具有球形相机的单轴线检查观测设备以及用于发电机器的内部检查的方法与流程

本申请要求2015年7月20日提交的名为“Optical Inspection Scope with Deformable，Self-Supporting Deployment Tether”的美国专利申请序列号14/803,149的优先权，并是其部分继续申请，该美国专利申请是2012年1月31日提交的名为“System and Method For Automated Optical Inspection of Industrial Gas Turbines and Other Power Generation Machinery with Multi-Axis Inspection Scope”的美国专利申请序列号13/362,352的部分继续申请，该申请现为于2014年5月6日授权的美国专利No.8,713,999；并且要求2012年8月23日提交的名为“Hybrid Scope-Turbine Combustor Hardware Visual Inspection Tooling That Can Also Be Used To Inspect The Row 1 Turbine Blades While They Are On Turning Gear(1-1000rpm)”的美国临时专利申请序列号61/692,393的优先权；并且要求2012年8月23日提交的名为“Vision Scope-3D Scanner Tip for Visual Inspection and Measurement”的美国临时专利申请序列号61/692,409为优先权，上述每个的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及一种发电机器(例如燃气涡轮机)的无损的可视检查。更具体地，本发明涉及发电机器(例如带有检查系统的燃气涡轮机)的可视检查，其具有单轴线检查观测设备和球形相机。在许多实施例中，带有相机的检查观测设备被插入到机器的检查口中。

背景技术：

如在2014年5月6日提交的名为“System and Method For Automated Optical Inspection of Industrial Gas Turbines and Other Power Generation Machinery with Multi-Axis Inspection Scope”的美国专利申请号No.8,713,999描述的，发电机器(例如发电机、或蒸汽或燃气涡轮机)通常连续地操作并具有按计划的检查和维护周期，在检查和维护时，机器被下线(taken off line)并且关闭，用于检查和维修在检查期间识别的任何部件。在此，进一步的描述将集中在示例性的燃气涡轮机的检查。一旦冷却，利用光学相机检查系统对现在为静态的燃气涡轮机进行检查。美国专利申请No.8,713,999中示出和描述的检查观测设备实施例包括多轴检查观测设备，通过连结的观测设备部段的旋转和关节运动，其有利于发动机内的光学检查相机视野的选择性的定向。在美国专利No.8,713,999中描述的一些实施例中，检查观测设备具有单个的位移轴，具有旋转相机视野360度的能力。单个位移轴、旋转的观测设备视野的实施例被描述为对插入涡轮机内的叶片和轮叶排之间有用。

技术实现要素：

本发明人认识到需要发展具有小直径的部件包围的光学相机检查系统，用于插入小至1.709英寸(43.41毫米)直径的相对小的发动机检查口。因此，通过使用在此描述的示例性实施例，任何大于43.41毫米的口或其它通道成为潜在的观测设备插入地点，例如燃烧室引燃喷嘴通道。

本发明的光学检查观测设备的示例性实施例可插入到小至1.709英寸(43.41毫米)的发动机(或其它发电机器)的检查口，或其它潜在的观测设备插入地点。利用安装在紧凑直径的单轴线检查观测设备上的球形光学相机检查系统检查机器(例如燃气涡轮机)的内部部件。包括相机的观测设备能够插入到检查口或其它可及的插入地点内。检查观测设备包括限定延伸轴线的嵌套的、不旋转的伸缩管。外接的伸缩管具有防旋转圈，其与被外接的管的外周表面上的匹配的轴向槽滑动地接合。在一些实施例中，匹配的防旋转圈包含一个或多个滚珠轴承，其接合对应的轴向槽并且组合形成线性滑动轴承。球形相机具有360度视野，并且捕获发动机或其它发电机的内部图象而无需围绕观测设备延伸轴线旋转。相机通过嵌套的驱动管沿着观测设备延伸轴线前进和/或缩回，该驱动管包含被外接的驱动管上的至少一个外部的驱动螺纹和在匹配的外接的驱动管中形成的对应的内螺纹。在一些实施例中，相机视野在被检查的机器内前进，并且图像在分别的前进位置被捕获。在一些实施例中，图像处理系统将分别的图象组合到可导航的合成图象。

本发明的示例性实施例特征在于用于发电机的内部检查的系统。该系统包括用于插入到发电机的检查口的单轴线，可延伸的检查观测设备。检查观测设备具有嵌套的第一伸缩管和第二伸缩管，其分别具有近端和远端以及轴向长度。第二伸缩管具有在其外周表面上的轴向槽。第一伸缩管具有在其远端附近联接的第一防旋转圈，其与第二伸缩管的轴向槽滑动接合。观测设备还具有保持在伸缩管内的嵌套的第一驱动管和第二驱动管，其分别具有近端和远端以及轴向长度。第一驱动管具有联接到其远端的第一驱动衬套，其都在伸缩管内可旋转，并且第一驱动衬套限定具有驱动内螺纹的孔。第二驱动管限定了与第一驱动衬套内螺纹相接合的外部的驱动外螺纹。相机安装圈刚性地联接到第二伸缩管和第二驱动管的分别的远端，这防止其相对旋转。可旋转的驱动毂联接到第一驱动管的近端，用于其选择性的旋转。安装凸缘联接到第一伸缩管，用于固定到发电机的检查口。系统还包括具有360程度视野的球形相机，其联接到相机安装圈上，用于插入到发电机中以及在其中捕获检查图像。

