CN109466793B - 用于飞行器结构的移动式自动架空组装工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于飞行器结构的移动式自动架空组装工具。一种用于在结构(106)的工作表面(116)上执行操作(111)的设备和方法。所述设备可包括运动平台(122)和架空支撑系统(118)。所述运动平台(122)可构造成定位在结构(106)的工作表面(116)之上，以在所述工作表面(116)上执行操作(111)。所述架空支撑系统(118)可构造成为在制造环境(100)的地板(107)上将所述运动平台(122)从第一位置(117)运送到第二位置(121)。

Description

用于飞行器结构的移动式自动架空组装工具

本发明是申请号为201510217407.4、申请日为2015年4月30日、发明名称为“用于飞行器结构的移动式自动架空组装工具”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开大体上涉及飞行器，具体地，涉及飞行器结构的制造。更加具体地，本公开涉及利用自动化工具系统在飞行器结构上执行操作的方法和设备。

背景技术

可制造和组装各种零部件来形成飞行器的各种飞行器结构。例如，但不限于，可将肋材、桁条和翼梁组装在一起形成飞行器机翼的机翼结构。然后可将蒙皮面板放置并固定在机翼结构上，从而形成机翼。

例如，对飞行器结构的组装可包括(但不限于)在多个零部件上钻一个或多个孔，将紧固件穿过这些孔安装，从而将零部件相互固定。操作者可利用手动工具执行一些这样的操作。

为了满足人工操作者的人体工程学要求，现有的解决方案要求在飞行器结构处于竖直取向时完成组装。例如，在组装机翼时，当前采用的一些系统应使机翼呈如下取向：后缘向下、前缘向上。人工操作者在地面上绕机翼移动，或者采用工作平台来组装机翼。

一旦在飞行器结构的某一部分上执行完操作之后，必须重新定向飞行器结构，或者将其在多个位置之间移动。这一过程可能会涉及到从将飞行器结构保持就位的固定装置卸下飞行器结构、在多个位置之间移动飞行器结构、以及将飞行器结构重新连接到另一组不同固定装置上。在一些情况下，可能要翻转飞行器结构，以便人工操作者能触及到飞行器结构的另一侧。

这样的组装过程会花费太多的时间，或者要利用过多的资源。例如，卸下、移动和重新连接飞行器结构所花费的时间大大地降低了生产设施的生产率。此外，即使是组装单个飞行器结构也要花费大量的劳力，从而增加了生产成本。

这样的组装过程还会占用过大的空间。例如，将飞行器结构移动到生产设施，以及旋转、倾斜、展开、移动、升高或降低或倾斜飞行器结构所需的空间极大地降低了生产设施的空间使用率。作为另一实例，在安装或改造大结构时，空间可能不够大，从而难以进行制造。

其他的一些现有方法会采用自动系统来组装飞行器结构。然而，一些这样的自动系统尺寸会过大，重量会过重。在其他一些情况下，这些自动系统可采用通过螺栓固定至生产设施地面上的机器人装置。这些自动系统的尺寸、重量及其不可移动性会降低生产设施的灵活性和重构性。因此，飞行器结构的组装会花费过多的时间，或者其成本会过高。因此，就飞行器结构的组装而言，需要有一种能提供高效率、高生产率过程的方法和设备。

发明内容

在一示例性实施方式中，一种设备可包括运动平台和架空支撑系统。该运动平台可构造成定位在结构的工作表面之上，以在所述工作表面上执行操作。该架空支撑系统可构造成在制造环境的地板上将所述运动平台从第一位置运送到第二位置。

在另一示例性实施方式中提供一种方法。可使用架空支撑系统在制造环境的地板上将运动平台从第一位置运送到第二位置。可将所述运动平台定位在结构的工作表面之上，以在所述工作表面上执行操作。

在另一示例性实施例中，一种用于安装紧固件的组装系统包括六角体和龙门架系统。该六角体可构造成定位在结构的上蒙皮面板上方，以将所述紧固件安装在所述上蒙皮面板内。该龙门架系统可构造成在制造环境的地板上从第一位置被驱动到第二位置。

在另一示例性实施方式中提供一种用于安装紧固件的方法。可利用运动系统在制造环境的地板上将承载着六角体的龙门架系统从第一位置驱动到第二位置。可移动地将所述六角体定位在结构的上蒙皮面板上方，以在上蒙皮面板上执行操作。

在另一示例性实施方式中，提供一种用于将工具定位在表面上的方法。可利用第一运动系统相对于所述表面移动所述工具，以将所述工具大致定位在所述表面上的所选区域内。可利用第二运动系统使所述工具相对于所述表面以至少一个自由度运动，从而将所述工具精确定位在所述表面上的所选区域内的所选位置处。

在另一示例性实施方式中，提供一种用于将工具定位在表面上的方法。可利用第一运动系统相对于所述表面移动所述工具，以将所述工具大致定位在所述表面上的所选区域内。可利用第二运动系统使所述工具相对于所述表面以至少一个自由度的运动，从而将所述工具精确定位在所述表面上的所选区域内的所选位置处。可利用第三运动系统将与所述工具相关联的用于在所选位置执行操作的元件对准所选位置。

上述特征和功能可以在本公开的各个实施方式中独立地实现，或者可以在另一实施方式中进行组合，其中更多的细节可以参考如下的说明和附图而得知。

附图说明

所附权利要求描述了示例性实施方式的新特征。然而，从以下结合附图对本公开示例性实施方式的描述中将更好地理解示例性实施方式、其最佳实施例、及其目的和特征，附图中：

图1为根据示例性实施方式的制造环境的示意性框图；

图2为根据示例性实施方式的制造环境的示意图；

图3为根据示例性实施方式的架空组装系统的示意图；

图4为根据示例性实施方式的六角体示意图；

图5为根据示例性实施方式的末端执行器以及工具组的示意图；

图6为根据示例性实施方式的六角体的仰视示意图；

图7为根据示例性实施方式的工具管理系统的示意图；

图8至图16为根据示例性实施方式的架空组装系统的示意图，该架空组装系统定位在上蒙皮面板的工作表面上并且在该工作表面上执行操作；

图17为根据示例性实施方式的具有两个架空组装系统的制造环境的示意图；

图18为根据示例性实施方式的两个架空组装系统的俯视图，这两个架空组装系统在面板的工作表面上协同工作；

图19至图24为根据示例性实施方式的架空组装系统的替代实施方式的示意图；

图25为根据示例性实施方式相对于某一结构定位架空组装系统以执行操作的流程图；

图26为更加详细示出了根据示例性实施方式定位架空组装系统以执行操作的方法的流程的示意图；

图27为示出了根据示例性实施方式将紧固件安装在面板工作表面上的过程的流程图；

图28为以框图的方式示出了根据示例性实施方式的飞行器制造和维护方法的示意图；

图29为以框图的方式示出了其中实施了根据示例性实施方式的飞行器的示意图。

具体实施方式

示例性实施方式认识到并考虑到了一种或多种情形。例如，但是不限于，示例性实施方式考虑了，在飞行器结构处于水平取向的情况下执行飞行器结构的制造操作是有利的。具体地，示例性实施方式考虑了，有利的是自动装置能在飞行器结构在生产设施内移动时从飞行器结构上方执行钻进、测量、检测和紧固操作。

示例性设施方式还考虑到了，有利的是在不使用固定的柱状固定装置的情况下从飞行器结构上方执行制造操作。在本示例性实施例中，“固定的柱状固定装置”构造成不能从制造设施内的一个地点移动到另一地点。例如，但是不限于，这些固定的柱状固定装置可包括通过螺栓固定到设施地板上的机器人装置、固定的龙门系统、或其他的结构。固定的柱状固定装置会降低在制造设施内的灵活性、占用过大的空间，而且不利于接近飞行器结构。而且，固定的柱状装置在制造、改造或维修方面的费用都过高。

示例性实施方式还考虑到了，有利的是自动装置能在飞行器结构上方前后快速移动，以从上方执行操作。例如，示例性实施方式考虑了，有利的是架空支撑系统能承载自动装置，且能在制造环境内自动移动。

因此，示例性实施方式可提供用于从上方在结构的工作表面上执行操作的方法和设备。该设备可包括运动平台和架空支撑系统。该运动平台可构成为定位在结构的工作表面之上，以在工作表面上执行操作。该架空支撑系统可构成为在制造环境的地板上将该运动平台从第一位置运送到第二位置。

现在参照图1，其示出了根据示例性实施方式的制造环境的框图。在示出的该实施例中，在制造环境100中，可采用架空组装系统102将紧固件104安装在结构106中。制造环境100可以具有地板107和位于地板107上方的顶板109。

如图所示，制造环境100可包括结构106、自主工具系统177以及系统支撑架108。在该示例性实施例中，结构106可以是飞行器110中的物件。例如，但是非限定的是，结构106可结合在机翼、机身、水平稳定器、门、壳体、发动机以及其他合适结构中的至少一个结构中。

在该示例性实施例中，结构106可以是飞行器110中的机翼114的面板112的形式。在该示例性实施例中，面板112可以是蒙皮面板115。例如，面板112可以是机翼114的上蒙皮面板105。在其他的示例性实施例中，面板112可以是飞行器110的垂直稳定翼的蒙皮面板。面板112可以具有工作表面116。

在所示的实施例中，自主工具系统177可构成为在面板112上执行操作111。在该示例性实施例中，操作111可指组装操作。例如，架空组装系统102可构成为执行以下操作中的至少一项：钻进操作、紧固操作、检测操作、测量操作、清洁操作、密封操作、数据采集操作或其他合适类型的操作111。

如在本文所使用的那样，术语“其中的至少一个”在与一系列项目联用是，其表示所列项目中的一项或多项可组合在一起使用，且可能仅仅需要所列项目中的一项。项目可以是具体的物件、事物或者是类别。换言之，“其中的至少一个”指的是可以从列表中使用的项目的任何组合或一些项目的组合，但是并非需要所列项目中的所有项目。

例如，“项目A、项目B以及项目C中的至少一个”可指：项目A；项目A和项目B；项目B；项目A、项目B以及项目C；或者项目B以及项目C。例如，但是非限定性的是，在一些情况下，“项目A、项目B以及项目C中的至少一个”可指：两个项目A，一个项目B以及10个项目C；四个项目B以及7个项目C；或者其他合适的组合。

在该示例性实施例中，自主工具系统177可以呈架空组装系统102的形式。这样，架空组装系统102可指自动工具或自主工具系统。在一示例性实施例中，架空组装系统102可构成为将紧固件104安装在面板112的工作表面116内。

架空组装系统102可包括多个部件。如这里所使用的，“多个”项目可以是一个或更多个项目。在该示例性实施例中，多个部件可以是一个或多个部件。架空组装系统102中的各部件可在至少一个至六个自由度上运动。例如，各部件可在至少一个平移自由度上运动，或者在至少一个旋转自由度上运动，但是可具有三个平移自由度和/或具有三个旋转自由度。在一些示例中，各部件可独立于架空组装系统102中的其他部件在至少一个自由度上运动。

