KR20220118992A - 복수의 센서를 위한 시저 리프트를 갖는 센서 인터페이스 모듈, 및 로봇을 위한 이중 뷰 경로를 갖는 시각적 검사 모듈 - Google Patents

Abstract

검사 로봇을 위한 센서 인터페이스 모듈은 복수의 상이한 센서들 중 선택된 하나의 다양한 반경방향 위치설정을 위한 시저 리프트, 및 복수의 상이한 센서들 중 선택된 하나를 장착하기 위한 범용 센서 마운트를 포함한다. 로봇을 위한 시각적 검사 모듈은, 제1 방향을 향하는 제1 표면, 및 제1 표면을 향해 반대편의 제2 방향을 향하는 이격된 제2 표면을 동시에 시각적으로 검사하기 위한 검사 유닛을 포함한다. 검사 유닛은 제1 시각적 센서 및 제2 시각적 센서를 포함하고, 각각의 시각적 센서는, 제1 방향 및 제2 방향과는 상이한 방향으로 향한다. 제1 반사기가 제1 표면의 이미지를 제1 시각적 센서로 반사하고, 제2 반사기가 제2 표면의 이미지를 제2 시각적 센서로 반사한다. 로봇 시스템은 센서 인터페이스 모듈 및 검사 유닛을 포함할 수 있다.

Description

복수의 센서를 위한 시저 리프트를 갖는 센서 인터페이스 모듈, 및 로봇을 위한 이중 뷰 경로를 갖는 시각적 검사 모듈

본 발명은 하기의 미국 특허 출원들: 발명의 명칭이 "IN-SITU GAP INSPECTION ROBOT SYSTEM AND METHOD"인 제15/652,680호(GE 316383-1); 2017년 7월 18일자로 출원된, 발명의 명칭이 "MODULAR CRAWLER ROBOT FOR IN SITU GAP INSPECTION"인 제15/652,730호(GE 316389-1); 2017년 7월 18일자로 출원된, 발명의 명칭이 "END REGION INSPECTION MODULE AND METHOD FOR IN SITU GAP INSPECTION ROBOT SYSTEM"인 제15/652,771호(GE 316390-1); 2017년 7월 18일자로 출원된, 발명의 명칭이 "OMNIDIRECTIONAL TRACTION MODULE FOR A ROBOT"인 제15/652,859호(GE 318889-1); 및 2017년 7월 18일자로 출원된, 발명의 명칭이 "ACTUATED SENSOR MODULE AND METHOD FOR IN SITU GAP INSPECTION ROBOTS"인 제15/652,805호(GE 318890-1)와 관련된다. 이들 관련 출원 각각의 전체 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.

본 발명은, 또한, 2019년 ___. __자로 출원된, 발명의 명칭이 "TRACTION MODULE FOR ROBOT WITH VARIABLE EXTENSION POSITIONS"인, 동시 출원된 미국 특허 출원 제__/___,___호와 관련된다.

본 발명은 기계류의 검사를 위한 로봇에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 복수의 상이한 센서를 위한 시저 리프트(scissor lift) 및 범용 센서 마운트를 포함하는 센서 인터페이스 모듈, 및 기계의 2개 이상의 표면을 검사하기 위한 이중 뷰 경로를 갖는 시각적 검사 모듈에 관한 것이다.

발전기, 전기 모터, 또는 터보기계의 시각적 및/또는 전기적 검사는 주기적으로 수행되어야 한다. 예를 들어, 발전기는 스테이터 웨지 밀착도(stator wedge tightness), 시각적 표면 이상, 코어 결함, 낮은 플럭스 등에 대해 현장에서 주기적으로 검사 및 시험될 수 있다. 발전기/스테이터 검사 및 시험 절차는 임의의 검사 또는 시험이 유닛에 대해 수행될 수 있기 전에 스테이터의 완전한 분해 및 스테이터로부터의 발전기 로터의 제거를 필요로 할 수 있다. 로터의 분해 및 제거 비용, 이러한 프로세스에 걸리는 시간, 및 로터 제거의 위험이 그러한 검사의 빈도에 영향을 미칠 수 있다.

발전기의 현장 검사는 폴(pole), 트롤리(trolley), 스코프(scope), 및 로터 터닝 기법을 채용하여 수행되었다. 이들 절차는 완전한, 적시의 또는 안전한 방식으로 검사 작업을 달성하지 못할 수 있다.

코어 철과 유지 링 사이의 반경방향 에어 갭을 통해 삽입될 수 있는 로봇 크롤러(robotic crawler)의 사용은 로터 및 스테이터 코어의 현장 검사를 허용한다. 크롤러는 접힌 위치에서 갭 내로 삽입될 수 있고, 예컨대 전기 액추에이터에 의해, 에어 갭의 폭까지 확장될 수 있다. 크롤러는 기술자에 의해 원격으로 제어될 수 있고, 크롤러가 선택된 위치로 구동됨에 따라 에어 갭 내에서 발전기 로터 및 스테이터 검사를 수행하기 위해 비디오 시각적 센서 및 다른 검사 도구를 제공한다. 크롤러는 내비게이션 및 시각적 검사 둘 모두를 위해 비디오를 사용하여 에어 갭 내에서 기술자에 의해 조작될 수 있다.

로터 및 스테이터 코어의 현장 검사를 위해 다양한 센서가 로봇 크롤러에 장착될 수 있다. 하나의 접근법은 센서를 평행사변형 유형 병렬 리프트로 로봇 크롤러에 장착한다. 평행사변형 유형 병렬 리프트는 접힌 위치에서 갭 내로 삽입될 수 있고, 환형 갭의 표면들 중 하나 이상에 대해 병렬 구성으로 센서를 위치시키도록 확장될 수 있다. 센서는 스테이터 웨지 충격 시험과 같은 소정 유형의 시험에 필요한 저항을 제공하지 않는, 평행사변형 유형 병렬 리프트의 단부에 있는 아암에 장착된다. 평행사변형 유형 병렬 리프트는, 또한, 접힌 상태에서, 확장 상태에서는 필요하지 않은 축방향으로의 소정 양의 공간을 필요로 한다. 결과적으로, 이러한 유형의 센서 마운트는 그러한 공간이 존재하는 곳으로 적용이 제한될 수 있다.

