CN114802802A - 接近受限的紧固件安装 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及接近受限的紧固件安装，并且提供用于安装紧固件的方法和装置。该装置包括板系统和连接到板系统的空气系统。板系统具有多个空气通道和至少一个开口。空气系统将空气引导通过多个空气通道，离开开口，并且以大体上平行于紧固件将要被安装进入的结构的表面的选择的方向引导空气，使得空气冲击紧固件的杆的暴露部分。

Description

接近受限的紧固件安装
本申请是2017年2月16日提交的名称为：“接近受限的紧固件安装”的中国专利申请201710083953.2的分案申请。
技术领域
本公开总体上涉及安装紧固件。更具体地，本公开涉及用于将紧固件安装在结构的孔中以在紧固件和孔之间产生摩擦力的方法和装置，该摩擦力防止紧固件在安装期间从孔中掉出。
背景技术
在其中接近受到限制的区域中手动地安装紧固件可能比期望的更困难和耗时。当建造复杂系统(例如飞行器)时，手动紧固件安装可能特别困难和繁琐。对于一些当前可用的飞行器，用于纵向和径向联结组件的紧固件的安装可以手动地执行。例如但不限于，飞行器的机身组件的径向联结组件的铆钉的安装可以通过第一机械师在机身组件外部操作钻孔工具和锤击工具以及第二机械师在机身组件内部操作屈曲(bucking)工具来。
因此，期望至少部分地自动进行安装这些铆钉的过程。然而，在其中可能需要安装数百个紧固件的接近受限的区域中，使安装铆钉的过程自动化可能是困难的。因此，期望具有考虑至少一些上述问题以及其他可能问题的方法和装置。
发明内容
在一个说明性实施例中，装置包括板系统和连接到板系统的空气系统。板系统具有开口和多个空气通道。空气系统将空气引导通过多个空气通道，离开开口，并且以大体上平行于紧固件将要被安装进的结构的表面的选择的方向引导空气，使得空气冲击紧固件的杆的暴露部分。
在另一说明性实施例中，提供用于安装紧固件的方法。紧固件安置在结构的孔内。相对于紧固件以选择的方向引导空气，其中紧固件位于结构的孔中。空气在紧固件和孔之间产生摩擦力，该摩擦力防止紧固件从孔中掉出。将紧固件安装在孔中。
在又一说明性实施例中，紧固件保持系统包括板系统和连接到板系统的空气系统。板系统包括导向板，盖板组，衬垫层和多个开口。导向板具有与结构的表面的表面轮廓匹配的轮廓。盖板组在板系统内形成多个空气通道。当板系统相对于结构定位时，衬垫层保护结构的表面。多个开口穿过导向板、盖板组和衬垫层。多个开口中的开口经配置定位在结构中的多个孔中的孔的上方。开口允许插入孔中的紧固件穿过开口。当启动空气系统时，空气系统引导空气通过板系统内的多个空气通道，以在多个紧固件中的每个紧固件和结构中的多个孔中的对应的孔之间产生摩擦力，该摩擦力防止每个紧固件从对应的孔中掉出。
特征和功能可以在本公开的各种实施例中独立地实现或者可以在其他实施例中组合，其中参考下面的描述和附图可以看到进一步的细节。
附图说明
在所附权利要求中阐述了被认为是说明性实施例的特性的新颖特征。然而，当结合附图阅读时，通过参考本公开的说明性实施例的以下详细描述，将充分理解说明性实施例以及其优选使用模式、其进一步的目的和特征，其中：
图1是根据说明性实施例的框图形式的制造环境的图示；
图2是根据说明性实施例的框图形式的紧固件保持系统的图示；
图3是根据说明性实施例的飞行器的等距视图的图示；
图4是根据说明性实施例的图3的机身的一部分的内表面的等距视图的图示；
图5是根据说明性实施例的图4的机身的该部分的内表面的一个区段和来自图4的紧固件保持系统的图示；
图6是根据说明性实施例的图4至图5的紧固件保持系统的第一侧的图示；
图7是根据说明性实施例的图6的紧固件保持系统的第二侧的图示；
图8是根据说明性实施例的图6的紧固件保持系统的第二侧的图示，其中去除了图7的衬垫层；
图9是根据说明性实施例的相对于图4中的机身内侧将图6的紧固件保持系统维持在适当的位置的两个框架推动器组件的图示；
图10是根据说明性实施例的框架推动器组件的等距视图的图示；
图11是根据说明性实施例的图9的紧固件保持系统的放大视图的图示；
图12是根据说明性实施例的相对于其中已经插入紧固件的孔定位的紧固件保持系统的横截面视图的图示；
图13是根据说明性实施例的以流程图的形式安装紧固件的过程的图示；
图14是根据说明性实施例的以流程图的形式安装紧固件的过程的图示；
图15是根据说明性实施例的以流程图的形式安装紧固件的过程的图示；
图16是根据说明性实施例的框图形式的飞行器制造和维护方法的图示；以及
图17是根据说明性实施例的框图形式的飞行器的图示。
具体实施方式
说明性实施例认识到并考虑到不同的需要考虑的因素。例如，说明性实施例认识到并考虑到提供一种用于产生摩擦力的方法和装置是可取的，该摩擦力在安装期间将紧固件维持在结构的孔内的适当位置，以改善可以安装这些紧固件的轻易性和速度。具体地，说明性实施例认识到，这种类型的方法和装置可以使得在接近受到限制的区域中安装紧固件的过程自动化更容易。
因此，说明性实施例提供用于安装紧固件的方法和装置。在一个说明性示例中，提供用于安装紧固件的方法。紧固件被安置在结构的孔内。相对于紧固件以选择的方向引导空气，其中紧固件位于结构的孔中。空气在紧固件和孔之间产生摩擦力，该摩擦力防止紧固件从孔中掉出。此后，将紧固件安装在孔中。以这种方式，该方法在紧固件安装之前和紧固件安装期间使用空气将紧固件维持在孔中。
在又一说明性示例中，紧固件保持系统包括板系统和连接到板系统的空气系统。板系统包括导向板、盖板组、衬垫层和多个开口。导向板具有与结构的表面的表面轮廓匹配的轮廓。盖板组在板系统内形成多个空气通道。当板系统相对于结构定位时，衬垫层保护结构的表面。多个开口穿过导向板、盖板组和衬垫层。多个开口中的开口经配置定位在结构中的多个孔中的孔的上方。开口允许插入孔中的紧固件穿过开口。当启动空气系统时，空气系统引导空气通过板系统内的多个空气通道，以在多个紧固件中的每个紧固件和结构中的多个孔中的对应的孔之间产生摩擦力，该摩擦力防止每个紧固件从对应的孔中掉出。
在下面描述的说明性示例中，相同的参考标号可以在不只一个图中使用。在不同的图中重复使用的参考标号在不同的图中代表相同元件。
现在参照图，并且具体地，参照图1，根据说明性实施例以框图的形式描绘制造环境的图示。在该说明性示例中，制造环境100可以是在其中可以组装结构102以形成飞行器104的环境。
在一个说明性示例中，结构102采取机身106的形式。在一些情况下，在制造和组装期间，机身106可以被称为机身组件。在一个说明性示例中，结构102可以包括两个或更多个部件。
结构102具有内侧108和外侧110。内侧108可以由内模具线(mold line)(未示出)限定。外侧110可以由外模具线(未示出)限定。多个紧固件112可以安装在结构102中的多个孔114中。具体地，机器人设备116可以用于在结构102内钻入多个孔114并且安装多个紧固件112。机器人设备116可以相对于结构102的外侧110定位在结构102的外部。在一些说明性示例中，机器人设备116可以实现整个钻孔过程的自动化，但是仅使紧固件安装过程的一部分自动化。
在该说明性示例中，紧固件118是多个紧固件112中的一个的示例。当紧固件118已经完全安装时，紧固件118可以表现为铆钉120的形式。紧固件118具有第一端122和第二端124。紧固件118可以包括位于第一端122的头部126和从紧固件118的第二端124延伸到紧固件118的头部126的杆128。在一些情况下，紧固件118的杆128也可以被称为柄。
在一个说明性示例中，紧固件118可以被指定用于安装在结构102中的多个孔114的孔130中。在该说明性示例中，孔130具有壁132。壁132可以限定孔130的尺寸并且由结构102形成。
已经在结构102中钻出多个孔114之后，可以由在结构102的外侧110处的机器人设备116将多个紧固件112插入到多个孔114中。然而，沿着结构102的内侧108的多个孔114所在的区域可以是接近受限的区域。因此，第二机器人设备(未示出)不能到达内侧108内的多个孔114以帮助安装多个紧固件112。例如，尽管在外侧110处的机器人设备116可以用于执行钻孔操作和锤击操作，但是另一个机器人设备(未示出)不能进入结构102的内侧108内的多个孔114所在的区域，以便执行屈曲操作。操作人员可能需要执行这些屈曲操作。
紧固件保持系统134可以用于在安装过程期间将多个紧固件112维持在多个孔114内的适当位置。例如但不限于，当机器人式设备116沿着结构102的外侧110移动并且操作人员(未示出)沿着结构102的内侧108移动时，紧固件保持系统134可以防止多个紧固件112从多个孔114中掉出，以一次一个地完全安装多个紧固件112中的每一个。紧固件保持系统134在结构102的内侧108内使用。紧固件保持系统134在下面的图2中更详细地描述。
仍然参照图1，多个孔114可以位于结构102的第一框架136和第二框架138之间。第一框架推动器组件140和第二框架推动器组件142可以用于将紧固件保持系统134维持和保持在第一框架136和第二框架138之间的选择的位置。第一框架推动器组件140和第二框架推动器组件142分别连接到第一框架136和第二框架138。
第一框架推动器组件140可以包括，例如但不限于，支撑构件144、销组146、框架支架150和扭矩构件152。支撑构件144是第一框架推动器组件140的主要结构部件。销组146可以插入第一框架136中的协调孔组148中，以将第一框架推动器组件140连接到第一框架136。
框架支架150可以用于控制扭矩构件152的定位。具体地，框架支架150可以可移动地附接到支撑构件144。扭矩构件152可以连接到框架支架150，使得框架支架150沿着支撑构件144的移动使扭矩构件152相对于支撑构件144移动。
扭矩构件152可以用于间接地将支撑构件144连接到紧固件保持系统134。在一个说明性示例中，扭矩构件152采取扭矩限制指旋螺钉154的形式。扭矩限制指旋螺钉154可以被旋转以向紧固件保持系统134施加力，该力推动紧固件保持系统134抵靠结构102的内侧108，以将紧固件保持系统134维持在适当位置。
第二框架推动器组件142可以以类似于第一框架推动器组件140的方式实施。然而，第二框架推动器组件142可以经配置附接到第二框架138。
现在参照图2，根据说明性实施例以框图的形式描绘了紧固件保持系统134的图示。在该说明性示例中，紧固件保持系统134可以相对于结构102的内侧108定位。例如，使用图1中的第一框架推动器组件140和第二框架推动器组件142可以将紧固件保持系统134维持在适当位置。
紧固件保持系统134包括板系统200和连接到板系统200的空气系统202。板系统200可以包括多个开口204。多个开口204中的开口可以经配置定位在结构102中的对应的孔的上方。进一步地，多个开口204中的开口可以成形为允许插入对应的孔内的紧固件穿过开口。
在一个说明性示例中，当板系统200定位在结构102中的多个孔114的上方时，多个开口204中的开口208可以定位在孔130的上方。开口208可以成形为允许紧固件118通过图1中的机器人设备116容易地插入孔130中。
