JP7184492B2

JP7184492B2 - 現場ギャップ検査用モジュール式クローラロボット

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Publication number: JP7184492B2
Application number: JP2020502431A
Authority: JP
Inventors: アキン、セリム; ジェームスベツィンガー、トーマス; シルバ、エアトンローザダ; ハイダーイチリ、セラミ; ポールマークマン、クリストファー; シーザーデベネスト、パウロ; グァルネリ、マイケル; 茂男広瀬
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2017-07-18
Filing date: 2018-05-31
Publication date: 2022-12-06
Anticipated expiration: 2038-05-31
Also published as: US10427290B2; WO2019018071A1; US20190022848A1; EP3655197A1; JP2020527471A; EP3655197A4

Description

本開示は、機械の検査に関し、より具体的には、発電機、電動モータ、またはターボ発電機を含むターボ機械のエアギャップなどの環状ギャップ空間に挿入されたロボットを使用する検査に関する。

発電機、電動モータ、またはターボ機械の視覚的、機械的、および／または電気的な検査および試験は、定期的に実行する必要がある。例えば、発電機は、ステータウェッジの締め付け度、視覚的な表面の異常、電磁コアの欠陥などについて、現場で定期的に検査および試験される場合がある。発電機／ステータの検査および試験手順では、ユニットで検査または試験を実行する前に、ステータの完全な分解とステータからの発電機ロータの取り外しが必要になる場合がある。ロータの分解と取り外しのコスト、このプロセスにかかる時間、およびロータの取り外しの危険性は、そのような検査の頻度に影響を与える可能性がある。

発電機の現場検査は、ポール、トロリー、スコープ、ロータ回転技術を使用して実施されている。これらの手順では、完全で、タイムリーな、または安全な方法で検査タスクを実行できない場合がある。

鉄心と保持リングの間の半径方向のエアギャップに挿入できるロボットクローラを使用すると、ロータとステータコアの現場検査が可能になる。クローラは、折り畳まれた位置でギャップに挿入され、スプリングリターン空気圧ラムによってエアギャップの幅まで拡張される。クローラは技術者によって遠隔制御され、クローラが選択された位置に駆動されると、エアギャップ内で発電機のロータとステータの検査を実行するためのビデオカメラと他の検査ツールを提供する。クローラは、ナビゲーションと目視検査の両方にビデオを使用して、エアギャップ内で技術者によって操作されてもよい。

米国特許出願公開２０１５－０２３３７８７号明細書

本開示の第１の態様は、現場ギャップ検査のためのロボットクローラを提供する。拡張可能な本体は、折り畳み状態と拡張状態の間で移動可能である。複数の多方向牽引モジュールが、拡張可能な本体に取り外し可能に接続される。多方向牽引モジュールは、機械の環状ギャップ内の対向面に係合するように構成される。複数のセンサモジュールは、拡張可能な本体に取り外し可能に接続され、多方向牽引モジュールによって位置決めされ、機械の環状ギャップを検査するための複数のセンサタイプを含む。

本開示の第２の態様は、現場ギャップ検査のための方法を提供する。複数の多方向牽引モジュールが、ロボットクローラの拡張可能な本体内に構成される。ロボットクローラは、複数のセンサインターフェースを含む。複数のセンサモジュールは、複数のセンサタイプから選択される。複数のセンサモジュールは、複数のセンサインターフェースに取り付けられている。ロボットクローラは、機械の環状ギャップに挿入される。ロボットクローラの拡張可能な本体は、ロボットクローラ上の複数の多方向牽引モジュールが環状ギャップ内の対向面と係合するように拡張される。複数のセンサモジュールを使用して、検査経路に沿って複数の検査試験が実行される。

本開示の第３の態様は、モジュール式ロボットシステムを提供する。複数の多方向牽引モジュールは、機械の環状ギャップ内の対向面に係合するように構成されている。拡張可能な本体は、複数の多方向牽引モジュールを受け入れて位置決めするように構成される。拡張可能な本体は、折り畳み状態と拡張状態との間で移動可能である。このシステムは複数のセンサインターフェースを含む。複数のセンサインターフェースの各々は、拡張可能な本体に接続され、少なくとも１つのセンサモジュールを受け入れるように構成された装着インターフェースを提供する。このシステムは、機械の環状ギャップを検査するための複数のセンサタイプを含む複数のセンサモジュールを含む。複数のセンサモジュールは、複数のセンサインターフェースに取り外し可能に取り付けられるように構成される。

本開示の例示的な態様は、本明細書に記載された問題および／または論じられていない他の問題を解決するように構成される。

本開示のこれらおよび他の特徴は、本開示の様々な実施形態を示す添付の図面と併せて、本開示の様々な態様の以下の詳細な説明からより容易に理解される。

本開示の様々な実施形態による現場ギャップ検査のための例示的なシステムを示す図である。機械へのロボットクローラのギャップ挿入の側面断面図である。機械の環状ギャップ内の拡張されたロボットクローラの側面断面図である。機械の環状ギャップ内の拡張されたロボットクローラの斜視切断図である。本開示の実施形態による機械の環状ギャップ内のロボットクローラの例示的な検査経路を示す図である。本開示の実施形態による機械の環状ギャップ内のロボットクローラの例示的な検査経路を示す図である。本開示の様々な実施形態による、拡張状態のロボットクローラの斜視図である。折り畳み状態の図６のロボットクローラの上面図である。折り畳み状態の図６のロボットクローラの端面図である。本開示の様々な実施形態による多方向牽引モジュールの斜視図である。本開示の様々な実施形態による、フラットモードでの牽引アセンブリの側面断面図である。クリアランスモードでの図１０の牽引アセンブリの側面断面図である。図１０～図１１の牽引アセンブリの位置ロックの側面断面図である。本開示の様々な実施形態による拡張リンクの側面断面図である。例示的な目視検査およびナビゲーション視野を備えたロボットクローラの側面図である。例示的なナビゲーションセンサモジュールの上面斜視図である。例示的な目視検査センサモジュールの底面斜視図である。図１６の例示的な目視検査センサモジュールの上面斜視図である。例示的なウェッジ締め付け度試験センサモジュールの上面斜視図である。例示的な電磁欠陥検出試験センサモジュールの上面斜視図である。例示的な端部領域目視検査センサモジュールの上面斜視図である。図２０の端部領域目視検査センサモジュールのコネクタアセンブリの拡大上面斜視図である。機械の環状ギャップ内の端部領域目視検査センサモジュールの例示的な展開の側面切断図である。例示的な一連の積み重ねられたモジュールの上面斜視図である。

本開示の図面は、必ずしも原寸に比例しないことに留意されたい。図面は、本開示の典型的な態様だけを示すことを目的としており、したがって、本開示の範囲を限定するものと考えるべきではない。これらの図面では、図面間で同一の符号を付与することによって同一の要素を表している。

以下の説明では、説明の一部を成す添付の図面を参照し、図面には、本教示が実施されてもよい特定の例示的な実施形態が例として示されている。これらの実施形態は、当業者が本教示を実施できるように十分に詳細に記載されており、本教示の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を使用してもよく、また変更が行われてもよいことを理解されたい。したがって、以下の説明は、単なる例示である。

ある要素または層が別の要素または層に対して「上に」、「係合される」、「係合解放される」、「接続される」または「結合される」と言及される場合には、他の要素または層に対して直接上に、係合され、接続され、または結合されてもよいし、あるいは介在する要素または層が存在してもよい。逆に、ある要素が別の要素または層に対して「直接上に」、「直接係合される」、「直接接続される」または「直接結合される」と言及される場合には、介在する要素または層は存在しなくてもよい。要素間の関係について説明するために使用される他の語も、同様に解釈されるべきである（例えば、「～の間に」に対して「直接～の間に」、「～に隣接して」に対して「直接～に隣接して」など）。本明細書で使用する場合、「および／または」という用語は、関連する列挙された項目のいずれかおよび１つまたは複数のすべての組み合わせを含む。

図１を参照すると、現場ギャップ検査のための例示的なシステム１００が示されている。システム１００は、ロボットクローラ１１０、テザーリール１３０、および制御ユニット１５０を含んでもよい。ロボットクローラ１１０は、機械の自律的または半自律的な検査を実施するために、機械の入口ギャップを通って環状ギャップに挿入されるように構成されてもよい。例えば、ロボットクローラ１１０は、折り畳み状態または拡張状態で動作することができる折り畳み可能なロボットであってもよく、折り畳み状態で狭い入口ギャップから挿入され、環状ギャップの対向面に係合するように、より広いギャップ幅に拡張されてもよい。ロボットクローラ１１０は、図１にその拡張状態で示されている。環状ギャップに入ると、ロボットクローラ１１０は、環状ギャップをナビゲートし、１つまたは複数のセンサモジュールを使用して、その移動中または環状ギャップの様々な所望のクローラ位置で様々な検査試験を行うことができる。ロボットクローラ１１０は、軸方向の順方向および逆方向の動き、ならびに半径方向の双方向の横方向の動きを含む多方向の動きのために構成されてもよい。いくつかの実施形態では、ロボットクローラ１１０は、軸方向および半径方向に加えて、軸方向と半径方向との間の任意の向きの双方向運動を含む全方向運動用に構成されてもよい。例えば、ロボットクローラ１１０は、３６０度の弧の任意の方向に移動し、軸方向と半径方向との間の、軸方向および半径方向から角度の付いた複数の方向を含む、３６０度の弧の任意の向きに移動方向を自由に変更するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、ロボットクローラ１１０は、ロボットクローラ１１０に接続され、動作中に機械の外に延びるテザー１３２を含んでもよい。例えば、テザー１３２は、ロボットクローラ１１０に接続されたケーブルであってもよく、ロボットクローラ１１０がそれ自体の力で環状ギャップから外に移動できない場合にロボットクローラ１１０の回収を可能にしてもよい。いくつかの実施形態では、テザー１３２は、試験システムまたはロボット動作をサポートするために、有線通信チャネルおよび／または遠隔電源および／または空気圧もしくは油圧ラインのためのロボットクローラ１１０からの物理的接続を提供してもよい。テザーリール１３０は、環状ギャップ内のロボットクローラ１１０の動作中にテザー１３２の張力および／または弛みを調整するために自動化されてもよく、ユーザが手動でテザーの位置を管理することなく、ロボットクローラ１１０が様々なナビゲーション経路をナビゲートし、検査ルーチンを実行してもよい。制御ユニット１５０は、ロボットクローラ１１０と通信して、制御信号をロボットクローラ１１０に提供し、ロボットクローラ１１０からセンサ、ナビゲーション、および／または他の動作データを受信してもよい。いくつかの実施形態では、制御ユニット１５０は、テザー１３２に直接またはテザーリール１３０を介して電気的に接続することができ、電気接続は、電力チャネルおよび通信チャネルの一方または両方を含んでもよい。制御ユニット１５０は、ユーザが、機械の環状ギャップ内の検査展開中に、ロボットクローラ１１０を監視、評価、補足、および／または制御するためのユーザインターフェースを提供してもよい。

いくつかの実施形態では、ロボットクローラ１１０は、異なる検査タスク用に再構成され、個々のモジュールの効率的な保守、交換、および／またはアップグレードを可能にするモジュール式ロボットである。ロボットクローラ１１０は、様々なモジュールを互いに対して受け取り、位置決めし、接続するための、拡張可能な本体１１２などの本体フレームを含んでもよい。いくつかの実施形態では、拡張可能な本体１１２は、複数の牽引モジュール１１４、１１６、１１８を収容する。例えば、ロボットクローラ１１０は、３つの牽引モジュール１１４、１１６、１１８、前部牽引モジュール１１４、中間牽引モジュール１１６、および後部牽引モジュール１１８を含んでもよく、前部牽引モジュール１１４および後部牽引モジュール１１８は、環状ギャップ内の第１の表面と係合するように構成され、中間牽引モジュール１１６は、環状ギャップ内の対向する第２の表面と係合するように構成される。牽引モジュール１１４、１１６、１１８は、ロボットクローラ１１０を環状ギャップ内の軸方向および半径方向の両方の動きを含む複数の方向に動かすことができる多方向牽引モジュールであってもよい。ロボットクローラ１１０は、ナビゲーションおよび／または目視検査のための視覚センサなどの複数のセンサモジュール１２０、１２２をさらに含んでもよい。例えば、センサモジュール１２０、１２２は、中間牽引モジュール１１６の前側および後側のセンサインターフェースを介して取り付けられ、前方および後方に面するナビゲーションカメラ、ならびに環状ギャップの隣接する表面を検査するための１つまたは複数の上方に面するカメラを提供してもよい。ロボットクローラ１１０はまた、一般的には、適合性のある端部コネクタ１３４および締結具１３６、１３８と共に、テザー１３２を取り外し可能に受け入れるための１つまたは複数のテザーコネクタ１２４、１２６を含んでもよい。

いくつかの実施形態では、テザーリール１３０は、ロボットクローラ１１０の動作中に必要に応じて張力を調整するためにテザー１３２を受け取り、解放し、スプールすることができる自動テザーリールである。例えば、テザーリール１３０は、サーボモータ１４２および張力管理ロジック１４４を含んでもよい。例えば、トルク／電流制御モードで動作するサーボモータ１４２は、テザーリール１３０に入る際のテザー１３２の張力の変化を検出してもよい。張力管理ロジック１４４は、閉ループ制御下でテザー１３２を巻き取るまたは繰り出すために、サーボモータ１４２を使用して許容可能な張力範囲を維持するためのアルゴリズムを提供してもよい。いくつかの実施形態では、テザー１３２は、テザーリール１３０への固定接続１４６を有してもよく、別個のワイヤ１４８が制御ユニット１５０に接続してもよい。例えば、ワイヤ１４８は、ロボットクローラ１１０をつなぐのに望ましい機械的特性を提供することなく、通信および／または電力チャネルを提供してもよい。いくつかの実施形態では、テザーリール１３０は、制御ユニット１５０からテザーリール１３０の制御信号を受信するためのインターフェースを提供してもよい。例えば、制御ユニット１５０は、張力制御もしくはモータパラメータを調整することができ、および／またはテザーリール１３０の動作を手動で無効にしてもよい。いくつかの実施形態では、ロボットクローラ１１０は、テザーなしで動作し、それ自体の電力（例えば、バッテリー）を運び、および／または制御ユニット１５０との無線通信を使用してもよい。

いくつかの実施形態では、制御ユニット１５０はコンピューティングシステム１５２を含んでもよい。コンピューティングシステム１５２は、ロボットクローラ１１０を操作するための複数のプログラム制御およびユーザインターフェースを提供してもよい。いくつかの実施形態では、コンピューティングシステム１５２は、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、モバイルデバイス、（汎用コンピューティング部品およびオペレーティングシステムを使用する）産業用制御システム内の組み込みシステムなどの汎用コンピューティングデバイスである。いくつかの実施形態では、コンピューティングシステム１５２は、システム１００の動作を制御するタスクのための特殊なデータ処理システムであってもよい。コンピューティングシステム１５２は、バスによって相互接続された少なくとも１つのメモリ１５４、プロセッサ１５６、および入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース１５８を含んでもよい。さらに、コンピューティングシステム１５２は、ロボットクローラ１１０、テザーリール１３０、およびネットワークリソースなどの接続システムを含む外部Ｉ／Ｏデバイス／リソースおよび／またはストレージシステムとの通信を含んでもよい。一般に、プロセッサ１５６は、メモリ１５４および／または記憶システムに記憶されている検査制御モジュール１６０などのコンピュータプログラムコードを実行する。コンピュータプログラムコードを実行する間に、プロセッサ１５６は、（Ｉ／Ｏインターフェース１５８を介して）メモリ１５４、ストレージシステム、およびＩ／Ｏデバイスとの間でデータを読み書きすることができる。バスは、コンピューティングシステム１５２内の構成要素の各々の間の通信リンクを提供する。Ｉ／Ｏデバイスは、ユーザがコンピューティングシステム１５２と対話することを可能にする任意のデバイス（例えば、キーボード、ポインティングデバイス、ディスプレイなど）を含んでもよい。コンピューティングシステム１５２は、ハードウェアおよびソフトウェアの様々な可能性のある組み合わせだけを表す。例えば、プロセッサは、単一のプロセッシングユニットを含むこと、または１つまたは複数の位置、例えばクライアントおよびサーバにおける１つまたは複数のプロセッシングユニットにわたって分散してもよい。同様に、メモリおよび／またはストレージシステムは、１つまたは複数の物理的位置に存在してもよい。メモリおよび／またはストレージシステムは、磁気媒体、光学媒体、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）などを含む、様々なタイプの非一時的コンピュータ可読記憶媒体の任意の組み合わせを含むことができる。いくつかの実施形態では、コンピューティングシステム１５２は、有線（シリアル、ＵＳＢ、イーサネット（登録商標）など）または無線（８０２．１１、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）など）接続を介してロボットクローラ１１０と通信し、システム１００用のアプリケーションソフトウェアを実行するラップトップコンピュータである。いくつかの実施形態では、コンピューティングシステム１５２の機能の一部または全部は、１つまたは複数のユーザインターフェースおよび／またはリモートデータストレージへの無線通信を伴うかまたは伴わない、オンボード制御モジュールなどの統合コンピューティングシステムを使用するオンボードロボットクローラ１１０であってもよい。

いくつかの実施形態では、コンピューティングシステム１５２は、ロボットクローラ１１０を制御するための１つまたは複数のアプリケーションプログラム、データソース、および／または機能モジュールを含んでもよい。例えば、コンピューティングシステム１５２は、データソース１６２、１６４、１６６、１６８と連動して動作する検査制御モジュール１６０を含み、ロボットクローラ１１０に制御信号を提供し、ロボットクローラ１１０からデータを受信してもよい。検査制御モジュール１６０は、視覚表示モジュール１７０を提供してもよい。例えば、ロボットクローラ１１０上のカメラによって収集された視覚データは、１つまたは複数のビデオフィードのためのグラフィカルユーザインターフェースなどの視覚表示モジュール１７０によって表示されてもよい。いくつかの実施形態では、ロボットクローラ１１０からの視覚データは、視覚表示モジュール１７０による使用のために、ならびに／あるいは他のユーザもしくはシステムによる使用を含む後の使用のための視覚データの選択的、一時的、および／またはアーカイブ保存のために視覚データソース１６４に格納されてもよい。データ表示モジュール１７２は、視覚表示を含む、処理された視覚データおよび結果の計算または分析を含む他の試験データの表示を提供してもよい。例えば、データ表示モジュール１７２は、ロボットクローラ１１０からのセンサおよびナビゲーションデータを使用する１つまたは複数の試験プロトコルからの試験結果のためのグラフィカルユーザインターフェースを含んでもよい。いくつかの実施形態では、ロボットクローラ１１０からの試験データは、データ表示モジュール１７２による使用のために、ならびに／あるいは他のユーザもしくはシステムによる使用を含む後の使用のための試験データの選択的、一時的、および／またはアーカイブ保存のために試験データソース１６６に格納されてもよい。データ表示モジュール１７２は、ロボットクローラ１１０によって収集される試験データのリアルタイム表示、ならびに／あるいは試験データソース１６６からの試験データの閲覧、集約、分析、視覚化、選択、および／または報告のための１つまたは複数の機能を含んでもよい。自律ナビゲーションモジュール１７４は、機械の環状ギャップ内のロボットクローラ１１０のナビゲーションのためのプロトコルまたは一連のコマンドを提供してもよい。いくつかの実施形態では、自律ナビゲーションモジュール１７４は、ユーザが検査経路データソース１６２に格納された複数の検査経路から検査経路を選択することを可能にする。例えば、検査経路は、ロボットクローラ１１０が環状ギャップ内をたどり、環状ギャップ内の１つまたは複数の場所で１つまたは複数の検査タスクを完了するべき物理的経路として定義されてもよい。検査経路は、軸方向および半径方向の距離を定義する１つまたは複数の機械の物理的な概略図またはパラメータに基づいてもよい。検査経路は、ナビゲーション（回避するべき表面特徴部など）または試験（特定の試験を実行するための場所または対応するクローラ位置）のいずれかの対象となる特定の特徴部に関連するパラメータと場所も含んでもよい。いくつかの実施形態では、検査経路は、クローラコマンドのシーケンスに関して格納および定義されてもよい。自律ナビゲーションモジュール１７４は、自律動作が開始されると、ユーザの介入なしに一連のクローラコマンドを受信し実行するロボットクローラ１１０による自律ナビゲーションを可能にすることができる。いくつかの実施形態では、自律ナビゲーションモジュール１７４は、開始されるとユーザの介入を必要としない完全に自律的な検査ルーチンを有してもよく、あるいは潜在的にナビゲーション、視覚、または試験データのフィードバックに基づいて、ユーザが所望する順序で開始する特定の移動パターン、位置変更、または試験プロトコルなどの複数の検査サブルーチンを含むことができる。手動ナビゲーションモジュール１７６は、ロボットクローラ１１０を操縦または制御する能力をユーザに提供してもよい。いくつかの実施形態では、自動制御を開始するための初期位置を確立するため、および／または問題、例外、または特定の試験プロトコル（さらなるデータ収集が必要な初期試験結果など）に応じてユーザが自動制御を無効にできるようにするために、手動ナビゲーションモジュール１７６が提供されてもよい。いくつかの実施形態では、制御ユニット１５０は、ナビゲーション、センサの配備、および様々な試験プロトコルの実施のために、ジョイスティックおよび他の触覚制御などのロボットクローラ１１０を手動で制御するための１つまたは複数のユーザＩ／Ｏインターフェースを含んでもよい。検査モジュール１７８は、１つまたは複数のセンサモジュールを使用して、様々な検査プロトコルのための複数のルーチンを提供してもよい。いくつかの実施形態では、検査モジュール１７８による使用のために、１つまたは複数のセンサプロトコルがセンサプロトコルデータソース１６８に格納される。例えば、目視検査プロトコルは、機械による位置情報への取り込まれた視覚データのマッピングを可能にするために、定義されたナビゲーション経路に沿ってロボットクローラ１１０上の１つまたは複数のセンサモジュールから視覚データを起動し取り込むことを含んでもよい。いくつかの実施形態では、異なる向きの複数のカメラおよび／または位置決め可能なカメラが１つまたは複数のセンサモジュールに存在し、目視検査モジュールは、ロボットクローラ１１０およびその様々なカメラの選択的な起動および位置決めを含んでもよい。検査モジュール１７８によって実行される検査プロトコルは、ナビゲーション要素（ナビゲーション経路、自律位置決め、および／または手動位置決め）とセンサプロトコル（位置要件、展開、起動、タイミング／サンプリング、パラメータなど）の組み合わせを含んでもよい。いくつかの実施形態では、検査モジュール１７８は、視覚データソース１６４および試験データソース１６６における視覚データおよび試験データの記憶、ならびに／あるいは視覚表示モジュール１７０による視覚データ、およびデータ表示モジュール１７２による試験データの表示を定義してもよい。クローラ構成モジュール１８０は、モジュールの構成、およびロボットクローラ１１０の任意の所与の構成の関連する能力およびプロトコルに関するデータを提供してもよい。いくつかの実施形態では、クローラ構成モジュール１８０は、クローラ構成を機械仕様およびセンサプロトコルにマッピングして、ユーザが検査プロトコルを所定の試験展開に利用可能なリソースと一致させることを支援してもよい。例えば、センサモジュールの所与の構成は、ロボットクローラ１１０の試験能力を規定し、それらのセンサモジュールを利用するための特定の検査プロトコルを推奨してもよい。いくつかの実施形態では、クローラ構成モジュール１８０は、センサモジュールおよび関連する機能のライブラリを含み、所望の検査プロトコル用のロボットクローラ１１０のユーザ再構成をサポートしてもよい。クローラ構成モジュール１８０は、ロボットクローラ１１０を制御するために使用されてもよいクローラコマンド１８４のセットも定義してもよい。クローラ調整モジュール１８２は、検査制御モジュール１６０が複数のロボットクローラ１１０を同時に制御することを可能にしてもよい。いくつかの実施形態では、クローラ調整モジュール１８２は、複数のロボットクローラとの制御信号およびデータ信号のための複数の通信チャネルを維持してもよい。例えば、クローラ調整１８２は、複数のロボットクローラの並列管理のために、視覚表示モジュール１７０、データ表示モジュール１７２、自律ナビゲーションモジュール１７４、手動ナビゲーションモジュール１７６、検査モジュール１７８、およびクローラ構成モジュール１８０の複数のインスタンスを管理してもよい。いくつかの実施形態では、クローラ調整モジュール１８２は、現在のクローラ位置、ナビゲーション経路、様々な動きのタイミングおよびセンサプロトコルを追跡する干渉保護を含み、環状ギャップ内の衝突または他の干渉を防ぐことができる。

いくつかの実施形態では、視覚表示モジュール１７０、データ表示モジュール１７２、自律ナビゲーションモジュール１７４、手動ナビゲーションモジュール１７６、および検査モジュール１７８は、１つまたは複数のクローラコマンド１８４をロボットクローラ１１０に発行して、それらの機能のいくつかの側面を完了させることを含んでもよい。次いで、クローラコマンド１８４は、制御ユニット１５０からロボットクローラ１１０へのメッセージまたは制御信号に変換されてもよい。いくつかの実施形態では、クローラ構成モジュール１８０は、ロボットクローラ１１０の構成に基づいて、他のモジュールが利用可能なクローラコマンドのセットを定義してもよい。クローラコマンド１８４の例示的なセットが提供されているが、それらはロボットクローラ１１０および牽引モジュール、センサモジュール、および本体フレームメカニクスの様々な構成の制御に使用可能な可能性のあるクローラコマンドについて排他的でも網羅的でもないことが理解されよう。ロボットクローラ１１０は、本体位置を駆動する１つまたは複数のモータへの制御信号など、折り畳み状態と１つまたは複数の拡張状態との間で拡張可能な本体１１２を拡張するまたは折り畳む拡張／折り畳みコマンド１８６を受信してもよい。いくつかの実施形態では、拡張または折り畳みは、牽引モジュールが平面位置にあるとき（折り畳み状態の場合）、または環状ギャップ内の対向面に接触したとき（拡張状態の場合）、ロボットクローラ１１０内のセンサからのフィードバックに基づいてもよい。他の実施形態では、拡張または折り畳みは、時間（例えば、ｘ秒の拡張または折り畳みの間モータを作動させる）または距離（例えば、クローラ幅をｙインチに設定する）に基づいてもよい。ロボットクローラ１１０は、（多方向牽引モジュールの場合の牽引モジュールの現在の整列に基づいて）その牽引モジュールを前方または後方に駆動する移動コマンド１８８を受信してもよい。ロボットクローラ１１０は、方向転換コマンド１９０を受信して、その牽引モジュールおよび進行方向を再配向してもよい。例えば、方向転換コマンド１９０により、多方向牽引モジュールが９０度回転し、軸方向の向きと進行方向から半径方向の向きと進行方向に変化することを可能にしてもよい。いくつかの実施形態では、方向転換コマンド１９０は、９０度よりも大きいまたは小さい方向変化を含み、方向または牽引モジュールを確認し、方向を制御ユニット１５０に戻すフィードバック信号を含んでもよい。ロボットクローラ１１０は、牽引モードコマンド１９２を受信して、異なる牽引モードの牽引モジュールの構成の変更を行ってもよい。例えば、牽引モジュールは、ロボット挿入および／または薄型で滑らかな表面移動のためのフラットモードと、ロボットクローラ１１０の本体と、それが障害物または平坦でない表面に沿って移動するおよび／または横断する表面との間にクリアランスを提供するクリアランスモードと、を含んでもよい。牽引モードコマンド１９２は、フラットモードからクリアランスモードに、またはクリアランスモードからフラットモードに変更するための制御信号を含んでもよい。ロボットクローラ１１０は、展開および／または位置決め機能を含むセンサモジュールのための位置センサコマンド１９４を受信してもよい。例えば、いくつかのセンサモジュールは、データ収集の前、最中、またはその後にセンサモジュールの１つまたは複数の要素を延長、上昇、下降、回転、またはその他の方法で配置するための電気機械的特徴を含んでもよい。位置センサコマンド１９４は、ロボットクローラ１１０からセンサを延長または再配置してモータを起動し、データ収集のために位置決めしたり、データ収集中にクローラの位置を変更することなくセンサを（回転などによって）移動したりするためのモータを起動する制御信号を含んでもよい。ロボットクローラ１１０は、センサモジュールに存在するいかなるモダリティでもそれを使用して、そのセンサモジュールを通じてデータ収集を開始するためのデータ取得コマンド１９６を受信してもよい。データ取得コマンド１９６は、視覚センサのカメラからのビデオフィードなどの連続データ収集モードの開始もしくは停止信号、または機械的ウェッジ締め付け度試験などのより個別のセンサ試験の特定の試験シーケンスを提供してもよい。一部のロボットクローラと制御ユニットは、複数のコマンドを並行して、重複するシーケンスとして、またはシリアルコマンドシリーズとして通信および管理できることが理解される。クローラ調整モジュール１８２により、制御ユニット１５０は、複数のロボットクローラにコマンドを並行して発行し、そこからデータを取得してもよい。

図２を参照すると、図１のロボットクローラ１１０などのロボットクローラ２１０が機械２２０に挿入されている、現場ギャップ検査システム２００が示されている。機械２２０は、入口ギャップ２２２を介してアクセス可能な環状ギャップ２２０を備えた任意の機械、より具体的には、発電機、電動モータ、またはターボ機械の様々な機械構成であってもよい。例えば、発電機は、鉄心と保持リングとの間の半径方向のエアギャップを通して挿入できるようにし、ロータとステータコアの現場検査を可能にする。環状ギャップ２２０は、円筒状中央部材２２６と、ほぼ相補的な湾曲を有する周囲の円筒状部材２２４との間に画定されてもよい。いくつかの実施形態では、環状ギャップ２２０は、（ステータの内径からロータの外径を引いたもの）を２で除算することによって一般に定義されるエアギャップであってもよい。環状ギャップ２２０は、円筒状中央部材２２６の第１の端部から第２の端部までの軸方向長さと、円筒状中央部材２２６の円周の周りで半径方向に測定された円周と、を有する。環状ギャップ２２０は、円筒状中央部材２２６の外面２３６から周囲の円筒状部材２２４の最も近い対向面（内面２３４）まで測定された環状ギャップ幅２２８を有する。いくつかの実施形態では、入口ギャップ２２２は、中央円筒状部材２２６の端部のエアギャップであってもよく、環状ギャップ幅２２８と同じ入口幅を有してもよい。他の実施形態では、入口ギャップ２２２は、入口ギャップ２２２をさらに拘束し、環状ギャップ幅２２８より小さい入口ギャップ幅２３２を規定する保持部材２３０などの追加の特徴部を含んでもよい。いくつかの実施形態では、冷却空気流を導くために使用される入口バッフルなどの追加の特徴部または障害物は、環状ギャップ幅２２８を減少させる場合がある。

図２では、ロボットクローラ２１０は、その牽引モジュールが単一の平面に整列している折り畳み状態にある。ロボットクローラ２１０は、挿入前の入口ギャップ２２２の外側と、挿入後の環状ギャップ２２０の内側に、示されている。ロボットクローラ２１０は、折り畳まれたクローラ幅２１２を規定してもよい。折り畳まれたクローラ幅２１２は、入口ギャップ幅２３２と環状ギャップ幅２２８の両方より小さくてもよい。折り畳み状態では、ロボットクローラ２１０は、環状ギャップ２２０の内側の中央円筒状部材２２６の外面２３６のみと係合する。

図３～図４は、環状ギャップ２２０内で拡張状態にあるロボットクローラ２１０の２つの図を示している。ロボットクローラ２１０がその拡張状態にあるとき、それは対向面２３４、２３６と係合してもよい。拡張状態では、ロボットクローラ２１０は、拡張クローラ幅２１４を規定してもよい。拡張クローラ幅２１４は、折り畳まれたクローラ幅２１２および入口ギャップ幅２３２より大きく、環状ギャップ幅２２８に等しくすることができ、その結果、対向面２３４、２３６との表面接触が維持され得る。いくつかの実施形態では、ロボットクローラ２１０は、拡張可能な本体２４６に取り付けられた複数の牽引モジュール２４０、２４２、２４４を含む。牽引モジュール２４０、２４４は、中央円筒状部材２２６の外面２３６のみと係合し、牽引モジュール２４２は、周囲の円筒状部材２２４の内面２３４のみと係合してもよい。いくつかの実施形態では、牽引モジュール２４０、２４２、２４４の構成を逆にすることができ、牽引モジュール２４０、２４４は周囲の円筒状部材２２４の内面２３４のみと係合し、牽引モジュール２４２は中央円筒状部材２２６の外面２３６のみと係合してもよい。牽引モジュール２４０、２４２、２４４は、ホイール、ボール、またはトラックを含むローラを含み、対向面２３４、２３６との移動面接触に基づいてロボットクローラ２１０を環状ギャップ２２０を通して移動させることができる。牽引モジュール２４０、２４２、２４４は、環状ギャップ２２０を通る所望のナビゲーション経路上でロボットクローラ２１０を移動させることができる。

図５Ａおよび図５Ｂを参照すると、ロボットクローラ５１０の別の実施形態が、環状ギャップ５２０を検査するための例示的なナビゲーション経路を示す線５３０、５３２と共に環状ギャップ５２０に示されている。ロボットクローラ５１０は、機械５０２の入口端部５２４に隣接する入口ギャップ５２２のすぐ内側の開始クローラ位置にある拡張状態で示されている。線５３０に従って、ロボットクローラ５１０は、入口端部５２４から閉鎖端部５２８まで環状ギャップ５２０のギャップ長５２６に沿って前方軸方向に移動する。いくつかの実施形態では、ロボットクローラ５１０は、環状ギャップ５２０のナビゲート可能なギャップ長５２６の端部を表す段差または他の障害物に到達する場合がある。例えば、閉鎖端部５２８は、保持リングまたは他の特徴部によって形成された段差を含むことができ、機械の囲まれた端部領域に別のエアギャップを含んでもよい。ロボットクローラ５１０は、その進行方向を軸方向から半径方向に変えることを可能にする多方向牽引モジュールを含んでもよい。線５３０は、環状ギャップ５２０の周囲に沿ったいくつかの半径方向のステップを示している。半径方向のステップの長さは、センサの範囲／面積（または視覚センサの視野）、試験場所、所望する試験範囲もしくはサンプリング、および／またはロボットクローラ５１０のセンサモジュールを使用して所望の試験プロトコルをサポートするためにナビゲーション経路に含まれる特定の機械特徴部に関連する様々な要因に依存してもよい。新しい半径方向位置が達成された後に、線５３０は、ギャップ長５２６に沿った逆軸方向の戻り経路を示す。ロボットクローラ５１０は、その移動方向を軸方向の向きに戻し、環状ギャップ５２０の長さを逆方向に移動してもよい。いくつかの実施形態では、ロボットクローラ５１０は、入口ギャップ５２２に関連し、環状ギャップ５２０のナビゲート可能なギャップ長５２６の端部を表す段差または他の障害物に到達する場合がある。ロボットクローラ５１０は、再び半径方向の移動のためにその進行方向を再方向付けし、別の半径方向のステップを作成してもよい。ロボットクローラ５１０は、選択されたセンサモジュールおよび検査プロトコルで検査される環状ギャップ５２０の領域について、円周に沿った様々な半径方向位置でこれらの軸方向経路をステップし続けてもよい。いくつかの実施形態では、ロボットクローラ５１０は、半径方向の位置でギャップ長５２６を横断し、環状ギャップ５２０の全周にわたって目視検査のための重複カバレッジを提供し、環状ギャップ５２０の表面の完全な目視検査を提供してもよい。以下の線５３２は、代替的な検査経路を示し、複数の検査経路が多方向および全方向の移動によって可能になり得ることを実証するために提供される。線５３２は、ロボットクローラ５１０を、軸方向移動、半径方向移動、および軸方向と半径方向との間の中間方向に沿った移動を含む検査経路に沿わせる。より複雑で繰り返しの少ない検査経路を使用して、特定のエリアや特徴の検査に使用したり、既知の障害物を回避したりしてもよい。

図６～図８を参照すると、ロボットクローラ６００の追加の実施形態がいくつかの図で示されており、図６の拡張状態および図７～図８の折り畳み状態を含む。いくつかの実施形態では、ロボットクローラ６００は、取り外し可能なモジュールを収容するための複数のフレーム６１２、６１４、６１６を含む拡張可能な本体６１０を備えたモジュール式ロボットである。取り外し可能なモジュールは、ギャップ内の表面に沿ってロボットクローラ６００を動かすための、車輪、トラック、またはボールなどのローラ、または別の形態の移動を提供する牽引モジュール６６０、６６２、６６４を含んでもよい。ロボットクローラ６００はまた、ロボットクローラ６００とセンサモジュールとの間に機械的および／または電気的／通信／制御を提供するセンサインターフェースを使用して、ナビゲーションセンサ、目視検査センサ、構造試験センサ、または電気試験センサなどの複数のセンサモジュールを収容してもよい。例えば、１つまたは複数のモジュールフレームは、センサインターフェースおよび／または牽引モジュールを含むことができ、または他のセンサモジュールは、単一フレームから複数のモジュールを連鎖させるためのセンサインターフェースを含んでもよい。複数のセンサインターフェースは、ロボットクローラ６００上のいくつかの位置に提供されて、様々なセンサに異なる動作位置を提供してもよい。例えば、牽引モジュール６６０、６６２、６６４の各々は、１つまたは複数のセンサインターフェースおよび関連するセンサ位置を含んでもよい。いくつかの実施形態では、センサインターフェースの複数の構成があってもよい。例えば、牽引モジュール６６０、６６２、６６４に取り付けるためのセンサインターフェースは、シリアルセンサインターフェース間のセンサインターフェースとは異なってもよい。テザーコネクタモジュール６０２など、他の機能のために他のモジュールも提供されてもよい。

いくつかの実施形態では、拡張可能な本体６１０は、ほぼ長方形のベースフレームを含み、長方形の短辺を提供する前部フレーム６１２および後部フレーム６１６に接続された長方形の長辺に側方部材６１８、６２０を含む。側方部材６１８、６２０は、それぞれの遠位端に近接したフレームアタッチメント６２２、６２４、６２６、６２８を含んでもよい。フレームアタッチメント６２２、６２４は前部フレーム６１２に接続し、フレームアタッチメント６２６、６２８は後部フレーム６１６に接続してもよい。いくつかの実施形態では、中間フレーム６１４は、拡張状態で拡張可能な本体６１０の幅を拡張するために、前部フレーム６１２および後部フレーム６１６の平面から変位するように構成されてもよい。中間フレーム６１４は、長方形のベースフレームに接続された延長リンク部材６３０、６３２に取り付けられてもよい。例えば、延長リンク部材６３０、６３２は、前部フレーム６１２および後部フレーム６１６に対する、または代替的に、それらの遠位端に近接する側方部材６１８、６２０に対する旋回アタッチメント６３４、６３６、６３８、６４０を含んでもよい。延長リンク部材６３０、６３２は、中間フレーム６１４への旋回アタッチメント６５０、６５２を有する第１のリンク６４２、６４４および第２のリンク６４６、６４８を備えた関節リンク部材であってもよい。旋回アタッチメント６５０、６５２は、延長リンク部材６３０、６３２の関節ジョイントとして機能し、長方形のベースフレームの平面に垂直に中間フレーム６１４を移動させることができる。拡張可能な本体６１０は、中間フレーム６１４を移動させるためのモータまたは他のアクチュエータを含んでもよい。例えば、側方部材６１８、６２０は、後部フレーム６１６に対して前部フレーム６１２を動かし、側方部材６１８、６２０の長さおよび前部フレーム６１２と後部フレーム６１６との間の距離を変えるためのリニアアクチュエータ６５４、６５６を含んでもよい。側方部材６１８、６２０が完全に延長した位置にあるとき、前部フレーム６１２、中間フレーム６１４、および後部フレーム６１６は同じ平面にあり、拡張可能な本体６１０はその最も狭い状態または折り畳み状態にある。側方部材６１８、６２０が、リニアアクチュエータ６５４、６５６によって短縮され、後部フレーム６１６が前部フレーム６１２に向かって移動すると、延長リンク部材６３０、６３２は、旋回アタッチメント６５０、６５２で関節運動し、第１のリンク６４２、６４４と、第２のリンク６４６、６４８と、側方部材６１８、６２０は二等辺三角形を形成し、中間フレーム６１４は、前部フレーム６１２と後部フレーム６１６との間の移動方向に垂直な方向に移動する。レバーアーム、シザージャッキ、伸縮部材、または他の変位機構に取り付けられた１つまたは複数のフレームなど、拡張可能な本体の他の構成が可能である。いくつかの実施形態では、拡張可能な本体６１０は、前部フレーム６１２と後部フレーム６１６と中間フレーム６１４との間にショックアブソーバを組み込んで、不均一なギャップ空間のナビゲートを支援してもよい。例えば、延長リンク部材６３０、６３２は、対向するギャップ面での牽引を支援し、いくつかの障害物および／またはギャップ間隔の変化を補償するために、内部スプリングを備えた伸縮リンクを組み込んでもよい。いくつかの実施形態では、側方部材６１８、６２０は、リニアアクチュエータ６５４、６５６の制御を妨げる電力損失または他の故障の場合に側方部材６１８、６２０を手動で外すための緊急解放部６２７、６２９を含んでもよい。例えば、フレームアタッチメント６２６、６２８は、側方部材６１８、６２０をフレームアタッチメント６２６、６２８に取り付ける機械的締結具を組み込んでもよく、これらの機械的締結具は、ユーザが機械的締結具を解放することをできるようにすることにより緊急解放部６２７、６２９として作用し、それにより、側方部材６１８、６２０を外して、拡張可能な本体６１０を折り畳み状態に折り畳む。いくつかの実施形態では、緊急解放部６２７、６２９は、フレームアタッチメント６２６、６２８を貫通して側方部材６１８、６２０に入る、ねじ、ボルト、またはピンであってもよく、これらを取り外して拡張可能な本体６１０を折り畳むことができる。いくつかの実施形態では、拡張可能な本体６１０は、フレーム６１２、６１４、６１６および側方部材６１８、６２０の構成に基づく円弧である側方形状を有し、図８で最もよく見える。拡張可能な本体６１０の円弧は、ロボットクローラ６００が動作することを意図されている環状ギャップの湾曲を補完するように構成されてもよい。例えば、弧または曲率は、環状ギャップを画定する中央円筒状部材の外面または周囲の円筒状部材の内面の円弧に類似していてもよい。

いくつかの実施形態では、フレーム６１２、６１４、６１６の各々は、牽引モジュール６６０、６６２、６６４を受け入れ、位置決めし、保持するように構成される。例えば、牽引モジュール６６０、６６２、６６４はそれぞれ、フレーム６１２、６１４、６１６に取り外し可能に取り付けられる固定外側フレーム６６６、６６８、６７０を備えた多方向牽引モジュールであってもよい。牽引モジュール６６０、６６２、６６４は、ロボットクローラ６００がローラ６７８、６８０、６８２の向きおよび移動方向を変更できるようにする回転内側フレーム６７２、６７４、６７６を含んでもよい。牽引モジュール６６０、６６２、６６４の各々は、センサモジュールまたは他の機能モジュールを直接または直列に取り付けるために使用できる１つまたは複数のインターフェース６８４、６８６、６８８、６９０も含んでもよい。例えば、牽引モジュール６６０は、インターフェース６８４を含んでもよく、視覚センサモジュール６９２と共に示されている。牽引モジュール６６２は、インターフェース６８６、６８８および視覚センサモジュール６９４、６９６を含んでもよい。牽引モジュール６６４は、インターフェース６７０、視覚センサモジュール６９８、およびテザーコネクタモジュール６０２を含んでもよい。

図９は、様々な実施形態による例示的な多方向牽引モジュール８００を示す。牽引モジュール８００は、ロボットクローラ１１０、２１０、５１０、６００などのロボットクローラで使用するために構成されてもよい。牽引モジュール８００は、ロボットクローラ自体の向きを変えることなく、ロボットクローラの移動の方向および向きを変えることを可能にする。牽引モジュール８００は、本体フレームへの挿入などのロボットクローラへの取り付けのために構成された１つまたは複数のアタッチメント特徴部８１２、８１４を備えた固定外側フレーム８１０を含んでもよい。いくつかの実施形態では、牽引モジュール８００はまた、ロボットクローラから牽引モジュール８００への電力および／または制御信号のための電気的相互接続８１６を含んでもよい。牽引モジュール８００は、固定外側フレーム８１０内に着座し、固定外側フレーム８１０に対して回転運動することができる回転フレーム８２０を含んでもよい。例えば、回転フレーム８２０または固定外側フレーム８１０は、回転フレーム８２０を移動させるためのモータおよびウォームギアなどのアクチュエータ８２２を含んでもよい。いくつかの実施形態では、回転フレーム８２０は、９０度回転して、進行の向きおよび方向を変更してもよい。いくつかの実施形態では、回転フレーム８２０は、少なくとも９０度の弧および／または最大３６０度の弧に沿って様々な位置または向きで横断または停止してもよい。いくつかの実施形態では、ウォームギアまたは他の駆動機構は、回転フレーム８２０の角度位置または向きを測定するためのエンコーダを組み込んでいる。例えば、基準円弧８２４、８２６は、反射および非反射コーティングを介して視覚基準を提供し、光学センサが牽引モジュール８００の向きを確認できるようにしてもよい。回転フレーム８２０は、前方および／または後方に対応する第１の位置を提供してもよい（これは、環状ギャップ内の軸方向に概ね対応してもよい）。いくつかの実施形態では、ローラアセンブリ８３０は、回転フレーム８２０内に配置され、ロボットクローラを回転方向に移動させる回転牽引力を提供するためのローラ８３２、８３４の構成を含む。ローラアセンブリ８３０はまた、ローラ８３２、８３４を回転させるためのモータまたは他のアクチュエータを含んでもよい。いくつかの実施形態では、ローラアセンブリ８３０は、回転フレーム８２０の回転による向きの変化に加えて、順方向または逆方向に駆動されてもよい。いくつかの実施形態では、ローラ８３２、８３４は、ベルト８３６、８３８と係合して回転させ、牽引モジュール８００に牽引力を提供してもよい。例えば、ベルト８３６、８３８は、ローラ８３２、８３４の長さを実質的に覆い、隣接する機械表面との大きな接触面積を提供してもよい。いくつかの実施形態では、ベルト８３６、８３８は、油性表面にグリップを提供するためのテクスチャ表面など、トラクションを改善するための表面特徴または処理を含んでもよい。いくつかの実施形態では、ローラアセンブリ８３０は、構成間を変更し、選択された構成を所定の位置にロックするための複数の牽引構成および機構をサポートするローラ構成アクチュエータ８７０を含んでもよい。例えば、ローラアセンブリ８３０は、より低いプロファイルを提供するフラットモードと、ロボットクローラと走行中の表面との間のクリアランスを増やすための傾斜ベルト経路を備えた障害物モードまたはクリアランスモードと、の間で切り替えることができる。ローラ構成アクチュエータ８７０は、２つのモード間の変更を作動させ、各構成を保持するためのロック機構を提供してもよい。いくつかの実施形態では、ローラ構成アクチュエータ８７０は、停電またはローラ構成アクチュエータ８７０の他の制御の喪失の場合にローラアセンブリ８３０をフラットモードに戻すために作動させることができる緊急解放部８９０、８９２を組み込んでもよい。

図１０～図１２は、フラットモード（図１０）およびクリアランスモード（図１１）のローラアセンブリ８３０、および２つのモードを維持するためのローラ構成アクチュエータ８７０（図１２）を示している。ローラアセンブリ８３０は、ペアの軸アセンブリ８４４、８４６内にローラ８３２、８３４、８４０、８４２を有してもよい。軸アセンブリ８４４、８４６は、中央旋回アタッチメント８４８、８５０の周りで回転可能であって、フラットモードとクリアランスモードとの間で調整してもよい。フラットモードでは、ローラ８３２、８３４、８４０、８４２の各回転軸は、単一の平面８５２に整列されてもよい。クリアランスモードでは、軸アセンブリ８４４、８４６はローラ８３２、８３４、８４０、８４２を回転させて共有面から外し、少なくとも２つの異なる動作面８５４、８５６、８５８、８６０を画定する。例えば、平面８５４は、ベルト８３６、８３８の平行戻り経路を支持するローラ８３２、８３４の回転軸と整列する。平面８５６は、ベルト８３６、８３８の主牽引経路を支持するローラ８４０、８４２の回転軸と整列する。平面８５４は平面８５６とは異なる。平面８５８は、（走行方向に応じて）第１の上昇牽引面または戻り経路を支持する（軸アセンブリ８４４上の）ローラ８３２、８４０の回転軸と整列する。平面８６０は、（走行方向に応じて）第２の上昇牽引面または戻り経路を支持する（軸アセンブリ８４６上の）ローラ８３４、８４２の回転軸と整列する。ローラ８３２、８３４、８４０、８４２が共通平面８５２から回転すると、隣接する機械表面と主牽引面との間の反力により、逆回転がフラットモードに戻り、この傾向に対抗するために、ローラ構成アクチュエータ８７０内にロック機構８７１が含まれてもよい。いくつかの実施形態では、ロック機構８７１は、爪部材８７６、８７８を備えた旋回アタッチメント８４８、８５０上にラチェット端部８７２、８７４を含み、ラチェット端部８７２、８７４と係合し、ばね８８０からの張力下でクリアランスモードの所定の位置に保持してもよい。ばね８８０からの張力に反対の力を制御可能に供給するために、動力解放機構８８２が提供されてもよい。例えば、２つのレバーアーム８８６、８８８の間の形状記憶合金ワイヤ８８４は、加熱されると収縮してラチェット端部８７２、８７４を解放し、ローラアセンブリ８３０がフラットモードに戻ることを可能にしてもよい。電気ソレノイドまたは他のアクチュエータが、同様の動力解放機構８８２を提供してもよい。ロック機構８７１は、手動緊急解放部８９０、８９２を含んでもよい。例えば、緊急解放部８９０、８９２は、ローラアセンブリ８３０を障害物モードまたはクリアランスモードに保持するためのロック機構８７１に組み込まれた手動解放レバー８９４、８９６へのアクセスを提供する開口部であってもよい。いくつかの実施形態では、ピンまたは同様のツールが、手動解放レバー８９４、８９６を作動させるために、緊急解放部８９０、８９２の開口部に手動で誘導される。緊急解放部８９０、８９２を手動で作動させるための他の構成は、ばね付勢ボタン、ばねピン、レバー、または同様のアクチュエータ部材を含んでもよい。

図１３を参照すると、第１のリンク６４２、６４４または第２のリンク６４６、６４８に使用することができ、ショックアブソーバを組み込む例示的な接続リンク１２００の断面図が示されている。接続リンク１２００は、ばね１２１４によって互いに移動可能な関係で保持される第１の伸縮部材部分１２１０および第２の伸縮部材部分１２１２を含んでもよい。剛体部材間の空気抵抗、流体抵抗、または磁気抵抗の使用、および／または１つもしくは複数の柔軟な部材の使用を含む、コンパクトではあるが抵抗性のリンク部材の他の構成が可能であることに留意されたい。ばね１２１４を圧縮し、接続リンクをその静止または最大長から圧縮長さに短縮するのに必要な力は、そのような変位に抵抗するばね定数および／または摩擦力を調整することにより構成されてもよい。いくつかの実施形態では、接続リンク１２００は、接続リンク１２００の長さの変化を検出するための変位トランスデューサ１２２０または他のセンサを含んでもよい。変位トランスデューサ１２２０は、長さの変化を示す信号を生成し、その信号をロボットクローラまたはロボットクローラの制御ユニットに伝達してもよい。いくつかの実施形態では、変位トランスデューサ１２２０は、センサデータを提供するための無線通信サブシステムと結合される。いくつかの実施形態では、変位トランスデューサ１２２０は、ロボットクローラ内のセンサおよび他の動作データ用のデータバスへの有線接続を有する。いくつかの実施形態では、変位トランスデューサ１２２０からの変位データを使用して、ロボットクローラの拡張状態の距離を調整し、ギャップ幅または特定の障害物の変化を補償してもよい。

図１４～図１７を参照すると、ナビゲーションモジュール、目視検査モジュール、およびそれらの組み合わせを含む視覚センサモジュールの例示的な構成が、対向する機械表面１３０４、１３０６間のギャップ１３０２内のロボットクローラ１３１０上に示されている。ロボットクローラ１３１０は、視覚センサモジュールの位置決めおよびセンサインターフェースを提供する前部牽引モジュール１３１２、中間牽引モジュール１３１４、および後部牽引モジュール１３１６を含んでもよい。図１３では、４つのセンサモジュール１３２０、１３２２、１３２４、１３２６の組み合わせが示されている。センサモジュール１３２０は、複数のカメラを含み、前部牽引モジュール１３１２に接続された目視検査モジュールであってもよい。センサモジュール１３２０は、第１の表面視野１３３０、第２の表面視野１３３２、およびギャップ視野１３３４を有してもよい。センサモジュール１３２２、１３２４は、進行方向に向けられた単一のカメラを含むナビゲーションセンサモジュールであってもよく、両方とも中間牽引モジュール１３１４に接続される。センサモジュール１３２２は、１つの（軸）方向にギャップ視野１３３６を有してもよく、センサモジュール１３２４は、反対の（軸）方向にギャップ視野１３３８を有してもよい。センサモジュール１３２６は、後部牽引モジュール１３１６に接続された単一のカメラを備えた補助センサモジュールであってもよい。補助センサモジュールは、視覚データを収集するための少なくとも１つのカメラを組み込んだまま、テザーアタッチメントまたは別のタイプの試験センサなどの別の機能に対応してもよい。センサモジュール１３２６は、ロボットクローラの後部にギャップ視野１３４０を有してもよい。代替的な実施形態では、センサモジュール１３２６は、複数のカメラを含む別の目視検査モジュールであるが、センサモジュール１３２０が主検査プロトコルに使用されている間、１つのカメラのみが補助ナビゲーションに対してアクティブである。

図１５を参照すると、例示的なナビゲーションセンサモジュール１４００が示されている。いくつかの実施形態では、ナビゲーションセンサモジュール１４００は、ナビゲーションセンサモジュール１４００をロボットクローラに取り外し可能に取り付けるための、装着インターフェース１４１２を画定し、締結具１４１４、１４１６を収容するモジュールハウジング１４１０を含んでもよい。例えば、装着インターフェース１４１２は、モジュール装着フレーム上のセンサインターフェースまたはセンサインターフェースを備えた牽引モジュールを含む以前に設置されたモジュールなど、ロボットクローラ上のセンサインターフェースへの取り外し可能な取り付けのために構成されてもよい。いくつかの実施形態では、モジュールハウジング１４１０は、電子機器、電源、通信チャネル、および／または１つもしくは複数の視覚センサもしくはカメラ用の光学系を含んでもよい。いくつかの実施形態では、装着インターフェース１４１２は、ナビゲーションセンサモジュール１４００との間の制御および／またはデータ信号のための、電力チャネルおよび／または通信チャネルのためのコネクタを含んでもよい。ナビゲーションセンサモジュール１４００は、ロボットクローラおよび／または制御ユニットにナビゲーションデータを提供するための視覚センサを含んでもよい。いくつかの実施形態では、ナビゲーションセンサモジュール１４００は、モジュールハウジング１４１０に装着されたまたは埋め込まれたカメラ１４２０を含む。例えば、カメラ１４２０は、整列された方向（ギャップスペースでの前方または後方など）で視覚データを収集するための単一の開口部を備えた前方装着ビデオカメラであってもよい。いくつかの実施形態では、カメラ１４２０は、保護ハウジングを組み込むことができ、および／またはモジュールハウジング１４１０の内側に装着された１つもしくは複数の構成要素を含んでもよい。いくつかの実施形態では、カメラ１４２０は、カメラ１４２０の視野方向をナビゲーションセンサモジュール１４００およびそれが取り付けられているロボットクローラの位置に対して調整することを可能にする可動マウントに装着されてもよい。例えば、可動マウントは、ユーザがギャップに挿入する前にカメラ１４２０の方向を変更および設定できるようにする１つまたは複数の旋回調整を提供してもよい。別の可動マウントは、ロボットクローラ内のセンサ制御バスまたはロボットクローラおよび／または制御ユニットとの無線通信を介した遠隔制御用に構成された動力調整を含んでもよく、機械のギャップ内のロボットクローラの動作中に視野を変更できるようにしてもよい。カメラ１４２０は、焦点、開口サイズ、フレームレート、および視覚データ品質（または量）を制御するための他の設定などの他の調整可能なパラメータを含んでもよい。いくつかの実施形態では、ナビゲーションセンサモジュール１４００は、カメラ１４２０での視認性を改善するために１つまたは複数の光源を含んでもよい。いくつかの実施形態では、紫外線もしくは赤外線スペクトルまたは他の位置検出技術（例えば、ソナー、ＲＦビーコン、磁気イメージングなど）用のセンサを備えたカメラを含む、代替的なナビゲーションセンサを使用してもよい。

図１６～図１７を参照すると、例示的な目視検査モジュール１５００の底面図および上面図が示されている。いくつかの実施形態では、目視検査モジュール１５００は、目視検査モジュール１５００をロボットクローラに取り外し可能に取り付けるための、装着インターフェース１５１２を画定し、締結具１５１４、１５１６を収容するモジュールハウジング１５１０を含んでもよい。例えば、装着インターフェース１５１２は、モジュール装着フレーム上のセンサインターフェースまたはセンサインターフェースを備えた牽引モジュールを含む以前にインストールされたモジュールなど、ロボットクローラ上のセンサインターフェースへの取り外し可能な取り付けのために構成されてもよい。いくつかの実施形態では、モジュールハウジング１５１０は、電子機器、電源、通信チャネル、および／または１つもしくは複数の視覚センサもしくはカメラ用の光学系を含んでもよい。いくつかの実施形態では、装着インターフェース１５１２は、目視検査モジュール１５００との間の制御および／またはデータ信号のための電力および／または通信チャネル用のコネクタを含んでもよい。目視検査モジュール１５００は、視覚データをロボットクローラおよび／または制御ユニットに提供するための複数の視覚センサを含んでもよい。いくつかの実施形態では、目視検査モジュール１５００は、モジュールハウジング１５１０に装着された、または埋め込まれたカメラ１５２０、１５２２、１５２４を含む。例えば、カメラ１５２０は、ロボットクローラがその表面に沿って移動するときに、第１の表面から視覚データを収集するために、機械ギャップ内の第１の表面に向けられたビデオカメラであってもよい。カメラ１５２２、１５２４は、ロボットクローラがその表面に沿って移動するときに、第２の表面から視覚データを収集するために、機械ギャップ内の第１の表面の反対側の第２の表面に向けられたビデオカメラであってもよい。いくつかの実施形態では、隣接する機械表面とのクリアランスの問題を防ぐために、カメラ１５２０、１５２２、１５２４は、モジュールハウジング１５１０の内側に埋め込まれてもよい。いくつかの実施形態では、カメラ１５２０、１５２２、１５２４は、ビューの位置／方向、焦点、視野幅、開口サイズ、フレームレート、および視覚データ品質（または量）を制御するための他の設定のための様々な制御を含んでもよい。これらの調整の一部またはすべては、機械の外部で手動で設定されるか、ロボットクローラのセンサ制御バスまたはロボットクローラおよび／または制御ユニットとの無線通信を介して遠隔制御するように構成されてもよく、機械のギャップ内のロボットクローラの動作中に動的な調整を可能にしてもよい。いくつかの実施形態では、目視検査モジュール１５００は、カメラ１５２０、１５２２、１５２４での視認性を改善するために光源１５３０、１５３２、１５３４、１５３６、１５３８を含んでもよい。例えば、光源１５３０、１５３２、１５３４、１５３６、１５３８は、モジュールハウジング１５１０に埋め込まれたディフューザを備えたＬＥＤライトであってもよい。いくつかの実施形態では、紫外線もしくは赤外線スペクトルまたは他の撮像技術用のセンサを備えたカメラを含む、代替的な検査センサを使用してもよい。いくつかの実施形態では、目視検査モジュール１５００は、装着インターフェース１５１２の反対側のセンサインターフェース１５４０を含んでもよい。例えば、センサインターフェース１５４０は、別のセンサモジュールの装着インターフェースを受け入れるための装着面および／または電力もしくは信号インターフェースを提供して、センサモジュールの連鎖を可能にしてもよい。いくつかの実施形態では、センサインターフェース１５４０は、目視検査モジュール１５００とセンサインターフェース１５４０に取り付けられたセンサモジュールとの間に電力、信号、および／または通信経路を確立するための装着面１５４２、締結具レセプタクル１５４４、およびコネクタ１５４６、１５４８を含む。

図１８～図１９を参照すると、ロボットクローラ上のセンサインターフェースへの取り外し可能な取り付けのための例示的なセンサモジュールが示されている。これらのセンサモジュールは、モジュール式ロボットクローラでの使用に合わせて作成または適合され得る様々なタイプのセンサまたは試験モジュールの例として示されている。

ウェッジ締め付け度評価モジュール１７００は、機械的試験モジュールの一例であってもよい。ウェッジ締め付け度評価モジュール１７００は、ロボットクローラまたは制御ユニットからの制御信号に基づいて、所望のクローラ位置でロボットクローラによって展開され得る機械的試験アセンブリ１７０２を含んでもよい。機械的試験アセンブリ１７０２は、試験データをロボットクローラまたは制御ユニットに送り返すことができる。機械的試験アセンブリ１７０２は、ウェッジ締め付け度評価モジュール１７００をロボットクローラに取り外し可能に取り付けるための、装着インターフェース１７１２を画定し、締結具１７１４、１７１６を収容するモジュールハウジング１７１０に接続されてもよい。例えば、装着インターフェース１７１２は、モジュール装着フレーム上のセンサインターフェースまたはセンサインターフェースを備えた牽引モジュールを含む以前にインストールされたモジュールなど、ロボットクローラ上のセンサインターフェースへの取り外し可能な取り付けのために構成されてもよい。いくつかの実施形態では、モジュールハウジング１７１０は、機械的試験アセンブリ１７０２をサポートおよび／またはインターフェースするための電子機器、電源、通信チャネル、および／または試験構成要素を含んでもよい。いくつかの実施形態では、装着インターフェース１７１２は、ウェッジ締め付け度評価モジュール１７００との間の制御および／またはデータ信号のための電力および／または通信チャネル用のコネクタを含んでもよい。いくつかの実施形態では、ウェッジ締め付け度評価モジュール１７００は、関連する試験プロトコルの実施を支援するための視覚センサ、光源、または他のサブシステムを含んでもよい。示される実施形態では、ウェッジ締め付け度評価モジュール１７００は、別のセンサモジュールを受け入れるためのセンサインターフェースを含まないため、端末センサモジュールであってもよい。

電磁コア不完全性検出器モジュール１８００は、電気試験モジュールの一例であってもよい。電磁コア不完全性検出器モジュール１８００は、ロボットクローラまたは制御ユニットからの制御信号に基づいて、所望のクローラ位置でロボットクローラにより起動され得る電気試験アセンブリ１８０２を含んでもよい。電気試験アセンブリ１８０２は、試験データをロボットクローラまたは制御ユニットに送り返すことができる。電気試験アセンブリ１８０２は、電磁コア不完全性検出器モジュール１８００をロボットクローラに取り外し可能に取り付けるための、装着インターフェース１８１２を画定し、締結具１８１４、１８１６を収容するモジュールハウジング１８１０に接続または埋め込まれてもよい。例えば、装着インターフェース１８１２は、モジュール装着フレーム上のセンサインターフェースまたはセンサインターフェースを備えた牽引モジュールを含む以前にインストールされたモジュールなど、ロボットクローラ上のセンサインターフェースへの取り外し可能な取り付けのために構成されてもよい。いくつかの実施形態では、モジュールハウジング１８１０は、電気試験アセンブリ１８０２をサポートおよび／またはインターフェースするための電子機器、電源、通信チャネル、および／または試験構成要素を含んでもよい。いくつかの実施形態では、装着インターフェース１８１２は、電磁コア不完全性検出器モジュール１８００との間の制御および／またはデータ信号のための電力および／または通信チャネル用のコネクタを含んでもよい。いくつかの実施形態では、電磁コア不完全性検出器モジュール１８００は、関連する試験プロトコルの実施を支援するための視覚センサ、光源、または他のサブシステムを含んでもよい。いくつかの実施形態では、電磁コア不完全性検出器モジュール１８００は、装着インターフェース１８１２の反対側にセンサインターフェース１８４０を含んでもよい。例えば、センサインターフェース１８４０は、センサモジュールの連鎖を可能にするために、別のセンサモジュールの装着インターフェースを受け入れるための装着面および／または電力もしくは信号インターフェースを提供してもよい。いくつかの実施形態では、センサインターフェース１８４０は、電磁コア不完全性検出器モジュール１８００とセンサインターフェース１８４０に取り付けられたセンサモジュールとの間に電力、信号、および／または通信経路を確立するための装着面１８４２、締結具レセプタクル１８４４、およびコネクタ１８４６、１８４８を含む。

図２０～図２１を参照すると、様々な実施形態による、目視検査センサの別の構成が、端部領域検査モジュール１９００として示されている。端部領域検査モジュール１９００は、ロボットクローラにとって狭すぎる検査ギャップを通してアクセスできる、および／またはロボットクローラの牽引モジュール（または他の移動形態）からアクセスできない閉塞端部領域などの、ロボットクローラが到達できず、その領域の視覚的検査を可能にすることができない機械の領域に広がるように構成されてもよい。端部領域検査モジュール１９００は、端部領域検査モジュール１９００をロボットクローラに取り外し可能に取り付けるための、装着インターフェース１９１２を画定し、締結具１９１４、１９１６を収容するモジュールハウジング１９１０を含んでもよい。例えば、装着インターフェース１９１２は、モジュール装着フレーム上のセンサインターフェースまたはセンサインターフェースを備えた牽引モジュールを含む以前にインストールされたモジュールなど、ロボットクローラ上のセンサインターフェースへの取り外し可能な取り付けのために構成されてもよい。いくつかの実施形態では、モジュールハウジング１９１０は、端部領域検査モジュール１９００の他の試験構成要素をサポートおよび／またはインターフェースするための電子機器、電源、通信チャネル、および／または試験構成要素を含んでもよい。いくつかの実施形態では、装着インターフェース１９１２は、端部領域検査モジュール１９００との間の制御および／またはデータ信号用の電力および／または通信チャネル用のコネクタ１９１８、１９２０を含んでもよい。いくつかの実施形態では、端部領域検査モジュール１９００は、モジュールハウジング１９１０の上または中に装着された固定カメラ１９２２および光源１９２４、１９２６、１９２８を含んでもよい。いくつかの実施形態では、端部領域検査モジュール１９００は、モジュールハウジング１９１０に接続された延長部材１９３０を含む。例えば、延長部材１９３０は、モジュールハウジング１９１０への固定マウント１９３２を有し、固定部分１９３４、伸縮部分１９３６、および固定部分１９３４と伸縮部分１９３６との間の摺動可能に位置決め可能なジョイント１９３８を備えた伸縮部材を含んでもよい。いくつかの実施形態では、伸縮部材は、ロボットクローラまたは制御ユニットと通信するアクチュエータを含み、ギャップ内のロボットクローラの動作中に伸縮部材の長さを調整してもよい。いくつかの実施形態では、延長部材１９３０は、延長部材１９３０の位置決めを支援する１つまたは複数の摺動可能な支持体をさらに含む。例えば、延長部材１９３０は、ブラケット１９４８、１９５０によって支持された横方向に離間した対の摺動可能な磁気パッド１９４０、１９４２、１９４４、１９４６を含んでもよい。摺動可能な磁気パッド１９４０、１９４２、１９４４、１９４６は、機械の１つまたは複数の磁気表面に取り付け力を提供するように構成された磁気コアと、磁気表面に沿って移動するように構成された非粘着パッド表面と、を組み合わせてもよい。摺動可能な磁気パッド１９４０、１９４２、１９４４、１９４６は、ロボットクローラ、伸縮部材、または別の位置決め要素の原動力の下で、機械の表面上で摺動可能であり、そこから取り外し可能であってもよい。摺動可能な磁気パッド１９４０、１９４２、１９４４、１９４６は、延長部材１９３０から横方向に離間されてもよく、それらのパッド表面は、機械の表面と係合するための平面を画定してもよい。一実施形態では、一対の摺動可能な磁気パッド１９４０、１９４２が伸縮部分１９３６に取り付けられてもよく、他方の一対の摺動可能な磁気パッド１９４４、１９４６が固定部分１９３４に取り付けられてもよい。この例では４つのパッドの構成を示しているが、任意の数のパッドを備えた他の構成も実現可能である。延長部材１９３０は、延長部材１９３０の遠位端で回転可能なカメラアセンブリ１９６０に接続し、支持してもよい。いくつかの実施形態では、回転カメラアセンブリ１９６０は、デジタルビデオカメラなどのカメラ１９６４を備えた回転ハウジング１９６２と、ディフューザを備えたＬＥＤなどの光源１９６６と、を含んでもよい。いくつかの実施形態では、回転カメラアセンブリ１９６０は、電子機器モジュール１９６８およびモータモジュール１９７０をさらに含んでもよい。例えば、電子機器モジュール１９６８は、カメラ１９６４によって収集された視覚データを処理し、その視覚データを有線または無線ビデオストリーミングなどによりロボットクローラまたは制御ユニットに通信するための電子機器を含んでもよく、モータモジュール１９７０は、検査プロトコル中に回転ハウジング１９６２、カメラ１９６４、および光源１９６６を制御可能に移動させるためのモータ、位置指標、および制御インターフェースを提供してもよい。

図２２を参照すると、様々な実施形態による機械的位置決めモジュール２１００が示されている。機械的位置決めモジュール２１００を使用して、センサモジュールをギャップ内で、ロボットクローラのクローラ位置に対して位置決めしてもよい。例えば、機械的位置決めモジュールは、センサインターフェース（および取り付けられたセンサモジュール）を、ギャップを規定する機械表面の間の所望の高さに移動させるための１つまたは複数の位置決め可能なジョイントを含んでもよい。機械的位置決めモジュール２１００は、第１の表面２１０４と第２の表面２１０６との間のギャップ２１０２に示されており、ロボットクローラ２１１０に取り付けられ、リップ２１０８をクリアするようにセンサインターフェースハウジング２１４０を位置決めする。いくつかの実施形態では、機械的位置決めモジュール２１００は、ロボットクローラ２１１０のセンサインターフェースに接続する装着インターフェースハウジング２１２０、一端で装着インターフェースハウジング２１２０に接続される機械的位置決めアセンブリ２１３０、および機械的位置決めアセンブリ２１３０の他端に接続されるセンサインターフェースハウジング２１４０を含む。例えば、装着インターフェースハウジング２１２０は、センサモジュールについて上述したものと同様であり、ロボットクローラ２１１０上の１つまたは複数のセンサインターフェースと互換性がある装着インターフェースを含んでもよい。装着インターフェースハウジング２１２０は、制御信号を受信し、機械的位置決めアセンブリ２１３０の位置を制御するためのモータおよび他の構成要素を含んでもよい。機械的位置決めアセンブリ２１３０は、ロボットクローラ２１１０のベースに平行な平面上に維持しながらセンサインターフェースハウジング２１４０を上下させることができる平行リフトなど、所望の位置決め動作を実行するための様々な位置決め可能なジョイント、部材、およびアクチュエータを含んでもよい。センサインターフェースハウジング２１４０は、センサモジュールを受け入れ、位置決めし、接続するための上述のものと同様のセンサインターフェースを提供してもよい。いくつかの実施形態では、センサインターフェースハウジング２１４０は、位置決めアセンブリを備えた統合センサモジュール用のセンサハウジングに置き換えられてもよい。

図２３を参照すると、センサモジュール２３１０、２３２０、２３３０の積層構成２３００が様々な実施形態に従って示されている。例えば、センサモジュール２３１０は、図１９の電磁コア不完全性検出器モジュール１８００と同様の電気試験モジュールであってもよい。センサモジュール２３２０は、図１７の目視検査モジュール１５００と同様の目視検査モジュールであってもよい。センサモジュール２３３０は、図１８のウェッジ締め付け度評価モジュール１７００と同様の機械的試験モジュールであってもよい。センサモジュール２３１０、２３２０、２３３０は、牽引モジュール２３０４によって支持されるクローラセンサインターフェース２３０２に接続され、ロボットクローラに電気的、機械的、および通信接続を提供してもよい。センサモジュール２３１０、２３２０、２３３０はそれぞれ、ロボットクローラまたは制御ユニットからの制御信号に基づいて、所望のクローラ位置でロボットクローラによって独立して起動および制御されてもよい。任意の数のセンサモジュール２３１０、２３２０、２３３０を積み重ねて、この方法で制御して、モジュールとインターフェースの機械的強度の限界、ならびにロボットクローラのバランスおよびインターフェースアーキテクチャがサポートする電力経路と通信経路の限界まで制御されてもよい。センサモジュール２３１０、２３２０、２３３０はそれぞれ、ロボットクローラまたは制御ユニットに独立してデータを提供してもよい。センサモジュール２３１０、２３２０、２３３０の各々は、前のセンサモジュールまたはクローラセンサインターフェース２３０２に取り外し可能に取り付けるための装着インターフェース２３１４、２３２４、２３３４を画定するモジュールハウジング２３１２、２３２２、２３３２に接続または埋め込まれてもよい。いくつかの実施形態では、装着インターフェース２３１４、２３２４、２３３４は、２～５個のセンサモジュールを積み重ねることができるように、隣接するセンサインターフェースに堅牢な機械的インターフェースを提供してもよい。いくつかの実施形態では、モジュールハウジング２３１２、２３２２、２３３２は、それぞれのセンサをサポートおよび／またはインターフェースするための電子機器、電源もしくはチャネル、通信チャネル、および／または試験構成要素を含んでもよい。いくつかの実施形態では、装着インターフェース２３１４、２３２４、２３３４は、センサモジュール２３１０、２３２０、２３３０との間の制御および／またはデータ信号のための電力および／または通信チャネル用のコネクタを含んでもよい。センサモジュール２３１０、２３２０は、装着インターフェース２３１４、２３２４の反対側のセンサインターフェース２３１６、２３２６を含んでもよい。例えば、装着インターフェース２３１４、２３２４、２３３４を備えたクローラセンサインターフェース２３０２とセンサインターフェース２３１６、２３２６の各嵌合ペアは、一方の側にビルトインピンを、他方の側に嵌合レセプタクルを含み、隣接するセンサモジュール２３１０、２３２０、２３３０間の動作可能な電気的および／または信号接触を確立してもよい。相互接続されたセンサモジュール２３１０、２３２０、２３３０は、それぞれのモジュールハウジング２３１２、２３２２、２３３２を介して１つまたは複数の連続チャネルを提供し、電力と信号が通過できるようにしてもよい。いくつかの実施形態では、これらの連続チャネルは、センサモジュール２３１０、２３２０、２３３０の各々への別個の経路を可能にする並列チャネルを含んでもよく、いくつかの実施形態では、シリアルおよび／または多重チャネルが使用されてもよい。センサモジュール２３３０は、センサインターフェースを含まない端末センサモジュールであってもよく、積層構成２３００の遠位端でのみ使用されてもよい。積層構成２３００では、センサモジュール２３１０は、装着インターフェース２３１４によってクローラセンサインターフェース２３０２に接続され、センサインターフェース２３１６によってセンサモジュール２３２０に接続されてもよい。センサモジュール２３２０は、装着インターフェース２３２４によってセンサモジュール２３１０に接続されてもよく、センサインターフェース２３２６によってセンサモジュール２３３０に接続されてもよい。センサモジュール２３３０は、装着インターフェース２３３４によってセンサモジュール２３２０に接続されてもよく、クローラセンサインターフェース２３０２から延在するセンサモジュール２３１０、２３２０、２３３０のスタックまたはチェーンを終端してもよい。いくつかの実施形態では、センサモジュール２３１０、２３２０、２３３０を同時に動作させて、独立して、あるいはセンサモジュール２３１０、２３２０、２３３０、ロボットクローラ、および／またはロボットクローラの他の場所に取り付けられた他のセンサモジュール間の関係に基づいて、同時検査または試験を実行してもよい。

本明細書で用いる用語は、特定の実施形態を説明することだけを目的とし、本開示を限定することを目的とするものではない。本明細書において、文脈で別途明確に指示しない限り、単数形「１つの（ａ、ａｎ）」および「前記（ｔｈｅ）」は複数形も含む意図で用いられている。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用される場合に、記載した特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成部品の存在を示すが、１つもしくは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成部品、および／またはこれらのグループの存在もしくは追加を排除するものではないことがさらに理解されるであろう。

以下の特許請求の範囲におけるミーンズプラスファンクションまたはステッププラスファンクションの要素すべての、対応する構造、材料、動作および均等物は、具体的に請求された他の請求要素と組み合わせてその機能を遂行するための、一切の構造、材料または動作を包含することを意図している。本開示の記述は、例示および説明の目的で提示されたもので、網羅的であることも、または本開示を開示した形態に限定することも意図していない。当業者には、本開示の範囲および趣旨から逸脱することなく多くの変更および変形が明らかであろう。本開示の原理および実際の応用を最良に説明し、想定される特定の用途に適するように様々な変更を伴う様々な実施形態の開示を他の当業者が理解できるようにするために、本実施形態を選択し、かつ説明した。

本開示は、「現場ギャップ検査ロボットシステムおよび方法」と題された米国特許出願第１５／６５２，６８０号（２０１７年７月１８日に同日出願）に関連し、その全内容は参照により本明細書に組み込まれています。本開示は、「端部領域検査モジュールおよび現場ギャップ検査ロボットシステムのための方法」と題された米国特許出願第１５／６５２，７７１号（２０１７年７月１８日に同日出願）に関連し、その全内容は参照により本明細書に組み込まれています。本開示は、「ロボットのための全方向性牽引モジュール」と題された米国特許出願第１５／６５２，８５９号（２０１７年７月１８日に同日出願）に関連し、その全内容は参照により本明細書に組み込まれています。
本開示は、「作動センサモジュールおよび現場ギャップ検査ロボットのための方法」と題された米国特許出願第１５／６５２８０５号（２０１７年７月１８日に同日出願）に関連し、その全内容は参照により本明細書に組み込まれています。

１００システム
１１０ロボットクローラ
１１２拡張可能な本体
１１４前部牽引モジュール
１１６中間牽引モジュール
１１８後部牽引モジュール
１２０センサモジュール
１２２センサモジュール
１２４テザーコネクタ
１２６テザーコネクタ
１３０テザーリール
１３２テザー
１３４端部コネクタ
１３６締結具
１３８締結具
１４２サーボモータ
１４４張力管理ロジック
１４６固定接続
１４８ワイヤ
１５０制御ユニット
１５２コンピューティングシステム
１５４メモリ
１５６プロセッサ
１５８入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース
１６０検査制御モジュール
１６２検査経路データソース
１６４視覚データソース
１６６試験データソース
１６８センサプロトコルデータソース
１７０視覚表示モジュール
１７２データ表示モジュール
１７４自律ナビゲーションモジュール
１７６手動ナビゲーションモジュール
１７８検査モジュール
１８０クローラ構成モジュール
１８２クローラ調整モジュール、クローラ調整
１８４クローラコマンド
１８６拡張／折り畳みコマンド
１８８移動コマンド
１９０方向転換コマンド
１９２牽引モードコマンド
１９４位置センサコマンド
１９６データ取得コマンド
２００現場ギャップ検査システム
２１０ロボットクローラ
２１２折り畳まれたクローラ幅
２１４拡張クローラ幅
２２０環状ギャップ、機械
２２２入口ギャップ
２２４周囲の円筒状部材
２２６円筒状中央部材、中央円筒状部材
２２８環状ギャップ幅
２３０保持部材
２３２入口ギャップ幅
２３４内面、対向面
２３６外面、対向面
２４０牽引モジュール
２４２牽引モジュール
２４４牽引モジュール
２４６拡張可能な本体
５０２機械
５１０ロボットクローラ
５２０環状ギャップ
５２２入口ギャップ
５２４入口端部
５２６ギャップ長
５２８閉鎖端部
５３０線
５３２線
６００ロボットクローラ
６０２テザーコネクタモジュール
６１０拡張可能な本体
６１２前部フレーム
６１４中間フレーム
６１６後部フレーム
６１８側方部材
６２０側方部材
６２２フレームアタッチメント
６２４フレームアタッチメント
６２６フレームアタッチメント
６２７緊急解放部
６２８フレームアタッチメント
６２９緊急解放部
６３０延長リンク部材
６３２延長リンク部材
６３４旋回アタッチメント
６３６旋回アタッチメント
６３８旋回アタッチメント
６４０旋回アタッチメント
６４２第１のリンク
６４４第１のリンク
６４６第２のリンク
６４８第２のリンク
６５０旋回アタッチメント
６５２旋回アタッチメント
６５４リニアアクチュエータ
６５６リニアアクチュエータ
６６０牽引モジュール
６６２牽引モジュール
６６４牽引モジュール
６６６固定外側フレーム
６６８固定外側フレーム
６７０固定外側フレーム、インターフェース
６７２回転内側フレーム
６７４回転内側フレーム
６７６回転内側フレーム
６７８ローラ
６８０ローラ
６８２ローラ
６８４インターフェース
６８６インターフェース
６８８インターフェース
６９０インターフェース
６９２視覚センサモジュール
６９４視覚センサモジュール
６９６視覚センサモジュール
６９８視覚センサモジュール
８００多方向牽引モジュール
８１０固定外側フレーム
８１２アタッチメント特徴部
８１４アタッチメント特徴部
８１６電気的相互接続
８２０回転フレーム
８２２アクチュエータ
８２４基準円弧
８２６基準円弧
８３０ローラアセンブリ
８３２ローラ
８３４ローラ
８３６ベルト
８３８ベルト
８４０ローラ
８４２ローラ
８４４軸アセンブリ
８４６軸アセンブリ
８４８中央旋回アタッチメント
８５０中央旋回アタッチメント
８５２共通平面
８５４平面、動作面
８５６平面、動作面
８５８平面、動作面
８６０平面、動作面
８７０ローラ構成アクチュエータ
８７１ロック機構
８７２ラチェット端部
８７４ラチェット端部
８７６爪部材
８７８爪部材
８８０ばね
８８２動力解放機構
８８４形状記憶合金ワイヤ
８８６レバーアーム
８８８レバーアーム
８９０手動緊急解放部
８９２手動緊急解放部
８９４手動解放レバー
８９６手動解放レバー
１２００接続リンク
１２１０第１の伸縮部材部分
１２１２第２の伸縮部材部分
１２１４ばね
１２２０変位トランスデューサ
１３０２ギャップ
１３０４機械表面
１３０６機械表面
１３１０ロボットクローラ
１３１２前部牽引モジュール
１３１４中間牽引モジュール
１３１６後部牽引モジュール
１３２０センサモジュール
１３２２センサモジュール
１３２４センサモジュール
１３２６センサモジュール
１３３０第１の表面視野
１３３２第２の表面視野
１３３４ギャップ視野
１３３６ギャップ視野
１３３８ギャップ視野
１３４０ギャップ視野
１４００ナビゲーションセンサモジュール
１４１０モジュールハウジング
１４１２装着インターフェース
１４１４締結具
１４１６締結具
１４２０カメラ
１５００目視検査モジュール
１５１０モジュールハウジング
１５１２装着インターフェース
１５１４締結具
１５１６締結具
１５２０カメラ
１５２２カメラ
１５２４カメラ
１５３０光源
１５３２光源
１５３４光源
１５３６光源
１５３８光源
１５４０センサインターフェース
１５４２装着面
１５４４締結具レセプタクル
１５４６コネクタ
１５４８コネクタ
１７００ウェッジ締め付け度評価モジュール
１７０２機械的試験アセンブリ
１７１０モジュールハウジング
１７１２装着インターフェース
１７１４締結具
１７１６締結具
１８００電磁コア不完全性検出器モジュール
１８０２電気試験アセンブリ
１８１０モジュールハウジング
１８１２装着インターフェース
１８１４締結具
１８１６締結具
１８４０センサインターフェース
１８４２装着面
１８４４締結具レセプタクル
１８４６コネクタ
１８４８コネクタ
１９００端部領域検査モジュール
１９１０モジュールハウジング
１９１２装着インターフェース
１９１４締結具
１９１６締結具
１９１８コネクタ
１９２０コネクタ
１９２２固定カメラ
１９２４光源
１９２６光源
１９２８光源
１９３０延長部材
１９３２固定マウント
１９３４固定部分
１９３６伸縮部分
１９３８摺動可能に位置決め可能なジョイント
１９４０摺動可能な磁気パッド
１９４２摺動可能な磁気パッド
１９４４摺動可能な磁気パッド
１９４６摺動可能な磁気パッド
１９４８ブラケット
１９５０ブラケット
１９６０回転カメラアセンブリ
１９６２回転ハウジング
１９６４カメラ
１９６６光源
１９６８電子機器モジュール
１９７０モータモジュール
２１００機械的位置決めモジュール
２１０２ギャップ
２１０４第１の表面
２１０６第２の表面
２１０８リップ
２１１０ロボットクローラ
２１２０装着インターフェースハウジング
２１３０機械的位置決めアセンブリ
２１４０センサインターフェースハウジング
２３００積層構成
２３０２クローラセンサインターフェース
２３０４牽引モジュール
２３１０センサモジュール
２３１２モジュールハウジング
２３１４装着インターフェース
２３１６センサインターフェース
２３２０センサモジュール
２３２２モジュールハウジング
２３２４装着インターフェース
２３２６センサインターフェース
２３３０センサモジュール
２３３２モジュールハウジング
２３３４装着インターフェース

Claims

ロボットクローラ（１１０、２１０、５１０、６００、１３１０、２１１０）であって、
折り畳み状態と拡張状態との間で移動可能である拡張可能な本体（１１２、２４６、６１０）と、
前記拡張可能な本体（１１２、２４６、６１０）に取り外し可能に接続され、機械（２２０、５０２）の環状ギャップ（２２０、５２０）内の対向面（２３４、２３６）に係合するように構成された複数の多方向牽引モジュール（１１４、１１６、１１８、２４０、２４２、２４４、６６０、６６２、６６４、８００、１３１２、１３１４、１３１６、２３０４）と、
前記拡張可能な本体（１１２、２４６、６１０）に取り外し可能に接続され、前記複数の多方向牽引モジュール（１１４、１１６、１１８、２４０、２４２、２４４、６６０、６６２、６６４、８００、１３１２、１３１４、１３１６、２３０４）によって位置決めされた複数のセンサモジュール（１２０、１２２、６９２、６９４、６９６、６９８、１３２０、１３２２、１３２４、１３２６、１４００、２３１０、２３２０、２３３０）であって、前記機械（２２０、５０２）の前記環状ギャップ（２２０、５２０）を検査するための複数のセンサタイプを含む複数のセンサモジュール（１２０、１２２、６９２、６９４、６９６、６９８、１３２０、１３２２、１３２４、１３２６、１４００、２３１０、２３２０、２３３０）と、
前記ロボットクローラ（１１０、２１０、５１０、６００、１３１０、２１１０）からの制御信号なしに、前記ロボットクローラ（１１０、２１０、５１０、６００、１３１０、２１１０）を前記拡張状態から前記折り畳み状態に変換するように構成された少なくとも１つの手動緊急解放部（８９０、８９２）と
を含むロボットクローラ（１１０、２１０、５１０、６００、１３１０、２１１０）。
前記複数の多方向牽引モジュール（１１４、１１６、１１８、２４０、２４２、２４４、６６０、６６２、６６４、８００、１３１２、１３１４、１３１６、２３０４）が、回転可能なフレーム内に配置された牽引ローラを含み、前記回転可能なフレームが、軸方向移動のための第１の位置と半径方向移動のための第２の位置との間で制御可能に移動する、請求項１に記載のロボットクローラ（１１０、２１０、５１０、６００、１３１０、２１１０）。
前記複数の多方向牽引モジュール（１１４、１１６、１１８、２４０、２４２、２４４、６６０、６６２、６６４、８００、１３１２、１３１４、１３１６、２３０４）が、少なくとも９０度の弧の周りで回転可能であり、前記複数の多方向牽引モジュール（１１４、１１６、１１８、２４０、２４２、２４４、６６０、６６２、６６４、８００、１３１２、１３１４、１３１６、２３０４）の移動方向を９０度の弧に沿った複数の位置に制御可能に位置決めするための位置エンコーダを含む、請求項１に記載のロボットクローラ（１１０、２１０、５１０、６００、１３１０、２１１０）。
前記複数の多方向牽引モジュール（１１４、１１６、１１８、２４０、２４２、２４４、６６０、６６２、６６４、８００、１３１２、１３１４、１３１６、２３０４）が各々、フラットモードと障害物クリアランスモードとの間で移動可能な一組の位置決め可能なローラ（６７８、６８０、６８２、８３２、８３４、８４０、８４２）を含み、前記一組の位置決め可能なローラ（６７８、６８０、６８２、８３２、８３４、８４０、８４２）の各々が回転軸を有し、前記フラットモードが、前記一組の位置決め可能なローラ（６７８、６８０、６８２、８３２、８３４、８４０、８４２）の各回転軸を第１の平面に整列させ、前記クリアランスモードが、前記一組の位置決め可能なローラ（６７８、６８０、６８２、８３２、８３４、８４０、８４２）の各回転軸を少なくとも２つの異なる平面（８５４、８５６、８５８、８６０）に整列させる、請求項１に記載のロボットクローラ（１１０、２１０、５１０、６００、１３１０、２１１０）。
前記複数の多方向牽引モジュール（１１４、１１６、１１８、２４０、２４２、２４４、６６０、６６２、６６４、８００、１３１２、１３１４、１３１６、２３０４）が、前記複数の多方向牽引モジュール（１１４、１１６、１１８、２４０、２４２、２４４、６６０、６６２、６６４、８００、１３１２、１３１４、１３１６、２３０４）のうちの少なくとも１つに配置された複数のセンサインターフェース（６８４、６８６、６８８、６９０、１５４０、１８４０、２３１６、２３２６）を含み、前記複数のセンサインターフェース（６８４、６８６、６８８、６９０、１５４０、１８４０、２３１６、２３２６）の各々が、前記複数のセンサモジュール（１２０、１２２、６９２、６９４、６９６、６９８、１３２０、１３２２、１３２４、１３２６、１４００、２３１０、２３２０、２３３０）のうちの少なくとも１つのための装着インターフェース（１４１２、１５１２、１７１２、１８１２、１９１２、２３１４、２３２４、２３３４）及びセンサデータチャネルを提供する、請求項１に記載のロボットクローラ（１１０、２１０、５１０、６００、１３１０、２１１０）。
前記折り畳み状態が、前記機械（２２０、５０２）の前記環状ギャップ（２２０、５２０）の入口ギャップ幅（２３２）よりも小さい第１の厚さで前記ロボットクローラ（１１０、２１０、５１０、６００、１３１０、２１１０）を位置決めし、前記拡張状態が、前記入口ギャップ幅（２３２）よりも大きく、前記機械（２２０、５０２）の前記環状ギャップ（２２０、５２０）の作業ギャップ幅以下の第２の厚さで前記ロボットクローラ（１１０、２１０、５１０、６００、１３１０、２１１０）を位置決めし、前記機械（２２０、５０２）が、発電機、電動モータ又はターボ機械から選択される、請求項１に記載のロボットクローラ（１１０、２１０、５１０、６００、１３１０、２１１０）。
前記複数の多方向牽引モジュール（１１４、１１６、１１８、２４０、２４２、２４４、６６０、６６２、６６４、８００、１３１２、１３１４、１３１６、２３０４）が、前部牽引モジュール（１１４、２４２、６６０、６６２、６６４、８００、１３１２、２３０４）、後部牽引モジュール（１１８、２４２、６６０、６６２、６６４、８００、１３１６、２３０４）及び中間牽引モジュール（１１６、２４２、６６０、６６２、６６４、８００、１３１４、２３０４）を含み、前記拡張可能な本体（１１２、２４６、６１０）が、
前記前部牽引モジュール（１１４、２４２、６６０、６６２、６６４、８００、１３１２、２３０４）を前記後部牽引モジュール（１１８、２４２、６６０、６６２、６６４、８００、１３１６、２３０４）に対して第１の方向に動かすための少なくとも１つのリニアアクチュエータ（６５４、６５６、８２２）と、
前記前部牽引モジュール（１１４、２４２、６６０、６６２、６６４、８００、１３１２、２３０４）と前記中間牽引モジュール（１１６、２４２、６６０、６６２、６６４、８００、１３１４、２３０４）との間、及び前記中間牽引モジュール（１１６、２４２、６６０、６６２、６６４、８００、１３１４、２３０４）と前記後部牽引モジュール（１１８、２４２、６６０、６６２、６６４、８００、１３１６、２３０４）との間の少なくとも１つの関節リンク部材（６３０、６３２）であって、前記少なくとも１つのリニアアクチュエータ（６５４、６５６、８２２）が前記後部牽引モジュール（１１８、２４２、６６０、６６２、６６４、８００、１３１６、２３０４）に対して前記前部牽引モジュール（１１４、２４２、６６０、６６２、６６４、８００、１３１２、２３０４）を動かすときに、前記第１の方向に垂直な第２の方向に前記中間牽引モジュール（１１６、２４２、６６０、６６２、６６４、８００、１３１４、２３０４）を動かすための、少なくとも１つの関節リンク部材（６３０、６３２）と
を含む、請求項１に記載のロボットクローラ（１１０、２１０、５１０、６００、１３１０、２１１０）。
前記拡張可能な本体（１１２、２４６、６１０）が、前記複数の多方向牽引モジュール（１１４、１１６、１１８、２４０、２４２、２４４、６６０、６６２、６６４、８００、１３１２、１３１４、１３１６、２３０４）を前記折り畳み状態の平面（８５４、８５６、８５８、８６０）内に位置決めし、前記拡張可能な本体（１１２、２４６、６１０）が、前記環状ギャップ（２２０、５２０）の湾曲と相補的な円弧形状を有する、請求項１に記載のロボットクローラ（１１０、２１０、５１０、６００、１３１０、２１１０）。
前記複数のセンサモジュール（１２０、１２２、６９２、６９４、６９６、６９８、１３２０、１３２２、１３２４、１３２６、１４００、２３１０、２３２０、２３３０）が、ナビゲーションセンサ、目視検査センサ、構造検査センサ又は電気試験センサから選択される複数のセンサタイプを含む、請求項１に記載のロボットクローラ（１１０、２１０、５１０、６００、１３１０、２１１０）。