定位装置制造方法及图纸

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。

Positioning device

【技术实现步骤摘要】
定位装置
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。
技术介绍
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。
技术实现思路
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。在固定元件的展开配置中，该或每个固定促动器气囊可以至少部分地（例如，基本上完全）填充有空气/流体，并且在固定元件的收缩配置中，该或每个固定促动器气囊可以至少部分地（例如，基本上完全）排出空气/流体。至少一个或每个部署促动器和/或固定促动器可以包括介电弹性体促动器（DEA），例如，至少一个或每个部署促动器和/或固定促动器可以包括夹在柔顺电极之间的介电弹性体膜。施加（例如，高压）电场导致膜改变形状（例如，厚度减小和表面积增大）。在固定元件的展开配置中，该或每个固定元件DEA可以具有跨弹性体膜施加的电压，并且在固定元件的收缩配置中，该或每个固定元件DEA可以不具有跨弹性体膜施加的电压。至少一个或每个部署促动器和/或固定促动器可以包括形状记忆合金，例如，至少一个或每个部署促动器和/或固定促动器可以包括具有嵌入的或外部的形状记忆合金元件（例如，线股）的弹性体。通过元件施加电流导致元件尺寸的改变（例如，长度减小），其对（弹性体）促动器尺寸进行改变。至少一个或每个部署和/或固定促动器可以包括形状记忆合金，例如，至少一个或每个部署/固定促动器可以包括具有嵌入的或外部的形状记忆合金元件（例如，线股）的弹性体。通过元件施加电流导致元件尺寸的改变（例如，长度减小），其对（弹性体）促动器尺寸进行改变。至少一个或每个固定促动器可以包括颗粒填塞气囊，例如，填充有氧化铝、二氧化硅或陶瓷的气囊。对气囊施加真空（在展开配置中）导致气囊变硬。至少一个或每个固定促动器可以包括可充气气囊、颗粒填充气囊、介电弹性体和形状记忆合金中的两个或更多的组合。以此方式，该或每个固定促动器可以例如，使用可充气气囊支撑工具抵靠空腔壁，并且例如，在工具使用之前和/或期间，可以使用介电弹性体或形状记忆合金对工具的定位进行精细调节。在一些实施例中，固定元件可以包括上述固定促动器中的两个或更多的组合。在一些实施例中，装置进一步包括流体供应系统，用于向可充气气囊部署和或固定(多个)促动器供应流体（例如，空气或液压液体）。流体供应系统可以包括泵和流体供给管路。流体供给管路可以内部地延伸穿过部署臂/装置，或者可以外部地延伸到部署臂/装置。每个部署/固定促动器可以独立控制，例如，独立可充气。以此方式，部署臂和/或固定元件可以通过部署/固定促动器的选择性和独立促动（例如，充气和放气）操纵/调节。固定元件和工具可以彼此邻近地附连在部署臂/装置上，例如，处于或邻近部署臂/装置的远端。固定元件和工具可以布置为使得固定元件沿由工具的操作产生的反作用力的方向上的轴线定位在工具与空腔壁之间。例如，固定元件和工具可以在柔性部署臂的相对侧上附连并彼此对齐。当固定元件处于其展开配置中并支撑抵靠空腔壁时，这将有助于抵消由工具产生的反作用力。在其他实施例中，固定元件可以是环形的，并且固定元件可以至少部分地包围部署臂/装置。例如，固定元件可以包括围绕部署臂/装置沿圆周布置的多个固定促动器（例如，气动/液压气囊）。这可以是有用的，使得环形固定元件可以在其展开配置中邻接和支撑抵靠多于一个空腔壁。工具可以包括表面清洁工具，例如，喷雾清洁工具或介质喷发工具。这种工具可以用于清洁表面，例如，清洁燃气涡轮发动机内的燃烧室砖的表面。工具可以包括转动工具，例如，用于转动发动机轴，以便于检查例如，在燃气涡轮发动机的前区段中的转子/叶片/定子。在这方面中，支撑元件可以配置为使得，在展开配置中，工具位于（和保持在）相对于轴的期望的相当距离和/或角度处。在工具的操作期间（例如，当工具转动轴时）产生旋转反作用力时，固定元件的支撑可以至少部分地采用固定元件与空腔壁之间的摩擦接合形式。固定元件，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定位装置，用于在具有空腔壁的空腔内定位和使用工具，所述装置包括携带所述工具的柔性部署装置，其中，所述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所述工具定位期间的收缩部署配置与在所述工具使用期间与所述空腔壁邻接的展开支撑配置之间调节。/n

【技术特征摘要】
20181217 GB 1820507.01.一种定位装置，用于在具有空腔壁的空腔内定位和使用工具，所述装置包括携带所述工具的柔性部署装置，其中，所述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所述工具定位期间的收缩部署配置与在所述工具使用期间与所述空腔壁邻接的展开支撑配置之间调节。


2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述部署装置包括成区段的/铰接的部署臂或铰接的导管和插入元件。


3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述部署臂是包括多个部署促动器的软机器人臂。


4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述固定元件包括一个或更多固定促动器。


5.根据权利要求3所述的装置，其中，至少一个或每个部署促动器和/或固定促动器包括可充气气囊。


6.根据权利要求3所述的装置，其中，至少一个或每个部署促动器和/或固定促动器包括介电弹性体促动器。


7.根据权利要求3所述的装置，其中，至少一个或每个部署促动器和/或固定促动器包括形状记忆合金。


8.根据权利要求4所述的装置，其中，所述固定元件包括围绕所述部署装置沿圆周布置的多个固定促动器。


9.根据权利要求1所述的装置，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：AD诺顿，J凯尔，T丹弗斯，
申请(专利权)人：劳斯莱斯有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB