CN112758321A - 一种具备飞行式集成制造能力的飞行制造方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具备飞行式集成制造能力的飞行制造方法和系统，系统包括总控与通信单元、飞行单元、制造单元和辅助单元；总控与通信单元用于向飞行单元转达任务信息或返航信息，任务信息包括任务目标、任务事项、任务地址及任务时间；飞行单元用于按照任务时间将与任务事项对应的制造单元和辅助单元运载至任务地址或按照返航信息返航；制造单元用于在任务地址对应的任务目标上执行任务事项；辅助单元用于辅助制造单元执行任务事项。本发明的具备飞行式集成制造能力的飞行制造方法和系统，可以更好地突破地形和工程结构等外界因素的约束，可根据需求进行制造，维护或抢修，实现快速响应和综合性原位制造，灵活性及适应性强，节省人力及制造成本。

Description

一种具备飞行式集成制造能力的飞行制造方法与系统

技术领域

本申请涉及一种具备飞行式集成制造能力的飞行制造方法与系统，属于加工领域及飞行器领域。

背景技术

业内已经开发出陆基/海基移动式维修、抢险与制造装备，比如美国MIC公司研制出车载式激光冲击强化设备，解决了激光冲击强化现场作业难题(Comprehensivematerials processing[M])。使用车载移动式激光加工系统，可进行陆基运输后的客户端激光熔覆制造或激光冲击强化处理。海基与此类似，已经有舰载原位制造系统或移动式专业维护制造系统。抢险工程车辆或船舶属于类似的应用，较好地解决了移动式陆基/海基的制造与救援问题。但是，在陆基/海基常规交通困难的场合，存在大量的制造工程需求，上述方法尚不能满足。

在一些常规交通运输工具较难抵达的地区，比如海中浅滩孤岛、缺乏公路的山体等，通过海基或陆基，运输加工装备和供应电力往往十分困难，导致这些地区制造、维修或抢险工作很难进行。这些地区自然资源可能很丰富，但缺乏经济可行的制造条件严重制约了这些地区的发展。这是一个急需解决又有多方面重大意义的难题。

此外，随着经济和技术的发展，跨度几十公里的跨海桥梁和几百公里以上的穿山铁路轨道、盘山公路等大量涌现。遇到紧急事故或自然灾难，目前的工程手段在响应时间和制造抢修能力方面存在严重短板。比如，由于高度太高或跨度太大等原因，跨海大桥的大型钢铁结构的维修维护很困难，高空替换一组螺栓或进行涂层换装都是繁琐、危险又高成本、低效率的工作。

简言之，业内亟需可以更好突破时间和空间约束，实现快速、远程、多类高端制造、维护、抢修的制造方法与系统。

发明内容

本申请的目的在于，提供一种具备飞行式集成制造能力的飞行制造方法与系统，以解决现有技术在海基/陆基交通运输工具难抵达地区快速实施制造、维修、抢修工作的技术问题。

本发明的总体思路是，使用飞行器解决远程快速响应及原位制造问题，为此，对飞行器进行改造，使其具备超出常规飞行器的定位装卡能力、能源供给能力、工艺执行能力、多类人机交互能力。

本发明提供了一种具备飞行式集成制造能力的飞行制造系统，该飞行系统可以独立地实施远程的系统投送和原位制造，所述系统包括：

总控与通信单元、飞行单元、制造单元和辅助单元；

所述总控与通信单元，用于向所述飞行单元转达任务信息或者返航信息，所述任务信息包括任务目标、任务事项、任务地址及任务时间；

所述飞行单元，用于按照所述任务时间将与所述任务事项对应的所述制造单元和所述辅助单元运载至所述任务地址或者按照所述返航信息返航；

所述制造单元，用于在所述任务地址对应的所述任务目标上执行所述任务事项；

所述辅助单元，用于辅助所述制造单元执行所述任务事项。

优选地，所述任务事项包括制造、维护和抢修。

优选地，所述制造单元为具有独立加工制造能力的装置；

所述制造单元包括表面处理装置、增材制造装置、减材制造装置以及预制件装配装置中至少一种；

所述表面处理装置，用于对所述任务目标和/或所述任务事项中使用的材料进行表面清洗、表面微加工及表面应力处理；

所述增材制造装置，用于打印所述任务事项中使用的指定结构材料；

所述减材制造装置，用于对所述任务目标和/或所述任务事项中使用的材料进行减材处理，所述减材处理包括切割、打孔和三维铣削类去除等；

所述预制件装配装置，用于将所述任务事项中使用的材料中的预制件装配于所述任务目标上；

上述制造单元中的各种装置所使用的加工方法包括但不限于激光加工、电加工、电化学加工、超声加工、水射流加工及机械加工。加工方法涉及的加工工艺单元由工艺头、运动系统、反馈控制系统组成。所述运动系统包括机器人、机械手、单轴及多轴运动台、气动或液压执行器等等。加工工艺单元满足飞行器上模块化运输和展开的独特需求。

