【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于检查航空器或航天器的表面的系统和方法。
技术介绍
1、在制造机身结构，例如航空器或航天器的机身结构时，致力于高的表面质量。如果机身例如具有铆钉连接，则常见的是视觉地和/或触觉地检查铆钉连接的质量并且借助测量工具逐点测量。为此，从侧面照亮各个铆钉连接并且借助阴影图像检查铆钉是否例如过深或过高地位于铆钉孔中或以其他方式是显眼的。还常见的是，用手指经过铆钉头和/或使用测量表，以便识别突出的或过深的边缘。
2、此外，已知用于表面扫描的设备，其使用光投影和图像检测技术，以便针对特定特征对表面部段进行探查。这些设备通常保持在手中并且具有泡沫材料框架，所述泡沫材料框架置于要检查的表面部段上，随后进行对由泡沫材料框架围住的区域的光学检测。如果确定具有形状偏差的点，则关于此的信息被保存。这尤其以图像信息的形式实现，在所述图像信息中相应地标记相应的显眼的点。
3、对于检验在航空器或航天器的机身处的包括上百个或更多铆钉连接的较长的铆钉排而言，这种检验是耗费时间的。此外，也可以对表面结构关于其他异常进行检查，例如关于凹坑或刮痕进行检查。
技术实现思路
1、考虑作为目的是，提出一种尽可能简单的系统和方法，借助所述系统和方法可以尽可能快且可靠地自动化地执行航空器或航天器的表面的检验，其中保护航空器或航天器和其周围的装配环境的整体免受损坏。
2、所述目的通过根据本专利技术的用于检查航空器或航天器的表面结构的系统实现。有利的实施方式和改进方案在本文中得出。
3、提出一种用于检查航空器或航天器的表面结构的系统，其具有：带有驱动器的地面行驶工具；设置在地面行驶工具上的机械手，所述机械手具有多个彼此铰接地设置的运动元件；设置在机械手上且可通过机械手运动的检验设备；多个接近传感器；和控制单元，其中接近传感器至少分布在机械手处并且在那划分为多个区并且构成用于检测接近传感器与在相应的检测区域中的对象的间距，其中驱动器和接近传感器与控制单元耦联，其中检验设备配置用于确定表面结构的特性并且通过与期望特性的比较来识别具有形状偏差的点，其中系统构成用于通过检验设备沿着表面结构的连续运动来连续地检验航空器或航天器的表面结构，并且其中控制单元构成用于记录由接近传感器检测到的间距，并且在考虑检测到的间距的条件下操控驱动器和机械手，使得检验设备以距表面结构预定的间距依次安置在检验位置处并且同时保持地面行驶工具和机械手与表面结构和可能的包围表面结构的对象的足够间距。
4、地面行驶工具设计用于在装配和建造位置处使机械手和设置在其上的检验设备在地面上沿着要检验的表面运动。可设想的是，地面行驶工具停放在另外的空间中并且从该空间行驶至装配或建造位置处。因此，地面行驶工具可以优选构成也用于经过更长的路程，所述路程可以包含要检验的表面的伸展的数倍。地面行驶工具可以尽可能紧凑地并且优选自给自足地构成。地面行驶工具可以例如构成为标准化的、无人驾驶的运输工具(ugv，“unmanned ground vehicle”)，所述运输工具可以理解为移动式机器人。这种运输装置在工业环境中是已知的并且尤其用于使托盘或其他对象自动化地沿着地面线或通过其他导航辅助支持地在地面上行驶。驱动器优选是电动的并且地面行驶工具可以具有蓄电器，所述蓄电器可与驱动器和另外的部件连接。
5、机械手可以具有多个运动元件，所述运动元件例如棒状地设计并且铰接地彼此连接。优选地，铰链可主动地旋转，以便可以使运动元件相对于彼此运动。作为在机械手处的端部执行器设有检验设备。机械手具有第一端部，所述第一端部设置在地面行驶工具处。相对置的第二端部具有端部执行器或检验设备。例如，机械手可以具有一个、两个、三个、四个或更多个运动元件，所述运动元件形成运动链并且分别经由铰链与另外的运动元件中的一个运动元件连接，或与地面行驶工具连接。优选的是，运动元件或铰链设计为可彼此独立地运动，其中控制单元与所有促动器连接，以便操控所述促动器并且使检验设备如所期望那样运动或定向。
6、检验设备可以以不同方式实现。优选地，检验设备，如开头所阐述，实施为光学扫描设备，以便无接触地检查特定特征，其方式为，所述扫描设备记录和评估由可见光构成的投影图案的图像。这种检验设备是已知的并且通常用于检验飞行器表面结构。然而，可设想的还有基于不可见光的扫描设备或机械扫描设备。
