用于將飛行器或航天器部件附接至飛行器或航天器的機(jī)身部段的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及飛行器或航天器機(jī)身的制造。具體地，本發(fā)明涉及用于將飛行器部件附接至飛行器的機(jī)身部段的方法，并且涉及用于將飛行器部件附接至飛行器的機(jī)身部段的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]飛行器機(jī)身的組裝是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，其需要相當(dāng)大的人力。這個過程使用的工具有數(shù)種。由于工作人員通常必須通過使用不同的工具而進(jìn)行一系列的工作，因此更換工具會中斷工作流程。
[0003]US 8，266，778 B2描述了一種用于將飛行器或航天器的機(jī)身部段支承在可調(diào)節(jié)的組裝位置中的組裝設(shè)備。設(shè)置了旋轉(zhuǎn)式支承件和用于以可拆裝的方式加固機(jī)身部段的至少一個加固弓形件。
[0004]US 2014/0145128 Al描述了一種用于將接線裝具安裝在飛行器中的方法。在該方法中，線纜被緊固至接線裝具和卷繞裝置，線纜中的一個線纜在卷繞裝置中的每一者上纏繞以使得通過施加拉力而實(shí)現(xiàn)接線裝具的提升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于使飛行器或航天器的機(jī)身的制造更高效。
[0006]這個目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題而得以實(shí)現(xiàn)。根據(jù)從屬權(quán)利要求和以下描述，另外的示例性實(shí)施方式是明顯的。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于將部件附接至飛行器或航天器的機(jī)身部段的方法。所述部件可以是飛行器或航天器部件。在該方法的步驟中，軌道被布置在飛行器的機(jī)身部段內(nèi)，其中，軌道沿機(jī)身部段的縱向方向延伸。在該方法的另一步驟中，支承結(jié)構(gòu)以可移動的方式安裝至軌道使得支承結(jié)構(gòu)能夠沿著軌道沿機(jī)身部段的縱向方向移動。支承結(jié)構(gòu)包括定位單元，該定位單元用于將用來將部件附接至機(jī)身部段的工具定位在部件待被附接至機(jī)身部段的位置處。
[0008]該方法提供用于在飛行器機(jī)身內(nèi)進(jìn)行組裝過程的人的支承系統(tǒng)。換言之，人由安裝至軌道的支承結(jié)構(gòu)支承，從而使整合在支承結(jié)構(gòu)中的工具能夠被送到實(shí)際需要工具的位置中。支承結(jié)構(gòu)能夠沿著軌道移位，其中，軌道可以附接至飛行器機(jī)身的一部分，或者可以附接至機(jī)庫或工廠廠房的一部分。在第一情況下，軌道可以附接至飛行器機(jī)身的主要結(jié)構(gòu)元件，在軌道已經(jīng)附接至飛行器的主要結(jié)構(gòu)元件之后，支承結(jié)構(gòu)能夠以可移動的方式安裝至軌道，并且提供用于對進(jìn)行不同任務(wù)(例如像是鉚接、鉆孔、旋擰、成型、焊接)或者使用不同工具(例如像是夾鉗、螺旋扳手或鉆孔機(jī))的人進(jìn)行支承的裝置。在第二情況下，軌道附接至在其中對機(jī)身進(jìn)行組裝的機(jī)庫或工廠廠房內(nèi)的支架。這意味著，軌道相對于工廠廠房的地面水平地布置并且機(jī)身移位到軌道上或者在軌道上方移位使得在工作過程期間機(jī)身圍繞著軌道，其中，在工作過程中，支承結(jié)構(gòu)以可移動的方式安裝至軌道并且在進(jìn)行不同的任務(wù)時對人進(jìn)行支承。在第三情況下，軌道和/或支承結(jié)構(gòu)是飛行器或航天器的主要結(jié)構(gòu)的部件，從而在組裝過程之后不拆掉軌道和/或支承結(jié)構(gòu)。然而，軌道和/或支承結(jié)構(gòu)可以用于一操作階段，例如，在飛行期間或者在太空操作期間進(jìn)行使用。特別地，軌道和/或支承結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于自動化維修、檢查及太空站的其他操作目的。有利地，能夠減小宇航員進(jìn)行重復(fù)任務(wù)，比如清潔過濾器、設(shè)備或居住區(qū)域，的工作量。另外的應(yīng)用可以有通常需要在太空站外部太空行走的工作:使物體移動或者檢查部件。
[0009]軌道可以是長形的金屬結(jié)構(gòu)，多個支承結(jié)構(gòu)能夠以可移動的方式安裝至軌道。在將軌道布置在飛行器的機(jī)身部段內(nèi)時，可以將軌道定位成大致平行于管狀的機(jī)身部段的軸線，例如平行于管狀的機(jī)身部段的彎曲的側(cè)向表面。在軌道附接至工廠廠房內(nèi)的支架的情況下，軌道延伸到機(jī)身部段中。換言之，軌道延伸到機(jī)身部段中，就像是榫舌伸入到由管狀或管形的機(jī)身部段圍繞的自由空間中。然而，軌道可以伸入到機(jī)身部段中而不附接至機(jī)身部段。機(jī)身部段的縱向方向表示與機(jī)身部段的管狀元件的彎曲的側(cè)向表面大致平行的方向，例如與管形的機(jī)身部段的軸線平行的方向。機(jī)身部段可以是飛行器的管形的機(jī)身部段。
[0010]多個支承結(jié)構(gòu)可以安裝至軌道使得附接至支承結(jié)構(gòu)或者為支承結(jié)構(gòu)的一部分的工具能夠被獨(dú)立地使用。因此，支承結(jié)構(gòu)可以安裝至軌道使得支承結(jié)構(gòu)能夠被獨(dú)立地移位或定位。例如，同時工作的兩個支承結(jié)構(gòu)可以沿著軌道沿相對的方向移動，或者甚至可以經(jīng)過彼此。這有利地實(shí)現(xiàn)待組裝的機(jī)身部段的有效生產(chǎn)。
[0011]此外，多個支承結(jié)構(gòu)中的不同的支承結(jié)構(gòu)可以以多模式工作，這意味著同一部件可以由兩個或更多個不同的支承結(jié)構(gòu)(即工具)安裝至機(jī)身部段。例如，第一支承結(jié)構(gòu)可以對焊接工具進(jìn)行定位，并且第二支承結(jié)構(gòu)可以對鉚接工具進(jìn)行定位，從而可以對部件同時進(jìn)行焊接和鉚接。
[0012]為了實(shí)現(xiàn)支承結(jié)構(gòu)沿著軌道獨(dú)立地移動，支承結(jié)構(gòu)可以以可拆裝的方式安裝至同一軌道或者安裝至以平行的方式布置的不同的軌道。在一個軌道安裝有多個支承結(jié)構(gòu)的情況下，軌道可以包括旁路區(qū)域，在旁路區(qū)域中，支承結(jié)構(gòu)可以經(jīng)過彼此。
[0013]支承結(jié)構(gòu)可以是長形的結(jié)構(gòu)，例如像是機(jī)器人手臂。支承結(jié)構(gòu)可以包括鉸鏈軸承或數(shù)個鉸鏈軸承，這些鉸鏈軸承連接支承結(jié)構(gòu)的各個部件。支承結(jié)構(gòu)例如可以借助輥?zhàn)踊蛘咄ㄟ^滑動機(jī)構(gòu)而以可移動的方式安裝至軌道。因此，軌道可以適于使得支承結(jié)構(gòu)能夠通過導(dǎo)引結(jié)構(gòu)而沿著軌道滑動或滾動。導(dǎo)引結(jié)構(gòu)可以適于使得支承結(jié)構(gòu)只能夠沿著軌道沿軌道和/或機(jī)身部段的縱向方向移位。因此，支承結(jié)構(gòu)可以包括如下的第一端和第二端，所述第一端提供用于將支承結(jié)構(gòu)以可移動的方式安裝至軌道的裝置，工具在所述第二端處附接至支承結(jié)構(gòu)。支承結(jié)構(gòu)可以構(gòu)造成使得附接至支承結(jié)構(gòu)的工具可以到達(dá)機(jī)身部段內(nèi)的每個位置。支承結(jié)構(gòu)可以大致沿例如與機(jī)身部段的縱向方向垂直的橫向方向延伸。這樣，用于操作用途的工具能夠到達(dá)機(jī)壁或殼狀結(jié)構(gòu)部件，所述機(jī)壁或殼狀結(jié)構(gòu)部件包括對機(jī)身部段的殼狀結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行加固的加固單元。這些操作目標(biāo)例如可以包括需要附接至機(jī)身部段的部件。這種部件例如可以是結(jié)構(gòu)部件、鉚釘、螺釘、托架或供給管線。例如，包括用于對工具進(jìn)行定位的定位單元的支承結(jié)構(gòu)可以是梁或梁狀元件，其以可樞轉(zhuǎn)的方式和/或以可移動的方式附接至軌道，從而既可以實(shí)現(xiàn)繞機(jī)身部段的縱向方向或軸線旋轉(zhuǎn)，又可以實(shí)現(xiàn)支承結(jié)構(gòu)沿機(jī)身部段的縱向方向移位。軌道例如可以是T形梁。