优选地，所述辅助单元包括检测识别装置和定位装置；

所述检测识别装置，用于检测并识别所述任务事项中使用的材料是否符合预设要求或者检测并识别出所述任务目标的维修位置；

所述定位装置，用于辅助所述制造单元确定制造、维护或者抢修的位置；所述定位装置包括依托地形的形式和空中悬停的形式。依托地形的形式包括伸展平台和起支撑功能的可伸缩单元。空中悬停形式包括单个飞行器的悬停及多个飞行器联合的增强型悬停定位。

优选地，所述辅助单元还包括装卡与夹持装置和搬运装置。所述装卡与夹持装置，用于装卡与夹持所述任务事项中使用的材料；所述搬运装置，用于搬运所述任务事项中使用的待转运材料。

优选地，所述辅助单元还包括与所述总控与通信单元通信连接的反馈装置。所述反馈装置，用于评测所述任务事项的完成情况，并将评测结果反馈至所述总控与通信单元；

优选地，所述辅助单元还包括供电装置。所述供电装置，用于为所述辅助单元中的用电设备供电。

优选地，还包括能源单元。所述能源单元为可单独提供能量的装置；

所述能源单元，用于为所述飞行单元、所述制造单元和所述辅助单元提供能源，并能够满足整个制造系统的能源需求。

优选地，所述能源单元包括但不限于飞行器动力系统、燃油发电机、压缩气体、锂电池和太阳能电池板中的至少一种。

优选地，所述飞行单元包括但不限于无人驾驶飞行器或者有人驾驶飞行器，飞行速度不限。

优选地，所述飞行单元包括无人机、直升机、运输机或飞艇中的至少一种，所述无人机包括旋翼无人机和固定翼无人机，所述飞行单元的飞行能力足以带动整个飞行制造系统。

优选地，所述无人机、直升机和运输机配备有常规起落或滑行装置(如起落架或滑行轮)附近的多自由度柔性机械支撑装置，并具备侧面打开功能和加工平台伸缩功能。

所述多自由度柔性机械支撑装置，用于支撑所述无人机、直升机和运输机在不平整结构或者不平整地上稳固降落和定位，其中，所述侧面打开功能，用于抵达工位后的制造单元伸出或移动。飞行单元单侧或两侧均可打开，并且，打开的通道至少一个，打开宽度充分满足制造单元和辅助单元的进出。

所述加工平台伸缩功能，用于从飞行器上伸出支撑平台，为制造工艺单元提供稳固的支撑。平台伸缩的尺度充分满足加工任务的需求。优选地，所述平台为平板结构或柱状结构。

所述飞行加工系统可以由多个飞行器组成，形成综合性制造能力，如将表面处理飞行器与去除加工或增材加工飞行器组合起来，并行或分时地进行加工。

本发明还提供了一种具备飞行式集成制造能力的飞行制造方法，包括：

步骤1、飞行单元接收总控与通信单元下达的任务信息，所述任务信息包括任务目标、任务事项、任务地址及任务时间；其中，总控与通信单元可以接受人工直接输入及网络信息，并能够远程控制飞行单元、制造单元和辅助单元。本申请中的飞行单元包括但不限于任何种类的无人及有人驾驶的新型飞行系统，该系统不仅具备飞行和运输功能，还同时具备定位、检测、供能及加工功能。

步骤2、根据所述任务事项，在所述飞行单元上配置制造单元和辅助单元；即进行针对性配置飞行制造系统。首先展开飞行制造系统的针对性功能配置，包括但不限于飞行系统配置，能源供给系统配置，定位装卡、辅助介质、施工材料等辅助单元配置、加工/维修/抢修所需的制造单元配置等。飞行制造系统实施模块化选配，共享总控与通信单元。所述飞行制造系统包括带有一个或多个制造单元或者辅助单元的飞行器，所述飞行器为一个或多个，可以完成预定飞行制造任务。

