向飞行器100的内部(例如客舱230)行进的内侧方向。如图2所示，蒙皮 210包围机身130。
图3是在示例性实施例中针对飞行器机身130的一部分的制造环境300的 正面视图。亦即，图3说明了与图2相同的机身130的视图，但表现了机身130 的制造/加工环境。因此，在图2和图3之间发现的机身130的不同是在图2中 完成的以及在图3中仍进行的机身130的加工结果。
制造环境300包含可操作以利用机器人的自动化过程来将机身130的结构 部件212和蒙皮210装配到一起以便形成飞行器100的机体的任何系统。在本 实施例中，制造环境300包括安装在托架330上的机身130。制造环境300还包 括分别安装在支撑件321、322和323上的外部机器人311、312和313。支撑件 321、322和323被安装在自动导向车(AGV)上，并且因此可以根据需要横穿 机身130以便在机身130上执行工作。外部机器人311-313使其动作与机身130 内的可移动履带式机器人装配件400和500协调，以便进行装配机身130和/或将蒙皮210附着于机身装配件130的支撑构件212的紧固操作。如本文所用， 当装配件包括履带/踏面且该装配件可以经由该履带/踏面横穿环境时，该装配件 是“履带式”的。也就是说，在此描述的装配件包括其自己的踏面/履带(例如， 近似于坦克踏面/履带)，而不是沿着已铺设用于限定路径的作为独立部件的轨道 (例如，近似于火车铁轨)移动。装配件400在机身130的上部节段280中执 行工作，同时装配件500在机身130的下部节段290中执行工作。此外，装配 件400在上部节段280中移动穿过被安装在搁栅604上的临时地板701。装配件500在下部节段290中移动穿过被安装在结构132上的临时地板702。
装配件400-500的更多细节将参考图4-5来描述。例如，图4是图3中的区 域4的立体图，并且说明了装配件400包括履带410和机器人臂430。每个机器 人臂430由运动链415定义，运动链415包括刚体412和致动器414并终结于 末端执行器416。末端执行器416在机身130上执行工作以便装配机身130(例 如，通过将蒙皮210紧固于机身130、在机身130上钻孔等等)。机器臂430的 操作由保存在控制器420中的NC程序中的指令来管理。控制器420可以被实施 为例如定制电路系统、执行编程指令的处理器或其某种组合。
装配件400还包括测距传感器442和444。在一个实施例中，传感器442和 444是测量与反向反射靶标的距离的激光测距传感器(例如，光探测和测距 (LIDAR)传感器)。然而在另外的实施例中，传感器442和444可以被实施为超 声测距传感器或能够测量与已知靶标的距离的其他传感器。由于传感器442和 444在装配件400上位于相似的前/后方位但不同的横向方位，因此装配件400 的方向变化可以通过识别由传感器442和444所测得的距离之间的差值来探测。 装配件400还包括靶标450。靶标450可以被外部测距传感器使用，以便在装配 件400已经根据NC程序完成移动之后探测装配件400的确切方位。图5说明了 图3中的区域5的立体图。图5具体说明了与图4中装配件400相似的装配件 500，装配件500包括履带510、控制器520和机器人臂530，机器人臂530包 含由刚体512、致动器514和末端执行器516定义的运动链515。装配件500进 一步包括测距传感器542和544以及靶标550。随着装配件400-500在上文被充 分描述，现将参考图6-8描述装配件400-500在机身130中的操作的细节。
图6是在示例性实施例中支持履带式机器人装配件400的工作台610的立 体图。根据图6，恰好在进入机身130之前，装配件400被定向在工作台610上。 工作台610可以被用于例如将装配件400加载到机身130的上部节段280中或 者将装配件500加载到机身130的下部节段290中。在装配件400已结束从工 作台610移动到机身130中之后，其方位可由传感器624识别。控制器640管 理传感器622-626的操作。以相似的方式，当装配件400在运动时，控制器420 可以利用传感器442和444来追踪与靶标632和634的距离。梁架602和搁栅 604提供框架，在该框架中可以添加临时地板，虽然临时地板未在图6中显示。
图7是在示例性实施例中用于将履带式机器人装配件400(也被简称为“装 配件400”)加载到机身130中的工作台610的剖切图。为了减少杂乱，装配件 400未在本图中显示，而显示了临时地板701。装配件400将沿着履带路径722 和724移动穿过临时地板701。尽管履带路径722和724在图7中被显示为直线， 但在其他场景中履带路径722和724可以变化，在这些场景中，装配件改变其 在Y轴上的方位以对准期望位置用于经由其末端执行器执行工作。如图7所示， 临时地板701包括多个临时地板板材710。临时地板701覆盖搁栅604和梁架 602以提供光滑结构，履带式机器人装配件可以在该光滑结构上横穿。每个临时 地板板材710被适配/调整尺寸以便悬挂在搁栅604(每个搁栅604在Y方向上 横向延伸穿过机身130)与梁架602(每个梁架602在X方向上纵向延伸穿过机 身130)之间，同时还覆盖搁栅604和梁架602。此外，每个履带路径对应于/ 相交于一组地板板材710。因此，如图7所示，履带路径722对应于在机身130 左侧上的地板板材710的组723，而履带路径724对应于在机身130右侧上的地 板板材710的组725。
由于地板板材710自由地悬挂在梁架602和搁栅604之间/上方，并且没有 被固定地附连于梁架602和搁栅604(例如，为了确保临时地板701可以通过“落 入”而容易地安装并且可以被移除而不浪费大量人力)，则地板板材710能够在 X方向和/或Y方向上向后和向前滑动。这带来的问题是，使通过航位推测法(例 如，通过记录由装配件的每个履带所执行的回转数量)追踪在机身130内行进 的装配件的运动更困难。为了解决该问题，工作台610包括多个特征件，这些 特征件用于确保在机身130中行进的装配件的恰当定位和重新定位。第一组特 征件包括传感器622、624和626。传感器624被用于在装配件已完成移动之后追踪装配件400上的靶标(例如靶标450)，以便确定装配件400是否已到达预 期目的地。另外，传感器622-626被用于分析机身130上的靶标628。由于传感 器622-626相对于彼此占据已知的位置，则它们的输入可以被组合以便确定装配 件在机身130的坐标空间内的位置。当装配件400在机身130内运行时，这种 分析(例如，由在运动期间追踪靶标450的传感器624执行)可以帮助促进碰 撞避免。可以在工作台610处(或在其他位置)使用控制器640，以便执行与传 感器622-626有关的各种计算。第二组特征件包括靶标632和634(例如，反向反射式靶标、超声靶标等)。这些靶标632和634可以与装配件上的测距传感器 一起使用，以便向装配件提供指示装配件是否真正保持其预期取向的输入。
同时，除了为清楚起见省略了临时地板700而同时添加了装配件400之外， 图8是说明与图7所示视图相同的框图。在此实施例中，测距传感器442和444 随着装配件400向前移动而继续操作以获取测距数据。传感器442和444通过 朝向靶标632和634传送光束和/或声波(812，814)并经由这些光束和/或声波 的反射获取距离数据来实现此目标。该距离数据包括指示左测距传感器442与 左靶标632之间的距离的距离测量值DL以及指示右测距传感器444与右靶标 634之间的距离的距离测量值DR。如果装配件400在移动过程中改变其取向角 度(造成从一侧至另一侧的漂移或偏移)，则DL和DR的值将相对于彼此改变。 DL和DR之间的这些差值可以由装配件400在其行进期间(即在运动中时)分析， 以便探测其与装配件400的预期角度的偏差并纠正这些偏差(例如，通过相对 于装配件400的另一履带410以更长的时间段/更大的转数/不同的距离驱动一个 履带410)。在进一步的实施例中，通过以转向形式向前移动或以不同的转向形 式向后移动来纠正偏差。以此方式，控制器420反复地并且连续地确定左距离、 确定右距离、探测所确定距离的差值并且随着装配件继续朝向该位置而调整装 配件的取向。
