CN116038625A - 插入工具 - Google Patents

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CN116038625A
CN116038625A CN202310216762.4A CN202310216762A CN116038625A CN 116038625 A CN116038625 A CN 116038625A CN 202310216762 A CN202310216762 A CN 202310216762A CN 116038625 A CN116038625 A CN 116038625A
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CN202310216762.4A
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特雷弗·欧文·霍克
安德鲁·克里斯宾·格拉哈姆
杰森·拉尔夫·戈登·柯尔
格兰特·大卫·保罗·韦斯特加思
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Oliver Crispin Robotics Ltd
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Oliver Crispin Robotics Ltd
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Abstract

提供一种用于插入空腔中的工具。该工具包括可移动地彼此联接的多个段，每个段可相对于相邻段在弯曲位置和联接位置之间移动，所述多个段包括第一段，该第一段包括由第一材料形成的芯；以及由第二材料形成的壳，并且壳包括或限定引导特征、驱动特征、线引导件或其组合；其中第一材料限定比第二材料更大的刚度。

Description

插入工具
本申请是2021年03月09日所提出的申请号为202110254387.3、发明名称为“插入工具”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本主题一般涉及用于检查环境和/或对环境内(例如涡轮发动机中的环形空间内)的部件执行维护操作的工具。
背景技术
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、燃烧器和涡轮区段，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使得混合物可被点燃，涡轮区段包括用于向压缩机区段提供动力的高压涡轮和低压涡轮。
在一个或多个区段内，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在尺寸上变化，使得必须与每个环形开口一起使用专用的专业的插入工具以围绕和穿过这种环形开口延伸。
本发明的发明人提出了可以插入到环形开口中的插入工具。本发明人提出的插入工具可以从包含相对复杂的几何形状和特征中受益。因此，以满足这些需要的方式形成的插入工具将是有用的。
发明内容
本发明的方面和优点将在下面的描述中部分阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过本发明的实践而获知。
在本公开的一个实施例中，提供了一种用于插入空腔的工具。该工具包括可移动地彼此联接的多个段，每个段可相对于相邻段在弯曲位置和联接位置之间移动，多个段包括第一段，该第一段包括：由第一材料形成的芯；以及由第二材料形成并包括或限定引导特征、驱动特征、线引导件或其组合的壳；其中第一材料限定比第二材料更大的刚度。
参考以下描述和所附权利要求，本发明的这些和其他特征、方面和优点将变得更好地理解。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
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：
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横截面图。
图2是图1的示例性燃气涡轮发动机的燃烧截面的特写截面图，其包括根据本公开的示例性实施方式的沿着轴向方向和径向方向的插入工具。
图3是沿着径向方向和周向方向的，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横截面图。
图4是图3的示例性插入工具的驱动部分的特写图。
图5是图4的示例性插入工具的插入部分的特写图。
图6是处于联接位置的图4的示例性插入工具的一部分的特写视图。
图7是根据本公开的示例性实施例的插入工具的一部分的透视图。
图8是处于联接位置的图7的示例性插入工具的一部分的特写视图。