다른 문제는 로터 및 스테이터 코어의 이미지를 효율적인 방식으로 획득하는 것에 관한 것이다. 현재의 접근법은 로터 및/또는 스테이터 코어를 직접 조준하는 하나 이상의 시각적 센서를 채용한다. 시각적 센서는 크기와 광학 초점 거리가 제한된다.

본 발명의 제1 태양은, 로봇을 위한 시각적 검사 모듈로서, 모듈 하우징; 모듈 하우징을 로봇의 몸체 프레임에 장착하기 위해 모듈 하우징에 결합되는 장착 인터페이스; 및 제1 방향을 향하는 제1 표면, 및 제1 표면을 향해 반대편의 제2 방향을 향하는 이격된 제2 표면을 동시에 시각적으로 검사하기 위한 검사 유닛을 포함하고, 검사 유닛은: 제1 시각적 센서 및 제2 시각적 센서 - 각각의 시각적 센서는, 제1 방향 및 제2 방향과는 상이한 제3 방향으로 향함 -, 제1 표면의 이미지를 제1 시각적 센서로 반사하도록 구성되는 제1 반사기, 및 제2 표면의 이미지를 제2 시각적 센서로 반사하도록 구성되는 제2 반사기를 포함하는, 시각적 검사 모듈을 제공한다.

본 발명의 제2 태양은, 로봇을 위한 센서 인터페이스 모듈로서, 모듈 하우징; 모듈 하우징을 로봇의 몸체 프레임에 장착하기 위해 모듈 하우징에 결합되는 장착 인터페이스; 센서 마운트 - 센서 마운트는 복수의 상이한 센서들 중 선택된 하나를 센서 마운트에 연결하도록 구성되는 공통 센서 연결 포트를 포함하고, 각각의 센서는 센서 마운트 상의 공통 센서 연결 포트와 정합하도록 구성되는 연결 부재를 포함함 -; 센서 마운트를 제1 표면 및 제2 표면에 실질적으로 평행하게 유지하기 위한 시저 리프트 - 제1 표면은 제1 방향을 향하고, 이격된 제2 표면은 제1 표면을 향해 반대편의 제2 방향을 향함 -; 및 모듈 하우징으로부터의 확장 위치와 모듈 하우징 내의 후퇴 위치 사이에서 시저 리프트를 이동시키도록 구성되는 전동 변속기를 포함하는, 센서 인터페이스 모듈을 제공한다.

제3 태양은, 로봇 시스템으로서, 로봇 크롤러; 및 센서 인터페이스 모듈 - 센서 인터페이스 모듈은: 모듈 하우징, 모듈 하우징을 로봇 크롤러의 몸체 프레임에 장착하기 위해 모듈 하우징에 결합되는 장착 인터페이스, 센서 마운트로서, 복수의 상이한 센서들 중 선택된 하나를 센서 마운트에 연결하도록 구성되는 공통 센서 연결 포트를 포함하는, 상기 센서 마운트, 센서 마운트를 제1 표면 및 제2 표면에 실질적으로 평행하게 유지하기 위한 시저 리프트로서, 제1 표면은 제1 방향을 향하고, 이격된 제2 표면은 제1 표면을 향해 반대편의 제2 방향을 향하는, 상기 시저 리프트, 및 모듈 하우징으로부터의 확장 위치와 모듈 하우징 내의 후퇴 위치 사이에서 시저 리프트를 이동시키도록 구성되는 모터를 포함함 -; 센서 마운트에 작동가능하게 결합되는 시각적 검사 모듈 - 시각적 검사 모듈은: 센서 마운트 상의 공통 센서 연결 포트와 정합하도록 구성되는 연결 부재, 및 제1 방향을 향하는 제1 표면, 및 제1 표면을 향해 반대편의 제2 방향을 향하는 이격된 제2 표면을 동시에 시각적으로 검사하기 위한 검사 유닛으로서, 검사 유닛은: 제1 시각적 센서 및 제2 시각적 센서로서, 각각의 시각적 센서는, 제1 방향 및 제2 방향과는 상이한 제3 방향으로 향하는, 상기 제1 시각적 센서 및 상기 제2 시각적 센서, 제1 표면의 이미지를 제1 시각적 센서로 반사하도록 구성되는 제1 반사기, 및 제2 표면의 이미지를 제2 시각적 센서로 반사하도록 구성되는 제2 반사기를 포함하는, 상기 검사 유닛을 포함함 -; 및 로봇 크롤러, 센서 인터페이스 모듈 및 검사 유닛을 제어하기 위해 로봇 크롤러, 센서 인터페이스 모듈 및 검사 유닛과 통신하는 제어 시스템을 포함하는, 로봇 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 예시적인 태양은 본 명세서에서 설명되는 문제 및/또는 논의되지 않은 다른 문제를 해결하기 위해 마련된다.