步骤3、配置完成后的所述飞行单元按照所述任务时间飞行至所述任务地址。

步骤4、所述制造单元和所述辅助单元根据所述任务事项，在所述任务目标上进行制造加工。所述制造加工包括机械手驱动下的加工及人工实施的加工。

优选地，在所述制造单元和所述辅助单元根据所述任务事项，在所述任务目标上进行制造加工之后，还包括：

步骤5、在所述任务目标上原位评测所述任务事项的完成情况并将评测结果发送至总控与通信单元；所述评测结果需进行存储；

所述总控与通信单元判断所述评测结果是否为合格，如是，则向所述飞行单元发送返航信息；

所述飞行单元缩回其上配置的制造单元和辅助单元，并根据返航信息返航，进入下一个任务周期。

优选地，所述配置完成后的所述飞行单元按照所述任务时间飞行至所述任务地址之后，还包括：

步骤3→4、所述飞行单元、所述制造单元和所述辅助单元均调整至准制造状态；所述飞行单元的准制造状态为悬停至所述任务地址或者根据所述任务地址的地形停放，具体为：

飞行单元抵达施工地点后，飞行单元进行适度变化，实施原位定位与装卡工作，所述飞行包括有人及无人驾驶的飞行；

所述适度变化包括飞行单元自身支撑下的工位延伸与支撑，以及制造单元和辅助单元从密集运输状态到准制造状态的转换；

所述定位与装卡包括依托地形以及直接悬停空中的定位与装卡形式。依托地形的定位与装卡形式，所用手段包括使用可以灵活适应地形起伏的伸缩式结构；空中悬停的定位与装卡形式，除了单机悬停外，还包括多机复合的悬停增强形式，多机之间可以使用绳索等连接结构；在所述飞行单元、所述制造单元和所述辅助单元均调整至准制造状态之后，所述制造单元和所述辅助单元根据所述任务事项，在所述任务目标上进行制造加工。

优选地，所述制造单元和所述辅助单元根据所述任务事项，在所述任务目标上进行制造加工，具体为：

步骤4.1、所述总控与通信单元根据所述任务事项，制定工艺路线，具体为通过检测，制定工艺路线，其中检测包括工件位置和法线检测、质量检测等等；

步骤4.2、所述制造单元和所述辅助单元根据所述工艺路线，在所述任务目标上进行制造加工，具体为：通过制造单元，依托飞行制造平台，完成加工任务。所述制造单元包括一种及一种以上的工艺功能，如清洗、涂装、钻孔、切割、熔覆、焊接、应力处理、增材制造等。

本发明揭示的具备飞行式集成制造能力的飞行制造方法和系统相较于现有技术，具有如下有益效果：

本发明揭示的具备飞行式集成制造能力的飞行系统，受地形、工程结构高度及跨度等因素的约束更小，可以根据需求，快速响应，突破超大距离及工位挑战，进行制造、维护或抢修，灵活性及适应性强，不仅仅节省人力及制造成本，更通过新型飞行器，实现了新的制造能力。

本发明可以根据任务事项的需求，在飞行单元中定制性配置制造单元和辅助单元，用于交通不便地区的制造、维护或抢修，应用范围广。

本发明的制造功能可以通过单飞行器组合及多飞行器组合，快速形成综合性制造能力，将强大的制造能力快速投送到远距离或普通方法难以到达的地点。

本发明的辅助单元可以保证制造功能的相对独立实现，有效解决了困难施工地点的稳定定位、能源供给、材料供给和检测问题。如果施工地点有可用资源，如电力，可采用复合方式，进一步节约飞行制造的成本。

