CN107813607A - 用于处理仿形表面的表面处理组件及相关方法 - Google Patents

Abstract

一种用于处理仿形表面的表面处理组件及相关方法，该表面处理组件包括具有至少第一外形形状和第二外形形状的可调基座。表面处理组件还包括耦接至可调基座的多个施涂器头。此外，每个施涂器头被构造成对仿形表面施加表面处理。此外，表面处理组件包括操作地耦接至可调基座的致动器，并且致动器被构造成在第一外形形状和第二外形形状之间操纵可调基座。

Description

用于处理仿形表面的表面处理组件及相关方法

技术领域

本公开总体上涉及自动表面处理***和方法，并且更具体地，涉及用于仿形表面(contoured surfaces)的自动表面处理***和方法。

背景技术

对诸如商用飞机的机器的结构表面进行处理和涂覆是漫长而广泛的过程。表面处理往往需要涂覆包括各种大型仿形表面的结构表面。此外，涂覆结构表面包括施涂用于工程性质的多层涂层，以及施涂装饰性涂装(livery)。装饰性涂装使用复杂的工艺来施涂，该复杂的工艺需要一系列掩蔽(masking)操作，随后在需要的地方施涂彩色油漆或涂层。这些遮蔽和上漆操作是连续重复的，直到完成外表面处理。因此，在具有各种仿形表面的大面积上进行这些过程需要大量的时间和资源。

发明内容

根据本公开的一个方面，公开了用于处理仿形表面的表面处理组件。表面处理组件包括具有至少第一外形形状和第二外形形状的可调基座。表面处理组件还包括耦接至可调基座的多个施涂器头。此外，每个施涂器头被构造成对仿形表面施加表面处理。此外，表面处理组件包括操作地耦接至可调基座的致动器，并且致动器被构造成在第一外形形状和第二外形形状之间操纵可调基座。

根据本公开的另一方面，公开了用于处理仿形表面的目标区域的方法。处理仿形表面的目标区域的方法包括在可调基座上设置多个施涂器头，并且每个施涂器头被构造成对仿形表面施加表面处理。处理仿形表面的目标区域的方法还包括确定仿形表面的现有形状以及基于所确定的仿形表面的现有形状利用致动器将可调基座操纵为期望的仿形形状，由此根据仿形表面的形状将施涂器头定位为邻近目标区域。此外，处理仿形表面的目标区域的方法包括选择性地操作多个施涂器头以对仿形表面的目标区域施加表面处理。

根据本公开的又一方面，公开了用于处理飞机的外表面的表面处理***。表面处理***包括具有至少第一半径和第二半径的可调基座。表面处理***还包括耦接至可调基座的多个施涂器头，并且每个施涂器头被构造成对飞机的外表面施加表面处理。此外，致动器操作地耦接至可调基座并被构造成在至少第一半径和第二半径之间操纵可调基座。另外，表面处理***包括可通信耦接至致动器的控制器，并且控制器被编程为操作致动器将可调基座操纵为第一半径或第二半径，并且选择性地操作多个施涂器头以对飞机的外表面施加表面处理。

本文公开的特征、功能和优点可以在各种实施例中独立实现，或者可在其他实施例中组合，通过参考以下描述和附图可更好地理解其细节。

附图说明

图1为根据本公开构造的示例***通工具的透视图；

图2为根据本公开的示例性仿形表面和表面处理组件的透视图；

图3为根据本公开的示例性表面处理组件的透视图；

图4为根据本公开的表面处理组件的另一实施例的侧视图；

图5为根据本公开的表面处理组件的附加实施例的另一侧视图；

图6为根据本公开的表面处理组件的附加实施例的另一侧视图；

图7为根据本公开的示例性控制和通信***的示意图；以及

图8为示出根据本公开的处理仿形表面的示例性方法的流程图。

应理解，附图不一定按比例绘制，并且所公开的实施例以概略性、示意性方式示出，并且在一些情况下以局部视图示出。在某些情况下，可省略对于理解本公开的方法和装置是不需要的细节或者使得其他细节难以察觉的细节。应进一步理解，以下详细描述仅仅是示例性的，并不意图限制其应用或用途。因此，尽管本公开出于仅在说明性实施例中描绘和描述的解释方便的目的，但是本公开可在许多其他实施例中以及在本文未示出或描述的各种***和环境中实现。