可基于全局坐标系统101和飞机坐标系统103中的至少一个坐标系统来定位和放置架空组装系统102。全局坐标系统101可以是用于制造环境100的参照坐标系统。

飞机坐标系统103可表示其中可将飞机零部件定位在三维空间内的参考坐标系统。飞机坐标系统103可基于飞行器110中的原点或参考点。通过采用全局坐标系统101和飞机坐标系统103中的至少一个坐标系统，可相对于制造环境100中的结构大致且精确地定位架空组装系统102以及架空组装系统102中的部件。如所示的那样，架空组装系统102可包括架空支撑系统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以及供电系统129。

在该示例性实施例中，架空支撑系统118可以为承载运动平台122的机械装置。架空支撑系统118可以构成为绕制造环境100运动。

在该示例性实施例中，架空支撑系统118以及与架空支撑系统118相关联的部件并非固定在某一位置。相反地，整个架空支撑系统118可相对于制造环境100的地板107和顶板109运动。例如，但是非限定性的是，架空支撑系统118可利用第一运动系统119在制造环境100的地板107上从第一位置117运动到第二位置121。

在所示的该实施例中，架空支撑系统118可以是可驱动的装置。如本文所使用的那样，“可驱动的”项目可以是能通过运动或引导而驱动到不同位置的项目。驱动一项目可包括通过以至少一个平移自由度平移项目或者以至少一个转动自由度旋转项目中的至少一种来使项目运动。此外，驱动一项目可包括使得所述项目以及构成该项目的所有部件作为一个整体运动。可驱动的项目能自动驱动到不同位置。换言之，该项目具有自动或半自动的驱动能力，以相对于制造环境100中的地板107和/或顶板109将其整体从一个位置移动到另一位置。

在其他情况下，可驱动的项目可由其他的系统来驱动。例如，但是非限定性的是，可由控制器、运动系统、人工操作者、或其他类型的装置或操作者来驱动一项目。这样，可驱动的项目可以是电驱动的、机械驱动的、电机械驱动的、人工驱动的或者通过其他方式加以驱动。在该示例性实施例中，可在控制器128、系统控制器166、人工操作者188、其他装置或其组合的控制下利用第一运动系统119在制造环境100中的地板107上驱动架空支撑系统118。

如所示的那样，第一运动系统119可以与架空支撑系统118物理地关联。可以认为诸如第一运动系统119的第一部件通过以下方式与诸如架空支撑系统118的第二部件物理地关联：第一部件固定至第二部件、结合至第二部件、安装至第二部件、焊接至第二部件、紧固至第二部件、或者以其他合适的方式连接至第二部件，或者其组合。第一部件也可利用第三部件连接至第二部件。此外，第一部件通过形成为第二部件的一部分、形成为第二部件的延展部、或其组合，可认为是与第二部件相关联。

在所示的实施例中，第一运动系统119可包括多个部件，这些部件构成为使架空支撑系统118从第一位置117运动到第二位置121。例如，第一运动系统119可包括附接至架空支撑系统118的角部的轮子、履带系统、滑轮、吊车，或其他合适的运动装置。

在该示例性实施例中，第一位置117和/或第二位置121可以是用于架空支撑系统118的收纳位置、在结构106的面板112上执行操作111的位置、或者在另一结构上执行操作111的位置，或其组合。例如，第一运动系统119可以构成为使承载运动平台122的架空支撑系统118沿着结构106的长度113往复运动，从而在工作表面116上执行操作111。

在一些示例性实施例中，第一位置117或者第二位置121可以是制造环境100外部的位置。在本示例性实施例中，第一运动系统119可设计成以期望的方式在第一位置117和第二位置121之间移动架空支撑系统118。

第一运动系统119可朝向上方、朝向下方，或者沿着架空支撑系统118取向。在一示例性实施例中，架空支撑系统118可安装至顶板109。在此情况下，架空支撑系统118可直接或间接地安装至顶板109，并可利用第一运动系统119相对于顶板109运动。

在另一示例性实施例中，架空支撑系统118可呈具有横梁125以及竖直支撑结构13的龙门架系统123的形式。在此情况下，第一运动系统119可驱动承载着运动平台122的龙门架系统123在制造环境100的地板107上运动到第二位置121。

在一示例性实施例中，第一运动系统119可包括可收回轮131。可收回该可收回轮131，从而在架空支撑系统118到达第二位置121之后，使其降低至地板107。使架空支撑系统118降低到制造环境100的地板107可提高在安装紧固件104期间架空组装系统102的稳定性。具体地，将架空支撑系统118降低至地板107可暂时地安置架空支撑件。

将紧固件104安装完毕后，可伸出可收回轮131，从而将架空支撑系统118抬离地板107，并在制造环境100的地板107上将架空支撑系统118从第一位置117移动到第二位置121。在将架空支撑系统118安装至顶板109时，可采用其他类型的稳定机构。

在所示的该实施例中，第一运动系统119可包括万向轮133。所述万向轮133使得架空支撑系统118可实现全方位运动。换言之，万向轮133可使架空支撑系统118前后运动，以及从一侧到另一侧运动。一旦将架空支撑系统118置于第二位置121，则可采用运动平台122相对于结构106的工作表面116将末端执行器120定位在期望的位置。

在一些示例性实施例中，万向轮133还可以是可收回的，或者可将其锁定以基本上防止架空支撑系统118进行不期望的运动。在其他一些示例性实施例中，第一运动系统119可包括全约束轮、其他类型的全方位轮、滚轮、其他合适的运动装置，或者其组合。

如所示的那样，末端执行器120可以是供工具组132附接至其上的装置。具体地，末端执行器120可构造成保持工具组132。可采用工具组132来将紧固件104安装在面板112内。

如这里所使用的那样，“一组”项目可以是一个或多个项目。在该示例性实施例中，工具组132可以是一个或多个工具。在工具组132包括两个以上的工具时，所述工具也可称为一组工具、多个工具，或仅仅是“工具”，以此类推。

在该示例性实施例中，运动平台122可以是构造成相对于面板112的工作表面116上的位置135将工具组132定位在末端执行器120上，从而安装紧固件104的装置。具体而言，运动平台122可以构造成垂直于位置135处的工作表面116而将工具组132定位在末端执行器120上。

在所示的该实施例中，运动平台122相对于位置135精确地定位末端执行器120。位置135可以是用于紧固件104的钻孔134的期望位置。

在垂直于工作表面116上的位置135定位工具组132时，可以通过有利的方式安装紧固件104。例如，垂直于位置135处的工作表面116定位工具组132，可使工具组132在位置135中心处钻出孔134。

这样，在将紧固件104插入到孔134内时，钻孔134就为紧固件104提供良好的对准。在另一示例性实施例中，垂直于位置135处的工作表面116定位工具组132，可允许工具组132钻出孔134，而不在面板112内形成翘曲、脱层、或其他超公差的不一致性。

在其他示例性实施例中，工具组132的定位可不垂直于位置135处的工作表面116。相反地，可以以各种角度定位工具组132，从而以有利的方式安装紧固件104。

在所示的该实施例中，运动平台122可以为各种形式。在该示例性实施例中，运动平台122呈六角体(hexapod)141的形式。在其他的示例性实施例中，运动平台122可以呈轻质串行机器人、关节式机器人、Stewart平台的形式，或者为其他合适类型的运动平台。

运动平台122可为末端执行器120提供多个运动自由度139。在一示例性实施例中，自由度139可以指末端执行器120沿着三维空间的运动。例如，运动平台122可构成为向末端执行器120提供7个自由度139。

如所示的那样，第二运动系统124可与运动平台122相关联。第二运动系统124可包括多个部件，这些部件构成为使运动平台122沿着竖直轴线136朝向面板112的工作表面116运动。

在该示例性实施例中，竖直轴线136可以是大体上垂直于地板107的轴线。在一些情况下，竖直轴线136可以垂直于位置135处的工作表面116。在此情况下，轴线137以及竖直轴线136可以相同。在运动平台122运动时，末端执行器120上的工具组132可沿着竖直轴线136运动。

在该示例性实施例中，工具组132可包括多个不同类型的工具。在本示例性实施例中，工具组132可包括传感器系统138、钻进系统140、检测系统142、以及紧固件安装器144。

在一示例性实施例中，工具组132可定位在末端执行器120上的往复台146上。该往复台146可保持工具组132，并移动工具组132。

往复台146可构造成沿着导轨系统147移动工具组132。举例来说，往复台146可利用导轨系统147相对于面板112的工作表面116往复移动工具组132。

如图所示，传感器系统138可包括各种传感器系统，这些传感器系统构造成识别工作表面116、末端执行器120相对于工作表面116上的位置135的位置148、或者面板112的工作表面116上的用于紧固件104的钻孔134的位置125中的至少一个。例如，但是非限定性的是，传感器系统138可包括相机、近程传感器、磁透蒙皮传感器，或一些其他类型的合适传感器。

采用第一运动系统119和第二运动系统124中的至少一个之后，可利用传感器系统138来确认末端执行器120的位置148。在本示例性实施例中，位置148可包括末端执行器120相对于面板112的工作表面116的位置和/或取向。

在一些示例性实施例中，传感器系统138可构成为基于工作表面116的指示特征150识别末端执行器120相对于工作表面116上的位置135的位置148。指示特征150可以是在工作表面116上预先设定的参照点。指示特征150可以为磁体、传感器、图像指示器、射频识别标示、目标靶中的至少一种，或者是其他一些合适类型的指示特征。末端执行器120可基于指示特征150的位置148沿着工作表面116运动。指示特征150还可用来识别工作表面116内的钻孔134的位置。

在其他一些示例性实施例中，传感器系统138可与系统支持108内的测量系统152通信，以识别末端执行器120的位置148。在本示例性实施例中，测量系统152可以是一个或多个测量装置。

具有测量系统152的系统支持108可构造成支持架空组装系统102的操作。具体而言，系统支持108可提供导航、设施、位置信息、任务分配，以及其他一些类型的合适资源。

举例来说，系统支持108可为架空组装系统102提供导航。另一个示例为，测量系统152可构造成为对结构106进行测量。在一些情况下，系统支持108可为架空组装系统102提供电力、空气、液压液、水、真空，或者其他一些设施。此外，系统支持108还可构造成为向制造环境100内的其他各种装置提供这些资源。

在本示例性实施例中，末端执行器120可连接有压力脚151。该压力脚151可以是压力感测装置。压力脚151可以是末端执行器120的与面板112的工作表面116接触的第一部分。

