用于移动物体的系统和方法
【技术领域】
[0001]本公开总体上涉及在不平坦表面上移动诸如大型刚性结构这样的物体的系统和方法。
【背景技术】
[0002]在不平坦表面上移动大型结构(例如，航空器机翼)是个复杂的过程。例如，随着该结构的尺寸(如长度和/或宽度)增加，因不平坦表面而造成不同位置处的高度的较小变化引起该结构中的不必要载荷。这些不必要载荷可以造成针对该结构的磨损和/或破坏。另外，在尝试利用多个可移动部件和控制器来移动该大型结构时该问题变得更加复杂。例如，如果该大型结构通过不同的可移动支承体按多个位置支承，则表面(例如，不平坦地面)的高度变化可以导致该可移动支承体沿不希望的方向漂移，其可以导致该结构的不稳定运动。
[0003]在航空器制造业方面，如在航空器机翼制造应用方面，构建大型夹具来支承机翼。同样地，当机翼尺寸或构造改变时，必须构建不同的夹具，或者这些夹具针对机翼移动(其可能需要起重机辅助来重新定位机翼)。例如，在局部装配期间，部件随着其被装配而沿地面移动。对于商用航空器来说，诸如机翼这样的部件通过将机翼放置在固定装置(夹具)中并且利用起重机提升该固定装置，而沿装配线逐个台子地移动。这个过程可能耗时且麻烦。
[0004]在其它一些系统中，设计了专用移动系统来移动特定航空器部件。然而，不同的移动系统必须针对每一个不同部件来设置，这例如对于制造工艺来说增加了成本和复杂性。
【发明内容】
[0005]根据一个示例，提供了一种用于沿地面移动物体的系统。该系统包括多个车辆，所述多个车辆被构造成支承所述物体，其中，所述多个车辆中的每一个车辆都包括全向轮和高度调节装置。所述系统还包括与所述多个车辆通信的控制系统，其中，所述控制系统被设置成，向所述多个车辆发送信号，以指令所述多个车辆沿着所述地面在预定方向上移动所述物体。所述多个车辆中的每一个车辆都被构造成进行如下各项中的至少一个:利用所述全向轮来调节移动方向，或者利用所述高度调节装置来调节当在所述预定方向上移动所述物体时所述物体被支承的高度。
[0006]根据另一示例，提供了一种用于沿地面移动物体的方法。该方法包括以下步骤:确定所述物体沿所述地面移动的方向，并且向在所述地面上支承所述物体的多个车辆传送信号，其中，所述信号使所述多个车辆在所确定的移动方向上移动所述物体。所述多个车辆中的每一个车辆都包括全向轮。该方法还包括以下步骤:在所确定的方向上移动所述物体的同时，进行如下各项中的至少一个:(i)基于所传送的信号来自动调节所述多个车辆的移动方向，或Qi)基于所述多个车辆中的一个或更多个车辆上的测量载荷来自动调节所述物体在所述地面上方被支承的高度。
[0007]在此讨论的特征和功能可以在各个实施方式中独立地实现，或者可以在其它实施方式中组合，其进一步细节可以参照下列描述和附图来了解。
【附图说明】
[0008]图1是根据实施方式的用于协调移动的、联接至机翼的全向车辆的例示图。
[0009]图2是图1的全向车辆中的一个的例示图。
[0010]图3是根据实施方式的控制系统的例示框图。
[0011]图4是示出根据各个实施方式的协调移动的例示图。
[0012]图5是根据实施方式的控制流程的例示图。
[0013]图6是根据实施方式的低水平运动的例示图。
[0014]图7是根据实施方式的总体控制方案的例示图。
[0015]图8是根据实施方式的处理方案的例示图。
[0016]图9是航空器生产和保养方法的流程图。
[0017]图10是航空器的示意性例示图。
【具体实施方式】