具体实施方式

以下详细描述旨在提供用于实施本公开的方法和装置。本公开的实际范围由所附权利要求限定。

参考图1，示出了交通工具20。交通工具20的一个非限制性示例为飞行器的示例；然而，本公开也适用于其他类型的交通工具和机器。如图所示，交通工具20配置有包括机身24、机翼26和尾部28的机体22。在一些实施例中，一个或多个推进单元30被耦接至每个机翼26，以便在行进方向上推进交通工具20。此外，机翼26被固定附接至机身24，并且推进单元30被附接至机翼26的下侧表面，然而推进单元30的其他附接位置也是可能的。在一些实施例中，机翼26沿机身24定位在基本居中的位置，并且机翼26被构造成包括多个襟翼32、前缘装置34和周缘装置36(即小翼)。此外，在操作交通工具20期间，襟翼32、前缘装置34和周缘装置36能够在多个位置进行调节，以便控制和稳定交通工具20。例如，襟翼32和前缘装置34可在几个不同位置调节，以产生所需的机翼26的升力特性。此外，机体22的尾部28包括提供交通工具20的其他稳定性和机动性功能的部件，诸如升降舵38、方向舵40、垂直稳定翼42和水平稳定器44。

图2示出了附接有尾部28的机身24的一个非限制性示例。一般来讲，交通工具20的机身24和其他部件由铝、铝合金、钛、碳复合材料或其他已知材料构成。此外，机身24形成交通工具20的管状结构。在一些实施例中，机头部46被指定为机身24的前部，并且尾部28被指定为机身24的后部。另外，机身24为管状结构，其沿机身24在机头部46和尾部28之间的长度表现出变化的尺寸和形貌。因此，机身24往往被描述为具有仿形轮廓或表面48。在一个实施例中，仿形表面48包括由机身24和交通工具20的其他部件的一系列变化的表面几何形状形成的各种表面轮廓。例如，沿机身24从机头部46移动到尾部28，仿形表面48表现出变化的几何形状和轮廓，诸如但不限于直径的增加或减小、凸面、凹面或其他此种表面几何形状和轮廓或其组合。

在交通工具20的制造和/或维护期间，机身24和交通工具的其他部件被定位在工作区域50内并为一个或多个制造和/或预定的维护步骤做准备。在一些实施例中，交通工具20的制造和/或维护包括沿机身24、机翼26、尾部28或交通工具的其他部分在仿形表面48上应用表面处理。一般来讲，仿形表面48的表面处理包括仿形表面48的清洁、磨光、灌注(priming，装填)、上漆、保护、修复或其他已知的表面处理中的一种或多种。此外，表面处理的一个非限制性示例包括装饰性涂装涂覆，其不仅提供针对交通工具20遇到的恶劣环境状况的表面保护，而且还在机身24上形成装饰性设计，这有助于识别和区分该交通工具20和另一交通工具。

如图2进一步所示，在将机翼26和其他部件附接或以其他方式耦接至交通工具20之前，通过将机身24定位在工作区域50内，使机身24准备进行表面处理。然而，在替代实施例中，诸如但不限于在交通工具20的维护或维修期间，在机翼26、尾部28和其他部件已经附接至交通工具20的情况下，表面处理也是可能的。在开始表面处理之前，通过多个自动导引交通工具52(AGV)将机身24输送到工作区域50。AGV沿机身24的下侧定位以提供足够的支撑，并且AGV被构造成将机身24移动到位。虽然图2示出了使用四个AGV 52，但是其他数量的AGV 52(即，更少或更多)肯定也是可能的。

在AGV 52将机身移动到工作区域50中之后，一个或多个结构沿机身24的下侧定位，以在表面处理期间提供支撑。在一些实施例中，机头支撑结构54位于机身24的机头部46的下侧，并且中心支撑结构56位于机身24的中心部分的下侧。另外，虽然在图2中示出了机头支撑结构54和中心支撑结构56，但是一个或多个附加的支撑结构可以沿机身24放置在需要支撑的其他位置，诸如但不限于在尾部28的下侧。

在一个非限制性实施例中，机头支撑结构54和中心支撑结构56由一组支撑结构轨道58可滑动地支撑，并且机头支撑结构54和中心支撑结构56沿支撑结构轨道58滑动并且位于机身24的下侧以确保机身24或交通工具20的其他部件被适当地支撑。此外，机头支撑结构54和中心支撑结构56被构造成使得它们能够沿支撑结构轨道58移动而不干扰AGV 52。因此，在表面处理期间，AGV 52能够与机头支撑结构54和中心支撑结构56一起使用以支撑机身24或交通工具20的其他部件。虽然图2示出了使用AGV 52以及机头支撑结构54和中心支撑结构56来运输和支撑机身24和交通工具20的其他部件，但是本领域的技术人员应知道，定位、支撑和运输机身24和交通工具20的其他部件的其他方法是可能的。