板系统200可以包括导向板210、盖板组212和衬垫层214。导向板210可以具有与结构102的内侧108的表面的表面轮廓匹配的轮廓。盖板组212可以帮助形成板系统200内的多个空气通道216。
在一个说明性示例中，在导向板210和盖板组212之间形成多个空气通道216。在另一说明性示例中，在盖板组212内形成多个空气通道216。
当板系统200相对于结构102定位时，衬垫层214可以用于保护结构102的内侧108的表面。使用图1的第一框架推动器组件140和第二框架推动器组件142，板系统200可以相对于结构102的内侧108维持在选择的位置。当图1中的第一框架推动器组件140和第二框架推动器组件142将板系统200向上推动抵靠内侧108时，衬垫层214保护结构102的内侧108的表面。
如图所示，可以启动或不启动空气系统202。当启动空气系统202时，空气系统202将空气218输送到板系统200内的多个空气通道216中。可以由压缩空气源221提供空气218。具体地，空气系统202可以包括将压缩空气源221连接到多个空气通道216的数个空气连接件224。如本文所使用的，数个空气连接件224包括一个或多个空气连接件。在一些说明性示例中压缩空气源221可以被认为是空气系统202的一部分，而在其他说明性示例中，压缩空气源221可以与空气系统202分离。
板系统200内的多个空气通道216在多个开口204处终止，使得空气218从多个开口204流出。在一个说明性示例中，在空气系统202被启动时机器人式设备116可以将紧固件118插入孔130中。流出开口208的空气218可以在紧固件118和孔130之间产生摩擦力220，该摩擦力220防止紧固件118从孔130中掉出。
例如，紧固件118的头部126可以具有比孔130更大的直径，但是杆128可以具有比孔130更小的直径。紧固件118可以插入孔130内，首先是杆128插入孔130内。孔130可以是允许紧固件126滑入和滑出孔130的间隙协调孔。结构102可以经配置使得当紧固件118插入孔130中时，重力首先牵拉紧固件118头部126。在没有摩擦力220的情况下重力可以导致紧固件118从孔130中掉出。
更具体地，当紧固件118定位在孔130中使得牵拉紧固件118的第一端122处的头部126的重力的力大于紧固件118的第二端124处或其附近处的阻力或负载时，紧固件118可以从孔130中掉出。通过空气218产生摩擦力220可以增加该阻力，从而防止紧固件118从孔130中掉出。
具体地，多个空气通道216导引空气218，使得空气218以选择的方向225流出开口208。选择的方向225可以是大体上垂直于紧固件118的杆128的方向。以选择的方向225流出开口208的空气将紧固件118向上推动抵靠着孔130的壁132的一部分，从而产生足以将紧固件118维持在相对于孔130的适当位置的摩擦力220。
以这种方式，当空气系统202被启动时，机器人设备116可以通过机器人将多个紧固件112的每个紧固件逐个地插入多个孔114中，从而将插入的紧固件维持在适当位置。然后机器人设备116和使用屈曲工具的操作人员可以执行操作以完全安装多个紧固件112的每个紧固件。具体地，可以认为通过使用相对于结构102的内侧108定位在内部的板系统200和相对于图1中的结构102的外侧110定位在外部的机器人设备116，以将结构102的选择的范围夹紧，从而便于锤击和屈曲操作。
图1中的制造环境100和图1至图2中的紧固件保持系统134的图示并不意味着暗示对可以实施说明性实施例的方式的物理或体系结构的限制。可以使用除了所示的部件之外的或代替所示的部件的其它部件。一些部件可以是可选的。此外，呈现框以示出一些功能部件。当在说明性实施例中实施时，这些框中的一个或多个可以组合、分开或组合并分开为不同的块。
在一些说明性示例中，在紧固件保持系统134相对于结构102的内侧108定位之前，机器人设备116可以用于在结构102中钻出多个孔114。在其它说明性示例中，机器人设备116可以通过机器人在结构102中钻出多个孔114，其中使用第一框架推动器组件140和第二框架推动器组件142将紧固件保持系统134的板系统200相对于结构102的内侧108定位。在一些情况下，可能仅需要一个框架推动器组件来将紧固件保持系统134的板系统200维持在适当位置。
现在参照图3，根据说明性实施例描绘了飞行器的等距视图的图示。在该说明性示例中，飞行器300可以是图1中的飞行器104的一个实施方式的示例或者可以是包括诸如图1中的结构102的组件的平台的示例。
如图所示，飞行器300可以包括附接到机身306的机翼302和机翼304。机身306可以是图1中的机身106的一个实施方式的示例。飞行器300可以包括附接到机翼302的发动机308和附接到机翼304的发动机310。机身306可具有尾部312。水平稳定器314、水平稳定器316和垂直稳定器318附接到机身306的尾部312。
现在参照图4，根据说明性实施例描绘了图3的机身306的一部分的内表面的等距视图的图示。在该说明性示例中，描绘了图3的飞行器300的机身306的内表面402的部分400。机身306的内表面402的部分400可以由具有一个或多个蒙皮壁板的内表面形成。具体地，机身306的内表面402可以是图1至图2中的内侧108的一个实施方式的示例。
在该说明性示例中，紧固件保持系统404相对于内表面402定位。紧固件保持系统404可以是图1至图2中的紧固件保持系统134的一个实施方式的示例。屈曲工具406和屈曲工具408示出为相对于紧固件保持系统404定位。在下面的图5中更详细地示出机身306的部分400的内表面402的区段410和紧固件保持系统404。
