(57)【要約】  本開示は、現場ギャップ検査ロボット用の作動センサモジュールのためのシステムおよび方法を提供する。取り付けインターフェースは、センサモジュールをロボットシステムに取り付ける。少なくとも１つのアームが取り付けインターフェースに動作可能に接続され、継手を有している。センサヘッドは、継手でアームに動作可能に接続され、アームに動作可能に接続されたアクチュエータは、センサヘッドを第２の継手の周りで動かす。【選択図】図１
2020528010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
システム（１００）であって、
機械（２２０、５０２）のギャップ（９０２、１３０４）内をナビゲートするように構成されたロボット（１３０２）であって、前記ギャップ（９０２、１３０４）は前記機械（２２０、５０２）内の対向表面（２３４、２３６、１３０６、１３０８）によって定義される、ロボット（１３０２）と、
前記ロボット（１３０２）に取り付けられた取り付けインターフェース（１３１４）を含む、前記ロボット（１３０２）に接続されたセンサモジュール（１０００、１２００、１３００）と、
前記取り付けインターフェース（１３１４）に動作可能に接続され、第１の継手を有する少なくとも１つのアームと、
前記第１の継手で前記少なくとも１つのアームに動作可能に接続されたセンサヘッド（１００６、１３２０）と、
前記第１の継手の周りで前記センサヘッド（１００６、１３２０）を動かすために前記少なくとも１つのアームに動作可能に接続された第１のアクチュエータ（１３２４、１３２６）とを含む、
システム（１００）。
【請求項２】
前記ロボット（１３０２）は折り畳まれた状態および拡張状態を有するロボットクローラ（１１０、２１０、５１０、６００、９１０）であり、前記ギャップ（９０２、１３０４）は環状ギャップ（９０２、１３０４）（２２０、５２０）であり、前記機械（２２０、５０２）は発電機、電動機、またはターボ機械から選択され、前記折り畳まれた状態は、前記機械（２２０、５０２）の前記環状ギャップ（９０２、１３０４）（２２０、５２０）の入口ギャップ（９０２、１３０４）（２２２、５２２）幅よりも小さい第１の厚さの前記ロボットクローラ（１１０、２１０、５１０、６００、９１０）を提供し、前記拡張状態は、前記機械（２２０、５０２）の前記環状ギャップ（９０２、１３０４）（２２０、５２０）の前記入口ギャップ（９０２、１３０４）（２２２、５２２）幅よりも大きく、作業ギャップ（９０２、１３０４）幅よりも小さい第２の厚さの前記ロボットクローラ（１１０、２１０、５１０、６００、９１０）を提供し、前記第１のアクチュエータ（１３２４、１３２６）は、前記環状ギャップ（９０２、１３０４）（２２０、５２０）内の前記対向表面（２３４、２３６、１３０６、１３０８）の対象表面（１３１０）（１３０６、１３０８）に接触している前記センサヘッド（１００６、１３２０）を制御可能に位置決めする、請求項１に記載のシステム（１００）。
【請求項３】
前記対向表面（２３４、２３６、１３０６、１３０８）の一方はステータ表面（１３０６、１３０８）を有する前記機械（２２０、５０２）のステータであり、前記第１のアクチュエータ（１３２４、１３２６）は前記ステータ表面（１３０６、１３０８）に垂直に前記センサヘッド（１００６、１３２０）を制御可能に位置決めし、前記センサヘッド（１００６、１３２０）はくさびタイトネス検査システムを含む、請求項２に記載のシステム（１００）。
【請求項４】
前記少なくとも１つのアームを第２のピボットの周りで動かすために前記少なくとも１つのアームに動作可能に接続された第２のアクチュエータ（１３２４、１３２６）をさらに含み、前記第２のアクチュエータ（１３２４、１３２６）は、前記環状ギャップ（９０２、１３０４）（２２０、５２０）内で前記対向表面（２３４、２３６、１３０６、１３０８）から所望の間隔で前記センサヘッド（１００６、１３２０）を制御可能に位置決めする、請求項１に記載のシステム（１００）。
【請求項５】
前記第１のアクチュエータ（１３２４、１３２６）は第１のタイミングベルト（１０５６、１２４０）により第１のモータに動作可能に接続され、前記第２のアクチュエータ（１３２４、１３２６）は第２のタイミングベルト（１０５８、１２４２）により第２のモータに動作可能に接続される、請求項４に記載のシステム（１００）。
【請求項６】
前記センサモジュール（１０００、１２００、１３００）は、電子回路ハウジング、前記電子回路ハウジング内に配置されたマイクロコントローラ、前記第１のアクチュエータ（１３２４、１３２６）用の第１のモータおよび前記第２のアクチュエータ（１３２４、１３２６）用の第２のモータを含むモータハウジング、および前記第１のアクチュエータ（１３２４、１３２６）と前記第２のアクチュエータ（１３２４、１３２６）の制御信号を運ぶ、前記ロボット（１３０２）への少なくとも１つの電気相互接続部（１０１２、１０１４、１２１０、１２１２）をさらに含む、請求項４に記載のシステム（１００）。
【請求項７】
前記少なくとも１つのアームは、前記第１の継手から前記第２の継手までの長さを調整する長さ調整機構を含む、請求項４に記載のシステム（１００）。
【請求項８】
前記センサモジュール（１０００、１２００、１３００）は、前記機械（２２０、５０２）内の前記センサヘッド（１００６、１３２０）および前記対向表面（２３４、２３６、１３０６、１３０８）を見るように配置されたカメラ（１０３２、１２４４）をさらに備える、請求項１に記載のシステム（１００）。
【請求項９】
前記センサヘッド（１００６、１３２０）は、前記ギャップ（９０２、１３０４）内の対象表面（１３１０）（１３０６、１３０８）に係合するための接触表面（１３０６、１３０８）（１０９０、１３２０、１３３０）と、前記接触表面（１３０６、１３０８）（１０９０、１３２０、１３３０）を介して前記対象表面（１３１０）（１３０６、１３０８）に制御可能に力を加える力アクチュエータ（１３２４、１３２６）と、前記対象表面（１３１０）（１３０６、１３０８）の変位を測定する変位センサと、前記力アクチュエータ（１３２４、１３２６）からの力データと変位データを前記変位センサへ送信する少なくとも１つのデータチャネルとを含む、請求項１に記載のシステム（１００）。
【請求項１０】
前記接触表面（１３０６、１３０８）（１０９０、１３２０、１３３０）はアンビルヘッド（１０９２、１９９２）の遠位端であり、前記センサヘッド（１００６、１３２０）は、前記アンビルヘッド（１０９２、１９９２）と前記力アクチュエータ（１３２４、１３２６）との間に複数の積み重ね可能なスペーサをさらに含む、請求項９に記載のシステム（１００）。
【請求項１１】
前記力アクチュエータ（１３２４、１３２６）は、前記接触表面（１３０６、１３０８）（１０９０、１３２０、１３３０）に動作可能に接続され、前記接触表面（１３０６、１３０８）（１０９０、１３２０、１３３０）に垂直な方向に前記力を加える油圧リフトである、請求項９に記載のシステム（１００）。
【請求項１２】
前記変位センサは、前記接触表面（１３０６、１３０８）（１０９０、１３２０、１３３０）と前記力アクチュエータ（１３２４、１３２６）との間に取り付けられた誘導センサである、請求項９に記載のシステム（１００）。
【請求項１３】
方法であって、
対象表面（１３１０）（１３０６、１３０８）を有する機械（２２０、５０２）のギャップ（９０２、１３０４）にロボット（１３０２）を挿入するステップと、
前記ロボット（１３０２）を前記対象表面（１３１０）（１３０６、１３０８）に隣接する位置に動かして、前記ロボット（１３０２）に接続されたセンサモジュール（１０００、１２００、１３００）を配置するステップと、
前記センサモジュール（１０００、１２００、１３００）のセンサヘッド（１００６、１３２０）を、第１のアクチュエータ（１３２４、１３２６）により第１のピボットの周りで、前記対象表面（１３１０）（１３０６、１３０８）に垂直な所望のセンサヘッド（１００６、１３２０）位置まで旋回させるステップと、
前記センサヘッド（１００６、１３２０）を使用して、前記対象表面（１３１０）（１３０６、１３０８）で検査テストを実行するステップとを含む、方法。
【請求項１４】
前記センサモジュール（１０００、１２００、１３００）の少なくとも１つのアームを、第２のアクチュエータ（１３２４、１３２６）により第２のピボットの周りで所望のアーム位置まで旋回させるステップをさらに含み、前記少なくとも１つのアームを旋回させるステップは、前記第２のピボットに動作可能に接続された第２のタイミングベルト（１０５８、１２４２）により第２のモータを駆動するステップを含み、前記センサヘッド（１００６、１３２０）を旋回させるステップは、前記第１のピボットに動作可能に接続された第１のタイミングベルト（１０５６、１２４０）により第１のモータを駆動するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記検査テストを実行するステップは、
前記センサヘッド（１００６、１３２０）の接触表面（１３０６、１３０８）（１０９０、１３２０、１３３０）を前記対象表面（１３１０）（１３０６、１３０８）に係合させるステップと、
前記接触表面（１３０６、１３０８）（１０９０、１３２０、１３３０）を介して前記対象表面（１３１０）（１３０６、１３０８）に制御可能に力を加えるステップと、
前記対象表面（１３１０）（１３０６、１３０８）の変位を測定するステップとを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記力を制御可能に加えるステップは、力アクチュエータ（１３２４、１３２６）を駆動して前記接触表面（１３０６、１３０８）（１０９０、１３２０、１３３０）を前記対象表面（１３１０）（１３０６、１３０８）に垂直に動かすステップを含み、前記変位を測定するステップは、前記接触表面（１３０６、１３０８）（１０９０、１３２０、１３３０）と前記力アクチュエータ（１３２４、１３２６）との間に取り付けられた変位センサから変位データを受け取るステップを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
ロボットシステム用のセンサモジュール（１０００、１２００、１３００）であって、
前記ロボットシステムに取り付けられた取り付けインターフェース（１３１４）と、
前記取り付けインターフェース（１３１４）に動作可能に接続され、第１の継手および第２の継手を有する少なくとも１つのアームと、
前記第１の継手で前記少なくとも１つのアームに動作可能に接続されたセンサヘッド（１００６、１３２０）と、
前記第１の継手の周りで前記センサヘッド（１００６、１３２０）を動かすために前記少なくとも１つのアームに動作可能に接続された第１のアクチュエータ（１３２４、１３２６）と、
前記第２の継手の周りで前記少なくとも１つのアームを動かすために前記少なくとも１つのアームに動作可能に接続された第２のアクチュエータ（１３２４、１３２６）とを含む、センサモジュール（１０００、１２００、１３００）。
【請求項１８】
電子回路ハウジング、前記電子回路ハウジング内に配置されたマイクロコントローラ、前記第１のアクチュエータ（１３２４、１３２６）用の第１のモータおよび前記第２のアクチュエータ（１３２４、１３２６）用の第２のモータを含むモータハウジング、カメラ、および前記第１のアクチュエータ（１３２４、１３２６）と前記第２のアクチュエータ（１３２４、１３２６）の制御信号とカメラ（１０３２、１２４４）からの画像データを運ぶ、前記ロボット（１３０２）への少なくとも１つの電気相互接続部（１０１２、１０１４、１２１０、１２１２）をさらに含む、請求項１７に記載のセンサモジュール（１０００、１２００、１３００）。
