航空外形加工空气动力学功能涂层表面的设备、系统和方法
航空外形加工空气动力学功能涂层表面的设备、系统和方法
【专利摘要】本发明涉及航空外形加工空气动力学功能涂层表面的设备、系统和方法，提供了航空外形加工设备。该航空外形加工设备具有壳体组件和布置在该壳体组件内的马达组件。马达组件具有马达单元和驱动单元。航空外形加工设备进一步具有连接到壳体组件的接合力/倾斜限位件，所述接合力/倾斜限位件具有中心开口和被配置为与施加到结构的空气动力学功能涂层的将被航空外形加工的表面接触的底端。所述航空外形加工设备进一步具有研磨单元，该研磨单元连接到驱动单元且插入经过中心开口以与接合力/倾斜限位件非接触连通。研磨单元由驱动单元驱动，以在所述表面上作随机轨道运动。接合力/倾斜限位件机械地限制研磨单元相对于所述表面的接合力和任何倾斜运动。
【专利说明】航空外形加工空气动力学功能涂层表面的设备、系统和方法
【技术领域】
[0001]本公开总体涉及用于对结构表面进行航空外形加工和收集研磨碎片的装置，方法和系统，且更特别地，涉及用于对如飞机等飞行器结构施加的空气动力学功能涂层表面进行航空外形加工和收集研磨碎片的装置，方法和系统。
【背景技术】
[0002]飞行器如商业客运和货运飞机的外表面可涂覆或者描绘富有色彩和装饰性的设计。例如，飞行器的这样的外表面可包含尾翼，机翼，机身，短舱(nacelle)的外表面,或该飞行器的其他外表面。这些富有色彩和装饰性的设计可能包含航空公司标识设计，该设计是在飞机上的标准描绘方案，其主要显示了航空公司的商标、名称或其他区别特征以提供该航空公司的品牌和区别。由于航空公司标识设计不仅可以提供装饰功能，而且还可以提供品牌和区别功能，所以重要的是标识设计始终被应用，且具有可接受的外表、光泽和长期的耐用性。
[0003]此外，保持例如涂覆或描绘在飞机尾翼上的涂覆或描绘的飞行器表面如航空公司标识设计上的期望的空气流动特征会是富有挑战的。在飞行中，为了避免对期望的边界层特征的影响，对绘图边缘和波纹度具有可允许的准则。对三维表面的不连续性也存在限制，如那些可能发生在由碎片、灰尘或干涂层喷涂引起的内含物处的不连续，该限制可能比用于绘图边缘或波纹度的限制更严格。
[0004]存在用于研磨或砂磨涂覆或描绘表面以使该表面平滑和抛光的已知的装置、系统和方法。但是，空气动力学功能涂层如装饰性标志设计的涂层边缘或绘图边缘的磨光和抛光可能需要以非常高技术水平实施的人为过程，并且可能需要扩展的时间量来实现。由于时间和技术要求，由技术人员实施的人为过程不能很好扩展到商用飞机标识所要求的大面积和制造速度。而且，如果技术差的操作者被用来实施研磨或砂磨，如果该研磨或砂磨装置被意外倾斜到一侧，则在该表面的研磨或砂磨，和/或剖削期间，可能发生对所述表面意外施加过多的压力。进一步地，尽管采用已知砂磨装置的砂磨可在装饰性标志设计的涂层边缘或绘图边缘上执行，但是对于可能要求外形、光择和长期耐用性的外部装饰性标志设计的涂层或绘图，这可能不是可行的制造方法。
[0005]因此，在该领域中，需要用于施加到例如飞行器的结构等结构的航空外形加工面装饰性设计(如航空公司标识设计)的空气动力学涂层或绘图的表面的并且提供超越已知装置、系统和方法的优势的改进的装置、系统和方法。
【发明内容】
[0006]本公开满足了对用于施加到例如飞行器的结构等结构的装饰性设计的空气动力学功能涂层或绘图的表面的航空外形加工的改进的装置、系统和方法的需要。正如以下【具体实施方式】中讨论的，用于施加到例如飞行器的结构等结构的装饰性设计(如航空公司标识设计)的空气动力学功能涂层或绘图的表面的航空外形加工的改进的装置、系统和方法的实施例可以提供超过已知方法和系统的显著的优点。
[0007]在本公开的一个实施例中，提供了一种航空外形加工设备。航空外形加工设备包含壳体组件。航空外形加工设备进一步包含在所述壳体组件内设置的马达组件。该马达组件包含马达单元和驱动单元。
[0008]所述航空外形加工设备进一步包含连接到壳体组件的接合力/倾斜限位件。该接合力/倾斜限位件具有中心开口和被配置为接触施加到结构的空气动力学功能涂层的将被航空外形加工的表面的底端。航空外形加工设备进一步包含研磨单元，该研磨单元连接到驱动单元，并且插入经过中心开口与接合力/倾斜限位件以非接触方式连通。研磨单元由驱动单元驱动以在所述表面上作随机轨道运动。
[0009]壳体组件、马达组件、接合力/倾斜限位件以及研磨单元一起构成了对将被航空外形加工的表面进行航空外形加工的航空外形加工设备，其中接合力/倾斜限位件机械地限制了研磨单元相对于所述表面的接合力和任何倾斜运动。可选地，航空外形加工设备可包含配置为附连到碎片收集装置的真空出口端口。
[0010]在本公开的另一实施例中，提供一种航空外形加工系统。该航空外形加工系统包含涂覆有空气动力学功能涂层的结构，所述空气动力学功能涂层具有将进行航空外形加工的表面。
[0011]航空外形加工系统进一步包含用于对所述表面进行航空外形加工的航空外形加工设备。航空外形加工设备包含壳体组件和布置在该壳体组件内的马达组件。该马达组件包含马达单元和驱动单元。
[0012]航空外形加工系统进一步包含连接到壳体组件的接合力/倾斜限位件。所述接合力/倾斜限位件具有中心开口并且具有被配置为接触施加到结构的空气动力学功能涂层的将被航空外形加工的表面的底端。该航空外形加工系统进一步包含研磨单元，该研磨单元连接到驱动单元，并且插入经过中心开口以与接合力/倾斜限位件非接触连通。研磨单元由驱动单元驱动以在所述表面上作随机轨道运动。接合力/倾斜限位件机械地限制相对于所述表面的接合力和研磨单元的任何倾斜运动。可选地，该航空外形加工系统可包含附连到进一步包含真空出口端口的航空外形加工设备的碎片收集系统。
[0013]在本公开的另一个实施例中，提供了一种对施加到结构的空气动力学功能涂层的表面进行航空外形加工的方法。该方法包含以下步骤:将施加到结构的航空动力学功能涂层的将被航空外形加工的表面与航空外形加工设备接触。
[0014]航空外形加工设备包含壳体组件和布置在该壳体组件内的马达组件。该马达组件包含马达单元和驱动单元。该航空外形加工设备进一步包含连接到壳体组件的接合力/倾斜限位件。该接合力/倾斜限位件具有中心开口。该航空外形加工设备进一步包含研磨单元，该研磨单元连接到驱动单元，并且插入经过中心开口与接合力/倾斜限位件非接触连通。可选地，该航空外形加工设备可以包含配置为附连到碎片收集系统的真空出口端口。
[0015]该方法进一步包含以下步骤:在所述表面上移动该航空外形加工设备作随机轨道运动，以对所述表面进行研磨和磨光。该方法进一步包含以下步骤:以接合力/倾斜限位件机械地限制研磨单元相对于所述表面的接合力和任何倾斜运动。该方法进一步包含以下步骤:在不导致对所述表面的过多接合力和不刨削该表面的情况下，移除表面上的任何表面夹杂物和涂层边缘。
[0016]根据本公开的一个方面，提供了一种航空外形加工设备，其包含:壳体组件；布置在该壳体组件内的马达组件，该马达组件包含马达单元和驱动单元；连接到该壳体组件的接合力/倾斜限位件，该接合力/倾斜限位件具有中心开口并且具有被配置为接触施加到结构的空气动力学功能涂层的将被航空外形加工的表面的底端；以及研磨单元，该研磨单元连接到驱动单元，并且插入经过中心开口与接合力/倾斜限位件非接触连通，该研磨单元由驱动单元驱动以在所述表面上作随机轨道运动，所述壳体组件、马达组件、接合力/倾斜限位件以及研磨单元一起构成了对所述表面进行航空外形加工的航空外形加工设备，其中接合力/倾斜限位件机械地限制研磨单元相对于所述表面的接合力和任何倾斜运动。有利地，在该设备中，壳体组件包含握持部，其被配置为在人工操作期间人为地保持该航空外形加工设备。有利地，在该设备中，的壳体组件包含真空出口端口，该端口被配置为附连到碎片收集系统。有利地，在该设备中，接合力/倾斜限位件包含会聚喷嘴部分和发散喷嘴部分，这两部分一起加速了在将被航空外形加工的表面处由吸力驱动的空气流速，以带走研磨碎片以便碎片收集系统的收集。有利地，在该设备中，接合力/倾斜限位件包含经机加工的环状构件，该环状件具有非直角边缘配置的外环部分。有利地，在该设备中，接合力/倾斜限制件由材料构成，该材料阻止或最小化任何污染物材料或残留物材料从该接合力/倾斜限位件到将被航空外形加工的表面的转移。有利地，在该设备中，航空外形加工设备被配置为对所述表面的航空外形加工实施修补，并且所述壳体组件包含一个或多个切口部分，该切口部分形成观察特征，以便操作者在采用航空外形加工设备修补航空外形加工期间，可以观察到在所述表面上的航空外形加工位置。有利地，在该装置中，研磨单元包含研磨垫，该研磨垫具有第一侧和第二侧，连接器元件附连到第一侧并且被配置为连结到驱动单元，以及附连到第二侧且被配置为研磨所述表面的研磨介质。有利地，在该设备中，研磨单元的外部直径的长度在从约I英寸到小于约3英寸的范围内。
[0017]根据本公开的另一个方面，提供了一种航空外形加工系统，其包含:涂覆有空气动力学功能涂层的结构，所述空气动力学功能涂层具有将被航空外形加工的表面，用于对该表面进行航空外形加工的航空外形加工设备，所述航空外形加工设备包含:壳体组件，布置在该壳体组件内的马达组件，该马达组件包含马达单元和驱动单元，连接到壳体组件的接合力/倾斜限位件，该接合力/倾斜限位件具有中心开口并且具有被配置为与空气动力学功能涂层的表面接触的底端，以及研磨单元，该研磨单元连接到驱动单元且插入经过中心开口与接合力/倾斜限位件非接触连通，该研磨单元由驱动单元驱动以在所述表面上作随机轨道运动，其中接合力/倾斜限位件机械限制研磨单元相对于所述表面的接合力和任何倾斜动作。有利地，该系统进一步包含碎片收集系统，该碎片收集系统被配置为附连到真空出口端口，所述真空出口端口连接到壳体组件。有利地，在该系统中，接合力/倾斜限位件包含会聚喷嘴部分和发散喷嘴部分，这两部分一起加速了在将被航空外形加工的表面处由吸力驱动的空气流速，以带走研磨碎片以便碎片收集系统的收集。有利地，在该系统中，所述结构包含以下部件中的一个或多个:飞行器的尾翼，其包含垂直安定面尾翼部分和水平安定面尾翼部分；飞行器的机翼，其包含小翼；飞行器的机身；以及飞行器的短舱。有利地，在该系统中，空气动力学功能涂层包含空气动力学功能膜元件。有利地，在该系统中，航空外形加工设备被配置为对所述表面的航空外形加工实施修补，并且所述壳体组件包含一个或多个切口部分，该切口部分形成观察特征，以使操作者在采用该航空外形加工设备修补航空外形加工期间，可以观察到在所述表面上的航空外形加工位置。
[0018]根据本公开的又一个方面，提供了一种对施加到结构的空气动力学功能涂层的表面进行航空外形加工的方法，该方法包含以下步骤:将施加到结构的空气动力学功能涂层的将进行航空外形加工的表面与航空外形加工设备接触，该航空外形加工设备包含:壳体组件，布置在该壳体组件内的马达组件，该马达组件包含马达单元和驱动单元，连接到壳体组件的接合力/倾斜限位件，该接合力/倾斜限位件具有中心开口 ；以及研磨单元，其连接到驱动单元并且插入经过中心开口与接合力/倾斜限位件非接触连通；在所述表面上移动所述航空外形加工设备作随机轨道运动以研磨和磨光表面；以接合力/倾斜限位件机械限制研磨单元相对于所述表面的接合力和任何倾斜运动；以及在不导致对所述表面的过多接合力并且不刨削该表面的情况下，移除或最小化在该表面上的任何表面夹杂物和涂层边缘。有利地，该方法进一步包含以下步骤:运用接合力/倾斜限位件，以加速表面处由吸力驱动的空气流速，以带走研磨碎片，以便碎片收集系统的收集。有利地，在该方法中，所述运用所述接合力/倾斜限位件加速由吸力驱动的空气流速的步骤包含使用在所述接合力/倾斜限位件上形成的会聚喷嘴部分和发散喷嘴部分，以加速由吸力驱动的空气流速。有利地，该方法进一步包含以下步骤:通过从所述壳体组件移除一个或多个切口部分以形成观察特征，从而观察在所述表面上的航空外形加工位置，而能够以航空外形加工设备修补在该表面上的航空外形加工。有利地，在该方法中，所述将该表面与所述研磨单元接触的步骤包含将该表面与研磨单元接触，该研磨单元的外径的长度在从约I英寸到小于约3英寸的范围内。
[0019]所论述的特征、功能和优点可在本公开的各种实施例中独立地实现，或者可在其他实施例中组合，参考下述说明书和附图，可知所述实施例的更进一步的细节。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]结合附图参照下述【具体实施方式】，能够更好地理解本公开。所述【专利附图】
【附图说明】了优选和示范性的实施例，但是附图不必按比例绘制，其中:
[0021]图1A是用于对表面进行航空外形加工的本公开的航空外形加工设备的实施例的侧透视图的图示。
[0022]图1B是图1A所示的航空外形加工设备的俯视透视图的图示。
[0023]图1C是图1A所述的航空外形加工设备的侧透视图的图示，该图用假想线显示了各种内部部件。
[0024]图2A是用于对表面进行航空外形加工的本公开的航空外形加工设备的又一个实施例的仰视透视图的图示。
[0025]图2B是图2A的航空外形加工设备的分解图的图示。
[0026]图2C是用于对表面进行航空外形加工的本公开的航空外形加工设备的又一个实施例的侧透视图的图示。
[0027]图3A是说明了非直角边缘配置的一个实施例的本公开的航空外形加工设备的接合力/倾斜限位件的剖视图的图示。
[0028]图3B是说明了非直角边缘配置的另一个实施例的本公开的航空外形加工设备的接合力/倾斜限位件的剖视图的图示。
[0029]图4A是用于对表面进行航空外形加工的航空外形加工设备的另一个实施例的主视透视图的图示。
[0030]图4B是图4A的航空外形加工设备的侧视图的图示。
[0031]图4C是图4A的航空外形加工设备的主视图的图示。
[0032]图4D是图4A的航空外形加工设备的俯视平面图的图示。
[0033]图4E是图4A的航空外形加工设备的仰视平面图的图示。
[0034]图5A是用于对表面进行航空外形加工的本公开的航空外形加工设备的另一个实施例的后视透视图的图示。
[0035]图5B是图5A的航空外形加工设备的主视透视图的图示。
[0036]图5C是图5B的航空外形加工设备的主视透视图的图示，其中连接有用于机器人应用的柔性末端执行器。
[0037]图6是本公开的航空外形加工系统的实施例的方块图。
[0038]图7是本公开的航空外形加工方法的流程图。
[0039]图8是飞行器的透视图，该飞行器可并入采用本公开的航空外形加工设备和航空外形加工系统的一个或多个实施例进行航空外形加工的一个或多个表面。
[0040]图9是飞机制造和维护方法的流程图；以及
[0041]图10是飞机的方块图。
【具体实施方式】
[0042]参照附图，在下文将更充分地描述公开的实施例。所述附图显示了一些但非全部公开的实施例。事实上，可以提供若干不同的实施例，且不应被解释为是对在此提出的实施例的限制。而是这些实施例被提供以便本公开将彻底和完全地向本领域技术人员传达本公开的范围。
[0043]现在参照附图，图1A-2C和4A-5C显示了本公开的航空外形加工设备10的各种实施例，所述设备对施加到结构52 (见图1C，4A，8)的空气动力学功能涂层214(见图8)的将被航空外形加工的表面50 (见图1C和4A)进行航空外形加工。图6是并入了本公开的航空外形加工设备10的一个实施例的本公开的航空外形加工系统130的一个实施例的方块图。如本文所用，“航空外形加工”指对结构的涂覆或描绘的表面，并且特别地，对具有施加到结构的空气动力学功能涂层或绘图的表面，进行研磨，研磨包含精细研磨、磨光和抛光，以便移除或最小化所述涂层或绘图边缘(约直角(90度)的梯级)，且以便移除该表面上的任何表面夹杂物或者其他颗粒或缺陷。
