插入工具和方法与流程

1.本主题一般涉及用于通过进入口(例如，通过检查端口在涡轮发动机中的环形空间)检查腔体的工具和方法。


背景技术：

2.至少某些燃气涡轮发动机以串行流动布置包括：压缩机区段，包括用于压缩流过发动机的空气的低压压缩机和高压压缩机；燃烧器，用于将燃料与压缩空气混合以便可以点燃混合物；以及涡轮区段，包括向压缩机区段提供动力的高压涡轮和低压涡轮。
3.在一个或多个区段中，至少某些燃气涡轮发动机限定环形开口。这些环形开口中的某些可以改变尺寸。用于检查这些环形开口中的一个或多个的检查工具可能是有益的。


技术实现要素：

4.本发明的方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或者可以从描述中变得显而易见，或者可以通过实施本发明而获知。
5.在本公开的一个方面，提供了一种用于发动机的插入工具，该发动机限定进入口并且包括至少部分地限定腔体的部件。插入工具包括：插入工具臂，该插入工具臂包括多个分段，插入工具臂构造成通过进入口插入到腔体中，并且多个分段构造成在腔体内相对于彼此处于固定位置；和基座，基座联接到插入工具臂，并且构造成定位在腔体外部并且沿着至少两个自由度移动插入工具臂。
6.参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点。结合在本说明书中并构成其一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
附图说明
7.在说明书中阐述了针对本领域的普通技术人员的本发明的完整而可行的公开，包括其最佳模式，其参考附图，其中：
8.图1是根据本公开的示例性方面的燃气涡轮发动机的示意性截面图。
9.图2是沿着轴向方向和径向方向的，包括根据本公开的示例性实施例的插入工具的图1的示例性燃气涡轮发动机的燃烧区段的特写截面图。
10.图3是沿着径向方向和圆周方向的，包括示例性插入工具的图1的示例性燃气涡轮发动机的燃烧区段的另一个特写截面图。
11.图4是根据本公开的另一示例性实施例的处于第一位置的插入工具的特写视图。
12.图5是处于第二位置的图4的示例性插入工具的特写视图。
13.图6是处于第一位置的图4的示例性插入工具的径向视图。
14.图7是处于第二位置的图4的示例性插入工具的径向视图。
15.图8是根据本公开的示例性方面的用于将工具插入发动机内部的方法的流程图。
具体实施方式
16.现在将详细参考本发明的当前实施例，其一个或多个示例在附图中示出。详细描述使用数字和字母标记来指代附图中的特征。在附图和描述中相似或类似的标记已经用于指代本发明的相似或类似的部分。
17.如本文中所使用的，术语“第一”，“第二”和“第三”可以互换使用以将一个部件与另一个部件区分开，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
18.术语“前”和“后”是指组件或系统内的相对位置，并且是指部件或系统的正常操作姿态。例如，对于燃气涡轮发动机，前是指靠近燃气涡轮发动机的入口的位置，而后是指靠近燃气涡轮发动机的排气口的位置。
19.术语“联接到”，“固定到”，“附接到”等是指直接联接、固定或附接，以及除非另有说明，否则通过一个或多个中间组件或特征进行间接联接、固定或附接。
20.除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一”，“一个”和“该”包括复数形式。
21.如在整个说明书和权利要求书中在本文中所使用的，近似语言用于修改可以允许变化而不会导致与之相关的基本功能发生变化的任何定量表示。因此，由诸如“大约”，“大概”和“基本上”的一个或多个术语修饰的值不限于所指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度，或用于构造或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似语言可以指的是在10％的范围内。
22.在此以及整个说明书和权利要求书中，范围限制被组合和互换，除非上下文或语言另有指示，否则范围被识别并且包括其中包含的所有子范围。例如，本文公开的所有范围包括端点，并且端点可彼此独立地组合。
23.某些燃气涡轮发动机中，限定了一个或多个环形开口，并且这些环形开口在燃气涡轮发动机的特定品牌/型号内，以及在燃气涡轮发动机的不同品牌/型号内的尺寸可以变化，使得每个环形开口必须使用专用的特殊检查工具，以围绕该环形开口延伸并穿过该环形开口。维护用于各个环形开口中的每个的检查工具可能是昂贵且不便的。
