CN111037602A - 选择性柔性延伸工具 - Google Patents
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Abstract
一种选择性柔性延伸工具包括线组件;和多个顺序布置的连杆,线组件能够与多个顺序布置的连杆一起操作,以在松弛位置和张紧位置之间移动多个顺序布置的连杆,多个顺序布置的连杆在处于松弛位置时彼此间隔开,以允许多个顺序布置的连杆能够相对于彼此枢转地移动,多个顺序布置的连杆在处于张紧位置时彼此压靠,以使多个顺序布置的连杆彼此牢固地固定。
Description
相关申请的交叉引用
本申请是根据35U.S.C§119(e)要求2018年10月15日提交的美国临时申请No.62/745,727的优先权的非临时申请,该美国临时申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本主题大体上涉及一种选择性柔性延伸工具及其使用方法。
背景技术
机械臂组件遍及各种行业都是有用的,用于在例如远程地点、危险地点等处进行操作。至少某些机械臂组件包括机械臂,该机械臂由在相应接头处接合在一起的多个连杆形成。另外,多个控制线可以延伸通过机械臂,每个线终止于各个连杆,用于相对于后相邻连杆移动该连杆。控制线可以联接到在机械臂组件的基部内的一个或多个马达,使得机械臂组件可以通过增加和/或减小多个控制线上的张力来控制机械臂的移动。
以这种方式,机械臂可以有助于到达各种环境内的视线外地点。然而,机械臂通常可能成本高昂和/或比某些应用所期望的更复杂。因此,可以允许用户以更具成本效益的方式到达环境内的远程地点的工具将是有用的。
发明内容
本发明的方面和优点将部分地在以下描述中阐述,或者可以从描述中显而易见,或者可以通过实践本发明而得知。
在本公开的一个示例性实施例中,提供了一种选择性柔性延伸工具。该选择性柔性延伸工具包括线组件;和多个顺序布置的连杆,线组件能够与多个顺序布置的连杆一起操作,以在松弛位置和张紧位置之间移动多个顺序布置的连杆,多个顺序布置的连杆在处于松弛位置时彼此间隔开,以允许多个顺序布置的连杆相对于彼此可枢转地移动,多个顺序布置的连杆在处于张紧位置时彼此压靠,以使多个顺序布置的连杆彼此牢固地固定。
在某些示例性实施例中,多个顺序布置的连杆包括在前端和后端之间延伸的第一连杆,以及在前端和后端之间延伸的第二连杆。第一连杆的前端限定第一接口几何形状,第二连杆的后端限定与第一接口几何形状互补的第二接口几何形状。
在某些示例性实施例中,线组件包括第一线,第一线能够至少相对于第一连杆滑动,以使多个顺序布置的连杆在松弛位置和张紧位置之间移动。
例如,在某些示例性实施例中,第一连杆限定第一几何形状,其中第二连杆限定第二几何形状,并且其中第一几何形状和第二几何形状基本上相同。
例如,在某些示例性实施例中,第一连杆限定第一几何形状,其中第二连杆限定第二几何形状,并且其中第一几何形状不同于第二几何形状。
例如,在某些示例性实施例中,第一接口几何形状限定周缘并且包括沿着周缘间隔开的至少两个延伸构件,其中第二接口几何形状也限定周缘并且包括形状上对应于至少两个延伸构件的至少两个凹口。
例如,在某些其他示例性实施例中,第一接口几何形状的至少两个延伸构件包括三个延伸构件,并且其中第二接口几何形状的至少两个凹口包括三个对应的凹口。
例如,在某些其他示例性实施例中,当多个连杆处于张紧位置时,第一接口几何形状的至少两个延伸构件被按压在第二接口几何形状的至少两个凹口内。
例如,在某些示例性实施例中,柔性延伸工具进一步包括偏置构件,偏置构件能够与第一连杆和第二连杆一起操作,用于偏置第二连杆离开第一连杆,并且其中线组件被构造成在将多个连杆移动到张紧位置时克服偏置构件。
例如,在某些其他示例性实施例中,偏置构件是弹性构件,弹性构件至少部分地定位在第一连杆和第二连杆之间。
例如,在某些其他示例性实施例中,多个连杆中的每个连杆限定外表面,并且其中偏置构件是弹簧,弹簧被附接到第一连杆的外表面和第二连杆的外表面,用于偏置第二连杆离开第一连杆。
例如,在某些其他示例性实施例中,多个连杆中的每个连杆限定外表面,并且其中偏置构件是弹簧,弹簧被定位在第一连杆的外表面的内侧以及第二连杆的外表面的内侧。
在某些示例性实施例中,柔性延伸工具进一步包括多个偏置构件,其中每个偏置构件能够与多个连杆中的一对相邻连杆一起操作,用于偏置相邻连杆离开彼此。
在某些示例性实施例中,柔性延伸工具进一步包括偏置构件,偏置构件能够与多个连杆中的每个连杆一起操作,用于偏置相邻连杆离开彼此,其中多个连杆中的每个连杆限定外表面,并且其中偏置构件能够与多个连杆中的每个连杆的外表面一起操作。
例如,在某些示例性实施例中,偏置构件包括弹性体材料,弹性体材料附接到多个连杆中的每个连杆的外表面。
例如,在某些示例性实施例中,偏置构件包括连续弹簧构件,连续弹簧构件附接到多个连杆中的每个连杆的外表面。
在某些示例性实施例中,多个连杆中的每个连杆限定基本上类似的几何形状。
在某些示例性实施例中,多个连杆中的每个连杆通过增材制造处理形成。
在某些示例性实施例中,选择性柔性延伸工具是导管,并且其中多个连杆一起限定延伸穿过其中的中空管。
在某些示例性实施例中,选择性柔性延伸工具是工具构件,工具构件进一步包括工具器具,工具器具联接到多个连杆中的一个连杆。
例如,在某些示例性实施例中,工具器具包括钻机,并且其中选择性柔性延伸工具包括延伸通过多个连杆的柔性驱动轴。
例如,在某些示例性实施例中,工具器具包括一个或多个传感器、照相机或两者。
在某些示例性实施例中,多个连杆中的每个连杆包括周向壁,其中线组件包括第一线,并且其中线组件的第一线延伸通过多个连杆中的每个连杆的周向壁。
例如,在某些示例性实施例中,多个连杆中的每个连杆限定在周向壁中的纵长开口,并且其中线组件的第一线通过多个连杆中的每个连杆的周向壁的纵长开口被可滑动地接收。
在某些示例性实施例中,线组件包括多个线,多个线能够与多个连杆一起操作。
在某些示例性实施例中,多个顺序布置的连杆是第一多个顺序布置的连杆,第一多个顺序布置的连杆限定延伸通过其中的第一导管,并且其中选择性柔性延伸工具进一步包括第二多个顺序布置的连杆,第二多个顺序布置的连杆至少部分地可移动地定位在第一多个顺序布置的连杆的第一导管内。
例如,在某些示例性实施例中,线组件包括第一线和第二线,第一线能够与第一多个顺序布置的连杆一起操作,以使第一多个顺序布置的连杆在松弛位置和张紧位置之间移动,第二线能够与第二多个顺序布置的连杆一起操作,以使第二多个顺序布置的连杆在松弛位置和张紧位置之间移动。
例如,在某些示例性实施例中,第二多个顺序布置的连杆一起限定延伸通过其中的第二导管,并且其中选择性柔性延伸工具进一步包括第三多个顺序布置的连杆,第三多个顺序布置的连杆至少部分地可移动地定位在第二多个顺序布置的连杆的第二导管内。
在某些示例性实施例中,多个顺序布置的连杆限定第一多个顺序布置的连杆,第一多个顺序布置的连杆限定前端,并且其中选择性柔性延伸工具进一步包括第二多个顺序布置的连杆,第二多个顺序布置的连杆联接到第一多个顺序布置的连杆的前端。
例如,在某些示例性实施例中,线组件包括第一线和第二线,第一线能够与第一多个顺序布置的连杆一起操作,以使第一多个顺序布置的连杆在松弛位置和张紧位置之间移动,第二线能够与第二多个顺序布置的连杆一起操作,以使第二多个顺序布置的连杆在松弛位置和张紧位置之间移动,并且其中独立于第一线能够与第一多个顺序布置的连杆一起操作,第二线能够与第二多个顺序布置的连杆一起操作。
在本公开的另一示例性方面中,包括一种用于在限定非线性路径的环境内操作选择性柔性延伸工具的方法。该方法包括在选择性柔性延伸工具的多个顺序布置的连杆处于松弛位置的同时,将选择性柔性延伸工具的多个顺序布置的连杆至少部分地插入到环境的非线性路径中;和张紧能够与多个顺序布置的连杆一起操作的线组件的线,以将多个顺序布置的连杆移动到张紧位置,从而使多个顺序布置的连杆彼此牢固地固定。
在某些示例性的方面,该方法进一步包括在张紧位置中,将工具器具插入通过由多个顺序布置的连杆限定的导管,以进入环境。
在某些示例性方面中,延伸工具的多个顺序布置的连杆是第一多个顺序布置的连杆,其中延伸工具进一步包括第二多个顺序布置的连杆,其中第二多个顺序布置的连杆能够在缩回位置和延伸位置之间移动,在缩回位置,第二多个顺序布置的连杆基本上嵌套在第一多个顺序布置的连杆内,在延伸位置,第二多个顺序布置的连杆基本上从第一多个顺序布置的连杆内延伸,并且其中第二多个顺序布置的连杆能够进一步在松弛位置和张紧位置之间移动。
例如,在某些示例性方面中,插入选择性柔性延伸工具的多个顺序布置的连杆包括在第二多个顺序布置的连杆处于缩回位置和松弛位置的同时,将第一多个顺序布置的连杆插入到环境的非线性路径中。
例如,在某些其他示例性方面中,张紧线组件的线包括张紧线组件的第一线,并且其中该方法进一步包括在张紧线组件的第一线之后,将第二多个顺序布置的连杆移动到延伸位置。
例如,在某些其他示例性方面中,该方法进一步包括张紧能够与第二多个顺序布置的连杆一起操作的线组件的第二线,以使第二多个顺序布置的连杆变得刚硬,并且使第二多个顺序布置的连杆彼此牢固地固定。
在某些示例性方面中,延伸工具的多个顺序布置的连杆是第一多个顺序布置的连杆,其中延伸工具进一步包括第二多个顺序布置的连杆,其中线组件的线是线组件的第一线,其中线组件进一步包括能够与第二多个顺序布置的连杆一起操作的第二线,并且其中该方法进一步包括独立于线组件的第一线的张紧,张紧线组件的第二线,以将第二多个顺序布置的连杆移动到张紧位置,从而使第二多个顺序布置的连杆变得刚硬并且使第二多个顺序布置的连杆彼此牢固地固定。
例如,在某些示例性方面中,第一多个顺序布置的连杆限定前端,其中第二多个顺序布置的连杆限定后端,并且其中第二多个顺序布置的连杆的后端联接到第一多个顺序布置的连杆的前端。
在本公开的另一示例性实施例中,提供了一种工具组件。工具组件包括第一选择性柔性工具,第一选择性柔性工具包括能够在松弛位置和张紧位置之间移动的第一多个顺序布置的连杆;和第二选择性柔性工具,第二选择性柔性工具包括能够在松弛位置和张紧位置之间移动的第二多个顺序布置的连杆,第二多个顺序布置的连杆能够在第一多个顺序布置的连杆上或通过第一多个顺序布置的连杆移动。
在某些示例性实施例中,第一选择性柔性工具限定第一外径,其中第二选择性柔性工具的第二多个顺序布置的连杆限定第二中空管,第二中空管限定第二内径,其中第一选择性柔性工具的第一外径小于第二多个顺序布置的连杆的第二中空管的第二内径,使得第二选择性柔性工具的第二多个顺序布置的连杆能够在第一选择性柔性工具的第一多个顺序布置的连杆上移动。
在某些示例性实施例中,第一选择性柔性工具的第一多个顺序布置的连杆在处于松弛位置时彼此间隔开,以允许多个顺序布置的连杆相对于彼此可枢转地移动,并且其中多个顺序布置的连杆在处于张紧位置时彼此压靠,以使第一多个顺序布置的连杆彼此牢固地固定。