支承結(jié)構(gòu)的這種布置提供了這樣的可能性:工具由支承結(jié)構(gòu)承載，從而在支承結(jié)構(gòu)附近或旁邊的區(qū)域中工作的人在其工作流程中被支承并且不不需要在進(jìn)行工作過程的同時拿著或握著工具。此外，可以通過支承結(jié)構(gòu)來更換工具，從而人不需要離開其工作位置，這可以使所進(jìn)行的工作過程所需的時間減少。支承結(jié)構(gòu)還可以構(gòu)造成使得:在整個工作過程中支承結(jié)構(gòu)能夠伴隨人并且還能夠遞送人在其工作任務(wù)期間所需的部件或裝置。例如，柔性支承結(jié)構(gòu)在距人的工作點(diǎn)舒適的距離處給人提供氣動裝置、工具、鉚釘和托架。工具和部件的重量由支承結(jié)構(gòu)承載，支承結(jié)構(gòu)可以設(shè)想為是章魚臂。另外，可以用繩索或吊帶來保持人員以改進(jìn)其身體姿勢。因此，可以通過外部控制單元自動地將支承結(jié)構(gòu)控制成使得由吊帶固定的人能夠被送到允許將部件附接至機(jī)身部段的適當(dāng)?shù)奈恢弥小?br>[0014]使用這個方法能夠改進(jìn)在組裝機(jī)身部段時的人體工程學(xué)因素，這也可以使得減少將部件附接至機(jī)身部段的交付時間。人在進(jìn)行其任務(wù)時的舒適因素通過燈、工具箱及附接至支承結(jié)構(gòu)的其他特征而得到進(jìn)一步地支持，從而人不需要改變其身體姿勢以獲取他當(dāng)前需要以進(jìn)行他的工作的工具或部件。由于支承結(jié)構(gòu)附接有工具并且支承結(jié)構(gòu)包括定位單元從而支承結(jié)構(gòu)能夠到達(dá)機(jī)身部段內(nèi)部件待組裝的每個位置，因此能夠通過支承結(jié)構(gòu)自主地進(jìn)行通常由人進(jìn)行的任務(wù)。這些任務(wù)包括但不限于鉆孔、鐫刻、密封、對鉚釘進(jìn)行定位、用專用工具牽拉鉚釘、對H1-1ok進(jìn)行定位、對重型鉗進(jìn)行定位、安裝托架、一些鉚接過程等等。此外，能夠通過支承結(jié)構(gòu)自主地或者至少部分自主地處理必須由人處理的許多不同的材料、型板和工具，從而人只是由支承結(jié)構(gòu)支承。此外，能夠避免處理許多氣動軟管及開關(guān)或工具，例如像是纏結(jié)在一起的軟管或管線。
[0015]支承結(jié)構(gòu)可以自主地更換工具。例如，支承結(jié)構(gòu)可以用鉚接工具來替換焊接工具?？梢酝ㄟ^將工具從支承結(jié)構(gòu)拆下并且將另一工具附接至支承結(jié)構(gòu)來進(jìn)行工具的自主更換。因此，支承結(jié)構(gòu)可以將當(dāng)前不需要的工具放置到箱中或者放置在地面上，并且從承載單元或供給單元抓取下一工作任務(wù)所需的另一工具。這種承載單元或供給單元也可以是待進(jìn)行各工作任務(wù)的區(qū)域中的箱或倉庫。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，飛行器或航天器部件在另一步驟中通過工具而被附接至機(jī)身部段。
[0017]這種工具可以適于進(jìn)行像是鉚接、旋擰、鉆孔、焊接、成型這類的任務(wù)。工具可以通過繩索或吊帶而連接至支承結(jié)構(gòu)和/或支承結(jié)構(gòu)的定位單元。工具還可以直接附接至支承結(jié)構(gòu)和/或定位單元。然而，工具可以附接至支承結(jié)構(gòu)和/或定位單元使得工具可以到達(dá)機(jī)身部段內(nèi)的每個位置。支承結(jié)構(gòu)可以通過軸承而與工具連接以便提供工具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，例如，工具可以以可樞轉(zhuǎn)的方式安裝至支承結(jié)構(gòu)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，在將飛行器或航天器部件附接之后，支承結(jié)構(gòu)從軌道拆卸下來。
[0019]例如，支承結(jié)構(gòu)只是暫時在機(jī)身部段內(nèi)安裝至軌道。支承結(jié)構(gòu)能夠經(jīng)由貨門被運(yùn)送到或者驅(qū)動到機(jī)身部段中。同樣地，在將支承結(jié)構(gòu)從軌道拆下來之后，支承結(jié)構(gòu)可以被傳送出或者驅(qū)動出機(jī)身部段。換言之，支承結(jié)構(gòu)和/或軌道只是在機(jī)身部段的組裝過程