【請求項１９】
前記センサヘッド（１００６、１３２０）は、機械のギャップ（９０２、１３０４）内の対象表面（１３１０）（１３０６、１３０８）に係合するための接触表面（１３０６、１３０８）（１０９０、１３２０、１３３０）と、前記接触表面（１３０６、１３０８）（１０９０、１３２０、１３３０）を介して前記対象表面（１３１０）（１３０６、１３０８）に制御可能に力を加える力アクチュエータ（１３２４、１３２６）と、前記対象表面の変位を測定する変位センサと、前記力アクチュエータ（１３２４、１３２６）からの力データと変位データを前記変位センサへ送信する少なくとも１つのデータチャネルとを含む、請求項１８に記載のセンサモジュール（１０００、１２００、１３００）。
【請求項２０】
前記取り付けインターフェース（１３１４）は、機械（２２０、５０２）の環状ギャップ（９０２、１３０４）（２２０、５２０）内をナビゲートするように構成されたロボットクローラ（１１０、２１０、５１０、６００、９１０）に取り付けられ、前記機械（２２０、５０２）は、発電機、電動機、またはターボ機械から選択され、前記ロボットクローラ（１１０、２１０、５１０、６００、９１０）は折り畳まれた状態および拡張状態を有し、前記折り畳まれた状態は、前記機械（２２０、５０２）の前記環状ギャップ（９０２、１３０４）（２２０、５２０）の入口ギャップ（９０２、１３０４）（２２２、５２２）幅よりも小さい第１の厚さの前記ロボットクローラ（１１０、２１０、５１０、６００、９１０）を提供し、前記拡張状態は、前記機械（２２０、５０２）の前記環状ギャップ（９０２、１３０４）（２２０、５２０）の前記入口ギャップ（９０２、１３０４）（２２２、５２２）幅よりも大きく、作業ギャップ（９０２、１３０４）幅よりも小さい第２の厚さの前記ロボットクローラ（１１０、２１０、５１０、６００、９１０）を提供し、前記第２のアクチュエータ（１３２４、１３２６）は、前記環状ギャップ（９０２、１３０４）（２２０、５２０）内のステータ表面（１３０６、１３０８）から所望の間隔で前記センサヘッド（１００６、１３２０）を制御可能に配置し、前記第１のアクチュエータは、前記ステータ表面（１３０６、１３０８）に垂直に前記センサヘッド（１００６、１３２０）を制御可能に配置し、前記センサヘッド（１００６、１３２０）は、くさびタイトネス検査システムを含む、請求項１８に記載のセンサモジュール（１０００、１２００、１３００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は機械の検査に関し、より具体的には、発電機、電動機、またはターボ発電機を含むターボ機械のエアギャップなどの環状ギャップ空間に挿入されたロボットを使用した検査に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電機、電動機、またはターボ機械の視覚的、機械的、および／または電気的な検査とテストは、定期的に実行する必要がある。たとえば、発電機は、ステータくさびのタイトネス、視覚的な表面の異常、電磁コアの欠陥などについて、現場で定期的に検査およびテストされてもよい。発電機／ステータの検査およびテスト手順では、ユニットで検査またはテストを実行する前に、ステータの完全な分解とステータからの発電機ロータの取り外しが必要になる場合がある。ロータの分解と取り外しのコスト、このプロセスにかかる時間、およびロータの取り外しの危険性は、そのような検査の頻度に影響を与える可能性がある。
【０００３】
発電機の現場検査は、ポール、トロリー、スコープ、ロータ回転技術を使用して実施されている。これらの手順では、完全、適時、または安全な方法で検査タスクを実行できない場合がある。
【０００４】
鉄心と保持リングとの間の径方向のエアギャップを通して挿入できるロボットクローラを使用すると、ロータおよびステータコアの現場検査が可能になる。クローラは、折り畳まれた位置でギャップに挿入され、スプリングリターン空気圧ラムによってエアギャップの幅まで拡張される。クローラは技術者によって遠隔制御され、クローラが選択された位置に駆動されると、ギャップ内で発電機のロータとステータの検査を実行するためのビデオカメラと他の検査ツールを提供する。クローラは、ナビゲーションと目視検査の両方にビデオを使用して、エアギャップ内で技術者によって操作されてもよい。
【０００５】
典型的な発電機のステータは、複数のステータバーを含む。ステータバーはスロットに配置され、様々な構成要素によってスロットの所定の位置に保持される。たとえば、リップルスプリングなどの弾性部材は、スロット内のステータバーとステータくさびとの間に配置される。ステータくさびは、ステータバーが所定の位置にしっかりと留まることを保証するために、弾性部材によって必要な予荷重タイトネスでスロットに保持される。発電機の現場でのメンテナンス中、ステータくさびが受ける予荷重の量は監視が必要である。発電機の動作中に、ステータくさびがクリープしたり、弾性部材が摩耗して予荷重の量が減ったりして、ステータバーが緩むことがある。あるテスト方法では、既知の力をステータくさびに加え、ステータくさびの変位を測定し、力と変位の関係を使用してステータくさびの健全性および／または修理の必要性または置換について決定してもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８−００８７１１２号明細書
【発明の概要】
【０００７】
本開示の第１の態様は、作動センサモジュールを用いた現場ギャップ検査のためのシステムを提供する。ロボットは、機械のギャップ内を動くように構成されており、このギャップは、機械内の対向表面によって画定される。センサモジュールは、ロボットコントローラに取り付けられた取り付けインターフェースを含むロボットクローラに接続され、少なくとも１つのアームは、取り付けインターフェースに動作可能に接続されている。アームには第１の継手がある。センサヘッドは、第１の継手で少なくとも１つのアームに動作可能に接続され、第１のアクチュエータは、第１の継手の周りでセンサヘッドを動かすために少なくとも１つのアームに動作可能に接続されている。
【０００８】
本開示の第２の態様は、作動センサモジュールを用いた現場ギャップ検査のための方法を提供する。ロボットは、対象表面を有する機械のギャップに挿入される。ロボットは、対象表面に隣接する位置に動いて、ロボットに接続されたセンサモジュールを配置する。ロボットは、センサモジュールのセンサヘッドを、第１のアクチュエータによって第１のピボットの周りで、対象表面に垂直な所望のセンサヘッド位置まで旋回させる。センサヘッドを使用して、対象表面で検査テストが実行される。
【０００９】
本開示の第３の態様は、現場ギャップ検査ロボットシステム用の作動センサモジュールを提供する。センサモジュールは、ロボットシステムに取り付けられた取り付けインターフェースと、取り付けインターフェースに動作可能に接続され、第１の継手を有する少なくとも１つのアームとを含む。センサヘッドは、第１の継手で少なくとも１つのアームに動作可能に接続され、第１のアクチュエータは、第１の継手の周りでセンサヘッドを動かすために少なくとも１つのアームに動作可能に接続されている。
【００１０】
本開示の例示的な態様は、本明細書に記載された問題および／または論じられていない他の問題を解決するように構成される。
【００１１】
本開示のこれらのおよび他の特徴は、本開示の様々な実施形態を示す添付の図面と併せて、本開示の様々な態様の以下の詳細な説明から、より容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の様々な実施形態による現場ギャップ検査のための例示的なシステムの図である。
【図２】機械へのロボットクローラのギャップ挿入の側面断面図を示す。
【図３】機械の環状ギャップ内の拡張されたロボットクローラの側面断面図を示す。
【図４】機械の環状ギャップ内の拡張されたロボットクローラの斜視切断図を示す。
【図５Ａ】本開示の様々な実施形態による機械の環状ギャップ内のロボットクローラの例示的な検査経路を示す。
【図５Ｂ】本開示の様々な実施形態による機械の環状ギャップ内のロボットクローラの例示的な検査経路を示す。
【図６】本開示の様々な実施形態による、拡張状態のロボットクローラの斜視図を示す。
【図７】折り畳まれた状態の図６のロボットクローラの上面図を示す。
【図８】折り畳まれた状態の図６のロボットクローラの端面図を示す。
【図９】本開示の様々な実施形態による、機械の環状ギャップ内のセンサモジュール位置決めシステムの例示的な展開の側面断面図を示す。
【図１０】本開示の様々な実施形態による例示的なくさび検査テストセンサモジュールの第１の斜視図を示す。
【図１１】図１０の例示的なくさび検査テストセンサモジュールの第２の斜視図を示す。
【図１２】ハウジングカバーが取り外された例示的なマルチアクチュエータセンサモジュールの一部の斜視図を示す。
【図１３】本開示の様々な実施形態による、機械の環状ギャップ内のマルチアクチュエータセンサモジュールの例示的な展開の側面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本開示の図面は、必ずしも原寸に比例しないことに留意されたい。図面は、本開示の典型的な態様だけを示すことを目的としており、したがって、本開示の範囲を限定するものと考えるべきではない。図面では、図面間で類似する符号は、類似する要素を表す。
【００１４】
以下の説明では、説明の一部を成す添付の図面を参照し、図面には、本教示が実施され得る特定の例示的な実施形態が例として示されている。これらの実施形態は、当業者が本教示を実施できるように十分に詳細に記載されており、本教示の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を使用してもよく、また変更が行われてもよいことを理解されたい。したがって、以下の説明は、単なる例示である。
【００１５】
ある要素または層が別の要素または層に対して「上に」、「係合される」、「係合解除される」、「接続される」または「結合される」と言及される場合には、他の要素または層に対して直接、上に、係合され、接続され、または結合されてもよいし、あるいは介在する要素または層が存在してもよい。逆に、ある要素が別の要素または層に対して「直接上に」、「直接係合される」、「直接接続される」または「直接結合される」と言及される場合には、介在する要素または層は存在しなくてもよい。要素間の関係について説明するために使用される他の語も、同様に解釈されるべきである（たとえば、「〜の間に」に対して「直接〜の間に」、「〜に隣接して」に対して「直接〜に隣接して」など）。本明細書で使用する場合、「および／または」という用語は、関連する列挙された項目のいずれかおよび１つまたは複数のすべての組み合わせを含む。
【００１６】