在某些示例性实施例中,第一选择性柔性工具进一步包括线,线能够与第一多个顺序布置的连杆一起操作,以使第一多个顺序布置的连杆在松弛位置和张紧位置之间移动。
在某些示例性实施例中,第二选择性柔性工具的第二多个顺序布置的连杆包括多个接合构件和多个连杆构件,其中每个接合构件定位在相邻的连杆构件之间。
例如,在某些示例性实施例中,多个接合构件中的每个接合构件限定第一纵向开口,其中多个连杆构件中的每个连杆构件限定第二纵向开口,并且其中第二选择性柔性工具进一步包括线组件,线组件延伸通过多个接合构件中的每个接合构件的第一纵向开口,并且进一步延伸通过多个连杆构件中的每个连杆构件的第二纵向开口。
例如,在某些其他示例性实施例中,每个接合构件的第一纵向开口延伸通过各自的接合构件的接合构件中心线,并且其中每个连杆构件的第二纵向开口延伸通过各自的连杆构件的连杆构件中心线。
例如,在某些其他示例性实施例中,多个接合构件中的每个接合构件在第一端和第二端之间延伸,并且其中每个接合构件的第一端和第二端限定凸表面。
例如,在某些其他示例性实施例中,多个连杆构件中的每个连杆构件在第一端和第二端之间延伸,并且其中每个连杆构件的第一端和第二端限定能够与相邻接合构件的凸表面配合的凹形开口。
例如,在某些其他示例性实施例,多个接合构件中的每个接合构件限定基本上球形形状,并且其中多个连杆构件中的每个连杆构件限定基本上圆柱形形状。
在本公开的另一示例性实施例中,提供了一种用于在环境内操作工具组件的方法。该方法包括在第一选择性柔性工具处于松弛位置的同时,将第一选择性柔性工具插入到环境中;将第一选择性柔性工具移动到张紧位置;在第二选择性柔性工具处于松弛位置的同时,将第二选择性柔性工具至少部分地定位成在第一选择性柔性工具上或通过第一选择性柔性工具;和将第二选择性柔性工具移动到张紧位置。
在某些示例性方面中,将第一选择性柔性工具插入到环境中包括在第一选择性柔性工具的第一多个连杆处于松弛位置的同时,插入第一多个连杆,并且其中将第一选择性柔性工具移动到张紧位置包括将第一选择性柔性工具的第一多个连杆移动到张紧位置。
例如,在某些示例性方面中,当处于张紧位置时,第一选择性柔性工具的第一多个连杆限定延伸通过其中的中空管,并且其中将第二选择性柔性工具至少部分地定位成在第一选择性柔性工具上或通过第一选择性柔性工具包括将第二选择性柔性工具至少部分地定位成通过第一选择性柔性工具的第一多个连杆的中空管。
在某些示例性方面中,在第二选择性柔性工具处于松弛位置的同时,将第二选择性柔性工具至少部分地定位成在第一选择性柔性工具上或通过第一选择性柔性工具包括将第二选择性柔性工具的远端定位成接近第一选择性柔性工具的远端。
在某些示例性方面中,在第二选择性柔性工具处于松弛位置的同时将第二选择性柔性工具至少部分地定位成在第一选择性柔性工具上或通过第一选择性柔性工具包括将第二选择性柔性工具至少部分地定位在第一选择性柔性工具上。
在某些示例性方面中,该方法进一步包括在将第二选择性柔性工具移动到张紧位置之后,将第一选择性柔性工具移动到松弛位置;和从环境中移除第一选择性柔性工具。
例如,在某些示例性方面中,该方法进一步包括在第三选择性柔性工具处于松弛位置的同时,将第三选择性柔性工具至少部分地定位成在第二选择性柔性工具上或通过第二选择性柔性工具;和将第三选择性柔性工具移动到张紧位置。
例如,在某些其他示例性方面中,该方法进一步包括在将第三选择性柔性工具移动到张紧位置之后,将第二选择性柔性工具移动到松弛位置;和从环境中移除第二选择性柔性工具。
例如,在某些示例性方面中,第一选择性柔性工具限定第一外径,其中第三选择性柔性工具限定第三外径,并且其中第三外径基本上等于第一外径。
例如,在某些其他示例性方面中,第二选择性柔性工具限定中空管,中空管限定第二内径,并且其中第二内径大于第一外径和第三外径。
例如,在某些其他示例性方面中,第一选择性柔性工具限定第一中空管,第一中空管限定第一内径,其中第三选择性柔性工具限定第三中空管,第三中空管限定第三内径,并且其中第三内径基本上等于第一内径。
例如,在某些其他示例性方面中,第二选择性柔性工具限定第二外径,并且其中第二外径小于第一内径和第三内径。
在某些示例性方面中,第一选择性柔性工具包括第一多个顺序布置的连杆,第一多个顺序布置的连杆能够在第一选择性柔性工具处于松弛位置时的松弛位置和第一选择性柔性工具处于张紧位置时的张紧位置之间移动。
例如,在某些示例性方面中,第二选择性柔性工具包括第二多个顺序布置的连杆,第二多个顺序布置的连杆能够在第二选择性柔性工具处于松弛位置时的松弛位置和第二选择性柔性工具处于张紧位置时的张紧位置之间移动。
例如,在某些示例性方面中,第二选择性柔性工具包括多个接合构件、多个连杆构件和线组件,其中每个接合构件定位在相邻的连杆构件之间并且限定第一纵向开口,其中多个连杆构件中的每个连杆构件限定第二纵向开口,并且其中线组件延伸通过多个接合构件中的每个接合构件的第一纵向开口并且进一步延伸通过多个连杆构件中的每个连杆构件的第二纵向开口。
例如,在某些示例性方面中,环境是燃气涡轮发动机的内部。
例如,在某些其他示例性方面中,在第一选择性柔性工具处于松弛位置的同时将第一选择性柔性工具插入到环境中包括通过燃气涡轮发动机中的开口将第一选择性柔性工具插入到燃气涡轮发动机中。
例如,在某些其他示例性方面,开口是管道镜开口。本发明的这些以及其他特征、方面和优点将通过参考以下描述和所附权利要求书变得更加容易理解。结合在本说明书中并且构成本说明书的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
在参考附图的说明书中,针对本领域普通技术人员,阐述了本发明包括其最佳模式的完整且能够实现的公开,其中:
图1是根据本公开的示例性实施例的延伸工具处于松弛位置的示意图。
图2是图1的示例性延伸工具处于张紧位置的示意图。
图3是根据本公开的另一示例性实施例的延伸工具的示意性横截面视图。
图4是根据本公开的又一示例性实施例的延伸工具的示意性特写视图。
图5是图4的示例性延伸工具的第一连杆的端部视图。
图6是图4的示例性延伸工具的第二连杆的端部视图。
图7是根据本公开的示例性实施例的延伸工具的多个连杆的特写视图。
图8是图7的示例性的多个连杆的另一视图。
图9是根据本公开的又一示例性实施例的延伸工具的示意性特写视图。
图10是根据本公开的再一示例性实施例的延伸工具的示意性特写视图。
图11是根据本公开的又一示例性实施例的延伸工具的示意性特写视图。
图12是根据本公开的再一示例性实施例的延伸工具的示意性特写视图。
图13是根据本公开的包括布置在缩回位置的多重的多个连杆的延伸工具的示意性横截面视图。
图14是图13的具有布置在延伸位置的多重的多个连杆的延伸工具的示意性横截面视图。
图15是根据本公开的另一实施例的包括多重的多个连杆的延伸工具的示意性横截面视图。
图16A是根据本公开的示例性实施例的工具组件处于第一位置的示意图。
图16B是图16A的示例性工具组件处于第二位置的示意图。
图16C是图16A的示例性工具组件处于第三位置的示意图。
图16D是图16A的示例性工具组件处于第四位置的示意图。
图16E是图16A的示例性工具组件处于第五位置的示意图。
图17是根据本公开的再一示例性实施例的选择性柔性工具处于松弛位置的示意图。
图18是图17的示例性选择性柔性工具处于张紧位置的示意图。
图19A是根据本公开的示例性实施例的工具组件处于第一位置的示意图。
图19B是图19A的示例性工具组件处于第二位置的示意图。
图19C是图19A的示例性工具组件处于第三位置的示意图。
图19D是图19A的示例性工具组件处于第四位置的示意图。
图19E是图19A的示例性工具组件处于第五位置的示意图。
图19F是图19A的示例性工具组件处于第六位置的示意图。
图19G是图19A的示例性工具组件处于第七位置的示意图。
图19H是图19A的示例性工具组件处于第八位置的示意图。
图19I是图19A的示例性工具组件处于第九位置的示意图。
图20是根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机和延伸工具的示意图。
图21是用于操作根据本公开的示例性方面的延伸工具的方法的流程图。
图22是用于操作根据本公开的示例性方面的工具组件的方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细地参考本发明的实施例,本发明的实施例的一个或多个实例在附图中示出。详细描述使用数字和字母标记来指代附图中的特征。附图和描述中的相同或类似的标记已用于指代本发明的相同或相似的零件。
如本文所使用的,术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用,以使一个部件区别于另一个部件,并且不旨在表示个别部件的位置或重要性。
术语“前”和“后”指的是部件或系统的相对位置,并且指的是部件或系统的正常操作姿态。例如,关于根据一个或多个本实施例的延伸工具,向前指的是更靠近延伸工具的远端的位置,而向后指的是更靠近延伸工具的根端的位置。
除非本文另有规定,否则术语“联接”、“固定”,“附接到”等指的是两者直接联接、固定或附接,以及通过一个或多个中间部件或特征来间接联接、固定或附接。
除非上下文另有明确指出,否则单数形式“一”,“一种”和“该”包括复数参考。
本说明书和权利要求书中使用的近似语言被应用于修饰任何可允许变化的定量表示,而不会导致与其相关的基本功能的变化。因此,由例如“大约”,“近似”和“基本上”的一个或多个术语修饰的值不限于指定的精确值。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,或者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%的裕度内。
这里和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出,否则这些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,并且端点能够彼此独立地组合。
现在参考附图,其中相同的标号在整个图中表示相同的元件,图1是根据本公开的示例性实施例的选择性柔性延伸工具100(或简称为“延伸工具”)处于松弛位置的示意图;图2是图1的示例性延伸工具100处于张紧位置的示意图。
延伸工具100通常包括基部102,线组件104,和多个顺序布置的连杆106。基部102大体上包括第一板108,第二板110,以及一个或多个延伸引导件112。对于所示的实施例,一个或多个延伸引导件112包括固定联接到第一板108并且在纵长方向LW上延伸的一对延伸引导件112。基部102的第二板110包括对应于一对延伸引导件112的开口114,使得第二板110能够在纵长方向LW上沿着延伸引导件112远离第一板108以及朝向第一板108滑动。