在本示例性实施例中，压力脚151可构成为识别压力脚151与工作表面116之间的接触力153。接触力153可以是由末端执行器120施加到工作表面116上的力的量。

压力脚151可利用测压元件或其他类型的载荷传感器感测接触力153。对接触力153进行显示，有利于降低损坏工作表面116和末端执行器120中的至少一个或二者的风险。

在一些情况下，可手动或自动地卸下和更换压力脚151，以优化相对于面板112的接触面积。例如，压力脚151可与具有不同直径、形状或其他特征的压力脚互换。在一些示例性实施例中，可将压力脚151设计成在与工作表面116不利地碰触后自行安全地破裂，以避免破坏面板112和/或架空组装系统102内的部件。

在本示例性实施例中，需要有利的接触力153。例如，在安装紧固件104之前，可利用接触力153来将面板112夹持到用于面板112的基底上。举例来说，可能需要将面板112压靠在肋、杆或者负载装配件上，以正确地安装紧固件104。

一旦将末端执行器120和工具组132安装在合适位置之后，架空组装系统102即可在面板112的工作表面116的位置135钻出孔134。在本示例性实施例中，架空组装系统102可利用钻进系统140在工作表面116的位置135处钻出孔134。

钻进系统140可构成为在工作表面116上的位置135处钻出不同类型的孔。例如，但是非限定性的是，孔134可以为筒形孔、锥形孔、埋头孔、沉孔、平面孔、盲孔，或其他类型的孔。

钻进系统140可包括主轴154和进给轴156。在本示例性实施例中，主轴154可包括被构造成旋转以钻出孔134的多个机械零件。作为示例，主轴154可包括位于其端部的钻头。主轴154可使钻头旋转，从而以期望的方式钻出具有深度155和直径158的孔134。在另一实施例中，主轴154可使切割器旋转。可利用液力、气动力、电力或其他一些能源来操作主轴154。

在一些情况下，可根据孔134的需要更换主轴154内的机械零件。例如，可更换主轴154上的钻头，以改变孔134的深度155和直径158中的至少一者。例如，可采用更细的钻头来减小孔134的直径158。在其他一些示例性实施例中，可采用更长的切割器来增加孔134的深度155。

如图所示，进给轴156可以是在位置135处与工作表面116垂直的轴。进给轴156可包括构成为使主轴154在位置135处相对于工作表面116运动从而钻出孔134的各种机械零件。例如，但是非限定性的是，进给轴156可包括平台、导轨系统、测压元件、滚珠轴承，或其它一些机械零件。进给轴156可使得主轴154朝向位置135运动，从而钻出孔134。在形成孔134之后，进给轴156可使主轴154沿着相反的方向运动。

在钻出孔134之后，架空组装系统102可对孔134进行检测。架空组装系统102可采用检测系统142来对孔134进行检测。检测系统142可检测孔134的深度155和直径158中的至少一者。检测系统142可利用孔探针160检测孔134的直径158。

在该示例性实施例中，孔探针160可以是构成为测量孔134的直径158的细长装置。在一些示例性实施例中，孔探针160可插入到孔134内，从而确定孔134是否具有期望的直径。根据所形成的孔134的种类，可采用检测系统142来检测孔134的其他参数。例如，但是非限定性的是，可采用检测系统142来检测埋头深度、埋头角度、相对于位置35的埋头正则性、孔134相对位置135的正则性、埋头直径、夹持长度中的至少一个，或者是孔134的其他一些参数。

在本示例性实施例中，孔探针160是可互换的。换言之，可卸除孔探针160，并将不同的探针置于检测系统142内。可将不同的探针置于检测系统142内，以检测不同的参数。在一些示例性实施例中，可用更细的探针替代孔探针160，以检测直径更小的孔134。在其他一些示例性实施例中，孔探针160可替换为更粗的探针，从而检测直径更大的孔134。

检测完孔134之后，架空组装系统102可将紧固件104放置到孔134内。紧固件104可将面板112接合到抵靠面板112定位的零件上。例如，但是非限定性的是，紧固件104可将面板112接合至肋、杆，或机翼114中的其他一些结构件上。在另一示例性实施例中，紧固件104可将面板112中的一个蒙皮面板接合到其中的另一蒙皮面板上。

在本实施例中，紧固件104的形式可为铆钉、防松螺栓、螺栓、六角螺栓、以及其他合适类型紧固件中的一种。可利用紧固件安装器144将紧固件104放置在孔134中。在本示例性实施例中，紧固件安装器144可以为构造成向紧固件104施力以将紧固件104插入到孔134内的机械装置。在一些示例性实施例中，紧固件安装器144可适用于几种不同直径的紧固件。

紧固件管理系统127可保持紧固件162以及紧固件安装器144的其他零件。紧固件管理系统127可构成为保持几种不同直径和夹持长度的紧固件162。紧固件管理系统127还可执行其他的功能。例如，紧固件管理系统127可执行如下操作中的至少一种：冲洗紧固件162以去除任何残渣、向紧固件162敷设密封剂164、检测敷设在紧固件上的密封状况、向紧固件安装器144供应带有密封剂164的一个紧固件162，以及其他所需的操作。

在该示例性实施例中，密封剂164可以是聚合物材料、介电材料、涂料，或者其他类型的涂覆材料的形式。密封剂164可构成为为紧固件162、密封孔134提供电磁效应防护，或者执行其他各种功能。

如所示的那样，工具管理系统126可包括构成为在存放架172与末端执行器120之间更换工具170的多个零件。工具170可以是构造成在末端执行器120上使用的一组工具132中的一个。在本示例性实施例中，存放架172可以是用来在末端执行器120未使用时保持工具170和其他工具的结构。在需要工具170时，工具管理系统126可将工具170放置在末端执行器120上。在末端执行器120不再需要工具时，工具管理系统126可通过类似的方式从末端执行器取下工具，并将其放置在存放架172中。

在本示例性实施例中，控制器128可以是构造成对架空组装系统102的操作进行控制的装置。控制器128可以与架空组装系统102内的各部件、和系统控制器166以及系统支持108内的测量系统152通信。

一个部件与另一部件“通信”指的是所述两个部件可构成为借助于通信介质往复发送信号。例如，但是非限定性的是，控制器128可通过网络以无线的方式与系统控制器166通信。在另一示例性实施例中，控制器128可以以无线或有线连接的方式与运动平台122通信。

控制器128还可构成为防止与制造环境100中的人工操作者188和/或自主工具系统190相冲突。在该示例性实施例中，自主工具系统190可以是构成为在面板112上工作的其他装置。在一些实施例中，自主工具系统190可指自动工具。

控制器128可采用系统支持108来确定人工操作者188的位置，并在人工操作者188附近操纵架空组装系统102。控制器128还可构成为在人工操作者188太靠近架空组装系统102时关停架空组装系统102。在另一示例性实施例中，控制器128可采用系统支持108来确定自主工具系统190在制造环境100内的位置，从而避免架空组装系统102与自主工具系统190之间的不利冲突。

在该示例性实施例中，可通过软件、硬件、固件或其组合的方式来实施控制器128和系统控制器166中的至少一个。在采用软件时，控制器所执行的操作可例如(但非限定性的)利用构造成在处理器单元上运行的程序代码来实施。在采用固件时，控制器所执行的操作可例如(但非限定性的)利用存储在永久存储器内的可在处理器单元上运行的程序代码和数据来实施。

在采用硬件的情况下，所述硬件可包括执行控制器内操作的一个或多个电路。根据执行情况，硬件可以是电路系统、集成电路、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑装置，或者是其他构造成执行任何数量操作的合适类型的硬件装置。

在可编程逻辑装置的情况下，该装置可构成为执行多种操作。该装置可在以后重构，或者可永久性地构造成执行所述多个操作。例如，可编程逻辑装置的示例包括可编程逻辑阵列、可编程阵列逻辑、现场可编程逻辑阵列、现场可编程门阵列、以及任何其他合适的硬件装置。此外，可在与无机部件集成的有机部件中执行这些过程，这些有机部件可完全由除人之外的有机部件构成。例如，这些过程可实施为有机半导体内的电路。

在一些示例性实施例中，可利用与无机部件集成的有机部件来执行由控制器128和系统控制器166执行的操作和/或过程。在一些情况下，操作和/或过程可完全由除人之外的有机部件来执行。在一个示例性实施例中，可采用有机半导体内的电路来执行这些操作和/或过程。

在本示例性实施例中，控制器128可构造成为从系统控制器166接收命令174。在本示例性实施例中，命令174可包括以下各项中的至少一项：从第一位置117到第二位置121的路径、待由架空支撑系统118和运动平台122完成的操作111，或者其他类型的数据。

如图所示，架空组装系统102还可具有供电系统129。供电系统129可包括构成为向架空组装系统102供电的电源。该电源可以是蓄电池、太阳能电池、压缩空气生成器、燃料电池、内燃机、通向外部电源的线缆或者其他一些合适的装置。供电系统129可构成为向架空组装系统102供电168，使得无需采用电缆或其他连接器来使架空组装系统102相对于面板112的工作表面116运动。

在示例性实施例中，架空导轨系统176可与架空支撑系统118相关联。架空导轨系统176可构成为使运动平台122沿着架空支撑系统118的纵向轴线178运动。例如，但是非限定性的是，架空导轨系统176可使运动平台122沿着工作表面116上方的横梁125的纵向轴线178运动。

除了移动架空支撑系统118以将运动平台122精确定位之外，可采用架空导轨系统176来促进接触到末端执行器120。利用架空导轨系统176、第二运动系统124以及运动平台122实现的组合运动使得末端执行器120可相对于工作表面116上的位置135精确定位。

在另一示例性实施例中，多个运动平台180以可移动的方式连接至架空支撑系统118。各运动平台180均可构造成为沿着架空导轨系统176运动。在一些示例性实施例中，运动平台180可同时在工作表面116上执行操作。

在该示例性实施例中，可为架空组装系统102提供转向方向199。举例来说，在架空支撑系统118运动通过制造环境100时，可为架空支撑系统118提供转向方向199。转向方向199可以是物理上改变架空支撑系统118运动方向的命令、指令、路径产生，以及其他引导架空支撑系统118的方法。在该示例性实施例中，随着制造环境100中的状况发生变化，则转向方向199可动态地改变。

可通过控制器128、系统控制器166、人工操作者188中的至少一个或者其他合适的装置来提供转向方向199。举例来说，系统控制器166可发出命令174以使架空支撑系统118转向。在另一实施例中，一个或多个人工操作者188可通过物理地改变架空支撑系统118的方向而使其转向。在其他的示例性实施例中，架空支撑系统118可不在控制器的指导下自主地进行转向。

图1中示出的制造环境100并非从物理上或结构上对实施示例性实施方式的方式进行限定。可添加一些其他部件，或者用其他的部件替换所示的部件。一些部件可能是不必要的。而且，所示功能块是为了表示一些功能性部件。在实施示例性实施方式时，可组合、分割这些功能块中的一个或多个，或者将这些功能块中的一个或多个组合和分割为不同的功能快。