본 발명의 이들 및 다른 특징부는 본 발명의 다양한 실시예를 도시하는 첨부 도면과 함께 취해진 본 발명의 다양한 태양들의 하기의 상세한 설명으로부터 더욱 용이하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 현장 갭 검사를 위한 예시적인 시스템의 다이어그램을 도시한다.
도 2는 기계 내로의 로봇 크롤러의 갭 삽입의 측단면도를 도시한다.
도 3은 기계의 환형 갭 내에 있는 확장된 로봇 크롤러의 측단면도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 기계의 환형 갭 내에 있는 확장된 로봇 크롤러의 사시 절결도를 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 기계의 환형 갭 내에서의 로봇 크롤러의 예시적인 검사 경로를 도시한다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 확장 상태에 있는 로봇 크롤러의 사시도를 도시한다.
도 7은 접힌 상태에 있는 도 6의 로봇 크롤러의 평면도를 도시한다.
도 8은 접힌 상태에 있는 도 6의 로봇 크롤러의 단부도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 시각적 검사 모듈의 사시도를 도시한다.
도 10은 도 9의 시각적 검사 모듈의 일부분의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 11은 도 10의 선 11-11을 따른, 작동 중인 시각적 검사 모듈의 단면도를 도시한다.
도 12는 도 10의 선 12-12를 따른, 작동 중인 시각적 검사 모듈의 단면도를 도시한다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 시각적 검사 모듈의 일부의 확대 사시도를 도시한다.
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 평탄한 위치에 있는 시각적 검사 모듈 및 평탄하지 않은 위치에 있는 시각적 검사 모듈의 측면도를 도시한다.
도 15는 본 발명의 대안적인 실시예에 따른, 시각적 검사 모듈의 사시도를 도시한다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 확장 위치에 있는 센서 인터페이스 모듈의 사시도를 도시한다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 후퇴된 평탄화된 위치에 있는 센서 인터페이스 모듈의 사시도를 도시한다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 예시적인 센서를 갖는 범용 센서 연결 포트의 확대 사시도를 도시한다.
도 19는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 작동 중인 센서 인터페이스 모듈의 측면도를 도시한다.
도 20은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 확장 위치에 있는 센서 인터페이스 모듈의 사시도를 도시한다.
도 21은 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 후퇴된 평탄화된 위치에 있는 센서 인터페이스 모듈의 정면도를 도시한다.
도 22는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 확장 위치에 있는 센서 인터페이스 모듈의 정면도를 도시한다.
도 23은 센서 인터페이스 모듈의 센서 마운트 및 시저 리프트가 제거된 상태의, 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 센서 인터페이스 모듈을 위한 후퇴가능 슬라이더의 사시도를 도시한다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른, 예시적인 센서를 갖는 센서 인터페이스 모듈의 사시도를 도시한다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른, 다른 예시적인 센서를 갖는 센서 인터페이스 모듈의 사시도를 도시한다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른, 또 다른 예시적인 센서를 갖는 센서 인터페이스 모듈의 사시도를 도시한다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른, 또 다른 예시적인 센서를 갖는 센서 인터페이스 모듈의 사시도를 도시한다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른, 다른 비상 해제부를 갖는 센서 인터페이스 모듈의 사시도를 도시한다.
도 29는 비해제 위치에 있는 도 28의 비상 해제부의 확대 사시도를 도시한다.
도 30은 초기 해제 위치에 있는 도 28의 비상 해제부의 확대 사시도를 도시한다.
도 31은 완전 해제 위치에 있는 도 28의 비상 해제부의 확대 사시도를 도시한다.
본 발명의 도면이 반드시 축척대로 그려진 것은 아님에 유의한다. 도면은 본 발명의 전형적인 태양만을 도시하도록 의도되고, 따라서 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다. 도면에서, 동일한 도면 부호는 도면들 사이의 동일한 요소를 나타낸다.

하기의 설명에서는, 본 명세서의 일부를 형성하고, 본 교시 내용이 실시될 수 있는 특정 예시적 실시예가 예시로서 도시되어 있는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 교시 내용을 실시하는 것을 가능하게 하기에 충분히 상세히 설명되어 있고, 다른 실시예가 사용될 수 있고 본 교시 내용의 범주로부터 벗어남이 없이 변경이 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 하기의 설명은 단지 예시적인 것이다.

더욱이, 몇몇 설명 용어가 본 명세서에서 규칙적으로 사용될 수 있고, 이 섹션의 시작 시 이들 용어를 정의하는 것이 도움이 될 것이다. 달리 언급되지 않는 한, 이러한 용어 및 이들의 정의는 하기와 같다. 중심축에 관련하여 상이한 원주방향 위치들에 있는 부품들을 설명하는 것이 종종 요구된다. 용어 "반경방향"은 축, 예컨대 기계의 축에 수직인 이동 또는 위치를 지칭한다. 이와 같은 경우에, 제1 구성요소가 제2 구성요소보다 축에 더 가깝게 존재하는 경우, 제1 구성요소가 제2 구성요소의 "반경방향 내향" 또는 "내측"에 있다고 본 명세서에서 언급될 것이다. 반면에, 제1 구성요소가 제2 구성요소보다 축으로부터 더 멀리 존재하는 경우, 제1 구성요소가 제2 구성요소의 "반경방향 외향" 또는 "외측"에 있다고 본 명세서에서 언급될 수 있다. 용어 "축방향"은 축, 예컨대 기계의 로터 축에 평행한 이동 또는 위치를 지칭한다. 마지막으로, 용어 "원주방향"은 축을 중심으로 하는 이동 또는 위치를 지칭한다. 그러한 용어가, 예컨대 발전기, 전기 모터 또는 터보기계의 다양한 기계 구성의 중심축에 관하여 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

더욱이, 몇몇 설명 용어들이 이하에서 설명되는 바와 같이 본 명세서에서 규칙적으로 사용될 수 있다. 용어 "제1", "제2", 및 "제3"은 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위해 상호교환가능하게 사용될 수 있으며, 개별 구성요소의 위치 또는 중요성을 나타내려는 의도는 아니다.

본 명세서에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 의도는 아니다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 단수 형태("a", "an" 및 "the")는 문맥상 명백히 달리 지시하지 않는 한 복수의 형태를 또한 포함하는 것으로 의도된다. 본 명세서에 사용될 때, 용어 "포함한다" 및/또는 "포함하는"은 언급된 특징부, 완전체(integer), 단계, 작동, 요소, 및/또는 구성요소의 존재를 명시하지만, 하나 이상의 다른 특징부, 완전체, 단계, 작동, 요소, 구성요소, 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 부가를 배제하지 않는 것을 추가로 이해할 것이다. "선택적인" 또는 "선택적으로"는 후속적으로 서술되는 사건 또는 상황이 발생하거나 발생하지 않을 수 있다는 것을, 그리고 설명이 사건이 발생하는 경우 및 그렇지 않은 경우를 포함한다는 것을 의미한다.

