用于检查机器内部密闭空间的本地化、映射和触觉反馈制造技术

一种模块化爬行器设备，用于检查机器中的密闭空间。可以对检查覆盖区域和对应的状态进行映射，使得检查位置和相关联的数据以图形方式可视化。一个或多个传感器与爬行器耦合，以便提供关于密闭空间内的缺陷的定位数据和信息。所感测的信息用于生成检查映射图，其提供在计划下一次检查时有用的检查历史、日志数据和参考。传感器的输出也可以用于向操作者提供触觉反馈。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检查机器内部密闭空间的本地化、映射和触觉反馈相关申请的交叉引用：本申请要求于2015年2月27日提交的美国临时申请No.62/121,536的权益，其通过引用其整体而并入本文。
本专利技术总体上涉及一种包括触觉反馈的装置和系统，以用于检查机器，更具体地但不仅限于具有触觉反馈的、用于检查和映射电机的气隙区域系统。
技术介绍
称为爬行器或微型机器人设备的设备可用于执行一些任务，例如在某些类型的电机中气隙检查和楔轻敲，而不需要移除转子。在某些应用中，从成本或系统复杂性的角度来看，拆装机器是非常困难或不切实际的。一些现有的检查系统相对于某些应用具有各种不足。因此，仍然需要在这一
作出进一步贡献。
技术实现思路
本公开的一个实施例包括具有用于检查机器的触觉反馈和映射能力的装置和系统。其它实施例包括本文中公开具有触觉反馈的系统的装置、系统、设备、硬件、方法以及组合，以使用独特方法和装置来检查机器。本申请的其它实施例、形式、特征、方面、益处和优点将从本文提供的描述和图中变得显而易见。附图说明图1示出了可以使用爬行器的旋转电机的转子和定子的一个示例的局部剖视立体图。图2A示出了具有定子在适当位置的电机的一部分、以及定位在机器的定子的齿上的机器人爬行器。图2B示出了定位在定子齿上的爬行器，而转子未在适当位置。图3示出了爬行器的示例性实施例。图图4A、图4B和图4C图示出了爬行器的可扩展模块化设计。图5示出了由爬行器检查的示例性柱形空间。图6示出了由爬行器检查的下面所示的空间的2D阵列形式的状态映射图的示例。图7示出了用于检查状态映射的方法的流程图。图8示出了示出使用检查映射图来设置用于爬行器检查空间的计划的方法的流程图。图9示出了由爬行器抓取的虚线检查路线的一个示例。图10示出了安装在爬行器上的示例性摄像机。图11示出了安装在爬行器的一个模块上的基于加速度计的倾斜传感器。图12示出了安装在爬行器上的陀螺仪，以提供感测为视觉反馈的定向和/或向操作者提供触觉反馈。图13示出了用于使用触觉反馈来协助爬行器定向并用于向操作人员提供关于检查相关事件的警告的方法的流程图。图14示出了可以触发触觉反馈的示例性检查事件。图15A和图15B分别示出了可以在定子和转子上检查的示例性缺陷。图16示出了具有相关设备的示例性控制模块，用于在机器检查期间操作爬行器。具体实施方式下面描述的一个实施例的爬行器或机器人装置用于诸如目视检查、使用各种传感器的其他检查、楔轻敲、定子修理和维护的操作中，定子修理和维护例如清理旋转电机的定子和转子之间的气隙内部。该机器可以包括马达、发电机和其他旋转机器，例如具有适于爬行器运动的气隙的无齿轮磨机驱动装置。爬行器检查可以在定子和转子上发现缺陷。定子缺陷的一个示例如图15A所示。这个缺陷是由于松动的碎屑通过气隙移动并且嵌入旋转机器的径向铁芯通气孔中所引起的铁芯故障。转子缺陷的一个例子如图15B所示。这种缺陷是由60Hz的两极氢冷发电机中的顶齿破裂引起的。现在参考图1，其中示出了部分切开的旋转电机10的转子16和定子14的一个实例的透视图，其中爬行器或机器人装置12可用于在密闭空间中进行检查。爬行器12的示例性实施例在图3中示出，并在下面描述。旋转机械10可以是具有定子14、转子16和气隙18的典型的马达/发电机。在一些构造中，爬行器12可以在定子14的图2A所示的齿14a上爬行。图2A示出了在转子16在适当位置的情况下，在定子14的齿14a上爬行的机器人爬行器12。齿14a通常是层压钢或另一种铁磁材料。众所周知，齿14a可以具有槽尺寸和形状的不同构造。图2B示出了在转子16未在适当位置的情况下，在定子齿14a上爬行的爬行器12。为了便于说明，机器10中的铜线圈在图2A和图2B中未示出。图3示出了模块化爬行器12的示例性实施例。爬行器12可以包括在模块20的每个纵向侧上的系绳功能主模块20以及内部和外部轨道驱动模块22a和22b的组合。系绳20c允许爬行器12与机器10外的基站(未示出)进行通信。爬行器12还可以在没有系绳20c的情况下执行其功能，即通过射频、Wi-Fi或其他无线通信/控制方法。如图3所示，驱动模块22a、22b中的每个驱动模块均具有带驱动器22c。尽管在图3中未示出，每个轨道驱动模块22a和22b可以包括用于相关联的带驱动器22c中的每个带驱动的齿轮马达。模块20可以包括由板载摄像机20a和20b提供的视觉检查功能。当爬行器12位于电机10中时，模块之一还可以包括在面向转子16的一侧上的摄像机(图3中未示出)。返回参见图2A和图2B所示，爬行器12可操作用于通过磁性附接装置来爬行通过定子齿14a并与定子齿14a接合。可以在驱动模块22a和22b中的每个驱动模块上定位一个或多个磁体(未示出)，以便提供足够的力以将爬行器保持附接在机器上。当转子16安装在机器10中，以及当转子16从机器10移除时，爬行器12是可操作的。然而，在一些实施例中，只有驱动模块22a和22b中的每个驱动模块的带轨道22c所依靠的定子齿14a由铁材料制成，在经由磁力附着时，轨道22c必须与定子齿14a对齐或至少大体对齐。在其他实施例中，可以采用其它附接装置，例如适于从一个或多个带22c延伸的多个吸盘。由于在图2A中以横截面示出的齿14a和楔14b之间的齿尺寸和宽度比跨不同的机器变化，可以调整轨道22c以匹配对于特定机器的齿配置。如本领域技术人员所知，楔14b将铜线圈保持在机器10中，并且爬行器12可包括在维护操作期间用于轻敲或以其他方式检查楔14b的装置。