例如，在一些情况下，除了或替代可收回轮131、万向轮133、全方位轮或其他类型的全方位轮或其组合之外，第一运动系统119可包括空气系统、可回收导轨中的至少一个，或其他装置。在一些示例性实施例中，还可包括锁定机构。在另一示例性实施例中，可通过重力将架空支撑系统118保持在合适位置。

在另一示例性实施例中，除了或替代图1所示的工具之外，工具组132还可包括其他的工具。例如，还可在末端执行器120上放置清洁系统、冷却系统、真空系统、加热系统、碳纤维布置系统或其他一些装置。

在另一示例性实施例中，制造环境100内可具有多个龙门系统。可采用中央平台、梁、缆线或其他装置来连接这些龙门系统。这些龙门系统的一个或多个可同时在工作表面116之上移动。在该实施例中，运动平台180可与龙门系统相关联。

在一些示例性实施例中，架空组装系统102可与各种类型的自主工具一起使用，从而在图1中的结构106上执行操作。例如，但是非限定性的是，架空组装系统102可与履带式机器人、平头钻具、下面板组装系统和其他装置一起使用。所有的这些工具可以是自主的或半自主的工具，其构成为基本同时地在结构106的工作表面116上执行操作。

在其他一些实施方式中，平衡系统可与运动平台122一起使用。在这样的实施方式中，该平衡系统可从架空支撑系统118和/或顶板109抵消掉运动平台122的重量。

现在参照图2，其示出了根据示例性实施方式的制造环境。制造环境200可以是图1的制造环境100的物理实施方式的示例。

在所示的该实施例中，制造环境200可包括机翼组件202。机翼组件202可以是图1中的以框图形式示出的结构106的物理实施例。具体而言，机翼组件202可以是图1的机翼114在组装时的物理实施例。

如图所示，架空组装系统204可定位在机翼组件202上方。在本示例性实施例中，架空组装系统204可定位在工作表面206上方。工作表面206可以是机翼组件202的面板208上的表面。例如，面板208可以是机翼组件202的上蒙皮面板。工作表面206以及面板208可以分别是图1中的工作表面116和面板112的物理实施例。在该示例性实施例中，架空组装系统204在制造环境100内自由运动，从而将其自身大致定位在机翼组件202之上。

在图3中，根据示例性实施方式示出了沿着图2中的线3-3剖取的架空组装系统204的视图。在所示的该实施例中，示出了架空组装系统204放大的等轴测图。

如图所示，架空组装系统204可包括架空支撑系统300、六角体302、控制器304、工具管理系统306、以及第一运动系统308。架空支撑系统300、六角体302、控制器304、工具管理系统306、以及第一运动系统308可以分别为图1中以框图形式示出的架空支撑系统118、六角体141、控制器128、工具管理系统126以及第一运动系统119的物理实施例。

在该示例性实施例中，架空支撑系统300可承载六角体302。在该示例性实施例中，架空支撑系统300可在制造环境100的地板303上运送六角体302。

如图所示，架空支撑系统300可包括横梁310、竖直支撑结构312、竖直支撑结构314以及架空导轨系统316。横梁310以及架空导轨系统316可为横梁125以及架空导轨系统176的实施示例，而竖直支撑结构312和竖直支撑结构314可为图1所示的竖直支撑结构130的物理实施方式示例。在本示例性实施例中，横梁310可以为裂隙梁(split beam)。

如图所示，利用第一运动系统308可使架空支撑系统300相对于机翼组件202运动。在本示例性实施例中，第一运动系统308可以为万向轮318的形式。可收回或锁定万向轮318，从而在将紧固件(该图中未示出)安装到面板208的工作表面206上时提高架空组装系统204的稳定性。

万向轮318可以是图1中以框图形式示出的万向轮133的物理实施方式示例。在该示例性实施例中，万向轮318可为架空支撑系统300提供全方位运动。

如图所示，架空导轨系统316可沿着架空支撑系统300中的横梁310的一部分运行。利用架空导轨系统316可使六角体302在箭头320的方向上往复运动，从而按照需要更加精确地将其自身相对于工作表面206定位。

在示例性实施例中，工具管理系统306可为六角体302提供不同类型的工具。例如，但是非限定性的是，工具管理系统306可为六角体302更换钻头、切割器、孔探针或其他工具。

在所示的该实施例中，控制器304可控制架空组装系统204中的各个部件的操作。例如，控制器304可接收来自系统控制器(该图中未示出)的命令，从而引导架空组装系统204通过制造环境200。可选的是，控制器304可自主地驱动架空组装系统204。在另一示例性实施例中，可以相对于地板303非自主地驱动架空组装系统204，使其从一个位置运动到另一位置。

此外，控制器304可收回和伸出万向轮318。例如，如以下将要更加详细描述地那样，控制器304可与工具管理系统306通信，从而提供所需的工具，以在末端执行器400上使用。

在架空组装系统204在制造环境200内运动时可提供转向方向。可通过控制器304、系统控制器、人工操作者中的至少一个或其他一些合适的装置提供转向方向。在另一示例性实施例中，架空支撑系统300可不在控制器的指导下自行转向。

现在参照图4，其根据示例性实施方式示出了沿着图3中的线4-4剖取的六角体302的视图。在所示的该实施例中，示出了连接至架空支撑系统300的六角体302的放大图，从而可更加详细地看到各个部件。

如图所示，末端执行器400可连接至六角体302。六角体302可使末端执行器400相对于图2所示的面板208的工作表面206运动。具体地，六角体302可使末端执行器400相对于工作表面206更加精确地定位。

末端执行器400可保持工具组402。可使用工具组402来将紧固件(该图中未示出)安装在面板208内。工具组402可以是图1中以框图方式示出的工具组132的物理实施示例。

在该示例性实施例中，第二运动系统404可使六角体302和末端执行器400沿着竖直轴线406上下运动。第二运动系统404以及竖直轴线406可以分别是图1所示的第二运动系统124以及竖直轴线136的物理实施示例。

在该示例性实施例中，六角体302可连接至平台408。在六角体302运动时，平台408可为六角体302提供支撑。平台408可连接至架空导轨系统316，并可起到使六角体302沿着图3中的箭头320滑动的作用。在一些示例性实施例中，第二运动系统404可连接至平台408。

如图所示，架空组装系统204还可包括紧固件管理系统410。紧固件管理系统410可定位在六角体302附件，以快速实现各种紧固件(未示出)的供应。紧固件管理系统410可以是图1中以框图形式示出的紧固件管理系统127的物理实施示例。

在该示例性实施例中，在将紧固件安装在工作表面206上时，紧固件管理系统410可协助工具组402。例如，但是非限定性的是，紧固件管理系统410可为工具组402提供紧固件，以用于安装。

现在参照图5，其根据示例性实施方式示出了沿着图4中的线5-5的方向剖取的末端执行器400和工具组402的视图。在该实施例中，放大地示出了末端执行器400，从而可更加详细地看到工具组402和末端执行器400中的部件。

如图所示，工具组402可包括传感器系统500、钻进系统502、检测系统504以及紧固件安装器506。传感器系统500、钻进系统502、监测系统504以及紧固件安装器506可以分别是图1中以框图形式示出的传感器系统138、钻进系统140、检测系统142以及紧固件安装器144的物理实施示例。

该视图中还可看到压力脚508。在示例性实施例中，压力脚508可以是与图2所示的面板208的工作表面206的第一接触点。压力脚508可以是图1中的压力脚151的物理实施示例。

在所示的该实施例中，压力脚508可包括腔道509。腔道509可以是压力脚508中的开口。可穿过腔道509伸出和收回工具组402中的各工具，以在面板208上执行操作。

在伸出之前，可移动工具组402中的工具，使其对准压力脚508的腔道509。在面板208上执行操作时，压力脚508可保持与面板208的工作表面206(未示出)的接触，从而提供所需的夹持力和对准。

如图所示，末端执行器400可包括往复台510和连接器512。往复台510可为工具组402提供结构支撑。往复台510还可使工具组402沿着导轨系统514运动。

在该示例性实施例中，往复台510可利用导轨系统514使工具组402沿着箭头516的方向往复运动。往复台510以及导轨系统514可分别为图1所示的往复台146和导轨系统147的物理实施示例。在该示例性实施例中，连接器512可以是构成为将工具组402连接至各种设施的供给缆线。

图6以示例性实施方式示出了六角体302沿着图4中线6-6的方向剖取的仰视图。在该示例性实施例中，六角体302可包括线性致动器600和盘致动器602。盘致动器602连接至末端执行器400。在本示例性实施例中，线性致动器600或盘致动器602的运动将导致末端执行器400的运动。

在本示例性实施例中，线性致动器600可构造为独立地伸出或收回，从而使盘致动器602的运动具有六个自由度。具体而言，线性致动器600可构造成使盘致动器602沿着x轴604、y轴605、以及z轴606平移，并使盘致动器602绕x轴604、y轴605、以及z轴606转动。

在该示例性实施例中，盘致动器602可构造成在箭头608的方向上转动，从而绕盘致动器602的周边移动末端执行器400。这样，六角体302为末端执行器400的运动提供了附加的自由度。换言之，线性致动器600和盘致动器602可为末端执行器400提供总共7个运动自由度。线性致动器600和/或盘致动器602可单独地或同时运动，从而可相对于图2中所示的面板208的工作表面206将末端执行器400放置在期望的位置。

接下来参照图7，其根据示例性实施方式沿着图3中的线7-7的方向示出了工具管理系统306。在该实施例中，其以放大的视图示出了工具管理系统306，省略了图2至图6中所示架空组装系统204的其他部件，从而能更好地示出工具管理系统306的特征。

在所示的该实施例中，工具管理系统306可包括多个部件。如图所示，工具管理系统306可包括机器臂700、存放架702、以及工具704。

如图所示，机器臂700可具有末端执行器706。末端执行器706构造成保持工具704的一部分，从而可与图4所示的末端执行器400交换工具704。例如，根据末端执行器400所执行的操作，末端执行器706可与末端执行器400交换探针、钻头、可拆卸的压力脚，或其他工具。在一些情况下，工具管理系统306可在箭头707的方向上竖直地上下移动，从而更加靠近末端执行器400，以方便更换。

在该示例性实施例中，存放架702也可保持工具704的一部分。机器臂700可使用末端执行器706来将工具放到存放架702上。类似地，机器臂700可使用末端执行器706取用存放在存放架702中的工具。这样，工具管理系统306可提供各种工具704，以便在图2所示的面板208上使用。

图8至图16根据示例性实施方式示出了自身定位了并在面板208的工作表面206上执行操作的架空组装系统204。具体而言，图8至图10示出了架空组装系统204在自身大致定位于如图2所示的工作表面206上方的过程中在制造环境200的地板303上运动的过程。图11至图16示出了将末端执行器400精确定位以便将紧固件安装在面板208的工作表面206内的六角体302。