除了上文描述的用于解决从装配件400的预期路径偏移的技术和系统，图 9-10还说明了示例性机械联锁机构900，该机械联锁机构900可以用于装配件的 履带路径中，以便确保当装配件在临时地板701上移动时地板板材不互相滑动。 在图9中，两个地板板材710沿着履带路径722定位。这些地板板材710经由 联锁机构900安装在一起，这些联锁机构900位于/靠近地板板材710的拐角712。 在进一步的实施例中，每个联锁机构900占据由四个独立的地板板材710的四 个相邻拐角构成的空间。如图10所示，每个联锁机构900位于地板板材710的 凹槽716中，以便确保联锁机构在安装时与地板板材710的表面718齐平。此 外，地板板材710包括插座/孔714(厚度/深度为T)，联锁机构的栓销910可以 安装(例如，落入、滑入或压入，以使临时地板能够快速且用较少工具安装) 在插座/孔714中。栓销910通过在机身130内结构性地联合各种地板板材710 来加强结构刚度。安装机械联锁机构900促使地板板材710抵抗纵向力和/或弯 曲。
将参考图11讨论关于机身130中的临时地板的准备的说明性细节。对于该 实施例，假设机身130的支撑构件212已经被装配到机体的支撑结构(“骨架”) 内，但是还没有紧固蒙皮210的任何部分。为了能够开始紧固操作，因此期望 的是在上部节段280中安装临时地板701并在下部节段290中安装临时地板702。 这确保了装配件400和500可以横穿机身130以便执行紧固操作。
图11是图示说明在示例性实施例中用于安装包含联锁的临时地板板材的临 时地板的方法1100的流程图。方法1100的步骤参考图1中的机身130来描述， 但本领域技术人员应理解的是方法1100可以在其他机械环境中进行执行。在此 描述的流程图的步骤不是完全包含的，而是可能包括其他未显示的步骤。在此 描述的步骤也可以以替换的顺序执行。
临时地板板材710被安装到机身130中(例如，通过将个体地板板材710 放置/悬挂在搁栅604和梁架602之间而不将地板板材710紧固到搁栅604或梁 架602)。由于地板板材710是临时的(例如，仅由其重量保持在适当位置上并 且不被紧固于搁栅604或梁架602)，因此当装配件(例如，几吨重的机器)在 地板板材710上行进时，地板板材710将会以在X和/或Y方向上的增加量在机 身130内滑动。这意味着地板板材710可能干扰装配件通过航位推测法确定其 行程(距离和轨迹)的能力。为了解决此问题，针对装配件(例如400、500) 识别履带路径，该装配件将在机身130的装配期间沿该履带路径行进穿过机身 130内的临时地板板材(步骤1104)。这可以例如通过控制器640或控制器520 分析指示装配件的操作的NC程序来执行。
在履带路径已知的情况下，识别与每个履带路径相对应的地板板材710(步 骤1106)。这可以通过确定当装配件根据NC程序运行时哪些地板板材710将在 履带(例如410、510)下方来执行。接下来，针对与不同履带路径相对应的每 组地板板材安装机械联锁机构900，以便将该组地板板材联合为刚体(步骤 1108)。这减少了当装配件移动穿过临时地板701时由地板板材710的滑移所引 起的平移误差量。
将参考图12讨论关于装配件(例如400、500)在制造环境300中的操作的 说明性细节。装配件400被首先设置于工作台610(步骤1202)。当装配件400 位于工作台610上时，左测距传感器442与工作台610的左靶标632对准(步 骤1204)，并且右测距传感器444与工作台610的右靶标634对准(步骤1206)。 使传感器442-444对准靶标632-634包含确保由传感器442-444发射的激光束(或 超声波)在被传感器442-444发射时击中靶标632-634。
在传感器已经对准后，控制器640可以经由靶标628使用度量法来确定机 身130的坐标空间，并且可以进一步在靶标450上使用度量法来确定工作台610 和装配件400在机身130内的位置。基于该信息，控制器640确定如何将装配 件400移动到机身130内的期望位置，以便(例如，通过执行一个或更多个紧 固操作)在机身130上执行工作。因此，控制器640向装配件400的控制器420 发送指令，以便引导装配件400从工作台610横穿至机身130内的期望位置(步 骤1208)。控制器420引导履带410如指令所指示的那样向前移动装配件400。作为该过程的一部分，当装配件400正在移动时，控制器420操作左传感器442 以确定至左靶标632的距离(步骤1210)，并且进一步操作右传感器444以确定 至右靶标634的距离(步骤1212)。