如图2进一步所示，工作区域50配备有表面处理组件60，其被构造成处理交通工具20的仿形表面48。在一些实施例中，表面处理组件60被附接至起重机架(gantry)62，其被构造成提供表面处理组件60在工作区域50内的支撑和移动。在一个非限制性示例中，在表面处理期间，起重机架62被附接至架空结构，该架空结构沿容纳容纳机身24或交通工具20的其他部件的工作区域50的长度L-L延伸。起重机架62构造成当表面处理组件处理交通工具20的仿形表面48时，沿工作区域50的长度L-L移动表面处理组件60。

可替换地，代替使用起重机架62，表面处理组件60被安装在表面处理AGV 64上，该表面处理AGV类似于用于将机身移入和移出工作区域50的AGV 52。表面处理AGV 64被构造成在表面处理组件60处理交通工具20的仿形表面48时沿工作区域50的长度L-L移动。在一个实施例中，表面处理AGV 64被耦接至一组AGV轨道，所述AGV轨道沿机身24横向定位并且被构造成沿工作区域50的长度L-L延伸。此外，一些实施例包括在工作区域50内间隔开的两组AGV轨道，使得机身24能够被定位并且基本上居中设置于AGV轨道之间。因此，在仿形表面48的表面处理期间，一个或多个表面处理组件60能够被定位在机身24的每一侧上。在替代实施例中，表面处理AGV 64配置有一组轮子或不需要安装在AGV轨道上的其他地面接合元件，并且在表面处理组件60处理交通工具20的仿形表面48时，表面处理AGV 64沿工作区域50的地面行进。

现在参考图3，示出了表面处理组件60的一个示例。表面处理组件60包括可调基座66、多个表面处理施涂器头68以及耦接至表面处理组件60的可调基座66的至少一个致动装置70。至少一个致动装置70被构造成调整表面处理组件60的可调基座66以适应并遵循沿机身24或交通工具20的其他部件的仿形表面48遇到的各种表面几何形状(即，增加/减小的半径和凸/凹面)。此外，在示例性构造中，可调基座66被示出为包括两个柔性支撑条71，两个柔性支撑条限定用于将多个表面处理施涂器头68附接至表面处理组件60的安装空间72。因此，包括可调基座66、多个表面处理施涂器头68和至少一个致动装置70的表面处理组件60被构造成能够对沿仿形表面48遇到的复杂几何形状进行灵活和弹性的响应。

此外，表面处理施涂器头68被附接至柔性支撑条71并且布置在安装空间72内，使得表面处理施涂器头68形成施涂器头阵列74。在一个非限制性示例中，表面处理施涂器头68布置成交错的形式，并且每个表面处理施涂器头68被构造为独立可控的。此外，施涂器头阵列74的表面处理施涂器头68的交错布置允许表面处理组件60根据仿形表面48的各种表面几何形状对表面处理施涂器头68的取向进行实时调节。另外，施涂器头阵列74的交错构造提供了表面处理施涂器头68的重叠和/或冗余，这允许表面处理组件60在仿形表面48上提供均匀的涂覆，以考虑机身24的变化的半径和外形和/或其他此类状况。

如上所述，可调基座66和柔性支撑条71被构造成与至少一个致动装置70一起工作，以根据仿形表面48的可变几何形状来调节和/或调整表面处理组件60。因此，在实施例中，可调基座66和柔性支撑条71由包括碳纤维、玻璃纤维或类似材料的柔性复合材料形成。此外，致动装置70被构造成根据仿形表面48的各种几何形状和尺寸来调节可调节基部66和柔性支撑条71。

如图3进一步所示，至少一个致动装置70的一个非限制性示例包括耦接至表面处理组件60的可调基座66和柔性支撑条71的剪刀型机械致动器。当表面处理组件60沿仿形表面48移动时，剪刀型致动装置70致动可调基座66和柔性支撑条71以改变可调基座66和柔性支撑条71的半径(即，增加或减小)和/或调节其他尺寸。可调基座66和柔性支撑条71的这种致动和调节使得表面处理组件60能够遵循仿形表面48的复杂形貌。因此，表面处理施涂器头68根据可调基座66和柔性支撑条71的致动来定位和定向，以确保施涂器头阵列74相对于机身24的仿形表面48适当地定位(即，垂直/正交)。

现在参考图4，示出了表面处理组件60的替代实施例，其使用替代的可调基座、替代的柔性支撑条和/或替代的致动装置。例如，表面处理组件60包括复合可调基座76，其包括由复合材料构成的多个复合柔性支撑条78，该复合材料诸如但不限于碳纤维、玻璃纤维或与诸如镍-钛合金(例如镍钛诺)或其他这种可变形合金的可变形金属合金结合的其他这种材料。表面处理组件60进一步包括被布置在施涂器头阵列74中的多个表面处理施涂器头68，并包括耦接至表面处理组件60的复合可调基座76和复合柔性支撑条78的至少一个复合致动装置80。