参照图8，架空组装系统204可构成为在制造环境200中从第一位置800运动到第二位置802。第一位置800和第二位置802可以是图1中以框图形式示出的第一位置117和第二位置121的实施示例。

在所示的该实施例中，架空组装系统204当前可位于第一位置800。在该示例性实施例中，第一位置800可为收纳位置。例如，架空组装系统204可一直存放到需要在制造环境200内的各种结构上执行操作为止。

在另一示例性实施例中，第一位置800可以是如下位置：架空组装系统204正在制造环境200内的另一结构上执行操作的位置、制造环境200之外的一位置、或者其组合。这样，架空组装系统204可在制造环境200内移动和重构。

如图所示，机翼组件202位于第二位置802。架空组装系统204可采用第一运动系统308来使其在制造环境200的地板303上沿着箭头804的方向驱动，从而使其自身相对于面板208的工作表面206大致定位。

在该示例性实施例中，架空组装系统204可沿着箭头804的方向驱动，以避免架空组装系统204与诸如人工操作者、诸如自主工具系统的其他工具、以及机翼组件202等产生意外冲突。系统控制器和测量系统(未示出)可引导架空组装系统204，从而避免产生这样的意外冲突。在另一示例性实施例中，图1中以框图形式示出的控制器128可确定架空组装系统204相对于其他结构以及人工操作者的位置。在另一示例性实施例中，架空组装系统204可由人工操作者或机械系统采用牵引装置或其他装置加以驱动。

在图9中，架空组装系统204已沿着箭头804的方向从第一位置800运动到第二位置802。具有六角体302的架空支撑系统300此时大致定位在工作表面206之上。

在该示例性实施例中，万向轮318已收回，从而将架空支撑系统300暂时地安置在地板303上。这样，在工作表面206上执行操作时，架空支撑系统300的不可以移动超出容许误差。六角体302此时使其自身相对于工作表面206精确地定位，从而在工作表面206上的位置900处进行钻孔(该图中未示出)。

在该示例性实施例中，六角体302上的末端执行器400可能不会以期望的方式到达工作表面206上的位置900。于是，可沿着从横梁310中央穿过的纵向轴线904在箭头902的方向上移动六角体302和末端执行器400。图5中所示的测量系统或传感器系统500中的至少一个可确定末端执行器400相对于工作表面206的位置900的位置。

接下来参照图10，六角体302已沿着箭头902的方向移动而定位到位置900之上。此时，可利用第二运动系统404使六角体302沿着竖直轴线406在箭头1000的方向上移动。在该示例性实施例中，六角体302可在箭头1000的方向上运动，从而将带有工具组402的末端执行器400定位成更靠近工作表面206。

参照图11，六角体302已在箭头1000的方向上运动。可采用传感器系统500来确定工作表面206上待钻孔的位置900。六角体302然后可将带有工具组402的末端执行器400精确定位成垂直于工作表面206上的位置900。

在该示例性实施例中，线性致动器600的一部分可伸展以定位末端执行器400。此外，盘致动器602可使末端执行器400在箭头608的方向上转动。

在末端执行器400运动到合适位置的过程中，传感器系统500可持续地测量其相对于位置900的位置，以精确地定位末端执行器400。例如，但是非限定性的是，传感器系统500可采用机翼组件202上的指示特征(未示出)来确定其相对于工作表面206的位置。

接下来参照图12，压力脚508可与工作表面206接触。压力脚508利用测压元件(未示出)来确定该压力脚508与工作表面206之间的接触力。可根据接触的情况减慢末端执行器400的运动，直到末端执行器400在期望的位置处抵靠工作表面206为止。举例来说，需要期望的接触力大小来将工作表面206夹持到机翼组件202的子结构中的肋或支柱上。

在该示例性实施例中，然后可利用传感器系统500来确认末端执行器400相对于工作表面206上的位置900而处于期望的位置。传感器系统500可确认末端执行器400与工具组402在位置900处垂直于工作表面206。在该示例性实施例中示出了工具组402的部分1200。工具组402可在导轨系统514上沿着箭头516的方向运动，以使钻进系统502运动到合适位置，进行钻孔。

在图13中，钻进系统502可用来在工作表面206上在位置900处钻出孔1300。具体地，带有钻头1303的主轴1302可沿着进给轴1304在箭头1000的方向上伸展。主轴1302和进给轴1304可分别是图1所示的钻进系统140中的主轴154和进给轴156的实施例。

钻出孔1300之后，主轴1302可向上收回到其先前的位置。工具组然后可沿着导轨系统514在箭头1306的方向上运动到合适位置，以对孔1300进行检测。

现在参照图14，检测系统504可在箭头1000的方向上伸展，以对孔1300进行检测。在该示例性实施例中，可采用孔探针1400来测量孔1300的直径。孔探针1400可以是图1中以框图形式示出的孔探针160的实施例。

在对孔1300进行检测之后，孔探针1400向上收回至其先前的位置。然后可将紧固件(在该图中未示出)安装在孔1300内。可移动末端执行器400和工具组402以相对于孔1300定位紧固件安装器506。

在图15中，紧固件安装器506可将紧固件1500插入到孔1300中。紧固件安装器506可利用导轨系统514从一侧运动到另一侧，然后在箭头1000的方向上竖直伸展，以将紧固件1500插入到孔1300内。

现在参照图16，紧固件安装器506已将紧固件1500安装到孔1300内。末端执行器400此时可相对于下一位置重新定位，以进行钻孔。末端执行器400可按照上述方式运动。可采用第一运动系统308、第二运动系统404或六角体302中的至少一个来按照需要定位末端执行器400。

在该示例性实施例中，架空组装系统204可构造成在面板208中对紧固件进行“一体式组装”。在该示例性实施例中，“一体式”组装指的是如下处理过程，即，钻进和紧固连接件而无需钻孔，在重新组装以安装紧固件之前拆卸零件以用于清洁和/或倒角。该一体式组装可提高将紧固件安装在面板208中的效率，从而也提高了机翼组装效率。

在另一示例性实施例中，架空组装系统204可以不安装紧固件1500。相反，架空组装系统204可在工作表面206中钻孔，并检测这些孔，但是不安装紧固件。接着可采用架空组装系统204、人工操作或其他类型的装置将紧固件安装在孔内。

在另一示例性实施例中，可在非一体式组装的情况中采用架空组装系统204。例如，架空组装系统204在离开面板208之前可钻出孔1300，并检测孔1300的直径。然后可降低、清洁面板208，对其进行清理毛刺和重新安装。然后可将架空组装系统204收回至合适位置，以进行紧固件插入操作。

图8至图16示出了支持面板208的固定支撑件。而图17示出了保持面板208的可驱动支撑件。架空组装系统204可采用任一类型的支撑件来在面板208上执行操作。

现在参照图17，其根据示例性实施方式示出了具有两个架空组装系统的制造环境200。在该示例性实施例中，架空组装系统1700已定位成靠近架空组装系统204。

架空组装系统1700可以是图1中以框图形式示出的架空组装系统102的另一物理实施示例。在示例性实施例中，架空组装系统1700以及架空组装系统204可在工作表面206上同时执行操作。

如该图所示，架空组装系统1700可具有与参照图3至图7所示和所述的架空组装系统204的部件类似的部件。具体而言，架空组装系统1700可包括具有横梁1701的架空支撑系统1702、竖直支撑结构1703、竖直支撑结构1705、六角体1704、控制器1706、工具管理系统1708、第一运动系统1710、以及架空导轨系统1711。架空支撑系统1702、横梁1701、竖直支撑结构1703、竖直支撑结构1705、六角体1704、控制器1706、工具管理系统1708、以及第一运动系统1710可以分别为图1中以框图形式示出的架空支撑系统118、六角体141、控制器128、工具管理系统126、以及第一运动系统119的物理实施示例。

在所示的该实施例中，六角体1704可包括末端执行器1712，以在工作表面206上执行操作。末端执行器1712可以是图1所示的末端执行器120的实施示例。

与图10至图15就末端执行器400所述的过程类似，末端执行器1712相对于工作表面206上的位置1714精确定位。末端执行器400和末端执行器1712二者可同时运行，以进行钻孔、安装紧固件、检测这些紧固件，并在工作表面206上执行其他操作。

图18示出了在面板208的工作表面206上串行工作的架空组装系统204以及架空组装系统1700的俯视图。该视图是沿着图17中的线18-18的方向示出的。

如图所示，架空组装系统204可具有工作区域1800，而架空组装系统1700可具有工作区域1802。“工作区域”指的是各相应末端执行器在其相应的架空支撑系统暂时置于合适位置时所能到达的区域。在另一示例性实施例中，工作区域也可指工作范围或工作空间。

在所示的该实施例中，工作区域1800与工作区域1802不重叠。这样就降低或消除了末端执行器400和末端执行器1712之间发生意外碰撞的风险。

此外，如该图所示，各末端执行器能触及到大部分的工作表面206。具体地，各末端执行器可以在其相应的工作区域内快速移动，以在面板208上执行操作。

图19至图24根据示例性实施方式示出了架空组装系统的可选实施方式。图19至图24所示的各实施方式可补充或替代图17至图18所示的架空组装系统204和架空组装系统1700。

参照图19，架空组装系统1900可包括运动系统1902、带有末端执行器1906的六角体1904、带有末端执行器1910的六角体1908、以及在裂隙梁1914上的架空导轨系统1912。架空组装系统1900可以是架空组装系统102的示例，而六角体1904和六角体1908可以是图1中的六角体141的示例。末端执行器1906和末端执行器1910可以是末端执行器120的示例，而裂隙梁1914上的架空导轨系统1912可以是图1中的架空导轨系统176以及横梁125的示例。运动系统1902可以是图1中的第一运动系统119的示例。

如图所示，运动系统1902可包括滚轮1915。在该情形下，滚轮1915是不可收回的。

如图所示，六角体1904和六角体1908沿着架空导轨系统1912在箭头1916的方向上运动。在该示例性实施例中，架空导轨系统1912定向在裂隙梁1914的下部上。六角体1904和六角体1908也在箭头1918的方向上竖直运动，从而按照需要到达工作表面(未示出)。

可使用控制器(未示出)进行坐标控制，以避免六角体和末端执行器之间发生意外碰撞。通过使用具有两个六角体和两个末端执行器的架空组装系统1900，可以以较高的效率将紧固件安装在工作表面内。

接下来参照图20，其根据示例性实施方式示出了架空组装系统1900沿着图19中的线20-20的前视图。在所示的该实施例中，架空组装系统1900已定位在结构2000之上。结构2000可以是图1中以框图形式示出的结构106的物理实施示例。