図１を参照すると、現場ギャップ検査のための例示的なシステム１００が示されている。システム１００は、ロボットクローラ１１０、テザーリール１３０、および制御ユニット１５０を含んでもよい。ロボットクローラ１１０は、機械の自律的または半自律的な検査を実施するために、機械の入口ギャップから環状ギャップに挿入されるように構成されてもよい。たとえば、ロボットクローラ１１０は、折り畳まれた状態または拡張状態で動作することができ、折り畳まれた状態で狭い入口ギャップから挿入され、より広いギャップ幅に拡張されて環状ギャップの対向表面に係合する折り畳み可能なロボットであってもよい。ロボットクローラ１１０は、図１にその拡張状態で示されている。環状ギャップに入ると、ロボットクローラ１１０は、環状ギャップをナビゲートし、１つまたは複数のセンサモジュールを使用して、その移動中または環状ギャップの様々な所望のクローラ位置で様々な検査テストを行うことができる。ロボットクローラ１１０は、軸方向の順方向および逆方向の運動、ならびに径方向の双方向の横方向の運動を含む多方向の運動用に構成されてもよい。一部の実施形態では、ロボットクローラ１１０は、軸方向および径方向に加えて、軸方向と径方向との間の任意の方向の双方向の運動を含む全方向の運動用に構成されてもよい。たとえば、ロボットクローラ１１０は、３６０度の弧の任意の方向に運動し、軸方向と径方向の間の複数の方向を含む３６０度の弧の任意の方向に移動方向を自由に変更するように構成されてもよい。一部の実施形態では、ロボットクローラ１１０は、ロボットクローラ１１０に接続され、動作中に機械の外に延びるテザー１３２を含むことができる。たとえば、テザー１３２は、ロボットクローラ１１０に接続されたケーブルであってもよく、ロボットクローラ１１０がそれ自体の力で環状ギャップから外に移動できない場合にロボットクローラ１１０の回収を可能にしてもよい。一部の実施形態において、テザー１３２は、テストシステムまたはロボット動作をサポートするために、有線通信チャネルおよび／または遠隔電源および／または空気圧または油圧ラインのための、ロボットクローラ１１０からの物理的接続を提供してもよい。テザーリール１３０は、環状ギャップ内でのロボットクローラ１１０の動作中にテザー１３２の張力および／またはたるみを調整するために自動化され、ユーザが手動でテザーの位置を管理することなく、ロボットクローラ１１０が様々なナビゲーション経路をナビゲートし、検査ルーチンを実行できるようにする。制御ユニット１５０は、ロボットクローラ１１０と通信して、制御信号をロボットクローラ１１０に提供し、ロボットクローラ１１０からセンサ、ナビゲーション、および／または他の動作データを受信することができる。一部の実施形態では、制御ユニット１５０は、テザー１３２に直接またはテザーリール１３０を介して電気的に接続することができ、電気接続は、電力チャネルおよび通信チャネルの一方または両方を含むことができる。制御ユニット１５０は、機械の環状ギャップ内での検査展開中に、ロボットクローラ１１０を監視、評価、補足、および／または制御するためのユーザインターフェースをユーザに提供することができる。
【００１７】
一部の実施形態では、ロボットクローラ１１０は、異なる検査タスク用に再構成することができ、個々のモジュールの効率的な保守、交換、および／またはアップグレードを可能にするモジュール式ロボットである。ロボットクローラ１１０は、様々なモジュールを互いに受け入れ、位置決めし、接続するための、拡張可能な本体１１２などの本体フレームを含むことができる。一部の実施形態では、拡張可能な本体１１２は、複数の牽引モジュール１１４、１１６、１１８を収容する。たとえば、ロボットクローラ１１０は、３つの牽引モジュール１１４、１１６、１１８、前方牽引モジュール１１４、中間牽引モジュール１１６、および後方牽引モジュール１１８を含むことができ、前方牽引モジュール１１４および後方牽引モジュール１１８は、環状ギャップ内の第１の表面と係合するように構成され、中間牽引モジュール１１６は、環状ギャップ内の対向する第２の表面と係合するように構成される。牽引モジュール１１４、１１６、１１８は、ロボットクローラ１１０を環状ギャップ内の軸方向および径方向の両方の運動を含む複数の方向に運動させることができる多方向牽引モジュールであってもよい。ロボットクローラ１１０は、ナビゲーションおよび／または目視検査のための視覚センサなどの複数のセンサモジュール１２０、１２２をさらに含むことができる。たとえば、センサモジュール１２０、１２２は、センサインターフェースを介して中間牽引モジュール１１６の前方および後方に取り付けられ、前方および後方向きのナビゲーションカメラ、ならびに環状ギャップの隣接する表面を検査するための１つまたは複数の上向きのカメラを提供してもよい。ロボットクローラ１１０はまた、一般的に適合性のある端部コネクタ１３４および締結具１３６、１３８とともに、テザー１３２を取り外し可能に受容するための１つまたは複数のテザーコネクタ１２４、１２６を含んでもよい。
【００１８】
一部の実施形態では、テザーリール１３０は、ロボットクローラ１１０の動作中に必要に応じて張力を調整するためにテザー１３２を受け取り、解放し、巻いておくことができる自動テザーリールである。たとえば、テザーリール１３０は、サーボモータ１４２および張力管理ロジック１４４を含むことができる。たとえば、トルク／電流制御モードで動作するサーボモータ１４２は、テザーリール１３０に入るときにテザー１３２の張力の変化を検出することができ、張力管理ロジック１４４は、サーボモータ１４２を使用して閉ループ制御下でテザー１３２を巻き入れるまたは繰り出すために、受け入れ可能な張力範囲を維持するためのアルゴリズムを提供することができる。一部の実施形態では、テザー１３２は、テザーリール１３０への固定接続１４６を有してもよく、別個のワイヤ１４８が制御ユニット１５０に接続してもよい。たとえば、ワイヤ１４８は、ロボットクローラ１１０をつなぐのに望ましい機械的特性を提供することなく、通信および／または電力チャネルを提供してもよい。一部の実施形態では、テザーリール１３０は、テザーリール１３０の制御信号を制御ユニット１５０から受信するためのインターフェースを提供してもよい。たとえば、制御ユニット１５０は、張力制御またはモータパラメータを調整することができ、および／またはテザーリール１３０の動作を手動で無効にすることができる。一部の実施形態では、ロボットクローラ１１０は、テザーなしで動作し、自身の電力（たとえば、バッテリ）を運び、および／または制御ユニット１５０との無線通信を使用することができる。
【００１９】
一部の実施形態では、制御ユニット１５０はコンピューティングシステム１５２を含むことができる。コンピューティングシステム１５２は、ロボットクローラ１１０を操作するための複数のプログラム制御およびユーザインターフェースを提供することができる。一部の実施形態では、コンピューティングシステム１５２は、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、モバイルデバイス、（汎用コンピューティング部品およびオペレーティングシステムを使用する）産業用制御システム内の組込みシステムなどの汎用コンピューティングデバイスである。いくつかの実施形態では、コンピューティングシステム１５２は、システム１００の動作を制御するタスクのための特殊なデータ処理システムであってもよい。コンピューティングシステム１５２は、バスによって相互接続部された少なくとも１つのメモリ１５４、プロセッサ１５６、および入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース１５８を含むことができる。さらに、コンピューティングシステム１５２は、ロボットクローラ１１０、テザーリール１３０、およびネットワークリソースなどの接続システムを含む外部Ｉ／Ｏデバイス／リソースおよび／またはストレージシステムとの通信を含むことができる。一般に、プロセッサ１５６は、メモリ１５４および／またはストレージシステムに記憶されている検査制御モジュール１６０などのコンピュータプログラムコードを実行する。コンピュータプログラムコードを実行する間に、プロセッサ１５６は、（Ｉ／Ｏインターフェース１５８を介して）メモリ１５４、ストレージシステム、およびＩ／Ｏデバイスとの間でデータを読み書きすることができる。バスは、コンピューティングシステム１５２内の構成要素の各々の間の通信リンクを提供する。Ｉ／Ｏデバイスは、ユーザがコンピューティングシステム１５２と対話することを可能にする任意のデバイス（たとえば、キーボード、ポインティングデバイス、ディスプレイなど）を含むことができる。コンピューティングシステム１５２は、ハードウェアおよびソフトウェアの様々な可能性のある組み合わせだけを表す。たとえば、プロセッサは、単一のプロセッシングユニットを含むこと、または１つまたは複数の位置、たとえばクライアントおよびサーバにおける１つまたは複数のプロセッシングユニットにわたって分散することができる。同様に、メモリおよび／またはストレージシステムは、１つまたは複数の物理的位置に存在することができる。メモリおよび／またはストレージシステムは、磁気媒体、光学媒体、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）などを含む、様々なタイプの非一時的コンピュータ可読記憶媒体の任意の組み合わせを含むことができる。一部の実施形態では、コンピューティングシステム１５２は、有線（シリアル、ＵＳＢ、イーサネット（登録商標）など）または無線（８０２．１１、ブルートゥース（登録商標）など）接続を介してロボットクローラ１１０と通信し、システム１００用のアプリケーションソフトウェアを実行するラップトップコンピュータである。一部の実施形態では、コンピューティングシステム１５２の機能の一部またはすべては、１つまたは複数のユーザインターフェースおよび／またはリモートデータストレージへの無線通信を伴うまたは伴わない、オンボード制御モジュールなどの統合コンピューティングシステムを使用するオンボードロボットクローラ１１０であってもよい。
【００２０】
一部の実施形態では、コンピューティングシステム１５２は、ロボットクローラ１１０を制御するための１つまたは複数のアプリケーションプログラム、データソース、および／または機能モジュールを含むことができる。たとえば、コンピューティングシステム１５２は、ロボットクローラ１１０に制御信号を提供し、ロボットクローラ１１０からデータを受信するために、データソース１６２、１６４、１６６、１６８と連動して動作する検査制御モジュール１６０を含むことができる。検査制御モジュール１６０は、視覚表示モジュール１７０を提供してもよい。たとえば、ロボットクローラ１１０上のカメラによって収集された視覚データは、１つまたは複数のビデオフィードのためのグラフィカルユーザインターフェースなどの視覚表示モジュール１７０によって表示され得る。一部の実施形態では、ロボットクローラ１１０からの視覚データは、視覚表示モジュール１７０による使用のために視覚データソース２６４に記憶されてもよく、および／または他のユーザまたはシステムによる使用を含む後の使用のために、視覚データの選択的、一時的、および／またはアーカイブストレージに記憶されてもよい。データ表示モジュール１７２は、処理された視覚データおよび結果の計算または分析を含む他のテストデータの視覚表示を含む表示を提供することができる。たとえば、データ表示モジュール１７２は、ロボットクローラ１１０からのセンサおよびナビゲーションデータを使用する１つまたは複数のテストプロトコルからのテスト結果のためのグラフィカルユーザインターフェースを含むことができる。一部の実施形態では、ロボットクローラ１１０からのテストデータは、データ表示モジュール１７２による使用のためにテストデータソース１６６に記憶されてもよく、および／または他のユーザまたはシステムによる使用を含む後の使用のために、テストデータの選択的、一時的、および／またはアーカイブストレージに記憶されてもよい。データ表示モジュール１７２は、ロボットクローラ１１０によって収集されるテストデータのリアルタイム表示、および／またはテストデータソース１６６からのテストデータの閲覧、集約、分析、視覚化、選択、および／または報告のための１つまたは複数の機能を含むことができる。