24.因此，本公开提供了一种检查工具，用于检查例如单个燃气涡轮发动机内或各种燃气涡轮发动机内具有变化尺寸的环形开口。特别地，本公开的某些方面提供了一种插入工具，该插入工具包括：具有多个分段的插入工具臂，以及联接至该插入工具臂的基座。插入工具臂构造成通过燃气涡轮发动机的进入口插入腔体中。多个分段被构造为在腔体内相对于彼此处于固定位置。基座被构造为定位在腔体的外部，并且还被构造为沿着至少两个自由度移动插入工具臂。
25.以这种方式，将理解的是，该基座能够移动插入臂，该插入臂在处于固定位置时限定不同于环形开口的曲率半径的曲率半径，从而允许检查工具与各种不同尺寸的环形开口/燃气涡轮发动机一起使用。
26.现在参考附图，其中在所有附图中，相同的附图标记表示相同的元件，图1是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的示意性截面图。更特别地，对于图1的实施例，燃气涡轮发动机是高旁路涡轮风扇喷气发动机10，在本文中被称为“涡轮风扇发动机10”。如图1所示，涡轮风扇发动机10限定轴向方向a(平行于供参考的纵向中心线12延伸)和径向方向r。涡轮风扇发动机10还限定周向方向c(见图3)。通常，涡轮风扇10包括风扇区段14和布置在风扇区段14下游的涡轮机16。
27.所示的示例性涡轮机16通常被封闭在基本为管状的外壳18内，外壳18限定了环形入口20和环形排气口21。外壳18以串行流动关系包围：压缩机区段，包括增压或低压(lp)压缩机22和高压(hp)压缩机24；燃烧区段26；涡轮机区段，包括高压(hp)涡轮28和低压(lp)涡轮30；以及喷射排气喷嘴区段32。高压(hp)轴或线轴34将hp涡轮28驱动地连接到hp压缩机24。低压(lp)轴或线轴36将lp涡轮30驱动地连接至lp压缩机22。压缩机区段、燃烧区段26、涡轮区段和喷嘴区段32一起限定了穿过其中的核心空气流动路径37。
28.对于所示的实施例，风扇区段14包括具有多个风扇叶片40的固定螺距风扇38。风扇叶片40中的每个都附接到盘42，其中风扇叶片40和盘42能够通过lp轴36一起绕着纵向轴线旋转。对于所示的实施例，涡轮风扇发动机10是直接驱动的涡轮风扇发动机，使得lp轴36直接驱动风扇区段14的风扇38，而不使用减速齿轮箱。然而，在本公开的其他示例性实施例中，风扇38可以替代地是可变螺距风扇，并且涡轮风扇发动机10可以包括减速齿轮箱，在这种情况下，lp轴36可以跨越变速箱驱动风扇区段14的风扇38。
29.仍然参照图1的示例性实施例，盘42被具有空气动力学轮廓的可旋转前轮毂48覆盖，以促进气流通过多个风扇叶片40。另外，示例性涡轮风扇发动机10包括环形机舱组件50，该环形机舱组件50周向围绕风扇38和/或涡轮机16的至少一部分。对于所示实施例，机舱组件50由多个周向间隔开的出口导向轮叶52相对于涡轮机16支撑。此外，机舱组件50的下游区段54在外壳18的外部分上延伸，以在它们之间限定旁路气流通道56。通过旁路气流通道56的空气的第一部分与通过涡轮机16的入口20以及通过核心空气流动路径37的空气的第二部分之间的比率通常被称为旁路比。
30.将理解的是，尽管未在图1中示出，但是涡轮风扇发动机10可以进一步限定多个开口，以允许检查涡轮机16内的各个部件。例如，涡轮风扇发动机10可在压缩机区段、燃烧区段26和涡轮区段内的各种轴向位置处限定多个管道镜开口。另外，如下文将要讨论的，涡轮风扇发动机10可包括例如在涡轮机16的燃烧区段26内的一个或多个点火器端口，其可允许检查燃烧区段26。
31.还将理解的是，图1所示的示例性涡扇发动机10仅是示例性的，并且在其他示例性实施例中，涡轮风扇发动机10可具有任何其他合适的构造，任何其他合适数量的轴或线轴、涡轮、压缩机等。附加地或可替代地，在其他示例性实施例中，可以提供任何其他合适的涡轮发动机。例如，在其他示例性实施例中，涡轮发动机可以不是涡轮风扇发动机，而是可以被构造为涡轮轴发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮喷气发动机等。
32.现在参考图2，提供了图1的示例性燃气涡轮发动机10的涡轮机16的燃烧区段26的特写示意图。