线组件104大体上包括联接到基部102的第二板110的根部116和从根部116延伸的多个线188。多个线118包括第一线118A,并且第一线118A(以及所示实施例的其余线118)能够与多个顺序布置的连杆106一起操作,以在松弛位置(图1)和张紧位置(图2)之间移动多个顺序布置的连杆106。如下面将更详细地说明的,多个顺序布置的连杆106在处于松弛位置时彼此间隔开,以允许多个顺序布置的连杆106能够相对于彼此枢转地移动。相反,多个顺序布置的连杆106在处于张紧位置时彼此压靠,以使多个顺序布置的连杆106彼此牢固地固定。
如所指出的,对于所示的实施例中,多个线118中的每个线能够与多个顺序布置的连杆106一起操作,以在松弛位置和张紧位置之间移动多个顺序布置的连杆106。应当理解的是,这些线118中的每个线可以被构造为电缆、绳索、线状物等。因此,应当理解的是,线118大体上是柔性的(即,不会防止多个顺序布置的连杆106在松弛位置可枢转地相对彼此移动)。
简而言之,对于所描绘的实施例,应当理解的是,图1和图2中所示的延伸工具100是包括联接到多个连杆106中的一个连杆的工具器具120的工具构件。更具体地,延伸工具100限定远端122,并且工具器具120在远端122处联接到连杆106。对于所示的实施例,工具器具120包括一个或多个传感器、照相机或两者,并且更具体地,包括传感器124。一个或多个传感器、照相机或两者可以通过一个或多个电线,或者通过无线通信网络,可操作地联接到控制器或其他装置(未示出),一个或多个电线延伸通过多个顺序布置的连杆106(例如,以类似于线118的方式,或者通过多个连杆106的管126;参见例如图3)。
然而,在其他实施例中,延伸工具100可以以其他合适的方式构造。例如,参考图3,描绘了根据本公开另一示例性实施例的延伸工具100的示意性局部横截面视图。具体地,图3中描绘的示例性延伸工具100被构造为导管。以这种方式,延伸工具100的多个顺序布置的连杆106一起限定了延伸通过其中的中空管126。对于所示的实施例,示出了延伸通过延伸工具100的中空管126的单独的钻机128。对于所示的实施例,钻机128是手持式钻机,其包括用于旋转钻机128的手柄130、延伸通过由多个连杆106限定的中空管126的柔性驱动轴132、以及钻头134。值得注意的是,代替将钻头构造为用于去除材料/钻孔的钻头,在其他实施例中,钻头134可以构造为任何其他合适的可旋转器具,例如十字螺丝刀钻头(Phillips headscrewdriver bit)、一字螺丝刀钻头(flathead screwdriver bit)、梅花螺丝刀钻头(Torxbit)、Allen钻头、Pozidrive等。
在这种方式中,延伸工具100可以便于在远程位置处导引钻机128的钻头134,或沿着环境内的模糊矢量(例如,沿着环境内的非线性路径)以其他方式无法实现的方式导引钻机128的钻头134。
然而,还应当理解的是,在其他实施例中,工具器具120可以与延伸工具100集成。例如,如以虚影示出的,钻机128的柔性驱动轴可替代地联接到电动机136,电动机136附接到基部102,或者更确切地说,附接到基部102的第二板110。以这种方式,延伸工具100可以是具有特定/专用功能的整体形成的钻具。
此外,在还有的其他实施例中,延伸工具100可以不被用于例如在远程位置处钻孔,而是可以被用来向远程位置提供流体(例如,气体或液体)。例如,中空管126可用于向远程位置提供加热的气体或液体,可用于向远程位置提供润滑油等。
现在参考图4,将更详细地描述根据本公开的示例性实施例的延伸工具100的操作。图4提供了根据本公开的示例性实施例的延伸工具100的远端122的特写示意图。图4的延伸工具100可以以与图1的示例性延伸工具100基本相同的方式构造。值得注意的是,图4的延伸工具100被描绘为处于松弛位置。
简而言之,参考图4,应当理解的是,对于所示的实施例,线118沿着延伸工具100的长度向下延伸,然后环绕以在远端151处沿着延伸工具100的长度的另一路径延伸回来。尽管未示出,但是在至少某些示例性实施例中,一个或多个线118可以在远端151(或其附近)处包括压接件或其他附接件。压接件或其他附接件在正常操作期间可以不处于负载下,而是可以被构造成,如果线在操作期间发生故障(例如断裂或折断),则防止从多个连杆106中拉出整个线118。在这种情况下,压接件或其他附接件将被接合,使得该线可用于从环境中拉出多个连杆106。
此外,如将理解的是,延伸工具100的多个顺序布置的连杆106包括第一连杆106A,第一连杆106A沿着第一纵长方向L1在前端140和后端142之间延伸。多个顺序布置的连杆106进一步包括第二连杆106B,第二连杆106B也沿着第二纵长方向L2在前端140和后端142之间延伸。第一连杆106A的前端140限定第一接口几何形状,以及第二连杆106B的后端142限定与第一接口几何形状互补的第二接口几何形状。应当理解的是,如本文所使用的,关于两个几何形状的术语“互补”指的是具有构造成配合在一起以限制包括几何形状的部件的移动的部件的两个几何形状。简而言之,还应当理解的是,对于所示实施例,第一连杆106A的后端142限定了基本上等于第二接口几何形状的接口几何形状,并且进一步地,第二连杆106B的前端140限定了基本上等于第一接口几何形状的接口几何形状。然而,在其他实施例中,可以在其他相邻连杆之间提供不同的互补几何形状。
更具体地,现在还参考图5和图6,提供第一连杆106A(图5)的前端140的第一接口几何形状和第二连杆106B(图6)的后端142的第二接口几何形状的平面图,应当理解的是,第一接口几何形状和第二接口几何形状一起形成第一连杆106A和第二连杆106B之间的运动支架(当处于张紧位置时),其限制第一连杆106A和第二连杆106B之间沿着至少四个自由度(例如,相对的周向方向和径向方向;线118沿着纵向方向/轴向方向限制,如下所述)的相对运动。例如,对于所示的实施例,第一接口几何形状,或者更确切地说,第一连杆106A,限定第一周向方向C1并且包括沿着第一周向方向C1间隔开的至少两个凹口144。类似地,第二接口几何形状限定第二周向方向C2,包括形状对应于至少两个凹口144的至少两个延伸构件146。更具体地,第一接口几何形状的至少两个凹口144包括沿着第一接口几何形状的第一周向方向C1间隔开的三个凹口144,并且第二接口几何形状的至少两个延伸构件146包括沿着第二接口几何形状的第二周向方向C2间隔开的三个对应的延伸构件146。第二接口几何形状的三个延伸构件146中的每一个延伸构件在处于张紧位置时被接收/搁置在第一接口几何形状的三个凹口144内,以在所有自由度上限制第二连杆106B相对于第一连杆106A的移动(在线118的帮助下;参见例如图2)。
然而,应当理解的是,在其他实施例中,当连杆106处于张紧位置时,可以在相邻连杆106之间提供任何其它合适的运动安装几何形状,以限制相邻连杆106的移动。例如,在其他实施例中,第一和/或第二几何形状可以包括销、脊等,并且第一和/或第二几何形状中的另一个可以包括相应的开口、谷等。
仍参考图5和图6,简而言之,应当理解的是,多个连杆106中的每个连杆以及由此限定的中空管126限定内径127。术语“内径”可以指的是中空管126的最小横向测度。内径127可以指示能够延伸通过中空管126的工具或其他部件的尺寸。简而言之,延伸工具100,或者更确切地说,多个连杆106进一步限定外径129,外径129可以指的是延伸工具100的多个连杆106的最大横向测度。
特别参考图4,并且如上所述,线组件104的第一线118A,或者更确切地说,线组件104的多个线118可以与多个连杆106一起操作,以在松弛位置(示出)和张紧位置之间移动多个连杆106。具体地,参考第一连杆106A和第二连杆106B,多个线118(包括第一线118A)能够相对于至少第一连杆106A滑动,以使多个顺序布置的连杆106在松弛位置和张紧位置之间移动。更具体地,仍然再次简要地参考图5和6,多个连杆106中的每个连杆包括周向壁148,并且线组件104的第一线118A延伸通过多个连杆106中的每个连杆的周向壁148。更特别地,如图5和图6中可清楚地看到的,对于所示的实施例,多个连杆106中的每个连杆106在周向壁148中限定纵长开口150,线组件104的第一线118A通过多个连杆106中的每个连杆106的周向壁148的纵长开口150被可滑动地接收。此外,对于所示的实施例,线组件104的多个线118中的每个线通过多个连杆106的周向壁148中的相应纵长开口150被可滑动地接收。然而,值得注意的是,在其他实施例中,线组件104的多个线118中的一个以上的线118可以替代成以任何其他合适的方式(例如,通过连杆106的外表面上的孔眼,周向壁148的内表面等等)可滑动地联接到连杆106。
此外,对于所示的实施例,延伸工具100包括盖部151,盖部151位于远端122处并且在远端122处联接到连杆106。线118通过盖部151中的合适通道成环(即,相对于盖部151不可滑动),使得当线118被张紧时,连杆106移动到张紧位置。(然而,在其他实施例中,一个或多个线118可以固定到盖部151。)如应当理解的是,图4描绘了处于松弛位置的第一连杆106A和第二连杆106B。当多个连杆106处于松弛位置时,第二连杆106B与第一连杆106A间隔开,以允许第二连杆106B相对于第一连杆106A可枢转地移动(例如,在枢转方向P上)。例如,如图所示,第二连杆106B在处于松弛位置时仅通过线组件104的多个线118连接到第一连杆106A。假设多个线118可以是相对柔性的,则第二连杆106B可以相对于第一连杆106A枢转。更特别地,第二连杆106B可以相对于第一连杆106A移动,使得在第二纵长方向L2和第一纵长方向L1之间限定的角度变化,例如变化至少大约30度,例如至少大约60度,例如至少大约90度,例如高达大约300度。以这种方式,当多个连杆106处于松弛位置时,延伸工具100可以在环境内通过例如蛇形路径或其他非线性路径被操纵。
相比之下,仍参考多个连杆106的第一连杆106A和第二连杆106B,当多个连杆106处于张紧位置时,第二连杆106B被按压在第一连杆106A上,以将第二连杆106B的后端142的第二接口几何形状按压在第二连杆106B的前端140的第一接口几何形状上,并且将第二连杆106B牢固地固定到第一连杆106A。以这种方式,应当理解的是,当多个连杆106处于张紧位置时,多个连杆106形成延伸工具100的有效坚固/刚性臂。
为了进一步说明这一点,简要参考回图1和2。从其中所示的实施例中应当理解的是,可以通过张紧线组件104的多个线118,并且更具体地,通过沿着基部102的延伸引导件112移动基部102的第二板110远离第一板108,在根部116处拉动线组件104的多个线118,而将延伸工具100的多个连杆106从松弛位置(图1)移动到张紧位置(图2)。值得注意的是,除了远端122(或者更确切地说,如上所述的盖部151)处的连杆106以外,线118可以可滑动地联接到多个连杆106中的每个连杆。线118可以在远端122处固定到连杆106和/或盖部151,使得当多个线118被张紧时,每个连杆106被按压在一起,以使连杆106变得刚硬/将连杆移动到张紧位置。
进一步参考图1和2,应当理解的是,通过将连杆设计成具有特定的几何形状和/或取向,多个连杆106在处于张紧位置时可以形成所需的形状。以这种方式,如上面简要提到的,处于松弛位置的多个连杆106可以穿过例如环境内的相对蛇形的或其他非线性的路径,然后可以使用线组件104的多个线118以一旦被插入就有效地在环境的非线性路径内产生刚性工具的方式,移动到张紧位置。以这种方式,延伸工具100可以便于对环境内的另外无法到达的或者在不拆开、不拆除或不破坏环境的情况下无法到达的部件进行操作或检查。
对于图1和图2以及图4的实施例,应当理解的是,多个连杆106中的每个连杆被具体设计成,当多个连杆106移动到张紧位置时,产生特定的刚性形状。例如,特别参考图4,第一连杆106A限定第一几何形状(即,长度、曲率等),第二连杆106B限定第二几何形状(即,连杆、曲率等)。第一几何形状与第二几何形状不同。在至少某些示例性实施例中,为了形成具有特定几何形状的多个连杆106以助于多个连杆106的期望形状,多个连杆106中的每个连杆可以通过增材制造处理(有时也称为3D打印)来形成。这样可以有助于形成特定形状的连杆106,以被装配在延伸工具100的多个连杆106内,从而在移动到张紧位置时产生期望形状,但仍保留足够的柔性以适应预期环境。
然而,应当理解的是,在其他实施例中,延伸工具100的多个连杆106可以以任何其他合适的方式形成,并且可以具有任何其他合适的形状或构造。例如,现在参考图7和图8,描绘了根据本公开另一实施例的延伸工具100的多个连杆106。图7和图8的延伸工具100的多个连杆106可以以与上面参考例如图4至图6描述的示例性的多个连杆106类似的方式构造。例如,图7和图8中描述的示例性的多个连杆106包括第一连杆106A和第二连杆106B(参见图7)。第一连杆106A限定第一几何形状,并且第二连杆106B限定第二几何形状。然而,对于图7和图8的实施例,第一几何形状和第二几何形状基本相同。
更具体地,图7和图8的多个连杆106中的每个连杆大体上限定纵向方向L3和周向方向C3(参见图7)。每个连杆106大体上包括沿周向方向C3在第一周向位置处的短边152和沿周向方向C3在第二周向位置处的长边154(短边152沿纵向方向L3限定的长度小于沿纵向方向L3的长边154的长度)。此外,多个连杆106中的每个连杆106包括沿纵向方向在前端140处的统一的第一接口几何形状和沿纵向方向在后端142处的统一的第二接口几何形状。第一接口几何形状包括沿周向方向C3均匀间隔开的三个延伸构件146,并且第二接口几何形状包括同样沿周向方向C3均匀间隔开的三个相应形状的凹口144(即,用于接收相邻连杆106的三个延伸构件146)。
以这种方式,当多个连杆106移动到张紧位置时,多个统一的连杆106可以布置成限定几乎任何期望的形状。例如,特别参考图8,应当理解的是,通过将一个连杆106的短边152与相邻连杆106的长边154顺序地配对,可以允许形成基本上线性的部分(例如,直的部分156),将一个连杆106的短边152与相邻连杆106的短边152顺序地配对可以允许形成相对紧密的弯曲部(例如,弯曲部158)等。以这种方式,通过改变相邻连杆106的相对取向(例如,在周向上),多个连杆106在张紧时可以限定任何所需的三维形状。进一步,应当理解的是,通过利用统一几何形状的连杆106,可以原位大量存储统一几何形状的连杆106,并且可以通过以特定方式/周向取向布置顺序的连杆106来相对快速地形成限定独特的三维形状和长度的专用延伸工具100。
如上文所讨论的,当多个连杆106处于松弛位置时,相邻连杆106可以能够相对于彼此枢转,以允许多个连杆106通过穿过环境的非线性路径操纵。当重力帮助保持多个连杆106彼此分离时,通过非线性路径操纵多个连杆106可能相对容易。然而,在某些实施例中,可以提供其他特征以保持多个连杆106彼此分离,以便于多个连杆106通过非线性路径的可操纵性。
更具体地,大体上参考图9至图12,提供了包括用于在处于松弛位置时保持多个连杆106彼此分离的特征的延伸工具100的各种实施例。图9至图12所示的以及下面描述的每个实施例可以以与上面参考例如图1至图8描述的一个或多个示例性延伸工具100基本相同的方式构造。例如,图9至图12的每个示例性延伸工具100大体上包括多个连杆106(包括第一连杆106A和第二连杆106B)和线组件104(包括多个线118,特别是第一线118A)。然而,对于图9至图12的实施例,延伸工具100进一步包括偏置构件160,偏置构件160能够与第一连杆106A和第二连杆106B一起操作,用于偏置第二连杆106B离开第一连杆106A。然而,线组件104的多个线118,包括线组件104的第一线118A,被构造成在多个连杆106移动到张紧位置时克服偏置构件160。
特别参考图9,应当理解的是,偏置构件160是附接到第一连杆106A并且附接到第二连杆106B的弹簧,用于按压第二连杆106B远离第一连杆106A。对于所示的实施例,应当理解的是,多个连杆106中的每个连杆包括限定外表面162的周向壁148,并且偏置构件160/弹簧被定位在第一连杆106A的周向壁148的外表面162的内侧以及第二连杆106B的周向壁148的外表面162的内侧。更具体地,对于所示的实施例,偏置构件160/弹簧被定位在第一连杆106A的周向壁148的内侧以及第二连杆106B的周向壁148的内侧。例如,偏置构件160/弹簧可以联接到或以其他方式附接到第一连杆106A和第二连杆106B的周向壁148的内表面(未示出)。
此外,对于图9的实施例,应当理解的是,延伸工具100进一步包括多个偏置构件160,每个偏置构件160能够与多个连杆106中的一对相邻连杆160一起操作,用于偏置相邻连杆160离开彼此。值得注意的是,当多个连杆106限定延伸通过其中的中空管126时(例如,当延伸工具100被构造为导管时;参见图3),弹簧可被构造成使得弹簧的开口/中心与延伸通过多个连杆106的中空管126对齐(并且不阻塞中空管126)。
现在参考图10,应当理解的是,延伸工具100的示例性偏置构件160能够与多个连杆106中的每个连杆一起操作,用于偏置相邻连杆106离开彼此。更具体地,对于所描绘的实施例,多个连杆106中的每个连杆限定外表面162(或者更确切地说,包括限定外表面162的周向壁148),并且偏置构件160能够与多个连杆106中的每个连杆的外表面162一起操作。更具体地,还对于图10所示的实施例,偏置构件160是连续弹簧,其附接到第一连杆106A的外表面162和第二连杆106B的外表面162以及多个连杆106的其他连杆106的外表面162,用于偏置第二连杆106B离开第一连杆106A以及偏置其他连杆106离开相邻连杆106。以这种方式,应当理解的是,弹簧在其附接到连杆106的外表面162处限定基本恒定的节距(pitch),并且基于例如处于松弛位置或张紧位置的多个连杆106的位置、相邻连杆106之间限定的角度等,在相邻连杆106之间限定可变节距。
现在参考图11,然而,在其他实施例中,可以提供能够与多个连杆106中的每个连杆一起操作并且联接到多个连杆106中的每个连杆的外表面162的任何其他合适的偏置构件160。例如,对于图11的实施例,偏置构件160包括弹性体材料,该弹性体材料附接多个连杆106中的每个连杆的外表面162并且沿着多个连杆106中的每个连杆基本上连续地延伸。例如,在某些实施例中,弹性体材料可以是弹性体套筒,该弹性体套筒围绕多个连杆106中的每个连杆延伸并且联接到多个连杆106中的每个连杆的外表面162。然而,在其他实施例中,弹性体材料可以是沿着多个连杆106延伸的离散条、联接到多个连杆106中的每个连杆106的外表面162,可以是在相邻的连杆106对之间延伸的多个弹性体区段等。
现在参考图12,再次描绘的示例性延伸工具100包括多个单独的偏置构件160。每个单独的偏置构件160被构造为定位在多个连杆106的相邻连杆106之间的弹性体材料。例如,多个偏置构件160中的一个偏置构件被构造为至少部分地定位在第一连杆106A和第二连杆106B之间的弹性构件。例如,每个偏置构件160可以被构造为盘,该盘被构造成推动相邻连杆106彼此远离,并且更具体地,被构造成推动一个连杆106的凹口144远离相邻连杆106中的对应延伸构件146。
然而,应当理解的是,仅作为实例提供图9至图12的实施例。在其他实施例中,可以提供任何其他合适的偏置构件160,当处于松弛位置时,用于推动第一连杆106A远离相邻的第二连杆106B,或者用于推动任何相邻连杆106彼此远离,以助于将延伸工具100的多个连杆106插入环境内的非线性路径和/或从环境内的非线性路径中移除延伸工具100的多个连杆106。
此外,在其它实施例中,还可以提供其它构造。例如,现在将参考图13,提供根据本公开的另一示例性实施例的延伸工具100的示意性横截面视图。图13的示例性延伸工具100可以以与上面参考图1至图12描述的示例性延伸工具100类似的方式构造。
例如,图13的示例性延伸工具100大体上包括基部102、线组件104和多个顺序布置的连杆106。线组件104包括第一线118A,第一线118A能够与多个顺序布置的连杆106一起操作,以使多个顺序布置的连杆106在松弛位置和张紧位置(示出)之间移动。如从以上描述中应当理解的是,多个顺序布置的连杆106在处于松弛位置时彼此间隔开,以允许多个顺序布置的连杆106能够相对于彼此枢转地移动。然而,多个顺序布置的连杆106在张紧位置彼此压靠,以使多个顺序布置的连杆106如图所示的彼此牢固地固定。
然而,更具体地,对于图13的实施例,多个顺序布置的连杆106被构造为第一多个顺序布置的连杆106-1,其限定延伸通过其中的第一导管126-1。延伸工具100进一步包括第二多个顺序布置的连杆106-2,其可移动地至少部分地定位在第一多个顺序布置的连杆106-1的第一导管126-1内。第二多个顺序布置的连杆106-2类似地限定了延伸通过其中的第二导管126-2。此外,还对于所示的实施例,延伸工具100包括第三多个顺序布置的连杆106-3,其可移动地至少部分地定位在第二多个顺序布置的连杆106-2的第二导管126-2内。
为了操作第二多个连杆106-2和第三多个连杆106-3,线组件104进一步包括第二线118B和第三线118C。第二线118B能够与第二多个连杆106-2一起操作,以使第二多个连杆106-2在松弛位置(例如,类似于图1的顺序布置的连杆106的松弛位置)和张紧位置(示出)之间移动。类似地,第三线118C能够与第三多个连杆106-3一起操作,以使第三多个连杆106-3在松弛位置(例如,类似于图1的顺序布置的连杆106的松弛位置)和张紧位置(示出)之间移动。
第二多个连杆106-2和第三多个连杆106-3在图13中以缩回嵌套构造示出。当第一多个连杆106-1、第二多个连杆106-2和第三多个连杆106-3彼此嵌套并且各自处于松弛位置时,它们可以一致地移动通过穿过环境的非线性路径的第一区段。然后,第一多个连杆106-1可以使用第一线118A(或多个第一线118A)独立地移动到张紧位置。随后,第二多个连杆106-2和第三多个连杆106-3可以从第一导管126-1延伸通过穿过环境的非线性路径的第二部分。然后,第二多个连杆106-2可以使用第二线118B(或多个第二线118B)独立地移动到张紧位置。最后,第三多个连杆106-3可以从第二导管126-2延伸通过环境的非线性路径的第三部分。然后,第三多个连杆106-3可以使用第三线118C(或多个第三线118C)独立地移动到张紧位置。
例如,参考图14,描绘了图13的示例性延伸工具100,其中第二多个顺序布置的连杆106-2从第一多个顺序布置的连杆106-1的第一导管126-1延伸,并且进一步地,第三多个顺序布置的连杆106-3从第二导管126-2延伸。如图14所示,第一多个连杆106-1已经移动到张紧位置,类似地,第二多个连杆106-2也已经移动到张紧位置。相比之下,第三多个连杆106-3处于松弛位置。以这种方式,第三多个连杆可以在也移动到张紧位置之前通过环境内的非线性路径被操纵。如应当理解的是,这种构造可以允许延伸工具100将第二多个连杆106-2定位成邻近例如环境内的非线性路径,该环境内的非线性路径以其他方式难以到达或者使用单个的多个连杆106无法到达。类似地,这种构造可以允许延伸工具将第三多个连杆106-3定位成邻近例如环境内的另一非线性路径,该环境内的另一非线性路径以其他方式难以到达或者使用两个的多个连杆无法到达。
参考图13和图14,应当理解的是,第一多个连杆106-1在远端处包括延伸到第一导管126-1中的止动件164,并且第二多个连杆106-2在前端处包括凸缘166,其被构造成在第一多个连杆106-1的远端处抓住止动件164并防止第二多个连杆106-2从第一导管126-1中被完全移除。类似地,第二多个连杆106-2在远端处包括延伸到第二导管126-2中的止动件168,并且第三多个连杆106-3在前端处包括凸缘170,其构造成在第二多个连杆106-2的远端处抓住止动件168,以防止第三多个连杆106-3从第二导管126-2被完全移除。在某些实施例中,第一、第二和第三多个顺序布置的连杆106可以通过延伸通过第三导管126-3的工作器具延伸,第三导管126-3延伸通过第三多个连杆106-3,该工作器具抓住定位在延伸到第三导管126-3中的第三多个连杆106-3的远端处的止动件。然而,在其他实施例中,可以利用任何其他合适的装置来选择性地从第一多个连杆106-1延伸第二多个连杆106-2,并且进一步地,选择性地从第二多个连杆106-2延伸第三多个连杆106-3。
此外,应当理解的是,仅作为实例提供图13和图14中描绘的示例性延伸工具100。在其他实施例中,可以提供具有多个顺序布置的连杆106的任何其他合适的延伸工具100。例如,尽管在图13和图14中提供了三个的多个顺序布置的连杆106,但是在其他实施例中,延伸工具可以具有任何其他合适数量的多个连杆106,例如两个、四个、六个等,并且这样的多个连杆106中的每个连杆可以限定任何期望的形状。
此外,虽然对于图13和图14所示的实施例,多个顺序布置的连杆106中的每个连杆彼此嵌套(至少当处于缩回位置时),但是在其他实施例中,可以提供多个顺序布置的连杆106的任何其他合适的布置。
例如,在其它实施例中,延伸工具100可以再次包括多重的多个顺序布置的连杆106,但处于其他合适的构造。例如,现在参考图15,提供了根据本公开的另一示例性实施例的延伸工具100。图15的示例性延伸工具100可以以与图13的示例性延伸工具100类似的方式构造。因此,图15的示例性延伸工具100大体上可以包括第一多个连杆106-1、第二多个连杆106-2和第三多个连杆106-3。
值得注意的是,对于所示的实施例,第一多个连杆106-1包括前端174,第二多个连杆106-2包括前端176和后端178,以及第三多个连杆106-3也包括前端180和后端182。对于所示的实施例,第二多个连杆106-2联接到第一多个连杆106-1的前端174,并且进一步地,第三多个连杆106-3联接到第二多个连杆106-2的前端176。以这种方式,第一多个连杆106-1、第二多个连杆106-2和第三多个连杆106-3各自串联布置。
类似于图13和图14的实施例,对于图15的实施例,线组件104进一步包括第二线118B和第三线118C。第二线118B能够与第二多个连杆106-2一起操作,以使第二多个连杆106-2在松弛位置和张紧位置之间移动。类似地,第三线118C能够与第三多个连杆106-3一起操作,以使第三多个连杆106-3在松弛位置和张紧位置之间移动。值得注意的是,独立于第一线118A能够与第一多个连杆106-1一起操作,第二线118B能够与第二多个连杆106-2一起操作,并且进一步地,独立于第一线118A和第二线118B能够分别与第一多个连杆106-1和第二多个连杆106-2一起操作,第三线118C能够与第三多个连杆106-3一起操作。
包含多重的多个顺序布置的连杆106可以允许将延伸工具100插入到在环境内的更复杂的非线性路径中。
此外,现在参考图16,或者更确切地说,图16A至图16E,提供了根据本公开的示例性实施例的工具组件184。图16中描绘的工具组件184可以结合或以其他方式利用上面参考图1至图15描述的一个或多个示例性实施例的各种方面。
例如,首先参考图16A,示例性工具组件184包括第一选择性柔性延伸工具100A(或简称为“延伸工具”)。尽管未个别地描绘(即,以简化的示意性方式描绘),但是应当理解的是,第一延伸工具100A可以包括能够在松弛位置和张紧位置(示出)之间移动的第一多个顺序布置的连杆106A。以这种方式,可以根据例如图1和图2的实施例、图3的实施例、图4至图6的实施例、图7和图8的实施例或者根据任何其他合适的实施例来构造图16A的第一延伸工具100A。
仍然参考图16A,第一延伸工具100A,或者更确切地说,第一延伸工具100A的第一多个顺序布置的连杆106A,限定延伸通过其中的第一中空管126A。第一中空管126A限定第一内径127A,第一内径127A可以指的是第一中空管126A的最小横向测度。此外,第一延伸工具100A限定第一外径129A,第一外径129A可以指的是第一延伸工具100A的第一多个连杆106A的最大横向测度。
以这种方式,从图16A的视图中应当理解的是,第一延伸工具100A可以在松弛位置中通过开口186插入环境中,随后移动到张紧位置。在张紧位置,第一延伸工具100A可以限定预定形状,使得第一延伸工具100A的第一远端122A定位在期望的位置和取向。
此外,现在还参考图16B,应当理解的是,工具组件184进一步包括第二延伸工具100B。尽管还是以简化的示意性方式描绘,但是应当理解的是,第二延伸工具100B可以包括能够在松弛位置和张紧位置(示出)之间移动的第二多个顺序布置的连杆106B。从图中以及此处的论述中应当理解的是,第二多个顺序布置的连杆106B能够在第一多个顺序布置的连杆106A上移动或通过第一多个顺序布置的连杆106A移动,更具体地,对于所示的实施例,第二延伸工具100B的第二多个顺序布置的连杆106B能够在第一延伸工具100A的第一多个顺序布置的连杆106A上移动。
更具体地,当第二多个顺序布置的连杆106B处于张紧位置时,第二多个顺序布置的连杆106B限定延伸通过其中的第二中空管126B。第二中空管126B限定第二内径127B。第一多个顺序布置的连杆106A的第一外径129A小于第二多个顺序布置的连杆106B的第二内径127B,以允许在第一多个顺序布置的连杆106A上提供第二多个顺序布置的连杆106B。
因此,例如,第二多个顺序布置连杆106B在处于松弛位置的同时可以是能够在第一多个顺序布置的连杆106A上移动,同时第一多个顺序布置的连杆106A处于张紧位置。然后,第二多个顺序布置的连杆106B可以移动到张紧位置。以这种方式,第一多个顺序布置的连杆106A的预定形状可以确保第二多个顺序布置的连杆106B使其例如在插入通过穿过环境的非线性路径的第二区段188B之前,通过穿过环境的非线性路径的第一区段188A(参见图16D)。
值得注意的是,第二多个顺序布置的连杆106B在处于张紧位置时限定第二总长度(即,中心线长度),第二总长度大于第一多个顺序布置的连杆106A在处于张紧位置时的第一总长度(即,中心线长度)。例如,对于所示的实施例,第二总长度比第一总长度大至少约25%,例如比第一总长度大至少约50%,例如比第一总长度大高达约1000%。以这种方式,第二多个顺序布置的连杆106B可以进一步到达环境中,或者更确切地说,沿着非线性路径通过环境。
简而言之,现在特别参考图16C,应当理解的是,第一多个顺序布置的连杆106A随后可以移动回到松弛位置并从环境中移除,同时第二多个顺序布置的连杆106B保留在张紧位置。以这种方式,第二多个顺序布置的连杆106B的第二远端122B可以定位在环境内的期望位置和取向,并且可以在不将第一延伸工具100A保持就位的情况下保留在那里。在环境内的这种位置和取向是期望端点的情况下,第二延伸工具100B的第二多个顺序布置的连杆106B可用于进行期望操作(例如,检查、修理、或维护操作)。
然而,进一步应当理解的是,在某些示例性实施例中,进一步的延伸工具100可以被利用来到达环境内的更多远程位置和/或取向。
具体地,特别参考图16D,应当理解的是,示例性工具组件184进一步包括第三延伸工具100C。第三延伸工具100C可以以与第一延伸工具100A基本上相同的方式构造。例如,第三延伸工具100C可以包括限定第三外径129C的第三多个顺序布置的连杆106C。第三外径129C可以基本上等于第一外径129A。因此,第三外径129C可以小于(第二多个顺序布置的连杆106B的第二中空管126B的)第二内径127B,使得第三多个顺序布置的连杆106C在处于松弛位置时能够移动通过第二多个顺序布置的连杆106B的第二中空管126B。
