定位装置以及将两个结构部件安装至彼此的方法与流程

本公开总体上涉及定位装置以及用于使用这种定位装置将两个结构部件安装至彼此的方法。特别地，本公开涉及具有不位于共同直线上的至少两个反射器和标识器的定位装置、以及在将两个结构部件安装至彼此时采用这种定位装置的方法。

背景技术：

1、当两个结构部件、比如车辆(例如飞机、公共汽车、火车等)的两个主要结构部件将安装至彼此时，这两个结构部件会被安置在正确的(交叠的)位置并被临时地夹持至彼此。紧固装置可以移动至第一紧固位置，在该第一紧固位置中，紧固装置可以将两个结构部件联接并安装至彼此。随后，紧固装置移动至第二紧固位置并且以此类推，直到在所有紧固位置处都安置有紧固件为止。

2、可以采用半自动过程，其中，到相应的紧固位置的运动可以手动地执行，并且紧固件的安置自动地执行。替代性地，可以手动地安置第一紧固件，以便将两个主要结构部件固定地联接，并且其余的紧固件自动地安置。

3、然而，这种过程的安装时间相当长。此外，如果在安置第一紧固件时主要结构部件的起始(交叠)位置不正确，则两个部件将在这个不正确的位置中安装至彼此。

技术实现思路

1、因此，本公开的目的是改进两个结构部件的彼此安装，同时提高紧固的精确度和效率。

2、该目的通过如在独立权利要求中限定的本发明来解决。优选实施方式通过从属权利要求来限定。

3、根据第一方面，为了更好地理解本公开，定位装置包括形成定位装置的主体的板，该板具有第一侧部和与第一侧部相反的第二侧部。板或者第一侧部和第二侧部中的至少一者可以是平面的。替代性地，板或者第一侧部和第二侧部中的至少一者可以是弯曲的。在任何情况下，板可以被定形状成装配到第一结构部件和第二结构部件中的一者的表面上。

4、定位装置还包括安装至板并从板的第一侧部垂直地延伸的导引销、以及安装至板的可膨胀销，其中，可膨胀销的可膨胀部分从板的第一侧部垂直地延伸。因此，导引销和可膨胀销设置在板的同一侧部上并且构成用于定位装置的导引及安装组件。

5、此外，定位装置包括至少两个反射器以及标识器。至少两个反射器与标识器不位于共同直线上。换言之，至少两个反射器和标识器可以各自布置在多边形的拐角处。例如，在两个反射器和标识器的情况下，三个项目形成三角形。由于这些项目未布置在一条直线上，因此在对至少两个反射器和标识器进行观察时，至少可以确定定位装置的二维取向。

6、仅作为示例，如果定位装置安装至结构部件，其中，板接触或抵靠结构部件的表面，同时导引销和可膨胀销穿透结构部件，则至少两个反射器和标识器允许确定结构部件的空间位置和取向。由于可以确定结构部件的位置和取向，因此这可以例如在将结构部件紧固至另一部件的过程中被采用。

7、在一实现方式变型中，至少两个反射器都布置在板的第二侧部上。这允许从板的一侧、即从结构部件的可以安装有定位装置的一侧对所有反射器进行检测。

8、替代性地，至少两个反射器中的一个反射器布置在导引销的布置于板的第一侧部上的自由端部处，并且至少两个反射器中的其余反射器布置在板的第二侧部上。这允许在结构部件的与安装有定位装置的一侧相反的一侧上对板的第一侧部上的一个反射器(第一反射器)进行检测。仅作为示例，当从靠近板所限定的平面的位置对结构部件和定位装置进行观察时，可以确定定位装置的位置和取向，并且因此可以确定结构部件的位置和取向。

9、在另一实现方式变型中，定位装置还可以包括安装至板的第二侧部的夹持件。这种夹持件可以用于将另一结构部件保持或固定至定位装置，并且因此保持或固定至安装有定位装置的(第一)结构部件。因此，定位装置不仅允许确定(第一)结构部件的位置和取向。定位装置还允许将两个结构部件以预定的位置和取向彼此联接。例如，两个结构部件可以相对于彼此定位成且定向成使得它们可以彼此紧固。

10、在又一实现方式变型中，夹持件可以包括延伸超过板的边缘的自由端部。这允许将另一结构部件安置到(第一)结构部件的安装有定位装置的同一侧部或同一表面上。然后，夹持件可以用于将另一结构部件保持并临时固定在例如用于进行紧固的位置中。

11、在另一实现方式变型中，夹持件可以包括构造成使夹持件旋转地且线性地移动的槽。这允许将夹持件、例如将夹持件的自由端部相对于另一结构部件定位。因此，定位装置的保持能力可以得以优化。