通过探测所测量的距离之间的差值(步骤1214)，控制器420可以确定装配 件400是否在向前移动时已经改变方向(例如，由于地板板材710已在履带410 下方滑移)。例如，如果传感器442-444起初被对准以使得它们与其各自的靶标 等距，接下来如果由传感器442测得的左距离变得小于由传感器444测得的右 距离，则表明装配件400左转。可替代地，如果传感器442-444起初未被对准在 与其各自的靶标的等距离处，则可以确定从每个传感器到其相应靶标的起始距 离。左距离与右距离之间的起始差值表示装配件400的直线取向(例如，直接 向前的取向)。如果该差值改变，则控制器420可以探测到装配件400在移动期间的取向变化，甚至不用知道该装配件在机身130的坐标空间内的确切方位。 这使控制器420能够参与装配件400的闭环控制，以确保装配件400遵循期望 的轨迹。因此，如果左距离与右距离之间的差值保持相同/恒定，则这意味着装 配件400在沿X轴向前/向后横穿。例如，如果装配件400正指向X轴方向并且 在预期横穿路径的中心线上，接下来如果从左传感器和右传感器测量的左距离 和右距离之间的差值保持恒定，则确保了装配件400沿着沿X轴的期望直线路 径横穿并且以该横穿路径的中心线为中心。简言之，控制器420可以调整装配 件400的运动方向(即与履带410指向的方向相对应的装配件400的方向)(步 骤1216)。
在进一步的实施例中，工作台610上的一个或更多个传感器(例如，传感 器624)可以在装配件400运动时追踪装配件400上的一个或更多个靶标450。 该追踪可以被控制器640使用以确定装配件400在机身130内的大致位置，以 便控制器640确定装配件400是否即将撞击机身130。在这些实例中，控制器 640可以指示装配件400在撞击机身130前停止。
示例
在以下示例中，附加的过程、系统和方法在系统的背景下被描述，该系统 引导可移动履带式机器人装配件的操作，该可移动履带式机器人装配件执行装 配飞行器机身的紧固操作。
图13说明了示例性实施例中用于协调装配件(例如，装配件400、装配件 500)在机身内的移动的具体方法。根据方法1300，通过使用度量法来分析置于 装配件400上的靶标450而确定装配件400(相对于工作台610)的当前方位和 取向/角度，控制器640开始操作。控制器640进一步确定装配件400在机身130 内的期望方位(例如，通过在靶标628上执行度量法并且识别装配件400在机 身130的坐标系中的位置)(步骤1302)。在已经识别装配件400的当前方位和 期望方位后，控制器640进行至为装配件400规划在机身130内的路径，该路 径将使装配件400到达将执行紧固操作以将蒙皮210紧固于支撑构件212的各 种方位(步骤1304)。接下来，控制器640例如通过测量左距离和右距离来校准 用于装配件400(例如，包含传感器442-444和靶标632-634)的测距传感器。 该过程可以涉及将位置从装配件400的坐标空间转化至机身130的坐标空间。 接下来，控制器640引导控制器420来激活测距传感器(步骤1308)，并且继续 根据所确定的路径移动装配件400，使装配件400停止在该路径上的每个限定的 位置以便执行紧固操作。
作为移动装配件400的一部分，控制器420继续使用测距传感器442-444 来确定从装配件400到工作台610的距离以及路径偏斜(例如，装配件400的 取向和/或方位相对于所限定的路径的变化)(步骤1310)。因此，控制器420可 能确定右距离小于左距离并且基于该差值识别出向右的角偏差，或者可能确定 左距离小于右距离并且基于该差值识别出向左的角偏差。控制器420继续进行 至基于对距离和路径偏斜的确定来操纵装配件400(步骤1312)。例如，如果装 配件400向左偏移，则控制器可以通过基于角度偏差指导装配件右转来操纵装 配件400向右以纠正误差。类似地，如果装配件400向右偏移，则控制器可以 通过基于角度偏差指导装配件左转来操纵装配件400向左以纠正误差。如果装 配件400已达到其期望方位(步骤1314)，则接下来继续进行至步骤1316。否 则，控制器420在每次进行步骤1312时重新操纵/移动装配件400。简言之，控 制器420探测由传感器442-444在装配件400移动时测量的距离之间的差值，并 且基于该差值重新定向装配件400，以便驱动装配件400至机身130内的新方位。