요소 또는 층이 다른 요소 또는 층 "상에" 있는, 그에 "맞물리는", 그로부터 "맞물림해제되는", 그에 "연결되는", 또는 그에 "결합되는" 것으로 언급되는 경우, 그것은 직접적으로 다른 요소 또는 층 상에 있을 수 있거나, 그에 맞물릴 수 있거나, 그에 연결될 수 있거나, 그에 결합될 수 있거나, 또는 개재되는 요소 또는 층이 존재할 수 있다. 대조적으로, 요소가 다른 요소 또는 층 "상에 직접" 있는, 그"에 직접 맞물리는", 그"에 직접 연결되는", 또는 그"에 직접 결합되는" 것으로 언급될 때, 개재되는 요소 또는 층이 존재하지 않을 수 있다. 요소들 사이의 관계를 설명하기 위해 사용되는 다른 단어는 유사한 형태(예를 들어, "사이에" 대 "사이에 직접적으로", "인접한" 대 "직접 인접한", 등)로 해석되어야 한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "및/또는"은, 연관된 열거된 항목들 중 하나 이상의 항목의 임의의 그리고 모든 조합을 포함한다.

본 발명의 실시예는 시각적 검사 모듈을 사용하는 로봇 및 로봇 시스템을 위한 시각적 검사 모듈을 제공한다. 로봇은 로봇 크롤러와 같은 다양한 형태를 취할 수 있다. 발전기와 같은 기계 내의, 예컨대 코어 철과 유지 링 사이의 환형 갭을 통해 삽입될 수 있는 로봇 크롤러를 채용한 로봇의 사용은 로터 및 스테이터 코어와 같은 기계 부품의 현장 검사를 허용한다. 로봇 크롤러는 접힌 위치에서 환형 갭 내로 삽입될 수 있고, 에어 갭의 폭까지 확장될 수 있다. 하나 이상의 견인 모듈이 로봇 크롤러의 이동을 구동할 수 있다. 크롤러는 기술자에 의해 원격으로 제어될 수 있고, 로봇 크롤러가 선택된 위치로 구동됨에 따라 환형 갭 내에서 발전기 로터 및 스테이터 검사를 수행하기 위해 비디오 시각적 센서 및 다른 검사 도구를 제공한다. 크롤러는 내비게이션 및 시각적 검사 둘 모두를 위해 비디오를 사용하여 환형 갭 내에서 기술자에 의해 조작될 수 있다. 시각적 검사 모듈은 모듈 하우징; 및 모듈 하우징을 로봇의 몸체 프레임에 장착하기 위해 모듈 하우징에 결합되는 장착 인터페이스를 포함한다. 검사 유닛이 제1 방향을 향하는 제1 표면, 및 제1 표면을 향해 반대편의 제2 방향을 향하는 이격된 제2 표면을 동시에 시각적으로 검사한다. 검사 유닛은 제1 시각적 센서 및 제2 시각적 센서를 포함하고, 각각의 시각적 센서는, 제1 방향 및 제2 방향과는 상이한 제3 방향으로 향하며, 제1 반사기가 제1 표면의 이미지를 제1 시각적 센서로 반사하고, 제2 반사기가 제2 표면의 이미지를 제2 시각적 센서로 반사한다. 반사기를 갖는 시각적 센서는 증가된 광학 초점 거리를 갖는 더 큰 시각적 센서의 사용을 허용하여, 그에 따라 이미지의 더 양호한 해상도 및 더 낮은 왜곡을 제공한다. 이미지는 함께 스티칭(stitching)될 수 있다.

도 1을 참조하면, 현장 갭 검사를 위한 예시적인 로봇 시스템(100)이 도시되어 있다. 로봇 시스템(100)은 로봇 크롤러(110)와 같은 로봇(108), 테더 릴(tether reel)(130), 및 제어 시스템(150)을 포함할 수 있다. 로봇 크롤러(110)는 기계의 자율 또는 반자율 검사를 수행하기 위해 기계 내의 환형 갭 내로 입구 갭을 통해 삽입되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 로봇 크롤러(110)는 접힌 상태 또는 확장 상태에서 작동할 수 있는 접을 수 있는 로봇일 수 있으며, 그의 접힌 상태에서 좁은 입구 갭을 통해 삽입될 수 있고, 그가 환형 갭의 서로 반대편인 표면들과 맞물리도록 더 넓은 갭 폭으로 확장될 수 있다. 로봇 크롤러(110)는 도 1에 그의 확장 상태로 도시되어 있다. 일단 환형 갭 내에 있으면, 로봇 크롤러(110)는 환형 갭을 내비게이팅할 수 있고, 하나 이상의 센서 모듈을 사용하여 그의 이동 동안 또는 환형 갭 내의 다양한 원하는 크롤러 위치에서 다양한 검사 시험을 수행할 수 있다. 로봇 크롤러(110)는, 축 방향으로의 전진 및 후진 이동과 원주 방향으로의 양방향 측방향 이동을 포함한 다방향 이동을 위해 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 로봇 크롤러(110)는, 축 방향 및 원주 방향에 더하여, 축 방향과 원주 방향 사이의 임의의 배향으로의 양방향 이동을 포함하는 전방향 이동을 위해 구성될 수 있다. 예를 들어, 로봇 크롤러(110)는 360도 호에서 임의의 방향으로 이동하도록 그리고 그의 이동 방향을 360도 호에서, 축 방향과 원주 방향 사이의 그리고 그로부터 각을 이루는 복수의 방향을 포함한 임의의 배향으로 자유롭게 변경하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 로봇 크롤러(110)는, 로봇 크롤러(110)에 연결되고 작동 동안 기계 밖으로 연장되는 테더(132)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 테더(132)는 로봇 크롤러(110)가 그 자체의 전력으로 환형 갭 밖으로 내비게이팅할 수 없는 경우에 로봇 크롤러(110)의 회수를 가능하게 하기 위해 로봇 크롤러(110)에 연결된 케이블일 수 있다. 일부 실시예에서, 테더(132)는 시험 시스템 또는 로봇 작동을 지원하기 위한 유선 통신 채널 및/또는 원격 전원 및/또는 공압 또는 유압 라인을 위한 로봇 크롤러(110)로부터의 물리적 연결을 제공할 수 있다. 테더 릴(130)은 환형 갭 내에서의 로봇 크롤러(110)의 작동 동안 테더(132) 상의 장력 및/또는 느슨함을 조정하도록 자동화되어, 사용자가 테더의 위치를 수동으로 관리하지 않고서, 로봇 크롤러(110)가 다양한 내비게이션 경로를 내비게이팅하고 검사 루틴을 수행할 수 있게 할 수 있다. 제어 시스템(150)은 로봇 크롤러(110)와 통신하여 로봇 크롤러(110)에 제어 신호를 제공하고 로봇 크롤러(110)로부터 센서, 내비게이션, 및/또는 다른 작동 데이터를 수신할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어 시스템(150)은 테더(132)에 직접 또는 테더 릴(130)을 통해 전기적으로 연결될 수 있고, 전기적 연결부는 전력 채널 및 통신 채널 중 하나 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 제어 시스템(150)은 기계의 환형 갭 내에서의 검사 전개 동안 사용자가 로봇 크롤러(110)를 모니터링, 평가, 보완 및/또는 제어하기 위한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.

일부 실시예에서, 로봇 크롤러(110)는, 상이한 검사 작업을 위해 재구성될 수 있고 개별 모듈의 효율적인 유지보수, 교체 및/또는 업그레이드를 가능하게 할 수 있는 모듈식 로봇이다. 로봇 크롤러(110)는, 발전기, 전기 모터, 또는 터보기계 내의 환형 갭을 내비게이팅하기 위한, 확장가능 몸체(112)와 같은 몸체 프레임을 포함할 수 있다. 확장가능 몸체(112)는 다양한 모듈을 서로에 대해 수용하고 위치시키며 연결할 수 있다. 일부 실시예에서, 확장가능 몸체(112)는 복수의 견인 모듈(114, 116, 118)을 수용한다. 예를 들어, 로봇 크롤러(110)는 3개의 견인 모듈(114, 116, 118), 즉 전방 견인 모듈(114), 중간 견인 모듈(116), 및 후방 견인 모듈(118)을 포함할 수 있으며, 여기에서 전방 견인 모듈(114) 및 후방 견인 모듈(118)은 환형 갭 내의 제1 표면과 맞물리도록 구성되고, 중간 견인 모듈(116)은 환형 갭 내의 반대편 제2 표면과 맞물리도록 구성된다. 견인 모듈(114, 116, 118)은, 환형 갭 내에서의 축방향 및 원주방향 이동 둘 모두를 포함하여, 로봇 크롤러(110)를 다수의 방향으로 이동시킬 수 있는 다방향 견인 모듈일 수 있다. 로봇 크롤러(110)는, 내비게이션, 장애물 회피 및/또는 시각적 검사를 위한 시각적 센서와 같은 복수의 센서 모듈(120, 122)을 추가로 포함할 수 있다. 시각적 검사의 관점에서, 센서 모듈(120, 122)은 본 명세서에서 설명되는 시각적 검사 모듈(700)(예컨대, 도 13 참조)과 함께 또는 그것 없이 사용될 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈(120, 122)은 중간 견인 모듈(116)의 전방 측부 및 후방 측부에 몸체 프레임 상의 센서 인터페이스를 통해 부착될 수 있고, 환형 갭의 인접 표면을 검사하기 위한 하나 이상의 상향 대면 시각적 센서뿐만 아니라, 전방 및 후방 대면 내비게이션 카메라들 둘 모두를 제공할 수 있다. 로봇 크롤러(110)는, 또한, 일반적으로 호환가능 단부 커넥터(134) 및 체결구(136, 138)를 갖는, 테더(132)를 탈착가능하게 수용하기 위한 하나 이상의 테더 커넥터(124, 126)를 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 테더 릴(130)은 로봇 크롤러(110)의 작동 동안 필요에 따라 장력을 조정하기 위해 테더(132)를 수용, 해제 및 스풀링(spooling)할 수 있는 자동화된 테더 릴이다. 예를 들어, 테더 릴(130)은 서보 모터(142) 및 장력 관리 로직(144)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 토크/전류 제어 모드에서 작동하는 서보 모터(142)는 테더(132)가 테더 릴(130)로 들어감에 따른 테더 상의 장력의 변화를 검출할 수 있고, 장력 관리 로직(144)은 폐루프 제어 하에서 테더(132)를 감거나 풀기 위해 서보 모터(142)를 사용하여 허용가능 장력 범위를 유지하기 위한 알고리즘을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 테더(132)는 테더 릴(130)에 대한 고정 연결부(146)를 가질 수 있고, 별개의 와이어(148)가 제어 시스템(150)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 와이어(148)는, 로봇 크롤러(110)를 테더링하는 데 요구되는 기계적 특성을 제공하지 않고서, 통신 및/또는 전력 채널을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 테더 릴(130)은 제어 시스템(150)으로부터 테더 릴(130)에 대한 제어 신호를 수신하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템(150)은 장력 제어 또는 모터 파라미터를 조정하고/하거나 테더 릴(130)의 작동을 수동으로 중단(override)시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 로봇 크롤러(110)는 테더 없이 작동할 수 있고/있거나, 그 자체의 전력(예컨대, 배터리)을 보유할 수 있고/있거나, 제어 시스템(150)과의 무선 통신을 사용할 수 있다.

일부 실시예에서, 제어 시스템(150)은 컴퓨팅 시스템(152)을 포함할 수 있다. 컴퓨팅 시스템(152)은 로봇 크롤러(110)를 작동시키기 위한 복수의 프로그램 제어부 및 사용자 인터페이스(들)를 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 컴퓨팅 시스템(152)은, 개인용 컴퓨터, 워크 스테이션, 모바일 디바이스, 또는 (범용 컴퓨팅 컴포넌트 및 운영 체제를 사용하는) 산업용 제어 시스템 내의 임베디드 시스템과 같은 범용 컴퓨팅 디바이스이다. 일부 실시예에서, 컴퓨팅 시스템(152)은 로봇 시스템(100)의 작동을 제어하는 작업을 위한 특수 데이터 프로세싱 시스템일 수 있다. 컴퓨팅 시스템(152)은 버스에 의해 상호연결되는 적어도 하나의 메모리(154), 프로세서(156), 및 입력/출력(I/O) 인터페이스(158)를 포함할 수 있다. 추가로, 컴퓨팅 시스템(152)은, 로봇 크롤러(110), 테더 릴(130), 및 네트워크 리소스와 같은 연결형 시스템을 포함한 외부 I/O 디바이스/리소스 및/또는 저장 시스템과의 통신을 포함할 수 있다. 일반적으로, 프로세서(156)는 메모리(154) 및/또는 저장 시스템에 저장된, 검사 제어 모듈(160)과 같은 컴퓨터 프로그램 코드를 실행한다. 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하는 동안, 프로세서(156)는 (I/O 인터페이스(158)를 통해) 메모리(154), 저장 시스템, 및 I/O 디바이스에/로부터 데이터를 판독 및/또는 기록할 수 있다. 버스는 컴퓨팅 시스템(152) 내의 컴포넌트들 각각 사이의 통신 링크를 제공한다. I/O 디바이스는 사용자가 컴퓨팅 시스템(152)과 상호작용할 수 있게 하는 임의의 디바이스(예컨대, 키보드, 포인팅 디바이스, 디스플레이 등)를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 시스템(152)은 하드웨어와 소프트웨어의 다양한 가능한 조합만을 나타낸다. 예를 들어, 프로세서는 단일 프로세싱 유닛을 포함할 수 있거나, 또는 예컨대 클라이언트 및 서버 상의 하나 이상의 위치에서 하나 이상의 프로세싱 유닛에 걸쳐 분산될 수 있다. 유사하게, 메모리 및/또는 저장 시스템은 하나 이상의 물리적 위치에 상주할 수 있다. 메모리 및/또는 저장 시스템은, 자기 매체, 광학 매체, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM) 등을 포함하는 다양한 유형의 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 컴퓨팅 시스템(152)은, 유선(직렬, USB, 이더넷 등) 또는 무선(802.11, 블루투스 등) 연결을 통해 로봇 크롤러(110)와 통신하고 로봇 시스템(100)을 위한 애플리케이션 소프트웨어를 실행하는 랩톱 컴퓨터이다. 일부 실시예에서, 컴퓨팅 시스템(152)의 기능들 중 일부 또는 전부는 하나 이상의 사용자 인터페이스 및/또는 원격 데이터 저장소에 대한 무선 통신이 있거나 없는, 온 보드 제어 모듈과 같은 통합 컴퓨팅 시스템을 사용하는 온 보드 로봇 크롤러(110)일 수 있다.

일부 실시예에서, 컴퓨팅 시스템(152)은 로봇 크롤러(110)를 제어하기 위한 하나 이상의 애플리케이션 프로그램, 데이터 소스, 및/또는 기능 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 시스템(152)은, 로봇 크롤러(110)에 제어 신호를 제공하고 그로부터 데이터를 수신하기 위해 데이터 소스(162, 164, 166, 168)와 함께 작동하는 검사 제어 모듈(160)을 포함할 수 있다. 검사 제어 모듈(160)은 시각적 디스플레이 모듈(170)을 제공할 수 있다. 예를 들어, 로봇 크롤러(110) 상의 시각적 센서에 의해 수집된 시각적 데이터는 하나 이상의 비디오 피드를 위한 그래픽 사용자 인터페이스와 같은 시각적 디스플레이 모듈(170)에 의해 디스플레이될 수 있다. 일부 실시예에서, 로봇 크롤러(110)로부터의 시각적 데이터는 시각적 디스플레이 모듈(170)에 의한 사용을 위해 시각적 데이터 소스(164)에 저장될 수 있고/있거나, 다른 사용자 또는 시스템에 의한 사용을 포함한 추후 사용을 위해 시각적 데이터의 선택적, 일시적 및/또는 아카이벌(archival) 저장소에 저장될 수 있다. 데이터 디스플레이 모듈(172)은, 프로세싱된 시각적 데이터 및 결과적인 계산 또는 분석을 포함한 다른 시험 데이터의, 시각적 디스플레이를 포함한 디스플레이를 제공할 수 있다. 예를 들어, 데이터 디스플레이 모듈(172)은 로봇 크롤러(110)로부터의 센서 및 내비게이션 데이터를 사용한 하나 이상의 시험 프로토콜로부터의 시험 결과를 위한 그래픽 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 로봇 크롤러(110)로부터의 시험 데이터는 데이터 디스플레이 모듈(172)에 의한 사용을 위해 시험 데이터 소스(166)에 저장될 수 있고/있거나, 다른 사용자 또는 시스템에 의한 사용을 포함한 추후 사용을 위해 시험 데이터의 선택적, 일시적 및/또는 아카이벌 저장소에 저장될 수 있다. 데이터 디스플레이 모듈(172)은 시험 데이터가 로봇 크롤러(110)에 의해 수집됨에 따른 시험 데이터의 실시간 디스플레이, 및/또는 시험 데이터 소스(166)로부터의 시험 데이터를 보고. 집계하고, 분석하고, 시각화하고, 선택하고, 그리고/또는 보고하기 위한 하나 이상의 기능을 포함할 수 있다. 자율 내비게이션 모듈(174)은 기계의 환형 갭 내에서의 로봇 크롤러(110)의 내비게이션을 위한 프로토콜 또는 일련의 커맨드를 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 자율 내비게이션 모듈(174)은 사용자가 검사 경로 데이터 소스(162)에 저장된 복수의 검사 경로로부터 검사 경로를 선택할 수 있게 한다. 예를 들어, 검사 경로는 로봇 크롤러(110)가 환형 갭 내의 하나 이상의 위치에서 하나 이상의 검사 작업을 완료하기 위해 환형 갭 내에서 따라야 하는 물리적 경로로서 정의될 수 있다. 검사 경로는 축방향 및 원주방향 거리를 한정하는 하나 이상의 기계의 물리적 도식 또는 파라미터에 기초할 수 있다. 검사 경로는, 또한, 내비게이션을 위한 특정 관심 특징부(예컨대, 피해야 할 표면 특징부) 또는 시험을 위한 특정 관심 특징부(예컨대, 특정 시험을 수행하기 위한 위치 또는 대응하는 크롤러 위치)와 관련된 파라미터 및 위치를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 검사 경로는 크롤러 커맨드들의 시퀀스의 관점에서 저장되고 한정될 수 있다.

자율 내비게이션 모듈(174)은, 일단 자율 작동이 개시되면, 로봇 크롤러(110)가 사용자 개입 없이 크롤러 커맨드들의 시퀀스를 수신하고 실행함으로써, 자율 내비게이션을 가능하게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 자율 내비게이션 모듈(174)은, 일단 개시되면 사용자 개입을 필요로 하지 않는 완전 자율 검사 루틴을 가질 수 있거나, 또는 잠재적으로 내비게이션, 시각적 또는 시험 데이터 피드백에 기초하여, 사용자에 의해 원하는 시퀀스로 개시되는, 특정 이동 패턴, 위치 변경 또는 시험 프로토콜과 같은 복수의 검사 서브루틴을 포함할 수 있다. 수동 내비게이션 모듈(176)은, 로봇 크롤러(110)를 조종하거나 달리 제어하는 능력을 사용자에게 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 수동 내비게이션 모듈(176)은 자동화된 제어를 개시하기 위한 초기 위치를 확립하기 위해 제공될 수 있고/있거나, 문제, 예외, 또는 특정 시험 프로토콜(예를 들어, 추가 데이터 수집을 필요로 하는 초기 시험 결과)에 응답하여 사용자가 자동화된 제어를 중단시키도록 허용할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어 시스템(150)은, 내비게이션, 센서 전개 및 다양한 시험 프로토콜 수행을 위해, 조이스틱 및 다른 촉각적 제어부와 같은, 로봇 크롤러(110)를 수동으로 제어하기 위한 하나 이상의 사용자 I/O 인터페이스를 포함할 수 있다.

검사 모듈(178)은 하나 이상의 센서 모듈을 사용하여 다양한 검사 프로토콜을 위한 복수의 루틴을 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 센서 프로토콜이 검사 모듈(178)에 의한 사용을 위해 센서 프로토콜 데이터 소스(168)에 저장된다. 예를 들어, 시각적 검사 프로토콜은, 한정된 내비게이션 경로를 따라 로봇 크롤러(110) 상의 하나 이상의 센서 모듈(120, 122) 및/또는 시각적 검사 모듈(700)(예컨대, 도 13 참조)로부터 시각적 데이터를 활성화 및 캡처하여, 캡처된 시각적 데이터를 기계에 의한 위치 정보에 매핑할 수 있게 하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 다양한 페이싱(facing)을 갖는 복수의 시각적 센서 및/또는 위치설정가능 시각적 센서가 하나 이상의 센서 모듈(120, 122)에 존재할 수 있고, 시각적 검사 모듈(700)(예컨대, 도 13 참조)은 로봇 크롤러(110) 및 그의 다양한 시각적 센서의 선택적 활성화 및 위치설정을 포함할 수 있다. 검사 모듈(178)에 의해 실행되는 검사 프로토콜은 내비게이션 요소(내비게이션 경로, 자율 위치설정, 및/또는 수동 위치설정)와 센서 프로토콜(위치 요건, 전개, 활성화, 타이밍/샘플링, 파라미터 등)의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 검사 모듈(178)은 시각적 데이터 소스(164) 및 시험 데이터 소스(166)에의 시각적 데이터 및 시험 데이터의 저장 및/또는 시각적 디스플레이 모듈(170)에 의한 시각적 데이터의 그리고 데이터 디스플레이 모듈(172)에 의한 시험 데이터의 디스플레이를 한정할 수 있다.

