CN110073079A - 用于维护涡轮组件的维护设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种维护设备，包括柔性托架，该柔性托架被构造成锚定在涡轮组件的相邻翼型件之间。维护设备包括与柔性托架可操作地联接的维护工具。维护工具被构造为进行以下中的一个或多个：生成代表涡轮组件的一个或多个表面的图像数据，或修理涡轮组件的一个或多个表面。维护设备包括一个或多个马达，其与维护工具可操作地联接并且构造成使维护工具相对于柔性托架移动。

Description

用于维护涡轮组件的维护设备和方法
技术领域
本文描述的主题涉及用于检查涡轮组件的内表面或修理涡轮组件的内表面中的一个或多个的系统和方法。
背景技术
用于飞行器发动机的涡轮以及用于工业应用的燃气和蒸汽动力涡轮包括至少一个转子，该转子承载多级翼型件(此后称为叶片)，其相对于涡轮壳体旋转。反过来，涡轮壳体承载多级翼型件(此后称为导向轮叶)，使得涡轮由叶片和导向轮叶的交替级组成。为了减少空气，蒸汽或燃烧气体在叶片尖端上的泄漏，可以在定子的径向内表面上设置护罩，以便在叶片尖端周围形成环形密封。为了限制空气，蒸汽，燃烧气体等进入转子腔或轮空间，叶片具有平台，并且导向轮叶具有内侧壁。类似地，导向轮叶具有外侧壁以限制径向向外泄漏。叶片，导向轮叶和护罩一起限定了涡轮内的主要流路。
在使用期间，涡轮部件可能经历退化。目前，进行定期检查，例如管道镜检查，以便评估涡轮在维修间隔之间的状况。在检查期间可以观察到的损坏的示例包括磨损(例如，从叶片尖端侵入护罩，颗粒引起的侵蚀，水滴引起的侵蚀，由于静态部件之间的滑动接触引起的磨损)，冲击(例如，来自涡轮部件的热屏障涂层(TBC)或环境屏障涂层(EBC)的散裂，压缩机叶片的前缘翻边/弯曲)，开裂(例如，热疲劳，低循环疲劳，高循环疲劳，蠕变断裂)，静态部件之间的接触边缘损坏，高温金属部分的氧化或热腐蚀，静态密封退化和蠕变变形(例如，导向轮叶侧壁/翼型件、叶片平台和尖端护罩的)。
在维修间隔期间，涡轮至少部分地被拆卸以允许修理和/或更换损坏的部件。目前，涡轮发动机的损坏部件主要在大修或部件修理设施中进行修理，仅在现场进行有限的干预。用于修理压缩机和涡轮流路部件的过程可包括表面清洁以便去除累积的污垢和氧化产物，剥离和修复涂层表面，裂缝修理，部分更换，航空外形修整和平滑等。虽然修理操作的成本通常低于部件更换成本，但等待计划内停机可能会使某些部件超出其修理限制，甚至可能导致由最严重损坏的部件故障导致的计划外停机。因此，使用定期检查和基于工厂的部件修理方法维护涡轮的传统系统和方法可能不是最佳的。
为了解决上述问题，已经公开了修理受损部件(例如耐磨涂层)的原位方法(例如，美国专利No.7,509,735，美国专利No.8,563,080，美国专利申请公布No.2015/0174837)。然而，这些先前的公开内容集中在使用小直径系绳工具的管道镜式进入。这些工具因维护而受到严格限制，因为它们的尺寸受到限制并且只能进入燃气涡轮发动机内的有限位置。此外，即使可以到达损坏区域，工具朝向受损区域的定向对于执行检查或修理任务可能是不利的。由内窥镜入口端口直径施加的尺寸限制限制了检查和修理工具的能力，并且进入路径可能导致系绳的堵塞或切断。因此，本发明试图提供一种新颖的维护涡轮组件的系统，该系统通过使用远程控制的维护设备克服上述限制，该设备通过交替路径(例如轴向穿过涡轮)插入机器中，并且在有或没有系绳的情况下可以操作。
发明内容
在一个实施例中，一种维护设备包括柔性托架，该柔性托架被构造成锚定在涡轮组件的相邻翼型件之间。维护设备包括与柔性托架可操作地联接的维护工具。维护工具被构造为进行以下中的一个或多个：生成代表涡轮组件的一个或多个表面的图像数据，或修理涡轮组件的一个或多个表面。维护设备包括一个或多个马达，其与维护工具可操作地联接并且构造成使维护工具相对于柔性托架移动。
在一个实施例中，一种维护设备包括柔性托架，该柔性托架被构造成锚定在涡轮组件的相邻翼型件之间。维护设备包括与柔性托架可操作地联接的维护工具。维护工具被构造成进行以下中的一个或多个：生成代表涡轮组件的一个或多个表面的图像数据，或修理涡轮组件的一个或多个表面。维护设备包括一个或多个马达，其与维护工具可操作地联接并且构造成使维护工具相对于柔性托架移动，其中柔性托架被构造成在将维护设备插入涡轮组件中或将维护设备从涡轮组件中取出中的一个或多个期间围绕涡轮组件的内部部件柔性地移动。
在一个实施例中，一种方法包括将维护设备锚定在涡轮组件的相邻翼型件之间。维护设备包括柔性托架，维护工具和一个或多个马达。维护设备被构造成进行以下中的一个或多个：生成代表涡轮组件的一个或多个表面的图像数据，或修理涡轮组件的一个或多个表面。
附图说明
通过参考附图阅读以下对非限制性实施例的描述，将更好地理解本发明的主题，其中：
图1示出了涡轮组件的一个实施例；
图2A示出了维护设备的一个实施例；
图2B示出了预设锚定装置的一个实施例；
图2C示出了展开的锚定装置的一个实施例；
图3示出了用于维护设备的插入装置的配合部件的一个实施例；
图4示出了插入涡轮组件中的维护设备的一个实施例；