在一些实施例中，可旋转的驱动毂的远部分定向在第一伸缩管的近端内，并且接合在第一驱动管内，而驱动毂的近部分联接到在第一伸缩管外部的从动齿轮上。在该特定的实施例中，第一主动齿轮与从动齿轮啮合，用于旋转从动齿轮和驱动毂。驱动设备联接到第一主动齿轮上，例如手动曲柄或电动马达。一些实施例包含平行的手动曲柄和电动马达驱动，每个都联接到其自己的主动齿轮。在一些实施例中，一个或多个防旋转圈保持滚珠轴承，该滚珠轴承与形成在匹配的、被外接的伸缩管的外周内的对应的轴向槽相接合，其组合包括线性轴承组件。在一些实施例中，相机保持在联接到相机安装圈的相机壳体内。在一些实施例中，相机壳体还包括照明系统，例如一排发光二极管(“LED”)。在一些实施例中，系统包括用于将毂旋转与相机视野的轴向位移相关联的位置编码器；以及联接到相机和位置编码器的图像处理系统，用于存储在不同的相机轴向位移位置获得的多个图象，并且用于将多个检查图象组合到合成图象中。在一些实施例中，检查观测设备包括多于两个的伸缩管和/或多于两个的嵌套的驱动管。

本发明的其它示例性实施例的特征在于用于发电机的内部检查的系统。该系统包括限定延伸轴线的单轴线、可延伸的检查观测设备，其用于插入到发电机的检查口。观测设备具有嵌套的第一伸缩管、第二伸缩管、第三伸缩管和第四伸缩管；它们分别具有近端和远端以及轴向长度。第二伸缩管、第三伸缩管和第四伸缩管在其外周表面上分别具有轴向槽。第一伸缩管具有在其远端附近联接的第一防旋转圈，与第二伸缩管的轴向槽滑动接合。第二伸缩管具有在其远端附近联接的第二防旋转圈，与第三伸缩管的轴向槽滑动接合。第三伸缩管具有在其远端附近联接的第三防旋转圈，与第四伸缩管的轴向槽滑动接合。观测设备还具有保持在伸缩管内的嵌套的第一驱动管、第二驱动管和第三驱动管，它们分别具有近端和远端以及轴向长度。第一驱动管具有联接到其远端的第一驱动衬套，其都在第四伸缩管内可旋转。第一驱动衬套限定了具有驱动内螺纹的孔。第二驱动管限定出了与第一驱动衬套的内螺纹相接合的外部的外螺纹，并且具有联接到其远端的第二驱动衬套，其都在第四伸缩管内可旋转。第二驱动衬套限定了具有驱动内螺纹的孔。第三驱动管限定出了与第二驱动衬套内螺纹相接合的外部的外螺纹。检查系统还包括刚性地联接到第四伸缩管和第三驱动管的分别的远端的相机安装圈，防止其相对旋转。可旋转的驱动毂联接到第一驱动管的近端，用于其选择性的旋转。安装凸缘联接到第一伸缩管上，用于固定到发电机的检查口。检查系统还包括具有360程度视野的球形相机，其联接到相机安装圈上，用于插入到发电机中以及在其中捕获检查图像。在一些实施例中，系统包括位置编码器，用于将毂旋转与相机视野的轴向位移相关联；以及联接到相机和位置编码器的图像处理系统，用于存储在不同的相机轴向位移位置获得的多个图象，并且用于将多个检查图象组合到可导航的合成图象中。

