[发明专利]用于受限访问检测的追踪使能的多轴工具

说明书

一种用于受限访问检测的追踪使能的多轴工具。在一些实施例中，一种多轴工具可以包括适应于被放置成与壁内的开口相邻的万向节；具有第一端和第二端和与第一端相邻的末端执行器的大位移装置，所述大位移装置接合万向节用于穿过开口的相对旋转运动和相对滑移运动以便末端执行器被放置在与第二端相反的壁侧面；配置为测量大位移装置相对于万向节的线性位置和末端执行器相对于开口的位置和空间取向的传感器系统；和计算机控制器，其连接成从传感器系统接收信号以确定末端执行器相对于开口的位置和取向中的至少一个。

技术领域

本发明涉及用于视线之外且在受限访问区域内运行的无损检测系统和方法，更具体地涉及使用装备有末端执行器的器械臂的无损检测系统和方法。

背景技术

在外壳内(比如飞行器结构)的受限访问区域的检测会需要拆卸和重装结构，这是昂贵且费时的。作为替代性的，这样的封闭空间可以包括检修孔，其尺寸接收传感器或者其他使能视觉检测的仪器。如果要被检测的内部是相对开放的，则使用这样的传感器会是有效的。然而，在许多应用中，这样的外壳会包括阻塞性内部，其可以包括硬件或者其他使得通达和检测困难的结构。

例如，某些内部飞行器结构会需要使用中检测但是这样的结构会被管、托架和致动器阻碍，其必须首先被移除。在一些示例中，初始检测会占用1000小时以上，并且随后的检测会占用500小时以上。其他的内部飞行器部件会被其他结构元件阻碍。由于结构移除问题，初始飞行器检测会占用2000小时以上，并且重复性检测则多达1100小时。

当前，可以通过使用管道镜和远程摄像机来实现这样的检测，所述管道镜和远程摄像机的形状被做成被插入受限访问区。这样的装置能够看到表面缺陷或者损伤，但是不能看到表面下的损伤。在许多示例中，使用这些装置和方法发现的特征会被误诊为损伤，并且仅能在昂贵的拆卸后确定开始标记。飞行器上的钛附连配件的疲劳检测可以被编程为视觉管道镜检测，但是如果类似裂纹的指示被发现，则除了简单地拆卸尾翼外当前没有方法来确认它们。

而且，随着飞行器越来越多地使用粘合且共同固化的复合材料结构，通达到内部以便生产和使用中的检测会是非常困难的、昂贵的并且费时的。这样的检测会是非常昂贵的以致于由于执行使用中检测的高成本而使得某些低成本结构设计不能被使用。

相应地，需要用于在受限的封闭区域内无损检测的系统和方法。还需要用于在密闭空间内追踪检测装置的位置和取向的无损测试。

发明内容

在一个实施例中，一种多轴工具，其可以包括适应于被放置在与壁中的开口相邻的万向节；大位移装置(extended-reach device)，所述大位移装置具有第一和第二端以及与第一端相邻的末端执行器，所述大位移装置接合万向节以用于穿过开口的相对旋转运动和相对可滑移运动，以便末端执行器被放置在壁的与第二端相反的侧面上；传感器系统，所述传感器系统被配置为测量大位移装置相对于万向节的线性位置以及末端执行器相对于开口的位置和空间取向；和计算机控制器，所述计算机控制器被连接成从传感器系统接收信号以确定末端执行器相对于开口的位置和取向中的至少一个。

在另一个实施例中，一种用于检测外壳的内部的方法，所述外壳具有带有通达开口的壁，所述方法可以包括提供一种大位移装置，其具有第一和第二端以及与第一端相邻的末端执行器；插入大位移装置穿过开口以便末端执行器被放置在壁的与第二端相反的侧面上；用传感器系统检测末端执行器相对于开口的位置和空间取向；和确定末端执行器相对于开口的位置和取向。

根据本公开的一个方面，提供了一种多轴工具，其包括：适应于被放置在与壁的开口相邻的万向节；具有第一和第二端以及与第一端相邻的末端执行器的大位移装置，大位移装置接合万向节以用于穿过开口的相对旋转运动和相对可滑移运动以便末端执行器被放置在壁的与第二端相反的侧面上；传感器系统，所述传感器系统被配置为测量大位移装置相对于万向节的线性位置以及末端执行器相对于开口的位置和空间取向；和计算机控制器，所述计算机控制器被连接成从传感器系统接收信号以确定末端执行器相对于开口的位置和取向中的至少一个。