在一些实施例中，包含在复合可调基座76和复合柔性支撑条78中的可变形金属合金(即，镍-钛合金)为智能金属或能够改变其形状的形状记忆合金。例如，当将镍钛合金的温度控制在特定的变形温度时，复合可调基座76变形以符合仿形表面48或其他这种所需形状。此外，镍钛合金能够在将合金温度控制在另一特定温度时恢复其原始的非变形形状。

因此，在实施例中，至少一个复合致动装置80被构造为温度调节装置，并且复合致动装置80被耦接至复合可调基座76和复合柔性支撑条78。此外，复合致动装置80由控制器96(图7)控制，以增加或降低镍-钛合金的温度。因此，复合可调基座76和复合柔性支撑条78使表面处理组件60调整和/或变形以遵循交通工具20的仿形表面48的外形。此外，复合可调基座76和复合柔性支撑条78为表面处理组件60提供调节和柔性能力，从而允许表面处理组件符合和遵循沿机身24或交通工具20的其他部件的仿形表面48遇到的形貌和各种表面几何形状(即，增加/减小的半径和凸/凹表面)。

参考图5，示出了表面处理组件60的附加实施例。表面处理组件60包括可调基座66、两个或更多个柔性支撑条71、被构造成形成施涂器头阵列74的多个表面处理施涂器头68并包括耦接至表面处理组件60的可调基座66和柔性支撑条71的至少一个线性致动装置82。在一些实施例中，可调基座66和柔性支撑条71由包括碳纤维、玻璃纤维或类似材料的柔性复合材料形成。此外，可调基座66和柔性支撑条71被构造成与至少一个线性致动装置82一起工作，以根据仿形表面48的可变几何形状来调节和/或调整可调基座66和柔性支撑条71。

在一个非限制性示例中，至少一个线性致动装置82被定位成与可调基座66和柔性支撑条71直接接触。此外，线性致动装置82被控制器96(图7)控制，以根据仿形表面48的各种几何形状和尺寸致动可调基座66和柔性支撑条71。例如，当表面处理组件60沿仿形表面48移动时，至少一个线性致动装置82延伸和/或收缩以调节可调基座66和柔性支撑条71的外形。在一些实施例中，至少一个线性致动装置82改变可调基座66和柔性支撑条71的半径(即增加或减小)和/或调节其他尺寸，以确保表面处理组件60遵循仿形表面48的形貌。因此，表面处理施涂器头68根据可调基座66和柔性条71的外形来定位和定向，以确保施涂器头阵列74相对于机身24的仿形表面48适当地定位(即，垂直/正交)。

图6示出了表面处理组件60的附加实施例，该表面处理组件使用替代的可调基座、替代的柔性支撑条和/或替代的致动装置。在图6的实施例中，表面处理组件60包括磁性复合可调基座84，其包括两个或更多个磁性柔性支撑条86。磁性复合可调基座84和磁性柔性支撑条86由包括碳纤维、玻璃纤维或其他这种材料的复合材料和分散在复合材料内的磁性材料构成。表面处理组件60进一步包括被布置在施涂器头阵列74中的多个表面处理施涂器头68并包括以及被构造成致动表面处理组件60的磁性复合可调基座84和磁性柔性支撑条86的至少一个磁性致动装置88。

在一个非限制性示例中，至少一个磁性致动装置88为沿机身24的仿形表面48布置的电磁体。此外，至少一个磁性致动装置88被布置成使得磁性致动装置88与表面处理组件60的磁性复合可调基座84和磁性柔性支撑条86相互作用。至少一个磁性致动装置88被控制器96(图7)控制，以调节由一个或多个磁性致动装置88的电磁体产生的磁场。因此，磁性复合可调基座84和磁性柔性支撑条86使表面处理组件60调整和/或变形以遵循交通工具20的仿形表面48的外形。因此，磁性复合可调基座84和磁性柔性支撑条86为表面处理组件60提供调节和柔性能力，从而允许表面处理组件符合和遵循沿机身24或交通工具20的其他部件遇到的复杂形貌和各种表面几何形状(即，增加/减小的半径和凸/凹表面)。

再次参考图3并继续参考图2，表面处理组件60的施涂器头阵列74由多个表面处理施涂器头68构成。在一些实施例中，多个表面处理施涂器头68为多个喷墨喷嘴或其他此类流体分配装置，该流体分配装置被构造成在机身24或交通工具20的其他部件的仿形表面48上分配表面涂层(即，油墨、底漆、油漆、清漆涂层)。此外，在一些实施例中，为补充可调基座66和柔性支撑条71的可调性，施涂器头阵列74也包括调节能力以考虑仿形表面48的变化的几何形状。在一个非限制性示例中，多个表面处理施涂器头68可根据机身24的仿形表面48的变化尺寸和复杂形貌独立地调节。