[0044]所述空气动力学功能涂层214 (见图8)优选具有绘图或其他合适涂层的形式。可替换地，所述航空外形加工设备10可以被用来对空气动力学功能涂层220的表面50(见图1C和4A)进行航空外形加工，所述空气动力学功能涂层220包含例如施加到结构52(见图1C, 4A, 8)的空气动力学功能膜元件220 (见图6)，例如，某种附饰物。除了在结构52 (见图1C, 4A, 8)上的空气动力学功能绘图，也可应用所述空气动力学功能膜元件220 (见图6)。
[0045]所述空气动力学功能涂层214 (见图8)和空气动力学功能膜元件220 (见图6)可包含装饰性涂层216 (见图6)和非装饰性涂层218 (见图6)。优选地，所述空气动力学功能涂层214 (见图8)和空气动力学功能膜元件220 (见图6)包含装饰性涂层216 (见图6)，如航空公司标识设计。
[0046]将被航空外形加工的表面50 (见图1C，4A, 8)优选采用涂覆或绘制的表面50a (见图1C，3)的形式，该表面涂覆或绘制有空气动力学功能涂层214(见图8)或/和所述空气动力学功能膜元件220 (见图6)。所述涂覆或绘制的表面50a优选包含飞行器200 (见图8)如飞机200a(见图8)的结构52 (见图8)的外部空气动力表面53 (见图8)。具有外部空气动力学表面53 (见图8)的结构52(见图8)可包含以下部件中的一个或多个:所述飞行器200 (见图8)的尾翼208 (见图8)，包含垂直安定面尾翼部分210 (见图8)和水平安定面尾翼部分212 (见图8);该飞行器200 (见图8)的机翼204 (见图8)，包含小翼206 (见图8);该飞行器200 (见图8)的机身202 (见图8);该飞行器200 (见图8)的短舱213 (见图8);或其他具有外部空气动力表面的合适结构。
[0047]优选地，航空外形加工设备10 (见图6)包含研磨设备11 (见图6)，该研磨设备被配置为在将被航空外形加工的表面50 (见图1C)上作随机轨道运动132 (见图6)，如随机轨道磨砂机。如在此所述的，“随机轨道运动”指在可重复的循环行程中运动或移动，如在椭圆上同时旋转和移动，以生成随机轨道模式。由于航空外形加工设备10 (见图6)优选被配置为作随机轨道运动132，所以在运行期间，没有研磨碎片138(见图6)或颗粒两次经过相同的路径。这优选使得在航空外形加工后，空气动力学功能涂层214(见图8)的表面50(见图1C，4A，8)中没有或减少了漩涡标志。进一步地，与非随机轨道运动装置相比，配置为作随机轨道运动132的航空外形加工设备10(见图6)可被用来更迅速地对大的表面积进行航空外形加工。
[0048]航空外形加工设备10 (见图1A-2C，4A-5C)优选包含研磨单元60 (见图ΙΑ, 2A-2B, 4A)，如下详细讨论的，该研磨单元具有研磨介质64(见图2B)，如研磨膜和环形元件64a(见图2B)。包含研磨介质64 (见图2B)的研磨单元60 (见图1A)优选具有外径76(见图2A)，其长度范围为从约I英寸到约小于3英寸，且更优选的是，外径76的长度范围为从约I英寸到约1.25英寸。
[0049]图1A-1C显示了航空外形加工设备10的一个实施例，如，以航空外形加工设备1a的形式，其对施加到所述结构52(见图1C)的空气动力学功能涂层214(见图8)的将被航空外形加工的表面50 (见图1C)进行航空外形加工。图1A是对所述表面50 (见图1C)进行航空外形加工的本公开的航空外形加工设备10的实施例的侧透视图的图示，如以航空外形加工设备1a的形式。图1B是图1A所示的如以航空外形加工设备1a的形式的航空外形加工设备10的俯视透视图的图示。图1C是用假想线显示各种内部部件的图1A所示如以航空外形加工设备1a的形式的航空外形加工设备10的侧视图的图示。
[0050]如图1A-1C所示，航空外形加工设备10包含壳体组件12。所述壳体组件12可以米用封闭的壳体组件12a(见图1A, 2A, 2C, 5A)的形式,或者该壳体组件12可以米用开放壳体组件12b (见图4A)的形式。如图1A-1C所示，所述壳体组件12包含顶端14a、底端14b以及该两者间的主体部分16。在图1A-1C中进一步显示，所述主体部分16可包含下外缘部分20，该下外缘部分在主体部分16的底端14b向外展开，以便于该航空外形加工设备10在对该表面50的航空外形加工期间收集研磨碎片138。在所述底端14b (见图1A-1C)，夕卜缘部分20 (见图1A-1C)中形成有唇部18 (见图1A-1C)。
[0051]壳体组件12(见图1A)可进一步包括在底端14b (见图1A)处的开口内部部分22(见图1A)。该开口内部部分22(见图1A)优选具有足够的尺寸和配置以便容纳至少马达组件80 (见图1C)、接合力/倾斜限位件28 (见图1A-1C)以及研磨单元60 (见图1A，1C)安装在壳体组件12内。
[0052]如图1A-1C所示，壳体组件12可进一步包含握持部分24，该握持部分被配置为在人工操作期间人工保持航空外形加工设备10。该握持部分24(见图1A-1C)可以具有以下形式:侧向延伸的握持部分24a(见图1A-1C，2C)、顶部握持部分24b(见图2A-2B)、触发器手柄握持部分24c (见图4A-5B)或另外合适的握持部分24。如图1A-1C，4A-4B, 5A-5B所示，握持部分24具有第一端26a和第二端26b。第二段26b (见图1A-1C，4A-4B，5A-5B)优选与主体16(见图1A-1C) —体形成或连接到主体16(见图4A-4B，5A-5B)。握持部分24(见图1A)和壳体组件12(见图1A)的主体部分16(见图1A)优选由坚固但具有弹性的材料构成，如坚固的具有弹性的塑料、尼龙、乙烯基或者其他合适的坚固的具有弹性的材料。
[0053]如图1A-5B所示，航空外形加工设备10进一步包含连接到壳体组件12的接合力/倾斜限位件28。该接合力/倾斜限位件28 (见图1A，2A)优选采用机械加工的环状构件28a(见图1A，2A)的形式。
[0054]图3A是对结构52的表面50进行航空外形加工的本公开所述航空外形加工设备10(见图1A，2A)的接合力/倾斜限位件28剖视图的图示。图2B也显示了如具有机械加工的环状构件28a的形式的接合力/倾斜限位件28的侧透视图。如图2B和3A所示，如具有机械加工的环状构件28a的形式的接合力/倾斜限位件28具有第一端32a、第二端32b、两端间的主体部分36以及在该接合力/倾斜限位件28内形成的中心通孔44(见图1A，3A)。所述接合力/倾斜限位件28(见图3A)的底端32b (见图3A)被配置为与空气动力学功能涂层214(见图6)的将被航空外形加工的表面50(见图3A)接触。
[0055]如图2B和图3A进一步所示，如具有机械加工的环状构件28a形式的接合力/倾斜限位件28的主体部分36包含连接部分34，所述连接部分34具有在连接部分34中形成的多个连接元件34a。连接元件34a可以具有卡扣连接元件的形式，如锯齿状的卡扣连接元件，或者其他合适的连接元件。连接元件34a (见图2B)配置为与多个连接元件接合部分82 (见图2B)连接，并且优选是卡扣连接，所述连接元件接合部分82形成在壳体组件12 (见图2B)的主体部分16的内壁78(见图2B)中。如具有机械加工的环状构件28a的形式的接合力/倾斜限位件28优选被固定地卡入壳体组件12(见图2B)的主体部分16的内壁78(见图2B)中，但如果需要也可以去除。
[0056]如图2B和3A进一步所示，例如具有机械加工的环状构件28a的形式的接合力/倾斜限位件28的主体部分36包含基部38，所述基部38具有非直角边缘配置30的外环部分29(见图3A)。如图2B和3A所示，所述外环部分29(见图3A)的非直角边缘配置30可以包含斜面配置30a。
[0057]图3B是显示了非直角边缘配置30的另一个实施例的本公开的航空外形加工设备(见图1A，2A)的如具有机械加工的环状构件28a的接合力/倾斜限位件28的剖面图的图示。如图3B所示，外环部分29的非直角边缘配置30可包含连续曲线配置30c。
[0058]可替换地，如图4A所示，外环部分29的非直角边缘配置30可包含圆角(radiused)配置30b。该外环部分29也可具有另外的合适的非直角边缘配置。
[0059]如图3A进一步所示，如具有机械加工的环状构件28a形式的接合力/倾斜限位件28的内径46a等于中心通孔44的直径，且接合力/倾斜限位件28的外径46b等于所述外环部分29的最外部直径。图3A进一步显示了延伸穿过所述中心通孔44的中心的中心线54。
[0060]在图2A所示的一个实施例中，如具有机械加工的环状构件28a形式的接合力/倾斜限位件28的底端32b是平坦或基本平坦的，其中仅有的开口是中心通孔44。在图2C和4C所述的另一个实施例中，如具有机械加工的环状构件28a形式的接合力/倾斜限位件28的底端32b具有多个埋头孔口 48。如图2C和4E所示，埋头孔口 48可以彼此间隔相等的间隔。如图4E所示，每个埋头孔口 48被配置为容纳埋头孔元件108。
[0061]如图1A和图3A-3B进一步所示的，如具有机械加工的环状构件28a形式的接合力/倾斜限位件28包含会聚喷嘴部分40和发散喷嘴部分42。如图3A-3B所示，会聚喷嘴部分40具有第一锥形部分41，所述第一锥形部分优选从外环部分29的最外部到接合力/倾斜限位件28的底端32b向内和向下渐缩。如图3A-3B所示，发散喷嘴部分42具有第二锥形部分43，所述第二锥形部分优选从接合力/倾斜限位件28的底端32b向着中心通孔44向外和向上渐缩。会聚喷嘴部分40和发散喷嘴部分42的几何构型有效地在进行航空外形加工或研磨的表面50(见图3A-3B)处形成会聚-发散喷嘴。所述会聚-发散喷嘴包含第一锥形部分41 (见图3A-3B)和第二锥形部分43 (见图3A-3B)，且加速了在进行航空外形加工或研磨的表面50处提供的由吸力驱动的空气流速56a(见图3A-3B)。反过来，通过所述会聚-发散喷嘴特征的先进的几何构型，可促进研磨碎片138 (见图6)的收集。
[0062]当航空外形加工设备10被配置为用于碎片收集系统97 (见图2B，5A)时，如外部真空系统100 (见图2B，5A)，所述会聚喷嘴部分40(见图3A-3B)和发散喷嘴部分42(见图3A-3B) 一起优选加速了在所述表面50(见图3A-3B)处的间隙内流动的由吸力驱动的空气流速56a(见图3A)，以带走研磨碎片138 (见图6)，以便碎片收集系统97 (见图2B，5A)的收集，例如外部真空系统100 (见图2B，5A)。
[0063]如图3A-3B所示，如具有机械加工的环状构件28a的形式的接合力/倾斜限位件28的底端32b与如涂覆或描绘的表面50a的所述表面50间的间隙58是非常窄的。会聚喷嘴部分40(见图3A-3B)和发散喷嘴部分42(见图3A-3B)优选地加速了间隙58(见图3A-3B)内由吸力驱动的空气流速56a(见图3A-3B)，且经过中心通孔44(见图3A-3B)提升了吸力驱动的空气流速56b (见图3A-3B)。所述间隙58内的高速气流带走或吸入并运送任何研磨碎片138(见图6)或沙屑，以便碎片收集系统97(见图2B，5A)的收集，如与所述航空外形加工设备10(见图2B，5A)连接的外部真空系统100 (见图2B，5A)。因此，航空外形加工设备10为任何航空外形加工设备10提供了狭窄的流动路径，以收集研磨碎片138 (见图6)，所述航空外形加工设备10配置为用于如外部真空系统100 (见图2B)的碎片收集系统97 (见图2B)。
[0064]如具有机械加工的环状构件28a形式的接合力/倾斜限位件28优选由阻止或最小化任何污染物材料或残留物材料从该接合力/倾斜限位件28 (见图3A-3B)转移到将被航空外形加工的表面50(见图3A-3B)的材料制成。如具有机械加工的环状构件28a形式的接合力/倾斜限位件28优选由某种材料构造，如坚固且刚性的缩醛树脂材料，坚固且坚硬的尼龙材料，或阻止或最小化任何污染物材料或残留物材料从该接合力/倾斜限位件28(见图3A-3B)转移到将被航空外形加工的表面50(见图3A-3B)如涂覆或描绘的表面50a(见图3A-3B)的其他合适的坚固且坚硬的塑料材料。更优选地，如具有机械加工的环状构件28a形式的接合力/倾斜限位件28由DELRIN缩醛树脂制成。(DELRIN是特拉华州威尔顿明的杜邦公司(E.1.Du Pont de Nemours and Company)的注册商标)
[0065]除了如具有机械加工的环状构件28a形式的接合力/倾斜限位件28，航空外形加工设备10中可以直接接触所述表面50 (见图3A-3B)如涂覆或描绘的表面50a (见图3A-3B)的任何其他零件也优选由阻止或最小化任何污染物材料或残留物材料从所述接合力/倾斜限位件28(见图3A-3B)转移到将被航空外形加工的表面50(见图3A-3B)的材料制成。
[0066]如图1C和2C所示，航空外形加工设备10进一步包含布置在壳体组件12内的马达组件80。如图1C和2C进一步显示的，该马达组件80包含马达单元90和驱动单元84。马达单元90 (见图1C，2C)可包含空气马达元件90a (见图1C，2C)。可替换地，马达单元90可包含电动马达元件90b (见图6)或另外合适的马达单元。
[0067]如图1C和2C进一步显示的，驱动单元84具有第一端85a和第二端85b。在第一端85a (见图1C)是研磨单元接合部分86 (见图1C，2C)。在第二端85b (见图1C)是马达单元接合部分88 (见图1C，2C)。驱动单元84可优选包含旋转驱动轴适配器单元或其他合适的驱动机构。驱动单元84 (见图1C)优选配置为驱动或旋转如具有砂光单元60a (见图1C)的形式的研磨单元60 (见图1C)。所述研磨单元接合部分86 (见图1C)优选附连到研磨单元60 (见图1C)。马达单元接合部分88 (见图1C)优选附连到马达单元90 (见图1C)。
[0068]如图1A-2C，4A_5C所示，航空外形加工设备10进一步包含研磨单元60(见图1C)，该研磨单元60耦合到驱动单元84(见图1C)且插入经过中心通孔44(见图2C)与如机械加工的环状构件28a(见图2C)形式的接合力/倾斜限位件28(见图2C)非接触连通。研磨单元60(见图2C)优选附连到研磨单元接合部分86(见图1C，2C)，该研磨单元接合部分由驱动单元84 (见图1C，2C)驱动以在所述表面50(见图1C)上作随机轨道运动132 (见图6)。
[0069]所述随机轨道运动132可通过在椭圆上同时旋转和移动该研磨单元60而生成随机轨道研磨或砂磨模式。如图1A所示，与接合力/倾斜限位件28和航空外形加工设备10的壳体组件12相比，如具有砂光单元60a形式的研磨单元60优选处于偏移位置74中。
[0070]如图2B，2C所示，如具有砂光单元60a(见图2C)形式的研磨单元60包含研磨垫62、附连到研磨垫62的一侧的研磨介质64、以及附连到研磨垫62另一侧的连接器元件66。如图2B所示，研磨垫62具有第一侧63a和第二侧63b。研磨垫62(见图2B)可以优选具有泡沫垫和钩状元件62a (见图2B)的形式。例如，该泡沫垫和钩状元件62a可包含在第一侧63a上的泡沫垫层和在第二侧63b上的钩状层。该钩状层可以粘合材料附连到泡沫垫层。
[0071]如图2B进一步所示，连接器元件66具有第一侧67a和第二侧67b。该连接器元件66(见图2B)可以优选处于具有锁定元件68的扭转锁定连接器66a的形式，如处于扭转锁定元件68a的形式。锁定构件68优选附连到连接器元件66的第一侧67a，且被配置为连接到驱动单元84(见图1C，2C)。如图2B所示，研磨垫62的第一侧63a优选以粘合材料附连到连接器元件66的第二侧67b。如图2B进一步所示，连接器元件66的锁定构件68优选配置为插入经过开口 70，并且配置为附连到定位在壳体组件12内的连接器元件接收元件72。