12、在一实现方式变型中，定位装置还可以包括从板突出的至少一个导引面。这种导引面可以从板于与结构装置的可以安装有定位装置的部段或部分相对应的位置处突出。由于在定位装置与结构部件之间设置有更多个接触点或区域，因此定位装置可以以非常精确的方式定位在结构装置上。

13、替代性地或另外地，导引面可以从板于与另一结构装置的部段或部分相对应的位置处突出。如果导引面与另一结构部件接触，则两个结构部件之间的相对位置可以更精确，从而改进两个结构部件彼此之间的紧固。

14、在另一实现方式变型中，标识器可以包括反射部分和/或机器可读代码。标识器也可以用于确定定位装置的位置和取向，因为标识器标记了定位装置上的预定位置。这可以通过标识器的反射部分来促进。例如，反射部分可以以与至少两个反射器相同的方式来确定，使得所有三个项目看起来相似。

15、机器可读代码可以是允许将代码映射到明确的数字或字符组合的任何代码。仅作为示例，机器可读代码可以作为条形码、二维码、独特图像、独特颜色等或可以包括前述各者。因此，在识别至少两个反射器和标识器的同时，定位装置可以被识别。这进一步允许对所有带相同标识器的一组定位装置进行识别，或者从这一组定位装置中识别出每个单独的定位装置，其中，每个定位装置都具有其独特的标识器。仅作为示例，基于这种识别，可以确定紧固件在结构部件处的位置。因此，定位装置可以与结构部件相匹配。

16、根据第二方面，为了更好地理解本公开，一种用于将两个结构部件安装至彼此的方法包括在第一结构部件中上设置有一对固定孔，并且将根据第一方面或者该第一方面的变型中的一个变型的定位装置安装至第一结构部件。所述一对固定孔设置在第一结构部件上的相应的预定位置处。例如，固定孔的位置是预定的、比如是相对于第一结构部件的端部或边缘等预定的。因此，任何装置安装至这种固定孔的位置可以相对于第一结构部件的形状或者第一结构部件上的任何其他的参照位置来确定。

17、固定孔可以通过对第一结构部件的材料进行加工、钻孔或侵蚀来设置。替代性地，固定孔可以在制造第一结构部件时已经被设置。例如，第一结构部件可以是模制的。然后，模具中的两个突出部可以形成所述一对固定孔。

18、通过下述方式将定位装置安装至第一结构部件：将导引销插入到所述一对固定孔的第一孔中，将可膨胀销插入到所述一对固定孔的第二孔中，并且使可膨胀销的可膨胀部分膨胀。因此，将定位装置的板以预定的位置和取向联接并固定(安装)至第一结构部件。因此，定位装置也可以被称为参照工具或参照装置。固定孔制作得越精确，定位装置相对于第一结构装置的预定的位置和取向就越精确。

19、该方法还包括将第二结构部件相对于第一结构部件定位、捕获定位装置的包括至少两个反射器和标识器的图像，并且基于在图像中捕获到的至少两个反射器和标识器的位置而相对于第一结构部件与第二结构部件之间的相交部来布置紧固装置。由于在图像中捕获到的至少两个反射器和标识器的位置以及所述一对固定孔的位置是已知的，因此这一起识别了定位装置的位置和取向。因此，可以基于在图像中捕获到的至少两个反射器和标识器的位置来确定第一结构部件的位置和取向。此外，第一结构部件和第二结构部件的相应形状也可以是预定的，使得紧固装置可以相对于第一结构部件和第二结构部件精确地布置(定位)。

20、第一结构部件与第二结构部件之间的相交部包括第一结构部件与第二结构部件交叠的区域。例如，第一结构部件和第二结构部件可以各自具有彼此抵靠的区域并且形成其中紧固件的紧固位置可以被预定的区域。

21、该方法还可以包括通过紧固装置将第一结构部件和第二结构部件彼此紧固。安装至第一结构部件的定位装置有助于紧固装置的精确布置和定位，即有助于紧固位置在第一结构部件和第二结构部件处的精确定位。

22、因此，第一结构部件和第二结构部件的精确紧固是可能的。还可以使这种紧固过程自动化，因为可以通过自动紧固装置来评估相机图像，以便确定定位装置和结构部件的位置和取向。因此，一旦结构部件被带到正确的位置中，自动紧固装置就可以仅基于定位装置的反射器和标识器的图像进行操作。

23、在一实现方式变型中，所述对图像进行捕获可以包括用第一相机捕获定位装置的第一图像并用第二相机捕获定位装置的第二图像。第一相机和第二相机相对于彼此和/或相对于紧固装置的位置可以是预定的。因此，可以使用三角测量来确定定位装置在三维空间中的位置和取向，并且因此确定第一结构部件和第二结构部件在三维空间中的位置和取向。