[0018]当结合附图阅读时，特定实施方式的下列详细描述将更好理解。应当明白，不同实施方式不限于图中所示排布结构和手段。就附图例示不同实施方式的功能框图来说，这些功能框不必指示硬件电路之间的划分。由此，例如，这种功能框(例如，处理器、控制器、或存储器)中的一个或更多个可以按单件硬件(例如，通用信号处理器或随机存取存储器、硬盘等)或多件硬件来实现。类似地，任何程序都可以是独立程序、可以被合并为操作系统中的子例程、可以在安装的软件包中起作用等。应当明白，不同实施方式不限于图中所示排布结构和手段。
[0019]如在此使用的，按单数陈述并且以单词“一(a或an) ”开始的部件或步骤应被理解为不排除多个所述部件或步骤，除非这种排除被明确地规定。而且，引用“一个实施方式”不是旨在被解释为排除存在也并入所陈述特征的附加实施方式。而且，除非相反地明确规定，否则“包括”或“具有”含有特殊特性的一部件或多个部件的实施方式可以包括不含有该特性的附加的这种部件。
[0020]如在此使用的，术语“系统”、“单元”、或“模块”可以包括操作以执行一个或更多个功能的硬件和/或软件系统。例如，模块、单元、或系统可以包括基于存储在有形和非暂时计算机可读存储介质(如计算机存储器)上的指令来执行操作的计算机处理器、控制器、或其它基于逻辑的装置。另选的是，模块、单元、或系统可以包括基于装置的硬布线逻辑来执行操作的硬布线装置。附图中示出的模块、系统、或单元可以表示基于软件或硬布线指令操作的硬件、指导硬件执行操作的软件、或其组合。
[0021]在此描述了用于控制多个车辆的移动来移动其上支承的结构或物体的方法和系统。例如，不同的实施方式提供了用于移动大型结构(例如，航空器机翼)的多个支承车辆的协调移动，以使不在该大型结构中引入载荷，或者保持在可接受容限水平内。在不同实施方式中，方法和系统利用全向车辆的分布式阵列来控制并补偿大型刚性结构在不平坦表面(例如，航空器厂地面)上的移动。例如，全向车辆可以是自主或独立全向车辆，其物理上独立并且仅通过经由全向车辆移动的结构而联接在一起。通过实践一个或更多个实施方式，可以提供物体的可伸缩且灵活的独立运动。另外，通过实践不同实施方式，在被移动的物体中引起的应力或载荷可以缩减或最小化。
[0022]在一些实施方式中，提供了控制附接至物体(如大型航空器部件)的独立全向单元。该控制允许按缩减、最小化或消除在移动期间可能施加至或在物体中引起的应力和/或载荷的方式，而在不平坦表面(例如，工厂地面)上移动。例如，在各个实施方式中，控制多个全向车辆以在特定方向上移动部件，同时每一个全向车辆都具有至少一些自主性，以针对地面轮廓变化进行调节，从而保持在特定方向上的移动，而不会在通过全向车辆移动的物体或部件上引起载荷，或引起缩减或最小化的载荷。各个实施方式还提供了用于移动部件的可重构系统，如连同用于航空器制造的装配线。
[0023]一般来说，在操作中，各个实施方式控制全向车辆来调节或补偿地面的高度上升(如地面不平坦度)，其可以随着物体或部件通过全向车辆在地面上移动而引起针对该物体或部件的载荷。例如，通过按多个轴控制全向车辆和/或改变物体的承载高度，地面的轮廓不会造成车辆从路线漂移，由此，缩减或消除该物体或部件上的引起的载荷。在一个实施方式中，全向车辆可以被用于沿装配线移动航空器机翼，其可以包括首先移动至如本领域已知的用于将梁和肋联接至在一起的位置，并接着在将外皮联接至梁和/或肋之前移动航空器机翼。利用各个实施方式，缩减或消除载荷，航空器机翼可以利用全向车辆移动，而代替使用起重机和专门固定装置。由此，全向车辆允许航空器机翼在装配过程期间按不同步骤移动。