图5示出了附接到涡轮组件的维护设备的一个实施例；
图6示出了维护设备的维护工具的一个实施例；
图7示出了维护设备的维护工具的一个实施例；
图8示出了维护设备的维护工具的一个实施例；
图9示出了维护设备的移除特征的一个实施例；和
图10示出了根据一个实施例的维护设备的操作方法的流程图。
具体实施方式
图1示出了根据一个实施例的涡轮组件10。涡轮组件10包括入口16，空气通过入口16在箭头A的方向上进入涡轮组件10。空气从入口16在方向A上行进，通过压缩机18，通过燃烧器20，并通过涡轮22到达排气口24。旋转轴26穿过涡轮组件10的一个或多个旋转部件并且与之联接。
压缩机18和涡轮22包括多个翼型件。翼型件可以是叶片30,30’或导向轮叶36,36’中的一个或多个。叶片30,30’在方向A上从导向轮叶36,36’轴向偏移。导向轮叶36,36’是静态部件。叶片30,30’可操作地与轴26联接并与轴26一起旋转。
图2A示出了根据一个实施例的维护设备300。维护设备300可以用于检查或修理涡轮组件10的内部中的一个或多个。维护设备300通过入口16进入涡轮组件10。可选地，维护设备300通过燃烧器20或排气口24进入涡轮组件10。一旦维护设备300位于涡轮组件10内的期望轴向位置处，转子的旋转用于使维护设备300接近目标涡轮部件，以便进行检查或修理涡轮组件10中的一个或多个。
维护设备300的尺寸和/或形状相对于涡轮组件10的尺寸缩放。例如，维护设备300的尺寸可以定成在涡轮组件10的部件内和/或周围移动。或者，维护设备的尺寸和/或形状可相对于替代组件缩放，以便进行检查这种替代组件或修理这种替代组件中的一个或多个。例如，维护设备的尺寸和/或形状可以定成在小型机械，发动机，管道系统等的内部和/或周围移动。
维护设备300具有前端328和后端330。维护设备300包括在维护设备300的前端328和后端330之间延伸的柔性托架302。柔性托架302沿纵向轴线310伸长。柔性托架302通常可以是矩形形状。例如，柔性托架302可以成形为柔性材料的薄条带。可选地，柔性托架可以是另一种形状。
柔性托架302具有前侧324和后侧326。柔性托架302沿前侧324和后侧326之间的法线通常较薄。柔性托架的前侧324和后侧326包括一个或多个托架垫352。在所示实施例中，仅在前侧324上示出了两个托架垫352。可选地，前侧和后侧324,326可包括任何数量的托架垫352。柔性托架302可以是由柔性材料制成的单个部件，其能够承受大的偏转。例如，柔性托架302可以由玻璃纤维增强塑料材料制成。附加地或替代地，柔性托架302可以由替代材料制成。柔性托架302在图2A中示出为单个部件。可选地，柔性托架可以由可操作地连结在一起的多片柔性和/或非柔性材料制成，例如铰链，弹性弹簧元件，磁体等。例如，一个或多个部件可以一旦在涡轮组件10内部就可操作地连结。可选地，柔性托架可以具有替代构造。
维护设备300包括电子系统334，其具有远程通信装置336，一个或多个天线337，一个或多个处理器338，电源340(例如，电池)，以及一个或多个马达控制单元342。可选地，电子系统334包括数据存储系统。可选地，电子系统334可以包括可以以任何组合复制或消除的部件，以提供能够远程通信，无线等的装置。外部通信控制系统(未示出)经由远程通信装置336与控制单元342通信。远程通信装置336可以表示一个或多个收发器，接收器，发送器等。例如，远程通信装置336可以与涡轮组件内部和/或外部的部件无线通信。天线337远程地从外部系统(未示出)接收控制信号。外部系统(未示出)远程控制维护设备300的操作和/或从维护设备接收数据，例如图像数据或马达状态数据。天线337可以是用于发送或接收电磁信号(例如无线电波信号)的任何装置。控制单元342可以表示包括一个或多个处理器338(例如，微处理器，集成电路)和/或与之连接的硬件电路，其接收来自外部系统的控制信号以远程控制维护设备300的移动和其他操作。附加地或替代地，电子系统334可以从涡轮组件10外部的有线通信装置接收控制信号，以允许维护设备300的有线控制。可选地，维护设备300可以自主操作。例如，维护设备300可以独立操作而不接收有线或无线远程控制信号中的一个或多个。
维护设备包括锚定装置316，锚定装置316具有一个或多个锚定机构，例如可操作地连接到锁定垫318的弹簧320。一个或多个弹簧320在前侧324连结到柔性托架302，并且在大致远离柔性托架302的方向上延伸。可选地，一个或多个弹簧320可以连结到柔性托架302的后侧326。一个或多个弹簧320定位在柔性托架302和锁定垫318之间。例如，一个或多个弹簧320在弹簧320的第一端处连结到柔性托架302，并且在弹簧320的第二端处连结到锁定垫318。锁定垫318包括配合表面322和弹簧表面344。配合表面322和弹簧表面344通常与柔性托架302共面。弹簧表面344与一个或多个弹簧320配合并且面向柔性托架定位。配合表面322背向柔性托架302定位。可选地，锁定垫318可以具有替代形状，其具有相对于柔性托架302通常是非平面的表面。可选地，锚定装置316可以仅包括一个或多个弹簧320，并且可以没有锁定垫318。
图2B示出了处于预设位置的锚定装置。图2C示出了处于展开位置的锚定装置。锚定装置316包括触发机构346和锁定垫保持器345。触发机构346经由触发线384通过孔347可操作地与锁定垫保持器345连接，以在插入期间将锚定装置316保持在预设位置(例如，弹簧320被压缩)，如图2B所示。当触发线384从触发机构346和锁定垫保持器345撤回时，锚定装置316移动到展开位置，如图2C所示。一个或多个弹簧320使锚定装置316的锁定垫318在预设位置和展开位置之间减压并转变。一个或多个弹簧320在大致远离柔性托架302的前侧324的方向上从预设位置移动到展开位置。在预设位置，一个或多个弹簧320被压缩，并且锁定垫318相对于展开位置定位成靠近柔性托架302的前侧324。在展开位置，一个或多个弹簧320从压缩的预设位置释放，并且锁定垫318相对于预设位置定位成远离柔性托架302的前侧324。
返回到图2A，维护设备300包括一个或多个前导轮312，其连结到柔性托架302并且定位在维护设备300的前端328处。维护设备300包括一个或多个后导轮314，后导轮314连结到柔性托架302并且定位在维护设备300的后端330处。前导轮312和后导轮314围绕大致垂直于纵向轴线310的轴线并且在柔性托架302的平面中旋转。在所示实施例中，示出了两个前导轮312和两个后导轮314。可选地，维护设备可包括任何数量的前轮312或后轮314。附加地或替代地，维护设备300可包括共同数量的前轮312和后轮314。可选地，维护设备300可包括独立数量的前轮312和后轮314。可选地，这些轮可以省略或由辊，衬套，轴承，低摩擦缓冲器等代替。
维护设备300包括可操作地与柔性托架302连接的维护工具304。维护工具304可以进行检查涡轮组件10的一个或多个表面或修理涡轮组件10的一个或多个表面中的一个或多个。下面将详细讨论维护工具304的各种实施例。
马达系统305可操作地与维护工具304联接。马达系统305包括轴向横向马达306，枢轴马达308或延伸马达309中的一个或多个，其使维护工具304相对于柔性托架302移动。马达系统305可操作地与电子系统334联接。例如，电子系统334可以控制马达系统305的轴向横向马达306，枢轴马达308或延伸马达309中的一个或多个的操作。轴向横向马达306，枢轴马达308和延伸马达309使维护工具304移动，以使维护工具304进入涡轮组件10内的三维空间。马达系统305的轴向横向马达306使维护工具304沿着柔性托架302的至少一个轴线移动。例如，轴向横向马达306使维护工具304在方向C上沿着柔性托架302的纵向轴线310移动。例如，轴向横向马达306可以使维护工具304移动到维护设备300的前端328和后端330之间的沿着柔性托架302的位置。枢轴马达308使维护工具304围绕纵向轴线310在弧B所示的方向上枢转。例如，枢轴马达308使维护工具304在由弧B指示的方向上相对于柔性托架302枢转。延伸马达309使维护工具304在远离柔性托架302的方向上延伸。延伸马达309可相对于纵向轴线310径向地延伸和缩回维护工具。例如，延伸马达309使维护工具相对于柔性托架302径向延伸，以使维护工具304到达涡轮组件10的一个或多个表面。例如，轴向横向马达306，枢轴马达308和延伸马达309允许维护工具304相对于柔性托架302轴向移动，枢转和延伸。附加地或替代地，维护设备300可包括一个或多个轴向横向马达，枢轴马达或延伸马达，其构造成使其他部件相对于柔性托架沿着或围绕其他轴线移动，枢转，延伸。
维护设备300包括附接支架368。附接支架368设置在柔性托架302上，定位在维护设备300的后端330附近。例如，附接支架368可定位在后导轮314附近。可选地，附接支架368可以与后导轮314中的一个或多个可操作地联接。附接支架368在与锚定装置316相同的一侧设置在柔性托架302上。例如，图2A示出了设置在柔性托架302的前侧324上的附接支架368和锚定装置316。可选地，附接支架368和锚定装置316可以设置在柔性托架302的另一侧上。可选地，附接支架368和锚定装置316可设置在柔性托架302的相对侧上。附接支架368具有移除特征348，锁定槽390和接收孔370。下面将参考图9更详细地讨论移除特征。锁定槽390的尺寸和形状定成接收插入装置351的配合部件350的锁定夹378。接收孔370的尺寸和形状定成接收插入装置351的配合部件350。
图3示出了插入装置351的配合部件350的一个实施例。配合部件350定位在维护设备300附近并且与维护设备300可操作地连接。配合部件350具有圆形横截面并且沿纵向轴线310伸长。或者，配合部件350可以具有替代的横截面和/或形状。配合部件350具有远端360和近端362，以及在远端360和近端362之间延伸的通道374。远端360具有远端通道开口364。近端362具有近端通道开口366。远端通道开口和近端通道开口364,366可以是共同的尺寸。可选地，远端通道开口364可具有相对于近端通道开口366的独特尺寸。