例如，施涂器头阵列74和多个表面处理施涂器头68为独立可控和可调节的，以便在施涂器头阵列74的多个表面处理施涂器头68与机身24的仿形表面48之间保持特定的间隙。此外，表面处理施涂器头68中的每个被连续地监测和调节，以保持在多个表面处理施涂器头68和机身24或交通工具20的其他部件的仿形表面48之间的垂直或正交取向。因此，为了提供单独的控制和调节能力，施涂器头阵列74和多个表面处理施涂器头68的一些实施例包括附接并定位在表面处理组件60周围的至少一个处理组件传感器90。至少一个表面处理组件传感器90被布置在施涂器头阵列74和至少一个表面处理施涂器头68周围。此外，表面处理组件传感器90中的每个被配置成扫描和收集仿形表面48和周围区域的表面形貌数据。表面处理组件传感器90被构造成收集计量(metrology)和其他表面轮廓数据，诸如但不限于表面成像数据、位置/定位数据、高度感测数据、角度定向数据以及与表面处理组件60的控制和调节有关的任何其他这种数据。此外，在一些实施例中，表面处理组件传感器90可通信耦接至控制器96(图7)，并且控制器96接收由每个表面处理组件传感器90收集的数据。

再次参考图2并且继续参考图3，表面处理组件60将表面处理层92施涂到机身24或交通工具20的其他部件的仿形表面48。在一个实施例中，施涂器头阵列74的多个表面处理施涂器头68将表面处理层92施涂到仿形表面48。表面处理组件60通过起重机架62、表面处理AGV 64或其他这种装置沿仿形表面48从机身24的尾部28移动到机头部46。可替换地，表面处理组件60通过起重机架62、表面处理AGV 64或其他这种装置沿机身24定位在中间位置，并且施涂器头阵列74的多个表面处理施涂器头68在机身24的仿形表面48的至少一部分上施涂表面处理层92。

表面处理组件60能够被构造成施涂多个涂层，该多个涂层单独地或组合地组成表面处理层92。例如，表面处理组件60能够施涂多个表面涂层，诸如但不限于表面保护层、粘附促进层、底漆层、底涂层、顶涂层、透明涂层、装饰性涂装涂层或其他已知的涂层。此外，表面处理组件60被构造成当表面处理组件60沿机身24的仿形表面48移动时，以单程将表面处理层92喷射、喷溅或以其他方式施涂到仿形表面48上。此外，表面处理组件60的致动和调节使得能够对沿仿形表面48遇到的复杂几何形状和外形进行灵活且弹性的响应。在一些实施例中，由表面处理组件60提供的调节能力在施涂表面处理层92时提供了提高的精度，并且减少了处理仿形表面48所需的时间量。

在一些实施例中，表面处理层92由单个表面涂层构成，并沿仿形表面48以单程分配。然而，根据需要，执行额外数量的行程(pass，经过)以沿仿形表面48施涂表面处理层92。在一个非限制性示例中，表面处理组件60被构造成施涂多个涂层，该多个涂层组合以形成表面处理层92。表面处理组件60沿机身的仿形表面48一次分配一个涂层。因此，表面处理组件60进行一个或多个行程以分配包括表面处理层92的多个涂层中的每个涂层。可替换地，两个或更多个表面处理组件60被构造成在两个或更多个表面处理组件60中的每个沿机身24的仿形表面48移动以分配包括表面处理层92的多个涂层时各自施涂单个涂层。

继续参考图2-6，图7示出了被构造成操作和监测表面处理组件60的控制和通信***94的示意图。控制和通信***94由可通信耦接至控制器96的输入/输出终端98以及控制器96构成。此外，控制器96被编程以控制表面处理组件60的运动，以及控制施涂器头阵列74和多个表面处理施涂器头68的运动和调节。在一些实施例中，控制器96和输入/输出终端98远离工作区域50定位。因此，使用射频网络、计算机数据网络、Wi-Fi数据网络、蜂窝数据网络、卫星数据网络或任何其他已知的数据通信网络来建立控制器96、输入/输出终端98和表面处理组件60之间的通信。可替换地，控制器96和输入/输出终端98被构造成靠近工作区域50定位并且设置在与表面处理组件60相邻的位置。在近端定位配置中，控制器96和输入/输出终端98仍然可被构造成使用射频网络、计算机数据网络、Wi-Fi数据网络、蜂窝数据网络、卫星数据网络或任何其他已知的通信网络进行通信。