24、在另一实现方式变型中，所述对第二结构部件进行定位可以包括使用定位装置的夹持件将第二结构部件夹持至第一结构部件。因此，位置和取向已知或至少可确定的定位装置还允许将第二结构部件相对于第一结构部件以一(同样可确定的)位置或取向定位。

25、在又一实现方式变型中，所述对定位装置进行安装可以包括将导引销穿过所述一对固定孔的第一孔插入到下述程度：布置在导引销的一个端部处的第一反射器和布置在导引销的另一端部处的第二反射器各自延伸超过第一结构部件和第二结构部件的侧表面。仅作为示例，第一结构部件和/或第二结构部件可以在导引销所沿着延伸的方向上具有一定的厚度。第一结构部件和/或第二结构部件的这种厚度比导引销的长度或者比第一反射器与第二反射器之间的距离小。

26、紧固装置例如可以是下述紧固夹持件(u形装置)：该紧固夹持件(u形装置)在第一结构部件和第二结构部件上移动成使得紧固夹持件的端部布置在第一结构部件和第二结构部件的侧表面中的每个侧表面处。在该位置中，相机可以捕获分别布置在紧固夹持件的端部的两侧上的第一反射器和第二反射器的图像，使得能够从相机的视角确定定位装置的位置和取向。

27、在另一实现方式变型中，所述对第一结构部件和第二结构部件进行紧固可以包括将多个自冲紧固件安置成穿过第一结构部件和第二结构部件。由于不必首先形成通孔，因此这种自冲紧固件实现了第一结构部件与第二结构部件的快速紧固。

28、此外，即使两个以上的结构部件彼此紧固，这也可以通过这种方法来实现，包括自冲紧固件。

29、在又一实现方式变型中，所述紧固装置可以通过机械臂进行移动。机械臂还可以基于通过一个或更多个摄像头对定位装置进行观察所捕获到的图像来控制。

30、本公开不限于所描述的形式和顺序的各方面和各变型。具体地，对方面和变型的描述不应被理解为对特征的特定限制性分组。应当理解的是，本公开也涵盖了这些方面和变型的组合。因此，每个变型或可选特征可以与任何其他的方面、变型、可选特征或者甚至其组合相结合。

技术特征：

1.一种定位装置(100)，所述定位装置(100)包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少两个反射器(131，132，331，332)全部布置在所述板(110，210，310)的所述第二侧部上，或者

3.根据权利要求1或2所述的装置，还包括：

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述夹持件(141)包括自由端部(145)，所述自由端部(145)延伸超过所述板(110，210，310)的边缘。

5.根据权利要求3或4所述的装置，其中，所述夹持件(141)包括构造成使所述夹持件(141)旋转地且线性地移动的槽(143)。

6.根据权利要求1至5中的一项所述的装置，还包括：

7.根据权利要求1至6中的一项所述的装置，其中，所述标识器(133，333)包括机器可读代码和/或反射部分。

8.一种用于将两个结构部件安装至彼此的方法，所述方法包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其中，捕获(530)所述图像包括用第一相机(421)捕获所述定位装置(100)的第一图像并用第二相机(422)捕获所述定位装置(100)的第二图像。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，定位(520)所述第二结构部件包括使用所述定位装置(100)的夹持件(141)将所述第二结构部件夹持(525)至所述第一结构部件。

11.根据权利要求8至10中的一项所述的方法，其中，安装(510)所述定位装置(100)包括：将所述导引销(121)插入穿过所述一对固定孔的所述第一孔，以使得布置在所述导引销(121)的一个端部处的第一反射器(131)和布置在所述导引销(121)的另一端部处的第二反射器(132)各自延伸超过所述第一结构部件和所述第二结构部件的侧表面。

12.根据权利要求8至11中的一项所述的方法，其中，将所述第一结构部件和所述第二结构部件紧固(545)包括将多个自冲紧固件安置成穿过所述第一结构部件和所述第二结构部件。

技术总结
本发明公开了一种定位装置(100)，该定位装置包括具有第一侧部和与第一侧部相反的第二侧部的板(110)、安装至板(110)并且从板(110)的第一侧部垂直地延伸的导引销(121)、以及安装至板(110)的可膨胀销(122)，其中，可膨胀销(122)的可膨胀部分(124)从板(110)的第一侧部垂直地延伸。定位装置(100)还包括至少两个反射器(131)以及标识器(133)，其中，至少两个反射器(131)与标识器(133)不位于共同直线上。此外，公开了一种用于使用这种定位装置(100)将两个结构部件(51、52)安装至彼此的方法。

技术研发人员：约尔格·延德尔尼,欧根·戈尔
受保护的技术使用者：空中客车德国运营有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23