配合部件350的远端360的一部分具有围绕纵向轴线310定位的一个或多个肋382。一个或多个肋382在远端360处可操作地与插入装置351连接。插入装置351足够柔韧以允许插入装置351使维护设备300接近相邻翼型件之间的目标位置。例如，插入装置351可以是杆，线缆，管等，其在远端360处连结到配合部件350并且通过一个或多个肋382保持在相对于配合部件350的位置。或者，插入装置351可以通过螺纹，线缆，螺钉，磁体，夹具等保持在可操作地联接到配合部件350的位置。
配合部件350具有锁定夹378。锁定夹378定位在配合部件350的近端366处。锁定夹378绕枢轴销399从锁定位置枢转到未锁定位置。例如，锁定夹378绕轴线F枢转。锁定凸片380延伸出并远离配合部件350的本体，从而在锁定夹378处于锁定位置时与锁定槽390发生干涉。例如，当锁定夹378处于锁定位置时，锁定凸片380从配合部件350的本体突出，从而在锁定槽390处形成与附接支架368的近端362的机械附接。当锁定夹378处于解锁位置时，锁定凸片380容纳在配合部件350的本体内。
配合部件350通过通道374接收触发线384。触发线384的近端388从配合部件350的近端362远离延伸一段距离到锚定装置316的触发机构346，并且可拆卸地与维护设备300的触发机构346和锁定垫保持器345连接。另外，触发线384的远端386远离配合部件350的远端360延伸一段距离并且至少部分地穿过插入装置351，使得可以从涡轮组件10的外部控制触发线384。例如，触发线384从涡轮组件10的外部，延伸通过插入装置351，通过配合部件350的通道374，到达维护设备300的触发机构346。
触发线384与配合部件350的通道374内的锁定夹378可操作地连接。当触发线384在方向D上从近端通道开口366缩回时，锁定夹378从锁定位置转移到未锁定位置。例如，锁定夹378可以偏置到未锁定位置。从配合部件350撤回触发线384允许锁定夹378从锁定位置转移到未锁定位置，从而将插入装置351的配合部件350从附接支架368释放。
返回到图2A，配合部件350可拆卸地与附接支架368联接。例如，配合部件350定位在支架368的接收孔370内。配合部件350的近端362定位成使得配合部件350的锁定凸片380与附接支架368的锁定槽390对齐。
当锁定夹378被接收在锁定槽390内时，插入装置351的配合部件350被锁定在接收孔370内。当锁定夹378处于锁定位置并且锁定凸片380被接收在锁定槽390中时，配合部件350的位置保持在接收孔370内。锁定凸片380从配合部件350径向向外延伸到锁定槽390中并且防止配合部件350在方向D上远离维护设备300移动。例如，锁定凸片380与锁定槽390接合，以防止配合部件350的轴向移动。当锁定夹378移动到未锁定位置时，配合部件350从接收孔370拆卸，并且可以从维护设备300移除配合部件350。例如，当锁定凸片380从锁定槽390脱离时，配合部件350可以从接收孔370拆卸。
图4示出了插入涡轮组件10的相邻翼型件之间的维护设备300。柔性托架302构造成在插入和/或抽出维护设备300期间在涡轮组件10的内部部件之间移动。维护设备300在涡轮组件10内移动以设置在相邻的翼型件502a，502b(例如，压缩机叶片，涡轮叶片，压缩机导向轮叶或涡轮导向轮叶)之间。涡轮组件外部的操作器(未示出)引导维护设备300插入涡轮组件10中。例如，操作者可以使用经由配合部件350附接到维护设备300的插入装置351将维护设备300移动到并通过涡轮组件10。维护设备300可以通过涡轮组件10外部的操作者手动控制插入装置351而插入涡轮组件10中。可以通过插入装置351的机器人控制将维护设备300插入涡轮组件10中。插入装置351的机器人控制可以触觉地执行和/或通过远程感测维护设备300和插入装置351相对于涡轮组件10的位置和相互作用力来执行。控制马达调节维护设备300和插入装置351的位置和构造，直到达到目标位置和/或相互作用力。附加地或替代地，可以通过这些方法的组合或通过替代方法将维护设备300插入涡轮组件10中。
图4示出了处于预设位置的锚定装置316。例如，当锚定装置316处于预设位置时，维护设备300可在相邻翼型件502之间在涡轮组件10内自由移动。当锚定装置316处于预设位置时，维护设备300经由配合部件350被插入装置351(图3)拴住。
当锚定装置316处于预设位置时，触发线384可操作地与锚定装置316的触发机构346和锁定垫保持器345连接，如图2B所示。从触发机构346和锁定垫保持器345撤回触发线384释放锚定装置316的一个或多个弹簧320，并且锚定装置316移动到展开位置，如图2C所示。