控制和通信***94的用户，诸如操作员、管理者或其他感兴趣的人员可以使用输入/输出终端98访问控制器96。在一些实施例中，输入/输出终端98允许通过键盘、鼠标、拨盘、按钮、触摸屏、麦克风或其他已知的输入装置来输入命令和其他指令。此外，由控制和通信***94和控制器96生成的数据和其他信息将通过监视器、触摸屏、扬声器、打印机或用户的其他已知的输出装置输出到输入/输出终端98。在一些实施例中，输入/输出终端98可通过有线连接通信耦接至控制器96。可替换地，输入/输出终端98可通过诸如蓝牙、近场通信、射频网络、计算机数据网络、Wi-Fi数据网络、蜂窝数据网络、卫星数据网络或任何其他已知的数据通信网络的无线通信网络通信耦接至控制器96。在一些实施例中，输入/输出终端98是诸如平板计算机、智能电话装置的手持式移动装置或其他这种移动装置，并且手持式移动装置无线耦接至控制器96。因此，控制和通信***94的一个或多个用户可以访问控制器96，每个用户具有远离控制器96和/或表面处理组件60定位的不同的手持式输入/输出终端98。此配置将允许在处理机身24的仿形表面48期间在监测以及操作控制和通信***94中的灵活性。

在一些实施例中，控制和通信***94的控制器96由能够执行允许用户引导和控制表面处理组件60的软件和/或控制机制的一个或多个计算装置构成。控制器96的一个或多个计算装置被编程以控制起重机架62、表面处理AGV 64或其他运动装置的运动，以使表面处理组件60在工作区域50内移动。此外，控制器96的一个或多个计算装置被编程以控制表面处理组件60的致动和调节，以控制表面处理层92在仿形表面48上的施涂。在控制和通信***94的一个示例性应用中，用户能够在沿仿形表面48施涂表面处理层92时，使用控制器96和输入/输出终端98来编程表面处理组件60遵循的模式或过程。此外，使用通信网络使控制器96、输入/输出终端98和表面处理组件60通信耦接允许双向通信，使得由控制器96发送的命令由表面处理组件60接收，并且由表面处理组件60收集的数据被发送至控制器96并由控制器接收。

在实施例中，至少一个表面处理组件传感器90被并入表面处理组件60中并且可通信耦接至控制器96和输入/输出终端98。另外地或可替换地，多个表面处理传感器90被安装在表面处理组件60的各个位置。由表面处理组件传感器90收集的数据被传送至控制器96并由控制器利用。此外，控制器96被编程为存储、分析和提取来自由多个传感器90收集的数据的信息，并使用所提取的信息来控制和调节表面处理组件60。例如，至少一个表面处理组件传感器90包括的传感器诸如但不限于视觉传感器(即相机)、激光扫描形貌和表面高度感测传感器(即，激光雷达)以及其他此类表面计量传感器。

此外，至少一个表面处理传感器90和控制器96可操作耦接，这使得它们能够一起工作以检测机身24的半径的变化、收集仿形表面48的成像和视觉数据、提供仿形表面48的形貌图、提供表面处理组件60的定位和位置数据以及提供由至少一个表面处理组件传感器90收集的任何其他此类表面数据。所收集的数据然后由至少一个表面处理组件传感器90传送并由控制器96接收，使得控制器96的控制机制和/或软件能够利用数据来调节表面处理组件60的控制和操作。此外，用户能够在输入/输出终端98上查看由至少一个表面处理组件传感器90收集的数据，并且如果需要，对从控制器96发送至表面处理组件60的控制命令进行调节。在一些实施例中，控制和通信***94能够通过在表面处理组件60与控制和通信***94之间建立的双向通信链路对表面处理组件60进行实时调节。

现在参考图8并且继续参考图1-7的进程，示出了一流程图，该流程图示出了处理仿形表面的示例性表面处理方法或过程100。在仿形表面处理过程100的第一框102中，准备具有仿形表面48的结构(诸如飞机机身24)以用于进行表面处理并将该结构定位在工作区域50内。在一个非限制性实例中，表面准备包括移除仿形表面48上的任何保护性或先前涂覆的涂层、掩蔽仿形表面48的不被处理的某些区域、磨光、清理和干燥仿形表面48以及在处理仿形表面48之前所需的任何其他表面准备。此外，在开始仿形表面处理过程100之前，包括仿形表面48的结构(即，机身24)被移动到工作区域50内的处理位置。在一个非限制性示例中，机身24由一个或多个AGV 52运送到工作区域中并被递送至机头支撑结构54、中心支撑结构56或其他支撑结构。在表面处理期间，机身24由机头支撑结构54和中心支撑结构56、一个或多个AGV 52以及可能需要的任何其他支撑结构支撑。

