[发明专利]定位装置

说明书

一种用于在具有空腔壁的空腔内定位和使用工具的定位装置。所述装置包括携带工具的柔性部署装置/臂。部署装置/臂进一步包括软机器人固定元件，所述软机器人固定元件可在工具定位期间收缩的部署配置与在工具使用期间与空腔壁邻接的展开支撑配置之间调节。

技术领域

本公开涉及一种定位装置。特别地，本公开涉及一种定位装置，其用于将端部作用器（工具）定位在空腔中，例如，定位在燃气涡轮发动机内的空腔中。

背景技术

通常存在对翼上燃气涡轮发动机进行检查、评估或维护的需求。已知的是在使用转动工具旋转发动机轴（例如，中压（IP）轴）时，对发动机前区段中的叶片/定子执行翼上内视镜检查。还已知的是使用喷雾清洁/刮拭工具对燃烧室砖进行翼上清洁。

这些工具通常安装在部署装置上，如刚性或铰接机器人臂。部署装置必须是针对它们的部署位置专门设计的，以确保它们可以将工具引导到适当的位置。这个设计基于发动机的三维计算机辅助设计（CAD），并且对于发动机内的每个单独位置都是独特的。这需要大量的设计时间，并且每个发动机都需要多个部署工具。

铰接部署装置可以被操控并部署到多于一个的发动机区域中，但在工具产生反作用力的情况下，它们是没有用的。例如，当工具是流体喷射器或介质喷发器时，反作用力可以导致工具不需要的运动（因为部署装置不是刚性的），并且可以导致其不正确地定位。

软机器人是一个机器人领域，其中软的、柔性部件，例如气动/液压气囊、介电弹性体促动器（在施加高压电场时其改变形状）或形状记忆合金，被用作人造“肌肉”，以提供能够精细运动的机器人装置。

存在对一种用于将工具定位在期望位置中（例如，在燃气涡轮发动机内的空腔中）的装置的需求，其中所述装置可以用于燃气涡轮发动机内的多个位置中，并且其中，所述装置可以在产生反作用力时抵抗工具的运动。

发明内容

在第一方面中，提供一种用于在具有空腔壁的空腔内定位和使用工具的装置，所述装置包括携带工具的柔性部署装置，其中，部署装置进一步包括软机器人固定元件，所述软机器人固定元件可在工具定位期间收缩的部署配置与工具使用期间与空腔壁邻接的展开支撑配置之间调节。

通过提供柔性部署装置，所述工具可以精确地定位在许多不同的期望位置中的任何一个处，例如，在燃气涡轮发动机内或跨许多不同的燃气涡轮机，而不需要基于位置的3DCAD为每个位置定制装置设计。通过软机器人固定元件的展开“肌肉”抵靠空腔壁的邻接，软机器人固定元件作用以抵抗在工具使用期间产生的任何反作用力。软机器人固定元件中的“肌肉”可以在装置/工具的定位和去除期间收缩，以允许在受限的空间内装置的容易的操纵。

现在描述可选的特征。这些特征可单独地应用或可与任何方面以任何组合应用。

柔性部署装置可以包括柔性部署臂。

本文使用术语“柔性”来限定部署装置/臂具有多个自由度来运动（并且它不必然由柔性/非刚性材料/部件制成）。

部署臂可以是铰接的或成区段的臂。

部署臂可以是机器人臂，例如，蛇臂机器人。

部署臂可以包括缆绳，所述缆绳可以被手动促动或马达促动，以使部署臂进行运动/挠曲。部署臂可以包括气动铰接。

部署装置可以包括携带固定元件的柔性（例如，铰接）导管和携带工具的柔性插入元件。在导管的孔内，插入元件被引导到空腔内所需的位置。

在一些实施例中，部署臂可以是软机器人臂，即，携带多个部署促动器的柔顺机器人臂。

软机器人固定元件包括一个或更多固定促动器。在这些实施例中，部署臂和固定元件可以一体地形成。

至少一个或每个部署促动器和/或固定促动器可以包括可充气气囊，例如，气动或液压气囊。