自律ナビゲーションモジュール１７４は、機械の環状ギャップ内におけるロボットクローラ１１０のナビゲーションのためのプロトコルまたは一連のコマンドを提供することができる。一部の実施形態において、自律ナビゲーションモジュール１７４は、ユーザが検査経路データソース１６２に記憶された複数の検査経路から検査経路を選択することを可能にする。たとえば、検査経路は、ロボットクローラ１１０が環状ギャップ内をたどり、環状ギャップ内の１つまたは複数の場所で１つまたは複数の検査タスクを完了すべき物理的経路として定義されてもよい。検査パスは、軸方向および径方向の距離を定義する１つまたは複数の機械の物理的な概略図またはパラメータに基づいている場合がある。検査パスには、ナビゲーション（回避すべき表面特徴など）またはテスト（特定のテストを実行するための場所または対応するクローラ位置）のいずれかの対象となる特定の特徴に関連するパラメータおよび場所も含まれる場合がある。一部の実施形態では、検査経路は、クローラコマンドのシーケンスに関して記憶および定義され得る。自律ナビゲーションモジュール１７４は、自律動作が開始されると、ユーザの介入なしに一連のクローラコマンドを受信および実行するロボットクローラ１１０による自律ナビゲーションを可能にすることができる。一部の実施形態では、自律ナビゲーションモジュール１７４は、開始されるとユーザの介入を必要としない完全に自律的な検査ルーチンを有してもよく、またはナビゲーション、視覚、またはテストデータのフィードバックに基づく、可能性のある特定の運動パターン、位置変更、またはテストプロトコルなど所望の順序でユーザによって開始される複数の検査サブルーチンを含んでもよい。手動ナビゲーションモジュール１７６は、ロボットクローラ１１０を操縦または別の方法で制御する能力をユーザに提供することができる。一部の実施形態では、自動ナビゲーションを開始するための初期位置を確立するため、および／または問題、例外、または特定のテストプロトコル（さらなるデータ収集が必要な初期テスト結果など）に応答してユーザが自動制御を無効にすることができるように、手動ナビゲーションモジュール１７６を設けることができる。一部の実施形態では、制御ユニット１５０は、ナビゲーション、センサの展開、および様々なテストプロトコルの実施のために、ジョイスティックおよび他の触覚制御などのロボットクローラ１１０を手動で制御するための１つまたは複数のユーザＩ／Ｏインターフェースを含むことができる。検査モジュール１７８は、１つまたは複数のセンサモジュールを使用して、様々な検査プロトコルのための複数のルーチンを提供してもよい。一部の実施形態では、検査モジュール１７８による使用のために、１つまたは複数のセンサプロトコルがセンサプロトコルデータソース１６８に記憶される。たとえば、目視検査プロトコルは、機械による位置情報への捕捉視覚データのマッピングを可能にするために、定義されたナビゲーション経路に沿ってロボットクローラ１１０上の１つまたは複数のセンサモジュールからの視覚データを起動および捕捉することを含み得る。一部の実施形態では、異なる向きの複数のカメラおよび／または位置決め可能なカメラが１つまたは複数のセンサモジュールに存在してもよく、目視検査モジュールは、ロボットクローラ１１０およびその様々なカメラの選択的起動および位置決めを含み得る。検査モジュール１７８によって実行される検査プロトコルは、ナビゲーション要素（ナビゲーション経路、自律位置決め、および／または手動位置決め）とセンサプロトコル（位置要件、展開、起動、タイミング／サンプリング、パラメータなど）の組み合わせを含み得る。一部の実施形態では、検査モジュール１７８は、視覚データソース１６４およびテストデータソース１６６における視覚データおよびテストデータの記憶、および／または視覚表示モジュール１７０による視覚データの表示、およびデータ表示モジュール１７２によるテストデータの表示を定義し得る。クローラ構成モジュール１８０は、モジュールの構成、およびロボットクローラ１１０の任意の所与の構成の関連する能力およびプロトコルに関するデータを提供し得る。一部の実施形態では、クローラ構成モジュール１８０は、クローラ構成を機械仕様およびセンサプロトコルにマッピングして、ユーザが所与のテスト展開に利用可能なリソースと検査プロトコルを一致させるのを支援することができる。たとえば、センサモジュールの所与の構成は、ロボットクローラ１１０のテスト能力を定義し、これらセンサモジュールを利用するための特定の検査プロトコルを推奨する場合がある。一部の実施形態では、クローラ構成モジュール１８０は、センサモジュールおよび関連する能力のライブラリを含み、ユーザが所望の検査プロトコル用にロボットクローラ１１０を再構成するのをサポートすることができる。クローラ構成モジュール１８０は、ロボットクローラ１１０を制御するために使用され得るクローラコマンド１８４のセットも定義することができる。クローラ調整モジュール１８２は、検査制御モジュール１６０が複数のロボットクローラ１１０を同時に制御することを可能にし得る。一部の実施形態では、クローラ調整モジュール１８２は、複数のロボットクローラとの制御信号およびデータ信号のための複数の通信チャネルを維持してもよい。たとえば、クローラ調整モジュール１８２は、複数のロボットクローラの並列管理のために、視覚表示モジュール１７０、データ表示モジュール１７２、自律ナビゲーションモジュール１７４、手動ナビゲーションモジュール１７６、検査モジュール１７８、およびクローラ構成モジュール１８０の複数のインスタンスを管理することができる。一部の実施形態では、クローラ調整モジュール１８２は、現在のクローラ位置、ナビゲーション経路、様々な動きのタイミングおよびセンサプロトコルを追跡する干渉保護を含み、環状ギャップ内の衝突または他の干渉を防ぐことができる。
【００２１】
一部の実施形態では、視覚表示モジュール１７０、データ表示モジュール１７２、自律ナビゲーションモジュール１７４、手動ナビゲーションモジュール１７６、および検査モジュール１７８は、１つまたは複数のクローラコマンド１８４をロボットクローラ１１０に発行して、それらの機能のいくつかの態様を完了させることを含み得る。次いで、クローラコマンド１８４は、制御ユニット１５０からロボットクローラ１１０へのメッセージまたは制御信号に変換され得る。一部の実施形態では、クローラ構成モジュール１８０は、ロボットクローラ１１０の構成に基づいて、他のモジュールが利用可能なクローラコマンドのセットを定義してもよい。クローラコマンド１８４の例示的なセットが提供されるが、ロボットクローラ１１０の制御、ならびにトラクションモジュール、センサモジュール、および車体フレーム機構の考えられる様々な構成に使用可能なクローラコマンドが排他的でも網羅的でもないことが理解されよう。ロボットクローラ１１０は、本体の位置を駆動する１つまたは複数のモータへの制御信号など、折り畳み状態と１つまたは複数の拡張状態との間で拡張可能な本体１１２を拡張または収縮させる拡張／収縮コマンド１８６を受信することができる。一部の実施形態では、拡張または収縮は、牽引モジュールが（折り畳み状態のために）平面位置にあるとき、または（拡張状態のために）環状ギャップ内の対向表面に接触したときのロボットクローラ１１０内のセンサからのフィードバックに基づいてもよい。他の実施形態では、拡張または収縮は、時間（たとえば、ｘ秒の拡張または収縮の間モータを作動させる）または距離（たとえば、クローラ幅をｙインチに設定する）に基づいてもよい。ロボットクローラ１１０は、（多方向牽引モジュールの場合の牽引モジュールの現在の整列に基づいて）その牽引モジュールを前方または後方に駆動する移動コマンド１８８を受信することができる。ロボットクローラ１１０は、方向変更コマンド１９０を受信して、その牽引モジュールおよび移動方向を再配向することができる。たとえば、方向変更コマンド１９０により、多方向牽引モジュールが９０度回転し、軸方向向きおよび移動方向から径方向向きおよび移動方向に変更することが可能になり得る。一部の実施形態では、方向変更コマンド１９０は、９０度よりも大きいまたは小さい配向変更を含み、配向または牽引モジュールを確認し、配向を制御ユニット１５０に戻すフィードバック信号を含むことができる。ロボットクローラ１１０は、牽引モードコマンド１９２を受信して、異なる牽引モードに対する牽引モジュールの構成の変更を駆動することができる。たとえば、牽引モジュールは、ロボット挿入および／またはロープロファイルおよび滑らかな表面移動のためのフラットモード、およびロボットクローラ１１０の本体と、ロボットクローラ１１０の本体が動くときに沿う表面および／または横切る障害物または凹凸との間にクリアランスを提供するクリアランスモードを含み得る。牽引モードコマンド１９２は、フラットモードからクリアランスモードに、またはクリアランスモードからフラットモードに変更するための制御信号を含み得る。ロボットクローラ１１０は、展開および／または位置決め機能を含むセンサモジュールのための位置センサコマンド１９４を受信し得る。たとえば、一部のセンサモジュールは、データ収集の前、最中、または後にセンサモジュールの１つまたは複数の要素を延長、上昇、下降、回転、またはその他の方法で配置するための電気機械的特徴を含み得る。位置センサコマンド１９４は、ロボットクローラ１１０からセンサを延長または再配置してモータを起動し、データ収集のために位置決めしたり、データ収集中にクローラの位置を変更することなくセンサを（回転などによって）動かしたりするためのモータを起動する制御信号を含むことができる。ロボットクローラ１１０は、センサモジュールに存在するモダリティを使用して、センサモジュールを通じてデータ収集を開始するためのデータ取得コマンド１９６を受信することができる。データ取得コマンド１９６は、視覚センサのカメラからのビデオフィードなどの連続データ収集モード、または機械的くさびのタイトネステストなどのより不連続なセンサテストの特定のテストシーケンスの開始または停止信号を提供することができる。一部のロボットクローラと制御ユニットは、複数のコマンドを、重複するシーケンスとして、または連続コマンドシリーズとして並行して通信および管理できることが理解される。クローラ調整モジュール１８２により、制御ユニット１５０は、並行して複数のロボットクローラにコマンドを発行し、そこからデータを取得することができる。
【００２２】
図２を参照すると、図１のロボットクローラ１１０などのロボットクローラ２１０が機械２２０に挿入されている現場ギャップ検査システム２００が示されている。機械２２０は、入口ギャップ２２２を介してアクセス可能な環状ギャップ２２０を備えた任意の機械、より具体的には、発電機、電動機、またはターボ機械の様々な機械構成であり得る。たとえば、発電機により、鉄心と保持リングとの間の径方向のエアギャップを通して挿入できるようになり、ロータおよびステータコアの現場検査が可能になる。環状ギャップ２２０は、円筒形中央部材２２６と、ほぼ相補的な湾曲を有する周囲の円筒形部材２２４との間に画定され得る。一部の実施形態では、環状ギャップ２２０は、（ステータの内径からロータの外径を引いたもの）を２で除算することによって一般に画定されるエアギャップであってもよい。環状ギャップ２２０は、円筒形中央部材２２６の第１の端部から第２の端部までの軸方向長さと、円筒形中央部材２２６の円周の周りで径方向に測定された円周とを有する。環状ギャップ２２０は、円筒形中央部材２２６の外面２３６から周囲の円筒形部材２２４の最も近い反対側の表面（内面２３４）までで測定された環状ギャップ幅２２８を有する。一部の実施形態では、入口ギャップ２２２は、円筒形中央部材２２６の端部の空気ギャップであってもよく、環状ギャップ幅２２８と同じ入口幅を有してもよい。他の実施形態では、入口ギャップ２２２は、入口ギャップ２２２をさらに拘束し、環状ギャップ幅２２８より小さい入口ギャップ幅２３２を画定する保持部材２３０などの追加の特徴を含むことができる。一部の実施形態では、追加の特徴または障害物は、冷却空気流を方向付けるために使用される入口バッフルなどの環状ギャップ幅２２８を減少させる場合がある。