图9是图7的示例性段的端视图。
具体实施方式
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。在附图和描述中类似或相似的标记已经用于指代本发明的类似或相似的部分。
如本文中所使用的，术语“第一”，“第二”和“第三”可以互换地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。
术语“前”和“后”是指组件或系统的相对位置。例如，对于燃气涡轮发动机，这些术语指的是燃气涡轮发动机或车辆的正常操作姿态(例如，前指的是更靠近发动机入口的位置，而向后是指更靠近发动机喷嘴或排气口的位置)。类似地，对于其他部件，这些术语指的是部件的正常操作姿态，使得前是指更靠近前端的位置，而后是指更靠近后端的位置。
术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体流自的方向，而“下游”是指流体流向的方向。
术语“联接”，“固定”，“附接到”等是指直接联接，固定或附接，以及通过一个或多个中间部件或特征的间接联接，固定或附接，除非本文另有说明。
除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一个”，“一种”和“该”包括复数形式。
如本文在整个说明书和权利要求书中所使用的，近似语言被用于修改可以被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”，“大致”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。
在这里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。
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还限定围绕轴向方向A周向延伸的周向方向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的下游的涡轮机16。
所示的示例性涡轮机16通常被封闭在基本为管状的壳体18内，壳体18限定了环形入口20和环形排气口21。壳体18以串行流动关系包围压缩机区段，该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；包括高压(HP)涡轮28和低压(LP)涡轮30的涡轮区段；以及喷射排气喷嘴区段32。高压(HP)轴或线轴34驱动地将HP涡轮28连接到HP压缩机24。低压(LP)轴或线轴36驱动地将LP涡轮30连接到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。
对于所示实施例，风扇区段14包括具有多个风扇叶片40的固定螺距风扇38。每个风扇叶片40均附接到盘42，风扇叶片40和盘42可通过LP轴36一起绕纵向轴线12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，而无需使用减速齿轮箱。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可以驱动风扇区段14的风扇38穿过齿轮箱。
仍然参照图1的示例性实施例，盘42被可旋转的前轮毂48覆盖，该前轮毂48被空气动力学地形成轮廓，以促进通过多个风扇叶片40的气流。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由多个沿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在壳体18的外部上延伸，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率。
应当理解，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可以在压缩机区段，燃烧区段26和涡轮区段内的各个轴向位置处限定管道镜开口。另外，如下文将要讨论的那样，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，其允许检查燃烧区段26。
还应当理解，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，涡扇发动机10可具有任何其他合适的构造，包括例如任何其他合适数量的轴或线轴，涡轮机，压缩机等。另外，或者可替代地，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。