一旦利用滚轮1915将架空组装系统1900大致定位在结构2000之上，就可采用地板锁2002将架空组装系统1900暂时置于合适位置。例如，在结构2000上执行操作的同时，地板锁2002可防止滚轮1915运动。使用末端执行器1906和末端执行器1910中的至少一个，架空组装系统1900可在结构2000的工作表面2004上执行各种操作。

在图21中，架空组装系统2100可包括具有末端执行器2104的六角体2102、具有末端执行器2108的六角体2106、以及位于梁2112上的架空导轨系统2110。架空组装系统2100可以是架空组装系统102的示例，而六角体2102和六角体2106可以图1中的六角体141的示例。末端执行器2104以及末端执行器2108可以是末端执行器120的示例，而梁2112上的架空导轨系统2110可以是图1中的架空导轨系统176以及横梁125的示例。

如图所示，架空导轨系统2110可以定位在梁2112上。架空导轨系统2110可包括位于梁2112相对侧的导轨2111和导轨2113。这样，六角体2102和六角体2106可沿着梁2112的整个长度2114在箭头2116的方向上往复运动。六角体2102以及六角体2106可沿着梁2112的整个长度2114同时运动，而不会在架空导轨系统2110上相互碰撞。六角体2102以及六角体2106还可在箭头2118的方向上朝向工作表面竖直运动。通过使用控制器(未示出)进行的坐标控制可用于避免在各个工作区域内的末端执行器2104和末端执行器2108之间发生意外的碰撞。

参照图22，其根据实施例实施方式示出了架空组装系统。在所示的该实施例中，采用架空组装系统2200来基本同时地组装结构2202和结构2204。在该示例性实施例中，结构2202以及结构2204均为机翼组件的形式。

如图所示，中央平台2206可定位在结构2202和结构2204之间，并保持两个结构的一部分。架空支撑系统2208、架空支撑系统2210、架空支撑系统2212以及架空支撑系统2214可以通过一些方式连接至中央平台2206。在一些情况下，这些架空支撑系统的每一个系统都可以是图1中以框图形式示出的架空支撑系统118的实施示例。

在该示例性实施例中，架空支撑系统2208、架空支撑系统2210、架空支撑系统2212以及架空支撑系统2214是可移动的，且承载至少一个六角体。这些系统中的每个系统可同时在结构2202或结构2204上执行各种组装操作。

工作完成后，这些架空支撑系统中的每个系统都可独立地运动。在另一示例性实施例中，架空组装系统2200整体可一起运动。这样，中央平台2206、架空支撑系统2208、架空支撑系统2210、架空支撑系统2212以及架空支撑系统2214可同时地从一个位置运动到另一位置。

图23沿着图22中的线23-23的方向示出了架空组装系统2200。架空组装系统2200中的部件示出为在系统控制器(未示出)的坐标控制下在结构2202和结构2204上执行操作。与架空支撑系统相关联的各个单独的控制器可与架空组装系统2200中的其他控制器通信，从而按照需要进行操作。

参照图24，其根据示例性实施方式示出了架空组装系统。在所示的该实施例中，架空组装系统2400可定位在结构2402之上。架空组装系统2400可包括运动系统2404、架空支撑系统2406、以及具有末端执行器2410的六角体2408。架空组装系统2400、运动系统2404、架空支撑系统2406、六角体2408、以及末端执行器2410可以是图1中以框图的形式示出的架空组装系统102、第一运动系统119、架空支撑系统118、六角体141以及末端执行器120的实施示例。

在该示例性实施例中，架空支撑系统2406可安装至图2中的制造环境210的顶板2412。顶板2412可以是图1中所示的顶板109的示例。根据具体的执行需要，架空支撑系统2406可利用运动系统2404将六角体2408运送到顶板2412的不同位置，从而按照需要将六角体2408大致定位在结构2402之上。如上所述，就完成了对六角体2408和/或末端执行器2410的精确定位。

图2至图24示出了各种架空组装系统，这并非是对实施示例性实施方式的方式进行的物理或结构的限制。可采用其他的部件来补充或替换所示的部件。一些部件是可选的。

图2至图24所示的不同部件可以是图1中以框图形式示出的部件如何实施为物理结构的示例性示例。此外，图2至图24中的一些部件可与图1中的部件组合、与图1中的部件一起使用，或者是二者的组合。

例如，但是非限定性的是，示例性实施方式可适用于保持机翼部件202的各种结构配置。如可从上方触及，则如图8至图10所示，架空组装系统204可适用于可移动或半移动的固定装置。可选的，如图17所示，例如可将架空组装系统204布置在构造成保持机翼组件202的可驱动支撑件之上。这些可驱动支撑件可以是自动导向车的形式。这样，可在制造环境200中灵活使用架空组装系统204。

现在参照图25，其根据示例性实施方式示出了相对于结构106定位架空组装系统102从而执行图1中的操作111的过程。具体地，可执行图25中所示的过程，将紧固件104安装在面板112的工作表面116内。可通过架空组装系统102内的控制器128执行对不同操作的控制。

该过程可开始于利用第一运动系统119使承载着运动平台122的架空支撑系统118在制造环境100的地板107上从第一位置117运动到第二位置121(操作2500)。接着，该过程可将运动平台122大致定位在结构106的工作表面116之上(操作2502)。

之后，该过程将末端执行器120相对于工作表面116上的位置135精确地定位(操作2404)。然后，该过程利用末端执行器120上的工具组132在工作表面116上的位置135处执行操作111(操作2506)，之后该过程结束。

接下来参照图26，其根据示例性实施方式更加详细地示出了定位架空组装系统102以执行图1中的操作111的流程图。可在架空支撑系统118已到达第二位置121之后执行该图中所示的该过程。

该过程可开始于利用架空导轨系统176使运动平台122沿着架空支撑系统118的纵向轴线178在工作表面116之上运动(操作1600)。接着，该过程可利用第二运动系统124使运动平台122沿着竖直轴线136朝向工作表面116运动(操作2602)。

该过程可利用运动平台122将末端执行器120定位成在位置135处垂直于面板112的工作表面116(操作2604)。在操作2604中，传感器系统138可识别末端执行器120的位置，并将该位置与末端执行器120的期望位置相比较。然后可利用运动平台122中部件的组合使末端执行器120运动。

接着，该过程可使末端执行器120沿着竖直轴线136运动以在位置135处接触面板112的工作表面116(操作2606)。该过程识别末端执行器120上的压力脚151与面板112的工作表面116之间的接触力153(操作2608)。

在该示例性实施例中，可利用测压元件或其他载荷感测装置识别接触力153。识别接触力153可降低末端执行器120与工作表面116之间的不利碰撞和/或确定是否已经达到期望的接触力153。

可确定是否已达到期望的接触力153(操作2610)。期望的接触力153为面板112及其基底结构提供夹紧力。在一些情况下，无需夹紧力。控制器128可比较由测压元件识别的接触力153与预定接触力。

如果已达到期望的接触力153，则该过程安装紧固件104(操作2612)，随后过程结束。否则，如果工作表面116与末端执行器120之间还未达到期望的接触力153，则该过程返回到如上所述的操作2608。

接下来参照图27，其根据示例性实施方式示出了将紧固件104安装在图1中的面板112的工作表面116内的流程图。可在末端执行器120已被精确定位在工作表面116上的位置135处之后，利用末端执行器120上的工具组132执行该图所示的该过程。

该过程可开始于利用工具组132中的钻进系统140在面板112的工作表面116内钻出孔134(操作2700)。之后，该过程利用工具组132中的检测系统142对孔134的深度155或直径158中的至少一项进行检测(操作2702)。例如，可将孔探针160插入到孔134内，对孔134进行检测。

然后，该过程利用工具组132中的紧固件安装器144将紧固件104插入到孔134内(操作2704)。在操作2704中，通过向紧固件104涂覆密封剂164并为紧固件安装器144提供用于插入的紧固件104，紧固件管理系统127对紧固件安装器144提供协助。该过程可检测紧固件104(操作2706)，之后该过程结束。

在该示例性实施例中，在工具组132执行这些操作时，工具组132可沿着末端执行器120上的往复台146内的导轨系统147运动，以将各工具相对于孔134进行定位。如果需要其他的调整，可采用第二运动系统124和运动平台122中的至少一个。而且，在需要时，工具管理系统126可更换工具组132内的工具。

所示各实施方式中的流程图以及框图示出了示例性实施方式中的结构、功能、以及对设备和方法的一些可能实施操作方式。就此而言，流程图或框图中的各功能块可表示操作或步骤中的模块、区间、功能或其组合的一部分中的至少一项。

在示例性实施方式中的可选实施中，框图中表示的功能可以按照与图示不同的顺序执行。例如，在一些情况下，连续示出的两个功能块可基本同时地执行，或者有时以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功用。而且，可在流程图或框图中的所示功能块中加入其它的功能块。

可在图28所示的飞行器制造和维护方法2800以及图29所示的飞行器2900的背景下描述本公开的示例性实施方式。首先参照图28，其根据示例性实施方式以框图的方式示出了飞行器制造和维护方法。在预生产过程中，飞行器制造和维护方法2800可包括对图29中的飞行器2900的规格和设计2802，以及材料采购2804。

在生产过程中进行图29中的飞行器2900的部件和子组件制造2806以及系统整合2802。之后，图29中的飞行器2900可进行检定和交付2810，从而进入服役2812。在客户处服役2812的阶段，图29中的飞行器2900需进行例行维护2814，这包括改型、重构、翻新，以及其他的维修或维护。

飞行器制造和维护方法2800中的各过程都可由系统集成商、第三方、操作者、或其组合来执行。在这些实施例中，操作者可以是客户。为了描述的目的，系统集成商可包括，但不限于：任意数量的飞行器制造商和主系统分包商；第三方可包括，但不限于：任意数量的卖方、分包商以及供应商；而操作者可以是航空公司、租赁公司、军方实体、服务机构等。

现在参照图29，其以框图的形式示出了其中可实施示例性实施方式的飞行器。在该实施例中，通过图28中的飞行器制造和维护方法2800制造飞行器2900，且飞行器2900可包括具有多个系统2904的机体2902以及内饰2906。系统2904的示例包括一个或多个推进系统2908、电气系统2910、液压系统2912以及环境系统2914。也可包括任何数量的其他系统。尽管示出的是航空业的例子，但是所公开的原理可用于其他的工业行业，例如机动车工业。

在图28中的飞行器制造和维护方法2800中的至少一个阶段可采用本公开所示的设备和方法。具体地，可在飞行器制造和维护方法2800的各个阶段采用图1中的架空组装系统102。例如，但是非限定性的是，可在定型和设计2802的过程中确定机体2902中的孔的位置。而且，可在部件和子组件制造2806和/或系统集成2808的过程中采用架空组装系统102来将紧固件104安装在飞行器2900的机体2902内。在另一示例性实施例中，可在日常维修和维护2814或飞行器制造和维护方法2800的其他一些阶段中采用架空组装系统102来在机体2902上执行钻孔和检测操作。