[0072]如图2B所示，研磨介质64具有第一侧65a和第二侧65b。研磨介质64的第一侧65a(见图2B)优选附连到研磨垫62(见图2B)的第二侧63b (见图2B)。该研磨介质64(见图2B)可优选采用研磨膜和环状元件64a(见图2B)的形式。例如，研磨膜和环状元件64a(见图2B)可包含在所述第一侧65a上的环形层和在第二侧65b上的研磨砂光膜或砂纸。研磨介质64 (见图2B)的研磨砂光膜或砂纸优选具有的砂砾尺寸足够达到质量要求。研磨介质64被设计为消耗性器材，其在使用一次或多次后被消耗或用尽，并且可被替换。
[0073]如图2A所示，包含研磨垫62 (见图2B)、研磨介质64 (见图2B)、连接器元件66 (见图2A)的研磨单元60的外径76的长度优选在从约I英寸到约小于3英寸的范围内，且更优选地，外径76的长度在从约I英寸到约1.25英寸的范围内。如具有研磨设备11 (见图6)形式的航空外形加工设备10优选具有足够的间隙以允许研磨单元60 (见图2B)的随机轨道运动132 (见图6),研磨单元60如具有1.25英寸直径的研磨单元60的形式。
[0074]如具有研磨设备11 (见图6)的形式的航空外形加工设备10优选使用如具有研磨膜和环状元件64a(见图2B)的形式的研磨介质64(见图2B)，所述研磨介质64的直径为1.25英寸或稍小，以便限制所述航空外形加工或研磨区域紧靠涂层边缘222 (见图6)或表面夹杂物224 (见图6)缺陷，以使航空外形加工过程更可控，且减少在航空外形加工后具有航空外形加工区域和非航空外形加工区域间的视差的区域。所述航空外形加工设备10优选保持所述研磨单元60 (见图1A，1C)的第二侧65b (见图1A)几乎与如涂覆或描绘的表面50a (见图1C)的所述表面50 (见图1C)齐平，以便于控制该航空外形加工设备10免于倾斜超过数度并且免于研磨或砂磨穿过所述空气动力学功能涂层214(见图6)。
[0075]如图1A-2C和图4A-5C所示，壳体组件12、马达组件80、接合力/倾斜限位件28、以及研磨单元60 —起构成了对将被航空外形加工的表面50进行航空外形加工的航空外形加工设备10。所述接合力/倾斜限位件28 (见图6)机械限制所述研磨单元60 (见图6)相对于所述表面50(见图6)的接合力134 (见图6)和任何倾斜运动136 (见图6)。特别地，该接合力/倾斜限位件28 (见图6)机械限制所述研磨单元60 (见图2B)并且特别是研磨介质64(见图2B)与将被航空外形加工的表面50的接合力。
[0076]此外，接合力/倾斜限位件28 (见图6)机械限制所述研磨单元60，并且尤其是所述研磨垫62(见图2B)和研磨介质64(见图2B)相对于所述表面50(见图1C，4A)的任何倾斜，以阻止在所述砂光单元60如研磨垫62或研磨介质64的一侧上的过多的砂磨压力，该砂磨压力可导致所述表面50的刨削。具有所述接合力/倾斜限位件28 (见图6)的航空外形加工设备10优选设计为保持所述研磨介质64(见图2B)与将被航空外形加工或研磨的可以是平坦或弯曲的表面50平行或切向接触。
[0077]在另一个实施例中，如具有研磨设备11 (见图6)的形式的航空外形加工设备10包含碎片收集系统97 (见图2B)，如外部真空系统100 (见图2B)，以便移除任何研磨碎片138 (见图6)。如图2A-2C所示，航空外形加工设备10可以具有航空外形加工设备1b的形式，该航空外形加工设备10具有配置为附连到真空附连元件101 (见图2)的真空出口端口 98，所述真空附连元件101连结到碎片收集系统97 (见图2B)，如外部真空系统100 (见图 2B)。
[0078]图2A是用于对所述表面50 (见图1C，4A, 8)进行航空外形加工的如具有航空外形加工设备1b的形式的航空外形加工设备10的实施例的仰视透视图的图示。航空外形加工设备10采用碎片收集系统97 (见图2B)，如外部真空系统100 (见图2B)。图2B是显示了与航空外形加工设备10 (见图2B)的壳体组件12分离的接合力/倾斜限位件28和研磨单元60的如具有航空外形加工设备1b的形式的图2A所示航空外形加工设备10的分解图的图示。
[0079]如图2A-2B所示，航空外形加工设备10包含如具有封闭的壳体组件12a的形式的壳体组件12，该壳体组件具有顶端14a、底端14b以及握持部分24，如具有顶端握持部分24b的形式的握持部分。如图2A-2B进一步显示的，航空外形加工设备10包含接合力/倾斜限位件28，该接合力/倾斜限位件28具有如包括圆角配置30a的非直角边缘配置30，并且航空外形加工设备10包含插入经过中心通孔44(见图2A)的研磨单元60。
[0080]如图2A-2B进一步所示的，航空外形加工设备10包含附连到马达单元90的限压阀92，所述马达单元如空气马达元件90a。限压阀92优选包含空气马达排气限流器，例如，空气马达可变排气限流器，该限流器对驱动或旋转附连的研磨单元60的驱动单元84的每分钟转数(rpm)进行调节。
[0081]如图2A-2B进一步所示，航空外形加工设备10包含排气组件94，该排气组件94具有排气管部分96、带有附连端99的真空出口端口 98。如图2B所示，真空出口端口 98的附连端99优选配置为与如外部真空系统100的碎片收集系统97的真空附连元件101附连。
[0082]图2C是如具有航空外形加工设备1c的形式的航空外形加工设备10的另一实施例的图示，该航空外形加工设备1c包括另一版本的接合力/倾斜限位件28和另一版本的壳体组件12。如图2C所示，接合力/倾斜限位件28具有多个埋头孔口 48，而壳体组件12优选具有封闭的壳体组件12a的形式。此外，图2C显示了航空外形加工设备10c，其包含真空出口端口 98，该真空出口端口被配置为附连到碎片收集系统97如外部真空系统100的真空附连元件101。
[0083]在图4A-4E所示的一个实施例中，航空外形加工设备10可配置为对例如小的表面积的航空外形加工实施修补。图4A是对结构52的表面50进行航空外形加工的如具有航空外形加工设备1d的形式的本公开的航空外形加工设备10的另一实施例的主透视图的图示。图4A-4E所示的航空外形加工设备1d优选配置为对结构52的表面50进行修补应用。图4B是图4A所示的如具有航空外形加工设备1d的形式的航空外形加工设备10的侧视图的图示。
[0084]图4C是如具有航空外形加工设备1d的形式的图4A所述航空外形加工设备10的主视图的图示。图4D是如具有航空外形加工设备1d的形式的图4A所述航空外形加工设备10的俯视图的图不。图4E是图4A所述航空外形加工设备1d的仰视图的图不。
[0085]如图4A所示，在本实施例中，壳体组件12包含一个或多个切口部分102，该切口部分形成观察特征103，以便操作者能够在采用该航空外形加工设备10修补航空外形加工期间观察到所述结构52的将被航空外形加工的表面50上的航空外形加工位置105。对于现场修补，图4A-4E所示的航空外形加工设备103提供了一种方法，该方法容易定位和观察将被航空外形加工或研磨的航空外形加工位置105，同时提供了现有的机械限制特征以避免过多地研磨或刨削。
[0086]如图4A进一步所示，所述壳体组件12具有开放的壳体组件12b的形式，该壳体组件具有腿部104，该腿部104具有容纳埋头孔元件108 (见图4E)的开口 106。此外，如图4A所示，所述壳体组件12可包含握持部分24，如具有触发器手柄握持部分24c形式，该握持部分24从该壳体组件12的顶端14a延伸。触发器手柄握持部分24c包含第一端26a、第二端26b以及触发器手柄部分114 (见图4A)。触发器手柄握持部分24c容纳马达单元90，而触发器手柄握持部分24c的第二端26b附连到壳体组件12。如图4A进一步所示，壳体组件12包含直角齿轮箱110和排出端口 112。
[0087]如图4B所示，如具有航空外形加工设备1d的形式的航空外形加工设备10包含接合力/倾斜限位件28，该接合力/倾斜限位件28具有带有非直角边缘配置30的外环部分29。该非直角边缘配置30可包含圆角配置30b (见图4B)。进一步地，如图4B所示，如具有航空外形加工设备1d的形式的航空外形加工设备10包含马达组件80，该马达组件80包含驱动单元84、研磨单元接合部分86以及马达单元接合部分88。
[0088]如图4E所示，如具有航空外形加工设备1d的形式的航空外形加工设备10包含如机械加工的环状构件28a的形式的接合力/倾斜限位件28。如具有机械加工的环状构件28a形式的接合力/倾斜限位件28优选在其底端32b上具有包含埋头孔元件108的多个埋头孔口 48和具有非直角边缘配置30的外环部分29，非直角边缘配置30如包括圆角配置 30b。
[0089]图5A是对表面50进行航空外形加工的航空外形加工设备10的又一实施例的后部透视图的图示。该航空外形加工设备如具有航空外形加工设备1e的形式，其中航空外形加工设备10可采用夹持固定装置120。如图5A所示，具有夹持固定装置120的航空外形加工设备1e优选配置为用于碎片收集系统97，如外部真空系统100，并且配置为附连到如外部真空系统100的碎片收集系统97的真空附连元件101。
[0090]图5B是如具有航空外形加工设备1e的形式的图5A所示的航空外形加工设备10的主透视图的图示。如图5A-5B所示，夹持固定装置120包含通过附连部分122与第二部分120b附连的第一部分120a。该夹持固定装置120可以是所述壳体组件12的顶端14a的扩展。如图5A-5B进一步所示，壳体组件12大体上是封闭的壳体组件12，其开口 118用于容纳附连元件(没有显示)，以能够附连到如具有机械加工的环状构件28a的形式的接合力/倾斜限位件28。如图5A-5B所示，接合力/倾斜限位件28包含机械加工的环状构件28a，其具有非直角边缘配置30，如包括圆角配置30b。
[0091]如图5A-5B进一步所示，壳体组件12包含如具有触发器手柄握持部分24c的形式的握持部分24，其具有第一端26a、第二端26b以及触发器部分114。如图5A-5B进一步所示，壳体组件12包含的真空出口端口 98具有附连端99，该附连端被配置为与碎片收集系统97(见图5A)如外部真空系统100 (见图5A)的真空附连件101 (见图5A)附连。
[0092]航空外形加工设备10 (见图1A，2A，4A，5A)不仅可用于人工应用，而且适于自动化应用，如机器人应用。如果航空外形加工设备10 (见图1A，2A，4A，5A)被用于自动化应用，如机器人应用，则柔性末端执行器耦合装置124(见图5C)可附连到壳体组件12或与该壳体组件12 —体形成。
[0093]图5C是如具有航空外形加工设备1e的形式的图5B所示的航空外形加工设备10的主透视图的图示，该航空外形加工设备10可被用于自动化应用，如机器人应用。柔性末端执行器耦合装置124(见图5C)优选配置为附连到机器人装置126(见图5C)。当机器人装置126被设计为通过柔性末端执行器耦合装置124(见图5C)保持或握持所述握持部分24时，触发器部分114 (见图5B)可从航空外形加工设备1e (见图5C)中去除，并且替换为柔性末端执行器耦合装置124(见图5C)。
[0094]在本公开的另一实施例中，提供了航空外形加工系统130。图6是航空外形加工系统130的一个实施例的方块图，该系统并入了本公开所述航空外形加工设备10的实施例。优选地，该航空外形加工系统130 (见图6)包含研磨系统131 (见图6),如砂光和抛光系统。
[0095]航空外形加工系统130包括涂覆有空气动力学功能涂层214的结构52，该涂层214具有将被航空外形加工的表面50。所述结构52包含以下部件中的一个或多个:飞行器200的尾翼208，其包含垂直安定面尾翼部分210和水平安定面尾翼部分212 ;飞行器200的机翼，其包含小翼206 ;飞行器200的机身202 ;以及飞行器200的短舱213。该结构52可涂覆有空气动力学功能涂层214，该涂层包含空气动力学功能膜元件220。
[0096]如图6所示，该航空外形加工系统130进一步包含用于所述表面50的航空外形加工的航空外形加工设备10。航空外形加工设备10包含壳体组件12和布置在该壳体组件12内的马达组件80。所述马达组件80包含马达单元90和驱动单元84。
[0097]如图6所示，航空外形加工系统130的航空外形加工设备10进一步包含与壳体组件12耦连的接合力/倾斜限位件28。该接合力/倾斜限位件28具有中心通孔44和底端32b (见图3A-3B)，该底端32b被配置为与施加到结构52的空气动力学功能涂层214的将被航空外形加工的表面50接触。
[0098]如图6所示，接合力/倾斜限位件28包含汇聚喷嘴部分40和发散喷嘴部分42，其一起加速了将被航空外形加工的表面50处的由吸力驱动的空气流速56a，以带走研磨碎片138，以便碎片收集系统97(也见图2B，2C，5A)如外部真空系统100 (也见图2B，2C，5A)的收集。
[0099]如图6所示，航空外形加工系统130的航空外形加工设备10进一步包含研磨单元60，该研磨单元60连接到驱动单元84并且插入经过中心开口 44与接合力/倾斜限位件28非接触连通。研磨单元60 (见图1C)由驱动单元84 (见图1C)驱动，以在表面50上作随机轨道运动132 (见图6)。接合力/倾斜限位件28 (见图6)机械地限制研磨单元60 (见图6)相对于所述表面50 (见图6)的接合力134 (见图6)和任何倾斜运动(见图6)。可选地，航空外形加工系统130可包含碎片收集系统97，如外部真空系统100 (见图6)，以便与航空外形加工设备10附连，其中航空外形加工设备10进一步包含真空出口端口 98(见图6)。
[0100]如图4A所示，航空外形加工设备10可配置为对所述表面50的航空外形加工实施修补。如图4A所示，所述壳体组件12包含的一个或多个切口部分102形成了观察特征103，以使操作者能够在采用该航空外形加工设备10修补航空外形加工期间观察到在所述表面50上的航空外形加工位置105。
[0101]在本公开的另一个实施例中，提供了一种对施加到结构52的空气动力学功能涂层214的表面50进行航空外形加工的方法150。图7是本公开所述航空外形加工方法150的流程图。该航空外形加工方法150可人工实施或自动化实施。该方法150包含以下步骤152:将航空外形加工设备10(见图1A-2C，4A-5C)与施加到结构52的空气动力学功能涂层214(见图8)的将被航空外形加工的表面50接触。
[0102]如图1A-2C, 4A-5C所不,航空外形加工设备10包含壳体组件12和布置于该壳体组件12内的马达组件90。如图1A-2C, 4A-5C所示,该马达组件包含马达单元和驱动单元84。如图1A-2C，4A-5C所示，航空外形加工设备10进一步包含与壳体组件12连接的接合力/倾斜限位件28。该接合力/倾斜限位件28具有中心开口 44。航空外形加工设备10进一步包含研磨单元60,该研磨单元60与驱动单元84稱连并且插入经过中心开口 44与所述接合力/倾斜限位件28非接触连通。
[0103]如图7所示，将所述表面50与航空外形加工设备10接触的步骤152优选包含将该表面50 (见图1C，4A)与该航空外形加工设备10 (见图1C，4A)的研磨单元60 (见图1C，4A)接触，其中该研磨单元60的外径76 (见图2A)的长度范围为从约I英寸到约1.25英寸。接触表面50 (见图1A，4A)的步骤152进一步包含形成接合力/倾斜限位件28 (见图1A，4A)的材料阻止或最小化任何污染物材料或残留物材料从该接合力/倾斜限位件28转移到将被航空外形加工的表面50。