现在参照图5，根据说明性实施例描绘了图4的机身306的部分400的内表面402的区段410和图4的紧固件保持系统404的图示。在该说明性示例中，示出的紧固件保持系统404被定位在框架500和框架502之间。框架500和框架502可以分别是图1中的第一框架136和第二框架138的实施方式的示例。
现在参照图6，根据说明性实施例描绘了图4至图5的紧固件保持系统404的第一侧的图示。在该说明性示例中，紧固件保持系统404具有第一侧600和第二侧601。
如图所示，紧固件保持系统404包括协调孔602和协调孔604。这些协调孔可以用于将紧固件保持系统404与图4的机身306中的多个孔(未示出)附近定位的若干平头钉紧固件(未示出)对齐。
紧固件保持系统404包括多个第一开口606和多个第二开口608。在一个说明性示例中，多个第一开口606和多个第二开口608中的每个是图2中的多个开口204的一个实施方式的示例。在另一说明性示例中，多个第一开口606和多个第二开口608是图2中的多个开口204的一个实施方式的示例。紧固件保持系统404还包括狭长孔开口610、612、614和616。
如图所示，紧固件保持系统404包括板系统615和空气系统617。板系统615和空气系统617可以分别是图2中的板系统200和空气系统202的实施方式的示例。
空气系统617包括空气连接件618和空气连接件620。这些空气连接件可以通过任何数目的软管、管子或其组合连接到压缩空气源(未示出)。
当启动空气系统617时，空气系统617可以将空气从压缩空气源(未示出)输送到板系统615内的多个空气通道(未示出)中。板系统615包括导向板622，导向板622可以是图2中的导向板210的一个实施方式的示例。
现在参照图7，根据说明性实施例描绘了图6的紧固件保持系统404的第二侧的图示。在该说明性示例中，可以更清楚地看到紧固件保持系统404的第二侧601。如图所示，板系统615不仅包括导向板622，而且包括盖板组700和衬垫层702。盖板组700和衬垫层702可以分别是图2中的盖板组212和衬垫层214的实施方式的示例。
现在转到图8，根据说明性实施例描绘了紧固件保持系统404的第二侧的图示，其中去除了图7的衬垫层702。由于在该图中去除了图7的衬垫层702，可以看到盖板组700。以虚线示出盖板组700以示出多个空气通道800。
多个空气通道800可以是图2中的多个空气通道216的一个实施方式的示例。多个空气通道800包括空气通道802和空气通道804。空气通道802可以将空气引导到多个第一开口606外并且可以从多个第一开口606引导出空气。特别地，空气通道804经配置使得空气以单一方向流出多个第一开口606中的每个开口。作为一个说明性示例，空气(未示出)可以以选择的方向808流出多个第一开口606的开口806。
类似地，空气通道802可以将空气引导到多个第二开口608外并且可以从多个第二开口608引导出空气。具体地，空气通道802经配置使得空气以单一方向流出多个第二开口608中的每个开口。作为一个说明性示例，空气(未示出)可以以选择的方向812流出多个第二开口608的开口810。选择的方向808和选择的方向812可以是图2中选择的方向225的实施方式的示例。
现在参照图9，根据说明性实施例描绘了相对于机身306的内表面402将紧固件保持系统404维持在适当位置的两个框架推动器组件的图示。在该说明性示例中，框架推动器组件900和框架推动器组件902用于将紧固件保持系统404维持在相对于内表面402的适当位置。框架推动器组件900和框架推动器组件902可以分别是图1中的第一框架推动器组件140和第二框架推动器组件142的示例实施方式。
现在参照图10，根据说明性实施例描绘了图9的框架推动器组件902的等距视图的图示。在该说明性示例中，框架推动器组件902包括支撑构件1000、销1002、销1004、框架支架1006、扭矩构件1008和调节构件1010。
支撑构件1000可以是图1中的支撑构件144的一个实施方式的示例。销1002和销1004可以是图1中的销组146的一个实施方式的示例。进一步地，框架支架1006和扭矩构件1008可以分别是图1中的框架支架150和扭矩构件152的示例实施方式。
在该说明性示例中，销1002和销1004可以经配置与图9中的框架502中的协调孔(未示出)接合。销1002和销1004以及协调孔(未示出)可以帮助框架推动器组件902关于图9中的框架502对齐和稳定化。
进一步地，扭矩构件1008采取经配置接合如图9中所示的板系统615的扭矩限制指旋螺钉的形式。旋转或施加扭矩到扭矩构件1008引起扭矩构件1008推抵板系统615，从而向上推动板系统615抵靠机身306。可以限制能够施加到扭矩构件1008的扭矩量，以防止板系统615以对机身306造成不期望的影响的方式推抵机身306。
框架支架1006将扭矩构件1008连接到支撑构件1000。可以操纵调节构件1010以使框架支架1006沿着支撑构件1000在指定的运动范围移动，并且从而使扭矩构件1008沿着支撑构件1000在指定的运动范围移动。以这种方式，扭矩构件1008可以相对于图9中的紧固件保持系统404容易地定位。
现在参照图11，根据说明性实施例描绘了紧固件保持系统404的放大视图的图示。在该说明性示例中，示出了框架推动器组件902的扭矩构件1008与板系统615接合。还示出了框架推动器组件902的扭矩构件1100与板系统615接合。扭矩构件1008和扭矩构件1100一起向板系统615施加力，该力向上推动板系统615抵靠机身306。