本发明的额外的示例性实施例的特征在于用于发电机的内部检查的方法。在该方法的实行中，提供了用于发电机的检查的系统。该系统包括限定延伸轴线的单轴线、可延伸的检查观测设备，其用于插入到发电机的检查口。提供的观测设备具有嵌套的第一伸缩管和第二伸缩管，其分别具有近端和远端以及轴向长度。第二伸缩管具有在其外周表面上的轴向槽。第一伸缩管具有在其远端附近联接的第一防旋转圈，与第二伸缩管的轴向槽滑动接合。嵌套的第一驱动管和第二驱动管保持伸缩管内，其分别具有近端和远端以及轴向长度。第一驱动管具有联接到其远端的第一驱动衬套，其都在伸缩管内可旋转。第一驱动衬套限定了具有驱动内螺纹的孔。第二驱动管限定了与第一驱动衬套内螺纹相接合的外部的驱动外螺纹。观测设备还具有刚性地联接到第二伸缩管和第二驱动管的分别的远端的相机安装圈，防止其相对旋转。可旋转的驱动毂联接到第一驱动管的近端，用于其选择性的旋转。安装凸缘联接到第一伸缩管上，用于固定到发电机的检查口。具有360程度视野的球形相机联接到相机安装圈上，用于插入到发电机中以及在其中捕获检查图像。在实行中该方法时，提供的检查观测设备的安装凸缘被固定到发电机的检查口，或机器的其它检查进入地点，并且将检查观测设备插入其中。然后，旋转驱动毂，由此旋转第一驱动管，其依次在发电机内使第二驱动管和相机视野前进，而无需使相机围绕检查观测设备的延伸轴线旋转。当相机视野在机器内前进时，在多个位置捕获发电机内的分别的相机图象。

在此描述的本发明的示例性实施例的特征可以在任何组合或子组合中共同地或单独地应用。

本发明公开了以下技术方案：

1.一种用于发电机的内部检查的系统，包括：

用于插入到发电机的检查口的单轴线、可延伸的检查观测设备，具有：

嵌套的第一伸缩管和第二伸缩管，分别具有近端和远端以及轴向长度，

所述第二伸缩管在其外周表面上具有轴向槽，

所述第一伸缩管具有在其远端附近联接的第一防旋转圈，与所述第二伸缩管的轴向槽滑动接合；

保持在伸缩管内的嵌套的第一驱动管和第二驱动管分别具有近端和远端以及轴向长度，

所述第一驱动管具有联接到其远端的第一驱动衬套，其都在伸缩管内可旋转，所述第一驱动衬套限定具有驱动内螺纹的孔，

所述第二驱动管限定与所述第一驱动衬套内螺纹相接合的外部的驱动外螺纹；

相机安装圈刚性地联接到所述第二伸缩管和所述第二驱动管的分别的远端，防止其相对旋转；

可旋转的驱动毂联接到所述第一驱动管的近端，用于其选择性的旋转；

安装凸缘联接到所述第一伸缩管，用于固定到所述发电机的检查口；以及

具有360程度视野的球形相机联接到所述相机安装圈上，用于插入到所述发电机中以及在其中捕获检查图像。

2.如技术方案1所述的系统，进一步包括：

可旋转的驱动毂的远部分定向在所述第一伸缩管的近端内，并且在所述第一驱动管内接合；

所述驱动毂的近部分联接到在所述第一伸缩管的外部的从动齿轮；

第一主动齿轮与所述从动齿轮啮合，用于旋转所述从动齿轮和所述驱动毂；以及

驱动设备联接到所述第一主动齿轮。

3.如技术方案2所述的系统，所述驱动设备包括手动曲柄。

4.如技术方案2所述的系统，所述驱动设备包括电动马达。

5.如技术方案2所述的系统，进一步包括：

第一主动齿轮直接与所述从动齿轮啮合，被手动曲柄驱动设备驱动；以及

第二主动齿轮直接与所述从动齿轮啮合，被电动马达驱动；

分别的主动齿轮独立地和选择性地能够驱动所述从动齿轮。

6.如技术方案1所述的系统，第一防旋转圈保持滚珠轴承，所述滚珠轴承在第二伸缩管的轴向槽内接合。

7.如技术方案1所述的系统，进一步地包括：设置在并嵌套在第一伸缩管和第二伸缩管之间的至少一个额外的伸缩管，每个额外的伸缩管限定在其外周表面上的轴向槽，用于与外接的伸缩管的防旋转圈接合，以及在其远端附近联接的防旋转圈，与保持在其中的被内接的伸缩管的轴向槽滑动接合。

8.如技术方案1所述的系统，进一步地包括：设置在并嵌套在第一驱动管和第二驱动管之间的至少一个额外的驱动管，每个额外的驱动管限定在其外周表面上的驱动外螺纹，用于与外接的驱动管的驱动衬套的内螺纹接合，以及在其远端附近联接的驱动衬套，与保持在其中的被内接的驱动管的驱动螺纹滑动接合。

9.如技术方案1所述的系统，进一步包括：联接到相机圈的、包围所述相机的相机壳体。

10.如技术方案9所述的系统，所述相机壳体进一步包括联接到其上的照明系统，用于相机视野的照明。

11.如技术方案1所述的系统，进一步包括：

位置编码器，用于将毂旋转与相机视野的轴向位移相关联；以及

联接到所述相机和所述位置编码器的图像处理系统，用于存储在不同的相机轴向位移位置获得的多个图象，并且用于将多个检查图象组合到合成图象。

12.一种用于发电机的内部检查的系统，包括：

限定延伸轴线的单轴线、可延伸的检查观测设备，用于插入到发电机的检查口，所述观测设备具有：

嵌套的第一伸缩管、第二伸缩管、第三伸缩管和第四伸缩管，分别具有近端和远端以及轴向长度，

所述第二伸缩管、所述第三伸缩管和所述第四伸缩管在其外周表面上分别具有轴向槽，

所述第一伸缩管具有在其远端附近联接的第一防旋转圈，与所述第二伸缩管的轴向槽滑动接合；

所述第二伸缩管具有在其远端附近联接的第二防旋转圈，与所述第三伸缩管的轴向槽滑动接合；

所述第三伸缩管具有在其远端附近联接的第三防旋转圈，与所述第四伸缩管的轴向槽滑动接合；

保持在伸缩管内的嵌套的第一驱动管、第二驱动管和第三驱动管，分别具有近端和远端以及轴向长度，

所述第一驱动管具有联接到其远端的第一驱动衬套，其都在所述第四伸缩管内可旋转，所述第一驱动衬套限定具有驱动内螺纹的孔，

所述第二驱动管限定与所述第一驱动衬套的内螺纹相接合的外部的外螺纹，并且具有联接到其远端的第二驱动衬套，其都在所述第四伸缩管内可旋转，所述第二驱动衬套限定具有驱动内螺纹的孔，