[0104]如图7所示，所述方法150进一步包含步骤154，即在所述表面50 (见图1C，4A)上以随机轨道运动132 (见图6)移动该航空外形加工设备10(见图1A-2C，4A-5C)，以研磨和磨光该表面50(见图1C，4A)。特别地，航空外形加工设备10(见图1A-2C，4A-5C)的研磨单元60(见图2B)可在表面50(见图1C, 4A)上以随机轨道运动132 (见图6)移动，以研磨和磨光该表面50(见图1C, 4A)。
[0105]研磨和磨光空气动力学功能涂层214和/或空气动力学功能元件220的表面50(见图1C，4A)优选包含使用如具有研磨设备11 (见图11)的形式的航空外形加工设备10 (见图1A-2B，4A-5B)来研磨和磨光涂层边缘222 (见图6)，如绘图边缘和流动表面226 (见图6)。此外，研磨和磨光空气动力学功能涂层214和/或空气动力学功能元件220的表面50(见图1C，4A)优选包含使用如具有研磨设备11 (见图11)的形式的航空外形加工设备10 (见图1A-2B，4A-5C)来实施精细研磨，如完全研磨涂层边缘222 (见图6)，如绘图边缘和流动表面226 (见图6)以混合已被航空外形加工的表面50和未被航空外形加工的任意表面的外观。
[0106]如图7所示，所述方法150进一步包含步骤156，即以接合力/倾斜限位件28 (见图2A，4A)机械限制研磨单元60 (见图6)相对于表面50 (见图1C，3，4A)的接合力134 (见图6)和任何倾斜运动(见图6)。
[0107]如图7所示，所述方法150进一步包含步骤158，即移除或最小化在所述表面50 (见图6)上的任何表面夹杂物224 (见图6)和涂层边缘222 (见图6)，而不对该表面50产生过多的接合力134 (见图6)并且不刨削表面50 (见图6)。表面夹杂物224 (见图6)可包含灰尘颗粒、碎片颗粒、干涂层喷涂、线头或在以航空外形加工设备10(见图1A-2C，4A-5C)对该表面50(见图1C，4A)实施航空外形加工期间或之后可能存在于该表面50(见图1C，4A)上的其他颗粒或污染物。可由这种表面夹杂物224(见图6)引起的三维表面的不连续性可能甚至低于如具有直角(90度)梯级的形式的涂层边缘222。研磨碎片138(见图6)可被碎片收集系统97 (见图2B-2C)如外部真空系统100 (见图2B-2C)去除，该外部真空系统可附连到航空外形加工设备10(见图2B-2C)。
[0108]如图7所示，方法150可进一步包含可选步骤160，即运用接合力/倾斜限位件28(见图2B，3)以加速所述表面50处由吸力驱动的空气流速56a (见图6)，以带走研磨碎片138 (见图6)，以便碎片收集系统97 (见图2B, 2C, 5A)如外部真空系统100 (见图2B, 2C, 5A)的收集。运用接合力/倾斜限位件28 (见图3，6)加速由吸力驱动的空气流速56a (见图6)的步骤160包含运用形成于接合力/倾斜限位件28 (见图6)上的会聚喷嘴部分40(见图6)和发散喷嘴部分42 (见图6)以加速吸力驱动的空气流速56a (见图6)。
[0109]如图7所示，所述方法150可进一步包含可选步骤162，即通过从壳体组件12(见图4A)移除一个或多个切口部分102 (见图4A)而形成观察特征103 (见图4A)，以便观察到所述结构52 (见图4A)的表面50 (见图4A)上的航空外形加工位置105 (见图4A)，从而采用航空外形加工设备10(见图4A)对表面50实施航空外形加工修补。
[0110]图8是如具有飞机200a的形式的飞行器200的透视图，该飞行器200可并入结构52的一个或多个表面50，如结构52的外部空气动力表面53，其中一个或多个表面50可采用本公开所述的航空外形加工设备10的一个或多个实施例实施航空外形加工。如图8所示，如具有飞机200a的形式的飞行器200包含机身202、机翼204、小翼206、包含垂直尾翼部分210和水平尾翼部分212的尾翼208，以及短舱213。
[0111]尽管图8所示的飞机200a大体上代表了具有可涂覆如具有装饰性涂层216 (见图
6)或非装饰性涂层218 (见图6)的形式的空气动力学功能涂层214的一个或多个结构52的商业客运飞机，但是本公开所述实施例的教导也可用于其他客运飞机。例如，本公开所述实施例的教导可用于货运飞机、军用飞机、旋翼飞机以及其他类型的飞机或航空器、以及宇航飞行器，如卫星、航天运载器、火箭以及其他使用装饰性涂层216或非装饰性涂层218的宇航飞行器。
[0112]图9是飞机制造和维护方法300的流程图。图10是飞机316的实施例的方块图。参照图9-10，本公开的实施例可在图9所示的飞机制造和维护方法300以及图10所示飞机316的背景下描述。
[0113]在生产前期，示例性的飞机制造和维护方法300可包含该飞机316的规范和设计302以及材料采购304。在制造期间，发生组件和子配件制造306和该飞机316的系统集成308。之后，该飞机316可经过认证和交付310，以投入使用312。当由客户使用312时，该飞机316可被安排例行维修和维护314(其还可以包括改进、改装、翻新以及其他合适的维护)。
[0114]所述飞机制造和维护方法300的每个过程可由系统集成商、第三方和/或运营商(如客户)实施或实现。出于本说明书的目的，系统集成商可包含但不限于，任何数量的飞机制造商和主系统转包商。第三方可包含但不限于，任何数量的销售商、转包商以及供应商。运营商可包含航空公司、租凭公司、军事实体、服务组织以及其他合适的运营商。
[0115]如图10所示，采用示例性飞机制造和维护方法300生产的飞机316可以包含具有多个系统320和内部322的机身318。多个系统320的示例可包含推进系统324、电气系统326、液压系统328以及环境系统330中的一个或多个。也可包含任何数量的其他系统。尽管显示了航空示例，但是本公开的原理也可应用于其他工业，如汽车工业。
[0116]在此所述的方法和系统可在飞机制造和维护方法300的一个或多个阶段中使用。例如，与组件和子配件制造306对应的组件或子配件可采用类似于该飞机316投入使用312时生产的组件或子配件的方式被构造或制造。同样，一个或多个设备实施例、方法实施例或两者的结合也可在组件和子配件制造306和系统集成308期间使用，例如，以通过充分加速飞机316的组装或降低该飞机316的成本。相似地，当该飞机316投入使用312时，一个或多个设备实施例、方法实施例或两者的结合可被用于例如但不限于，维修和维护314。
[0117]公开的航空外形加工设备10(见图1A-2C，4A_5C)、航空外形加工系统130 (见图6)以及航空外形加工方法150(见图7)的实施例具有许多优点，且提供了空气动力学功能涂层214(见图6)如装饰性涂层216 (见图6)的航空外形加工，该航空外形加工满足了空气动力要求以保持期望的流动特性，同时也保留了装饰性外观。公开的航空外形加工设备10 (见图1A-2C，4A-5C)、航空外形加工系统130 (见图6)以及航空外形加工方法150 (见图
7)的实施例不仅可对飞机200a(见图8)的如小翼206(见图8)或者垂直安定面尾翼部分210 (见图8)的外部空气动力表面53 (见图8)上的装饰性涂层216 (见图6)进行航空外形加工，其中光滑涂层或绘图边缘期望保持所希望的流动特性，而且可用在非装饰性涂层218(见图6)上，如可以被用于机翼204(见图8)和水平安定面尾翼部分212 (见图8)，在非装饰性涂层中，可能需要移除或修复表面夹杂物224(见图6)。
[0118]此外，公开的航空外形加工设备10(见图1A-2C，4A_5C)、航空外形加工系统130 (见图6)以及航空外形加工方法150 (见图7)的实施例使用了具有研磨介质64 (见图2B)的研磨单元60 (见图2B)，所述研磨介质64的外径76 (见图2A)的长度优选为1.25英寸或稍小，以便限制航空外形加工区域紧靠涂层边缘222 (见图6)或表面夹杂物(见图6)缺陷，使航空外形加工过程更可控，并且减少在所述航空外形加工过程后在航空外形加工区域和未航空外形加工区域之间具有视差的区域。
[0119]而且，公开的航空外形加工设备10(见图1A-2C，4A_5C)、航空外形加工系统130 (见图6)以及航空外形加工方法150 (见图7)的实施例机械地限制了研磨单元60 (见图1C，2B)施加在将被航空外形加工的表面50(见图1C)的接合力134(见图6)，机械地限制了研磨单元60 (见图1C，2B)相对于该表面50 (见图1C)的倾斜，以阻止在该研磨单元60的一侧上具有可导致表面50的刨削的过多的航空外形加工压力，提供了狭窄的流动路径以便配备真空的航空外形加工设备10收集研磨碎片138 (见图6)，以及通过使用一种容易定位和观察将被航空外形加工的区域105 (见图4A)的位置同时提供现有的机械限位特征以阻止过多的航空外形加工或刨削的方式，提供了对表面50(见图4A)的现场修补。
[0120]进一步地，公开的航空外形加工设备10(见图1A-2C，4A_5C)、航空外形加工系统130(见图6)以及航空外形加工方法150 (见图7)的实施例提供了航空外形加工设备10，该航空外形加工设备10优选是可做随机轨道运动132 (见图6)的随机轨道运动型，以减少空气动力学功能涂层214(见图6)的表面50(见图6)中的漩涡标志的实例。此外，航空外形加工设备10接触涂覆或描绘的表面50a的所有零件优选由不会留下可影响随后的涂覆操作的残留物的材料制成。
[0121]而且，公开的航空外形加工设备10(见图1A-2C，4A_5C)、航空外形加工系统130 (见图6)以及航空外形加工方法150 (见图7)的实施例可减少对将被航空外形加工的表面50进行人工航空外形加工所需的时间量和技术，并且通过阻止或最小化对将被航空外形加工的表面50的过多压力，以及通过在操作期间能够倾斜所述航空外形加工设备10而阻止或最小化所述表面50的刨削，从而允许不太熟练的操作者生产出期望的结果。此外，所述航空外形加工方法130可人工或自动化实施。最后，公开的航空外形加工设备10 (见图1A-2C，4A-5C)、航空外形加工系统130 (见图6)和航空外形加工方法150 (见图7)的实施例可为营销差异化提供表面磨光的提高的质量和审美。
[0122]本公开的许多修改和其他实施例将被在前述说明书和相关附图中提出的教导中受益的本公开所属领域的技术人员想到。在此所述的实施例意为示例性的，并不意图限制或穷举。尽管在此使用了具体的术语，但是它们仅用于通用和描述性意义，并不出于限制的目的。
【权利要求】
1.一种航空外形加工设备，其包含: 壳体组件； 马达组件，其布置在所述壳体组件内，所述马达组件包含马达单元和驱动单元； 接合力/倾斜限位件，其连接到所述壳体组件，所述接合力/倾斜限位件具有中心开口和底端，该底端被配置为与施加到结构的空气动力学功能涂层的将被航空外形加工的表面接触；以及 研磨单元，其连接到所述驱动单元，并且插入经过所述中心开口以与所述接合力/倾斜限位件非接触连通，所述研磨单元由所述驱动单元驱动以在所述表面上作随机轨道运动， 所述壳体组件、马达组件、接合力/倾斜限位件以及研磨单元一起构成了用于对所述表面进行航空外形加工的航空外形加工设备，其中所述接合力/倾斜限位件机械地限制所述研磨单元相对于所述表面的接合力和任何倾斜运动。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述壳体组件包含握持部分，所述握持部分被配置为在人工操作期间人工保持所述航空外形加工设备。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述壳体组件包含真空出口端口，所述真空出口端口被配置为附连到碎片收集系统。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述接合力/倾斜限位件包含会聚喷嘴部分和发散喷嘴部分，所述会聚喷嘴部分和发散喷嘴部分一起加速了在将被航空外形加工的所述表面处的由吸力驱动的空气流速，以带走研磨碎片，以便所述碎片收集系统的收集。
5.根据前述任一权利要求所述的设备，其中所述接合力/倾斜限位件包含机械加工的环状构件，所述机械加工的环状构件具有外环部分，该外环部分具有非直角边缘配置。
6.根据前述任一权利要求所述的设备，其中所述接合力/倾斜限位件由阻止或最小化任何污染物材料或残留物材料从所述接合力/倾斜限位件转移到将被航空外形加工的所述表面的材料制成。
7.根据前述任一权利要求所述的设备，其中所述航空外形加工设备被配置为可对所述表面的航空外形加工实施修补，并且所述壳体组件包含形成观察特征的一个或多个切口部分，以使操作者能够在以所述航空外形加工设备修补航空外形加工期间观察到在所述表面上的航空外形加工位置。
8.根据前述任一权利要求所述的设备，其中所述研磨单元包含具有第一侧和第二侧的研磨垫、附连到所述第一侧且被配置为连结到所述驱动单元的连接器元件、以及附连到所述第二侧且被配置为研磨所述表面的研磨介质。
9.根据前述任一权利要求所述的设备，其中所述研磨单元具有外径，该外径的长度的范围从约I英寸到小于约3英寸。
10.一种对施加到结构的空气动力学功能涂层的表面进行航空外形加工的方法，该方法包含以下步骤: 将施加到结构的空气动力学功能涂层的将被航空外形加工的表面与航空外形加工设备接触，所述航空外形加工设备包含: 壳体组件； 布置在所述壳体组件内的马达组件，该马达组件包含马达单元和驱动单元； 连接到所述壳体组件的接合力/倾斜限位件，该接合力/倾斜限位件具有中心开口 ；以及 研磨单元，该研磨单元连接到所述驱动单元并且插入经过所述中心开口以与所述接合力/倾斜限位件非接触连通； 在所述表面上以随机轨道运动移动所述航空外形加工设备，以便研磨和磨光该表面；以所述接合力/倾斜限位件机械地限制所述研磨单元相对于所述表面的接合力和任何倾斜运动；以及 在不导致对所述表面的过多的接合力和所述表面的刨削的情况下，移除或最小化在所述表面上的任何表面夹杂物和涂层边缘。
11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包含以下步骤:运用所述接合力/倾斜限位件加速在所述表面处由吸力驱动的空气流速，以带走研磨碎片，以便碎片收集系统的收集。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其中运用所述接合力/倾斜限位件加速由吸力驱动的空气流速的步骤包含运用在所述接合力/倾斜限位件上形成的会聚喷嘴部分和发散喷嘴部分以加速由吸力驱动的空气流速。
13.根据权利要求10、11或12中任一项所述的方法，其进一步包含以下步骤:通过从所述壳体组件移除一个或多个切口部分以形成观察特征，从而观察在所述表面上的航空外形加工位置，由此能够以所述航空外形加工设备对所述表面上的航空外形加工进行修补。
14.根据权利要求10、11、12或13所述的方法，其中将所述表面与所述研磨单元接触的步骤包含将所述表面与具有长度在从约I英寸到小于约3英寸的范围内的外径的研磨单元接触。
【文档编号】B24B55/12GK104369084SQ201410393746
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年8月12日 优先权日:2013年8月12日
【发明者】M·D·富勒 申请人:波音公司