现在参照图12，根据说明性实施例描绘了相对于其中已经插入紧固件的孔定位的紧固件保持系统404的横截面视图的图示。在该说明性示例中，描绘了机身306的结构1200，其中紧固件1202插入结构1200中的孔1203的内部。结构1200包括第一零件1201和第二零件1205。在一个说明性示例中，第一零件1201和第二零件1205可以都是蒙皮壁板。
在该说明性示例中，空气正以选择的方向1206朝向紧固件1202的杆1204流出紧固件保持系统404。选择的方向1206大体上平行于结构1200的表面1207。在该说明性示例中结构1200的表面1207可以属于第二零件1205。在其他说明性示例中，表面1207可以由第一零件1201和第二零件1205两者的表面形成。
进一步地，选择的方向1206大体上垂直于紧固件1202的杆1204。具体地，空气从紧固件保持系统404吹出，使得空气冲击紧固件1202的杆1204的暴露部分。该暴露部分可以是紧固件1202延伸过零件1205的表面1207部分。该空气以箭头1208的方向推动紧固件1202的杆1204抵靠孔1203的壁，从而在紧固件1202和孔1203之间产生摩擦力1210。进一步地，以选择的方向1206对着紧固件1202的杆1204引导空气产生了被结构1200抵消的扭转力1214，如箭头1217所示。
摩擦力1210可以足以抵消向下牵拉紧固件1202的重力1211。在一个说明性示例中，重力1211可以分解成两个矢量分量。例如，分量1213和重力1211的另一个矢量分量(未示出)可以一起形成重力1211。重力1211的分量1213大体上平行于孔1203的中心线1215延伸。产生的摩擦力1210大体上平行于孔1203的中心线1215。产生摩擦力1210使得摩擦力1210等于或大于重力1211的分量1213。以这种方式，摩擦力1210抵消重力1211的分量1213，以防止紧固件1202从孔1203中滑出。
以这种方式，即使当冲锤1212没有抵靠紧固件1202的头部定位时，摩擦力1210也可以足以将紧固件1202维持在孔1203内的适当位置。因此，紧固件保持系统404可以用于将紧固件1202维持在孔1203内的适当位置直到可以执行锤击操作和屈曲操作，以完全安装紧固件1202以形成铆接。
在其它说明性示例中，可以沿不大体上垂直于杆1204的方向对着紧固件1202的杆1204引导空气。例如但不限于，沿着从垂直于杆1204的方向稍微偏移的方向朝向杆1204吹出压缩空气可以产生足够的摩擦力1210，以抵消将在没有摩擦力1210的情况下引起紧固件1202滑出孔1203的重力1211的牵拉力。
在一些说明性示例中，板系统615可以重新配置，使得空气以选择的方向1216吹出紧固件保持系统404。以选择的方向1216吹送空气可以形成大体上平行于孔1203的中心线1215的摩擦力1218。可以对着紧固件1202的杆1204引导空气以产生足以抵消重力1211的分量1213的摩擦力1218。
图3至图12中的图示不意味着暗示对可以实施说明性实施例的方式的物理或体系结构限制。可以使用除了所示的部件之外的或代替所示的部件的其它部件。一些部件可以是可选的。
图3至图12中所示的不同部件可以是图1至图2中以框形式示出的部件可以如何实施为物理结构的说明性示例。另外，图3至图12中的一些部件可以与图3至图12中的部件组合，可以与图1至图2中的部件一起使用，或两者的组合。
现在参照图13，根据说明性实施例以流程图的形式描绘了用于安装紧固件的过程的图示。图13所示的过程可以使用图1至图2中描述的紧固件保持系统134实施。
该过程可以通过相对于结构定位板系统开始(操作1300)。在操作1300中，结构可以是飞行器的机身。可以启动连接到板系统的空气系统(操作1302)。当启动空气系统时，可以由空气系统将空气输送通过板系统内的多个空气通道(操作1304)。空气在多个紧固件中的每个紧固件和结构中的多个孔中的对应孔之间产生摩擦力，该摩擦力防止每个紧固件从对应的孔中掉出(操作1306)，此后过程终止。
具体地，在操作1306中，在安装多个紧固件期间摩擦力防止多个紧固件从多个孔中掉出。换言之，摩擦力在紧固件被安置在孔中的时刻和最终形成铆接的时刻之间将紧固件维持在孔内。
现在参照图14，根据说明性实施例以流程图的形式描绘了用于安装紧固件的过程的图示。图14所示的过程可以使用图1至图2中描述的紧固件保持系统134实施。
该过程可以通过在机身内侧处将第一框架推动器组件连接到第一框架并且将第二框架推动器组件连接到第二框架开始(操作1400)。相对于机身的内侧定位板系统(操作1402)。将第一框架推动器组件和第二框架推动器组件连接到板系统，以相对于机身的内侧将板系统维持在选择的位置(操作1404)。
可以启动连接到板系统的空气系统以将空气输送通过板系统内的多个空气通道，使得空气以选择的方向流出板系统的多个开口中的每个开口(操作1406)。多个紧固件可以通过定位在机身外侧处的机器人设备插入到机身中的多个孔中(操作1408)。从板系统的多个开口中的每个开口流出的空气在多个紧固件中的每个紧固件和对应的孔之间产生摩擦力，该摩擦力防止每个紧固件从对应的孔中掉出(操作1410)，此后过程终止。
现在参照图15，根据说明性实施例以流程图的形式描绘了用于安装紧固件的过程的图示。图15中所示的过程可以使用图1至图2中描述的紧固件保持系统134实施。
该过程可以通过将紧固件安置在结构的孔内开始(操作1500)。相对于紧固件以选择的方向引导空气，其中紧固件位于结构的孔中(操作1502)。空气在紧固件和孔之间产生摩擦力，该摩擦力防止紧固件从孔中掉出(操作1504)。此后，将紧固件安装在孔中以形成铆接(操作1506)，此后过程终止。
可以通过引导空气使得空气冲击紧固件在结构的内侧处暴露的杆来执行上述操作1504。冲击杆的空气引起紧固件朝向结构中的孔的壁倾斜，从而在紧固件和孔的壁之间产生摩擦力。具体地，摩擦力包括与牵拉紧固件的重力分量至少相等且相反的摩擦力分量。
进一步地，执行上述操作1506可以包括在正在施加摩擦力到紧固件时向机器人设备发送若干命令，以对位于孔内的紧固件执行铆接操作。铆接操作可以包括使用机器人设备执行锤击操作和使用由操作人员握持的工具执行屈曲操作。
不同的所描绘的实施例中的流程图和框图以说明性实施例的方式示出装置和方法的一些可能实施方式的体系结构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个框可以代表模块、段、功能和/或操作或步骤的一部分。
在说明性实施例的一些替代实施方式中，在框中指出的一个或多个功能可以不按照图中所指出的顺序发生。例如，在一些情况下，根据所涉及的功能，连续示出的两个框可以大体上同时执行，或者这些框有时可以以相反的顺序执行。此外，除了流程图或框图中所示的框之外，可以添加其他框。
本公开的说明性实施例可以在如图16所示的飞行器制造和维护方法1600以及如图17所示的飞行器1700的背景中描述。首先转到图16，根据说明性实施例描绘了飞行器制造和维护方法的图示。在预生产期间，飞行器制造和维护方法1600可以包括图17中的飞行器1700的规格和设计1602以及材料采购1604。
在生产期间，进行图17中的飞行器1700的部件和子组件制造1606和系统集成1608。此后，图17中的飞行器1700可以经过认证和交付1610以便投入使用1612。在由客户使用1612期间，安排图17中的飞行器1700进行日常维修和维护1614，其可以包括修改、重新配置、翻新和其他维修或维护。
飞行器制造和维护方法1600的过程中的每个可以由系统集成商，第三方和/或运营商执行或实行。在这些示例中，运营商可以是客户。为了本描述的目的，系统集成商可以包括但不限于任何数目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目的销售商、分包商和供应商；并且运营商可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等。
现在参照图17，描绘了飞行器的图示，其中可以实施说明性实施例。在该示例中，飞行器1700由图16中的飞行器制造和维护方法1600生产，并且可以包括具有多个系统1704和内侧1706的机体1702。系统1704的示例包括推进系统1708、电气系统1710、液压系统1712和环境系统1714中的一个或多个。可以包括任何数目的其他系统。尽管示出了航空航天示例，但是不同的说明性实施例可以应用于其他工业，例如汽车工业。
在图16中的飞行器制造和维护方法1600的阶段中的至少一个阶段期间可以采用本文所体现的装置和方法。具体地，在飞行器制造和维护方法1600的阶段中的任何一个阶段期间，可以使用图1中的紧固件保持系统134安装图1的多个紧固件112。例如但不限于，在飞行器制造和维护方法1600的部件和子组件制造1606、系统集成1608以及日常维修和维护1614或一些其他阶段中的至少一个期间，可以使用图1中的紧固件保持系统134安装图1的多个紧固件112。进一步地，可以使用图1中的紧固件保持系统134安装图1的多个紧固件112，以构建飞行器1700的机体1702。
在一个说明性示例中，在图16中的部件和子组件制造1606中生产的部件或子组件可以用当飞行器1700在图16中的使用中1612时生产的部件或子组件的类似方式制作或制造。作为又一示例，在生产阶段(诸如图16中的部件和子组件制造1606和系统集成1608)期间，可以利用一个或多个装置实施例、方法实施例或其组合。当飞行器1700处于图16中的使用中1612和/或在维修和维护1614期间，可以利用一个或多个装置实施例、方法实施例或其组合。使用若干不同的说明性实施例可以显著地加快飞行器1700的组装和/或降低飞行器1700的成本。
因此，总的来说，根据本发明的第一方面提供：
A1.一种装置，所述装置包括：
板系统(200)，其具有多个空气通道(216)和开口(208)；以及
空气系统(202)，其连接到板系统(200)并且引导空气(218)通过多个空气通道(216)，离开开口(208)，并且以大体上平行于紧固件(118)将要被安装进入的结构(102)的表面的选择的方向(225)引导空气(218)，使得空气(218)冲击紧固件(118)的杆(128)的暴露部分。
A2.还提供段落A1的装置，其中空气系统(202)以大体上平行于结构(102)的选择的方向(225)引导空气(218)，以产生防止紧固件(118)从紧固件(118)将被安装进入的结构(102)中的孔(130)中掉出的摩擦力(220)。A3.还提供段落A1的装置，其中选择的方向(225)大体上垂直于紧固件(118)的杆(128)。
A4.还提供段落A1的装置，其中板系统(200)包括：
多个开口(204)，其包括开口(208)。
A5.还提供段落A1的装置，其中开口(208)成形为在将紧固件(118)安装在结构(102)中的孔(130)内期间，允许工具抵靠紧固件(118)定位。