图5示出了处于展开位置的维护设备300的锚定装置316。在展开位置，触发线384从维护设备300的触发机构346撤回。因此，维护设备300锚定在涡轮组件10的相邻翼型件502之间的位置。例如，当锚定装置316处于展开位置时，维护设备300锚定在涡轮组件10的相邻翼型件502a，502b之间。当维护设备300被锚定时，柔性托架302的后侧326上的一个或多个托架垫352与翼型件502a接触，并且(图2A的)锁定垫318的配合表面322与涡轮组件10的相邻翼型件502b接触。一个或多个弹簧320通过锚定装置316和柔性托架302的一个或多个托架垫352施加压缩力，将维护设备300机械地保持在相邻翼型件502a，502b之间的位置。当锚定装置316处于展开位置时，维护设备300可操作地与相邻的翼型件502a，502b联接。附加地或替代地，维护设备300可以通过替代方法锚定在涡轮组件10内。例如，维护设备300可以附接到涡轮组件10的一个或多个表面，按压/楔入涡轮组件10的一个或多个表面，保持/抓在涡轮组件10的一个或多个表面上，在涡轮组件10的一个或多个表面之间拉动，粘附到涡轮组件10的一个或多个表面，夹紧到涡轮组件10的一个或多个表面，缠绕在涡轮组件10的一个或多个表面上，等等。例如，维护设备300可以使用各种力和/或材料锚定，例如磁性，机械，静电，粘合剂等。
触发线384的撤回使配合部件350的锁定夹378移动到未锁定位置。当锁定夹378处于未锁定位置时，插入装置351的配合部件350可以从附接支架368的接收孔370移除。例如，当锁定夹378从锁定槽390脱离时，配合部件350可以从维护设备300拆卸。例如，当配合部件350(并且因此插入装置351)从维护设备300拆卸时，维护设备300部分或完全不受约束。
维护工具304可以进行检查涡轮组件10的一个或多个内表面或修理涡轮组件10的一个或多个内表面中的一个或多个。例如，当维护设备300锚定在涡轮组件10的相邻翼型件之间并且维护设备300不被约束时，执行检查或修理。使用转子运动来接近围绕涡轮圆周的静态或旋转部件，维护工具304可以进行检查涡轮组件10的一个或多个表面或修理涡轮组件10的一个或多个表面中的一个或多个。例如，维护设备300定位成使得其在转子运动期间不会干扰涡轮组件10的部件。例如，当维护设备300锚定在涡轮组件10的相邻翼型件之间时，维护设备300可以不受约束。可选地，当维护设备300锚定在相邻翼型件之间时，维护设备300可以与延伸到涡轮组件10外部的线缆，线等中的一个或多个可操作地联接。如上所述，维护设备300的维护工具304可包括各种实施例，如图6,7和8所示。
图6示出了根据一个实施例的维护工具604。维护工具604设置在维护设备600(对应于图2A的维护设备300)上。维护工具604可操作地与马达系统605(对应于图2A的马达系统305)联接。马达系统605包括轴向横向马达，枢轴马达或延伸马达中的一个或多个，其使维护工具604相对于柔性托架602移动。马达系统605接收从外部系统(未示出)远程传送到电子系统634(对应于图2A的电子系统334)的控制信号。轴向横向马达(未示出)使维护工具沿着柔性托架602的本体移动。例如，轴向横向马达使维护工具604在方向C上沿着柔性托架602的纵向轴线610移动。枢轴马达(未示出)使维护工具604在弧B的方向上围绕纵向轴线610枢转。延伸马达(未示出)在垂直于纵向轴线610的方向上使维护工具604径向地延伸到远离柔性托架602的位置。
维护工具604包括喷嘴660。喷嘴在大致垂直于纵向轴线610远离柔性托架602的方向上延伸。喷嘴660连结到包含在喷嘴660内的储存器。储存器包含修理材料。例如，储存器可包含修理浆料，铜焊膏等。储存器可操作地连结到喷嘴660，使得修理材料从储存器移动通过喷嘴660，以便分配到涡轮组件10的内表面上。例如，当维护设备600锚定在相邻翼型件(例如，图5的502a，502b)之间时，(图1的)转子轴26转动以使维护设备600大致接近需要修理的涡轮组件10内的区域，以及轴向横向马达，枢轴马达，和/或延伸马达可以使维护工具604(例如喷嘴660)定位在涡轮组件10的需要修理的内表面附近。需要修理的涡轮组件10内的区域可包括裂缝，涂层损失，磨损表面等。例如，该区域可能需要施加到涡轮组件10的内表面上的修理材料，以便修理这样的区域。
图7示出了根据一个实施例的维护工具704。维护工具704设置在维护设备700(对应于图2A的维护设备300)上。维护工具704可操作地与马达系统705(对应于图2A的马达系统305)联接。马达系统705包括轴向横向马达，枢轴马达或延伸马达中的一个或多个。马达系统705接收从外部系统(未示出)远程传送到电子系统734(对应于图2A的电子系统334)的控制信号。轴向横向马达(未示出)在方向C上沿着柔性托架702的纵向轴线710移动维护工具。枢轴马达(未示出)使维护工具704围绕纵向轴线710在弧B的方向上枢转。延伸马达(未示出)在垂直于纵向轴线710的方向上使维护工具704径向地延伸到远离柔性托架702的位置。
维护工具704包括传感器，例如相机764。图7示出了包括一个相机764的维护工具704。可选地，维护工具704可包括一个或多个相机764。相机764在相机764的视场内生成表示涡轮组件10的一个或多个表面的图像数据。例如，相机764可以获取涡轮组件的一个或多个表面的图像以定位缺陷。或者，传感器可包括远程或基于接触的传感系统。例如，传感系统可用于表征表面缺陷，例如构建涡轮组件10的一个或多个表面的3D表面模型。或者，传感器可以使用热成像系统来热定位位于涡轮组件10的一个或多个表面附近的表面缺陷。附加地或替代地，传感器可以生成涡流数据，声学数据，表面轮廓测量数据等。或者，传感器可以使用替代方法收集代表一个或多个表面的数据。