如果装配件400已经到达期望方位，则控制器420向控制器640报告成功 移动的完成(步骤1316)。接下来，控制器640可以操作位于工作台610处的传 感器624，以确认装配件400已经到达期望方位(步骤1318)。如果装配件400 已经成功地到达其期望方位，则装配件400可被用于在该位置处执行紧固操作。
可替代地，如果装配件400尚未到达其期望方位，则控制器640可以确定 装配件400已经停止移动，使用测距传感器624来识别装配件上的多个靶标450， 使用测距传感器622-626来识别机身130上的多个靶标628，比较装配件上的靶 标450和机身130上的靶标628来确定装配件400到期望位置的接近度，并且 基于该接近度指导装配件400重新定位。
指导装配件改变方位可以包含：引导装配件400回退，在回退的同时调整 角度，并且再一次朝向该位置移动以便调整装配件400的横向方位(即装配件 400沿着Y轴的方位)。可替代地，指导装配件400重新定位包含：引导装配件 400回退或向前移动以调整装配件400的纵向方位(即装配件400沿着X轴的 方位)。
图14是框图1400，其说明了示例性实施例中履带式机器人装配件1410在 机身内的运动的俯视图。当装配件1410如虚线1420所示继续前进时，从起点 (P1)到P2、P3和终点(PT)的取向角度改变。使用参考图12-13所描述的技术， 装配件1410的角度偏差可基于DL和DR被有益地纠正，以解决由位于装配件 1410之下的滑动的地板板材所引起的任何运动误差。如在此所示，由虚线1420 示出的路径是被夸大的并且仅用于说明性目的。
图15是框图，其说明了示例性实施例中包括机身1500内的履带式机器人 装配件1520的系统。如图15所示，装配件1520可以经由工作台1510进入机 身1500，并且可以使用传感器1524通过探测到靶标1514的距离来追踪装配件 1520的进程。装配件1520的操作由控制器1525控制，控制器1525操作传感器 1524并可以进一步操作履带1521以及臂1530。在该实施例中，每个臂1530包 括用于定位末端执行器1536的一个或更多个致动器1532和刚体1534。装配件 1520移动穿过包括多个地板板材1542的地板1540。沿着装配件1520的预期履 带路径的每个地板板材1542经由机械联锁机构1550附连于路径中的另一地板 板材1542。在该实施例中，每个机械联锁机构1550经由栓销1552附着于板材 1542。在沿该路径的移动完成之后，工作台1510可以利用来自传感器1512的 输入，以便确定装配件400在机身1500内的实际位置。
更具体地参考附图，本公开的实施例在图16中示出的飞行器制造和检修方 法1600以及图17中示出的飞行器1602的背景下进行描述。在预生产期间，示 例性方法1600可以包括飞行器1602的规格和设计1604以及材料采购1606。在 生产期间，进行飞行器1602的部件与子组件制造1608和系统集成1610。此后， 飞行器1602可以经历认证和交付1612以便投入使用1614。在由客户投入使用 中时，飞行器1602被安排进行例行维护和检修1616(这还可以包含修改、重新 配置、翻新等)。在此呈现的装置和方法可以被应用于生产和检修方法1600的 任意一个或更多个阶段(例如，规格和设计1604、材料采购1606、部件与子组 件制造1608、系统集成1610、认证和交付1612、投入使用1614、维护和检修1616)以及/或者飞行器1602的任意合适部件(例如，机体1618、系统1620、 内部1622、推进系统1624、电气系统1626、液压系统1628、环境系统1630)。
方法1600的每个过程可以由系统集成商、第三方和/或操作者(例如客户) 来执行或实施。为了本说明书的目的，系统集成商可以包括但不限于任何数量 的飞行器制造商和主系统分包商；第三方可以包括但不限于任何数量的卖家、 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、服务机 构等。