然而,值得注意的是,对于所示的实施例,第三延伸工具100C的第三多个顺序布置的连杆106C的第三总长度(即,中心线长度)(当处于张紧位置时)大于第二总长度,并且进一步大于第一总长度。以这种方式,第三延伸工具100C可以进一步到达环境中,以将第三远端122C进一步定位到环境中,或者更具体地,进一步沿着穿过环境的非线性路径定位。如应当理解的是,这种构造可以确保第三多个顺序布置的连杆106C能够在在松弛位置以非引导方式被插入到环境的第三区段188C中之前,导航通过环境的第一区段188A和第二区段188B。
进一步地,简要参考图16E,应当理解的是,一旦第三延伸工具100C的第三多个顺序布置的连杆106C移动到张紧位置,第二延伸工具100B可以从环境中移除。因此,图16的工具组件184可以允许在第三延伸工具100C的第三远端122C处进行各种操作。
然而,应当理解的是,图16A至图16E所示的示例性工具组件184仅作为实例提供。例如,尽管图16A至图16E中的示例性工具组件184包括能够在第一延伸工具100A上移动的第二延伸工具100B,但是在其他实施例中,第二延伸工具100B可以替代地能够移动通过第一延伸工具100A的第一中空管126A(并且第二延伸工具100B的第二多个连杆106B的第二外径可以小于第一内径127A)。进一步,尽管描绘了三个延伸工具100A、100B、100C,但是在其他实施例中,工具组件184可以仅包括两个延伸工具,或者,可以包括任何其他合适数量的延伸工具(例如,4、5、6等等)。
进一步地,还有,尽管图16A至图16B中所示的示例性工具组件184在上面被论述为包括在移动到张紧位置时具有预定形状的延伸工具100,例如上面参考图1至图15描述的示例性延伸工具,但是在其他实施例中,图16A至图16B的一个或多个延伸工具可以具有任何其他合适的构造。例如,在其他实施例中,工具组件184的一个或多个延伸工具100可以在移动到张紧位置时不具有预定形状。例如,现在参考图17和图18,图17描绘了处于松弛位置的根据本公开的另一示例性实施例的选择性柔性工具(或“延伸工具”)100,以及图18描绘了处于张紧位置的图17的示例性延伸工具100。
图17和图18所示的示例性延伸工具100大体上包括能够在松弛位置(图17)和张紧位置(图18)之间移动的多个顺序布置的连杆106。更具体地,对于所示的实施例,多个顺序布置的连杆106包括多个接合构件190和多个连杆构件191。每个接合构件190定位在相邻连杆构件191之间。接合构件190被构造成允许连杆构件191在处于松弛位置的同时相对于彼此限定任何合适的取向,并且进一步在移动到张紧位置时保持特定形状。更具体地,对于所示的实施例,接合构件190各自沿着第一纵向方向L1(即,各个接合构件190的纵向方向)在第一端192和第二端193之间延伸。对于所示的实施例,每个接合构件190的第一端192和第二端193限定凸表面。类似地,多个连杆构件191中的每个连杆构件191沿第二纵向方向L2(即,各个连杆构件191的纵向方向)在第一端194和第二端195之间延伸。每个连杆构件191的第一端194和第二端195限定了能够与相邻接合构件190的凸表面配合的凹形开口186。例如,特定连杆构件191的第一端194的凹形开口186可以能够与相邻接合构件190的第二端193的凸表面配合。
更具体地,对于所示的实施例,接合构件190的第一端192和第二端193各自限定对于每个连杆构件191的第一端194和第二端195的互补形状。对于所示的实施例,接合构件190的第一端192和第二端193各自限定圆形表面,并且连杆构件191的第一端194和第二端195各自限定圆形开口186。还有更具体地,所示实施例中的多个接合构件190中的每个接合构件限定基本上球形形状,并且所示实施例的多个连杆构件191中的每个连杆构件限定基本上圆柱形形状。
此外,多个接合构件190中的每个接合构件限定第一纵向开口196,并且多个连杆构件191中的每个连杆构件限定第二纵向开口197。值得注意的是,对于所示的实施例,每个接合构件190的第一纵向开口196延伸通过各自的接合构件190的接合构件中心线(对于所示的实施例,其沿着第一纵向方向L1延伸),并且每个连杆构件191的第二纵向开口197延伸通过各自的连杆构件191的连杆构件中心线(对于所示的实施例,其沿第二纵向方向L2延伸)。然而,在其他实施例中,第一纵向开口196和/或第二纵向开口197可以以任何其他合适的方式定位。
此外,应当理解的是,图17和图18的延伸工具100可以包括线组件,并且更具体地,包括线118。线组件的线118延伸通过多个接合构件190的每个接合构件190的第一纵向开口196,并且进一步延伸通过多个连杆构件191的每个连杆构件191的第二纵向开口197。线组件的线118可以被构造成通过张紧(例如,缩短)并且彼此压靠多个顺序布置的连杆106,而在图17的松弛位置和图18的张紧位置之间移动多个顺序布置的连杆106。值得注意的是,应当理解,虽然多个连杆106在处于松弛位置(图17)时可以适应几乎任何三维形状,但是多个接合构件190和/或多个连杆构件191在接头/它们彼此接触的位置处限定相对较高的摩擦系数。以这种方式,延伸工具100的多个顺序布置的连杆106在移动到张紧位置时可以限定相对刚性的构造,使得它们保留在它们在松弛位置时所适应的三维形状。
因此,应当理解的是,虽然图17和图18的示例性延伸工具100可以在根据本公开的一个或多个示例性方面的工具组件184中使用,但是图17和图18的示例性延伸工具100不限定它在移动到张紧位置时所必须符合的预定义形状。
然而,无论如何,现在参考图19,提供根据另一示例性实施例的可以利用延伸工具的工具组件184,该延伸工具在处于张紧位置时不限定预定义形状(例如图17和图18的示例性延伸工具100)。更具体地说,图19A至图19I描绘了工具组件184的各种示例性方面。
应当理解的是,图19A至图19I所示的示例性工具组件184可以与上面参考图16A至图16E描述的示例性工具组件184类似的方式操作。例如,如图19A所示,示例性工具组件184包括能够在松弛位置和张紧位置(示出)之间移动的第一延伸工具100A。尽管以简化和示意性方式示出,但是第一延伸工具100A可以包括第一多个顺序布置的连杆106A。第一延伸工具100A的第一多个顺序布置的连杆106A在处于张紧位置(图19A中所示)时限定预定形状。
参考图19B,工具组件184进一步包括第二延伸工具100B。第二延伸工具100B可以类似地包括能够在松弛位置和张紧位置(示出)之间移动的第二多个顺序布置的连杆106B。第二多个顺序布置的连杆106B能够在第一多个顺序布置的连杆106A上或通过第一多个顺序布置的连杆106A移动,更具体地,能够通过第一多个顺序布置的连杆106A移动。以这种方式,第二多个顺序布置的连杆106B可以限定第二外径129B,第二外径129B小于第一多个连杆106A的第一中空管126A的第一内径127A。
值得注意的是,第二延伸工具100B可以以与图17和图18的延伸工具100类似的方式构造。因此,虽然第二延伸工具100B可以在处于张紧位置时不限定预定形状,但是它可以采用第一延伸工具100A的第一中空管126A的形状。
因此,第二延伸工具100B可以插入通过第一延伸工具100A的第一多个顺序布置的连杆106A的第一中空管126A,使得第二延伸工具100B的第二远端122B被定位成邻近第一延伸工具100A的第一远端122A。然后,第二延伸工具100B可以移动到张紧位置,保持第一延伸工具100A的形状,然后可以移除第一延伸工具100A。这在图19C中描绘。
此后,参考图19D,工具组件184的第三延伸工具100C能够在第二延伸工具100B上(即,当处于松弛位置时)移动。第三延伸工具100C可以以与第一延伸工具100A类似的方式构造(即,限定第三中空管126C,第三中空管126C限定第三内径127C,第三内径127C基本上等于第一内径126A),但是可以限定更大的总长度。以这种方式,第二延伸工具100B可以将第三延伸工具100C引导通过环境至少到达第二延伸工具100B的第二远端122B。然后,第三多个连杆106C可以进一步延伸到环境中,并且第三延伸工具100C然后可以移动到张紧位置。现在还参考图19E,第二延伸工具100B此后可以移动回到松弛位置,并且从第三延伸工具100C内以及从环境中移除。第三延伸工具100C的第三远端122C可以处于环境内的期望位置和取向。因此,示例性工具组件184可以便于在接近第三远端122C的环境内的地点处进行检查、修理或维护操作。
然而,在还有的其它实施例中,工具组件184可以进一步包括延伸工具,以进一步到达环境内的更多远程地点。例如,参考图19F至图19I,工具组件184进一步可以包括第四延伸工具100D(以与第二延伸工具100B类似的方式构造,但限定更大的总长度,或更特别地,限定总长度基本上等于第三延伸工具100C的总长度),和第五延伸工具100E(以类似于第一延伸工具100A和第三延伸工具100C的方式构造,但是限定比第一延伸工具100A和第三延伸工具100C中的每一个都大的总长度)。
例如,如图19F所示,在示例性工具组件184的操作期间,第四延伸工具100D可以在处于松弛位置时插入通过第三延伸工具100C。然后,第四延伸工具100D可以移动到张紧位置,由此第四延伸工具100保持第三延伸工具100C的形状。如图19G所示,第三延伸工具100C然后可以移动到松弛位置并从环境内移除。进一步地,如图19H所示,第五延伸工具100E可以在处于松弛位置时在第四延伸工具100上移动。然后,第五延伸工具100E可以移动到张紧位置。参考图19I,第四延伸工具100D可以移动回到松弛位置并从第五延伸工具100E内移除。第五延伸工具100E的第五远端122E定位在环境内的期望位置和/或取向,以便于例如检查、修理和/或维护邻近第五远端122E的环境内的一个或多个部件。
进一步地,现在参考图20,将描述本公开的各种延伸工具100和/或工具组件184的一个示例性应用。值得注意的是,虽然在图20中描述为工具组件184,但是应当理解的是,在某些实施例中,可以使用单独的延伸工具100/选择性柔性工具。具体地,图20描绘了用于导航通过环境内的非线性路径的根据本公开的示例性实施例的工具组件184,对于所示的实施例,该环境是燃气涡轮发动机200。
具体地,对于图20的实施例,燃气涡轮发动机200被构造为涡轮风扇发动机。涡轮风扇发动机大体上包括风扇区段204和涡轮机206。
涡轮机206大体上包括具有低压(“LP”)压缩机208和高压(“HP”)压缩机210的压缩机区段;燃烧区段212;包括HP压缩机214和LP压缩机216的涡轮区段;和排气区段(未示出)。压缩机区段、燃烧区段212、涡轮区段和排气区段各自以串联流动顺序布置。LP压缩机208和LP涡轮216通过LP轴218联接,并且类似地,HP压缩机210和HP涡轮214联接到HP轴220。另外,涡轮机26包括壳体221,壳体221至少部分地包围涡轮机26的上述部件。进一步地,对于所示的实施例,风扇区段204包括具有多个风扇叶片222的风扇,其中风扇和多个风扇叶片222由LP轴218驱动。
