[發明專利]無損檢查系統和對象的無損檢查方法

在審

• 申請號: 202010001220.1
• 申請日: 2020-01-02
• 公開（公告）號: CN111392061A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 詹姆斯·J·特洛伊;加里·E·喬治森;約瑟夫·L·哈芬西特爾;斯科特·W·利
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: B64F5/60
• 分類號: B64F5/60;G01N33/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 沈丹陽

提供了無損檢查系統和對象的無損檢查方法。無損檢查(“NDI”)系統包括無人飛行器(“UAV”)，該無人飛行器包括主體結構和至少一個支撐臂。該支撐臂包括第一臂部分，其第一端與主體結構聯接，以及其第二端與第二臂部分聯接。第二臂部分包括與第一臂部分的第二端聯接的第一端和與NDI掃描裝置聯接的第二端。該支撐臂還包括設置在第一臂部分和第二臂部分之間的順應性構件。NDI掃描裝置包括一個或多個NDI傳感器。

技術領域

本公開總體上涉及檢查活動，并且更具體地涉及無人飛行器對對象的結構的遠程檢查。

背景技術

結構的無損檢查(“NDI”)涉及對結構進行徹底檢查，而不會損壞結構或需要對結構進行大量拆卸。NDI通常用于飛機工業中，以檢查飛機結構是否有任何類型的內部或外部結構損壞，諸如裂紋、空隙或孔隙，這些可能會對飛機的性能產生不利影響。

對結構和各種類型的對象的基于人的親自檢查可能是費時、昂貴、困難并且通常對個人執行來說是危險的。通常，無人飛行器(“UAV”)可用于交付用于大型遠程結構的視覺檢查和一些簡單的紅外熱成像的裝置。然而，當前的UAV交付系統不提供非對峙NDI功能或簡單的維護協助。

發明內容

響應于當前的技術水平，特別是響應于尚未被當前可用的技術完全解決的傳統無損檢查技術的缺點，本申請的主題已經被開發出來。因此，已經開發了本申請的主題以提供一種克服了現有技術的至少一些上述缺點的裝置、系統和相關方法。

本文公開了一種用于無損檢查(“NDI”)傳感器的支撐臂的裝置。支撐臂包括第一臂部分，該第一臂部分具有耦接至無人飛行器(UAV)的主體結構的第一端和耦接至第二臂部分的第二端。第二臂部分具有耦接至NDI掃描裝置的第一端和耦接至第一臂部分的第二端的第二端，以及設置在第一臂部分和第二臂部分之間的順應性構件。

在某些實施例中，第一臂部分通過旋轉關節能樞轉地耦接至第二臂部分，該旋轉關節允許第二臂部分相對于第一臂部分順應性地運動。在其他實施例中，第二臂部分能滑動地耦接至第一臂部分，并且利用它們之間的順應性元件伸縮進入第一臂部分。

進一步公開了一種使用UAV的NDI系統以及通過上述支撐臂與UAV耦接的NDI掃描裝置。在一些實施例中，該系統包括環繞無人飛行器的主體結構并與其耦接的環形底座。在該示例中，至少一個支撐臂在第一臂部分的第一端處與環形底座剛性地耦接。該系統還可以包括第二支撐臂，該第二支撐臂與主體結構耦接并且具有平衡NDI掃描裝置的重量。

NDI掃描裝置可以包括將NDI掃描裝置耦接至結構的表面的安裝機構，其中該安裝機構為基于磁性的、基于真空的、基于靜電的、基于夾持器的或基于粘合劑的安裝機構。在某些實施例中，UAV能操作以使用預定的飛行路徑來移動，該預定的飛行路徑使用從跟蹤系統獲得或使用遙控系統控制的位置和定向數據。NDI掃描裝置的一個或多個NDI傳感器包括但不限于渦流傳感器、超聲傳感器、聲學傳感器、機械阻抗傳感器、光學傳感器、x射線反向散射傳感器、計算機斷層掃描傳感器、表面粗糙度傳感器、紅外熱成像、微波傳感器和太赫茲傳感器。在一些實施例中，一個或多個NDI傳感器相對于待檢查的結構移動。

在一些實施例中，該系統還包括一個或多個維護工具，包括但不限于：打磨機，鉆頭，刷子，噴漆器，標記器，油墨印章，激光器或目標施加器。該系統還可以包括用于使NDI掃描裝置在待檢查的表面周圍移動的移動機構。

還提供了一種利用上述系統使用無人飛行器對表面進行無損檢查的方法。