如图17所示，由示例性方法1600生产的飞行器1602可以包括具有内部1622 和多个系统1620的机体1618。高层级系统1620的示例包括推进系统1624、电 气系统1626、液压系统1628和环境系统1630中的一个或更多个。可以包括任 意数量的其他系统。尽管显示了航空示例，但本发明的原理可被用于其他产业， 比如汽车产业。
如上文已提及的，在此呈现的装置和方法可以在生产和检修方法1600的任 意一个或更多个阶段中被采用。例如，对应于生产阶段1608的部件或子组件可 以以与当飞行器1602投入使用时生产的部件或子组件相似的方式来加工或制 造。此外，设备实施例、方法实施例或其组合中的一个或更多个可以例如通过 充分加快飞行器1602的装配或者降低飞行器1602的成本在生产阶段1608和 1610中使用。相似地，设备实施例、方法实施例或其组合中的一个或更多个可 以在飞行器1602投入使用时被采用，例如并且不限于用于维护和检修1616。例 如，在此描述的技术和系统可以被用于步骤1606、1608、1610、1614和/或1616， 并且/或者可以被用于机体1618和/或内部1622。这些技术和系统甚至可以被用 于系统1620，系统1620包括例如推进系统1624、电气系统1626、液压系统1628 和/或环境系统1630。
在一个实施例中，装配件400行驶穿过临时地板701以便在部件与子组件 制造1608期间装配机体1618的一部分。这些部分可接下来在系统集成1610中 被装配成飞行器，并且接下来被用于投入使用1614。
显示在附图中或在此描述的各种控制元件(例如，电气部件或电子部件) 中的任一种可以被实现为硬件、实现软件的处理器、实现固件的处理器或者其 某种组合。例如，元件可以被实现为专用硬件。专用硬件元件可以被称为“处 理器”、“控制器”或一些类似的术语。当由处理器提供功能时，这些功能可以 由单个专用处理器提供，由单个共享处理器提供，或者由多个独立处理器提供， 该独立处理器中的一些可能被共享。此外，术语“处理器”或“控制器”的明 确使用不应被解释为特指能够执行软件的硬件，而是可以暗含地包括并不限于 数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)或其他电 路系统、现场可编程门阵列(FPGA)、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随 机存取存储器(RAM)、非易失性存储装置、逻辑电路或一些其他物理硬件部件 或模块。
此外，控制元件可以被实现为指令，所述指令可由处理器或者计算机来执 行以实施该元件的功能。指令的一些示例是软件、程序代码和固件。当被处理 器执行时，这些指令可操作以引导处理器来实施该元件的功能。指令可以被存 储在由处理器可读取的存储设备中。存储设备的一些示例是数字或固态存储器、 诸如磁盘和磁带的磁存储介质、硬盘驱动器或光学可读数字数据存储介质。
因此，总之，根据本发明的第一方面提供：
A1.一种方法，其包含：
设置可移动机器人装配件邻近正在装配的飞行器机身(1202)；
使装配件的左测距传感器对准左靶标(1204)；
使装配件的右测距传感器对准右靶标(1206)；
引导装配件横穿至飞行器机身内的位置，在所述位置处，装配件上的机器 人将在机身上执行工作(1208)；
在装配件移动时确定左测距传感器与左靶标之间的距离(1210)；
在装配件移动时确定右测距传感器与右靶标之间的距离(1212)；
探测所确定的距离之间的差值(1214)；并且
基于所述差值调整装配件的运动方向(1216)。
A2.也提供了根据段落A1所述的方法，其进一步包含：
确定左距离小于右距离；
基于差值识别装配件的向左角度偏差；并且
基于该角度偏差指导装配件右转(1312)。
A3.也提供了根据段落A1所述的方法，其进一步包含：
确定右距离小于左距离；
基于差值识别装配件的向右角度偏差；并且
基于该角度偏差指导装配件左转(1312)。
A4.也提供了根据段落A1所述的方法，其中：
装配件包括多个履带(410)，并且