在仿形表面处理过程100的下一框104中，将表面处理组件60定位在工作区域50内，并沿着机身24的仿形表面48调节和对准表面处理组件。在一个非限制性示例中，在表面处理组件60的调节和对准期间，至少一个表面处理组件传感器90被构造成扫描并收集仿形表面48的表面形貌数据。然后，表面形貌数据被传送到控制和通信***94的控制器96并由其接收，并用于调节施涂器头阵列74和多个表面处理施涂器头68的命令和控制参数，以确保表面处理层92的均匀施涂。在一些实施例中，表面处理层92为多个保护和准备材料和涂层中的至少一个，诸如但不限于表面保护涂层、粘附促进涂层、底漆涂层、底涂层、溶胶-凝胶涂层、顶涂层、装饰性涂装涂层、透明涂层和/或其他保护和/或准备涂层。

根据下一框106，在施涂表面处理层92之前，执行调节检查以确认表面处理组件60相对于仿形表面48被适当地调节和对准。在一些实施例中，调节检查包括确认仿形表面48与施涂器头阵列74的每个表面处理施涂器头68之间的适当分配间隙。此外，调节检查确认每个表面处理施涂器头68相对于仿形表面48处于垂直或正交的取向。未能相对于仿形表面48适当地调节和对准表面处理组件60将导致表面处理层92的不均匀施涂或其他这种缺陷。因此，如果检查无法通过被输入到控制器96中的一组预先确定的调节标准，则表面处理组件60继续调节施涂器头阵列74的多个表面处理施涂器头68以校正任何调节误差。在一些实施例中，表面处理组件的操作者或其他使用者将被通知调节误差并被指示对表面处理组件60进行必要的调节和对准。

一旦表面处理组件60被适当地调节和对准，则在下一框108中，表面处理组件60开始施涂表面处理层92。在一些实施例中，表面处理组件60开始在交通工具20的尾部28施涂表面处理层92并向机身24的机头部46移动。随着表面处理组件60沿机身24移动，施涂器头阵列74的多个表面处理施涂器头68分配多个保护和准备涂层中的一个，诸如但不限于表面保护涂层、粘附促进涂层、底漆涂层、底涂层、溶胶-凝胶涂层、顶涂层、装饰性涂装涂层、透明涂层和/或其他保护和/或准备涂层。可替换地，表面处理组件60开始在尾部28和机头部46之间的中间位置施涂表面处理层，并且表面处理组件60在其被引导的位置分配表面处理层92。

在下一框110中，随着表面处理组件60沿仿形表面48移动，至少一个表面处理组件传感器90继续扫描并收集仿形表面48的形貌的数据。在一些实施例中，控制器96利用由至少一个表面处理组件传感器90收集的数据，以便随着表面处理组件60分配表面处理层92对该表面处理组件进行实时调节。例如，施涂器头阵列74的每个表面处理施涂器头68被连续地调节以保持与仿形表面48的垂直或正交的取向。此外，随着表面处理组件60沿机身24的仿形表面48继续移动，控制器96继续分析由至少一个表面处理组件传感器90收集的表面形貌数据。

因此，在下一框112中，包括控制器96的控制和通信***94将连续执行调节检查，以确认每个表面处理施涂器头68被适当地调节、对准和定向。在一些实施例中，如果一个或多个表面处理施涂器头68未调节、对准和/或取向，则表面处理组件60将重新调节那些表面处理施涂器头68。在下一框114中，如果确定施涂器头阵列74未对准，则表面处理组件60停止沿机身24的仿形表面48移动，以便执行重新调节。在一些实施例中，处理仿形表面的方法100返回到框112以重新调节施涂器头阵列74。在替代实施例中，表面处理组件60以较慢的节奏沿仿形表面48移动，以便执行表面处理组件60的重新调节和重新对准。

如果表面处理组件60通过了连续调节、对准和取向检查，则在下一框116中，随着表面处理组件60沿仿形表面48移动，该表面处理组件将继续分配表面处理层92。在下一框118中，当表面处理组件60到达机头部46或者沿机身24的其他预定停止点时，控制器96确定是否需要另一表面涂层。如果需要另一涂层，则在一个非限制性实例中，处理仿形表面的方法100返回到框104，并且表面处理组件60定位在指定的起始位置(即，机头部46、尾部28或可替换的预定起点)并准备沿机身24的仿形表面48分配下一涂层。在一些实施例中，同一表面处理组件60用于施涂表面处理层92的后续涂层或层，并且重复施涂过程，直到包括表面处理层92的所有涂层或层已被施涂到仿形表面48。可替换地，在其他实施例中，使用一个或多个附加的表面处理组件60或其他表面处理设备将后续层施涂到仿形表面48。一旦构成表面处理层92的所有所需涂层或层已被施涂，则在下一框120中，表面处理过程结束，并且机身24移动到下一制造或维护步骤。