附图说明

图1为本发明具备飞行式集成制造能力的飞行制造系统整体结构示意图；

图2中的(a)为本发明实施例中对桥梁顶部故障区域进行维修的示意图；

图2中的(b)为本发明实施例中对铁路轨道故障区域进行维修的示意图；

图3为本发明实施例中交通不便山区当地资源开发利用和原位制造示意图；

图4是运输机采用柔性伸缩支撑在不平整地面降落的示意图；

图5是运输机货仓伸缩传输平台传送模块化机械手臂的示意图；

图6是本发明具备飞行式集成制造能力的飞行制造方法的流程图。

部件和附图标记列表：

1.无人机；2.夹持装置；3.桥梁；4.检测识别装置；5.钻孔装置；6.无人机的多自由度柔性机械支撑装置；7.磨削装置；8.铁路轨道；9.激光加工装置；10.多功能机器人；11.树木资源；12.运输机；13.直升机；14.运输机传送带；15.运输机货仓；16.运输机柔性伸缩支撑；17.总控与通信单元；18.飞行单元；19.制造单元；20.辅助单元；21.能源单元。22.运输机垂直升降发动机；23.运输机可折叠机翼；24.运输机伸缩传输设备平台；25.运输机起落架。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

另外，还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

图1为本发明具备飞行式集成制造能力的飞行制造系统的结构示意图；

本发明的一种具备飞行式集成制造能力的飞行制造系统，包括总控与通信单元17、飞行单元18、制造单元19和辅助单元20；其中，总控与通信单元17用于向飞行单元18转达任务信息或者返航信息，其中任务信息包括任务目标、任务事项、任务地址及任务时间；飞行单元18用于按照任务时间将与任务事项对应的制造单元19和辅助单元20运载至任务地址或者按照所述返航信息返航；制造单元19用于在任务地址对应的任务目标上执行任务事项；辅助单元20，用于辅助制造单元19执行任务事项。其中，任务事项包括制造、维护和抢修。本发明可以用于交通不便地区的制造、维护或抢修。

本申请中的制造单元19为具有独立加工制造能力的装置；例如制造单元19包括表面处理装置、增材制造装置、减材制造装置以及预制件装配装置中至少一种；表面处理装置用于对任务目标和/或任务事项中使用的材料进行表面清洗、表面微加工及表面应力处理；增材制造装置用于打印任务事项中使用的指定结构材料，指定结构的材料通常为结构较为特殊，难以通过批量生产获得的异形材料；减材制造装置，用于对任务目标和/或任务事项中使用的材料进行减材处理，减材处理包括切割、打孔和三维铣削类去除等；预制件装配装置用于将任务事项中使用的材料中的预制件装配于任务目标上。上述制造单元中的各种装置所使用的加工方法包括但不限于激光加工、电加工、电化学加工、超声加工、水射流加工及机械加工。加工方法涉及的加工工艺单元由工艺头、运动系统、反馈控制系统组成。运动系统包括机器人、机械手、单轴及多轴运动台、气动或液压执行器等等。加工工艺单元满足飞行器上模块化运输和展开的独特需求。

本发明中的辅助单元20包括检测识别装置4和定位装置；检测识别装置4用于检测并识别任务事项中使用的材料是否符合预设要求或者检测并识别出任务目标的维修位置；定位装置用于辅助制造单元19确定制造、维护或者抢修的位置。辅助单元可辅助制造单位执行任务事项，保证制造单元执行任务的精度及准确度。

进一步地，辅助单元20还包括装卡与夹持装置；装卡与夹持装置用于装卡与夹持任务事项中使用的材料。

更进一步地，辅助单元20还包括搬运装置。搬运装置用于搬运任务事项中使用的待转运材料。

为实现飞行制造系统的高效工作，本申请的辅助单元还设置了反馈装置。反馈装置用于评测任务事项的完成情况，并将评测结果反馈至总控与通信单元17。总控与通信单元17接收到评测结果后，判断评测结果是否为合适，如是，则向飞行单元18发送返航信息，以便飞行单元18、制造单元19和辅助单元20进入下一个工作周期。如否，则总控与通信单元17不发送返航信息。

本申请的辅助单元20还包括供电装置。供电装置用于为辅助单元中的用电设备供电。

为实现飞行单元18、制造单元19和辅助单元20的持续运行，本发明还设置了能源单元21。该能源单元21用于为飞行单元18、制造单元19和辅助单元20提供能源，并能够满足整个制造系统的能源需求。本申请的能源单元为可单独提供能量的装置，包括但不限于飞行器动力系统、燃油发电机、压缩气体、锂电池和太阳能电池板中的至少一种。