A6.还提供段落A1的装置，其中板系统(200)包括：
导向板(210)，其具有与结构(102)的表面的表面轮廓匹配的轮廓。
A7.还提供段落A6的装置，其中板系统(200)进一步包括：
盖板组(212)，其中在导向板(210)和盖板组(212)之间形成多个空气通道(216)。
A8.还提供段落A6的装置，其中空气系统(202)包括：
若干空气连接件(224)，其附接到导向板(210)。
A9.还提供段落A1的装置，其中板系统(200)包括：
盖板组(212)，其中在盖板组(212)内形成多个空气通道(216)。
A10.还提供段落A1的装置，其中板系统(200)包括：
衬垫层(214)，其在板系统(200)相对于结构(102)定位时保护结构(102)的表面。
A11.还提供段落A1的装置，其中空气系统(202)包括：
若干空气连接件(224)，其附接到板系统(200)以用于将压缩空气源(221)连接到多个空气通道(216)。
A12.还提供段落A1的装置，其进一步包括：
框架推动器组件(140、142)，其用于将板系统(200)维持在相对于结构(102)的选择的位置。
A13.还提供段落A12的装置，其中框架推动器组件(140、142)包括：
支撑构件(144)；
销组(146)，其用于将支撑构件(144)附接到结构(102)的框架(136、138)；以及
扭矩构件(152)，其用于将框架推动器组件(140、142)连接到板系统(200)。
A14.还提供段落A13的装置，其中框架推动器组件(140、142)进一步包括：
框架支架(150)，其可移动地附接到支撑构件(144)，其中扭矩构件(152)附接到框架支架(150)，使得相对于支撑构件(144)移动框架支架(150)使扭矩构件(152)相对于支撑构件(144)移动。
A15.还提供段落A1的装置，其中结构(102)是机身(106)。
A16.还提供段落A1的装置，其中当以选择的方向(225)引导空气(218)时，将紧固件(118)完全安装在结构(102)中的孔(130)中以形成铆接(120)。A17.还提供段落A1的装置，其中空气系统(202)通过以朝向紧固件(118)的方向(225)吹送空气(218)或以远离紧固件(118)的方向抽出空气(218)来引导空气(218)。
A18.还提供段落A1的装置，其中板系统(200)包括：
导向板(210)，其具有与结构(102)的表面的表面轮廓匹配的轮廓；
盖板组(212)，其中在导向板(210)和盖板组(212)之间或在盖板组(212)内形成多个空气通道(216)；
衬垫层(214)，其当板系统(200)相对于结构(102)定位时保护结构(102)的表面；以及
多个开口(204)，其包括开口(208)，其中多个开口(204)穿过导向板(210)、盖板组(212)和衬垫层(214)，其中开口(208)经配置定位在结构(102)中的多个孔(114)中的孔(130)的上方，并且其中开口(208)允许插入孔(130)中的紧固件(118)穿过开口(208)。
根据本发明的进一步的方面提供：
B1.一种用于安装紧固件(118)的方法，所述方法包括：
将紧固件(118)安置(1500)在结构(102)的孔(130)内；
相对于所述紧固件(118)以选择的方向(225)引导(1502)空气(218)，其中紧固件(118)位于结构(102)的孔(130)中；
由空气(218)在紧固件(118)和孔(130)之间产生(1504)摩擦力(220)，该摩擦力(220)防止紧固件(118)从孔(130)中掉出；以及
将紧固件(118)安装(1506)在孔(130)中。
B2.还提供段落B1的方法，其中由空气机器人设备产生(1504)摩擦力(220)包括：
由空气(218)冲击紧固件(118)的杆(128)的暴露部分。
B3.还提供段落B2的方法，其中由空气(218)产生(1504)摩擦力(220)包括：
使紧固件(118)的杆(128)朝向孔(130)的壁倾斜，以在紧固件(118)和孔(130)的壁之间产生摩擦力(220)。
B4.还提供段落B1的方法，其中引导(1502)空气(218)包括：
将空气(218)从压缩空气源(221)通过附接到板系统(200)的若干空气连接件(224)输送进板系统(200)内的多个空气通道(216)；以及
引导空气(218)通过多个空气通道(216)并且在板系统(200)的开口(208)处以选择的方向(225)离开板系统(200)。
B5.还提供段落B1的方法，其进一步包括：
相对于结构(102)定位(1300)板系统(200)。
B6.还提供段落B5的方法，其中定位(1300)板系统(200)包括：
使板系统(200)与围绕结构(102)中的多个孔(114)定位的数个平头钉紧固件对齐。
B7.还提供段落B5的方法，其进一步包括：
使用至少一个框架推动器组件(140、142)将板系统(200)维持在相对于结构(102)的选择位置。
B8.还提供段落B5的方法，其进一步包括：
通过机器人在结构(102)中钻出多个孔(114)，其中板系统(200)相对于结构(102)定位。
B9.还提供段落B5的方法，其中定位(1300)板系统(200)包括：
相对于结构(102)的内模具线定位板系统(200)。
B10.还提供段落B5的方法，其进一步包括：
使用相对于结构(102)的内侧(108)定位的板系统(200)和相对于结构(102)的外侧(110)定位的机器人设备(116)夹紧结构(102)的选择的范围。
B11.还提供段落B1的方法，其进一步包括：
将紧固件(118)通过机器人插入结构(102)中的孔(130)中。