33.如所描绘的，燃烧区段26通常包括定位在燃烧器壳体62内的燃烧器60。另外，燃烧器60包括内衬里64、外衬里66和圆顶68，它们一起至少部分地限定了燃烧室70。将理解的是，对于所示的实施例，圆顶68是环形圆顶，并且燃烧室60构造成环形燃烧器。以这种方式，燃烧室70通常限定为环形。在前端61处，燃烧器60限定或者更确切地说，圆顶68限定喷嘴开口72，并且燃烧区段26还包括定位在喷嘴开口72内的燃料
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空气混合器74或喷嘴。燃料空气混合器74构造成在涡轮风扇发动机10的操作期间向燃烧室70提供燃料和压缩空气的混合物以产生燃烧气体。燃烧气体从燃烧室70流到hp涡轮28，更具体地说是通过hp涡轮28的多个入口导向轮叶76流动。
34.值得注意的是，尽管在图2中示出了单个喷嘴开口72和燃料
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空气混合器74，但是燃烧器60可以进一步包括多个周向间隔开的喷嘴开口72和位于喷嘴开口72内的相应的多个燃料
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空气混合器74。
35.为了启动由燃料
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空气混合器74提供给燃烧室70的燃料和压缩空气的燃烧，燃烧区段26通常包括延伸穿过一个或多个点火器开口78的点火器(未安装或未示出)，上述点火器开口限定在燃烧器60的燃烧器壳体62和外衬里66中。然而，当涡轮风扇发动机10不运转时，点火器可以被移除并且点火器开口78可以被用于检查例如燃烧室70，hp涡轮28的入口导向轮叶76和/或其他部件。
36.更具体地，对于图2的实施例，示出了根据本公开的示例性实施例的用于将一个或多个器具插入发动机内部的插入工具。特别地，对于所示的实施例，插入工具是根据本公开的示例性实施例的用于检查发动机的环形截面的工具100，并且被描绘成延伸穿过限定在燃烧器60的燃烧器壳体62和外衬里66中的一对点火器开口78。现在还参见图3，其提供了图2的燃烧区段26的局部轴向截面图，将理解的是，工具100通常包括由多个分段102大体形成的插入工具臂101和插入管104，插入工具臂101的多个分段102可通过插入管104移动到燃烧室70中。
37.更具体地说，对于所示的示例性实施例，插入管104包括弯曲部106。在至少某些实施例中，弯曲部106可以是大致90度的弯曲，或者可以大于或小于90度。例如，插入管104包括大致沿径向方向r延伸的径向部分108和大致沿周向方向c延伸的圆周部分110。径向部分108和圆周部分110在弯曲部106处接合。多个分段102被馈送通过径向部分108，相对于彼此在第一角度方向上枢转以穿过弯曲部106，然后相对于彼此在第二相反角度方向上枢转并彼此联接，使得它们构造成当它们移动穿过圆周部分110时相对于彼此处于固定位置。分段102从圆周部分110延伸穿过环形燃烧室70。如本文所使用的，术语“被构造为相对于彼此处于固定位置”是指在工具100的预期操作期间，除了实际的插入操作之外，分段102没有构造为在相邻分段102之间的接头处明显弯曲或挠曲。以这种方式，将理解的是，可以在工具100的预期操作期间利用足够的偏压力将分段102朝固定位置偏置，以将分段保持在适当的位置，但是在工具100例如遇到环境中的物体，或者被插入环境中或从环境中移出时，可能会允许一些偏转。
38.如将在下面更详细地描述的，工具100还包括位于插入工具臂101的远端附近的插入工具臂位置传感器，或者简称为位置传感器111。具体地，对于所示的实施例，位置传感器111位于插入工具臂101的多个分段102中的最前分段102’。在至少某些示例性实施例中，位置传感器111可以包括一个或多个照相机。举例来说，如下文将更详细描述，一个或一个以上相机可包含两个或两个以上传感器，其提供立体声反馈数据(例如，来自两个单独位置的信息，可将其组合以提供相对准确的距离/定位数据)。进一步例如，位置传感器11可以包括照相机，使得位置传感器111可以进一步用作用于检查发动机内部的器具。例如，照相机可以附加地或替代地提供视频馈送，用于检查发动机的一个或多个组件，例如用于检查燃烧器60和/或高压涡轮28的各个部件。将进一步认识到，插入工具臂101可以附加地或可替代地包括任何其他合适的位置传感器111，用于感测指示插入工具臂101在腔体内的位置的数据。
39.如将在下面更详细地描述的，工具100的延伸穿过环形燃烧室70的多个分段102一