7、接近传感器构成用于优选无接触地检测与对象的间距。这种接近传感器例如可以实现为超声传感器，所述超声传感器发射超声信号并且接收反射。对于金属对象还可以使用电感式接近传感器。电容式接近传感器或光学传感器同样是可考虑的，其中光学传感器分别具有构造决定的检测区域和检测方向。
8、本专利技术的核心在于，可实现检验设备在建造或装配位置处的改进的运动控制从而更快的运动。在地面行驶工具和/或机械手行驶靠近对象时，不仅通过识别相关对象的接近传感器产生停止信号。替代地，控制各个运动元件和地面行驶工具的运动的整体，使得在接近对象时也可实现检验设备的继续运动，其方式为，地面行驶工具和机械手的各个部件的各自的间距保持在预设的(最小)值并且仅根据需要限制各个部件的可运动性或速度。通过划分为区，可以各自地观察机械手的和地面行驶工具的多个区域，以便规划运动的局部限制。因此可实现智能的、前瞻性的运动控制，所述运动控制在之前未知障碍的情况下可实现驶向检验位置的迅速的顺序并且加速表面结构的检查。所述系统可以在制造期间、在维护时和在进行的运行中，例如在两次相继的飞行之间使用。
9、在一个有利的实施方式中，控制单元构成用于使机械手的与其他元件相比更靠近对象或表面结构的那些元件与其他元件相比以更低的速度运动。因此，执行地面行驶工具和机械手的适配的运动，以便执行检查表面结构的无摩擦的过程。据此，在障碍或其他对象处运动经过以如下方式进行，使在地面行驶工具或机械手处的具有最高碰撞概率的区域，即具有距障碍或其他对象最近的间距的区域，最慢地运动。可以通过控制单元进行操控，使得地面行驶工具或机械手的运动过程规划为，使得防止进一步接近对象或障碍。
10、在一个有利的实施方式中，所述区包括端部执行器区，所述端部执行器区邻接于检验设备或在所述端部执行器区的区域中设置检验设备，其中控制单元构成用于由在端部执行器区中的接近传感器的检测到的距离辅助检验设备在检验位置中的一个检验位置处的安置。检测到的部分数量的间距用于执行将检验设备精确地定位在要检查的表面结构处。不需要仅设计用于将检验设备定位在表面结构处的专用的接近传感器。然而也可行的是，对此附加地，检验设备本身也可以配设有间距传感器，所述间距传感器允许将检验设备定位在表面结构处。端部执行器区可以在铰链处或邻接于铰链地存在，在所述铰链处设置检验设备。可设想的是，在端部执行器区中设置的接近传感器的检测区域至少部分地匹配于检验设备的定向。
11、在一个有利的实施方式中，控制单元构成用于规划检验设备的用于达到检验位置的运动路径，其中将接近传感器的检测到的间距不同地加权。规本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于检查航空器或航天器的表面结构(4)的系统(2)，具有：
2.根据权利要求1所述的系统(2)，
3.根据权利要求1或2所述的系统(2)，
4.根据上述权利要求中任一项所述的系统(2)，
5.根据权利要求4所述的系统(2)，
6.根据上述权利要求中任一项所述的系统(2)，
7.根据上述权利要求中任一项所述的系统(2)，
8.根据上述权利要求中任一项所述的系统(2)，
9.根据权利要求8所述的系统(2)，
10.根据上述权利要求中任一项所述的系统(2)，
11.一种用于检查航空器或航天器的表面结构(4)的方法，具有以下步骤：
12.根据权利要求11所述的方法，
13.根据权利要求11或12所述的方法，
14.根据权利要求13所述的方法，
15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法，
【技术特征摘要】
1.一种用于检查航空器或航天器的表面结构(4)的系统(2)，具有：
2.根据权利要求1所述的系统(2)，
3.根据权利要求1或2所述的系统(2)，
4.根据上述权利要求中任一项所述的系统(2)，
5.根据权利要求4所述的系统(2)，
6.根据上述权利要求中任一项所述的系统(2)，
7.根据上述权利要求中任一项所述的系统(2)，
8.根据上述权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·亚历山大·戈利希，克拉拉·豪泽，米歇尔·贝德克，
申请(专利权)人：空中客车德国运营有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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