在一个示例性实施例中，可通过在飞行器2900在图28的服役2812的同时生产部件或子组件的方式类似的方式构建或制造图28的部件与子组件制造2806中生产的部件或子组件。作为另一实施例，在诸如图28中的部件与子组件制造2806以及系统集成2808生产阶段中，可采用一个或多个设备实施方式、方法实施方式或其组合。在飞行器2900处于图28中的服役2812、处于维修和维护2814、或其组合阶段，都可采用一个或多个设备实施方式、方法实施方式或其组合。采用多个不同的示例性实施方式可极大地加快飞行器2900的组装和/或降低其成本。

因此，所示示例性实施方式可提供用于在结构106的工作表面116上执行操作111的方法和设备。可利用架空组装系统102从结构106上方执行操作111。架空组装系统102可包括运动平台122以及架空支撑系统118。运动平台122可构造成定位在结构106的工作表面116之上，以在工作表面116上执行操作111。架空支撑系统118可构造成在制造环境100的地板107上将运动平台122从第一位置117运送到第二位置121。

使用架空组装系统102，可从工作表面116上方执行操作，而无需人工操作者进行手动钻进。示例性实施方式提供了自主、自带动力的系统，其能在无人工干预的情况下在制造环境100内行进。在系统控制器166的坐标控制下，架空组装系统102可从一个位置运动到另一位置，从而使得钻进和紧固系统更具灵活性，可采用同其来制造各种类型的飞行器结构。

即使在与人工操作者一起使用的情况下，架空组装系统102也可降低由人工操作者执行的组装操作的数量。例如，架空组装系统102可利用人工在面板112中钻取的孔作为引导，从而利用紧固件安装器144来安装紧固件。在另一示例性实施例中，架空组装系统102可利用钻进系统140以及检测系统142进行钻孔和检测孔，而人工操作者可安装紧固件。

这样，与当前采用的一些系统相比，可以更加有效地且以更少的时间在工作表面116上执行操作。于是可降低制造飞行器110所需的时间、成本，或时间和成本二者。

示例性实施方式还提供具有对准和定位精度的组装系统。承载着运动平台122的架空支撑系统118可大致定位在工作表面116之上。一旦位于工作表面116之上，运动平台122就可将末端执行器120相对于工作表面116上的位置135精确地定位。由于可灵活地设计运动平台122和末端执行器120，从而末端执行器120的运动可具有7个自由度，可使得工具组132垂直于工作表面116而对准。传感器系统138可持续地监控末端执行器12的位置。于是，可实现工作表面116的正则性，从而提高了在工作表面116中钻取的孔的一致性和对准性。

架空支撑系统118、运动平台122以及末端执行器120的各种结构拓宽了各组装系统的工作范围，这样，与当前采用的系统相比，一个组件即可覆盖更多的空间。可利用架空导轨系统176、第二运动系统124以及运动平台122快速地重新定位末端执行器120。单个架空支撑件可承载多个末端执行器，从而进一步提高了结构106的组装速度。因此，可显著地节约成本。

此外，可采用传感器系统138和/或检测系统142来评估架空组装系统102的性能。例如，但是非限定性的是，传感器系统138可测量安装在面板112内的紧固件104的齐平性。可基于这一信息来改变随后的安装，从而更加精确地安装紧固件。作为另一个实施例，可采用检测系统142来确保面板112内钻出的孔的一致性。而且，架空组装系统102所执行的所有操作都不会显著增加结构106的重量。于是，按照需要组装结构106需要较少的返工，这进一步降低了飞行器110的制造时间。

这样，就提供一种将工具定位在表面上的方法。利用第一运动系统使该工具相对于该表面运动，将工具大致定位在该表面上的所选区域内。利用第二运动系统使该工具相对于该表面运动，该运动具有至少一个自由度，从而将工具精确定位在该表面的所选区域内的所选位置处。利用第三运动系统使与该工具相关联的用于在所选位置执行操作的元件对准所选位置。

为了说明和描述的目的描述了各种示例性实施方式，其不是穷尽的，也不是限定为所公开的形式。本领域普通技术人员可想到各种修改和变化。而且，与其他期望的实施方式相比，不同的示例性实施方式可提供不同的特征。选择和描述所选的实施方式是为了更好地说明实施方式、具体应用的原理，也是为了使本领域的其他技术人员能理解本公开，从而想到适于拟议中的各种具体应用的具有各种改型的各种实施方式。

因此，总体而言，本发明的第一方面提供：

A1.一种设备，其包括：运动平台，该运动平台构造成定位在结构的工作表面之上，从而在所述工作表面上执行操作；以及架空支撑系统，其构造成为在制造环境的地板上将所述运动平台从第一位置运送到第二位置。

A2.还提供一种根据A1的设备，其包括：末端执行器，其位于所述运动平台上，其中所述末端执行器构造成保持工具组并利用所述工具组执行所述操作。

A3.还提供一种根据A2的设备，其中，所述运动平台构造成将所述工具组定位成垂直于所述工作表面上的一位置，从而执行所述操作。

A4.还提供一种根据A2的设备，该设备还包括：与所述架空支撑系统相关联的运动系统，其中，所述运动系统构造成使所述架空支撑系统从所述第一位置运动到所述第二位置。

A5.还提供一种根据A4的设备，其中，所述运动系统构造成驱动承载着所述运动平台的所述架空支撑系统从所述第一位置运动到所述第二位置。

A6.还提供一种根据A4的设备，其中，所述运动系统构造成在到达所述第二位置之后，降低所述架空支撑系统，从而暂时安置所述架空支撑系统。

A7.还提供一种根据A4的设备，其中，所述运动系统包括可收回的轮子，所述轮子构造成在达到所述第二位置之后收回，从而将所述架空支撑系统锁定在合适位置。

A8.还提供一种根据A4的设备，其中，所述运动系统为第一运动系统，而且还包括：第二运动系统，该第二运行系统与所述运动平台相关联并且被构造成使所述运动平台沿着竖直轴线朝向所述工作表面运动。

A9.还提供一种根据A4的设备，其中，所述运动系统包括万向轮。

A10.还提供一种根据A4的设备，其中，所述运动系统构造成使承载着所述运动平台的所述架空支撑系统沿着所述结构的长度往复运动，以在所述工作表面上执行所述操作。

A11.还提供一种根据A4的设备，其还包括：架空导轨系统，该架空导轨系统与所述架空支撑系统相关联并且被构造成使所述运动平台沿着所述架空支撑系统的纵向轴线运动。

A12.还提供一种根据A11的设备，其还包括：多个附加的运动平台，所述多个附加的运动平台可移动地连接至所述架空支撑系统并且被构造成沿着所述架空导轨系统运动。

A13.还提供一种根据A12的设备，其中，所述多个附加的运动平台同时在所述工作表面上执行所述操作。

A14.还提供一种根据A2的设备，其中，所述工具组包括传感器系统，该传感器系统构造成识别以下各项中的至少一项：所述工作表面、所述末端执行器相对于所述工作表面的位置、或在所述工作表面上钻取用于紧固件的孔的位置。

A15.还提供一种根据A14的设备，其中，所述传感器系统构造成基于所述工作表面上的指示特征识别所述末端执行器的位置。

A16.还提供一种根据A2的设备，其还包括：压力脚，该压力脚连接至所述末端执行器，并构造成识别所述压力脚与所述工作表面之间的接触力，并向所述工作表面施加期望的接触力。

A17.还提供一种根据A2的设备，其中，所述工具组包括：钻进系统，该钻进系统构造成在所述工作表面内钻孔。

A18.还提供一种根据A17的设备，其中，所述钻进系统包括主轴和进给轴。

A19.还提供一种根据A17的设备，其中，所述工具组包括：检测系统，该检测系统具有构造成对所述工作表面内钻取的孔进行检测的孔探针。

A20.还提供一种根据A17的设备，其中，所述工具组包括：紧固件安装器，其构造成将紧固件插入到在所述工作表面内钻出的所述孔内。

A21.还提供一种根据A20的设备，其还包括：紧固件管理系统，该紧固件管理系统构造成保持所述紧固件，向所述紧固件施加密封剂，以及向所述紧固件安装器供应所述紧固件。

A22.还提供一种根据A2的设备，其中，所述末端执行器包括往复台，该往复台构造成使所述工具组在该往复台内沿着所述导轨系统运动。

A23.还提供一种根据A2的设备，其还包括：工具管理系统，该工具管理系统构造成在存放架和所述末端执行器之间交换工具。

A24.还提供一种根据A1的设备，其还包括：供电系统，该供电系统构造成向所述设备供电。

A25.还提供一种根据A1的设备，其中所述架空支撑系统安装至所述制造环境的顶板。

A26.还提供一种根据A1的设备，其中，所述架空支撑系统为具有横梁和竖直支撑结构的龙门架系统。

A27.还提供一种根据A1的设备，其中，所述运动平台为六角体。

A28.还提供一种根据A1的设备，其还包括：控制器，该控制器构造成接收来自制造环境中的系统控制器的命令，其中，所述命令包括以下各项中的至少一项：从所述第一位置到所述第二位置的路径，或者待由所述架空支撑系统和所述运动平台完成的操作。

A29.还提供一种根据A1的设备，其中，所述结构结合在以下各项中的至少一项中：机翼、机身、水平稳定器、门、面板、壳体和发动机。

A30.还提供一种根据A1的设备，其中，所述操作选自以下各项之一：钻进操作、紧固操作、检测操作、测量操作、清洁操作、密封操作、以及数据收集操作。

A31.还提供一种根据A1的设备，其中，由以下各项中的至少一项提供使所述架空支撑系统从所述第一位置转向所述第二位置的转向方向：人工操作者、与所述架空支撑系统相关联的控制器、或系统控制器。

A32.还提供一种根据A1的设备，其中，所述架空支撑系统构造成自主转向。

根据本发明的另一方面，提供：

B1.一种方法，其包括：使用架空支撑系统在制造环境的地板上将运动平台从第一位置运送到第二位置；以及将所述运动平台定位在结构的工作表面之上，以在所述工作表面上执行操作。