起限定了平均弧形112(即，平均弧线)。另外，环形燃烧室70限定检查半径114，检查半径114是沿着径向方向r的距离，期望从该距离观看涡轮风扇发动机10的环形截面，即环形燃烧室70。例如，检查半径114可以是燃烧室70内的径向中点。同样，对于所示的实施例，延伸通过环形燃烧室70的多个分段102(即，在燃烧室70内彼此联接的多个分段102)的平均弧形112限定了分段102的半径116(或“曲率半径”)。在某些示例性实施例中，平均弧形112的分段102的半径116可以基本上不等于检查半径114，在这种情况下，插入工具臂101可以从位于燃气涡轮发动机内部的外部的基座120沿各种自由度移动。这种操作将在下面更详细地描述。
40.值得注意，曲率半径/分段102的半径116是指与延伸穿过发动机10的环的多个分段102的平均弧形112对准的圆的半径，对于所描绘的实施例，该环是环形燃烧室70。
41.因此，将理解的是，尽管在图2和图3中将工具100描绘为用于检查燃烧室70，在其他示例性实施例中，工具100可以附加地或替代地用于检查涡轮风扇发动机10的具有不同检查半径114的其他区域。例如，工具100可以被用来检查压缩机区段或涡轮区段的环形部分，或者替代地，其他发动机或系统。
42.在至少某些示例性实施例中，插入工具臂101的各个分段102可以以与2018年5月23日提交的题为“inspection tool and method”的美国专利申请第2019/0360794号中描述的工具的分段102类似的方式构造，其中安德鲁
·
克里斯平
·
格雷厄姆(andrew crispin graham)被列为主要发明人，在此通过引用将其全部并入本文。以这种方式，将理解的是，在某些示例性实施例中，多个分段102可包括用于改变多个分段102的平均弧形112的调节构件(预先或响应于感测到的实时数据)。然而，可替代地，在其他示例性实施例中，可以以任何其他合适的方式来配置插入工具臂101的分段102。例如，在其他实施例中，分段102可能是不可调节的，从而当它们移动到发动机内部的固定位置时，它们仅具有一种几何形状。附加地或可替代地，不是全部的分段102可以是可调节的，或者一个或多个分段102可以以任何其他合适的方式来调节。
43.现在特别参考图3，如上所述，将进一步理解，插入工具还包括连接到插入工具臂101并与位置传感器111连通的基座120。基座120位于腔体的外部，并且被构造为响应于从位置传感器111接收到的数据而沿至少一个自由度移动插入工具臂101。
44.特别地，对于图3的示例性实施例，基座120被安装到围绕发动机的燃烧区段26的发动机的外壳18上。如将在下面参考图4和5的实施例更详细地解释的，基座120可以提供插入工具臂101沿着至少两个自由度的移动，例如沿着至少四个自由度，例如沿着至少六个自由度。作为参考，在图3中将基座120可以移动插入工具臂101的各种自由度描绘为纵向方向l1、侧向方向l2、横向方向t、关于纵向方向l1'的取向、围绕侧向方向的取向l2’、以及围绕横向方向的取向t’。
45.此外，工具100还包括控制器150。控制器150具有一个或多个处理器152和存储器154。存储器154存储数据156。数据156可以包括当由一个或多个处理器152执行时使工具100执行某些功能的指令。一个或多个功能可以是下面参考例如示例性方法200描述的一个或多个功能。另外，控制器150包括网络接口158。网络接口158可以利用任何合适的有线或无线通信网络160来与工具100的其他部件和/或其他部件进行通信。
46.如图3的虚线所示，控制器150可操作地联接到位置传感器111和基座120。以这种
方式，基座120可以接收指示插入工具臂101的多个分段102在腔体(即，对于所示实施例的燃烧室70)内的位置的数据，指示插入工具臂101在腔体内的期望位置(例如，最前分段102’和/或传感器111在腔体中的期望位置)的数据，并控制插入工具臂101以将插入工具臂101移动到腔体内的期望位置，同时避免与至少部分限定腔体的部件发生碰撞。如本文所用，术语“碰撞”是指插入工具臂101与部件之间的任何不希望的接触。
47.以这种方式，将理解的是，控制器150可与基座120一起操作，以促进插入工具臂101，传感器111或两者在发动机的腔体内(例如在发动机的燃烧室70内)的移动，以将插入工具臂101、传感器111或两者移动到发动机的腔体内的期望位置。控制器150可以基于由传感器111感测到的数据在反馈回路上操作。
48.此外，基座120可以被构造为控制腔体内的插入工具臂101的长度。以这种方式，所示的示例性基座120包括进给机构122，该进给机构122被构造为使多个分段102移动通过插入管104并进入环形燃烧室70。进给机构122还通过网络160与控制器150通信。某些实施例中，进给机构122可使用具有抓持器表面(例如弹性体表面或与分段102的齿轮表面相对应的齿轮表面)的旋转轮将分段102进给到插入管104中。
49.此外，尽管未示出，但是插入工具100可以包括用于在发动机内部执行一个或多个维护、修理或检查操作的任何合适的器具。例如，在某些示例性实施例中，如上所述，位置传感器111可以包括一个或多个用于检查发动机内部的照相机。另外地或可替代地，插入工具臂101可以包括一个或多个器具，例如钻头、加热器、焊接机等中的一个或多个，以执行维护和/或修理操作，在该维护和/或修理操作中，将材料添加到发动机的部件中，从发动机的部件中去除材料，或者改变发动机的部件的物理性质。
50.现在参考图4和5，提供了根据本公开的另一示例性实施例的用于发动机10的插入工具100。图4和图5的示例性插入工具100可以以与以上参考图2和图3所述的示例性插入工具100基本相同的方式配置，而且，可以与根据以上参考图1至图3描述的一个或多个示例性实施例的燃气涡轮发动机10一起操作。例如，发动机10可以是限定进入口并且包括至少部分限定腔体的部件的燃气涡轮发动机10。对于所示的实施例，进入端口是点火器端口78或管道镜端口，并且该部件是燃烧室衬里64、66，燃烧室圆顶68、燃料喷嘴74或它们的组合。因此，将理解的是，对于所示实施例，腔体是发动机10的燃烧室70。
51.此外，与以上参照图2和图3描述的示例性插入工具100一样，图4和5的示例性插入工具100通常包括插入工具臂101和基座120，该插入工具臂101具有多个分段102和位置传感器111。对于所示的实施例，位置传感器111位于插入工具臂101的远端附近，更具体地说，位于插入工具臂101的多个分段102中的最前分段102’处。
52.然而，对于所示的实施例，插入工具100的基座120被构造为安装在与发动机10分开的位置，更具体地说，插入工具100的基座120构造为将其安装到地面位置124。术语“地面位置”一般是指与发动机10或发动机10安装在其上的结构(例如飞行器)分开的任何位置。例如，地面位置可以是例如发动机10下方的实际地面，与位于发动机10附近的发动机10分开的架子或手推车等。
53.为了适应发动机10与地面位置124之间的任何相对移动，插入工具100还包括第二位置传感器126，第二位置传感器126构造成感测指示相对于发动机10，插入工具100的一个或多个方面在发动机10内部之外的位置的数据。具体地，对于所示的实施例，第二位置传感
器126包括在基座120中，并且被构造为感测指示基座120相对于发动机10的位置的数据(例如指示相对距离和/或取向的数据)。在某些示例性实施例中，插入工具100可以包括2018年1月14日提交的美国申请第16/008,475号中讨论的一个或多个特征，出于所有目的将其全部合并于此。
54.如关于图2和图3的实施例所指出的，图4和图5的示例性实施例的基座120联接到插入工具臂101并与插入工具臂101的位置传感器111连通。基座120被构造为响应于从位置传感器111接收到的数据，沿至少两个自由度移动插入工具臂101。更具体地，对于所示的实施例，基座120被构造成至少部分地响应于从位置传感器111接收到的数据，沿至少四个自由度移动插入工具臂101。更具体地，此外，基座120被构造为至少部分地响应于从位置传感器111接收到的数据，沿着至少六个自由度，加上使用进给机构122改变插入工具臂101的长度的一个自由度，移动插入工具臂101。
55.对于所示实施例，基座120被构造为移动插入工具臂101的自由度包括以下一个或多个：纵向方向l1、侧向方向l2、横向方向t，围绕纵向方向的取向l1’，围绕侧向方向的取向l2’和围绕横向方向的取向t’。为了实现沿着这些自由度的这种移动，所示出的示例性基座120包括围绕相应的枢转点彼此枢转地联接的多个构件。特别地，对于所示的实施例，基座120包括：第一构件130，其绕第一枢轴点134可枢转地联接至第二构件132；第二构件132，其绕第二枢轴点138可枢转地联接至第三构件136；以及第三构件136，其绕第三枢转点142可枢转地联接到第四构件140。