【专利摘要】本发明涉及航空外形加工空气动力学功能涂层表面的设备、系统和方法，提供了航空外形加工设备。该航空外形加工设备具有壳体组件和布置在该壳体组件内的马达组件。马达组件具有马达单元和驱动单元。航空外形加工设备进一步具有连接到壳体组件的接合力/倾斜限位件，所述接合力/倾斜限位件具有中心开口和被配置为与施加到结构的空气动力学功能涂层的将被航空外形加工的表面接触的底端。所述航空外形加工设备进一步具有研磨单元，该研磨单元连接到驱动单元且插入经过中心开口以与接合力/倾斜限位件非接触连通。研磨单元由驱动单元驱动，以在所述表面上作随机轨道运动。接合力/倾斜限位件机械地限制研磨单元相对于所述表面的接合力和任何倾斜运动。
【专利说明】航空外形加工空气动力学功能涂层表面的设备、系统和方法
【技术领域】
[0001]本公开总体涉及用于对结构表面进行航空外形加工和收集研磨碎片的装置，方法和系统，且更特别地，涉及用于对如飞机等飞行器结构施加的空气动力学功能涂层表面进行航空外形加工和收集研磨碎片的装置，方法和系统。
【背景技术】
[0002]飞行器如商业客运和货运飞机的外表面可涂覆或者描绘富有色彩和装饰性的设计。例如，飞行器的这样的外表面可包含尾翼，机翼，机身，短舱(nacelle)的外表面,或该飞行器的其他外表面。这些富有色彩和装饰性的设计可能包含航空公司标识设计，该设计是在飞机上的标准描绘方案，其主要显示了航空公司的商标、名称或其他区别特征以提供该航空公司的品牌和区别。由于航空公司标识设计不仅可以提供装饰功能，而且还可以提供品牌和区别功能，所以重要的是标识设计始终被应用，且具有可接受的外表、光泽和长期的耐用性。
[0003]此外，保持例如涂覆或描绘在飞机尾翼上的涂覆或描绘的飞行器表面如航空公司标识设计上的期望的空气流动特征会是富有挑战的。在飞行中，为了避免对期望的边界层特征的影响，对绘图边缘和波纹度具有可允许的准则。对三维表面的不连续性也存在限制，如那些可能发生在由碎片、灰尘或干涂层喷涂引起的内含物处的不连续，该限制可能比用于绘图边缘或波纹度的限制更严格。
[0004]存在用于研磨或砂磨涂覆或描绘表面以使该表面平滑和抛光的已知的装置、系统和方法。但是，空气动力学功能涂层如装饰性标志设计的涂层边缘或绘图边缘的磨光和抛光可能需要以非常高技术水平实施的人为过程，并且可能需要扩展的时间量来实现。由于时间和技术要求，由技术人员实施的人为过程不能很好扩展到商用飞机标识所要求的大面积和制造速度。而且，如果技术差的操作者被用来实施研磨或砂磨，如果该研磨或砂磨装置被意外倾斜到一侧，则在该表面的研磨或砂磨，和/或剖削期间，可能发生对所述表面意外施加过多的压力。进一步地，尽管采用已知砂磨装置的砂磨可在装饰性标志设计的涂层边缘或绘图边缘上执行，但是对于可能要求外形、光择和长期耐用性的外部装饰性标志设计的涂层或绘图，这可能不是可行的制造方法。
[0005]因此，在该领域中，需要用于施加到例如飞行器的结构等结构的航空外形加工面装饰性设计(如航空公司标识设计)的空气动力学涂层或绘图的表面的并且提供超越已知装置、系统和方法的优势的改进的装置、系统和方法。
【发明内容】
[0006]本公开满足了对用于施加到例如飞行器的结构等结构的装饰性设计的空气动力学功能涂层或绘图的表面的航空外形加工的改进的装置、系统和方法的需要。正如以下【具体实施方式】中讨论的，用于施加到例如飞行器的结构等结构的装饰性设计(如航空公司标识设计)的空气动力学功能涂层或绘图的表面的航空外形加工的改进的装置、系统和方法的实施例可以提供超过已知方法和系统的显著的优点。
[0007]在本公开的一个实施例中，提供了一种航空外形加工设备。航空外形加工设备包含壳体组件。航空外形加工设备进一步包含在所述壳体组件内设置的马达组件。该马达组件包含马达单元和驱动单元。
[0008]所述航空外形加工设备进一步包含连接到壳体组件的接合力/倾斜限位件。该接合力/倾斜限位件具有中心开口和被配置为接触施加到结构的空气动力学功能涂层的将被航空外形加工的表面的底端。航空外形加工设备进一步包含研磨单元，该研磨单元连接到驱动单元，并且插入经过中心开口与接合力/倾斜限位件以非接触方式连通。研磨单元由驱动单元驱动以在所述表面上作随机轨道运动。
[0009]壳体组件、马达组件、接合力/倾斜限位件以及研磨单元一起构成了对将被航空外形加工的表面进行航空外形加工的航空外形加工设备，其中接合力/倾斜限位件机械地限制了研磨单元相对于所述表面的接合力和任何倾斜运动。可选地，航空外形加工设备可包含配置为附连到碎片收集装置的真空出口端口。
[0010]在本公开的另一实施例中，提供一种航空外形加工系统。该航空外形加工系统包含涂覆有空气动力学功能涂层的结构，所述空气动力学功能涂层具有将进行航空外形加工的表面。
[0011]航空外形加工系统进一步包含用于对所述表面进行航空外形加工的航空外形加工设备。航空外形加工设备包含壳体组件和布置在该壳体组件内的马达组件。该马达组件包含马达单元和驱动单元。
[0012]航空外形加工系统进一步包含连接到壳体组件的接合力/倾斜限位件。所述接合力/倾斜限位件具有中心开口并且具有被配置为接触施加到结构的空气动力学功能涂层的将被航空外形加工的表面的底端。该航空外形加工系统进一步包含研磨单元，该研磨单元连接到驱动单元，并且插入经过中心开口以与接合力/倾斜限位件非接触连通。研磨单元由驱动单元驱动以在所述表面上作随机轨道运动。接合力/倾斜限位件机械地限制相对于所述表面的接合力和研磨单元的任何倾斜运动。可选地，该航空外形加工系统可包含附连到进一步包含真空出口端口的航空外形加工设备的碎片收集系统。
[0013]在本公开的另一个实施例中，提供了一种对施加到结构的空气动力学功能涂层的表面进行航空外形加工的方法。该方法包含以下步骤:将施加到结构的航空动力学功能涂层的将被航空外形加工的表面与航空外形加工设备接触。
[0014]航空外形加工设备包含壳体组件和布置在该壳体组件内的马达组件。该马达组件包含马达单元和驱动单元。该航空外形加工设备进一步包含连接到壳体组件的接合力/倾斜限位件。该接合力/倾斜限位件具有中心开口。该航空外形加工设备进一步包含研磨单元，该研磨单元连接到驱动单元，并且插入经过中心开口与接合力/倾斜限位件非接触连通。可选地，该航空外形加工设备可以包含配置为附连到碎片收集系统的真空出口端口。
[0015]该方法进一步包含以下步骤:在所述表面上移动该航空外形加工设备作随机轨道运动，以对所述表面进行研磨和磨光。该方法进一步包含以下步骤:以接合力/倾斜限位件机械地限制研磨单元相对于所述表面的接合力和任何倾斜运动。该方法进一步包含以下步骤:在不导致对所述表面的过多接合力和不刨削该表面的情况下，移除表面上的任何表面夹杂物和涂层边缘。
[0016]根据本公开的一个方面，提供了一种航空外形加工设备，其包含:壳体组件；布置在该壳体组件内的马达组件，该马达组件包含马达单元和驱动单元；连接到该壳体组件的接合力/倾斜限位件，该接合力/倾斜限位件具有中心开口并且具有被配置为接触施加到结构的空气动力学功能涂层的将被航空外形加工的表面的底端；以及研磨单元，该研磨单元连接到驱动单元，并且插入经过中心开口与接合力/倾斜限位件非接触连通，该研磨单元由驱动单元驱动以在所述表面上作随机轨道运动，所述壳体组件、马达组件、接合力/倾斜限位件以及研磨单元一起构成了对所述表面进行航空外形加工的航空外形加工设备，其中接合力/倾斜限位件机械地限制研磨单元相对于所述表面的接合力和任何倾斜运动。有利地，在该设备中，壳体组件包含握持部，其被配置为在人工操作期间人为地保持该航空外形加工设备。有利地，在该设备中，的壳体组件包含真空出口端口，该端口被配置为附连到碎片收集系统。有利地，在该设备中，接合力/倾斜限位件包含会聚喷嘴部分和发散喷嘴部分，这两部分一起加速了在将被航空外形加工的表面处由吸力驱动的空气流速，以带走研磨碎片以便碎片收集系统的收集。有利地，在该设备中，接合力/倾斜限位件包含经机加工的环状构件，该环状件具有非直角边缘配置的外环部分。有利地，在该设备中，接合力/倾斜限制件由材料构成，该材料阻止或最小化任何污染物材料或残留物材料从该接合力/倾斜限位件到将被航空外形加工的表面的转移。有利地，在该设备中，航空外形加工设备被配置为对所述表面的航空外形加工实施修补，并且所述壳体组件包含一个或多个切口部分，该切口部分形成观察特征，以便操作者在采用航空外形加工设备修补航空外形加工期间，可以观察到在所述表面上的航空外形加工位置。有利地，在该装置中，研磨单元包含研磨垫，该研磨垫具有第一侧和第二侧，连接器元件附连到第一侧并且被配置为连结到驱动单元，以及附连到第二侧且被配置为研磨所述表面的研磨介质。有利地，在该设备中，研磨单元的外部直径的长度在从约I英寸到小于约3英寸的范围内。
[0017]根据本公开的另一个方面，提供了一种航空外形加工系统，其包含:涂覆有空气动力学功能涂层的结构，所述空气动力学功能涂层具有将被航空外形加工的表面，用于对该表面进行航空外形加工的航空外形加工设备，所述航空外形加工设备包含:壳体组件，布置在该壳体组件内的马达组件，该马达组件包含马达单元和驱动单元，连接到壳体组件的接合力/倾斜限位件，该接合力/倾斜限位件具有中心开口并且具有被配置为与空气动力学功能涂层的表面接触的底端，以及研磨单元，该研磨单元连接到驱动单元且插入经过中心开口与接合力/倾斜限位件非接触连通，该研磨单元由驱动单元驱动以在所述表面上作随机轨道运动，其中接合力/倾斜限位件机械限制研磨单元相对于所述表面的接合力和任何倾斜动作。有利地，该系统进一步包含碎片收集系统，该碎片收集系统被配置为附连到真空出口端口，所述真空出口端口连接到壳体组件。有利地，在该系统中，接合力/倾斜限位件包含会聚喷嘴部分和发散喷嘴部分，这两部分一起加速了在将被航空外形加工的表面处由吸力驱动的空气流速，以带走研磨碎片以便碎片收集系统的收集。有利地，在该系统中，所述结构包含以下部件中的一个或多个:飞行器的尾翼，其包含垂直安定面尾翼部分和水平安定面尾翼部分；飞行器的机翼，其包含小翼；飞行器的机身；以及飞行器的短舱。有利地，在该系统中，空气动力学功能涂层包含空气动力学功能膜元件。有利地，在该系统中，航空外形加工设备被配置为对所述表面的航空外形加工实施修补，并且所述壳体组件包含一个或多个切口部分，该切口部分形成观察特征，以使操作者在采用该航空外形加工设备修补航空外形加工期间，可以观察到在所述表面上的航空外形加工位置。
[0018]根据本公开的又一个方面，提供了一种对施加到结构的空气动力学功能涂层的表面进行航空外形加工的方法，该方法包含以下步骤:将施加到结构的空气动力学功能涂层的将进行航空外形加工的表面与航空外形加工设备接触，该航空外形加工设备包含:壳体组件，布置在该壳体组件内的马达组件，该马达组件包含马达单元和驱动单元，连接到壳体组件的接合力/倾斜限位件，该接合力/倾斜限位件具有中心开口 ；以及研磨单元，其连接到驱动单元并且插入经过中心开口与接合力/倾斜限位件非接触连通；在所述表面上移动所述航空外形加工设备作随机轨道运动以研磨和磨光表面；以接合力/倾斜限位件机械限制研磨单元相对于所述表面的接合力和任何倾斜运动；以及在不导致对所述表面的过多接合力并且不刨削该表面的情况下，移除或最小化在该表面上的任何表面夹杂物和涂层边缘。有利地，该方法进一步包含以下步骤:运用接合力/倾斜限位件，以加速表面处由吸力驱动的空气流速，以带走研磨碎片，以便碎片收集系统的收集。有利地，在该方法中，所述运用所述接合力/倾斜限位件加速由吸力驱动的空气流速的步骤包含使用在所述接合力/倾斜限位件上形成的会聚喷嘴部分和发散喷嘴部分，以加速由吸力驱动的空气流速。有利地，该方法进一步包含以下步骤:通过从所述壳体组件移除一个或多个切口部分以形成观察特征，从而观察在所述表面上的航空外形加工位置，而能够以航空外形加工设备修补在该表面上的航空外形加工。有利地，在该方法中，所述将该表面与所述研磨单元接触的步骤包含将该表面与研磨单元接触，该研磨单元的外径的长度在从约I英寸到小于约3英寸的范围内。
[0019]所论述的特征、功能和优点可在本公开的各种实施例中独立地实现，或者可在其他实施例中组合，参考下述说明书和附图，可知所述实施例的更进一步的细节。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]结合附图参照下述【具体实施方式】，能够更好地理解本公开。所述【专利附图】
【附图说明】了优选和示范性的实施例，但是附图不必按比例绘制，其中:
[0021]图1A是用于对表面进行航空外形加工的本公开的航空外形加工设备的实施例的侧透视图的图示。
[0022]图1B是图1A所示的航空外形加工设备的俯视透视图的图示。
[0023]图1C是图1A所述的航空外形加工设备的侧透视图的图示，该图用假想线显示了各种内部部件。
[0024]图2A是用于对表面进行航空外形加工的本公开的航空外形加工设备的又一个实施例的仰视透视图的图示。
[0025]图2B是图2A的航空外形加工设备的分解图的图示。
[0026]图2C是用于对表面进行航空外形加工的本公开的航空外形加工设备的又一个实施例的侧透视图的图示。
[0027]图3A是说明了非直角边缘配置的一个实施例的本公开的航空外形加工设备的接合力/倾斜限位件的剖视图的图示。
[0028]图3B是说明了非直角边缘配置的另一个实施例的本公开的航空外形加工设备的接合力/倾斜限位件的剖视图的图示。
[0029]图4A是用于对表面进行航空外形加工的航空外形加工设备的另一个实施例的主视透视图的图示。
[0030]图4B是图4A的航空外形加工设备的侧视图的图示。
[0031]图4C是图4A的航空外形加工设备的主视图的图示。
[0032]图4D是图4A的航空外形加工设备的俯视平面图的图示。
[0033]图4E是图4A的航空外形加工设备的仰视平面图的图示。
[0034]图5A是用于对表面进行航空外形加工的本公开的航空外形加工设备的另一个实施例的后视透视图的图示。
[0035]图5B是图5A的航空外形加工设备的主视透视图的图示。
[0036]图5C是图5B的航空外形加工设备的主视透视图的图示，其中连接有用于机器人应用的柔性末端执行器。
[0037]图6是本公开的航空外形加工系统的实施例的方块图。
[0038]图7是本公开的航空外形加工方法的流程图。
[0039]图8是飞行器的透视图，该飞行器可并入采用本公开的航空外形加工设备和航空外形加工系统的一个或多个实施例进行航空外形加工的一个或多个表面。
[0040]图9是飞机制造和维护方法的流程图；以及
[0041]图10是飞机的方块图。
【具体实施方式】
[0042]参照附图，在下文将更充分地描述公开的实施例。所述附图显示了一些但非全部公开的实施例。事实上，可以提供若干不同的实施例，且不应被解释为是对在此提出的实施例的限制。而是这些实施例被提供以便本公开将彻底和完全地向本领域技术人员传达本公开的范围。
[0043]现在参照附图，图1A-2C和4A-5C显示了本公开的航空外形加工设备10的各种实施例，所述设备对施加到结构52 (见图1C，4A，8)的空气动力学功能涂层214(见图8)的将被航空外形加工的表面50 (见图1C和4A)进行航空外形加工。图6是并入了本公开的航空外形加工设备10的一个实施例的本公开的航空外形加工系统130的一个实施例的方块图。如本文所用，“航空外形加工”指对结构的涂覆或描绘的表面，并且特别地，对具有施加到结构的空气动力学功能涂层或绘图的表面，进行研磨，研磨包含精细研磨、磨光和抛光，以便移除或最小化所述涂层或绘图边缘(约直角(90度)的梯级)，且以便移除该表面上的任何表面夹杂物或者其他颗粒或缺陷。