在标注的圆圈A中,描绘了涡轮机206的压缩机区段的压缩机的特写示意图,并且更具体地,描绘了HP压缩机210的特写示意图。如图所示,HP压缩机210包括多个旋转压缩机转子叶片224(其可以联接到HP轴220并且由HP轴220驱动)和多个静止导向轮叶226,多个静止导向轮叶226至少部分地定位在流动路径衬里225内。对于所示的实施例,一个旋转压缩机转子叶片224的径向内端包括可以是螺栓、螺钉等的紧固件228,例如锁定凸耳。作为燃气涡轮发动机200的维护或修理操作的一部分,可能需要拧紧或松开紧固件228。
仍然参考图20,示例性衬里225限定开口230,开口230可以是管道镜开口。考虑到紧固件228的接近性,使用传统工具很难有效地通过衬里225中的开口230拧紧或松开紧固件228。然而,利用工具组件184,可以通过一个或多个延伸工具100限定非线性路径,以便于在紧固件228的远程地点处的检查、修理或维护操作。例如,延伸工具100的多个顺序布置的连杆106可以在松弛位置插入通过开口230,并且使用线组件104移动到张紧位置。一旦处于张紧位置,并且在环境内,或者更确切地说,在涡轮机206的衬里225内,由连杆106限定的导管126可以允许插入柔性工具232(例如,螺丝刀、Torx扳手、Allen钻头等),柔性工具232可用于拧紧或松开紧固件228(参见例如图1至图12)。附加地或替代地,多重的多个连杆106可以提供有延伸工具100(参见例如图13至图15),工具组件184可以包括多个延伸工具100(参见例如图16至图19),或两者兼而有之。这样可以在不移除涡轮机206的衬里225的情况下,便于对燃气涡轮发动机200的检查、修理和/或维护动作。
值得注意的是,在图20中所示的示例性环境仅作为实例提供。在其他实施例中,工具组件184可用于在任何其他合适的环境中进行动作,例如燃气涡轮发动机内的其他合适的地点、其他合适的发动机、危险环境、复杂机器等。
现在参考图21,提供了用于在限定非线性路径的环境内操作选择性柔性延伸工具的方法300。该方法可以利用上面参考图1至图10描述的一个或多个示例性选择性柔性延伸工具。然而,在其他实施例中,可以使用任何其他合适的选择性柔性延伸工具。
方法300大体上包括在(302)处在选择性柔性延伸工具的多个顺序布置的连杆处于松弛位置的同时,将选择性柔性延伸工具的多个顺序布置的连杆至少部分地插入环境的非线性路径中。
方法300进一步包括在(304)处张紧能够与多个顺序布置的连杆一起操作的线组件,以使多个顺序布置的连杆变得刚硬,从而将多个顺序布置的连杆移动到张紧位置。例如,在某些示例性方面,在(304)处张紧线组件可以包括在(306)处张紧线组件的多个线,例如一致地张紧线组件的多个线。
此外,示例性方法300包括在(308)处在张紧位置中,通过由多个顺序布置的连杆限定的导管插入工具器具,以进入环境。在(308)处通过由多个顺序布置的连杆限定的导管插入工具器具可以包括使用工具器具对环境内的部件进行维护操作或修理操作。
更具体地,对于图21中描绘的示例性方面,延伸工具的多个顺序布置的连杆是第一多个顺序布置的连杆,并且延伸工具进一步包括第二多个顺序布置的连杆。与第一多个连杆一样,第二多个连杆能够在松弛位置和张紧位置之间移动。进一步地,第二多个连杆能够在缩回位置和延伸位置之间移动,在缩回位置,第二多个连杆基本上嵌套在第一多个连杆内,在延伸位置,第二多个连杆基本上从第一多个连杆延伸。在缩回位置和延伸位置的上下文中,术语“基本上”指的是超过一半的连杆。
这样,应当理解的是,在(302)处插入多个连杆包括在(310)处,在第二多个顺序布置的连杆处于缩回位置和松弛位置的同时,将第一多个顺序布置的连杆插入到环境的非线性路径中。对于所描绘的示例性方法300,在(304)处张紧线组件的线包括在(312)处张紧线组件的第一线,并且方法300进一步包括在(314)处,在(312)处张紧线组件的第一线之后,将第二多个顺序布置的连杆移动到延伸位置。在这个阶段,第一多个顺序布置的连杆插入环境中并且处于张紧位置。第二多个顺序布置的连杆已经从第一多个顺序布置的连杆延伸,并且可以处于松弛位置,以便于进一步将第二多个连杆插入或插入通过环境内的非线性路径和/或第一多个连杆的延伸管。
仍然参考图21,方法300进一步包括在(316)处张紧能够与第二多个顺序布置的连杆一起操作的线组件的第二线,以将第二多个顺序布置的连杆移动到张紧位置,从而使第二多个顺序布置的连杆彼此牢固地固定。以这种方式,应当理解的是,在(316)处张紧线组件的第二线可以包括在(318)处独立于在(312)处的线组件的第一线的张紧,来张紧线组件的第二线。
值得注意的是,尽管图21中描绘的示例性方法300被论述为能够与包括两个的多个顺序布置的连杆的延伸工具一起操作,但是在其他示例性方面,方法300可以与包括三个以上的多个顺序布置的连杆或者单个的多个顺序布置的连杆(参见例如图1至图6)的延伸工具一起使用。此外,尽管图21中描绘的示例性方法300被论述为能够与包括嵌套的多个顺序布置的连杆的延伸工具一起操作,但是在还有的其他示例性方面,方法300可以与包括例如以串联布置的多个顺序布置的连杆的延伸工具一起使用。利用这种示例性方面,第二多个顺序布置的连杆的后端可以联接至第一多个顺序布置的连杆的前端(参见例如图15)。
然而,应当理解的是,在本公开的还有的其他示例性方面中,可以利用其它方法来操作根据本公开的各种示例性方面的各种工具组件。例如,现在参考图22,提供了根据本公开的示例性方面的用于操作环境内的工具组件的方法400。示例性工具组件可以以与上面参考图16至图20描述的一个或多个实施例类似的方式构造。然而,在其他实施例中,通过方法400操作的工具组件可以根据任何其他合适的示例性实施例来被构造。
方法400包括在(402)处在第一选择性柔性工具处于松弛位置的同时,将第一选择性柔性工具插入到环境中。更具体地,在(402)处将第一选择性柔性工具插入到环境中包括在(404)处在第一多个连杆处于松弛位置的同时,插入第一选择性柔性工具的第一多个连杆。
方法400进一步包括在(406)处将第一选择性柔性工具移动到张紧位置。更具体地,在(406)处将第一选择性柔性工具移动到张紧位置包括在(408)处将第一选择性柔性工具的多个连杆移动到张紧位置,并且尽管未示出,但是可以进一步包括使用第一选择性柔性工具的线组件将第一选择性柔性工具的多个连杆移动到张紧位置。
另外,方法400包括在(410)处,在第二选择性柔性工具处于松弛位置的同时,将第二选择性柔性工具至少部分地定位成在第一选择性柔性工具上或通过第一选择性柔性工具,以及在(412)处将第二选择性柔性工具移动到张紧位置。因此,应当理解的是,在至少某些示例性方面,在(410)处将第二选择性柔性工具至少部分地定位成在第一选择性柔性工具上或通过第一选择性柔性工具可以包括在(414)处将第二选择性柔性工具至少部分地定位成通过第一选择性柔性工具的第一多个连杆的中空管。然而,在其他示例性方面,在(410)处将第二选择性柔性工具至少部分地定位成在第一选择性柔性工具上或通过第一选择性柔性工具可以包括在(416)处将第二选择性柔性工具至少部分地定位在第一选择性柔性工具的第一多个连杆上,使得第一选择性柔性工具的第一多个连杆定位在第二选择性柔性工具的第二中空管内。
仍然参考图22中描绘的示例性方面,应当理解的是,示例性方法400进一步包括在(418)处,在(412)处将第二选择性柔性工具移动到张紧位置之后,将第一选择性柔性工具移动到松弛位置,以及进一步包括在(420)处从环境中移除第一选择性柔性工具。此外,应当理解的是,本公开的至少某些示例性方面可以利用附加的选择性柔性工具来允许工具组件到达环境内的更多远程地点。因此,图22中描绘的方法400的示例性方面进一步包括在(422)处,在第三选择性柔性工具处于松弛位置的同时,将第三选择性柔性工具至少部分地定位成在第二选择性柔性工具上或通过第二选择性柔性工具,以及在(424)处将第三选择性柔性工具移动到张紧位置。进一步地还有,示例性方法400包括在(426)处,在(424)处将第三选择性柔性工具移动到张紧位置之后,将第二选择性柔性工具移动到松弛位置,以及在(428)处从环境内移除第二选择性柔性工具。
尽管未示出,但是可以在本公开的附加的示例性方面利用附加的选择性柔性工具。或者,方法400可以使用较少的选择性柔性工具。
本发明的进一步方面由以下条项的主题提供:
一种选择性柔性延伸工具,包括:线组件;和多个顺序布置的连杆,所述线组件能够与所述多个顺序布置的连杆一起操作,以在松弛位置和张紧位置之间移动所述多个顺序布置的连杆,所述多个顺序布置的连杆在处于所述松弛位置时彼此间隔开,以允许所述多个顺序布置的连杆相对于彼此可枢转地移动,所述多个顺序布置的连杆在处于所述张紧位置时彼此压靠,以使所述多个顺序布置的连杆彼此牢固地固定
根据前述任一条项所述的选择性柔性延伸工具,其中所述多个顺序布置的连杆包括在前端和后端之间延伸的第一连杆,以及在前端和后端之间延伸的第二连杆。所述第一连杆的所述前端限定第一接口几何形状,所述第二连杆的所述后端限定与所述第一接口几何形状互补的第二接口几何形状。
根据前述任一条项所述的选择性柔性延伸工具,其中所述线组件包括第一线,所述第一线能够至少相对于所述第一连杆滑动,以使所述多个顺序布置的连杆在所述松弛位置和所述张紧位置之间移动。
根据前述任一条项所述的选择性柔性延伸工具,其中所述第一连杆限定第一几何形状,其中所述第二连杆限定第二几何形状,并且其中所述第一几何形状和所述第二几何形状基本上相同。
根据前述任一条项所述的选择性柔性延伸工具,其中所述第一连杆限定第一几何形状,其中所述第二连杆限定第二几何形状,并且其中所述第一几何形状不同于所述第二几何形状。
根据前述任一条项所述的选择性柔性延伸工具,其中所述第一接口几何形状限定周缘并且包括沿着所述周缘间隔开的至少两个延伸构件,其中所述第二接口几何形状也限定周缘并且包括形状上对应于所述至少两个延伸构件的至少两个凹口。
根据前述任一条项所述的选择性柔性延伸工具,其中所述第一接口几何形状的所述至少两个延伸构件包括三个延伸构件,并且其中所述第二接口几何形状的所述至少两个凹口包括三个对应的凹口。
根据前述任一条项所述的选择性柔性延伸工具,其中当所述多个连杆处于所述张紧位置时,所述第一接口几何形状的所述至少两个延伸构件被按压在所述第二接口几何形状的所述至少两个凹口内。
根据前述任一条项所述的选择性柔性延伸工具,进一步包括:偏置构件,所述偏置构件能够与所述第一连杆和所述第二连杆一起操作,用于偏置所述第二连杆离开所述第一连杆,并且其中所述线组件被构造成在将所述多个连杆移动到所述张紧位置时克服所述偏置构件。