56.此外，对于所示实施例，这些构件130、132、136、140中的一个或多个可允许绕其长度旋转。具体地，在所示实施例中，第一构件130允许绕第一构件130的长度旋转，第二构件132允许绕第二构件132的长度旋转，第三构件136类似地允许绕第三构件136的长度旋转，第四构件140允许绕第四构件140的长度旋转。这些各自的旋转方向用箭头描绘，为清楚起见未标记。
57.在某些示例性实施例中，基座120可包括一个或多个电动机，该电动机可与构件130、132、136、140和/或枢轴点134、138、142一起操作以提供相对移动和旋转。
58.然而，将理解，在其他示例性实施例中，基座120可具有用于提供插入工具臂101沿着期望的自由度的移动的任何其他合适的构造。例如，在其他示例性实施例中，基座102可以包括一对线性致动器，以仅沿着横向方向t和纵向方向l1移动插入工具臂101。也可以考虑其他配置。
59.以这种方式，插入工具臂101可以被基座120(例如，在控制器150的方向上)移动到发动机10的腔体内的基本上任何期望的位置和/或取向。
60.明显地，这可能是有益的，以允许插入工具臂101行进通过相同发动机10或不同发动机10内的具有不同曲率半径114的环形空间。例如，虽然制成的插入工具臂101限定的曲率半径114不同于通过其插入的环形空间的曲率半径，但是操纵插入工具臂101沿着特定的自由度到各种位置和取向的能力仍然可以允许插入工具臂101可以无碰撞地行进通过这种环形空间。
61.此外，将理解的是，尽管插入工具臂101的移动受到插入工具臂101所插入通过的发动机10的进入口的固定位置的约束，但是以各种自由度移动的能力可以促进在各种环形几何结构(例如具有各种曲率半径114)中使用插入工具臂101。从本文的讨论中将会理解，
以各种自由度移动的能力可以促进在各种环形几何结构中使用插入工具臂101，同时与限定进入口的部件保持期望的间隙。例如，插入工具100可能能够将插入工具臂101移动至进入口的内部和外部，同时在进入口处枢转插入工具臂101和/或改变插入工具臂101的取向，以将例如传感器111定位在腔体(燃烧室70或发动机10内的其他环形空间)内的期望位置，而不与任何组件发生碰撞。
62.例如，现在还参考图5，将理解的是，插入工具臂101的远端从第一位置(图4；在图5中以虚线示出)移动到第二位置(图5)。作为这种移动的一部分，插入工具臂101沿着纵向方向l1和侧向方向l2移动，并且还围绕横向方向t改变取向。值得注意的是，插入工具臂101的这种移动是在与限定进入口的部件保持间隙的同时进行的，并且包括在进入口处枢转插入工具臂101。尽管插入工具臂101的曲率半径与发动机10的腔体之间不匹配，但是这可以促进插入工具臂101的远端从第一位置到第二位置的移动。
63.此外，将理解的是，使插入工具臂101绕各种自由度移动的能力还可允许将插入工具臂101的远端定位在沿着发动机的长度的各个位置处。例如，简要地参考图6和7，每个都提供沿发动机10的径向方向从里向外看的图4和5的插入工具臂101的视图，分别地，将理解的是，围绕一个或多个自由度改变插入臂工具101的取向可以允许插入工具臂101的远端进一步定位在沿着发动机的长度(例如，沿着图1的发动机的轴向方向a，在图6和7中显示为侧向方向l2)的各个方向上。
64.但是，将理解的是，在其他实施例中，除了通过基座120移动插入工具臂101之外，基座120可通过在腔体内添加或移除分段102来进一步增加或减小腔体内插入工具臂101的长度。因此，可以存在多种潜在的方式，其中将插入工具臂101的远端从第一位置移动到第二位置。插入工具100可利用提供最低碰撞风险或可替代地满足某些其他设计目标的任何方法。
65.将理解的是，仅通过示例的方式提供了示例性的插入工具100和基座102。在其他示例性实施例中，插入工具100和基座102可以具有任何其他合适的构造。例如，在某些示例性实施例中，基座102可以不包括提供关于图4和图5讨论的各种自由度的每个特征。例如，尽管图4描绘了七个自由度，但是构件132、136、140中的一个或多个可能不允许围绕其长度旋转，和/或基座102可能不包括构件132、136、140中的每一个。
66.此外，将理解的是，尽管上述示例性插入工具100包括插入工具臂101上的位置传感器111，并且基座102被构造响应于从插入工具臂101上的位置传感器111接收到的数据而移动插入工具臂101，在其他实施例中，可以想到其他构造。例如，在其他示例性实施例中，位置传感器111可以与插入工具臂101分离，并且例如通过发动机的单独的进入口插入。另外地或可替代地，基座102可以被构造为手动地操作以响应于来自例如位置传感器111的感测数据，或者响应于用于对插入臂工具101在发动机的腔体内的位置的目视检查，沿着各种自由度移动插入工具臂101。