【００２３】
図２では、ロボットクローラ２１０は、その牽引モジュールが単一の平面に整列している折り畳まれた状態にある。ロボットクローラ２１０は、挿入前の入口ギャップ２２２の外側と、挿入後の環状ギャップ２２０の内側とが示されている。ロボットクローラ２１０は、折り畳まれたクローラ幅２１２を画定してもよい。折り畳まれたクローラ幅２１２は、入口ギャップ幅２３２と環状ギャップ幅２２８の両方より小さくてもよい。折り畳まれた状態では、ロボットクローラ２１０は、環状ギャップ２２０の内側の円筒形中央部材２２６の外面２３６のみと係合する。
【００２４】
図３〜図４は、環状ギャップ２２０内で拡張状態にあるロボットクローラ２１０の２つの図を示している。ロボットクローラ２１０がその拡張状態にあるとき、ロボットクローラ２１０は対向表面２３４、２３６と係合し得る。拡張状態では、ロボットクローラ２１０は、拡張クローラ幅２１４を画定してもよい。拡張クローラ幅２１４は、折り畳まれたクローラ幅２１２および入口ギャップ幅２３２より大きく、環状ギャップ幅２２８に等しく、その結果、対向表面２３４、２３６との表面接触が維持され得る。一部の実施形態では、ロボットクローラ２１０は、拡張可能な本体２４６に取り付けられた複数の牽引モジュール２４０、２４２、２４４を備える。牽引モジュール２４０、２４４は円筒形中央部材２２６の外面２３６のみと係合し、牽引モジュール２４２は周囲の円筒形部材２２６の内面２３４のみと係合してもよい。一部の実施形態では、牽引モジュール２４０、２４２、２４４の構成を逆にすることができ、牽引モジュール２４０、２４４は周囲の円筒形部材２２６の内面２３４のみと係合し、牽引モジュール２４２は円筒形中央部材２２６の外面２３６のみと係合してもよい。牽引モジュール２４０、２４２、２４４は、ホイール、ボール、またはトラックを含むローラを含み、対向表面２３４、２３６との移動表面接触に基づいて環状ギャップ２２０の中でロボットクローラ２１０を動かすことができる。牽引モジュール２４０、２４２、２４４は、環状ギャップ２２０を通る所望のナビゲーション経路上でロボットクローラ２１０を動かすことができる。
【００２５】
図５Ａおよび図５Ｂを参照すると、ロボットクローラ５１０の別の実施形態が、環状ギャップ５２０を検査するための例示的なナビゲーション経路を示す線５３０、５３２とともに環状ギャップ５２０に示されている。ロボットクローラ５１０は、機械５０２の入口端部５２４に隣接する入口ギャップ５２２のすぐ内側の開始クローラ位置に拡張状態で示されている。線５３０をたどって、ロボットクローラ５１０は、入口端部５２４から閉鎖端部５２８まで環状ギャップ５２０のギャップ長さ５２６に沿って前方軸方向に動く。一部の実施形態では、ロボットクローラ５１０は、環状ギャップ５２０のナビゲート可能なギャップ長さ５２６の端部を表す段差または他の障害物に到達してもよい。たとえば、閉鎖端部５２８は、保持リングまたは他の特徴によって形成された段差を含むことができ、機械の囲まれた端部領域への別の空気ギャップを含むことができる。ロボットクローラ５１０は、その移動方向を軸方向から径方向に変えることを可能にする多方向牽引モジュールを含むことができる。線５３０は、環状ギャップ５２０の周囲に沿ったいくつかの径方向の段差を示している。径方向の段差の長さは、センサの範囲／エリア（または視覚センサの視野）、テスト場所、所望のテスト範囲またはサンプリング、および／またはロボットクローラ５１０のセンサモジュールを使用した所望のテストプロトコルをサポートするためにナビゲーション経路に含まれる特定の機械特徴に関連する様々な要因に依存する場合がある。新しい径方向位置が達成された後、線５３０は、ギャップ長さ５２６に沿った逆軸方向の戻り経路を示す。ロボットクローラ５１０は、その移動方向を軸方向の向きに戻し、環状ギャップ５２０の長さを逆方向に動くことができる。一部の実施形態では、ロボットクローラ５１０は、入口ギャップ５２２に関連し、かつ環状ギャップ５２０のナビゲート可能なギャップ長さ５２６の端部を表す段差または他の障害物に到達してもよい。ロボットクローラ５１０は、径方向の移動のために再びその移動方向を再方向付けし、別の径方向の段差に到達してもよい。ロボットクローラ５１０は、選択されたセンサモジュールおよび検査プロトコルで検査される環状ギャップ５２０の領域について、円周に沿った様々な径方向位置でこれらの軸方向パスを進み続けてもよい。一部の実施形態では、ロボットクローラ５１０は、径方向の位置でギャップ長さ２３６を横断し、環状ギャップ５２０の全周にわたって目視検査のための重複カバレッジを提供し、環状ギャップ５２０の表面の完全な目視検査を提供し得る。続く線５３２は、代替の検査経路を示し、多方向および全方向の移動によって複数の検査経路が可能になり得ることを実証するために提供されている。線５３２は、ロボットクローラ５１０を、軸方向移動、径方向移動、および軸方向と径方向との間の中間方向に沿った移動を含む検査経路に沿って動かす。より複雑で繰り返しの少ない検査パスを使用して、特定の領域や特徴の検査に使用したり、既知の障害物を回避したりすることができる。
【００２６】
図６〜図８を参照すると、ロボットクローラ６００の追加の実施形態がいくつかの図で示されており、図６の拡張状態および図７〜図８の折り畳まれた状態を含む。一部の実施形態では、ロボットクローラ６００は、取り外し可能なモジュールを収容するための複数のフレーム６１２、６１４、６１６を含む拡張可能な本体６１０を備えたモジュール式ロボットである。取り外し可能なモジュールは、ホイール、トラック、またはボールなどのローラ、またはギャップ内の表面に沿ってロボットクローラ６００を動かすための別の形態の移動を提供する牽引モジュール６６０、６６２、６６４を含んでもよい。ロボットクローラ６００はまた、ロボットクローラ６００とセンサモジュールとの間に機械的および／または電気／通信／制御を提供するセンサインターフェースを使用して、ナビゲーションセンサ、目視検査センサ、構造テストセンサ、または電気テストセンサなどの複数のセンサモジュールを収容してもよい。たとえば、１つまたは複数のモジュールフレームは、センサインターフェースおよび／または牽引モジュールを含むことができ、または他のセンサモジュールは、単一フレームから複数のモジュールを連鎖させるためのセンサインターフェースを含むことができる。複数のセンサインターフェースは、ロボットクローラ６００上のいくつかの位置に提供されて、様々なセンサに異なる動作位置を提供してもよい。たとえば、牽引モジュール６６０、６６２、６６４のそれぞれは、１つまたは複数のセンサインターフェースおよび関連するセンサ位置を含むことができる。一部の実施形態では、センサインターフェースの複数の構成があり得る。たとえば、牽引モジュール６６０、６６２、６６４に取り付けるためのセンサインターフェースは、シリアルセンサインターフェース間のセンサインターフェースとは異なる場合がある。テザーコネクタモジュール６０２など、他の機能のために他のモジュールも提供され得る。
【００２７】
一部の実施形態では、拡張可能な本体６１０は、ほぼ長方形の基部フレームを含み、長方形の短辺を提供する前部フレーム６１２および後部フレーム６１６に接続された、長方形の長辺の側方部材６１８、６２０を含む。側方部材６１８、６２０は、それぞれの遠位端に近接したフレーム取り付け補助具６２２、６２４、６２６、６２８を含むことができる。フレーム取り付け補助具６２２、６２４は前部フレーム６１２に接続し、フレーム取り付け補助具６２６、６２８は後部フレーム６１６に接続することができる。一部の実施形態では、中間フレーム６１４は、拡張状態で拡張可能な本体６１０の幅を拡張するために、前部フレーム６１２および後部フレーム６１６の平面から変位するように構成されてもよい。中間フレーム６１４は、長方形の基部フレームに接続された延長リンク部材６３０、６３２に取り付けることができる。たとえば、延長リンク部材６３０、６３２は、前部フレーム６１２および後部フレーム６１６、または前部フレーム６１２および後部フレーム６１６の遠位端に近接する側方部材６１８、６２０を交互に備えた旋回取り付け補助具６３４、６３６、６３８、６４０を含んでもよい。延長リンク部材６３０、６３２は、中間フレーム６１４への旋回取り付け補助具６５０、６５２を有する第１のリンク６４２、６４４および第２のリンク６４６、６４８を備えた関節リンク部材であってもよい。旋回取り付け部材６５０、６５２は、延長リンク部材６３０、６３２の関節継手として機能し、長方形の基部フレームの平面に垂直に中間フレーム６１４を動かすことができる。拡張可能な本体６１０は、中間フレーム６１４を動かすためのモータまたは他のアクチュエータを含んでもよい。たとえば、側方部材６１８、６２０は、後部フレーム６１６に対して前部フレーム６１２を動かし、側方部材６１８、６２０の長さおよび前部フレーム６１２と後部フレーム６１６との間の距離を変えるための線形アクチュエータ６５４、６５６を含むことができる。側方部材６１８、６２０が完全に伸長した位置にあるとき、前部フレーム６１２、中間フレーム６１４、および後部フレーム６１６は同じ平面にあり、拡張可能な本体６１０はその最も制限されたまたは折り畳まれた状態にある。側方部材６１８、６２０が線形アクチュエータ６５４、６５６により短縮され、後部フレーム６１６が前部フレーム６１２に向かって動くと、延長リンク部材６３０、６３２は旋回取り付け部材６５０、６５２において関節運動し、第１のリンク６４２、６４４、第２のリンク６４６、６４８、および側方部材６１８、６２０は、中間フレーム６１４が前部フレーム６１２と後部フレーム６１６との間の移動方向に垂直な方向に動く二等辺三角形を形成する。レバーアーム、シザージャッキ、伸縮部材、または他の変位機構に取り付けられた１つまたは複数のフレームなど、拡張可能な本体の他の構成が可能である。一部の実施形態では、拡張可能な本体６１０は、前部フレーム６１２と後部フレーム６１６と中間フレーム６１４との間に衝撃吸収体を組み込んで、不均一なギャップ空間のナビゲートを支援してもよい。たとえば、延長リンク部材６３０、６３２は、対向ギャップ面での牽引を支援し、いくつかの障害物および／またはギャップ間隔の変化を補償するために、内部スプリングを備えた伸縮リンクを組み込んでもよい。一部の実施形態では、側方部材６１８、６２０は、電力損失または線形アクチュエータ６５４、６５６の制御を妨げる他の障害の場合に側方部材６１８、６２０を手動で外すための緊急解放６２７、６２９を含むことができる。たとえば、フレーム取り付け補助具６２６、６２８は、側方部材６１８、６２０をフレーム取り付け補助具６２６、６２８に取り付ける機械的締結具を組み込むことができ、これらの機械的締結具は、ユーザが機械的締結具を解放し、それにより側方部材６１８、６２０を外して、拡張可能な本体６１０を折り畳まれた状態に折り畳むことができるようにすることにより、緊急解放６２７、６２９として機能することができる。一部の実施形態では、緊急解放６２７、６２９は、フレーム取り付け補助具６２６、６２８を通って側方部材６１８、６２０に入るネジ、ボルト、またはピンであってもよく、取り外されて拡張可能な本体６１０を折り畳むことができる。一部の実施形態では、拡張可能な本体６１０は、フレーム６１２、６１４、６１６および側方部材６１８、６２０の構成に基づく弧である側方形状を有し、図８で最も明らかに見える。拡張可能な本体６１０の弧は、ロボットクローラ６００が動作することを意図されている環状ギャップの湾曲を補完するように構成されてもよい。たとえば、弧または湾曲は、環状ギャップを画定する中央円筒形部材の外面または周囲の円筒形部材の内面の弧に類似していてもよい。