相机764可操作地与电子系统734连接。由相机764生成的图像可以远程地传送到涡轮组件10外部的处理器(未示出)。可选地，可以在维护设备700上自主地查看，存储和/或操纵所生成的图像。例如，维护设备700的控制系统734可以包括用于自主地进行图像查看的决策软件。可以查看所生成的图像，以便在涡轮组件10的一个或多个表面上定位需要修理的位置。附加地或替代地，图像可以存储在存储器中，该存储器可以用于在检查期间和/或之后查看涡轮组件10的表面的状态。
图8示出了根据一个实施例的维护工具804。维护工具804设置在维护设备800(对应于图2A的维护设备300)上。维护工具804可操作地与马达系统805(对应于图2A的马达系统305)联接。马达系统805包括轴向横向马达，枢轴马达或延伸马达中的一个或多个。马达系统805接收从外部系统(未示出)远程传送到电子系统834(对应于图2A的电子系统334)的控制信号。轴向横向马达(未示出)在方向C上沿着柔性托架802的纵向轴线810移动维护工具。枢轴马达(未示出)使维护工具804围绕纵向轴线810在弧B的方向上枢转。延伸马达(未示出)在垂直于纵向轴线810的方向上使维护工具804径向地延伸到远离柔性托架802的位置。
维护工具804包括喷嘴860，包含在喷嘴内的储存器和相机864。维护工具804生成涡轮组件10的一个或多个表面的图像数据，并通过喷嘴860将修理材料分配到涡轮组件10的一个或多个表面上。当维护设备800锚定在涡轮组件10的相邻翼型件(例如，图5的502a，502b)之间时，轴向横向马达，枢轴马达和/或延伸马达使相机864和喷嘴860定位在涡轮组件10内的目标位置处。维护设备800可以锚定在涡轮组件的旋转翼型件之间，使得当转子转动时，维护设备800随着转子的旋转而移动并且允许相机生成涡轮组件10的静态部件(例如，导向轮叶，护罩等)的图像数据。附加地或替代地，维护设备800可以锚定在涡轮组件10的静态翼型件之间，使得当转子转动时，相机864生成涡轮组件10的旋转部件(例如，叶片)的图像数据。可选地，轴向横向马达，枢轴马达和/或延伸马达可以将维护工具804(包括相机864)定位在涡轮组件10的内表面的正被检查的特征附近。
相机864(对应于图7的相机764)与电子系统834可操作地连接。生成的图像数据被远程传输到涡轮组件10外部的显示装置以进行查看。传输的图像可以定位涡轮组件10的一个或多个内表面上的需要修理的位置。轴向横向马达，枢轴马达和/或延伸马达可将喷嘴860定位在涡轮组件10内的位置，以便将修理材料施加到涡轮的内表面的需要修理的定位位置上。喷嘴860将修理材料分配到涡轮组件10的一个或多个受损表面上。
图9示出了可操作地连结到维护设备300的附接支架368的移除特征348的一个实施例。移除特征348包括移除槽1056。移除装置1054包括位于近端的钩部1058。钩部1058与移除特征348的移除槽1056接合，以便于从涡轮组件10中取出维护设备300。移除槽1056的尺寸和/或形状定成接收钩部1058。可选地，移除装置1054可包括移除钩部1058的替代形状和/或尺寸。可选地，移除装置1054可使用替代的联接方法可操作地连结到移除特征348，例如使用磁性或螺纹联接。移除装置1054构造成移动穿过涡轮组件10到维护设备300。移除装置1054具有足够的柔性以允许其接近维护设备300的移除特征348并从涡轮组件10取回维护设备300。可以手动或自主地控制移除装置1054以移动通过涡轮组件10。附加地或替代地，移除装置1054可包括相机1060，例如内窥镜相机，以在涡轮组件内引导移除装置1054并且使其与维护设备300的移除特征348接合。例如，设置在移除装置1054上的相机1060可以引导移除钩部1058定位到移除槽1056中。可选地，当移除装置1054从涡轮组件10中取出维护设备300时，相机1060可以引导移除装置1054。柔性托架302构造成在从涡轮组件10取出维护设备300期间绕涡轮组件10的内部部件柔性地移动。
图10示出了维护设备300的操作方法的一个实施例。图10的方法的一个或多个步骤可以由涡轮组件10外部的操作者执行，由安装在维护设备300上的本地控制软件自主地执行，由涡轮组件10外部的远程控制软件自主地执行，等等。在1002处，使用插入装置351将维护设备300插入涡轮组件10中。当维护设备300插入涡轮组件10中时，维护设备300经由配合部件350由触发线384和插入装置351中的一个或多个拴住。例如，维护设备300通过延伸到涡轮组件10外部的插入装置351拴住。在1004处，维护设备300锚定到涡轮组件10的相邻翼型件502a和502b之间的位置。例如，当维护设备300设置在相邻的旋转或静态翼型件之间的位置时，触发线384从触发机构346和锁定垫保持器345撤回。移除触发线384使锚定装置316移动到展开位置并使维护设备300锚定在相邻翼型件502a和502b之间。撤回触发线384使配合部件350的锁定夹378移动到未锁定位置，从而允许配合部件350(并且因此插入装置351)从维护设备300的附接支架368拆卸。例如，当维护设备300处于锚定位置时，维护设备300通过锚定装置316在维护设备300和相邻翼型件之间施加力而保持在涡轮组件10的相邻翼型件之间。