所述第三驱动管限定与所述第二驱动衬套内螺纹相接合的外部的外螺纹；

相机安装圈刚性地联接到所述第四伸缩管和所述第三驱动管的分别的远端，防止其相对旋转；

可旋转的驱动毂联接到所述第一驱动管的近端，用于其选择性的旋转；

安装凸缘联接到所述第一伸缩管，用于固定到所述发电机的检查口；以及

具有360程度视野的球形相机联接到所述相机安装圈上，用于插入到所述发电机中以及在其中捕获检查图像。

13.如技术方案12所述的系统，所述防旋转圈中的至少一个保持滚珠轴承，所述滚珠轴承接合在所述第二伸缩管的轴向槽内。

14.如技术方案12所述的系统，进一步包括：

可旋转的驱动毂的远部分定向在所述第一伸缩管的近端内，并且在所述第一驱动管内接合；

所述驱动毂的近部分联接到在所述第一伸缩管的外部的从动齿轮；

第一主动齿轮与所述从动齿轮接合，用于旋转所述从动齿轮和所述驱动毂；以及

驱动设备联接到所述第一主动齿轮。

15.如技术方案14所述的系统，进一步包括：

控制器盒保持从动齿轮和第一主动齿轮，所述第一主动齿轮直接与从动齿轮啮合，被手动曲柄驱动设备驱动；以及

第二主动齿轮直接与从动齿轮啮合，被电动马达驱动，其都保持在主动齿轮壳体内；

分别的主动齿轮独立地和选择性地能够驱动从动齿轮；以及

可视显示器包含在控制器盒内，用于察看在相机视野内捕获的图象。

16.如技术方案12所述的系统，进一步包括：联接到相机圈的、包围相机的相机壳体；以及联接到所述相机壳体的照明系统，用于相机视野的照明。

17.如技术方案12所述的系统，进一步包括：

位置编码器，用于将毂旋转与相机视野的轴向位移相关联；以及

联接到所述相机和所述位置编码器的图像处理系统，用于存储在不同的相机轴向位移位置获得的多个图象，并且用于将多个检查图象组合到合成图象。

18.一种用于发电机的内部检查的方法，包括：

提供一种用于发电机的检查的系统，所述系统包括：

限定了延伸轴线的单轴线、可延伸的检查观测设备，用于插入到发电机的检查口，所述观测设备具有：

嵌套的第一伸缩管和第二伸缩管，分别具有近端和远端以及轴向长度，

所述第二伸缩管在其外周表面上具有轴向槽，

所述第一伸缩管具有在其远端附近联接的第一防旋转圈，与所述第二伸缩管的轴向槽滑动接合；

保持在伸缩管内的嵌套的第一驱动管和第二驱动管分别具有近端和远端以及轴向长度，

所述第一驱动管具有联接到其远端的第一驱动衬套，其都在伸缩管内可旋转，所述第一驱动衬套限定具有驱动内螺纹的孔，

所述第二驱动管限定与第一驱动衬套内螺纹相接合的外部的驱动外螺纹；

相机安装圈刚性地联接到所述第二伸缩管和所述第二驱动管的分别的远端，防止其相对旋转；

可旋转的驱动毂联接到所述第一驱动管的近端，用于其选择性的旋转；

安装凸缘联接到所述第一伸缩管，用于固定到所述发电机检查口；以及

具有360程度视野的球形相机联接到所述相机安装圈上，用于插入到发电机中以及在其中捕获检查图像；

将所述安装凸缘固定到检查口，或发电机中的其它机器检查入口地点，并且将检查观测设备插入其中；

旋转所述驱动毂，由此旋转所述第一驱动管，并且使第二驱动管和相机视野在发电机内前进，而无需围绕检查观测设备的延伸轴线旋转相机；以及

当相机视野在机器内前进时，在发电机内的多个位置捕获分别的相机图象。

19.如技术方案18所述的方法，进一步地包括：

所提供的用于检查的所述系统进一步包括：位置编码器，用于将毂旋转与相机视野的轴向位移相关联，所述位置编码器产生位置输出数据；以及联接到所述相机和所述编码器的图像处理系统，用于存储在不同的相机轴向位移位置获得的多个图象，并且用于将多个检查图象组合为合成图象；

所述图像处理系统利用位置编码器输出数据确定相机视野的轴向位移位置，将确定的轴向位移位置与相机图像内的对应的位置相关联；以及

所述图像处理系统将多个检查图象组合到可导航的合成图象。

20.如技术方案19所述的方法，进一步地包括：提供联接到可旋转的毂的马达驱动，用于旋转所述毂并且自动地使相机视野在发电机内前进。

附图说明

结合附图通过考虑以下详细说明，可以理解本发明的示例性实施例，其中：

图1是插入到发电机的检查口(例如燃气涡轮机的检查口内)的本发明的检查观测设备的实施例的俯视图；

图2是图1的检查观测设备的控制器盒的俯视立体图；

图3是在除去齿轮盖后的图2的控制器盒的端视立体图，示出主动齿轮和从动齿轮；

图4是在除去外盖后的图2的控制器盒的俯视立体图，示出马达驱动的主动齿轮和接合从动齿轮的手动曲柄驱动的主动齿轮；

图5是通过图1的检查观测设备的伸缩管和驱动管的轴向截面图；

图6是在图5的检查观测设备的近端的通过外伸缩管和可旋转的驱动毂的细节的部分轴向截面图；

图7是在图5的检查观测设备的远端的通过全部伸缩管和驱动管的细节的部分轴向截面图；

图8是图7的检查观测设备的部分正视轴向截面图，定向为垂直于图7的视图并且通过第一或外伸缩管的防旋转圈截取；

图9是沿图8的9-9线截取的，图1的观测设备的防旋转圈的截面图；

图10是图1的观测设备的相机壳体的俯视图；

图11是图1的相机头的立体图；以及

图12是图1的检查观测设备所包含的电路的框图。

为了便于理解，在可能的情况下，使用相同的附图标记表示在附图中共同的相同元件。附图没有按比例绘制。

具体实施方式

本发明的示例性实施例用于检查发电机器(例如燃气涡轮机)的内部部件。利用安装在紧凑直径、单轴线检查观测设备上的球形光学相机检查系统检查发动机内部部件，该检查观测设备能够插入到检查口或其它可及的插入地点内。在一些实施例中，具有相机的检查观测设备插入通过燃烧室引燃口，通过在排1轮叶之前的对应的燃烧室的转换和停止(transition and stopping)，具有排1叶片和轮叶的视野。系统能够沿着相机位移通路径捕获图像。多个图像组合以产生在检查路径内的部件的合成图象。在一些实施例中，合成图象是可导航的，类似于在一些基于互联网的地图和旅行导航网站上可使用的“街景”地理路径图像。

检查观测设备包括限定延伸轴线的嵌套的不旋转的伸缩管。外接的伸缩管具有防旋转圈，该防旋转圈与被外接的管的外周表面上的匹配的轴向槽滑动地接合，且槽和圈形成线性滑动。相机通过嵌套的驱动管沿着观测设备延伸轴线前进和/或缩回，该驱动管包含至少一个在被外接的驱动管上的外部的驱动螺纹以及在匹配的外接驱动管中形成的对应的内螺纹。在一些实施例中，内螺纹形成在联接到对应的驱动管上的驱动衬套中。球形相机具有360度视野，并且无需围绕观测设备延伸轴线旋转而捕获图象。

图1示出了示例性的发电机，例如燃气涡轮机20，其包括检查口22，具有内部通道最小间隙直径D_p。在此使用的术语“口”包括在检查完成之后密封的专用的检查口，或允许检查观测设备进入到发动机内部的通路的任何其它类型的进入孔口。示例性的其它类型的进入孔口或检查可及地点包括在燃烧室内的燃烧引燃喷嘴插入孔口，或燃气涡轮机的人孔进入盖(manway access cover)。示例性的检查系统28包括检查观测设备30，其具有用于插入到发动机20的伸缩部分32，控制器盒34留在发动机外侧。检查观测设备30包括联接到伸缩部分32的安装圈36，其具有通过紧固件40固定到检查口22上的安装凸缘38。安装圈36包括安装圈保持夹具42，其沿外部或第一伸缩管44的外表面可调整地夹持。如任何特定的检查程序需要或期望的，保持夹具42轴向地相对于第一伸缩管44被选择性地布置和夹持。相机安装圈46被联接到检查观测设备伸缩部分32的远端，并且联接到相机壳体48。相机壳体48保持具有360度视野(“FOV”)的球形相机50，该球形相机50用于捕获发动机20内部件的图象，而不需要将相机FOV围绕检查观测设备伸缩部分32的延伸轴线旋转(摇移)。球形相机50具有在相机壳体48的一侧上的第一相机镜头52，以及在相机壳体的另一侧上的第二相机镜头54，其在该特定的实施例中定向为相对于第一相机镜头52成180度。检查观测设备30包括保持在控制器盒34内的可视的显示器56，用于实时监控由相机50捕获的图象，或用于取回预先捕获和存储的图象。可选地，相机图像被远程地观看，并且检查观测设备由外部计算装置(例如平板计算机58)远程地控制。平板计算机58通过硬线缆线(未示出)或通过无线通信路径与检查观测设备30通信。检查观测设备伸缩部分32和相机外壳48具有最大外径D，其小于口的最小间隙直径D_p。检查观测设备的工作实施例构造为具有1.68英寸(42.67毫米)的最大外径以及沿延伸轴线T的48英寸(1220毫米)的伸缩延伸范围。

图2-4示出了控制器盒34，具有检查观测设备伸缩部分32的近部分及其第一或外伸缩管44的部分视图。控制器盒34具有可移除的齿轮盖60，以及外部可及的手动曲柄插口62，用于选择性的联接到手动曲柄69。具齿的从动齿轮64啮合第一主动齿轮66的匹配的齿，第一主动齿轮66具有联接到外部手动曲柄插口62的主动齿轮轮毂延伸部68。图4中，手动曲柄69示出为直接地联接到主动齿轮64，没有齿轮盖60或手动曲柄插口62，以示出观测设备伸缩部分32如何通过主动齿轮64的旋转沿着伸缩延伸轴线/维度T前进或缩回。检查观测设备30还具有用于前进或缩回伸缩部分32的马达驱动，该马达驱动的操作平行于并且独立于人工或手动曲柄的驱动。具齿的第二主动齿轮70啮合从动齿轮64的匹配的齿。电动马达72，其是运动控制系统中使用的公知的马达，驱动第二主动齿轮70。在该实施例中，马达72包含旋转位置编码器，其产生表示马达轴旋转数目的编码数据。检查观测设备30将从动齿轮64的旋转运动R转换为伸缩部分32的线性位移T。因此，马达驱动轴的旋转运动和位置编码器数据与伸缩部分32的线性位移T相关联。其它类型的公知的位置编码器能够替代马达内部位置编码器74。从动齿轮64联接到可旋转的驱动毂76，从而通过第一主动齿轮66或者第二从动齿轮70的从动齿轮64的旋转还旋转驱动毂76。

图1和图5-9示出了检查观测设备伸缩部分32的内部构造。伸缩部分32的近端保持从动齿轮64和可旋转毂76，而相机安装圈46和相机壳体安装螺丝78被定向在伸缩部分32的远端。第一或外伸缩管44保持用于安装可旋转毂76的驱动毂滚柱轴承80和毂支承衬套82，以及用于保持第一或外驱动管86的驱动管支承衬套84。第一驱动管通过第一销88联接到可旋转毂76。从动齿轮64在顺时针或者逆时针方向R的旋转依次旋转毂76和第一驱动管86。第一驱动管86与其它下游的远处的第二驱动管112和第三驱动管122的相互连接及其操作在下文中更详细地描述。

检查观测设备伸缩部分32包括嵌套的第一或外伸缩管44、第二伸缩管92、第三伸缩管96和第四伸缩管100，其依次保持嵌套的第一或外驱动管86、第二驱动管112和第三或内驱动管122。驱动管和伸缩管的前进或回缩调节检查观测设备伸缩部分32的轴向长度T。伸缩管44、92、96和100包含防止相机壳体48围绕伸缩部分32的延伸轴线旋转的防旋转结构特征部。每个伸缩管的抵接对包含一个或多个线性轴承，其中外接的伸缩管包括防旋转圈和一个或多个被保持的滚珠轴承，该滚珠轴承支撑在形成在被外接的伸缩管的外周中的匹配的轴向槽中。紧凑的线性轴承结构有利于相对小的1.68英寸(42.67毫米)的伸缩管和圈的最大直径D。更具体地，第一伸缩管44具有第一防旋转圈90，其与形成在第二伸缩管92中对应的轴向槽接合。依次，第二伸缩管具有第二防旋转圈94，其与形成在第三伸缩管96中的轴向槽接合。第三伸缩管96依次具有第三防旋转圈98，其与形成在第四或内伸缩管100中的轴向槽接合。第四管圈102刚性地联接到第四伸缩管100，其依次刚性地将管联接到相机安装圈46上。螺丝124依次刚性地将相机安装圈46联接到第三或内驱动管122，从而相机外壳48不围绕检查观测设备的伸缩部分32的延伸轴线旋转。第三驱动管122刚性地固定在相机安装圈46上有利于通过第三驱动管腔128与在相机安装圈46中形成的孔口128在相机壳体48和控制器盒34之间的缆线的路线安排。

参照附图6-8，现在描述第一驱动管86、第二驱动管112和第三或内驱动管122的结构和操作。如前所述，可旋转毂76在任何方向R上的旋转会使通过第一销88互相连接的第一或外驱动管86旋转。第一驱动衬套104通过第一驱动衬套销106刚性地联接到第一驱动管86的远端。第一驱动衬套104和第一驱动管86在第四或内伸缩管100的内腔内可自由地旋转。第一驱动衬套104限定内部的驱动内螺纹108(例如，美制梯形(ACME)轮廓驱动螺纹)，其与形成在第二驱动管112的外周上的对应的外部的驱动外螺纹110相啮合。第一驱动管86的旋转使外部的驱动螺纹110相对于旋转的第一驱动衬套104前进，因此使第二驱动管沿着延伸轴线T向附图8的右侧前进。第二驱动管112的近端包含旋转止挡(例如，驱入到螺纹110轮廓中的沟槽中的销或螺丝)以防止第一驱动管86和第二驱动管112之间的轴向分离。当第二驱动管112的近端旋转止挡接触第一驱动衬套104时，可旋转毂76的进一步旋转还使得第二驱动管开始旋转。

第二驱动管112的远端包含刚性安装的第二驱动衬套114，其通过第二驱动衬套销116刚性地彼此联接。第二驱动衬套114限定了内螺纹，其与在第三或内驱动管122的外周上的相应的外部的外螺纹118啮合。第二驱动衬套114和第二驱动管112在第四或内伸缩管100的内腔内可自由地旋转。第二驱动衬套104限定出了内部的驱动内螺纹108(例如，美制梯形轮廓驱动螺纹)，其与形成在第三驱动管122的外周上的对应的外部的驱动外螺纹120相啮合。第二驱动管112随第一驱动管86的旋转使外部的驱动螺纹120相对于旋转的第二驱动衬套114前进，因此使第三驱动管122沿着延伸轴线T向附图8中的右边前进。第三驱动管122的近端包含旋转止挡(例如，驱入到螺纹120轮廓中的沟槽中的销或螺丝)以防止第二驱动管112和第三或内驱动管122之间的轴向分离。内驱动管122被刚性地联接到相机安装圈46和第四或内伸缩管100上。内驱动管不能相对于延伸轴线T旋转。

图8和9示出了防止在伸缩管44，92，96和100之间的相对旋转的线性轴承结构的细节。关注于外接的第一伸缩管44和其抵接的被内接的第二伸缩管92之间的匹配接触面，该第二伸缩管92具有与检查观测设备的延伸轴线平行的轴向槽132。为了防止与第一伸缩管44的轴向分离，轴向槽132终止在第二伸缩管92的近端和远端的内侧。第一防旋转圈90保持与轴向槽132接合的滚珠轴承134。分别的滚珠轴承张力螺丝136选择地调节靠在匹配的轴向槽132上的滚珠轴承134压力。如第一防旋转圈90那样，第二防旋转圈94和第三防旋转圈98分别包含相同的线性轴承结构，具有在被外接的、内匹配的管(包括在管的延伸期间轴向偏离防止机构)中的轴向槽和滚珠轴承。全部上述防旋转圈通过保持螺丝138被固定到其对应的伸缩管上。

图8，10和11进一步示出了相机外壳48的结构细节。相机外壳48因此通过壳体安装螺丝78联接到相机安装圈46上。壳体48保持球形相机50，并且限定在壳体的相对侧上的用于相机镜头52和54的孔口。在该示例性实施例中，具有360度视野的球形相机50是具有相应的操作软件的现成的、可商购的相机，例如由日本东京的Ricoh Company，Ltd.制造的、并由美国宾夕法尼亚州莫尔文的Ricoh USA，Inc.出售的Theta S型相机。相机壳体48还提供用于保持发光二极管(“LED”)照明的孔口140。LED缆线146和相机缆线148穿过第三驱动管腔126和相机安装圈孔口128，并且然后围绕安装圈46的柄部缠绕，以便为分别至LED140和相机50的此类缆线连接提供应变消除保护。

图12的框图示出了检查系统28内的部件和子系统的可共同操作的连接。检查观测设备30、控制器盒34、以及相机壳体48的电-机结构以虚线示意地示出。在此出于示意目的在控制器盒34内示出的电源142为控制器144、显示器56、马达72及其编码器74、照明系统140和相机50提供电力。控制器144控制照明140、相机50、马达72，并且在一些实施例中接收来自编码器74的编码器数据。在一些实施例中，控制器144具有直接的无线通讯能力或经由公知的无线路由器150或经由任何公知形式的数据通讯网络(包括互联网)的间接的无线通讯能力。在一些实施例中，控制器144和/或相机50与平板计算机58或图象处理器154或任何其它类型的公知的工作站无线通讯或硬接线通讯。

参照图1，3和12，通过将检查观测设备30安装凸缘38固定至检查口22或其它机器检查进入地点，并且将检查观测设备伸缩部分32，包括相机壳体48，插入到机器的内部，检查系统28被用于检查发电机20(例如燃气涡轮机)的内部结构。一旦检查观测设备30被定位以用于检查，通过利用联接到控制器盒34的手动曲柄69使从动齿轮64及其附接的驱动毂76旋转，或通过操作独立的内部马达72并由此旋转第一驱动管86，使相机壳体48前进到机器中，并且使第二驱动管112和/或第三驱动管122以及最终相机壳体48(以及其球形的360度的相机50)在发电机内沿着检查观测设备延伸轴线T前进，而而无需使相机50围绕延伸轴线T旋转。在相机视野内产生的360度图象在沿延伸轴线T的一个或多个位置被捕获。

在许多检查实施例中，相机50图像在沿延伸轴线T的多个位置被捕获。在检查观测设备30配备有位置编码器(例如马达72的位置编码器74)的实施例中，编码器产生与沿延伸轴线T的相机50视野的轴向位移相关联的位置输出数据。在控制器144、远程平板或其它计算机58、或在远程的专用图像处理工作站154中的图像处理系统，利用位置编码器74输出数据确定相机视野的轴向位移位置，以及使确定的轴向位移位置T与对应的相机图像内的对应位置相关联。编码器74的输出位置数据与图象的关联是利用公知的、可商购的数据获取硬件和软件执行的。在一些实施例中，控制器144、和/或远程计算机(例如平板计算机58)、和/或图像处理系统154存档图象和/或编码器位置数据。在一些实施例中，实时的和/或存档的图像还在控制器盒34的显示器56上可视。在一些实施例中，控制器144通过控制具有编码器74的反馈回路中的马达72自动地控制相机壳体48沿延伸轴线T的前进。

在一些实施例中，图像处理系统(不论其位于何处)将多个检查图象组合到可导航的合成图象中，这类似于在一些网络应用中可用的“街景”地理地图。在控制器和/或计算机硬件平台上可操作的、可商购的图象组合和图象导航程序包包括可从奥地利德意志克罗伊茨的krpano Gesellschaft mbH获得的krpano Panorama Viewer。

尽管参照示例性的控制器144或平板计算机58、或远程工作站154平台架构，以及通过由分别的装置的内部处理器执行的软件模块实现操作任务，还可以理解到本发明的示例性实施例以各种形式的硬件、软件、固件、专用处理器或其组合实现。优选地，本发明的实施例的方面在软件中作为有形地体现在非易失性的、非暂时性的信号、程序存储装置上的程序而实现。程序可以上载到包括任何合适的架构的机器，并由其执行。优选地，机器在计算机平台上实现，该计算机平台具有诸如一个或多个中央处理单元(CPU)、随机存取存储器(RAM)和输入/输出(I/O)接口的硬件。计算机平台还包括操作系统和微指令代码。在此描述的各种处理和功能可以是经由操作系统执行的微指令代码的一部分或是程序的一部分(或其组合)。此外，各种其它的外围设备可以联接到计算机/控制器平台。

应当理解，由于在附图中描述的一些构成系统部件和方法步骤优选地在软件中实现，在系统部件(或处理步骤)之间的实际连接可以根据示例性实施例编程的方式而不同。具体地，任何计算机平台或装置可以使用任何现有的或之后发现的网络技术相互连接；其可以通过之后的网络系统(例如企业网络)、城域网或全球网(例如互联网)而全部连接。

尽管在此示出并具体描述了包含本发明的各种实施例，仍然包含所要求保护的发明的许多其它改变的实施例可以被容易地设计出。本发明并不将其应用限制在说明书中描述的或附图中示出的示例性实施例的结构细节和部件布置。本发明可以是其它实施例并且以各种方式被实践或执行。额外地，应当理解在此使用的术语是描述目的并且应当不认为构成限制。在此使用的“包括”、“含有”或“具有”及其变型意味着在其后所列的项目及其等同以及额外的项目。除非另有说明或限制，术语“安装”、“连接”、“支承”以及“联接”及其变型被广义地使用并且包含直接和间接安装，连接、支承和联接。进一步地，“连接”和“联接”并不局限于物理的、机械的或电的连接或联接。