本发明所指的飞行单元18包括但不限于无人驾驶飞行器或者有人驾驶飞行器，其飞行速度不限。优选地，飞行单元包括无人机、直升机、运输机或飞艇中的至少一种，无人机包括旋翼无人机和固定翼无人机，上述飞行单元的飞行能力足以带动整个飞行制造系统。本申请的无人机、直升机和运输机配备有常规起落或滑行装置(如起落架或滑行轮)附近的多自由度柔性机械支撑装置，并具备侧面打开功能和加工平台伸缩功能。多自由度柔性机械支撑装置，用于支撑所述无人机、直升机和运输机在不平整结构或者不平整地上稳固降落和定位，其中，侧面打开功能，用于抵达工位后的制造单元伸出或移动。飞行单元单侧或两侧均可打开，并且，打开的通道至少一个，打开宽度充分满足制造单元和辅助单元的进出。加工平台伸缩功能用于从飞行器上伸出支撑平台，为制造工艺单元提供稳固的支撑。平台伸缩的尺度充分满足加工任务的需求。优选地，所述平台为平板结构或柱状结构。飞行加工系统可以由多个飞行器组成，形成综合性制造能力，如将表面处理飞行器与去除加工或增材加工飞行器组合起来，并行或分时地进行加工。

图6为本发明具备飞行式集成制造能力的飞行制造方法的流程图。

本发明的具备飞行式集成制造能力的飞行制造方法，包括：

步骤1、飞行单元接收总控与通信单元下达的任务信息，其中任务信息包括任务目标、任务事项、任务地址及任务时间。总控与通信单元可以接受人工直接输入及网络信息，并能够远程控制飞行单元、制造单元和辅助单元。本申请中的飞行单元包括但不限于任何种类的无人及有人驾驶的新型飞行系统，该系统不仅具备飞行和运输功能，还同时具备定位、检测、供能及加工功能。

步骤2、根据任务事项，在飞行单元上配置制造单元和辅助单元；即进行针对性配置飞行制造系统。首先展开飞行制造系统的针对性功能配置，包括但不限于飞行系统配置，能源供给系统配置，定位装卡、辅助介质、施工材料等辅助单元配置、加工/维修/抢修所需的制造单元配置等。飞行制造系统实施模块化选配，共享总控与通信单元。飞行制造系统包括带有一个或多个制造单元或者辅助单元的飞行器，飞行器为一个或多个，可以完成预定飞行制造任务。

步骤3、配置完成后的飞行单元按照任务时间飞行至任务地址。

步骤4、制造单元和辅助单元根据任务事项，在任务目标上进行制造加工。制造加工包括机械手驱动下的加工及人工实施的加工。

具体地，在制造单元和辅助单元根据任务事项，在任务目标上进行制造加工之后，还包括：

步骤5、在任务目标上原位评测任务事项的完成情况并将评测结果发送至总控与通信单元；评测结果需进行存储；总控与通信单元判断评测结果是否为合格，如是，则向飞行单元发送返航信息；飞行单元缩回其上配置的制造单元和辅助单元，并根据返航信息返航，进入下一个任务周期。

优选地，配置完成后的飞行单元按照任务时间飞行至任务地址之后，还包括：

步骤3→4、飞行单元、制造单元和辅助单元均调整至准制造状态；飞行单元的准制造状态为悬停至任务地址或者根据任务地址的地形停放，具体为：飞行单元抵达施工地点后，飞行单元进行适度变化，实施原位定位与装卡工作，飞行包括有人及无人驾驶的飞行；适度变化包括飞行单元自身支撑下的工位延伸与支撑，以及制造单元和辅助单元从密集运输状态到准制造状态的转换；定位与装卡包括依托地形以及直接悬停空中的定位与装卡形式。依托地形的定位与装卡形式，所用手段包括使用可以灵活适应地形起伏的伸缩式结构；空中悬停的定位与装卡形式，除了单机悬停外，还包括多机复合的悬停增强形式，多机之间可以使用绳索等连接结构。在飞行单元、制造单元和辅助单元均调整至准制造状态之后，进入步骤4，即制造单元和辅助单元根据任务事项，在任务目标上进行制造加工。

进一步地，本申请的制造单元和辅助单元根据任务事项，在任务目标上进行制造加工，具体为：

步骤4.1、总控与通信单元根据任务事项，制定工艺路线，具体为通过检测，制定工艺路线；检测包括工件位置和法线检测、质量检测等等；

步骤4.2、制造单元和辅助单元根据工艺路线，在任务目标上进行制造加工，具体为：通过制造单元，依托飞行制造平台，完成加工任务。制造单元包括一种及一种以上的工艺功能，如清洗、涂装、钻孔、切割、熔覆、焊接、应力处理、增材制造等。

本申请的飞行制造系统可以由单个飞行器或多个飞行器组成，形成快速综合性制造能力投射，实施原位制造。

下面将以更为具体的实施例详述本申请。

实施例1

利用本申请的系统对桥梁顶部故障区域进行维修，其维修示意图见图2中的(a)。无人机1接收到总控与通信单元17的维修命令后飞行至桥梁上空，通过检测识别装置4和定位装置定位故障区域，采用钻孔装置5对桥梁故障区域进行钻孔，然后通过夹持装置2将螺钉安装到钻孔内，完成任务，反馈装置将完成任务的信息发送至总控与通信单元17。

实施例2

利用本申请的系统对铁路轨道故障区域进行维修，其维修示意图见图2中的(b)。当无人机1飞行至易于降落的区域，通过无人机的多自由度机械支撑装置6支撑无人机1的本体，关闭旋翼以节省能源，且支撑的高度和角度可以通过电动伸缩杆进行调节。对铁路轨道8中故障部分采用激光加工装置9进行激光加工，对加工后的表面采用磨削装置7进行磨削加工，整平粗糙的焊接表面，完成任务，反馈装置将完成任务的信息发送至总控与通信单元17。

实施例3

图3是交通不便山区当地资源开发利用和原位制造示意图。对于交通不便的山区，工业设施的维修和搭建采用以本地资源利用和远程资源配送相结合的模式。由于山区交通不便，大型设备的运输困难，因此采用直升机13或运输机12空投或者降落至地面输运制造单元19和辅助单元20。运输机12为运输类直升机。本实施例中的制造单元19为多功能机器人10和用于制造或者维修的无人机，辅助单元20中使用了搬运装置，本实施例中的搬运装置为可以实现搬运功能的无人机。通过这种方式可以实现从超远距离到偏远山区的加工制造。

空投至山区的多功能机器人10可以根据山区设备搭建和维修的需求，开发当地的自然资源，比如树木资源11等。搬运装置则完成复杂山地地形的资源搬运工作，用于制造或者维修的无人机可以完成小范围的多功能制造，例如增材打印、激光加工或者机械加工等。多功能机器人和无人机协同完成对山区工业设施的维修与搭建。

实施例4

图4是运输机采用柔性伸缩支撑在不平整地面降落的示意图。运输机12飞行至目的地附近，需要在不平整的地面上降落时，将运输机可折叠机翼23折叠起来，同时打开运输机垂直升降发动机22。待运输机12缓慢悬停在目的地上方时，将运输机柔性伸缩支撑16逐渐伸展开，根据地面的地形，控制运输机柔性伸缩支撑16四条支撑架的长度，保证机体整体水平和稳定。

图5是运输机货仓伸缩传输平台传送模块化机械手臂的示意图。当运输机12在地面停稳之后，将运输机可折叠机翼23完全折叠起来，从运输机货仓15伸出运输机伸缩传输设备平台24，通过运输机起落架25对运输机伸缩传输设备平台24进行支撑。运输机货仓15中的设备可以通过运输机伸缩传输设备平台24上的传送带传送到运输机伸缩传输设备平台24上的指定位置，对附近需要维修制造的设备进行维修和制造。

本发明的具备飞行式集成制造能力的飞行制造方法和系统，可根据需求进行模块化配置，灵活性及适应性强，节省人力及制造成本。

以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (10)

1.一种具备飞行式集成制造能力的飞行制造系统，其特征在于，包括总控与通信单元、飞行单元、制造单元和辅助单元；

所述总控与通信单元，用于向所述飞行单元转达任务信息或者返航信息，所述任务信息包括任务目标、任务事项、任务地址及任务时间；

所述飞行单元，用于按照所述任务时间将与所述任务事项对应的所述制造单元和所述辅助单元运载至所述任务地址或者按照所述返航信息返航；

所述制造单元，用于在所述任务地址对应的所述任务目标上执行所述任务事项；

所述辅助单元，用于辅助所述制造单元执行所述任务事项。

2.根据权利要求1所述的具备飞行式集成制造能力的飞行制造系统，其特征在于，所述任务事项包括制造、维护和抢修。

3.根据权利要求1所述的具备飞行式集成制造能力的飞行制造系统，其特征在于，所述制造单元为具有独立加工制造能力的装置；

所述制造单元包括表面处理装置、增材制造装置、减材制造装置以及预制件装配装置中至少一种；

所述表面处理装置，用于对所述任务目标和/或所述任务事项中使用的材料进行表面清洗、表面微加工及表面应力处理；

所述增材制造装置，用于打印所述任务事项中使用的指定结构材料；

所述减材制造装置，用于对所述任务目标和/或所述任务事项中使用的材料进行减材处理，所述减材处理包括切割、打孔和三维铣削；

所述预制件装配装置，用于将所述任务事项中使用的材料中的预制件装配于所述任务目标上；

优选地，所述辅助单元包括检测识别装置和定位装置；

所述检测识别装置，用于检测并识别所述任务事项中使用的材料是否符合预设要求或者检测并识别出所述任务目标的维修位置；

所述定位装置，用于辅助所述制造单元确定制造、维护或者抢修的位置；

优选地，所述辅助单元还包括装卡与夹持装置和搬运装置；

所述装卡与夹持装置，用于装卡与夹持所述任务事项中使用的材料；

所述搬运装置，用于搬运所述任务事项中使用的待转运材料。

4.根据权利要求3所述的具备飞行式集成制造能力的飞行制造系统，其特征在于，所述辅助单元还包括与所述总控与通信单元通信连接的反馈装置；

所述反馈装置，用于评测所述任务事项的完成情况，并将评测结果反馈至所述总控与通信单元；

优选地，所述辅助单元还包括供电装置；

所述供电装置，用于为所述辅助单元中的用电设备供电。

5.根据权利要求1所述的具备飞行式集成制造能力的飞行制造系统，其特征在于，还包括能源单元，所述能源单元为可单独提供能量的装置；

所述能源单元，用于为所述飞行单元、所述制造单元和所述辅助单元提供能源；

优选地，所述能源单元包括飞行器动力系统、燃油发电机、压缩气体、锂电池和太阳能电池板中的至少一种；

优选地，所述飞行单元包括无人驾驶飞行器或者有人驾驶飞行器；

优选地，所述飞行单元包括无人机、直升机、运输机或飞艇中的至少一种，所述无人机包括旋翼无人机和固定翼无人机。

6.根据权利要求5所述的具备飞行式集成制造能力的飞行制造系统，其特征在于，所述无人机、直升机和运输机均包括多自由度柔性机械支撑装置；

所述多自由度柔性机械支撑装置，用于支撑所述无人机、直升机和运输机在不平整结构或者不平整地上稳固降落。

7.一种使用权利要求1～6任一项所述系统的具备飞行式集成制造能力的飞行制造方法，其特征在于，包括：

飞行单元接收总控与通信单元下达的任务信息，所述任务信息包括任务目标、任务事项、任务地址及任务时间；

根据所述任务事项，在所述飞行单元上配置制造单元和辅助单元；

配置完成后的所述飞行单元按照所述任务时间飞行至所述任务地址；

所述制造单元和所述辅助单元根据所述任务事项，在所述任务目标上进行制造加工。

8.根据权利要求7所述的具备飞行式集成制造能力的飞行方法，其特征在于，在所述制造单元和所述辅助单元根据所述任务事项，在所述任务目标上进行制造加工之后，还包括：

在所述任务目标上原位评测所述任务事项的完成情况并将评测结果发送至总控与通信单元；

所述总控与通信单元判断所述评测结果是否为合格，如是，则向所述飞行单元发送返航信息。

9.根据权利要求7或8所述的具备飞行式集成制造能力的飞行方法，其特征在于，所述配置完成后的所述飞行单元按照所述任务时间飞行至所述任务地址之后，还包括：

所述飞行单元、所述制造单元和所述辅助单元均调整至准制造状态；

所述飞行单元的准制造状态为悬停至所述任务地址或者根据所述任务地址的地形停放；

在所述飞行单元、所述制造单元和所述辅助单元均调整至准制造状态之后，所述制造单元和所述辅助单元根据所述任务事项，在所述任务目标上进行制造加工。

10.根据权利要求7所述的具备飞行式集成制造能力的飞行方法，其特征在于，所述制造单元和所述辅助单元根据所述任务事项，在所述任务目标上进行制造加工，具体为：

所述总控与通信单元根据所述任务事项，制定工艺路线；

所述制造单元和所述辅助单元根据所述工艺路线，在所述任务目标上进行制造加工。

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