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与用于插入发动机10的环形区段的工具100的特写示意图。应当理解，尽管工具100在图2中示出并且在下面描述为被插入燃烧区段26中，但是在其他示例性实施例中，工具100可以附加地或替代地被插入涡轮风扇发动机10的具有环形形状或其他形状的其他区域。例如，工具100可被插入到压缩机区段或涡轮区段的环形区段中，或者可替代地被插入其他发动机或系统中。另外或替代地，工具100仍可插入非环形区段。
如图所示，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包括内衬套64，外衬套66和圆顶68，它们一起限定了至少部分燃烧室70。应当理解，对于所示的实施例，圆顶68是环形圆顶，并且燃烧器60构造成环形燃烧室。以这种方式，燃烧室70通常限定为环形形状。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-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的运行期间将燃料和压缩空气的混合物提供给燃烧室70以产生燃烧气体。燃烧气体从燃烧室70流到HP涡轮28，更具体地说是流过HP涡轮28的多个入口导向轮叶76。
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-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-空气混合器74。
为了启动由燃料-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通常包括延伸通过相应的点火器开口78的一个或多个点火器(未安装或示出)，点火器开口78限定在燃烧器60的燃烧器壳体62和燃烧器60的外衬套66中。然而，当涡轮风扇发动机10不在操作时，点火器可以被移除并且点火器开口78可以用于检查，例如，燃烧室70，HP涡轮28的入口导向轮叶76和/或其他部件。
更具体地，对于图2的实施例，示出了能够插入到发动机的环形区段中的工具100，工具100延伸穿过限定在燃烧室壳体62和燃烧室60的外衬套66中的一对点火器开口78。
现在还参考图3，其提供了图2的燃烧区段26的局部轴向截面图，应当理解，工具100通常包括多个段102和插入管104，其中多个段102可通过插入管104移动到燃烧室70中。
另外，对于所示的示例性实施例，插入管104包括弯曲部106。对于所示的实施例，弯曲部106是大致90度的弯曲部。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延伸的周向部分110。径向部分108和周向部分110在弯曲部106处接合。多个段102通过径向部分108被馈送，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的角度方向上枢转并彼此联接，使得当它们穿过周向部分110时，相对于彼此处于固定位置。段102从周向部分110延伸穿过环形燃烧室70。
此外，最前段102'包括器具，对于所示实施例，该器具是照相机111，以允许用户检查燃烧器60和/或高压涡轮28的各个部件。然而，应当理解，插入工具100可以包括任何其他合适的器具，使得插入工具100可以用于任何合适的目的。例如，插入工具100可用于使用例如照相机111来检查发动机的内部。另外，或可替代地，插入工具100可包括各种其他工具，以在发动机的内部进行一个或多个维护操作(例如钻孔，焊接，加热，冷却，清洁，喷涂等)。
此外，示例性插入工具100包括驱动组件112，该驱动组件112用于驱动插入工具100的多个段102通过插入管104进入或离开发动机的内部，更具体地说，对于所示的实施例，进入或离开燃烧室70。现在简要地参考图4，其提供了驱动组件112和多个段102中的单个段102的特写示意图，将理解的是，示例性驱动组件112通常包括驱动轮114和驱动马达116。驱动轮114包括沿其周向间隔开的多个驱动齿轮齿118，并且驱动马达116构造成使驱动轮114旋转。在所示的实施例中，并且如将在下面更详细地描述的，多个段102中的每个段102包括驱动特征，对于所示的实施例，该驱动特征是多个段齿轮齿120。段102的多个段齿轮齿120中的每一个均构造成与驱动轮114的多个驱动齿轮齿118啮合，使得由驱动马达116带动驱动轮114的旋转使段102沿段102的纵向方向122移动。
尽管未示出，但是应当理解，驱动马达116可以可操作地联接至控制器或其他控制设备，从而插入工具100在发动机内部的长度可以由驱动组件112相对精确地控制。
现在参考图5，提供了图2和图3的工具100的一部分的特写图。具体地，图5提供了工具100的多个段102中的四个段102的特写视图，该四个段102延伸穿过插入管104的弯曲部106。段102通常包括第一段102A，第二段102B，第三段102C和第四段102D。
每个段102大体沿着相应的纵向方向122在前端124和后端126之间延伸，其中一个段102的后端126可枢转地联接到后相邻的段102的前端124，并且段102的前端124可枢转地联接到前相邻的段102的后端126。将理解，如本文所使用的，相对于特定段102的术语“纵向方向”是指在垂直于枢转轴线128的平面中，段102联接到相邻段102的段102的前端124和后端126处的枢转轴线128之间延伸的方向。
例如，第一段102A的前端124可枢转地联接至第二段102B的后端126，第二段102B的前端124可枢转地联接至第三段102C的后端126，并且第三段102C的前端124可枢转地联接到第四段102D的后端126。
值得注意的是，第一段102A，第二段102B，第三段102C和第四段102D中的每一个限定相应的外侧132和相应的内侧130。第一段102A的前端124和第二段102B的后端126在其各自的外侧132处可枢转地联接。类似地，第二段102B的前端124和第三段102C的后端126在其各自的外侧132处可枢转地联接，并且第三段102C的端部124和第四段102D的后端126在其各自的外侧132处可枢转地联接。然而，应当理解，在其他示例性实施例中，段102可替代地在它们各自的内侧130处或者在它们各自的外侧132与内侧130之间的位置处可枢转地联接。
现在还参考图6，图5的多个段102的特写视图被描绘为延伸穿过燃烧室70(未标记；见图2和3)。如图5和6所示，工具100另外包括偏置构件，更具体地，包括具有一根或多根线134的线组件，该一根或多根线134被构造成将段102朝着它们各自的联接位置偏置(在下面讨论)。
对于所示的实施例，并且如将在下面更详细地说明的，线134延伸穿过多个段102，并且具体地，对于所示的实施例，线134至少穿过第一段102A，第二段102B，第三段102C和第四段102D。如上所述，线134被构造成使段102朝向它们各自的联接位置(在下面讨论)偏置，例如，使第一段102A朝向相对于第二段102B的联接位置偏置。对于所示的实施例，线134构造成延伸穿过每个段102内的线引导件136(参见图7，在下面讨论)，用于提供偏置力，以将段102压在一起。
在某些示例性实施例中，线134可以被构造为金属线或任何其他合适的材料或线。然而，在其他实施例中，可以提供任何其他合适的偏置构件。例如，在其他实施例中，线134可以是多条线，每条线134在工具100的一对相邻段102之间延伸，或者可替代地，每条线134从工具100的底部延伸到单个段102，以提供单个段102朝向相对于后相邻段102的联接位置的偏置。另外，或替代地，该偏置构件可以是在相邻段102之间延伸的多个弹簧，每个弹簧轴向地定向以将段102拉在一起，或者扭转地定向以通过围绕它们各自的轴线128的旋转而使段102朝向彼此可弯曲地偏置。此外，在其他示例性实施例中，偏置构件可以不是张力构件，而可以是任何其他合适的偏置构件，例如一种或多种磁体和/或铁磁材料。
现在参考图7和图8，提供了根据本公开的实施例的工具100的视图。特别地，图7提供了示例性工具100的多个段102中的单个段102的立体图，并且图8提供了示例性工具的多个段102中的两个段102的侧视图。图7和图8中的示例性工具100可以以与图5和图6中所述的工具100类似的方式构造。从图7和图8所述段102的视图可以看出，多个段102中的每个段102由至少两种不同的材料形成，至少两种不同的材料被专门设计成向多个段102中的每个段102赋予特定的机械性能。
具体地，对于受影响的实施例，段102包括由第一材料形成的芯140和由第二材料形成的壳142。第一材料限定第一材料刚度，第二材料限定第二材料刚度。第一材料的刚度大于第二材料的刚度。具体地，在至少某些示例性实施例中，在以适当的刚度工程单位(例如吉帕斯卡(GPa))测量时，第一材料刚度比第二材料刚度大至少五(5)倍。例如，在至少某些示例性实施例中，第一材料刚度可以比第二材料刚度大至少约20倍，例如比第二材料刚度大至少约50倍(也参见下面的讨论)。
特别地参考图8，将理解的是，图7所示的段102的芯140被构造为邻接前相邻段102的芯140，以及相邻的尾段102的芯140(也参见，例如图6)。例如，在图8的实施例中，将理解的是，第二段102B的芯140被构造成邻接第一段102A的芯140相邻，并且还被构造成邻接第三段的芯140(未示出，参见图6的段102C)。
以这种方式，将理解的是，当处于联接位置时，多个段102可以限定工具100的期望的总体刚度。更具体地，通过使每个段102的芯140与相邻段102的芯140邻接，处于联接位置的多个段102可以一起限定工具100的期望的总体刚度，从而允许工具100在环境中延伸期望的长度，同时仍然能够以所需的精度移动和/或承载所需的负载。
例如，在某些示例性实施例中，形成段102的芯140的第一材料可以是相对硬的材料，其限定了大于约100GPa的刚度，例如大于约125GPa的刚度，例如大于约175GPa的刚度，例如高达约12,000GPa的刚度。相比之下，形成段102的壳142的第二材料可以是相对低刚度的材料，该材料限定的刚度小于大约100GPa，例如小于大约75GPa，例如小于大约50GPa，例如小于大约25GPa，例如至少约0.01GPa。举例来说，第一材料可以是金属材料(例如钛或钛合金，铜，钢或不锈钢)中的一种或多种，可以是陶瓷材料(例如强化陶瓷，例如晶须强化陶瓷或其他纤维强化陶瓷)，可以是碳纤维强化塑料等。另外，举例来说，第二材料可以是聚合物，塑料聚合物(如乙缩醛聚合物，丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)，聚碳酸酯(PC)，聚碳酸酯(PC)，聚苯乙烯或聚氯乙烯(PVC))中的一种或多种，可以是橡胶材料等。
以这种方式，将认识到，可以通过一种或多种传统的制造方法(诸如通过铸造，挤压，3D打印/增材制造等)来形成芯140。考虑到芯140的几何形状相对简单，通过各种制造方法用相对坚硬和硬的材料形成芯140可能相对容易。
相反，在形成芯140之后，段102的壳142可以被包覆成型到芯140上。对于所示实施例，壳142基本上完全覆盖芯140的整个外部。例如，仅在某些示例性实施例中，壳142可覆盖芯140的外部的至少约75％，例如芯140的外部的至少约90％(芯的“外部”140是芯140的一部分，当多个段102处于联接位置时将是可见的)。以这种方式，将理解的是，可以通过基于热熔模制工艺来形成段102的壳142。然而，在其他实施例中，段102的壳142可以通过任何其他合适的工艺形成，例如通过反应注射成型工艺，该工艺可以更容易地允许成型非塑料的材料。
如将在下面更详细地解释的，壳142可以包括比芯140更复杂的几何形状，从而可以相对容易地用更加可成型的材料(例如以上作为示例性第二材料列出的一种或多种材料)。此外，以这种方式形成段102可以允许段102的壳142包括或由其限定的特征具有与芯140不同的机械性能。
如上所述，芯140的壳142可以包括或限定比芯140更复杂的几何形状。具体地，在所示的实施例中，壳142包括或限定引导特征，驱动特征，线引导件136，或其组合。更具体地，对于所示的实施例，壳142包括或限定引导特征，驱动特征和线引导件136中的每一个。
例如，壳142的驱动特征包括多个段齿轮齿120，段齿轮齿120构造成与以上参照图4描述的驱动组件112的多个驱动齿轮齿118啮合。以这种方式，多个段齿轮齿120被构造成在操作期间使段102向前或向后移动。然而，将理解的是，在其他实施例中，可以以任何其他合适的方式来构造壳142的驱动特征。例如，在其他实施例中，驱动特征可以是一个或多个不同构造的驱动齿轮齿118，或者可替代地可以是用于为驱动组件112(例如，示例性驱动轮114)提供摩擦力的任何其他合适的几何形状，以抓紧段102并使段102向前或向后移动。例如，驱动特征可以是多个脊或其他结构。
同样如上所述，将不同的第二材料用于壳142和将第一材料用于芯140可允许壳142具有与芯140不同的机械性能。例如，如上所述，芯140具有相对较高的刚度是重要的，使得工具100在操作期间限定相对较高的总体刚度。然而，对于壳142而言，这可能不是必需的或重要的机械性能。特别地，对于关于图7和8所讨论的实施例，可能期望壳142的驱动特征被构造成比例如驱动轮114的驱动齿轮齿118地磨损更快。例如，将理解的是，第二材料限定第二材料硬度，并且驱动轮114的驱动齿轮齿118可以由限定大于第二材料硬度的材料硬度的材料形成。以这种方式，壳142的驱动特征可以构造成比驱动轮114的驱动齿轮齿118磨损得更快，鉴于每个驱动齿轮齿118可能与段齿轮齿120啮合的次数要比每个段齿轮齿120可能与驱动齿轮齿118啮合的次数多得多，因此这是期望的。
另外，由第二材料形成的壳142包括引导特征。对于所示实施例，引导特征是段滑动平轴承特征144。段滑动平轴承特征144可被构造成引导段102穿过插入管104，同时还确保段102在插入管104内保持期望的朝向。具体地说，现在还参见图9，其提供了位于插入管104内的图8中的段102之一的端视图，将理解的是，插入管104类似地包括管滑动平轴承特征146。管滑动平轴承特征146构造为与段滑动平轴承特征144相互作用。特别地，应当理解，对于所示实施例，管滑动平轴承特征146构造为插入管104的壁中的通道或其他凹痕，并且段滑动平轴承特征144被构造为从芯140向外延伸(并突出壳142的周围部分)并沿着段102的纵向方向122的线性突起。以这种方式，段滑动平轴承特征144可以至少部分地定位在管滑动平轴承特征146内，以防止段102在通过插入管104插入时发生错位或扭曲偏离朝向。
值得注意的是，通过形成与芯140的第一材料分开的第二材料的壳142，壳142可以由材料形成，以促进段滑动平轴承特征144根据需要与例如滑动平轴承特征146一起操作。例如，将理解的是，在仅某些示例性实施例中，例如所示的示例性实施例，第一材料可限定第一摩擦系数，第二材料可限定第二摩擦系数。第一摩擦系数比第二摩擦系数大至少约百分之十五(即，μ(第一材料)＝μ(第二材料)×1.15)。具体地，在至少一些实施例中，第一摩擦系数可以比第二摩擦系数大至少约百分之三十，例如比第二摩擦阶段大至少约百分之五十，例如比第二摩擦系数大高达约1,000％。这样的构造可以使段102相对容易地沿着插入管104内滑动，而不需要例如润滑轴承或其他更复杂的机械结构、润滑等。
此外，与驱动特征一样，段滑动平轴承特征144比插入管104的管滑动平轴承特征146的磨损地更快可能是有益的。这样，将认识到在至少某些示例性实施例中，形成或限定管滑动平轴承特征144的材料硬度可以大于形成壳142和段滑动平轴承特征144的第二材料的第二材料硬度。
然而，应当理解，尽管所示的示例性工具100包括滑动平轴承特征144、146，但是在其他示例性实施例中，可以提供其他引导特征。例如，在其他实施例中，段102的壳142可以结合滚轴轴承设计，或者管滑动平轴承特征146可以附加地或替代地利用滚轴轴承设计。另外或替代地，滑动平轴承特征144、146中的一个或两个可以用例如空气轴承特征，润滑轴承特征等代替或补充。
此外，如上所述，壳142包括线引导件136。对于所示实施例，线引导件136沿段102的纵向方向从段102的前端124基本上延伸到段102的后端126。如上所述，第二材料可限定相对较低的摩擦系数。这样可以有助于使线134穿过各个段102的线引导件136。如上所述，第二材料可以限定相对低的材料硬度。在某些示例性实施例中，线134可以由限定大于第二材料硬度的线材料硬度的线材料形成。这样可以确保工具100的操作不会明显磨损线134，这种磨损潜在地导致工具100在环境中的故障。
参考图7至图8，将理解，相邻段102在接头152处可枢转地彼此接触，对于所示实施例，该接头通常位于外侧132。对于所示实施例，接头152由第一段102A上的一对圆形突起154和第二段102B上的对应的一对凹入构件156形成(见图8)。圆形突起154和凹入构件156具有对应的几何形状，并且一对圆形突起154和一对凹入构件156中的每一个在沿着枢轴128的横向方向上彼此间隔开。对于所示的实施例，圆形突起154和凹入构件156被形成为芯140的一部分。然而，所示的段102还包括对准特征158，该对准特征158位于一对圆形突起154或一对凹入构件156中的一对之间，以延伸到一对圆形突起154或一对凹入构件156中的另一对之间的开口中。特别是对于所示实施例，对准特征158位于一对圆形突起154之间，并在一对凹入构件156之间延伸，以帮助对准相邻的段102。在所示实施例中，对准特征158形成为壳142的一部分。
简要地，仍然参考图8，将理解的是，段102可以限定内部开口148，该内部开口148允许用于上述各种工具器具的支撑结构。特别地，对于所示的实施例，工具100包括沿着例如包围流体流动路径，电线等的多个结构的长度延伸的各种结构150。以这种方式，多个段102通过的开口可以使得能够在例如多个段102的远端，例如在最前段102′处操作多种工具器具。
鉴于以上描述，将理解的是，形成第二材料的壳142可以允许段102保持期望的刚度和强度，同时还具有各种相对复杂的几何特征，其中这些相对复杂的几何特征限定了具有在其他方面很难获得的特定优势的材料性能。此外，形成第二材料的壳142可以减小段102的重量，并因此减小工具100的重量。
本发明的其他方面由以下条款的主题提供：
一种用于插入空腔的工具，所述工具包括：多个段，所述多个段可移动地彼此联接，每个段可相对于相邻段在弯曲位置和联接位置之间移动，所述多个段包括第一段，所述第一段包括芯，所述芯由第一材料形成；和壳，所述壳由第二材料形成并包括或限定引导特征、驱动特征、线引导件或其组合；其中所述第一材料限定比所述第二材料更大的刚度。
根据任何在前条项的工具，其中，所述第一段的芯被构造成邻接前相邻段的芯和后相邻段的芯。
根据任何在前条项的工具，其中，所述壳包括所述驱动特征，其中所述驱动特征是多个齿轮齿。
根据任何在前条项的工具，其中，所述壳包括所述引导特征，并且其中所述引导特征是段轴承特征。
根据任何在前条项的工具，其中，所述第一材料限定第一摩擦系数，其中所述第二材料限定第二摩擦系数，并且其中所述第一摩擦系数至少比所述第二摩擦系数大约大15％。
根据任何在前条项的工具，其中，所述段轴承特征是段滑动轴承特征，并且其中，所述工具进一步包括：插入管，所述插入管包括管滑动平轴承特征，所述管滑动平轴承特征被构造成与所述节段滑动平轴承特征相互作用，其中，所述管滑动平轴承特征由第三材料形成，所述第三材料限定比所述第二材料的第二材料硬度大的第三材料硬度。
根据任何在前条项的工具，其中，所述壳包括所述线引导件。
根据任何在前条项的工具，其中，所述第一段限定局部纵向方向、第一端和第二端，并且其中，所述线引导件基本上沿着所述局部纵向方向从所述第一端延伸到所述第二端。
根据任何在前条项的工具，进一步包括：张力线，所述张力线构造成将所述段保持在所述联接位置，其中所述张力线由线材料形成，所述线材料限定比所述第二材料的第二材料硬度大的线材料硬度。
根据任何在前条项的工具，其中，所述第一材料是金属材料、陶瓷材料或其组合，并且其中所述第二材料是聚合物材料。
根据任何在前条项的工具，其中，所述第一材料限定第一材料刚度，其中所述第二材料限定第二材料刚度，并且其中所述第一材料刚度比所述第二材料刚度至少大五倍。
根据任何在前条项的工具，其中，所述工具被构造为插入工具，并且其中所述空腔是燃气涡轮发动机的环形空腔。
根据任何在前条项的工具，其中，所述第一段的所述壳被包覆成型到所述芯上，并且其中，所述壳基本上覆盖所述芯的整个外部。
一种燃气涡轮发动机组件，包括：部件，所述部件限定到燃气涡轮发动机内的空腔的开口；和插入工具，所述插入工具延伸穿过由所述部件限定的所述开口进入所述空腔，所述插入工具包括多个段，所述多个段可移动地彼此联接，每个段可相对于相邻段在弯曲位置和联接位置之间移动，所述多个段包括第一段，所述第一段包括由第一材料形成的芯和由第二材料形成的壳，并且所述壳包括或限定引导特征、驱动特征、线引导件或其组合，其中所述第一材料限定比所述第二材料更大的刚度。
根据任何在前条项的燃气涡轮发动机，其中，所述空腔是所述燃气涡轮发动机的环形空腔。
根据任何在前条项的燃气涡轮发动机，其中，所述第一段的所述芯构造成邻接前相邻段的芯和后相邻段的芯。
根据任何在前条项的燃气涡轮发动机，其中，所述壳包括所述驱动特征，其中所述驱动特征是多个齿轮齿。
根据任何在前条项的燃气涡轮发动机，其中，所述壳包括所述引导特征，并且其中所述引导特征是段滑动平轴承特征。
根据任何在前条项的燃气涡轮发动机，其中，所述第一材料限定第一摩擦系数，其中所述第二材料限定第二摩擦系数，并且其中所述第一摩擦系数至少比所述第二摩擦系数大约大15％。
根据任何在前条项的燃气涡轮发动机，其中，所述壳体包括所述线引导件。
该书面描述使用实例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使得本领域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。本发明的可申请专利的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。如果这些其他示例包括与权利要求书的文字语言不存在差异的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的文字语言不存在实质性差异的等效结构元件，则这些其他示例旨在在权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种用于插入空腔的工具，其特征在于，所述工具包括：
多个段，所述多个段可移动地彼此联接，每个段可相对于相邻段在联接位置和弯曲位置之间移动，所述多个段具有第一段，并且所述第一段具有主体，所述主体包括主体引导件，所述主体引导件具有滑动轴承表面；和
插入管，所述插入管具有引导轴承表面，所述引导轴承表面被构造成与所述滑动轴承表面相互作用，以引导所述第一段插入空腔。
2.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，其中所述插入管包括第一段。
3.根据权利要求2所述的工具，其特征在于，其中所述插入管包括第二段，所述第二段具有不同于所述第一段的构造。
4.根据权利要求3所述的工具，其特征在于，其中所述插入管包括第三段，所述第三段具有不同于所述第一段的构造。
5.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，其中所述主体包括线引导件，所述线引导件用来使所述第一段和所述多个段相互连接。
6.根据权利要求5所述的工具，其特征在于，其中线通过所述线引导件延伸，并且将所述第一段偏置到所述联接位置。
7.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，其中所述主体包括驱动特征，所述驱动特征被构造成移动所述第一段。
8.根据权利要求7所述的工具，其特征在于，其中所述驱动特征包括不均匀的表面以移动所述第一段。
9.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，其中所述滑动轴承表面位于从所述主体向外延伸的突起上。
10.根据权利要求9所述的工具，其特征在于，其中所述突起沿所述第一段的纵向方向延伸。
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