[0044]所述空气动力学功能涂层214 (见图8)优选具有绘图或其他合适涂层的形式。可替换地，所述航空外形加工设备10可以被用来对空气动力学功能涂层220的表面50(见图1C和4A)进行航空外形加工，所述空气动力学功能涂层220包含例如施加到结构52(见图1C, 4A, 8)的空气动力学功能膜元件220 (见图6)，例如，某种附饰物。除了在结构52 (见图1C, 4A, 8)上的空气动力学功能绘图，也可应用所述空气动力学功能膜元件220 (见图6)。
[0045]所述空气动力学功能涂层214 (见图8)和空气动力学功能膜元件220 (见图6)可包含装饰性涂层216 (见图6)和非装饰性涂层218 (见图6)。优选地，所述空气动力学功能涂层214 (见图8)和空气动力学功能膜元件220 (见图6)包含装饰性涂层216 (见图6)，如航空公司标识设计。
[0046]将被航空外形加工的表面50 (见图1C，4A, 8)优选采用涂覆或绘制的表面50a (见图1C，3)的形式，该表面涂覆或绘制有空气动力学功能涂层214(见图8)或/和所述空气动力学功能膜元件220 (见图6)。所述涂覆或绘制的表面50a优选包含飞行器200 (见图8)如飞机200a(见图8)的结构52 (见图8)的外部空气动力表面53 (见图8)。具有外部空气动力学表面53 (见图8)的结构52(见图8)可包含以下部件中的一个或多个:所述飞行器200 (见图8)的尾翼208 (见图8)，包含垂直安定面尾翼部分210 (见图8)和水平安定面尾翼部分212 (见图8);该飞行器200 (见图8)的机翼204 (见图8)，包含小翼206 (见图8);该飞行器200 (见图8)的机身202 (见图8);该飞行器200 (见图8)的短舱213 (见图8);或其他具有外部空气动力表面的合适结构。
[0047]优选地，航空外形加工设备10 (见图6)包含研磨设备11 (见图6)，该研磨设备被配置为在将被航空外形加工的表面50 (见图1C)上作随机轨道运动132 (见图6)，如随机轨道磨砂机。如在此所述的，“随机轨道运动”指在可重复的循环行程中运动或移动，如在椭圆上同时旋转和移动，以生成随机轨道模式。由于航空外形加工设备10 (见图6)优选被配置为作随机轨道运动132，所以在运行期间，没有研磨碎片138(见图6)或颗粒两次经过相同的路径。这优选使得在航空外形加工后，空气动力学功能涂层214(见图8)的表面50(见图1C，4A，8)中没有或减少了漩涡标志。进一步地，与非随机轨道运动装置相比，配置为作随机轨道运动132的航空外形加工设备10(见图6)可被用来更迅速地对大的表面积进行航空外形加工。
[0048]航空外形加工设备10 (见图1A-2C，4A-5C)优选包含研磨单元60 (见图ΙΑ, 2A-2B, 4A)，如下详细讨论的，该研磨单元具有研磨介质64(见图2B)，如研磨膜和环形元件64a(见图2B)。包含研磨介质64 (见图2B)的研磨单元60 (见图1A)优选具有外径76(见图2A)，其长度范围为从约I英寸到约小于3英寸，且更优选的是，外径76的长度范围为从约I英寸到约1.25英寸。
[0049]图1A-1C显示了航空外形加工设备10的一个实施例，如，以航空外形加工设备1a的形式，其对施加到所述结构52(见图1C)的空气动力学功能涂层214(见图8)的将被航空外形加工的表面50 (见图1C)进行航空外形加工。图1A是对所述表面50 (见图1C)进行航空外形加工的本公开的航空外形加工设备10的实施例的侧透视图的图示，如以航空外形加工设备1a的形式。图1B是图1A所示的如以航空外形加工设备1a的形式的航空外形加工设备10的俯视透视图的图示。图1C是用假想线显示各种内部部件的图1A所示如以航空外形加工设备1a的形式的航空外形加工设备10的侧视图的图示。
[0050]如图1A-1C所示，航空外形加工设备10包含壳体组件12。所述壳体组件12可以米用封闭的壳体组件12a(见图1A, 2A, 2C, 5A)的形式,或者该壳体组件12可以米用开放壳体组件12b (见图4A)的形式。如图1A-1C所示，所述壳体组件12包含顶端14a、底端14b以及该两者间的主体部分16。在图1A-1C中进一步显示，所述主体部分16可包含下外缘部分20，该下外缘部分在主体部分16的底端14b向外展开，以便于该航空外形加工设备10在对该表面50的航空外形加工期间收集研磨碎片138。在所述底端14b (见图1A-1C)，夕卜缘部分20 (见图1A-1C)中形成有唇部18 (见图1A-1C)。
[0051]壳体组件12(见图1A)可进一步包括在底端14b (见图1A)处的开口内部部分22(见图1A)。该开口内部部分22(见图1A)优选具有足够的尺寸和配置以便容纳至少马达组件80 (见图1C)、接合力/倾斜限位件28 (见图1A-1C)以及研磨单元60 (见图1A，1C)安装在壳体组件12内。
[0052]如图1A-1C所示，壳体组件12可进一步包含握持部分24，该握持部分被配置为在人工操作期间人工保持航空外形加工设备10。该握持部分24(见图1A-1C)可以具有以下形式:侧向延伸的握持部分24a(见图1A-1C，2C)、顶部握持部分24b(见图2A-2B)、触发器手柄握持部分24c (见图4A-5B)或另外合适的握持部分24。如图1A-1C，4A-4B, 5A-5B所示，握持部分24具有第一端26a和第二端26b。第二段26b (见图1A-1C，4A-4B，5A-5B)优选与主体16(见图1A-1C) —体形成或连接到主体16(见图4A-4B，5A-5B)。握持部分24(见图1A)和壳体组件12(见图1A)的主体部分16(见图1A)优选由坚固但具有弹性的材料构成，如坚固的具有弹性的塑料、尼龙、乙烯基或者其他合适的坚固的具有弹性的材料。
[0053]如图1A-5B所示，航空外形加工设备10进一步包含连接到壳体组件12的接合力/倾斜限位件28。该接合力/倾斜限位件28 (见图1A，2A)优选采用机械加工的环状构件28a(见图1A，2A)的形式。
[0054]图3A是对结构52的表面50进行航空外形加工的本公开所述航空外形加工设备10(见图1A，2A)的接合力/倾斜限位件28剖视图的图示。图2B也显示了如具有机械加工的环状构件28a的形式的接合力/倾斜限位件28的侧透视图。如图2B和3A所示，如具有机械加工的环状构件28a的形式的接合力/倾斜限位件28具有第一端32a、第二端32b、两端间的主体部分36以及在该接合力/倾斜限位件28内形成的中心通孔44(见图1A，3A)。所述接合力/倾斜限位件28(见图3A)的底端32b (见图3A)被配置为与空气动力学功能涂层214(见图6)的将被航空外形加工的表面50(见图3A)接触。
[0055]如图2B和图3A进一步所示，如具有机械加工的环状构件28a形式的接合力/倾斜限位件28的主体部分36包含连接部分34，所述连接部分34具有在连接部分34中形成的多个连接元件34a。连接元件34a可以具有卡扣连接元件的形式，如锯齿状的卡扣连接元件，或者其他合适的连接元件。连接元件34a (见图2B)配置为与多个连接元件接合部分82 (见图2B)连接，并且优选是卡扣连接，所述连接元件接合部分82形成在壳体组件12 (见图2B)的主体部分16的内壁78(见图2B)中。如具有机械加工的环状构件28a的形式的接合力/倾斜限位件28优选被固定地卡入壳体组件12(见图2B)的主体部分16的内壁78(见图2B)中，但如果需要也可以去除。
[0056]如图2B和3A进一步所示，例如具有机械加工的环状构件28a的形式的接合力/倾斜限位件28的主体部分36包含基部38，所述基部38具有非直角边缘配置30的外环部分29(见图3A)。如图2B和3A所示，所述外环部分29(见图3A)的非直角边缘配置30可以包含斜面配置30a。
[0057]图3B是显示了非直角边缘配置30的另一个实施例的本公开的航空外形加工设备(见图1A，2A)的如具有机械加工的环状构件28a的接合力/倾斜限位件28的剖面图的图示。如图3B所示，外环部分29的非直角边缘配置30可包含连续曲线配置30c。
[0058]可替换地，如图4A所示，外环部分29的非直角边缘配置30可包含圆角(radiused)配置30b。该外环部分29也可具有另外的合适的非直角边缘配置。
[0059]如图3A进一步所示，如具有机械加工的环状构件28a形式的接合力/倾斜限位件28的内径46a等于中心通孔44的直径，且接合力/倾斜限位件28的外径46b等于所述外环部分29的最外部直径。图3A进一步显示了延伸穿过所述中心通孔44的中心的中心线54。
[0060]在图2A所示的一个实施例中，如具有机械加工的环状构件28a形式的接合力/倾斜限位件28的底端32b是平坦或基本平坦的，其中仅有的开口是中心通孔44。在图2C和4C所述的另一个实施例中，如具有机械加工的环状构件28a形式的接合力/倾斜限位件28的底端32b具有多个埋头孔口 48。如图2C和4E所示，埋头孔口 48可以彼此间隔相等的间隔。如图4E所示，每个埋头孔口 48被配置为容纳埋头孔元件108。
[0061]如图1A和图3A-3B进一步所示的，如具有机械加工的环状构件28a形式的接合力/倾斜限位件28包含会聚喷嘴部分40和发散喷嘴部分42。如图3A-3B所示，会聚喷嘴部分40具有第一锥形部分41，所述第一锥形部分优选从外环部分29的最外部到接合力/倾斜限位件28的底端32b向内和向下渐缩。如图3A-3B所示，发散喷嘴部分42具有第二锥形部分43，所述第二锥形部分优选从接合力/倾斜限位件28的底端32b向着中心通孔44向外和向上渐缩。会聚喷嘴部分40和发散喷嘴部分42的几何构型有效地在进行航空外形加工或研磨的表面50(见图3A-3B)处形成会聚-发散喷嘴。所述会聚-发散喷嘴包含第一锥形部分41 (见图3A-3B)和第二锥形部分43 (见图3A-3B)，且加速了在进行航空外形加工或研磨的表面50处提供的由吸力驱动的空气流速56a(见图3A-3B)。反过来，通过所述会聚-发散喷嘴特征的先进的几何构型，可促进研磨碎片138 (见图6)的收集。
[0062]当航空外形加工设备10被配置为用于碎片收集系统97 (见图2B，5A)时，如外部真空系统100 (见图2B，5A)，所述会聚喷嘴部分40(见图3A-3B)和发散喷嘴部分42(见图3A-3B) 一起优选加速了在所述表面50(见图3A-3B)处的间隙内流动的由吸力驱动的空气流速56a(见图3A)，以带走研磨碎片138 (见图6)，以便碎片收集系统97 (见图2B，5A)的收集，例如外部真空系统100 (见图2B，5A)。
[0063]如图3A-3B所示，如具有机械加工的环状构件28a的形式的接合力/倾斜限位件28的底端32b与如涂覆或描绘的表面50a的所述表面50间的间隙58是非常窄的。会聚喷嘴部分40(见图3A-3B)和发散喷嘴部分42(见图3A-3B)优选地加速了间隙58(见图3A-3B)内由吸力驱动的空气流速56a(见图3A-3B)，且经过中心通孔44(见图3A-3B)提升了吸力驱动的空气流速56b (见图3A-3B)。所述间隙58内的高速气流带走或吸入并运送任何研磨碎片138(见图6)或沙屑，以便碎片收集系统97(见图2B，5A)的收集，如与所述航空外形加工设备10(见图2B，5A)连接的外部真空系统100 (见图2B，5A)。因此，航空外形加工设备10为任何航空外形加工设备10提供了狭窄的流动路径，以收集研磨碎片138 (见图6)，所述航空外形加工设备10配置为用于如外部真空系统100 (见图2B)的碎片收集系统97 (见图2B)。
[0064]如具有机械加工的环状构件28a形式的接合力/倾斜限位件28优选由阻止或最小化任何污染物材料或残留物材料从该接合力/倾斜限位件28 (见图3A-3B)转移到将被航空外形加工的表面50(见图3A-3B)的材料制成。如具有机械加工的环状构件28a形式的接合力/倾斜限位件28优选由某种材料构造，如坚固且刚性的缩醛树脂材料，坚固且坚硬的尼龙材料，或阻止或最小化任何污染物材料或残留物材料从该接合力/倾斜限位件28(见图3A-3B)转移到将被航空外形加工的表面50(见图3A-3B)如涂覆或描绘的表面50a(见图3A-3B)的其他合适的坚固且坚硬的塑料材料。更优选地，如具有机械加工的环状构件28a形式的接合力/倾斜限位件28由DELRIN缩醛树脂制成。(DELRIN是特拉华州威尔顿明的杜邦公司(E.1.Du Pont de Nemours and Company)的注册商标)
[0065]除了如具有机械加工的环状构件28a形式的接合力/倾斜限位件28，航空外形加工设备10中可以直接接触所述表面50 (见图3A-3B)如涂覆或描绘的表面50a (见图3A-3B)的任何其他零件也优选由阻止或最小化任何污染物材料或残留物材料从所述接合力/倾斜限位件28(见图3A-3B)转移到将被航空外形加工的表面50(见图3A-3B)的材料制成。
[0066]如图1C和2C所示，航空外形加工设备10进一步包含布置在壳体组件12内的马达组件80。如图1C和2C进一步显示的，该马达组件80包含马达单元90和驱动单元84。马达单元90 (见图1C，2C)可包含空气马达元件90a (见图1C，2C)。可替换地，马达单元90可包含电动马达元件90b (见图6)或另外合适的马达单元。
[0067]如图1C和2C进一步显示的，驱动单元84具有第一端85a和第二端85b。在第一端85a (见图1C)是研磨单元接合部分86 (见图1C，2C)。在第二端85b (见图1C)是马达单元接合部分88 (见图1C，2C)。驱动单元84可优选包含旋转驱动轴适配器单元或其他合适的驱动机构。驱动单元84 (见图1C)优选配置为驱动或旋转如具有砂光单元60a (见图1C)的形式的研磨单元60 (见图1C)。所述研磨单元接合部分86 (见图1C)优选附连到研磨单元60 (见图1C)。马达单元接合部分88 (见图1C)优选附连到马达单元90 (见图1C)。
[0068]如图1A-2C，4A_5C所示，航空外形加工设备10进一步包含研磨单元60(见图1C)，该研磨单元60耦合到驱动单元84(见图1C)且插入经过中心通孔44(见图2C)与如机械加工的环状构件28a(见图2C)形式的接合力/倾斜限位件28(见图2C)非接触连通。研磨单元60(见图2C)优选附连到研磨单元接合部分86(见图1C，2C)，该研磨单元接合部分由驱动单元84 (见图1C，2C)驱动以在所述表面50(见图1C)上作随机轨道运动132 (见图6)。
[0069]所述随机轨道运动132可通过在椭圆上同时旋转和移动该研磨单元60而生成随机轨道研磨或砂磨模式。如图1A所示，与接合力/倾斜限位件28和航空外形加工设备10的壳体组件12相比，如具有砂光单元60a形式的研磨单元60优选处于偏移位置74中。
[0070]如图2B，2C所示，如具有砂光单元60a(见图2C)形式的研磨单元60包含研磨垫62、附连到研磨垫62的一侧的研磨介质64、以及附连到研磨垫62另一侧的连接器元件66。如图2B所示，研磨垫62具有第一侧63a和第二侧63b。研磨垫62(见图2B)可以优选具有泡沫垫和钩状元件62a (见图2B)的形式。例如，该泡沫垫和钩状元件62a可包含在第一侧63a上的泡沫垫层和在第二侧63b上的钩状层。该钩状层可以粘合材料附连到泡沫垫层。
[0071]如图2B进一步所示，连接器元件66具有第一侧67a和第二侧67b。该连接器元件66(见图2B)可以优选处于具有锁定元件68的扭转锁定连接器66a的形式，如处于扭转锁定元件68a的形式。锁定构件68优选附连到连接器元件66的第一侧67a，且被配置为连接到驱动单元84(见图1C，2C)。如图2B所示，研磨垫62的第一侧63a优选以粘合材料附连到连接器元件66的第二侧67b。如图2B进一步所示，连接器元件66的锁定构件68优选配置为插入经过开口 70，并且配置为附连到定位在壳体组件12内的连接器元件接收元件72。