67.现在参考图8，提供了一种将插入工具插入到燃气涡轮发动机的腔体中的方法200。在某些示例性方面，插入工具包括具有位置传感器的基座和与该插入工具臂联接的基座。例如，在某些示例性方面，方法200可以利用以上参照图1至图7描述的一个或多个示例性插入工具。
68.方法200包括在(202)处从位置传感器接收指示插入工具臂在燃气涡轮发动机的
腔体内的位置的数据。数据可以是来自例如一个或多个照相机的图像数据，来自一个或多个距离传感器的距离数据等。此外，数据可以是一维距离数据，或者可以是二维数据，或者可以是三维数据。例如，数据可以是从至少两个照相机接收的图像数据，使得可以针对环境确定三维距离数据。
69.方法200进一步包括在(204)处，至少部分地基于在(202)处从位置传感器接收到的数据，利用位于燃气涡轮发动机的腔体外部的基座沿着至少两个自由度移动插入工具臂，以避免插入工具臂与至少部分地限定腔体的部件之间的碰撞。
70.在某些示例性方面，在(204)处沿着至少两个自由度移动插入工具臂包括在(206)处保持插入工具臂与限定燃气涡轮发动机的进入口的部件之间的间隙。例如，在所示的示例性方面，在(204)处沿着至少两个自由度移动插入工具臂包括在(208)处改变插入工具臂相对于进入口的位置并改变插入工具臂相对于进入口的取向。以这种方式，将理解的是，插入工具臂的移动受到进入口的尺寸和位置的约束。因此，方法200可以确保在(204)处移动插入工具臂时适当地考虑了该约束。
71.此外，将理解的是，对于所示的示例性方法200，在(204)处利用位于燃气涡轮发动机的腔体外部的基座沿着至少两个自由度移动插入工具臂，还包括在(210)处利用位于燃气涡轮发动机的腔体外部的基座沿着至少四个自由度移动插入工具臂，并且更具体地包括在(212)处利用位于燃气涡轮发动机的腔体外部的基座沿着至少六个自由度移动插入工具臂。
72.此外，将理解的是，除了基于来自位置传感器的反馈来移动插入工具臂之外，方法200还可以基于其他任务目标(例如检查特定的组件，进行特定的维修等)另外地移动插入工具臂。具体地，对于所描绘的示例性方面，方法200另外包括在(214)处接收指示插入工具臂的期望位置的数据。在(214)处接收的数据可以是腔体内的位置的坐标数据，并且可以进一步包括用于该位置的取向数据。另外，在(214)处接收的数据可以包括一系列坐标和相应的取向。对于这样的示例性方面，在(204)处至少部分地基于从位置传感器接收到的数据，利用位于燃气涡轮发动机的腔体外部的基座移动插入工具臂还包括在(216)处至少部分地基于接收到的指示插入工具臂的期望位置的数据来移动插入工具臂。这样可以使方法200能够实现某些任务。
73.以这种方式，将理解的是，对于所示的示例性方面，方法200进一步包括在(218)处使用插入工具检查限定腔体的一个或多个部件。在(218)处检查一个或多个部件可以包括从传感器接收图像，传感器例如是用作位置传感器的照相机、分离传感器或两者。图像可以由控制器分析以确定例如一个或多个部件的情况和/或一个或多个部件的一个或多个方面。
74.尽管未示出，但是方法200可以附加地或替代地能够执行其他功能。例如，在其他示例性方面，插入工具可包括一个或多个另外的工具器具(例如，钻、焊机、流体喷嘴等)。在这种情况下，方法200可以包括执行一个或多个修复操作。
75.此外，将理解的是，在某些示例性方面，基座可以不固定至发动机。对于这样的示例性方面，方法200可以进一步包括在(222)处接收指示基座相对于发动机的位置的数据。在这样的示例性方面中，在步骤(204)处至少部分基于从位置传感器接收到的数据利用位于燃气涡轮发动机的腔体外部的基座移动插入工具臂，还可包括在(220)处至少部分地基
于所接收的指示基座相对于发动机的位置的数据来移动插入工具臂。
76.然而，将理解，在其他示例性方面，方法200可以以任何其他合适的方式构造为执行任何其他合适的步骤，并且上述过程仅作为示例。
77.该书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何结合的方法。本发明的可专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这样的其他示例包括与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质性差异的等效结构元件，则意图将这些其他示例包括在权利要求的范围内。