【００２８】
一部の実施形態では、フレーム６１２、６１４、６１６のそれぞれは、牽引モジュール６６０、６６２、６６４を受け取り、配置し、保持するように構成される。たとえば、牽引モジュール６６０、６６２、６６４はそれぞれ、フレーム６１２、６１４、６１６に取り外し可能に取り付けられる固定外側フレーム６６６、６６８、６７０を備えた多方向牽引モジュールであってもよい。牽引モジュール６６０、６６２、６６４は、ロボットクローラ６００がローラ６７８、６８０、６８２の向きおよび移動方向を変更できるようにする回転内側フレーム６７２、６７４、６７６を含むことができる。牽引モジュール６６０、６６２、６６４のそれぞれは、センサモジュールまたは他の機能モジュールを直接または直列に取り付けるために使用できる１つまたは複数のインターフェース６８４、６８６、６８８、６９０も含むことができる。たとえば、牽引モジュール６６０は、インターフェース６８４を含むことができ、視覚センサモジュール６９２とともに示されている。牽引モジュール６６２は、インターフェース６８６、６８８および視覚センサモジュール６９４、６９６を含み得る。牽引モジュール６６４は、インターフェース６９０、視覚センサモジュール６９８、およびテザーコネクタモジュール６０２を含み得る。
【００２９】
図９を参照すると、機械的位置決めモジュール９００が示されている。機械的位置決めモジュール９００を使用して、ギャップ９０２内で、ロボットクローラ９１０のクローラ位置に対してセンサモジュール（図示せず）を配置することができる。たとえば、機械的位置決めモジュール９００は、ギャップ９０２を画定する対向する機械表面９０４、９０６の間の所望の高さにセンサインターフェース９２０（および取り付けられたセンサモジュール）を動かすための１つまたは複数の位置決め可能な継手を含むことができる。機械的位置決めモジュール９００は、第１の表面９０４と第２の表面９０６との間のギャップ９０２に示され、センサインターフェースハウジング９２２を位置決めしてリップ９０８を取り除くロボットクローラ９１０に取り付けられている。一部の実施形態では、機械的位置決めモジュール９００は、ロボットクローラ９１０のセンサインターフェース９１２に接続する取り付けインターフェースハウジング９３０を含むことができる。機械的位置決めアセンブリ９４０は、一端で取り付けインターフェースハウジング９３０に接続し、他端でセンサインターフェースハウジング９２２に接続することができる。たとえば、取り付けインターフェースハウジング９３０は、センサモジュールについて他で説明されるものと同様の取り付けインターフェース９３２を含むことができ、ロボットクローラ９１０上のセンサインターフェース９１２などの１つまたは複数のセンサインターフェースと互換性がある。取り付けインターフェースハウジング９３０は、制御信号を受信し、機械的位置決めアセンブリ９４０の位置を制御するためのモータ（図示せず）および他の構成要素を含み得る。機械的位置決めアセンブリ９４０は、センサインターフェースハウジング９２２をロボットクローラ９１０の基部に平行な平面上に維持しながら上下させることができる平行リフト９４２や、センサインターフェースハウジング９２２をロボットクローラ９１０から所望の距離に配置するための延長部材９４４など、所望の位置決め動作を実行するための様々な位置決め可能な継手、部材、およびアクチュエータを含み得る。センサインターフェースハウジング９２２は、センサモジュールを受け取り、位置決めし、接続するための他の場所で説明されるものと同様のセンサインターフェース９２０を提供することができる。一部の実施形態では、センサインターフェースハウジング９２２は、位置決めアセンブリを備えた統合センサモジュール用のセンサハウジングに置き換えることができる。
【００３０】
図１０および図１１を参照すると、機械的テストモジュール、より具体的には、加えられた力とステータくさびなどのステータの対象表面の撓みとの間の相関を使用してくさびのタイトネスをテストするくさび検査テストセンサモジュール１０００が示されている。同様の機械的テストモジュールを使用して、ステータ内部の可動構成要素または物体に加えられた力に応じて、他の対象表面の撓みをテストすることができる。センサモジュール１０００は、本明細書の図１〜図８に関して説明するロボットクローラなどのロボットに取り付けるためのモジュールハウジング１００４に取り付けられた機械的テストアセンブリ１００２を含むことができる。一部の実施形態では、機械的テストアセンブリ１００２は、センサヘッド１００６を含むことができる。ロボットクローラは、機械のギャップに展開され、ロボットクローラまたは制御ユニットからの制御信号に基づいて所望のクローラ位置にナビゲートし、センサモジュール１０００をテスト位置に配置して、所望の機械的テストを行うことができる。たとえば、センサモジュール１０００は、既知の周方向および軸方向位置にある選択されたステータくさびなど、ステータの対象表面の真下のギャップに配置されてもよい。機械的テストアセンブリ１００２は、テストまたはセンサデータをロボットクローラまたは制御ユニットに送り返すことができる。たとえば、テストまたはセンサデータは、センサモジュール１０００とロボットクローラとの間の電気相互接続部を通過させることができ、データは、２つの間で無線で送信するか、有線または無線伝送を介して直接制御ユニットに送信することができる。一部の実施形態では、テストのためのデータの一部はセンサモジュール１０００から来てもよく、データの別の一部は別のソース、たとえば取り付けられた油圧ポンプ１００８の力センサ１００９、ロボットクローラの別のセンサモジュールからのデータ、または機械内の別のテストシステムまたは動作センサからのデータから来てもよい。一部の実施形態では、モジュールハウジング１００４は、他の場所にある別のマイクロプロセッサの支援の有無にかかわらず、収集データおよび／または計算結果を処理、記憶、および／または送信するオンボード電子回路（図示せず）を含み得る。
【００３１】
モジュールハウジング１００４は、取り付けインターフェース１０１０を含み得る。たとえば、取り付けインターフェース１０１０は、ばね荷重接触コネクタなどの電気相互接続部１０１２、１０１４と、ロボットクローラのセンサインターフェースにセンサモジュール１０００を取り外し可能に取り付けるための締結具１０１６、１０１８とを含むことができる。一部の実施形態では、締結具１０１６、１０１８を支持ブラケット１０２４、１０２６の貫通孔１０２０（他の貫通孔は見えない）を通して挿入して、支持ブラケット１０２４、１０２６を収容するスロットや、締結具１０１６、１０１８のネジ端（図示せず）を受け入れるためのねじ穴などのセンサインターフェースの対応する機械的レセプタクルに取り付けることができる。電気相互接続部１０１２、１０１４は、様々な電気チャネルを運ぶワイヤなどの１つまたは複数の物理的経路を含み得る。たとえば、電力、制御、データ、および他の通信チャネルを含めることができ、様々な電気、センサ、モータ、および／またはマイクロプロセッサシステムもしくはサブシステム用の別個の経路を含めることができる。モジュールハウジング１００４は、電子回路、モータ、相互接続部、および他の構成要素を含む様々な内部構成要素を支持および保護するハウジング本体１０２８およびハウジングカバー１０３０を含むことができる。一部の実施形態では、モジュールハウジング１００４は、センサモジュール１０００の位置決めおよび動作に関連する視覚データを収集するためのカメラ１０３２を組み込むことができる。たとえば、カメラ１０３２は、センサヘッド１００６に面して配置され、センサヘッド１００６およびセンサモジュール１０００が展開されるギャップの対向表面を含む視野を提供する広視野カメラであってもよい。カメラ１０３２は、制御ユニットのユーザまたはセンサモジュール１０００またはロボットクローラまたは制御ユニットの視覚位置決めサブシステムに視覚データを提供することにより、機械のギャップ内の対向表面から所望の間隔でセンサヘッド１００６を位置決めするのを支援し得る。モジュールハウジング１００４は、機械的テストアセンブリ１００２を取り付けて支持するためのアームピボット１０３４、１０３６を含む。モジュールハウジング１００４はまた、アクチュエータ１０４０、１０４２を駆動するモータおよびギアなど、機械的テストアセンブリ１００２を動かすアクチュエータ１０４０、１０４２の少なくとも一部を含み、支持してもよい。
【００３２】
機械的テストアセンブリ１００２は、アクチュエータ１０４０、１０４２、延長アーム１０４４、１０４６、およびセンサヘッド１００６を含み得る。アクチュエータ１０４０、１０４２は、延長アーム１０４４、１０４６およびセンサヘッド１００６を移動および位置決めするための様々な駆動装置を含み得る。たとえば、様々なモータ、回転位置決めシステム、および同様のアクチュエータは、モジュールハウジング１００４上のアームピボット１０３４、１０３６の周りの延長アーム１０４４、１０４６および／または延長アーム１０４４、１０４６の遠位端１０５２、１０５４のヘッドピボット１０４８、１０５０の周りのセンサヘッド１００６を動かすことができる。一部の実施形態では、アクチュエータ１０４０、１０４２は、モジュールハウジング１００４内のモータに接続されたタイミングベルト１０５６、１０５８を含んでもよい。タイミングベルト１０５６は、アームピボット１０３４、１０３６で延長アーム１０４４、１０４６に動作可能に接続され、アームピボット１０３４、１０３６の周りに延長アーム１０４４、１０４６を移動および配置し、ギャップ内の対向表面に対するセンサヘッド１００６の上昇を制御することができる。タイミングベルト１０５８は、ヘッドピボット１０４８、１０５０でセンサヘッド１００６に動作可能に接続されて、センサヘッド１００６を動かし、延長アーム１０４４、１０４６の遠位端１０５２、１０５４のヘッドピボット１０４８、１０５０の周りに配置してセンサヘッド１００６の傾斜を制御し、センサヘッド１００６をステータの対象表面に対して垂直に配置できるようにしてもよい。タイミングベルト１０５６、１０５８は、回転構成要素の順応性を提供し、ナビゲーションおよび位置決め中のセンサヘッド１００６と環境との衝突によって引き起こされる継手応力を最小限に抑えることができる。一部の実施形態では、延長アーム１０４４、１０４６は、エアギャップの動作幅に対する位置決め弧のカスタマイズを可能にし得る長さ調整を含み得る。たとえば、延長アーム１０４４、１０４６は、アームピボット１０３４、１０３６からヘッドピボット１０４８、１０５０までの延長アームの長さの伸縮式調整を提供する固定部材１０６０、１０６２およびスライド部材１０６４、１０６６を含むことができる。一部の実施形態では、センサモジュール１０００が機械のギャップの外側にあるか、別の方法でユーザがアクセスできる間に、延長アーム１０４４、１０４６の長さを手動で調整することができる。一部の実施形態では、延長アーム１０４４、１０４６は、延長アーム１０４４、１０４６の長さを遠隔調整するための長さアクチュエータ（図示せず）を含むことができる。センサヘッド１００６は、ヘッドピボット１０４８、１０５０において延長アーム１０４４、１０４６の長さに垂直な方向に延長アーム１０４４、１０４６に取り付けられ、それらの間に延びることができる。一部の実施形態では、延長アーム１０４４、１０４６は、追加の支持、強度、および安定性のために、延長アーム１０４４、１０４６に取り付けられ、かつ延長アーム１０４４、１０４６の長さに垂直にそれらの間にまたがる追加の交差部材１０６８を含むことができる。
