[发明专利]包括用于安放末端执行器的伸缩组件的机械手

说明书

本发明涉及一种机械手，其包括致动器组件、从致动器组件悬垂出的第一和第二平行伸缩导向螺杆组件以及由导向螺杆组件末端支撑的末端执行器。致动器组件使得每个导向螺杆组件独立地展开和缩回。

技术领域

本发明涉及用于执行紧固操作的装置和方法，并且更特别地涉及在航空器装配过程中执行紧固操作的装置和方法。

背景技术

在航空器装配过程中，在不同结构的相反侧同步执行紧固操作。紧固操作可包括在结构一侧上钻孔、锪孔和紧固件插入，且使得每个被插入的紧固件的末端终止在结构的相反侧上。

考虑在航空器翼盒上的紧固操作。由翼盒外部的机械手系统执行钻孔、锪孔和紧固件插入。通过手工劳动在翼盒内部执行套管和螺母的放置。人通过小的出入口进入翼盒，平躺在翼盒内的同时使用手工器件来实现套管和螺母放置。大约几十万个紧固件要被安装并终止在通用航空器机翼上。

非常理想的是，省去手工劳动并且使在翼盒两侧上的紧固操作完全自动化。然而，对人而言，将螺母放到螺钉的螺纹上可能是项简单的任务，但对机械手而言则并非易事。在螺钉上精确地安放和定向螺母是项复杂的任务。

由于翼盒内空间的限制使得该任务变得更为复杂。翼盒形成了在其尖端仅有几英寸高的狭窄空间(参看图4所示的翼盒的例子)。此外，仅通过出入口能达到该狭窄空间。机械手必须经由出入口进入狭窄空间、操纵经过狭窄空间内部的纵梁、安放被插入紧固件的末端以及安放末端执行器并且在每个紧固件末端放置套管和螺母。

航空器公差极其严紧致使任务变得更为复杂。通常，末端执行器重达40至50磅，所以任务变得更为复杂。由于狭窄空间内的机械手必须使其任务与翼盒外部的机械手的任务同步，所以任务变得更为复杂。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种改进的机械手以及在有限空间内制造的方法，从而实现在有限空间内的精确和简单的操作。

根据此处的实施例，机械手包含致动器组件、从致动器组件悬垂出的第一和第二平行伸缩导向螺杆组件、耦合至伸缩组件的末端并且由伸缩组件的末端支撑的末端执行器。致动器组件使得每个伸缩组件均独立地展开和缩回。

根据此处的另一个实施例，系统能够在具有有限空间的结构上执行制造操作。本系统包含：第一机械手，其在有限空间外部可操作以便在结构上执行一组制造任务；第二机械手，其在有限空间内可操作以便在结构上执行互补的一组制造任务。第二机械手包括致动器组件以及从致动器组件悬垂出的第一和第二平行伸缩导向螺杆组件。每个伸缩组件的末端均枢转地连接至末端执行器。第二机械手还包括控制器，其用于命令致动器在缩回位置和展开位置之间独立地移动每个伸缩组件末端。

根据此处的另一个实施例，在由壁体部分限定的有限空间内的制造方法包含：将末端执行器移至有限空间内；使用第一和第二平行伸缩导向螺杆组件平移和旋转末端执行器直到末端执行器在有限空间内相对于目标实现理想取向；以及使用有限空间外部的金属板将末端执行器磁性地夹抵于壁体。

附图说明

图1和图2示出包括末端执行器的机械手实施例。

图3a、图3b和图3c示出机械手的操作方法。

图4示出航空器翼盒的翼舱。

图5a、图5b和图5c示出机械手的实施例，其包括末端执行器以用于在翼盒上执行紧固操作。

图6示出用于在翼盒上执行紧固操作的机械手系统。

图7示出翼盒制造方法。

具体实施方式

参考图1和图2。机械手110包括致动器组件120、从致动器组件120悬垂出的第一和第二平行伸缩导向螺杆组件130和140以及由导向螺杆组件130和140的末端132和142支撑的末端执行器150。