B2.还提供一种根据B1的方法，其还包括：利用所述运动平台将末端执行器相对于所述工作表面上的位置进行定位。

B3.还提供一种根据B2的方法，其中，所述末端执行器构造成保持工具组，并利用所述工具组在所述工作表面上执行所述操作。

B4.还提供一种根据B3的方法，其还包括：利用所述工具组在所述工作表面上执行所述操作。

B5.还提供一种根据B1的方法，其还包括：利用运动系统使所述架空支撑系统从所述第一位置运动到所述第二位置。

B6.还提供一种根据B5的方法，其还包括：在所述制造环境的地面上将所述架空支撑系统从所述第一位置驱动到所述第二位置。

B7.还提供一种根据B5的方法，其中，所述运动系统为第一运动系统，且还包括：利用第二运动系统使所述运动平台沿着竖直轴线朝向所述工作表面运动。

B8.还提供一种根据B5的方法，其还包括：在到达所述第二位置之后将所述架空支撑系统锁定在合适位置。

B9.还提供一种根据B8的方法，其还包括：在到达所述第二位置之后收回所述运动系统中的可收回轮，从而将所述架空支撑系统锁定在合适位置。

B10.还提供一种根据B8的方法，其还包括：在到达所述第二位置之后将所述架空支撑系统降低到地板上，从而稳定所述架空支撑系统。

B11.还提供一种根据B5的方法，其还包括：使承载着所述运动平台的所述架空支撑系统沿着所述结构的长度往复运动，从而在所述工作表面上执行所述操作。

B12.还提供一种根据B1的方法，其还包括：利用与所述架空支撑系统相关联的架空导轨系统使所述运动平台沿着所述架空支撑系统的纵向轴线运动。

B13.还提供一种根据B12的方法，其还包括：使多个附加运动平台沿着所述架空导轨系统运动，从而同时在所述工作表面上执行所述操作。

B14.还提供一种根据B3的方法，其还包括：利用所述工具组将紧固件安装在所述工作表面内。

B15.还提供一种根据B3的方法，其还包括：利用所述工具组中的钻进系统在所述工作表面内钻孔。

B16.还提供一种根据B15的方法，其还包括：利用所述工具组中的监测系统检测以下各项中的至少一项：所述孔的深度或直径。

B17.还提供一种根据B16的方法，其还包括：利用所述工具组中的紧固件安装器将紧固件插入到所述孔内。

B18.还提供一种根据B17的方法，其还包括：利用紧固件管理系统向所述紧固件施加密封剂；以及利用所述紧固件安装器从所述紧固件管理系统接收所述紧固件，其中，在将带有所述密封剂的所述紧固件插入到所述孔之前接收所述紧固件。

B19.还提供一种根据B1的方法，其还包括：识别连接至末端执行器的压力脚与所述工作表面之间的接触力；以及向所述工作表面施加期望的接触力。

B20.还提供一种根据B1的方法，其还包括：使所述运动平台沿着竖直轴线朝向所述工作表面运动。

B21.还提供一种根据B1的方法，其还包括：从所述制造环境中的系统控制器接收命令，其中所述命令包括以下各项中的至少一项：从所述第一位置到所述第二位置的路径，或者待由所述架空支撑系统和所述运动平台完成的操作。

B22.还提供一种根据B1的方法，其还包括：使所述架空支撑系统从所述第一位置转向至所述第二位置。

B23.还提供一种根据B22的方法，其还包括：为所述架空支撑系统提供转向方向。

B24.还提供一种根据B23的方法，其中，由以下各项中的至少一项提供所述转向方向：人工操作者、与所述架空支撑系统相关联的控制器、或系统控制器。

根据本发明的另一方面，提供：

C1.一种用于安装紧固件的组装系统，其包括：六角体，该六角体构造成定位在结构的上蒙皮之上，以将所述紧固件安装在所述上蒙皮内；以及龙门架系统，该龙门架系统构造成在制造环境的地板上被从第一位置驱动到第二位置。

C2.还提供一种根据C1的组装系统，其还包括：末端执行器，其位于所述六角体上，其中，所述末端执行器构造成保持工具组，并利用所述工具组安装所述紧固件。

C3.还提供一种根据C2的组装系统，其中，所述工具组构造成执行以下各项中的至少一项以安装所述紧固件：钻进操作、紧固操作、检测操作、测量操作、清洁操作、密封操作、或数据采集操作。

C4.还提供一种根据C1的组装系统，其还包括：运动系统，该运动系统与所述龙门架系统相关联，其中所述运动系统构造成在所述制造环境的地板上将所述龙门架系统从所述第一位置驱动到所述第二位置。

C5.还提供一种根据C1的组装系统，其中，所述龙门架系统包括横梁以及竖直支撑结构。

C6.还提供一种根据C5的组装系统，其还包括：架空导轨系统，该架空导轨系统与所述龙门架系统相关联，并构造成使所述六角体沿着所述横梁的纵向轴线运动。

根据本发明的另一方面，提供：

D1.一种用于安装紧固件的方法，该方法包括：利用运动系统在制造环境的地板上将承载着六角体的龙门架系统从第一位置驱动到第二位置；并可移动地将所述六角体定位在结构的上蒙皮面板之上，以在上蒙皮面板上执行操作。

D2.还提供一种根据D1的方法，其还包括：利用所述六角体将末端执行器定位成垂直于工作表面上的一位置，其中，所述末端执行器构造成保持工具组，并利用所述工具组将所述紧固件安装在所述上蒙皮面板中。

D3.还提供一种根据D1的方法，其还包括：使所述六角体沿着竖直轴线朝向所述上蒙皮面板运动。

D4.还提供一种根据D1的方法，其还包括：利用架空导轨系统使所述六角体沿着所述龙门架系统中的横梁的纵向轴线运动。

D5.还提供一种根据D3的方法，其还包括：利用工具组中的钻进系统在所述上蒙皮面板内钻孔；利用所述工具组中的检测系统检测所述孔的深度或直径中的至少一项；以及利用所述工具组中的紧固件安装器件所述紧固件插入到所述孔内。

D6.还提供一种根据D5的方法，其还包括：检测已插入到所述上蒙皮面板中的所述紧固件。

D7.还提供一种根据D5的方法，其还包括：利用所述紧固件管理系统向所述紧固件施加密封剂；以及利用所述紧固件安装器从所述紧固件管理系统接收所述紧固件，其中，在将带有所述密封剂的所述紧固件插入所述孔中之前接收所述紧固件。

根据本发明的另一方面，提供：

E1.一种用于将工具定位在表面上的方法，该方法包括：利用第一运动系统相对于所述表面移动所述工具，以将所述工具大致定位在所述表面上的所选区域内；以及利用第二运动系统使所述工具相对于所述表面以至少一个自由度运动，从而将所述工具精确定位在所述表面上的所选区域内的所选位置处。

E2.还提供根据E1的方法，其中，使所述工具相对于所述表面以至少一个自由度运动，从而将所述工具精确定位在所述表面的所选区域内的所选位置处的步骤包括：利用第二运动系统使所述工具相对于所述表面以具有一个自由度运动至所选位置；以及利用第三运动系统将与所述工具相关联的用于在所选位置执行操作的元件相对于所选位置对准。

根据本发明的另一方面，提供：

F1.一种将工具定位在表面上的方法，该方法包括：利用第一运动系统相对于所述表面移动所述工具，以将所述工具大致定位在所述表面上的所选区域内；利用第二运动系统使所述工具相对于所述表面以至少一个自由度运动，从而将所述工具精确定位在所述表面上的所选区域内的所选位置处；以及利用第三运动系统将与所述工具相关联的用于在所选位置执行操作的元件相对于所选位置对准。

Claims (18)

1.一种用于制造飞行器结构的设备，该设备包括：

运动平台，该运动平台构造成定位在结构的工作表面之上，从而在所述工作表面上执行操作；

末端执行器，其位于所述运动平台上，其中，所述末端执行器包括往复台，该往复台构造成使工具组在该往复台内沿着导轨系统运动；

架空支撑系统，其构造成为在制造环境的地板上将所述运动平台从第一位置运送到第二位置；

与所述架空支撑系统相关联的第一运动系统，其中，所述第一运动系统构造成使所述架空支撑系统从所述第一位置运动到所述第二位置；以及

第二运动系统，该第二运动系统与所述运动平台相关联并且被构造成使所述运动平台沿着竖直轴线朝向所述工作表面运动。

2.根据权利要求1所述的设备，其还包括：架空导轨系统，该架空导轨系统与所述架空支撑系统相关联并且被构造成使所述运动平台沿着所述架空支撑系统的纵向轴线运动。

3.根据权利要求2所述的设备，其还包括：多个附加的运动平台，所述多个附加的运动平台可移动地连接至所述架空支撑系统并且被构造成沿着所述架空导轨系统运动。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述多个附加的运动平台同时在所述工作表面上执行所述操作。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述末端执行器构造成保持所述工具组并利用所述工具组执行所述操作，其中，所述工具组包括：钻进系统，该钻进系统构造成在所述工作表面内钻孔。

6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述钻进系统包括主轴和进给轴。

7.根据权利要求5所述的设备，其中，所述工具组包括：检测系统，该检测系统具有构造成对所述工作表面内钻取的孔进行检测的孔探针。

8.根据权利要求5所述的设备，其中，所述工具组包括：紧固件安装器，其构造成将紧固件插入到在所述工作表面内钻出的所述孔内。

9.根据权利要求8所述的设备，其还包括：紧固件管理系统，该紧固件管理系统构造成保持所述紧固件，向所述紧固件施加密封剂，以及向所述紧固件安装器供应所述紧固件。

10.一种用于制造飞行器结构的方法，其包括：

使用架空支撑系统在制造环境的地板上将运动平台从第一位置运送到第二位置；

将所述运动平台定位在结构的工作表面之上，以在所述工作表面上执行操作；以及

利用所述运动平台将末端执行器相对于所述工作表面上的位置进行定位，其中，所述末端执行器包括往复台，该往复台构造成使工具组在该往复台内沿着导轨系统运动，

其中，利用第一运动系统使所述架空支撑系统从所述第一位置运动到所述第二位置，并且

利用第二运动系统使所述运动平台沿着竖直轴线朝向所述工作表面运动。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述末端执行器构造成保持所述工具组，并利用所述工具组在所述工作表面上执行所述操作。

12.根据权利要求10所述的方法，其还包括：

利用与所述架空支撑系统相关联的架空导轨系统使所述运动平台沿着所述架空支撑系统的纵向轴线运动；

使多个附加运动平台沿着所述架空导轨系统运动，从而同时在所述工作表面上执行所述操作。

13.根据权利要求11所述的方法，其还包括：利用所述工具组中的钻进系统在所述工作表面内钻孔。

14.根据权利要求13所述的方法，其还包括：利用所述工具组中的监测系统检测以下各项中的至少一项：所述孔的深度或直径。

15.根据权利要求13所述的方法，其还包括：利用所述工具组中的紧固件安装器将紧固件插入到所述孔内。

16.根据权利要求15所述的方法，其还包括：利用紧固件管理系统向所述紧固件施加密封剂；以及利用所述紧固件安装器从所述紧固件管理系统接收所述紧固件，其中，在将带有所述密封剂的所述紧固件插入到所述孔之前接收所述紧固件。

17.根据权利要求10所述的方法，其还包括：识别连接至末端执行器的压力脚与所述工作表面之间的接触力；以及向所述工作表面施加期望的接触力。

18.根据权利要求10所述的方法，其还包括：使所述运动平台沿着竖直轴线朝向所述工作表面运动。

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