[0072]如图2B所示，研磨介质64具有第一侧65a和第二侧65b。研磨介质64的第一侧65a(见图2B)优选附连到研磨垫62(见图2B)的第二侧63b (见图2B)。该研磨介质64(见图2B)可优选采用研磨膜和环状元件64a(见图2B)的形式。例如，研磨膜和环状元件64a(见图2B)可包含在所述第一侧65a上的环形层和在第二侧65b上的研磨砂光膜或砂纸。研磨介质64 (见图2B)的研磨砂光膜或砂纸优选具有的砂砾尺寸足够达到质量要求。研磨介质64被设计为消耗性器材，其在使用一次或多次后被消耗或用尽，并且可被替换。
[0073]如图2A所示，包含研磨垫62 (见图2B)、研磨介质64 (见图2B)、连接器元件66 (见图2A)的研磨单元60的外径76的长度优选在从约I英寸到约小于3英寸的范围内，且更优选地，外径76的长度在从约I英寸到约1.25英寸的范围内。如具有研磨设备11 (见图6)形式的航空外形加工设备10优选具有足够的间隙以允许研磨单元60 (见图2B)的随机轨道运动132 (见图6),研磨单元60如具有1.25英寸直径的研磨单元60的形式。
[0074]如具有研磨设备11 (见图6)的形式的航空外形加工设备10优选使用如具有研磨膜和环状元件64a(见图2B)的形式的研磨介质64(见图2B)，所述研磨介质64的直径为1.25英寸或稍小，以便限制所述航空外形加工或研磨区域紧靠涂层边缘222 (见图6)或表面夹杂物224 (见图6)缺陷，以使航空外形加工过程更可控，且减少在航空外形加工后具有航空外形加工区域和非航空外形加工区域间的视差的区域。所述航空外形加工设备10优选保持所述研磨单元60 (见图1A，1C)的第二侧65b (见图1A)几乎与如涂覆或描绘的表面50a (见图1C)的所述表面50 (见图1C)齐平，以便于控制该航空外形加工设备10免于倾斜超过数度并且免于研磨或砂磨穿过所述空气动力学功能涂层214(见图6)。
[0075]如图1A-2C和图4A-5C所示，壳体组件12、马达组件80、接合力/倾斜限位件28、以及研磨单元60 —起构成了对将被航空外形加工的表面50进行航空外形加工的航空外形加工设备10。所述接合力/倾斜限位件28 (见图6)机械限制所述研磨单元60 (见图6)相对于所述表面50(见图6)的接合力134 (见图6)和任何倾斜运动136 (见图6)。特别地，该接合力/倾斜限位件28 (见图6)机械限制所述研磨单元60 (见图2B)并且特别是研磨介质64(见图2B)与将被航空外形加工的表面50的接合力。
[0076]此外，接合力/倾斜限位件28 (见图6)机械限制所述研磨单元60，并且尤其是所述研磨垫62(见图2B)和研磨介质64(见图2B)相对于所述表面50(见图1C，4A)的任何倾斜，以阻止在所述砂光单元60如研磨垫62或研磨介质64的一侧上的过多的砂磨压力，该砂磨压力可导致所述表面50的刨削。具有所述接合力/倾斜限位件28 (见图6)的航空外形加工设备10优选设计为保持所述研磨介质64(见图2B)与将被航空外形加工或研磨的可以是平坦或弯曲的表面50平行或切向接触。
[0077]在另一个实施例中，如具有研磨设备11 (见图6)的形式的航空外形加工设备10包含碎片收集系统97 (见图2B)，如外部真空系统100 (见图2B)，以便移除任何研磨碎片138 (见图6)。如图2A-2C所示，航空外形加工设备10可以具有航空外形加工设备1b的形式，该航空外形加工设备10具有配置为附连到真空附连元件101 (见图2)的真空出口端口 98，所述真空附连元件101连结到碎片收集系统97 (见图2B)，如外部真空系统100 (见图 2B)。
[0078]图2A是用于对所述表面50 (见图1C，4A, 8)进行航空外形加工的如具有航空外形加工设备1b的形式的航空外形加工设备10的实施例的仰视透视图的图示。航空外形加工设备10采用碎片收集系统97 (见图2B)，如外部真空系统100 (见图2B)。图2B是显示了与航空外形加工设备10 (见图2B)的壳体组件12分离的接合力/倾斜限位件28和研磨单元60的如具有航空外形加工设备1b的形式的图2A所示航空外形加工设备10的分解图的图示。
[0079]如图2A-2B所示，航空外形加工设备10包含如具有封闭的壳体组件12a的形式的壳体组件12，该壳体组件具有顶端14a、底端14b以及握持部分24，如具有顶端握持部分24b的形式的握持部分。如图2A-2B进一步显示的，航空外形加工设备10包含接合力/倾斜限位件28，该接合力/倾斜限位件28具有如包括圆角配置30a的非直角边缘配置30，并且航空外形加工设备10包含插入经过中心通孔44(见图2A)的研磨单元60。
[0080]如图2A-2B进一步所示的，航空外形加工设备10包含附连到马达单元90的限压阀92，所述马达单元如空气马达元件90a。限压阀92优选包含空气马达排气限流器，例如，空气马达可变排气限流器，该限流器对驱动或旋转附连的研磨单元60的驱动单元84的每分钟转数(rpm)进行调节。
[0081]如图2A-2B进一步所示，航空外形加工设备10包含排气组件94，该排气组件94具有排气管部分96、带有附连端99的真空出口端口 98。如图2B所示，真空出口端口 98的附连端99优选配置为与如外部真空系统100的碎片收集系统97的真空附连元件101附连。
[0082]图2C是如具有航空外形加工设备1c的形式的航空外形加工设备10的另一实施例的图示，该航空外形加工设备1c包括另一版本的接合力/倾斜限位件28和另一版本的壳体组件12。如图2C所示，接合力/倾斜限位件28具有多个埋头孔口 48，而壳体组件12优选具有封闭的壳体组件12a的形式。此外，图2C显示了航空外形加工设备10c，其包含真空出口端口 98，该真空出口端口被配置为附连到碎片收集系统97如外部真空系统100的真空附连元件101。
[0083]在图4A-4E所示的一个实施例中，航空外形加工设备10可配置为对例如小的表面积的航空外形加工实施修补。图4A是对结构52的表面50进行航空外形加工的如具有航空外形加工设备1d的形式的本公开的航空外形加工设备10的另一实施例的主透视图的图示。图4A-4E所示的航空外形加工设备1d优选配置为对结构52的表面50进行修补应用。图4B是图4A所示的如具有航空外形加工设备1d的形式的航空外形加工设备10的侧视图的图示。
[0084]图4C是如具有航空外形加工设备1d的形式的图4A所述航空外形加工设备10的主视图的图示。图4D是如具有航空外形加工设备1d的形式的图4A所述航空外形加工设备10的俯视图的图不。图4E是图4A所述航空外形加工设备1d的仰视图的图不。
[0085]如图4A所示，在本实施例中，壳体组件12包含一个或多个切口部分102，该切口部分形成观察特征103，以便操作者能够在采用该航空外形加工设备10修补航空外形加工期间观察到所述结构52的将被航空外形加工的表面50上的航空外形加工位置105。对于现场修补，图4A-4E所示的航空外形加工设备103提供了一种方法，该方法容易定位和观察将被航空外形加工或研磨的航空外形加工位置105，同时提供了现有的机械限制特征以避免过多地研磨或刨削。
[0086]如图4A进一步所示，所述壳体组件12具有开放的壳体组件12b的形式，该壳体组件具有腿部104，该腿部104具有容纳埋头孔元件108 (见图4E)的开口 106。此外，如图4A所示，所述壳体组件12可包含握持部分24，如具有触发器手柄握持部分24c形式，该握持部分24从该壳体组件12的顶端14a延伸。触发器手柄握持部分24c包含第一端26a、第二端26b以及触发器手柄部分114 (见图4A)。触发器手柄握持部分24c容纳马达单元90，而触发器手柄握持部分24c的第二端26b附连到壳体组件12。如图4A进一步所示，壳体组件12包含直角齿轮箱110和排出端口 112。
[0087]如图4B所示，如具有航空外形加工设备1d的形式的航空外形加工设备10包含接合力/倾斜限位件28，该接合力/倾斜限位件28具有带有非直角边缘配置30的外环部分29。该非直角边缘配置30可包含圆角配置30b (见图4B)。进一步地，如图4B所示，如具有航空外形加工设备1d的形式的航空外形加工设备10包含马达组件80，该马达组件80包含驱动单元84、研磨单元接合部分86以及马达单元接合部分88。
[0088]如图4E所示，如具有航空外形加工设备1d的形式的航空外形加工设备10包含如机械加工的环状构件28a的形式的接合力/倾斜限位件28。如具有机械加工的环状构件28a形式的接合力/倾斜限位件28优选在其底端32b上具有包含埋头孔元件108的多个埋头孔口 48和具有非直角边缘配置30的外环部分29，非直角边缘配置30如包括圆角配置 30b。
[0089]图5A是对表面50进行航空外形加工的航空外形加工设备10的又一实施例的后部透视图的图示。该航空外形加工设备如具有航空外形加工设备1e的形式，其中航空外形加工设备10可采用夹持固定装置120。如图5A所示，具有夹持固定装置120的航空外形加工设备1e优选配置为用于碎片收集系统97，如外部真空系统100，并且配置为附连到如外部真空系统100的碎片收集系统97的真空附连元件101。
[0090]图5B是如具有航空外形加工设备1e的形式的图5A所示的航空外形加工设备10的主透视图的图示。如图5A-5B所示，夹持固定装置120包含通过附连部分122与第二部分120b附连的第一部分120a。该夹持固定装置120可以是所述壳体组件12的顶端14a的扩展。如图5A-5B进一步所示，壳体组件12大体上是封闭的壳体组件12，其开口 118用于容纳附连元件(没有显示)，以能够附连到如具有机械加工的环状构件28a的形式的接合力/倾斜限位件28。如图5A-5B所示，接合力/倾斜限位件28包含机械加工的环状构件28a，其具有非直角边缘配置30，如包括圆角配置30b。
[0091]如图5A-5B进一步所示，壳体组件12包含如具有触发器手柄握持部分24c的形式的握持部分24，其具有第一端26a、第二端26b以及触发器部分114。如图5A-5B进一步所示，壳体组件12包含的真空出口端口 98具有附连端99，该附连端被配置为与碎片收集系统97(见图5A)如外部真空系统100 (见图5A)的真空附连件101 (见图5A)附连。
[0092]航空外形加工设备10 (见图1A，2A，4A，5A)不仅可用于人工应用，而且适于自动化应用，如机器人应用。如果航空外形加工设备10 (见图1A，2A，4A，5A)被用于自动化应用，如机器人应用，则柔性末端执行器耦合装置124(见图5C)可附连到壳体组件12或与该壳体组件12 —体形成。
[0093]图5C是如具有航空外形加工设备1e的形式的图5B所示的航空外形加工设备10的主透视图的图示，该航空外形加工设备10可被用于自动化应用，如机器人应用。柔性末端执行器耦合装置124(见图5C)优选配置为附连到机器人装置126(见图5C)。当机器人装置126被设计为通过柔性末端执行器耦合装置124(见图5C)保持或握持所述握持部分24时，触发器部分114 (见图5B)可从航空外形加工设备1e (见图5C)中去除，并且替换为柔性末端执行器耦合装置124(见图5C)。
[0094]在本公开的另一实施例中，提供了航空外形加工系统130。图6是航空外形加工系统130的一个实施例的方块图，该系统并入了本公开所述航空外形加工设备10的实施例。优选地，该航空外形加工系统130 (见图6)包含研磨系统131 (见图6),如砂光和抛光系统。
[0095]航空外形加工系统130包括涂覆有空气动力学功能涂层214的结构52，该涂层214具有将被航空外形加工的表面50。所述结构52包含以下部件中的一个或多个:飞行器200的尾翼208，其包含垂直安定面尾翼部分210和水平安定面尾翼部分212 ;飞行器200的机翼，其包含小翼206 ;飞行器200的机身202 ;以及飞行器200的短舱213。该结构52可涂覆有空气动力学功能涂层214，该涂层包含空气动力学功能膜元件220。
[0096]如图6所示，该航空外形加工系统130进一步包含用于所述表面50的航空外形加工的航空外形加工设备10。航空外形加工设备10包含壳体组件12和布置在该壳体组件12内的马达组件80。所述马达组件80包含马达单元90和驱动单元84。
[0097]如图6所示，航空外形加工系统130的航空外形加工设备10进一步包含与壳体组件12耦连的接合力/倾斜限位件28。该接合力/倾斜限位件28具有中心通孔44和底端32b (见图3A-3B)，该底端32b被配置为与施加到结构52的空气动力学功能涂层214的将被航空外形加工的表面50接触。
[0098]如图6所示，接合力/倾斜限位件28包含汇聚喷嘴部分40和发散喷嘴部分42，其一起加速了将被航空外形加工的表面50处的由吸力驱动的空气流速56a，以带走研磨碎片138，以便碎片收集系统97(也见图2B，2C，5A)如外部真空系统100 (也见图2B，2C，5A)的收集。
[0099]如图6所示，航空外形加工系统130的航空外形加工设备10进一步包含研磨单元60，该研磨单元60连接到驱动单元84并且插入经过中心开口 44与接合力/倾斜限位件28非接触连通。研磨单元60 (见图1C)由驱动单元84 (见图1C)驱动，以在表面50上作随机轨道运动132 (见图6)。接合力/倾斜限位件28 (见图6)机械地限制研磨单元60 (见图6)相对于所述表面50 (见图6)的接合力134 (见图6)和任何倾斜运动(见图6)。可选地，航空外形加工系统130可包含碎片收集系统97，如外部真空系统100 (见图6)，以便与航空外形加工设备10附连，其中航空外形加工设备10进一步包含真空出口端口 98(见图6)。
[0100]如图4A所示，航空外形加工设备10可配置为对所述表面50的航空外形加工实施修补。如图4A所示，所述壳体组件12包含的一个或多个切口部分102形成了观察特征103，以使操作者能够在采用该航空外形加工设备10修补航空外形加工期间观察到在所述表面50上的航空外形加工位置105。
[0101]在本公开的另一个实施例中，提供了一种对施加到结构52的空气动力学功能涂层214的表面50进行航空外形加工的方法150。图7是本公开所述航空外形加工方法150的流程图。该航空外形加工方法150可人工实施或自动化实施。该方法150包含以下步骤152:将航空外形加工设备10(见图1A-2C，4A-5C)与施加到结构52的空气动力学功能涂层214(见图8)的将被航空外形加工的表面50接触。
[0102]如图1A-2C, 4A-5C所不,航空外形加工设备10包含壳体组件12和布置于该壳体组件12内的马达组件90。如图1A-2C, 4A-5C所示,该马达组件包含马达单元和驱动单元84。如图1A-2C，4A-5C所示，航空外形加工设备10进一步包含与壳体组件12连接的接合力/倾斜限位件28。该接合力/倾斜限位件28具有中心开口 44。航空外形加工设备10进一步包含研磨单元60,该研磨单元60与驱动单元84稱连并且插入经过中心开口 44与所述接合力/倾斜限位件28非接触连通。
[0103]如图7所示，将所述表面50与航空外形加工设备10接触的步骤152优选包含将该表面50 (见图1C，4A)与该航空外形加工设备10 (见图1C，4A)的研磨单元60 (见图1C，4A)接触，其中该研磨单元60的外径76 (见图2A)的长度范围为从约I英寸到约1.25英寸。接触表面50 (见图1A，4A)的步骤152进一步包含形成接合力/倾斜限位件28 (见图1A，4A)的材料阻止或最小化任何污染物材料或残留物材料从该接合力/倾斜限位件28转移到将被航空外形加工的表面50。