虽然已经针对某些特定实施例给出了前述的详细描述，但是应理解，本公开的范围不应局限于此些实施例，而是简单出于实现和最佳模式的目的。本公开的广度和实质比具体公开的实施例更广泛并被涵盖在所附权利要求内。此外，虽然结合某些特定实施例描述了一些特征，但是这些特征并不限于仅与其所述的实施例一起使用，而是可与结合替代实施例公开的其他特征一起使用或与其分开使用。

Claims (16)

1.一种用于处理仿形表面的表面处理组件，所述表面处理组件包括：

可调基座，具有至少第一外形形状和第二外形形状；

多个施涂器头，耦接至所述可调基座，每个施涂器头被构造成对所述仿形表面施加表面处理；以及

致动器，操作地耦接至所述可调基座，并且所述致动器被构造成在所述第一外形形状与所述第二外形形状之间操纵所述可调基座。

2.根据权利要求1所述的表面处理组件，其中，所述致动器包括一对剪刀臂，所述一对剪刀臂操作地耦接至所述可调基座并被构造成在所述第一外形形状与所述第二外形形状之间操纵所述可调基座。

3.根据权利要求1所述的表面处理组件，其中，所述致动器包括多个线性致动器，所述多个线性致动器操作地耦接至所述可调基座并被构造成在所述第一外形形状与所述第二外形形状之间操纵所述可调基座。

4.根据权利要求1所述的表面处理组件，其中，所述可调基座包括复合材料。

5.根据权利要求4所述的表面处理组件，其中，所述复合材料包括分散在复合树脂中的磁性材料，并且所述致动器包括被构造成在所述第一外形形状与所述第二外形形状之间操纵所述磁性材料和所述复合树脂的至少一个电磁体。

6.根据权利要求1所述的表面处理组件，所述表面处理组件还包括传感器和控制器，所述传感器被构造成检测所述仿形表面的现有形状并生成外形数据集，所述控制器能通信地耦接至所述致动器以操作所述致动器基于所述外形数据集来操纵所述可调基座。

7.根据权利要求1所述的表面处理组件，其中，所述多个施涂器头包括多个喷墨打印头，所述多个喷墨打印头被构造成对所述仿形表面施加所述表面处理，并且所述表面处理形成装饰层。

8.根据权利要求1所述的表面处理组件，其中，所述第一外形形状包括第一半径，并且所述第二外形形状包括第二半径。

9.一种处理仿形表面的目标区域的方法，所述方法包括：

在可调基座上设置多个施涂器头，每个施涂器头被构造成对所述仿形表面施加表面处理；

确定所述仿形表面的现有形状；

基于所确定的所述仿形表面的现有形状，利用致动器将所述可调基座操纵到期望的仿形形状，从而将所述施涂器头定位成邻近所述目标区域；以及

选择性地操作所述多个施涂器头以对所述仿形表面的所述目标区域施加所述表面处理。

10.根据权利要求9所述的处理仿形表面的目标区域的方法，其中，确定所述仿形表面的现有形状的步骤包括利用传感器扫描所述仿形表面。

11.一种用于处理飞机的外表面的表面处理***，所述表面处理***包括：

可调基座，具有至少第一半径和第二半径；

多个施涂器头，耦接至所述可调基座，每个施涂器头被构造成对所述飞机的所述外表面施加表面处理；

致动器，操作地耦接至所述可调基座并被构造成在至少所述第一半径与所述第二半径之间操纵所述可调基座；

控制器，能通信地耦接至所述致动器，并且所述控制器被编程为操作所述致动器将所述可调基座操纵为所述第一半径或所述第二半径，且选择性地操作所述多个施涂器头以对所述飞机的所述外表面施加表面处理。

12.根据权利要求11所述的表面处理***，其中，所述致动器包括一对剪刀臂，所述一对剪刀臂操作地耦接至所述可调基座并被构造成在至少所述第一半径与所述第二半径之间操纵所述可调基座。

13.根据权利要求11所述的表面处理***，其中，所述致动器包括多个线性致动器，所述多个线性致动器操作地耦接至所述可调基座并被构造成在至少所述第一半径与所述第二半径之间操纵所述可调基座。

14.根据权利要求11所述的表面处理***，其中，所述可调基座包括复合材料。

15.根据权利要求11所述的表面处理***，所述表面处理***还包括传感器，所述传感器被构造成检测所述飞机的所述外表面的现有形状并生成外形数据集，所述控制器操作所述致动器以基于所述外形数据集来操纵所述可调基座。

16.根据权利要求11所述的表面处理***，其中，所述多个施涂器头包括多个喷墨打印头，所述多个喷墨打印头被构造成在所述外表面上施加所述表面处理，并且所述表面处理形成装饰层。