根据前述任一条项所述的选择性柔性延伸工具,其中所述偏置构件是弹性构件,所述弹性构件至少部分地定位在所述第一连杆和所述第二连杆之间。
根据前述任一条项所述的选择性柔性延伸工具,其中所述多个连杆中的每个连杆限定外表面,并且其中所述偏置构件是弹簧,所述弹簧被附接到所述第一连杆的所述外表面和所述第二连杆的所述外表面,用于偏置所述第二连杆离开所述第一连杆。
根据前述任一条项所述的选择性柔性延伸工具,其中所述多个连杆中的每个连杆限定外表面,并且其中所述偏置构件是弹簧,所述弹簧被定位在所述第一连杆的所述外表面的内侧以及所述第二连杆的所述外表面的内侧。
根据前述任一条项所述的选择性柔性延伸工具,进一步包括:多个偏置构件,其中每个偏置构件能够与所述多个连杆中的一对相邻连杆一起操作,用于偏置所述相邻连杆离开彼此。
根据前述任一条项所述的选择性柔性延伸工具,进一步包括:偏置构件,所述偏置构件能够与所述多个连杆中的每个连杆一起操作,用于偏置相邻连杆离开彼此,其中所述多个连杆中的每个连杆限定外表面,并且其中所述偏置构件能够与所述多个连杆中的每个连杆的所述外表面一起操作。
根据前述任一条项所述的选择性柔性延伸工具,其中所述偏置构件包括弹性体材料,所述弹性体材料附接到所述多个连杆中的每个连杆的所述外表面。
根据前述任一条项所述的选择性柔性延伸工具,其中所述偏置构件包括连续弹簧构件,所述连续弹簧构件附接到所述多个连杆中的每个连杆的所述外表面。
根据前述任一条项所述的选择性柔性延伸工具,其中所述多个连杆中的每个连杆限定基本上类似的几何形状。
根据前述任一条项所述的选择性柔性延伸工具,其中所述多个连杆中的每个连杆通过增材制造处理形成。
根据前述任一条项所述的选择性柔性延伸工具,其中所述选择性柔性延伸工具是导管,并且其中所述多个连杆一起限定延伸穿过其中的中空管。
根据前述任一条项所述的选择性柔性延伸工具,其中所述选择性柔性延伸工具是工具构件,所述工具构件进一步包括工具器具,所述工具器具联接到所述多个连杆中的一个连杆。
根据前述任一条项所述的选择性柔性延伸工具,其中所述工具器具包括钻机,并且其中所述选择性柔性延伸工具包括延伸通过所述多个连杆的柔性驱动轴。
根据前述任一条项所述的选择性柔性延伸工具,其中所述工具器具包括一个或多个传感器、照相机或两者。
根据前述任一条项所述的选择性柔性延伸工具,其中所述多个连杆中的每个连杆包括周向壁,其中所述线组件包括第一线,并且其中所述线组件的所述第一线延伸通过所述多个连杆中的每个连杆的所述周向壁。
根据前述任一条项所述的选择性柔性延伸工具,其中所述多个连杆中的每个连杆限定所述周向壁中的纵长开口,并且其中所述线组件的所述第一线通过所述多个连杆中的每个连杆的所述周向壁的所述纵长开口被可滑动地接收。
根据前述任一条项所述的选择性柔性延伸工具,其中所述线组件包括多个线,所述多个线能够与所述多个连杆一起操作。
根据前述任一条项所述的选择性柔性延伸工具,其中所述多个顺序布置的连杆是第一多个顺序布置的连杆,所述第一多个顺序布置的连杆限定延伸通过其中的第一导管,并且其中所述选择性柔性延伸工具进一步包括:第二多个顺序布置的连杆,所述第二多个顺序布置的连杆至少部分地可移动地定位在所述第一多个顺序布置的连杆的所述第一导管内。
根据前述任一条项所述的选择性柔性延伸工具,其中所述线组件包括第一线和第二线,所述第一线能够与所述第一多个顺序布置的连杆一起操作,以使所述第一多个顺序布置的连杆在松弛位置和张紧位置之间移动,所述第二线能够与所述第二多个顺序布置的连杆一起操作,以使所述第二多个顺序布置的连杆在松弛位置和张紧位置之间移动。
根据前述任一条项所述的选择性柔性延伸工具,其中所述第二多个顺序布置的连杆一起限定延伸通过其中的第二导管,并且其中所述选择性柔性延伸工具进一步包括:第三多个顺序布置的连杆,所述第三多个顺序布置的连杆至少部分地可移动地定位在所述第二多个顺序布置的连杆的所述第二导管内。
根据前述任一条项所述的选择性柔性延伸工具,其中所述多个顺序布置的连杆限定第一多个顺序布置的连杆,所述第一多个顺序布置的连杆限定前端,并且其中所述选择性柔性延伸工具进一步包括:第二多个顺序布置的连杆,所述第二多个顺序布置的连杆联接到所述第一多个顺序布置的连杆的所述前端。
根据前述任一条项所述的选择性柔性延伸工具,其中所述线组件包括第一线和第二线,所述第一线能够与所述第一多个顺序布置的连杆一起操作,以使所述第一多个顺序布置的连杆在松弛位置和张紧位置之间移动,所述第二线能够与所述第二多个顺序布置的连杆一起操作,以使所述第二多个顺序布置的连杆在松弛位置和张紧位置之间移动,并且其中独立于所述第一线能够与所述第一多个顺序布置的连杆一起操作,所述第二线能够与所述第二多个顺序布置的连杆一起操作。
一种用于在限定非线性路径的环境内操作选择性柔性延伸工具的方法,包括:在所述选择性柔性延伸工具的多个顺序布置的连杆处于松弛位置的同时,将所述选择性柔性延伸工具的所述多个顺序布置的连杆至少部分地插入到所述环境的所述非线性路径中;和张紧能够与所述多个顺序布置的连杆一起操作的线组件的线,以将所述多个顺序布置的连杆移动到张紧位置,从而使所述多个顺序布置的连杆彼此牢固地固定。
根据前述任一条项所述的方法,进一步包括:在所述张紧位置中,将工具器具插入通过由所述多个顺序布置的连杆限定的导管,以进入所述环境。
根据前述任一条项所述的方法,其中所述延伸工具的所述多个顺序布置的连杆是第一多个顺序布置的连杆,其中所述延伸工具进一步包括第二多个顺序布置的连杆,其中所述第二多个顺序布置的连杆能够在缩回位置和延伸位置之间移动,在所述缩回位置,所述第二多个顺序布置的连杆基本上嵌套在所述第一多个顺序布置的连杆内,在所述延伸位置,所述第二多个顺序布置的连杆基本上从所述第一多个顺序布置的连杆内延伸,并且其中所述第二多个顺序布置的连杆能够进一步在松弛位置和张紧位置之间移动。
根据前述任一条项所述的方法,其中插入所述选择性柔性延伸工具的所述多个顺序布置的连杆包括在所述第二多个顺序布置的连杆处于所述缩回位置和所述松弛位置的同时,将所述第一多个顺序布置的连杆插入到所述环境的所述非线性路径中。
根据前述任一条项所述的方法,其中张紧所述线组件的所述线包括张紧所述线组件的第一线,并且其中所述方法进一步包括:在张紧所述线组件的所述第一线之后,将所述第二多个顺序布置的连杆移动到所述延伸位置。
根据前述任一条项所述的方法,其中所述方法进一步包括:张紧能够与所述第二多个顺序布置的连杆一起操作的所述线组件的第二线,以使所述第二多个顺序布置的连杆变得刚硬,并且使所述第二多个顺序布置的连杆彼此牢固地固定。
根据前述任一条项所述的方法,其中所述延伸工具的所述多个顺序布置的连杆是第一多个顺序布置的连杆,其中所述延伸工具进一步包括第二多个顺序布置的连杆,其中所述线组件的所述线是所述线组件的第一线,其中所述线组件进一步包括能够与所述第二多个顺序布置的连杆一起操作的第二线,并且其中所述方法进一步包括:独立于所述线组件的所述第一线的张紧,张紧所述线组件的所述第二线,以将所述第二多个顺序布置的连杆移动到张紧位置,从而使所述第二多个顺序布置的连杆变得刚硬并且使所述第二多个顺序布置的连杆彼此牢固地固定。
根据前述任一条项所述的方法,其中所述第一多个顺序布置的连杆限定前端,其中所述第二多个顺序布置的连杆限定后端,并且其中所述第二多个顺序布置的连杆的所述后端联接到所述第一多个顺序布置的连杆的所述前端。
根据前述任一条项所述的方法,其中所述环境是燃气涡轮发动机,并且其中所述非线性路径是从所述燃气涡轮发动机的管道镜开口到燃气涡轮发动机部件的径向内端的非线性路径。
根据前述任一条项所述的方法,其中所述燃气涡轮发动机部件是压缩机转子叶片或涡轮转子叶片。
本书面描述使用实例来公开本发明,包括最佳模式,并且还使任何本领域技术人员能够实践本发明,包括制作和使用任何装置或系统,以及进行任何结合的方法。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实例。如果这些其他实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无实质差别的等效结构元件,则这些其他实例意图在权利要求的范围内。
Claims (10)
1.一种选择性柔性延伸工具,其特征在于,包括:
线组件;和
多个顺序布置的连杆,所述线组件能够与所述多个顺序布置的连杆一起操作,以在松弛位置和张紧位置之间移动所述多个顺序布置的连杆,所述多个顺序布置的连杆在处于所述松弛位置时彼此间隔开,以允许所述多个顺序布置的连杆相对于彼此可枢转地移动,所述多个顺序布置的连杆在处于所述张紧位置时彼此压靠,以使所述多个顺序布置的连杆彼此牢固地固定。
2.根据权利要求1所述的选择性柔性延伸工具,其特征在于,其中所述多个顺序布置的连杆包括在前端和后端之间延伸的第一连杆,以及在前端和后端之间延伸的第二连杆,所述第一连杆的所述前端限定第一接口几何形状,所述第二连杆的所述后端限定与所述第一接口几何形状互补的第二接口几何形状。
3.根据权利要求2所述的选择性柔性延伸工具,其特征在于,其中所述线组件包括第一线,所述第一线能够至少相对于所述第一连杆滑动,以使所述多个顺序布置的连杆在所述松弛位置和所述张紧位置之间移动。
4.根据权利要求2所述的选择性柔性延伸工具,其特征在于,其中所述第一连杆限定第一几何形状,其中所述第二连杆限定第二几何形状,并且其中所述第一几何形状和所述第二几何形状基本上相同。
5.根据权利要求2所述的选择性柔性延伸工具,其特征在于,其中所述第一连杆限定第一几何形状,其中所述第二连杆限定第二几何形状,并且其中所述第一几何形状不同于所述第二几何形状。
6.根据权利要求2所述的选择性柔性延伸工具,其特征在于,其中所述第一接口几何形状限定周缘并且包括沿着所述周缘间隔开的至少两个延伸构件,其中所述第二接口几何形状也限定周缘并且包括形状上对应于所述至少两个延伸构件的至少两个凹口。
7.根据权利要求6所述的选择性柔性延伸工具,其特征在于,其中所述第一接口几何形状的所述至少两个延伸构件包括三个延伸构件,并且其中所述第二接口几何形状的所述至少两个凹口包括三个对应的凹口。
8.根据权利要求6所述的选择性柔性延伸工具,其特征在于,其中当所述多个连杆处于所述张紧位置时,所述第一接口几何形状的所述至少两个延伸构件被按压在所述第二接口几何形状的所述至少两个凹口内。
9.根据权利要求2所述的选择性柔性延伸工具,其特征在于,进一步包括:
偏置构件,所述偏置构件能够与所述第一连杆和所述第二连杆一起操作,用于偏置所述第二连杆离开所述第一连杆,并且其中所述线组件被构造成在将所述多个连杆移动到所述张紧位置时克服所述偏置构件。
10.根据权利要求9所述的选择性柔性延伸工具,其特征在于,其中所述偏置构件是弹性构件,所述弹性构件至少部分地定位在所述第一连杆和所述第二连杆之间。
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