[0024]由此，利用各个实施方式，可以控制多个全向车辆以随着部件的装配而移动该部件，并且在该部件足够坚固之前经得住特定的引起的载荷。例如，全向车辆皆可以在多个方向中的任一方向上移动并且调节承载高度。全向车辆可以环绕该部件定位，并且部件几何结构和全向车辆位置被编程到控制系统中。控制系统控制全向车辆在特定方向上移动该部件。然而，应当清楚，一个或更多个全向车辆(而且在一些实施方式中，每一个全向车辆)具有用于调节行进方向和/或承载高度的某些自由度，以便考虑地面轮廓或不平坦度，以保持该部件在特定方向上移动。在各个实施方式中，系统的控制分离每一个车辆与主控制系统之间的任务。因此，在各个实施方式中，该主控制系统控制所有车辆在路径上或者沿该路径移动，但每一个车辆都确定怎样移动以使停留在路径上。而且，可以提供网络，以在车辆之间和在车辆与主控制系统之间传递数据。当不同部件要通过该系统移动时，将新部件几何结构和车辆的位置输入到主控制系统中。由此，同一系统接着可以被用于移动不同部件，而不必制造用于该部件的专门固定装置。
[0025]例如，在一个实施方式中，车辆可以在标称方位开始并且移动至该部件，并接着彼此相呼应地移动该部件。因为车辆彼此通信并且与主控制系统通信，所以不同的操作者可以相对容易地控制该移动。
[0026]应注意到，虽然结合航空器应用来描述各个实施方式，但一个或更多个实施方式可以被用于或者适用于不同应用。例如，各个实施方式尤其可以被用于制造旋翼航空器、宇宙飞船、海上运输工具(船、游艇、潜水艇)以及汽车，并且用于制造建筑物的楼板和隔板。
[0027]下面，具体参照图1，被例示为全向车辆20的多个车辆，示出联接至物体(具体来说，航空器机翼22)。各个实施方式中的全向车辆20包括如在此描述的全向轮。应注意到，全向车辆20的数量和定位可以如希望或在需要时改变。例如，可以将附加的或较少的全向车辆20沿机翼22的前面、后面、或侧面中的一个或更多个设置。另外，全向车辆20可以被定位得具有不同间距，并且在机翼22的每个侧面或者前面和后面上的全向车辆20的数量可以相同或不同。在各个实施方式中，所使用的全向车辆20的数量和位置基于要移动的特定物体并针对该物体的结构性需求。例如，在所示实施方式中，全向车辆20的定位和数量可以基于针对机翼22的载荷或行进需求来确定。
[0028]全向车辆20可以被类似地构造，例如具有相同的操作特性、尺寸等。然而，在一些实施方式中，全向车辆20中的一个或更多个可以不同于其它全向车辆20。另外，全向车辆20的操作特性的类型例如可以基于该应用或要移动的物体来确定。应注意到，全向车辆20可以是任何类型的车辆(如遥控地面车辆)，其提供对在多个方向或轴上的运动的控制。另夕卜，全向车辆20包括支承构件24，该支承构件24支承并且将机翼20联接至全向车辆20，并且提供机翼22相对于全向车辆20的高度调节。
[0029]在所示实施方式中，全向车辆20被控制以在表面26上移动机翼22，该表面26在这个实施方式中是不平坦工厂地面。例如，如在此更详细描述的，提供全向车辆20的协调移动以适应或考虑表面26的轮廓变化(例如，地面的变化轮廓)，以使当机翼22被全向车辆20移动时，机翼22维持在一般固定平面和取向上。例如，如在此更详细描述的，在多个移动轴上控制全向车辆20。可以诸如针对行进角或地面的高度变化来执行调节，以随着机翼22移动，而在一般水平位置或相同的相对位置上保持机翼22。例如，机翼22可以沿制造线从一位置传输至不同位置。由此，全向车辆20可以在移动可去除地联接至全向车辆20的机翼22的同时，进行控制并补偿不平坦工厂地面。如应清楚，并且如可以在图1中