B12.还提供段落B1的方法，其进一步包括：
当摩擦力(220)施加到紧固件(118)时，向机器人设备(116)发送数个命令以对位于孔(130)内的紧固件(118)执行铆接操作。
B13.还提供段落B1的方法，其进一步包括：
当摩擦力(220)施加到紧固件(118)时，由定位在结构(102)的外侧(110)处的机器人设备(116)对位于孔(130)内的紧固件(118)执行铆接操作；以及
在结构(102)的内侧(108)处执行屈曲操作时维持摩擦力(220)。
根据本发明的进一步的方面提供：
C1.一种紧固件保持系统(134)，所述紧固件保持系统(134)包括：
板系统(200)，其包括：
导向板(210)，其具有与结构(102)的表面的表面轮廓匹配的轮廓；盖板组(212)，其在板系统(200)内形成多个空气通道(216)；
衬垫层(214)，其当板系统(200)相对于结构(102)定位时保护结构(102)的表面；以及
多个开口(204)，其穿过导向板(210)、盖板组(212)和衬垫层(214)，其中多个开口(204)中的开口(208)经配置定位在结构(102)中的多个孔(114)中的孔(130)的上方，并且其中开口(208)允许插入孔(130)
中的紧固件(118)穿过开口(208)；以及
空气系统(202)，其连接到板系统(200)，其中当启动空气系统(202)时，空气系统(202)引导空气(218)通过板系统(200)内的多个空气通道(216)，以在多个紧固件(112)中的每个紧固件(118)和结构(102)中的多个孔(114)中的对应的孔(130)之间产生摩擦力(220)，该摩擦力(220)防止每个紧固件(118)从对应的孔(130)中掉出。
已经出于说明和描述的目的给出了不同的说明性实施例的描述，并且该描述不旨在穷举或限制所公开的形式的实施例。许多修改和变化对于本领域技术人员将是显而易见的。进一步地，与其他期望的实施例相比，不同的说明性实施例可以提供不同的特征。挑选和描述所选择的一个实施例或多个实施例以便最好地解释实施例的原理、实际应用，并且使得本领域的其他技术人员能够理解具有各种修改的各种实施例的公开也适于特定的预期用途。

Claims (10)

1.一种装置，所述装置包括：
板系统(200)，其具有多个空气通道(216)和开口(208)；以及
空气系统(202)，其连接到所述板系统(200)并且引导空气(218)通过所述多个空气通道(216)，离开所述开口(208)，并且以大体上平行于紧固件(118)将要被安装进入的结构(102)的表面的选择的方向(225)引导所述空气(218)，使得所述空气(218)冲击所述紧固件(118)的杆(128)的暴露部分。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述空气系统(202)以大体上平行于所述结构(102)的所述选择的方向(225)引导空气(218)，以产生防止所述紧固件(118)从所述紧固件(118)将被安装进入的所述结构(102)中的孔(130)中掉出的摩擦力(220)。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述板系统(200)包括：
多个开口(204)，其包括所述开口(208)。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述开口(208)成形为在将所述紧固件(118)安装在所述结构(102)中的孔(130)内期间，允许工具抵靠所述紧固件(118)定位。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述板系统(200)包括：
导向板(210)，其具有与所述结构(102)的表面的表面轮廓匹配的轮廓，其中所述板系统(200)进一步包括：
盖板组(212)，其中在所述导向板(210)和所述盖板组(212)之间形成所述多个空气通道(216)。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述板系统(200)包括：
盖板组(212)，其中在所述盖板组(212)内形成所述多个空气通道(216)。
7.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括：
框架推动器组件(140、142)，其用于将所述板系统(200)维持在相对于所述结构(102)的选择位置。
8.根据权利要求1所述的装置，其中所述结构(102)是机身(106)。
9.根据权利要求1所述的装置，其中所述空气系统(202)通过以朝向所述紧固件(118)的方向(225)吹送所述空气(218)或以远离所述紧固件(118)的方向抽出所述空气(218)来引导所述空气(218)。
10.一种用于安装紧固件(118)的方法，所述方法包括：
将紧固件(118)安置(1500)在结构(102)的孔(130)内；
相对于所述紧固件(118)以选择的方向(225)引导(1502)空气(218)，其中所述紧固件(118)位于所述结构(102)的所述孔(130)中；
由所述空气(218)在所述紧固件(118)和所述孔(130)之间产生(1504)摩擦力(220)，所述摩擦力(220)防止所述紧固件(118)从所述孔(130)中掉出；以及
将所述紧固件(118)安装(1506)在所述孔(130)中。
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