78.本发明的其他方面由以下条款的主题提供：
79.一种用于发动机的插入工具，该发动机限定进入口并且包括至少部分地限定腔体的部件，插入工具包括：插入工具臂，该插入工具臂包括多个分段，插入工具臂构造成通过进入口插入到腔体中，并且多个分段构造成在腔体内相对于彼此处于固定位置；和基座，基座联接到插入工具臂，并且构造成定位在腔体外部并且沿着至少两个自由度移动插入工具臂。
80.这些条款中的一项或多项的插入工具，其中，插入工具臂还包括位置传感器，位置传感器构造成感测插入工具臂在腔体内的位置，并且其中，基座构造成响应于从位置传感器接收的数据沿着至少两个自由度移动插入工具臂。
81.这些条款中的一项或多项的插入工具，其中，基座构造成至少部分地响应于从位置传感器接收的数据沿着至少四个自由度移动插入工具臂。
82.这些条款中的一项或多项的插入工具，其中，基座构造成至少部分地响应于从位置传感器接收的数据沿着至少六个自由度移动插入工具臂。
83.这些条款中的一项或多项的插入工具，进一步包括：控制器，该控制器可操作地联接到位置传感器和基座，用于从位置传感器接收数据并响应于从位置传感器接收的数据向基座提供控制决策。
84.这些条款中的一项或多项的插入工具，其中，基座构造成安装到发动机上。
85.这些条款中的一项或多项的插入工具，其中，基座构造成安装在与发动机分离的位置处。
86.这些条款中的一项或多项的插入工具，其中，基座包括基座位置传感器，基座位置传感器构造成感测指示基座相对于发动机的位置的数据，并且其中基座还构造成响应于从基座位置传感器接收的数据移动插入工具臂。
87.这些条款中的一项或多项的插入工具，进一步包括：插入管，插入管至少部分地延伸穿过进入口，其中插入工具构造成通过插入管将插入工具臂的多个分段馈送到腔体中，并且其中插入工具臂的多个分段在腔体内相对于彼此处于固定位置。
88.这些条款中的一项或多项的插入工具，其中，基座还构造成响应于从位置传感器接收的数据而改变腔体内的插入工具臂的长度。
89.这些条款中的一项或多项的插入工具，其中，进入口是点火器端口或管道镜端口，其中部件是燃烧室衬里、燃烧室圆顶、燃烧喷嘴或其组合，并且其中腔体是燃烧室。
90.一种将插入工具插入燃气涡轮发动机的腔体中的方法，插入工具包括具有位置传
感器的插入工具臂和联接到插入工具臂的基座，该方法包括：从位置传感器接收指示插入工具臂在燃气涡轮发动机的腔体内的位置的数据；至少部分地基于从位置传感器接收的数据利用位于燃气涡轮发动机的腔体外部的基座沿着至少两个自由度移动插入工具臂，以避免插入工具臂与至少部分地限定腔体的部件之间的碰撞。
91.这些条款中的一项或多项的方法，其中，沿着至少两个自由度移动插入工具臂包括保持插入工具臂与限定燃气涡轮发动机的进入口的部件之间的间隙。
92.这些条款中的一项或多项的方法，其中，沿着至少两个自由度移动插入工具臂包括改变插入工具臂相对于进入口的位置以及改变插入工具臂相对于进入口的取向。
93.这些条款中的一项或多项的方法，进一步包括：接收指示插入工具臂的期望位置的数据；其中，至少部分地基于从位置传感器接收的数据利用位于燃气涡轮发动机的腔体外部的基座移动插入工具臂包括至少部分地基于指示插入工具臂的期望位置的接收的数据来移动插入工具臂。
94.这些条款中的一项或多项的方法，其中，利用位于燃气涡轮发动机的腔体外部的基座沿着至少两个自由度移动插入工具臂包括利用位于燃气涡轮发动机的腔体外部的基座沿着至少四个自由度移动插入工具臂。
95.这些条款中的一项或多项的方法，其中，利用位于燃气涡轮发动机的腔体外部的基座沿着至少两个自由度移动插入工具臂包括利用位于燃气涡轮发动机的腔体外部的基座沿着至少六个自由度移动插入工具臂。
96.这些条款中的一项或多项的方法，进一步包括：接收指示基座相对于发动机的位置的数据，并且其中至少部分地基于从位置传感器接收的数据利用位于燃气涡轮发动机的腔体外部的基座移动插入工具臂，包括至少部分地基于所接收的指示基座相对于发动机的位置的数据来移动插入工具臂。
97.这些条款中的一项或多项的方法，进一步包括：利用插入工具对限定所述腔体的一个或多个部件执行检查操作、维护操作或修理操作。
98.一种燃气涡轮发动机组件，包括：区段，该区段限定进入口；部件，该部件至少部分地限定腔体；和插入工具，该插入工具包括：插入工具臂，该插入工具臂包括多个分段，插入工具臂构造成通过进入口插入到腔体中，并且多个分段构造成在腔体内相对于彼此处于固定位置；和基座，该基座联接到插入工具臂并且构造成定位在腔体外部并且沿着至少两个自由度移动插入工具臂。