在1006处，旋转涡轮组件10的轴26以相对于涡轮组件10的表面在周向上移动维护设备300。维护工具304通过轴向横向马达，枢轴马达或延伸马达中的一个或多个相对于柔性托架302移动。例如，轴向横向马达，枢轴马达或延伸马达中的一个或多个使维护工具定位在涡轮组件10的表面附近。
在1008处，维护工具304的相机生成涡轮组件10的一个或多个内表面的图像数据。可以使用无线或有线通信方法将图像数据远程传送到涡轮组件10外部的查看，处理或存储系统。可选地，图像数据可以存储在机载存储器中。可选地，可以在维护工具304上自主地查看和/或操纵图像数据。
在1010处，决定涡轮组件10的一个或多个内表面是否需要修理。如果涡轮组件10的内表面不需要修理，则该方法的流程继续到1014。如果图像数据表明涡轮组件10的一个或多个内表面磨损，破裂，遭受涂层损失等，则该方法的流程继续到1012。在1012处，修理受损表面。例如，维护工具304的喷嘴将修理材料分配到涡轮组件10的受损区域上。在修理一个或多个表面之后，该方法的流程返回到1010。
在1014处，从涡轮组件10中取出维护设备300。例如，使用移除装置1054从涡轮组件10中取出维护设备300。
如本文所使用的，以单数形式叙述并且以单词“一”或“一种”进行的元件或步骤应被理解为不排除多个所述元件或步骤，除非明确说明这种排除。此外，对当前描述的主题的“一个实施例”的引用不旨在被解释为排除也结合了所述特征的另外的实施例的存在。此外，除非明确相反地陈述，否则“包括”或“具有”具有特定性质的元件或多个元件的实施例可包括不具有该性质的其他此类元件。
应理解，以上描述旨在是说明性的而非限制性的。例如，上述实施例(和/或其方面)可以彼此组合使用。另外，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应本文所述主题的教导。虽然本文描述的材料的尺寸和类型旨在限定所公开的主题的参数，但它们决不是限制性的并且是示例性实施例。在阅读以上描述后，许多其他实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，本文描述的主题的范围应该参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定。在所附权利要求中，术语“包括”和“其中”用作相应术语“包含”和“在其中”的普通英语等同物。此外，在以下权利要求中，术语“第一”，“第二”和“第三”等仅用作标记，并不旨在对其对象施加数字要求。此外，以下权利要求的限制不是用装置加功能格式写的，并不旨在基于35 U.S.C§112(f)来解释，除非并且直到这种权利要求明确使用短语“用于……的装置”，然后是功能陈述，而没有进一步结构。
本书面描述使用示例来公开本文所述主题的若干实施例，包括最佳模式，并且还使本领域普通技术人员能够实践所公开主题的实施例，包括制造和使用设备或系统并执行这些方法。本文描述的主题的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域普通技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例具有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无实质差别的等效结构元件，则这些其他示例意图在权利要求的范围内。

Claims (25)

1.一种维护设备，其特征在于，包括：
柔性托架，所述柔性托架被构造成锚定在涡轮组件的相邻翼型件之间；
维护工具，所述维护工具与所述柔性托架可操作地联接，所述维护工具被构造成进行以下中的一个或多个：生成代表所述涡轮组件的一个或多个表面的图像数据，或修理所述涡轮组件的所述一个或多个表面；和
一个或多个马达，所述一个或多个马达与所述维护工具可操作地联接，并且被构造成使所述维护工具相对于所述柔性托架移动。
2.根据权利要求1所述的维护设备，其特征在于，其中所述柔性托架具有细长本体，并且其中所述一个或多个马达包括轴向横向马达，所述轴向横向马达被构造成在所述柔性托架被锚定在所述涡轮组件的所述相邻翼型件之间时，使所述维护工具沿着所述柔性托架的所述细长本体移动。
3.根据权利要求1所述的维护设备，其特征在于，其中所述一个或多个马达包括枢轴马达，所述枢轴马达被构造成在所述柔性托架被锚定在所述涡轮组件的所述相邻翼型件之间时，使所述维护工具沿着弧形相对于所述柔性托架枢转。
4.根据权利要求1所述的维护设备，其特征在于，其中所述一个或多个马达包括延伸马达，所述延伸马达被构造成在所述柔性托架被锚定在所述涡轮组件的所述相邻翼型件之间时，使所述维护工具远离所述柔性托架径向延伸一段距离。