调整装配件的运动方向包含通过相比另一履带以更大的回转数量驱动一个 履带来操纵装配件。
A5.也提供了根据段落A1所述的方法，其进一步包含：
反复地确定左距离、确定右距离、探测所确定距离的差值以及随着装配件 继续朝向该位置而调整装配件的运动方向。
A6.也提供了根据段落A1所述的方法，其进一步包含：
确定装配件已经停止移动；
使用与装配件分离的附加测距传感器(624)来识别装配件上的多个靶标 (450)；
使用该附加测距传感器来识别机身上的多个靶标(628)；
比较装配件上的靶标和机身上的靶标，以确定装配件到机身内的位置的接 近度；以及
基于该接近度指导装配件重新定位。
A7.也提供了根据段落A6所述的方法，其中：
指导装配件重新定位包含：引导装配件回退，在回退时调整角度，并再次 朝向所述位置移动，以便调整装配件的横向位置。
A8.也提供了，根据段落A6所述的方法，其中：
指导装配件重新定位包含：引导装配件回退或向前移动，以便调整装配件 的纵向位置。
A9.也提供了，根据段落A1所述的方法，其中：
设置装配件包含：将装配件设置在包括左靶标和右靶标的工作台(610)上。
根据本发明的另一方面，提供：
B1.一种系统，包含：
正在装配的飞行器(100)的机身(130)；
临时地板(701)，其包含多个地板板材(710)，多个地板板材(710)覆盖 机身的搁栅(604)和梁架(602)并且经由机械联锁机构(900)彼此耦接；
工作台(610)，其包括反射式靶标(632，634)；以及
装配件(400)，其被设置在工作台上并且在机身上执行操作，该装配件包 含：
多个测距传感器(442，444)，其中每个测距传感器测量至工作台处的 相应靶标(632，634)的距离；以及
控制器(640)，其探测由传感器在装配件移动时测量的距离之间的差 值，并且基于该差值改变装配件的运动方向，以便驱动装配件至机身内的新位 置。
B2.根据段落B1所述的系统，其中：
该控制器确定左测距传感器与相应靶标之间的距离小于右测距传感器与相 应靶标之间的距离，并且操纵装配件向右。
B3.根据段落B1所述的系统，其中：
该控制器确定右测距传感器与相应靶标之间的距离小于左测距传感器与相 应靶标之间的距离，并且操纵装配件向左。
B4.根据段落B1所述的系统，其中：
该控制器在装配件移动时反复地探测距离的差值并且操纵装配件。
C1.一种方法，包含：
将临时地板板材安装到正在装配的飞行器的机身中(1102)；
识别履带式机器人装配件将在机身装配期间行进穿过机身内的临时地板板 材所经过的路径(1104)；
识别与每个路径相对应的一组地板板材(1106)；并且
针对每组地板板材，安装机械联锁机构，该机械联锁机构将多组地板板材 在结构上联合为沿着所识别的路径的刚体(1108)。
C2.也提供了根据段落C1所述的方法，其中：
安装机械联锁机构将机械联锁机构放置在地板板材的凹槽(716)中，使得 机械联锁机构与由地板板材定义的表面(718)齐平。
C3.也提供了根据段落C1所述的方法，其进一步包含：
滑动被安装在机械联锁机构上的栓销(910)进入地板板材中的接收孔 (714)。
C4.也提供了根据段落C1所述的方法，其中：
安装机械联锁机构将促使地板板材抵抗纵向力。
C5.也提供了根据段落C1所述的方法，其中：
安装机械联锁机构将邻近于地板板材的拐角(712)放置机械联锁机构。
D1.一种包含编程指令的非暂态计算机可读介质，所述编程指令在被处理 器执行时可操作以实施调整在飞行器机身内操作的履带式机器人装配件的方位 的方法，该方法包括：
测量装配件上的传感器与装配件外部的相应靶标之间的距离(1210，1212)；
探测由传感器测量的距离之间的差值(1214)；并且
基于该距离差值操纵装配件(1216)。
D2.根据段落D1所述的介质，其中所述方法进一步包含：
确定装配件上的左测距传感器与相应靶标之间的距离小于装配件上的右测 距传感器与相应靶标之间的距离；并且
响应于该确定，操纵装配件向右。
D3.根据段落D1所述的介质，其中所述方法进一步包含：
确定装配件上的右测距传感器与相应靶标之间的距离小于装配件上的左测 距传感器与相应靶标之间的距离；并且
响应于该确定，操纵装配件向左。
尽管本文描述了具体实施例，但本公开的范围不限于这些具体实施例。本 公开的范围由随附的权利要求及其任何等同物限定。