图4A、图4B和图4C示出了用于爬行器12的可扩展的模块化设计。如图4A所示，爬行器12可以具有一个系绳功能模块20和一个驱动模块22，驱动模块22可以是在模块20的每一侧上的22a或22b或其组合。因此，图4A以示意形式示出了图3所示的爬行器12的实施例。如图4B所示，爬行器12可以具有系绳功能模块20，系绳功能模块20具有连接到模块20的每一侧的驱动模块22，以及连接到驱动模块22中的一个驱动模块的远侧的功能模块24。模块22可以连接到模块24的左侧。如图4C所示，模块化爬行器12可以具有多个功能模块24和多个驱动模块22。对于模块22和24的数目可以没有限制。然而，预定数目的模块22和24被用于实现给定应用所需的功能。如图4B所示，功能模块20的系绳20c不必处于如图3和图4A所示爬行器12的中心。在图4A至图4C的功能模块20和24上标记为“C”的正方形形状各自代表摄像机。在一些实施例中，功能模块中的一个功能模块可以包括楔轻敲器“T”或其它类型的传感器“S”。在其他实施例中，可以包括修理模块“R”(见图4C)来修理机器。作为示例而非限制，修理模块可以包括研磨工具、切割工具、焊接工具、环氧树脂或其它粘合剂施加工具和/或碎屑移除工具等。可以理解的是，图4A、图4B或图4C中以块形式示出的驱动模块22可以仅仅是连接到系绳模块20或非系绳模块24的每个纵向侧的模块22a或22b中的一个模块。模块22和24中的每个模块与相关联的驱动模块22a或22b之间的链接可以是通过使用铰链间隔件15来完成，其一个示例在图3中示出，具有固定或可调节的连杆。在一种形式中，爬行器12可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：爬行器，其能够被操作用于穿过机器中的密闭空间；一个或多个传感器，其与所述爬行器耦合，所述一个或多个传感器能够被操作用于感测与所述机器相关联的信息；传送器，其用于将信息从所述一个或多个传感器传送到视觉显示器和可检索存储器中的至少一个；以及控制系统，其具有触觉反馈能力，以用信号传送多个预定义事件中的一个预定义事件的发生。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.27 US 62/121,5361.一种系统，包括：爬行器，其能够被操作用于穿过机器中的密闭空间；一个或多个传感器，其与所述爬行器耦合，所述一个或多个传感器能够被操作用于感测与所述机器相关联的信息；传送器，其用于将信息从所述一个或多个传感器传送到视觉显示器和可检索存储器中的至少一个；以及控制系统，其具有触觉反馈能力，以用信号传送多个预定义事件中的一个预定义事件的发生。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述预定义事件包括感测所述机器中的缺陷。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述缺陷包括位于所述密闭空间附近的外物。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个传感器包括摄像机、基于加速度计的倾斜传感器和/或接近传感器中的至少一个。5.根据权利要求1所述的系统，其还包括连接到所述爬行器的系绳，用于将电子数据传送到所述爬行器和从所述爬行器传送电子数据。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述爬行器包括主功能模块和一个或多个驱动模块。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述爬行器包括添加多个功能模块和驱动模块的模块化能力。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述密闭空间是位于电机的定子和转子之间的气隙。9.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制系统包括具有触觉反馈能力的手动控制设备。10.根据权利要求9所述的系统，其中当所述预定义事件中的一个预定义事件被所述爬行器感测到时，由所述手动控制设备传送触觉反馈。11.根据权利要求10所述的系统，其中所述多个预定义事件包括感测缺陷和/或感测所述爬行器的位置或定向与期望的位置或定向不同。12.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制系统生成所述机器内的被检查空间的电子结果映射图，以利用关于缺陷和/或位于其中的外物的信息来定义离散区域。13.根据权利要求12所述的系统，还包括：基于在先前检查期间创建的所述结果映射图来定义新的检查计划映射图。14.一种用于机器的检查和修理系统，包括：爬行器，被配置为在所述机器中所形成的气隙内移动；一个或多个传感器，与所述爬行器相关联，所述传感器能够操作用于感测所述爬行器的感测范围内的缺陷；传送器，用于将关于所述缺陷的信息传送到显示器和可检索存储器中的至少一个；控制系统，用于控制移动和与所述爬行器的通信；以及映射系统，具有计划信息，所述映射系统能够操作用于创建由离散区域定义的输出图；其中所述输出图的所述离散区域中的每个离散区域包括状态指示符，所述状态指示符基于由所述爬行器获得的感测的检查数据。15.根据权利要求14所述的检查和修理系统，其中所述状态指示符包括与表面缺陷、外物、通过/失败指标、和/或其他用户定义的准则相关的...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·F·罗萨诺，崔尚恩，G·Q·张，T·A·福尔布里吉，H·V·拉克汉特，T·泰克，G·彭扎，R·科达德克，W·J·埃金斯，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH