非破坏性超声检查设备、系统和方法_2

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且所 述液体耦合剂室可与液体耦合剂供应源流体地连接;以及
[0034] 关节子系统,该关节子系统连接至所述外壳并且构造为可操作地维持所述部件表 面接口的所述啮合唇与所述部件的所述表面的所述目前检查的部分适当地啮合。
[0035] 条款9. 一种用于检查部件的设备,该设备包括:
[0036] 外壳;
[0037] 超声阵列,该超声阵列连接至所述外壳;
[0038] 所述外壳的部件表面接口,所述部件表面接口包括液体耦合剂端口、可与所述部 件的表面啮合的啮合唇、和至少一个真空端口,其中,所述啮合唇周向限定所述液体耦合剂 端口并且所述至少一个真空端口周向限定所述啮合唇,其中,所述至少一个真空端口可与 真空源流体地连接;
[0039] 液体耦合剂室,该液体耦合剂室被布置在所述超声阵列与所述部件表面接口的所 述液体耦合剂端口之间,其中,所述液体耦合剂室与所述液体耦合剂端口流体连通并且所 述液体耦合剂室可与液体耦合剂供应源流体地连接;以及
[0040] 关节子系统,该关节子系统连接至所述外壳并且构造为可操作地维持所述部件表 面接口与所述部件的所述表面的目前检查的部分适当地啮合。
[0041] 条款10.根据条款9所述的设备,该设备还包括从所述超声阵列延伸并且通过所 述液体耦合剂室和所述液体耦合剂端口的中心轴,其中,所述关节子系统被构造为可操作 地维持所述中心轴与所述部件的所述表面的所述目前检查的部分基本上垂直。
[0042] 条款11.根据条款9所述的设备,其中,所述部件表面接口的所述啮合唇相对于所 述至少一个真空端口突出,以可相对于所述至少一个真空端口定位为更靠近所述部件的所 述表面。
[0043] 条款12.根据条款9所述的设备,其中,所述外壳连接至机器人装置的末端执行 器,其中,所述机器人装置能够被自动地控制的以跨越所述部件的所述表面移动所述设备。
[0044] 条款13.根据条款12所述的设备,其中,所述关节子系统包括耦合在所述外壳与 所述末端执行器之间的双轴万向节结构,其中,所述双轴万向节结构被构造为被动地吸收 所述外壳的俯仰和横滚移动。
[0045] 条款14.根据条款13所述的设备,其中,所述关节子系统还包括连接在所述双轴 万向节结构与所述末端执行器之间的气动致动器,其中,所述气动致动器被构造为沿着与 所述部件的所述表面的所述目前检查的部分基本上垂直的轴经由所述双轴万向节结构被 动地吸收所述外壳的移动。
[0046] 条款15.根据条款13所述的设备,该设备还包括:
[0047] 角度传感器子系统,该角度传感器子系统连接至所述双轴万向节结构,其中,所述 角度传感器子系统被构造为检测所述末端执行器相对于所述部件的所述表面的所述目前 检查的部分的实际定向;以及
[0048] 控制器,该控制器被构造为从所述角度传感器子系统接收与所述末端执行器的所 述实际定向对应的定向数据,将所述实际定向与期望的定向相比较,并且控制所述机器人 装置以将所述末端执行器的所述实际定向调整为在所述期望的定向上。
[0049] 条款16.根据条款15所述的设备,其中,所述期望的定向包括所述末端执行器的 与所述部件的所述表面的所述目前检查的部分垂直的纵轴。
[0050] 条款17.根据条款15所述的设备,其中,所述角度传感器子系统包括连接至所述 双轴万向节结构的多个换能器。
[0051] 条款18.根据条款17所述的设备,其中,所述多个换能器包括连接至所述双轴万 向节结构的各个轴的旋转可变差动变压器(RVDT)。
[0052] 条款19. 一种用于检查部件的方法,该方法包括以下步骤:
[0053] 跨越所述部件的表面用机器人移动超声检查探头以检查所述部件的结构特性,其 中,移动所述超声检查探头包括自动地控制包括所述超声检查探头连接至的末端执行器的 机器人装置;
[0054] 检测所述末端执行器相对于所述部件的所述表面的目前检查的部分的实际定向, 其中,检测所述末端执行器的所述实际定向包括从连接在所述超声检查探头与所述末端执 行器之间的角度传感器子系统接收定向数据;
[0055] 将所述实际定向与期望的定向相比较;以及
[0056] 控制所述机器人装置以将所述末端执行器的所述实际定向调整为在所述期望的 定向上。
[0057] 条款20.根据条款19所述的方法,该方法还包括以下步骤:从对所述部件的先前 执行的检查根据在跨越所述部件的所述表面的预定位置处的预定定向调整来调整所述末 端执行器的所述实际定向。
[0058] 所描述的本公开的主题的特征、结构、优点和/或特性可以在一个或更多个实施 方式和/或实现中按照任何适合的方式组合。在以下描述中,许多特定细节被提供来给予 对本公开的主题的实施方式的彻底理解。相关领域技术人员将认识到,可以在没有特定实 施方式或实现的特定特征、细节、部件、材料和/或方法中的一个或更多个的情况下实践本 公开的主题。在其它实例中,可以在可能不存在于所有实施方式或实现中的特定实施方式 和/或实现中识别到附加的特征和优点。此外,在一些实例中,未详细地示出或描述公知的 结构、材料或操作以避免使本公开的主题的各方面混淆。本公开的主题的特征和优点根据 以下描述和随附权利要求将变得更完全显而易见,或者可以通过如在下文中阐述的主题的 实践来学习。
【附图说明】
[0059] 为了可以更容易地理解本主题的优点,将参照被例示在附图中的特定实施方式提 出以上简要地描述的本主题的更特定描述。理解这些附图仅描绘本主题的典型实施方式并 且因此不被认为限制其范围,将通过使用附图以附加特性和细节描述和说明本主题,附图 中:
[0060] 图1A是根据一个实施方式的用于检查部件的系统的示意框图,该系统包括超声 检查探头、机器人装置、角度传感器子系统和控制器;
[0061] 图1B是根据一个实施方式的用于检查部件的系统的示意框图,该系统包括超声 检查探头、机器人装置、关节子系统、角度传感器子系统和控制器;
[0062] 图2是根据一个实施方式的用于检查部件的系统的透视图;
[0063] 图3A是根据一个实施方式的具有与期望的定向不同的实际定向的机器人装置的 末端执行器的部分透视图;
[0064] 图3B是根据一个实施方式的具有与期望的定向相同的实际定向的机器人装置的 末端执行器的部分透视图;
[0065] 图4是根据一个实施方式的连接至机器人装置的末端执行器和关节子系统的气 动致动器的超声检查探头的透视图;
[0066]图5是根据一个实施方式的超声检查探头的部件表面接口和关节子系统的双轴 万向节结构的透视图;
[0067]图6A是根据一个实施方式的具有液体耦合剂室的超声检查探头的部分横截面透 视图;
[0068]图6B是根据一个实施方式的具有接近部件的表面的啮合唇的超声检查探头的横 截面图;
[0069] 图7A是根据一个实施方式的用于控制部件的检查的控制器的示意框图;
[0070] 图7B是根据另一实施方式的用于控制部件的检查的控制器的示意框图;
[0071] 图8是根据一个实施方式的用于检查部件的方法的示意流程图;
[0072] 图9是飞机生产与服务方法学的流程图;以及
[0073] 图10是飞机的框图。
【具体实施方式】
[0074] 贯穿本说明书对"一个实施方式"、"实施方式"或类似语言的参照意味着连同该实 施方式一起描述的特定特征、结构或特性被包括在本公开的至少一个实施方式中。短语"在 一个实施方式中"、"在实施方式中"和类似语言贯穿本说明书的出现可以但是未必全部指 代同一实施方式。类似地,术语"实现"的使用意指具有连同本公开的一个或更多个实施方 式一起描述的特定特征、结构或特性的实现,然而,缺乏用于以其它方式指示实现可以与一 个或更多个实施方式相关联的表达相关性。
[0075] 图1A是用于检查部件的系统100的示意框图。要检查的部件50可以是或形成各 种结构(诸如车辆、建筑物、桥梁和飞机等)中的任一个的一部分。根据一个实施方式,系 统100包括超声检查探头110、机器人装置120、角度传感器子系统130和控制器150。通 常,超声检查探头110连接至机器人装置120并且机器人装置120由控制器150控制以将 超声检查探头110定位在相对于正被检查的部件的表面的期望的检查位置中。角度传感器 子系统130被构造为监测检查探头110的角位置,以便使检查探头110维持在所期望的位 置中。一旦超声检查探头110处于所期望的检查位置中,控制器150就驱动机器人装置120 以便沿着并且跨越部件的表面移动超声检查探头110(如参照图2更详细地描述的)。
[0076] 图1B是用于检查部件的系统101的另一实施方式的示意框图,该系统101包括超 声检查探头110、机器人装置120、角度传感器子系统130、关节子系统140和控制器150。 检查探头110、机器人装置120、角度传感器子系统130和控制器150可以与以上参照图1A 所描述的基本上相同。根据一个实施方式,关节子系统140被构造为还便于超声检查探头 110的适当位置的维持。如下面参照图4和图5更详细地描述的,关节子系统140阻尼和/ 或吸收正被检查的部件的表面中的特定特征或不规则,以便使得超声检查探头110能够保 持适当地啮合在部件的表面上。
[0077] 图2是用于检查部件50的系统102的一个实施方式的透视图。参照图2,系统102 包括连接至机器人装置120的超声检查探头110。机器人装置120能够由控制器150控制。 更具体地,机器人装置120由控制器150控制来将超声检查探头110定位在相对于部件50 的表面51的期望的检查位置中以便非破坏性地检查结构。如下面所描述的并且根据一个 实施方式,所期望的检查位置可以是超声检查探头110的超声换能器阵列与部件的外表面 51垂直的位置。在超声检查探头110处于所期望的检查位置中情况下,由控制器150驱动 的机器人装置120沿着并且跨越部件50的表面51可操作地移动超声检查探头110。
[0078] 如下面参照图6A和图6B更详细地描述的,收容在超声检查探头110内的超声阵 列发送指向部件50的超声信号。在一个实施方式中,超声检查探头110还包括用于利用液 体耦合剂(诸如水、油、丙二醇、甘油、凝胶等)来便于并且促进超声信号/波的传输和传播 的装置。
[0079] 如图2所描绘的,控制器150连接至机器人装置120。在另一实施方式中,可以将 控制器150集成或连接至被电连接至机器人装置120的计算机或计算机网络。在另一个实 施方式中,控制器150可以具有使用各种电子装置来实现的各种模块。下面参照图7A和图 7B包括了与控制器150有关的附加细节。如图2所描绘的,机器人装置120可以是可以各 种不同方式旋转、枢转和/或延伸以便将超声检查探头110定位在多个位置中的机器人臂。 例如,在一个实施方式中机器人装置120是由Kuka?制造的机器人臂。
[0080] 部件50可以是由各种材料中的任一种制成的各种部件中的任一个。在一些实现 中,部件50由金属(诸如钢和铝)制成。在其它实现中,部件50由非金属(诸如石墨、合 成物、陶瓷、聚合物等)制成。在一个实施方式中,部件有
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