Claims (13)

1.一种方法，其包含：
设置可移动机器人装配件邻近正在装配的飞行器的机身(1202)；
使所述装配件的左测距传感器对准左靶标(1204)；
使所述装配件的右测距传感器对准右靶标(1206)；
引导所述装配件横穿至所述飞行器机身内的位置，在所述位置处，所述装配件上的机器人将在所述机身上执行工作(1208)；
在所述装配件移动时确定所述左测距传感器与所述左靶标之间的左距离(1210)；
在所述装配件移动时确定所述右测距传感器与所述右靶标之间的右距离(1212)；
探测所确定的距离之间的差值(1214)；以及
基于所述差值调整所述装配件的运动方向(1216)。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含：
确定所述左距离小于所述右距离；
基于所述差值识别所述装配件的向左角度偏差；并且
基于所述角度偏差指导所述装配件右转(1312)。
3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含：
确定所述右距离小于所述左距离；
基于所述差值识别所述装配件的向右角度偏差；并且
基于所述角度偏差指导所述装配件左转(1312)。
4.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述装配件包括多个履带(410)，并且
调整所述装配件的运动方向包含通过相比另一履带以更大的回转数量驱动一个履带来操纵所述装配件。
5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含：
反复地确定所述左距离、确定所述右距离、探测所确定距离的差值以及随着所述装配件继续朝向所述位置而调整所述装配件的所述运动方向。
6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含：
确定所述装配件已经停止移动；
使用与所述装配件分离的附加测距传感器(624)来识别所述装配件上的多个靶标(450)；
使用所述附加测距传感器来识别所述机身上的多个靶标(628)；
比较所述装配件上的所述靶标和所述机身上的所述靶标，以确定所述装配件到所述机身内的所述位置的接近度；以及
基于所述接近度指导所述装配件重新定位。
7.根据权利要求6所述的方法，其中：
指导所述装配件重新定位包含：引导所述装配件回退，在回退时调整角度，并再次朝向所述位置移动，以便调整所述装配件的横向位置。
8.根据权利要求6所述的方法，其中：
指导所述装配件重新定位包含：引导所述装配件回退或向前移动，以便调整所述装配件的纵向位置。
9.根据权利要求1所述的方法，其中：
设置所述装配件包含：将所述装配件设置在包括所述左靶标和所述右靶标的工作台(610)上。
10.一种系统，其包含：
正在装配的飞行器(100)的机身(130)；
临时地板(701)，其包含多个地板板材(710)，所述多个地板板材(710)覆盖所述机身的搁栅(604)和梁架(602)并且经由机械联锁机构(900)彼此耦接；
工作台(610)，其包括反射式靶标(632，634)；以及
装配件(400)，其被设置在所述工作台上并且在所述机身上执行操作，所述装配件包含：
多个测距传感器(442，444)，其中每个测距传感器测量至所述工作台处的相应靶标(632，634)的距离；以及
控制器(640)，其探测由所述传感器在所述装配件移动时测量的所述距离之间的差值，并且基于所述差值改变所述装配件的运动方向，以便驱动所述装配件至所述机身内的新位置。
11.根据权利要求10所述的系统，其中：
所述控制器确定左测距传感器与相应靶标之间的距离小于右测距传感器与相应靶标之间的距离，并且操纵所述装配件向右。
12.根据权利要求10所述的系统，其中：
所述控制器确定右测距传感器与相应靶标之间的距离小于左测距传感器与相应靶标之间的距离，并且操纵所述装配件向左。
13.根据权利要求10所述的系统，其中：
所述控制器在所述装配件移动时反复地探测所述距离的差值并且操纵所述装配件。
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