【００３３】
センサヘッド１００６は、ヘッドピボット１０４８、１０５０によって延長アーム１０４４、１０４６に取り付けられた基部１０７０を含むことができる。たとえば、基部１０７０は、アクチュエータ基部１０７２と、ヘッドピボット１０４８、１０５０を通って延びる軸に沿って配置された基部相互接続部１０７４、１０７６とを含むことができる。一部の実施形態では、アクチュエータ基部１０７２は油圧アクチュエータ基部であってもよく、基部相互接続部１０７４、１０７６は油圧ホースフィッティングであってもよい。他の実施形態では、空気圧または電気機械アクチュエータなどの他の制御力アクチュエータを使用してもよい。相互接続部１０７４、１０７６は、油圧アクチュエータ用の油圧ポンプ１００８などの制御されたパワー源に接続することができる。他の実施形態では、電気相互接続部１０１２、１０１４を介して受け取った電力によって駆動される統合電気機械アクチュエータは、油圧ポンプ１００８などの外部パワー源、および相互接続部１０７４、１０７６の使用を不要にすることができる。アクチュエータの構成に応じて、他の油圧、空圧、機械、または電気のパワー源も使用できる。一部の実施形態では、油圧ポンプ１００８は、くさびタイトネスをテストするための力データを生成するために使用され得る力センサ１００９を含むことができる。たとえば、力センサ１００９は、油圧ポンプ１００８の制御ループの統合された機能であってもよく、相互接続部１０７４、１０７６に接続された１つまたは複数のライン上の別個の力センサであってもよい。一部の実施形態では、力センサ１００９は、アクチュエータ基部１０７２内などのセンサヘッド１００６に直接統合されてもよい。線形アクチュエータ部材１０７８、１０８０は、アクチュエータ基部１０７２から制御可能に延びて、加えられた力に応じてセンサヘッド１００６の高さを調整し、アクチュエータプラットフォーム１０８２をアクチュエータ基部１０７２から遠ざけてもよい。アクチュエータプラットフォーム１０８２は、位置センサ１０８４、１０８６およびアンビル１０８８を位置決めおよび支持してもよい。たとえば、位置センサ１０８４、１０８６は、アンビル１０８８、より具体的にはアンビルヘッド１０９２上の接触表面１０９０の変位に相関する位置データを生成する誘導センサを含むことができる。テスト中、接触表面１０９０は、既知の力に応じた対象表面の変位を測定するために、ステータの対象表面に係合してもよい。一部の実施形態では、位置センサ１０８４、１０８６は、基準表面または構造への近接度を使用して、位置および変位を計算してもよい。光学（レーザを含む）、音響、加速度計、その他の近接センサなど、他のタイプの位置センサを使用できる。一部の実施形態では、アンビル１０８８は、異なるギャップサイズに対してセンサヘッド１００６の開始高さをカスタマイズするために、調整可能な高さ（アクチュエータ部材１０７８、１０８０とは無関係）を含むことができる。たとえば、アンビル１０８８は、取り外し可能なアンビルヘッド１０９２と、所望の開始高さを構成するために追加または除去され得るアンビルヘッド１０９２の下に積み重ねられた複数のアンビルスペーサ１０９４、１０９６、１０９８とを含むことができる。一部の実施形態では、アンビルスペーサ１０９４、１０９６、１０９８は、６つのスペーサとヘッドのセットなどの標準サイズのアンビルスペーサのセットの一部であり、これらは集合的にステータくさび深さとエアギャップの変化の最も一般的な変化を表す。アクチュエータプラットフォーム１０８２、アンビルヘッド１９９２、およびアンビルスペーサ１０９４、１０９６、１０９８の組み合わせは、アンビル１０８８およびセンサヘッド１００６の高さの増分範囲を提供する。
【００３４】
図１２を参照すると、例示的なマルチアクチュエータセンサモジュール１２００が、そのハウジングカバー、内部配線および電子回路、およびセンサヘッドが取り外されて示されている。センサモジュール１２００は、図１０〜図１１のセンサモジュール１０００と同様に説明され得る。センサモジュール１２００は、取り付けインターフェース１２０４および延長アーム１２０６、１２０８を備えたモジュールハウジング１２０２を含む。取り付けインターフェース１２０４は、ばね荷重接触コネクタなどの電気相互接続部１２１０、１２１２と、ロボットクローラのセンサインターフェースにセンサモジュール１２００を取り外し可能に取り付けるための締結具１２１４、１２１６とを含むことができる。一部の実施形態では、締結具１２１４、１２１６は、支持ブラケット１２１８、１２２０を通して挿入されて、センサインターフェースの対応する機械的レセプタクルに取り付けられてもよい。電気相互接続部１２１０、１２１２は、ワイヤ（図示せず）に接続されたピン１２２２、１２２４などの、様々な電気チャネルを運ぶ１つまたは複数の物理的経路を含み得る。たとえば、電力、制御、データ、および他の通信チャネルを含めることができ、様々な電気、センサ、モータ、および／またはマイクロプロセッサシステムもしくはサブシステム用の別個の経路を含めることができる。
【００３５】
モジュールハウジング１２０２は、電子回路コンパートメント１２２８およびモータコンパートメント１２３０を画定するハウジング本体１２２６を含むことができる。電子回路コンパートメント１２２８は、電気相互接続部１２１０、１２１２および／または、モータ、センサ、カメラ、光源、およびセンサモジュール１２００の他のサブ構成要素への無線チャネルおよび／または有線接続などの他のチャネルを介して電気信号を受信するための様々な電子回路および相互接続部を含むことができる。たとえば、電子回路コンパートメント１２２８は、マイクロコントローラ、１つまたは複数の電力、通信、および／または制御インターフェース、および／または様々な構成要素間のチャネルを管理するためのハブまたはバスを含む、様々な統合および／または搭載構成要素を備えたプリント回路基板を含むことができる。モータコンパートメント１２３０は、ギアアセンブリ１２３６、１２３８およびタイミングベルト１２４０、１２４２に接続されたシャフトを駆動するアームリフトモータ１２３２およびセンサヘッドチルトモータ１２３４を含むことができる。一部の実施形態では、モジュールハウジング１２０２は、カメラ１２４４および１つまたは複数の光源（図示せず）を組み込むことができ、それらの相互接続部はモータコンパートメント１２３０を通過することができる。モジュールハウジング１２０２は、延長アーム１２０６、１２０８を取り付けて支持するためのアームピボット１２４６、１２４８を含むことができる。モジュールハウジング１２０２はまた、ギアアセンブリ１２３６、１２３８と、タイミングベルト１２４０、１２４２のベルト経路の少なくとも一部とを収容および支持してもよい。延長アーム１２０６、１２０８は、含んでもよい。
【００３６】
延長アーム１２０６、１２０８は、アームピボット１２４６、１２４８においてモジュールハウジング１２０２に移動可能に取り付けられ、アームリフトモータ１２３２のパワーの下でギアアセンブリ１２３６の回転に基づいてアームピボット１２４６、１２４８の軸（図示せず）の周りを回転することができる。たとえば、アームピボットは、ギアアセンブリ１２３６、１２３８および延長アーム１２０６、１２０８の取り付け端部１２５２、１２５４の少なくとも一部を支持する軸１２５０を収容する凹部（図示せず）を含んでもよい。延長アーム１２０６、１２０８は、センサヘッドピボット１２６０、１２６２を含む取り付け端部１２５２、１２５４の対向端部に遠位端１２５６、１２５８を有してもよい。たとえば、センサヘッドピボット１２６０、１２６２は、センサヘッドの軸部材（図示せず）を収容することができる円形開口部１２６４、１２６６を含むことができる。一部の実施形態では、延長アーム１２０６、１２０８は、追加の支持、強度、および安定性のために、延長アーム１２０６、１２０８に取り付けられ、かつ延長アーム１２０６、１２０８の長さに垂直にそれらの間にまたがる追加の交差部材１２６８を含むことができる。
【００３７】
別の実施形態（図示せず）では、延長アーム１２０６、１２０８は、ギャップ内のピボット１２４６、１２４８の周りの延長アーム１２０６、１２０８の位置を調整することなくセンサモジュール１２００の動作を可能にするロボットクローラのセンサインターフェースに対する位置に固定され得る。一部の実施形態では、ピボット１２４６、１２４８、アームリフトモータ１２３２、および関連する構成要素を排除し、延長アーム１２０６、１２０８の固定取り付け補助具、またはより制限された高さまたは角度調整によって置き換えることができる。一部の実施形態では、センサヘッドピボット１２６０、１２６２は、モジュールハウジング１２０２の遠位端に統合されてもよく、延長アーム１２０６、１２０８は、モジュールハウジング１２０２の側壁に統合されてもよい。
【００３８】
図１３を参照すると、くさび検査テストセンサモジュール１３００が、ロボット１３０２によって支持され、対向表面１３０６、１３０８の間のギャップ１３０４に展開されて示されている。たとえば、センサモジュール１３００は、図１０〜図１２に記載されたセンサモジュールと同様であってもよく、ロボット１３０２は、図１〜図８に記載されたロボットクローラと同様であってもよい。ギャップ１３０４は、発電機、電動機、またはターボ機械などの機械の環状ギャップであってもよく、対向表面１３０６、１３０８は、そのような機械のそれぞれのロータおよびステータであってもよい。たとえば、表面１３０６は、テストされる対象表面１３１０を備えたステータくさびを含むステータ表面であってもよい。センサモジュール１３００は、取り付けインターフェース１３１４によってロボット１３０２に接続されたモジュールハウジング１３１２を含んでもよい。延長アーム１３１６は、モジュールハウジング１３１２の取り付けインターフェース１３１４とは反対側のアーム継手１３１８から延びてもよい。センサヘッド１３２０は、延長アーム１３１６のモジュールハウジング１３１２とは反対側の端部のヘッド継手１３２２から延びてもよい。アーム継手１３１８およびヘッド継手１３２２はそれぞれ、展開、ナビゲーション、およびテスト中に回転可能に配置できるようにするアクチュエータ１３２４、１３２６によって制御されてもよい。センサヘッド１３２０は、センサヘッド１３２０の遠位端上の接触表面１３３０を介して対象表面１３１０に測定力を加えるための線形アクチュエータ１３２８と、線形アクチュエータ１３２８および／または対象表面１３１０の変位を測定するための位置センサ１３３２を含んでもよい。
【００３９】
センサモジュール１３００は、接触表面１３３０が対象表面１３１０と係合し、表面接触するテスト位置に示されている。一部の実施形態では、ロボット１３０２は、狭い入口ギャップから挿入されるロボットクローラであってもよく、センサモジュール１３００を含むロボット１３０２の厚さは、選択された機械にロボットシステムを展開する実行可能性を決定し得る。入口ギャップを通して展開するために、センサモジュール１３００は、アクチュエータ１３２４、１３２６を使用して、モジュールハウジング１３１２、延長アーム１３１６、およびセンサヘッド１３２０を共通面に位置合わせし、これにより取り付けインターフェース１３１４が接触表面１３３０、アーム継手１３１８、およびヘッド継手１３２２と位置合わせするようにしてもよい。一旦ギャップ１３０４内に入ると、ロボット１３０２は、センサモジュール１３００が対向表面１３０６、１３０８から離れて配置されるように、取り付けインターフェース１３１４が係合されるセンサインターフェースを拡張またはその他の方法で再配置することができる。センサヘッド１３２０および接触表面１３３０をテスト位置に動かすために、アクチュエータ１３２６は延長アーム１３１６を表面１３０８に向かって回転させ、アクチュエータ１３２４はセンサヘッド１３２０を表面１３０６に向かって回転させ始めてもよい。一部の展開では、延長アーム１３１６は、ヘッド継手１３２２において表面１３０８と接触させてもよい。センサヘッド１３２０は、センサヘッド１３２０が表面１３０６に垂直になり、接触表面１３３０が対象表面１３１０と接触するまで、表面１３０６に向かって回転させることができる。延長アーム１３１６およびセンサヘッド１３２０の位置決めは、所望のテスト位置が達成されるまで繰り返し行われてもよい。
【００４０】
本明細書で使用している専門用語は、単に特定の実施形態を説明するためのものに過ぎず、本開示を限定するものではない。本明細書で使用する場合、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」および「前記（ｔｈｅ）」は、文脈で別途明確に指示しない限り、複数形も含むものとする。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用される場合、記載した特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を示すが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはこれらのグループの存在または追加を排除するものではないことがさらに理解されよう。
【００４１】
添付の特許請求の範囲におけるミーンズプラスファンクションまたはステッププラスファンクションの要素すべての、対応する構造、材料、動作および均等物は、具体的に請求された他の請求項と組み合わせてその機能を遂行するための、一切の構造、材料、または動作を包含することが意図されている。本開示の記述は、例示および説明の目的で提示されたもので、網羅的であることも、または本開示を開示した形態に限定することも意図していない。当業者には、本開示の範囲および趣旨から逸脱することなく多くの変更および変形が明らかであろう。本開示の原理および実際の応用を最良に説明し、想定される特定の用途に適するような様々な変更を伴う様々な実施形態の開示を他の当業者が理解できるようにするために、本実施形態を選択し、かつ説明した。
【００４２】
本開示は、「現場ギャップ検査用モジュール式クローラロボット」と題された米国特許出願第１５／６５２，７３０号（２０１７年７月１８日に同日出願）に関連し、その全内容は参照により本明細書に組み込まれています。本開示は、「端部領域検査モジュールおよび現場ギャップ検査ロボットシステムのための方法」と題された米国特許出願第１５／６５２，７７１号（２０１７年７月１８日に同日出願）に関連し、その全内容は参照により本明細書に組み込まれています。本開示は、「ロボットのための全方向性牽引モジュール」と題された米国特許出願第１５／６５２，８５９号（２０１７年７月１８日に同日出願）に関連し、その全内容は参照により本明細書に組み込まれています。本開示は、「現場ギャップ検査ロボットシステムおよび方法」と題された米国特許出願第１５／６５２，６８０号（２０１７年７月１８日に同日出願）に関連し、その全内容は参照により本明細書に組み込まれています。
【符号の説明】
【００４３】
１００  システム
１１０  ロボットクローラ
１１２  拡張可能な本体
１１４  前方牽引モジュール
１１６  中間牽引モジュール
１１８  後方牽引モジュール
１２０  センサモジュール
１２２  センサモジュール
１２４  テザーコネクタ
１２６  テザーコネクタ
１３０  テザーリール
１３２  テザー
１３４  端部コネクタ
１３６  締結具
１３８  締結具
１４２  サーボモータ
１４４  張力管理ロジック
１４６  固定接続
１４８  ワイヤ
１５０  制御ユニット
１５２  コンピューティングシステム
１５４  メモリ
１５６  プロセッサ
１５８  Ｉ／Ｏインターフェース
１６０  検査制御モジュール
１６２  検査経路データソース
１６４  視覚データソース
１６６  テストデータソース
１６８  センサプロトコルデータソース
１７０  視覚表示モジュール
１７２  データ表示モジュール
１７４  自律ナビゲーションモジュール
１７６  手動ナビゲーションモジュール
１７８  検査モジュール
１８０  クローラ構成モジュール
１８２  クローラ調整モジュール
１８４  クローラコマンド
１８６  拡張／収縮コマンド
１８８  移動コマンド
１９０  方向変更コマンド
１９２  牽引モードコマンド
１９４  位置センサコマンド
１９６  データ取得コマンド
２００  現場ギャップ検査システム
２１０  ロボットクローラ
２１２  クローラ幅
２１４  拡張クローラ幅
２２０  機械、環状ギャップ
２２２  入口ギャップ
２２４  円筒形部材
２２６  円筒形中央部材
２２８  環状ギャップ幅
２３０  保持部材
２３２  入口ギャップ幅
２３４  対向表面、内面
２３６  対向表面、外面
２４０  牽引モジュール
２４２  牽引モジュール
２４４  牽引モジュール
２４６  本体
２６４  視覚データソース
５０２  機械
５１０  ロボットクローラ
５２０  環状ギャップ
５２２  入口ギャップ
５２４  入口端部
５２８  閉鎖端部
６００  ロボットクローラ
６０２  テザーコネクタモジュール
６１０  本体
６１２  前部フレーム
６１４  中間フレーム
６１６  後部フレーム
６１８  側方部材
６２０  側方部材
６２２  フレーム取り付け補助具
６２４  フレーム取り付け補助具
６２６  フレーム取り付け補助具
６２７  緊急解放
６２８  フレーム取り付け補助具
６２９  緊急解放
６３０  延長リンク部材
６３２  延長リンク部材
６３４  旋回取り付け補助具
６３６  旋回取り付け補助具
６３８  旋回取り付け補助具
６４０  旋回取り付け補助具
６４２  第１のリンク
６４４  第１のリンク
６４６  第２のリンク
６４８  第２のリンク
６５０  旋回取り付け補助具、旋回取り付け部材
６５２  旋回取り付け補助具、旋回取り付け部材
６５４  線形アクチュエータ
６５６  線形アクチュエータ
６６０  牽引モジュール
６６２  牽引モジュール
６６４  牽引モジュール
６６６  固定外側フレーム
６６８  固定外側フレーム
６７０  固定外側フレーム
６７２  回転内側フレーム
６７４  回転内側フレーム
６７６  回転内側フレーム
６７８  ローラ
６８０  ローラ
６８２  ローラ
６８４  インターフェース
６８６  インターフェース
６８８  インターフェース
６９０  インターフェース
６９２  視覚センサモジュール
６９４  視覚センサモジュール
６９６  視覚センサモジュール
６９８  視覚センサモジュール
９００  機械的位置決めモジュール
９０２  ギャップ
９０４  機械表面、第１の表面
９０６  機械表面、第２の表面
９０８  リップ
９１０  ロボットクローラ
９１２  センサインターフェース
９２０  センサインターフェース
９２２  センサインターフェースハウジング
９３０  取り付けインターフェースハウジング
９３２  取り付けインターフェース
９４０  機械的位置決めアセンブリ
９４２  平行リフト
９４４  延長部材
１０００  検査テストセンサモジュール
１００２  機械的テストアセンブリ
１００４  モジュールハウジング
１００６  センサヘッド
１００８  油圧ポンプ
１００９  力センサ
１０１０  取り付けインターフェース
１０１２  電気相互接続部
１０１４  電気相互接続部
１０１６  締結具
１０１８  締結具
１０２０  貫通孔
１０２４  支持ブラケット
１０２６  支持ブラケット
１０２８  ハウジング本体
１０３０  ハウジングカバー
１０３２  カメラ
１０３４  アームピボット
１０３６  アームピボット
１０４０  アクチュエータ
１０４２  アクチュエータ
１０４４  延長アーム
１０４６  延長アーム
１０４８  ヘッドピボット
１０５０  ヘッドピボット
１０５２  遠位端
１０５４  遠位端
１０５６  タイミングベルト
１０５８  タイミングベルト
１０６０  固定部材
１０６２  固定部材
１０６４  スライド部材
１０６６  スライド部材
１０６８  交差部材
１０７０  基部
１０７２  アクチュエータ基部
１０７４  基部相互接続部
１０７６  基部相互接続部
１０７８  線形アクチュエータ部材
１０８０  線形アクチュエータ部材
１０８２  アクチュエータプラットフォーム
１０８４  位置センサ
１０８６  位置センサ
１０８８  アンビル
１０９０  接触表面
１０９２  アンビルヘッド
１０９４  アンビルスペーサ
１０９６  アンビルスペーサ
１０９８  アンビルスペーサ
１２００  マルチアクチュエータセンサモジュール
１２０２  モジュールハウジング
１２０４  取り付けインターフェース
１２０６  延長アーム
１２０８  延長アーム
１２１０  電気相互接続部
１２１２  電気相互接続部
１２１４  締結具
１２１６  締結具
１２１８  支持ブラケット
１２２０  支持ブラケット
１２２２  ピン
１２２４  ピン
１２２６  ハウジング本体
１２２８  電子回路コンパートメント
１２３０  モータコンパートメント
１２３２  アームリフトモータ
１２３４  センサヘッドチルトモータ
１２３６  ギアアセンブリ
１２３８  ギアアセンブリ
１２４０  タイミングベルト
１２４２  タイミングベルト
１２４４  カメラ
１２４６  アームピボット
１２４８  アームピボット
１２５０  軸
１２５２  取り付け端部
１２５４  取り付け端部
１２５６  遠位端
１２５８  遠位端
１２６０  センサヘッドピボット
１２６２  センサヘッドピボット
１２６４  円形開口部
１２６６  円形開口部
１２６８  交差部材
１３００  検査テストセンサモジュール
１３０２  ロボット
１３０４  ギャップ
１３０６  対向表面
１３０８  対向表面
１３１０  対象表面
１３１２  モジュールハウジング
１３１４  取り付けインターフェース
１３１６  延長アーム
１３１８  アーム継手
１３２０  センサヘッド、接触表面
１３２２  ヘッド継手
１３２４  アクチュエータ
１３２６  アクチュエータ
１３２８  線形アクチュエータ
１３３０  接触表面
１３３２  位置センサ
１９９２  アンビルヘッド
【図１】
2020528010.tif 000003
【図２】
2020528010.tif 000004
【図３】
2020528010.tif 000005
【図４】
2020528010.tif 000006
【図５Ａ】
2020528010.tif 000007
【図５Ｂ】
2020528010.tif 000008
【図６】
2020528010.tif 000009
【図７】
2020528010.tif 000010
【図８】
2020528010.tif 000011
【図９】
2020528010.tif 000012
【図１０】
2020528010.tif 000013
【図１１】
2020528010.tif 000014
【図１２】
2020528010.tif 000015
【図１３】
2020528010.tif 000016
【国際調査報告】
2020528010.tif 000017
2020528010.tif 000018