5.根据权利要求1所述的维护设备，其特征在于，其中所述柔性托架被构造成，在将所述维护设备插入所述涡轮组件或将所述维护设备从所述涡轮机组件中取出中的一个或多个期间，围绕所述涡轮组件的内部部件柔性地移动。
6.根据权利要求1所述的维护设备，其特征在于，其中所述维护设备被构造成与插入装置的配合部件可拆卸地联接，所述插入装置使所述维护设备插入所述涡轮组件中，其中所述维护设备在生成所述图像数据或修理所述涡轮组件的所述一个或多个表面中的一个或多个期间不受约束。
7.根据权利要求1所述的维护设备，其特征在于，其中所述维护工具是相机，所述相机被构造成生成所述涡轮组件的一个或多个表面的图像数据。
8.根据权利要求7所述的维护设备，其特征在于，其中所述相机被构造成远程传送所述图像数据。
9.根据权利要求1所述的维护设备，其特征在于，进一步包括锚定装置，所述锚定装置被构造成保持所述维护设备的相对于所述翼型件在所述涡轮组件内的位置。
10.根据权利要求1所述的维护设备，其特征在于，其中所述维护工具包括喷嘴，所述喷嘴被构造成将修理材料分配到所述涡轮组件的所述一个或多个表面上。
11.根据权利要求1所述的维护设备，其特征在于，进一步包括天线，所述天线被构造成远程接收控制信号，所述控制信号远程控制所述维护工具或所述一个或多个马达中的一个或多个的操作。
12.一种维护设备，其特征在于，包括：
柔性托架，所述柔性托架被构造成锚定在涡轮组件的相邻翼型件之间；
维护工具，所述维护工具与所述柔性托架可操作地联接，所述维护工具被构造成进行以下中的一个或多个：生成代表所述涡轮组件的一个或多个表面的图像数据，或修理所述涡轮组件的一个或多个表面；
一个或多个马达，所述一个或多个马达与所述维护工具可操作地联接，并且被构造成使所述维护工具相对于所述柔性托架移动；
其中，所述柔性托架被构造成在将所述维护设备插入所述涡轮组件或将所述维护设备从所述涡轮组件中取出的一个或多个期间围绕所述涡轮组件的内部部件柔性地移动。
13.根据权利要求12所述的维护设备，其特征在于，其中所述柔性托架具有细长本体，并且其中所述一个或多个马达包括轴向横向马达，所述轴向横向马达被构造成在所述柔性托架被锚定在所述涡轮组件的所述相邻翼型件之间时，使所述维护工具沿着所述柔性托架的所述细长本体移动。
14.根据权利要求12所述的维护设备，其特征在于，其中所述一个或多个马达包括枢轴马达，所述枢轴马达被构造成在所述柔性托架被锚定在所述涡轮组件的所述相邻翼型件之间时，使所述维护工具沿着弧形相对于所述柔性托架枢转。
15.根据权利要求12所述的维护设备，其特征在于，其中所述一个或多个马达包括延伸马达，所述延伸马达被构造成在所述柔性托架被锚定在所述涡轮组件的所述相邻翼型件之间时，使所述维护工具远离所述柔性托架径向延伸一段距离。
16.根据权利要求12所述的维护设备，其特征在于，其中所述维护设备被构造成与插入装置的配合部件可拆卸地联接，所述插入装置使所述维护设备插入所述涡轮组件中，其中所述维护设备在生成所述图像数据或修理所述涡轮组件的所述一个或多个表面中的一个或多个期间不受约束。
17.根据权利要求12所述的维护设备，其特征在于，其中所述维护工具是相机，所述相机被构造成生成所述涡轮组件的一个或多个表面的图像数据。
18.根据权利要求17所述的维护设备，其特征在于，其中所述相机被构造成远程传送所述图像数据。
19.根据权利要求12所述的维护设备，其特征在于，进一步包括锚定装置，所述锚定装置被构造成保持所述维护设备的相对于所述翼型件的位置。
20.根据权利要求12所述的维护设备，其特征在于，其中所述维护工具包括喷嘴，所述喷嘴被构造成将修理材料分配到所述涡轮机组件的所述一个或多个表面上。
21.根据权利要求12所述的维护设备，其特征在于，进一步包括天线，所述天线被构造成远程接收控制信号，所述控制信号远程控制所述维护工具或所述一个或多个马达中的一个或多个的操作。
22.一种方法，其特征在于，包括：
将维护设备锚定在涡轮组件的相邻翼型件之间，所述维护设备包括柔性托架、维护工具和一个或多个马达；和
以下中的一个或多个：生成代表所述涡轮组件的一个或多个表面的图像数据，或修理所述涡轮组件的一个或多个表面。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，进一步包括将所述维护设备锚定到相对于所述翼型件的位置。
24.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，其中以下中的一个或多个自主地发生：生成图像数据，或修复所述一个或多个表面。
25.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，进一步包括：将所述维护设备定位在所述相邻翼型件之间，其中插入装置延伸到所述涡轮组件的外部；使锚定装置展开；以及将所述插入装置从所述维护设备拆卸。
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