[0104]如图7所示，所述方法150进一步包含步骤154，即在所述表面50 (见图1C，4A)上以随机轨道运动132 (见图6)移动该航空外形加工设备10(见图1A-2C，4A-5C)，以研磨和磨光该表面50(见图1C，4A)。特别地，航空外形加工设备10(见图1A-2C，4A-5C)的研磨单元60(见图2B)可在表面50(见图1C, 4A)上以随机轨道运动132 (见图6)移动，以研磨和磨光该表面50(见图1C, 4A)。
[0105]研磨和磨光空气动力学功能涂层214和/或空气动力学功能元件220的表面50(见图1C，4A)优选包含使用如具有研磨设备11 (见图11)的形式的航空外形加工设备10 (见图1A-2B，4A-5B)来研磨和磨光涂层边缘222 (见图6)，如绘图边缘和流动表面226 (见图6)。此外，研磨和磨光空气动力学功能涂层214和/或空气动力学功能元件220的表面50(见图1C，4A)优选包含使用如具有研磨设备11 (见图11)的形式的航空外形加工设备10 (见图1A-2B，4A-5C)来实施精细研磨，如完全研磨涂层边缘222 (见图6)，如绘图边缘和流动表面226 (见图6)以混合已被航空外形加工的表面50和未被航空外形加工的任意表面的外观。
[0106]如图7所示，所述方法150进一步包含步骤156，即以接合力/倾斜限位件28 (见图2A，4A)机械限制研磨单元60 (见图6)相对于表面50 (见图1C，3，4A)的接合力134 (见图6)和任何倾斜运动(见图6)。
[0107]如图7所示，所述方法150进一步包含步骤158，即移除或最小化在所述表面50 (见图6)上的任何表面夹杂物224 (见图6)和涂层边缘222 (见图6)，而不对该表面50产生过多的接合力134 (见图6)并且不刨削表面50 (见图6)。表面夹杂物224 (见图6)可包含灰尘颗粒、碎片颗粒、干涂层喷涂、线头或在以航空外形加工设备10(见图1A-2C，4A-5C)对该表面50(见图1C，4A)实施航空外形加工期间或之后可能存在于该表面50(见图1C，4A)上的其他颗粒或污染物。可由这种表面夹杂物224(见图6)引起的三维表面的不连续性可能甚至低于如具有直角(90度)梯级的形式的涂层边缘222。研磨碎片138(见图6)可被碎片收集系统97 (见图2B-2C)如外部真空系统100 (见图2B-2C)去除，该外部真空系统可附连到航空外形加工设备10(见图2B-2C)。
[0108]如图7所示，方法150可进一步包含可选步骤160，即运用接合力/倾斜限位件28(见图2B，3)以加速所述表面50处由吸力驱动的空气流速56a (见图6)，以带走研磨碎片138 (见图6)，以便碎片收集系统97 (见图2B, 2C, 5A)如外部真空系统100 (见图2B, 2C, 5A)的收集。运用接合力/倾斜限位件28 (见图3，6)加速由吸力驱动的空气流速56a (见图6)的步骤160包含运用形成于接合力/倾斜限位件28 (见图6)上的会聚喷嘴部分40(见图6)和发散喷嘴部分42 (见图6)以加速吸力驱动的空气流速56a (见图6)。
[0109]如图7所示，所述方法150可进一步包含可选步骤162，即通过从壳体组件12(见图4A)移除一个或多个切口部分102 (见图4A)而形成观察特征103 (见图4A)，以便观察到所述结构52 (见图4A)的表面50 (见图4A)上的航空外形加工位置105 (见图4A)，从而采用航空外形加工设备10(见图4A)对表面50实施航空外形加工修补。
[0110]图8是如具有飞机200a的形式的飞行器200的透视图，该飞行器200可并入结构52的一个或多个表面50，如结构52的外部空气动力表面53，其中一个或多个表面50可采用本公开所述的航空外形加工设备10的一个或多个实施例实施航空外形加工。如图8所示，如具有飞机200a的形式的飞行器200包含机身202、机翼204、小翼206、包含垂直尾翼部分210和水平尾翼部分212的尾翼208，以及短舱213。
[0111]尽管图8所示的飞机200a大体上代表了具有可涂覆如具有装饰性涂层216 (见图
6)或非装饰性涂层218 (见图6)的形式的空气动力学功能涂层214的一个或多个结构52的商业客运飞机，但是本公开所述实施例的教导也可用于其他客运飞机。例如，本公开所述实施例的教导可用于货运飞机、军用飞机、旋翼飞机以及其他类型的飞机或航空器、以及宇航飞行器，如卫星、航天运载器、火箭以及其他使用装饰性涂层216或非装饰性涂层218的宇航飞行器。
[0112]图9是飞机制造和维护方法300的流程图。图10是飞机316的实施例的方块图。参照图9-10，本公开的实施例可在图9所示的飞机制造和维护方法300以及图10所示飞机316的背景下描述。
[0113]在生产前期，示例性的飞机制造和维护方法300可包含该飞机316的规范和设计302以及材料采购304。在制造期间，发生组件和子配件制造306和该飞机316的系统集成308。之后，该飞机316可经过认证和交付310，以投入使用312。当由客户使用312时，该飞机316可被安排例行维修和维护314(其还可以包括改进、改装、翻新以及其他合适的维护)。
[0114]所述飞机制造和维护方法300的每个过程可由系统集成商、第三方和/或运营商(如客户)实施或实现。出于本说明书的目的，系统集成商可包含但不限于，任何数量的飞机制造商和主系统转包商。第三方可包含但不限于，任何数量的销售商、转包商以及供应商。运营商可包含航空公司、租凭公司、军事实体、服务组织以及其他合适的运营商。
[0115]如图10所示，采用示例性飞机制造和维护方法300生产的飞机316可以包含具有多个系统320和内部322的机身318。多个系统320的示例可包含推进系统324、电气系统326、液压系统328以及环境系统330中的一个或多个。也可包含任何数量的其他系统。尽管显示了航空示例，但是本公开的原理也可应用于其他工业，如汽车工业。
[0116]在此所述的方法和系统可在飞机制造和维护方法300的一个或多个阶段中使用。例如，与组件和子配件制造306对应的组件或子配件可采用类似于该飞机316投入使用312时生产的组件或子配件的方式被构造或制造。同样，一个或多个设备实施例、方法实施例或两者的结合也可在组件和子配件制造306和系统集成308期间使用，例如，以通过充分加速飞机316的组装或降低该飞机316的成本。相似地，当该飞机316投入使用312时，一个或多个设备实施例、方法实施例或两者的结合可被用于例如但不限于，维修和维护314。
[0117]公开的航空外形加工设备10(见图1A-2C，4A_5C)、航空外形加工系统130 (见图6)以及航空外形加工方法150(见图7)的实施例具有许多优点，且提供了空气动力学功能涂层214(见图6)如装饰性涂层216 (见图6)的航空外形加工，该航空外形加工满足了空气动力要求以保持期望的流动特性，同时也保留了装饰性外观。公开的航空外形加工设备10 (见图1A-2C，4A-5C)、航空外形加工系统130 (见图6)以及航空外形加工方法150 (见图
7)的实施例不仅可对飞机200a(见图8)的如小翼206(见图8)或者垂直安定面尾翼部分210 (见图8)的外部空气动力表面53 (见图8)上的装饰性涂层216 (见图6)进行航空外形加工，其中光滑涂层或绘图边缘期望保持所希望的流动特性，而且可用在非装饰性涂层218(见图6)上，如可以被用于机翼204(见图8)和水平安定面尾翼部分212 (见图8)，在非装饰性涂层中，可能需要移除或修复表面夹杂物224(见图6)。
[0118]此外，公开的航空外形加工设备10(见图1A-2C，4A_5C)、航空外形加工系统130 (见图6)以及航空外形加工方法150 (见图7)的实施例使用了具有研磨介质64 (见图2B)的研磨单元60 (见图2B)，所述研磨介质64的外径76 (见图2A)的长度优选为1.25英寸或稍小，以便限制航空外形加工区域紧靠涂层边缘222 (见图6)或表面夹杂物(见图6)缺陷，使航空外形加工过程更可控，并且减少在所述航空外形加工过程后在航空外形加工区域和未航空外形加工区域之间具有视差的区域。
[0119]而且，公开的航空外形加工设备10(见图1A-2C，4A_5C)、航空外形加工系统130 (见图6)以及航空外形加工方法150 (见图7)的实施例机械地限制了研磨单元60 (见图1C，2B)施加在将被航空外形加工的表面50(见图1C)的接合力134(见图6)，机械地限制了研磨单元60 (见图1C，2B)相对于该表面50 (见图1C)的倾斜，以阻止在该研磨单元60的一侧上具有可导致表面50的刨削的过多的航空外形加工压力，提供了狭窄的流动路径以便配备真空的航空外形加工设备10收集研磨碎片138 (见图6)，以及通过使用一种容易定位和观察将被航空外形加工的区域105 (见图4A)的位置同时提供现有的机械限位特征以阻止过多的航空外形加工或刨削的方式，提供了对表面50(见图4A)的现场修补。
[0120]进一步地，公开的航空外形加工设备10(见图1A-2C，4A_5C)、航空外形加工系统130(见图6)以及航空外形加工方法150 (见图7)的实施例提供了航空外形加工设备10，该航空外形加工设备10优选是可做随机轨道运动132 (见图6)的随机轨道运动型，以减少空气动力学功能涂层214(见图6)的表面50(见图6)中的漩涡标志的实例。此外，航空外形加工设备10接触涂覆或描绘的表面50a的所有零件优选由不会留下可影响随后的涂覆操作的残留物的材料制成。
[0121]而且，公开的航空外形加工设备10(见图1A-2C，4A_5C)、航空外形加工系统130 (见图6)以及航空外形加工方法150 (见图7)的实施例可减少对将被航空外形加工的表面50进行人工航空外形加工所需的时间量和技术，并且通过阻止或最小化对将被航空外形加工的表面50的过多压力，以及通过在操作期间能够倾斜所述航空外形加工设备10而阻止或最小化所述表面50的刨削，从而允许不太熟练的操作者生产出期望的结果。此外，所述航空外形加工方法130可人工或自动化实施。最后，公开的航空外形加工设备10 (见图1A-2C，4A-5C)、航空外形加工系统130 (见图6)和航空外形加工方法150 (见图7)的实施例可为营销差异化提供表面磨光的提高的质量和审美。
[0122]本公开的许多修改和其他实施例将被在前述说明书和相关附图中提出的教导中受益的本公开所属领域的技术人员想到。在此所述的实施例意为示例性的，并不意图限制或穷举。尽管在此使用了具体的术语，但是它们仅用于通用和描述性意义，并不出于限制的目的。
【权利要求】
1.一种航空外形加工设备，其包含: 壳体组件； 马达组件，其布置在所述壳体组件内，所述马达组件包含马达单元和驱动单元； 接合力/倾斜限位件，其连接到所述壳体组件，所述接合力/倾斜限位件具有中心开口和底端，该底端被配置为与施加到结构的空气动力学功能涂层的将被航空外形加工的表面接触；以及 研磨单元，其连接到所述驱动单元，并且插入经过所述中心开口以与所述接合力/倾斜限位件非接触连通，所述研磨单元由所述驱动单元驱动以在所述表面上作随机轨道运动， 所述壳体组件、马达组件、接合力/倾斜限位件以及研磨单元一起构成了用于对所述表面进行航空外形加工的航空外形加工设备，其中所述接合力/倾斜限位件机械地限制所述研磨单元相对于所述表面的接合力和任何倾斜运动。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述壳体组件包含握持部分，所述握持部分被配置为在人工操作期间人工保持所述航空外形加工设备。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述壳体组件包含真空出口端口，所述真空出口端口被配置为附连到碎片收集系统。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述接合力/倾斜限位件包含会聚喷嘴部分和发散喷嘴部分，所述会聚喷嘴部分和发散喷嘴部分一起加速了在将被航空外形加工的所述表面处的由吸力驱动的空气流速，以带走研磨碎片，以便所述碎片收集系统的收集。
5.根据前述任一权利要求所述的设备，其中所述接合力/倾斜限位件包含机械加工的环状构件，所述机械加工的环状构件具有外环部分，该外环部分具有非直角边缘配置。
6.根据前述任一权利要求所述的设备，其中所述接合力/倾斜限位件由阻止或最小化任何污染物材料或残留物材料从所述接合力/倾斜限位件转移到将被航空外形加工的所述表面的材料制成。
7.根据前述任一权利要求所述的设备，其中所述航空外形加工设备被配置为可对所述表面的航空外形加工实施修补，并且所述壳体组件包含形成观察特征的一个或多个切口部分，以使操作者能够在以所述航空外形加工设备修补航空外形加工期间观察到在所述表面上的航空外形加工位置。
8.根据前述任一权利要求所述的设备，其中所述研磨单元包含具有第一侧和第二侧的研磨垫、附连到所述第一侧且被配置为连结到所述驱动单元的连接器元件、以及附连到所述第二侧且被配置为研磨所述表面的研磨介质。
9.根据前述任一权利要求所述的设备，其中所述研磨单元具有外径，该外径的长度的范围从约I英寸到小于约3英寸。
10.一种对施加到结构的空气动力学功能涂层的表面进行航空外形加工的方法，该方法包含以下步骤: 将施加到结构的空气动力学功能涂层的将被航空外形加工的表面与航空外形加工设备接触，所述航空外形加工设备包含: 壳体组件； 布置在所述壳体组件内的马达组件，该马达组件包含马达单元和驱动单元； 连接到所述壳体组件的接合力/倾斜限位件，该接合力/倾斜限位件具有中心开口 ；以及 研磨单元，该研磨单元连接到所述驱动单元并且插入经过所述中心开口以与所述接合力/倾斜限位件非接触连通； 在所述表面上以随机轨道运动移动所述航空外形加工设备，以便研磨和磨光该表面；以所述接合力/倾斜限位件机械地限制所述研磨单元相对于所述表面的接合力和任何倾斜运动；以及 在不导致对所述表面的过多的接合力和所述表面的刨削的情况下，移除或最小化在所述表面上的任何表面夹杂物和涂层边缘。
11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包含以下步骤:运用所述接合力/倾斜限位件加速在所述表面处由吸力驱动的空气流速，以带走研磨碎片，以便碎片收集系统的收集。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其中运用所述接合力/倾斜限位件加速由吸力驱动的空气流速的步骤包含运用在所述接合力/倾斜限位件上形成的会聚喷嘴部分和发散喷嘴部分以加速由吸力驱动的空气流速。
13.根据权利要求10、11或12中任一项所述的方法，其进一步包含以下步骤:通过从所述壳体组件移除一个或多个切口部分以形成观察特征，从而观察在所述表面上的航空外形加工位置，由此能够以所述航空外形加工设备对所述表面上的航空外形加工进行修补。
14.根据权利要求10、11、12或13所述的方法，其中将所述表面与所述研磨单元接触的步骤包含将所述表面与具有长度在从约I英寸到小于约3英寸的范围内的外径的研磨单元接触。
【文档编号】B24B55/12GK104369084SQ201410393746
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年8月12日 优先权日:2013年8月12日
【发明者】M·D·富勒 申请人:波音公司
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