크롤러 구성 모듈(180)은 로봇 크롤러(110)의 임의의 주어진 구성에 대한 모듈 및 관련 능력과 프로토콜의 구성에 관한 데이터를 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 크롤러 구성 모듈(180)은 사용자가 검사 프로토콜을 주어진 시험 전개에 이용가능한 리소스와 매칭시키는 것을 돕기 위해 크롤러 구성을 기계 사양 및 센서 프로토콜에 매핑할 수 있다. 예를 들어, 센서 모듈의 주어진 구성은 로봇 크롤러(110)의 시험 능력을 한정할 수 있고, 이들 센서 모듈을 활용하기 위한 특정 검사 프로토콜을 추천할 수 있다. 일부 실시예에서, 크롤러 구성 모듈(180)은 센서 모듈 및 관련 능력의 라이브러리를 포함할 수 있고, 원하는 검사 프로토콜을 위한 로봇 크롤러(110)의 사용자 재구성을 지원할 수 있다. 크롤러 구성 모듈(180)은, 또한, 로봇 크롤러(110)를 제어하는 데 사용될 수 있는 크롤러 커맨드들(184)의 세트를 한정할 수 있다. 크롤러 조정 모듈(182)은 검사 제어 모듈(160)이 하나 초과의 로봇 크롤러(110)를 동시에 제어할 수 있게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 크롤러 조정 모듈(182)은 복수의 로봇 크롤러와의 제어 신호 및 데이터 신호를 위한 복수의 통신 채널을 유지할 수 있다. 예를 들어, 크롤러 조정 모듈(182)은 복수의 로봇 크롤러의 병렬 관리를 위해 시각적 디스플레이 모듈(170), 데이터 디스플레이 모듈(172), 자율 내비게이션 모듈(174), 수동 내비게이션 모듈(176), 검사 모듈(178), 및 크롤러 구성 모듈(180)의 복수의 인스턴스(instance)를 관리할 수 있다. 일부 실시예에서, 크롤러 조정 모듈(182)은 환형 갭 내에서의 충돌 또는 다른 간섭을 방지하기 위해 현재 크롤러 위치, 내비게이션 경로, 및 다양한 이동 및 센서 프로토콜의 타이밍을 추적하기 위한 간섭 보호를 포함할 수 있다. 데이터 분석 모듈(183)은 검사 경로 데이터(162), 시각적 데이터(164), 시험 데이터(166), 및/또는 센서 프로토콜 데이터(168)를 평가 또는 조작하기 위한 임의의 다양한 분석 도구를 제공할 수 있다. 예를 들어, 데이터 분석 모듈(183)은, 상이한 시각적 센서에 의해 함께 획득된 표면(234, 236)(도 3)의 이미지를 스티칭하여 표면의 2차원 렌더링을 제공하기 위한 스티칭 알고리즘을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 시각적 디스플레이 모듈(170), 데이터 디스플레이 모듈(172), 자율 내비게이션 모듈(174), 수동 내비게이션 모듈(176), 및 검사 모듈(178)은 그들의 기능의 일부 태양을 완료하라는 하나 이상의 크롤러 커맨드(184)를 로봇 크롤러(110)에 내리도록 구성될 수 있다. 이어서, 크롤러 커맨드(184)는 제어 시스템(150)으로부터 로봇 크롤러(110)로의 메시지 또는 제어 신호로 변환될 수 있다. 일부 실시예에서, 크롤러 구성 모듈(180)은 로봇 크롤러(110)의 구성에 기초하여 다른 모듈에 이용가능한 크롤러 커맨드들의 세트를 한정할 수 있다. 크롤러 커맨드들(184)의 예시적인 세트가 제공되지만, 로봇 크롤러(110)를 제어하는 데 사용될 수 있는 가능한 크롤러 커맨드에 대해 배타적이도 철저하지도 않고, 견인 모듈, 센서 모듈, 및 몸체 프레임 메커닉의 다양한 구성이 가능한 것으로 이해될 것이다. 로봇 크롤러(110)는 몸체 위치를 구동하는 하나 이상의 모터에 대한 제어 신호와 같은, 확장가능 몸체(112)를 접힌 상태와 하나 이상의 확장 상태 사이에서 확장 또는 수축시키라는 확장/수축 커맨드(186)를 수신할 수 있다. 일부 실시예에서, 확장 또는 수축은, 견인 모듈이 평면 위치에 있거나(접힌 상태의 경우) 환형 갭 내의 서로 반대편인 표면들과 접촉하였을(확장 상태의 경우) 때의 로봇 크롤러(110) 내의 센서로부터의 피드백에 기초할 수 있다. 다른 실시예에서, 확장 또는 수축은 시간(예컨대, x초의 확장 또는 수축 동안 모터를 활성화함) 또는 거리(예컨대, 크롤러 폭을 y 센티미터로 설정함)에 기초할 수 있다. 로봇 크롤러(110)는 그의 견인 모듈을 (다방향 견인 모듈의 경우에 견인 모듈의 현재 정렬에 기초하여) 전방 또는 후방으로 구동하라는 이동 커맨드(188)를 수신할 수 있다. 로봇 크롤러(110)는 그의 견인 모듈 및 이동 방향을 재배향시키라는 방향 변경 커맨드(190)를 수신할 수 있다. 예를 들어, 방향 변경 커맨드(190)는 다방향 견인 모듈이 90도 회전하도록 그리고 축방향 배향 및 이동 방향으로부터 원주방향 배향 및 이동 방향으로 변경하도록 허용할 수 있다. 일부 실시예에서, 방향 변경 커맨드(190)는 90도 초과 또는 미만의 배향 변경을 포함할 수 있고, 견인 모듈의 배향을 확인하고 배향을 다시 제어 시스템(150)으로 전달하기 위한 피드백 신호를 포함할 수 있다. 로봇 크롤러(110)는 상이한 견인 모드에 대한 견인 모듈의 구성의 변화를 구동하라는 견인 모드 커맨드(192)를 수신할 수 있다. 예를 들어, 견인 모듈은 로봇 삽입 및/또는 낮은 프로파일 및 매끄러운 표면 이동을 위한 평탄 모드, 및 로봇 크롤러(110)의 몸체와 이것이 그를 따라 이동하고 있는 표면 및/또는 횡단 장애물 또는 불균일한 표면 사이에 간극을 제공하기 위한 간극 모드를 포함할 수 있다. 견인 모드 커맨드(192)는 평탄 모드로부터 간극 모드로 또는 간극 모드로부터 평탄 모드로 하나 이상의 견인 모듈(114, 116, 118)을 변경하기 위한 제어 신호를 포함할 수 있다. 로봇 크롤러(110)는 전개 및/또는 위치설정 특징부를 포함하는 센서 모듈을 위한 센서 위치설정 커맨드(194)를 수신할 수 있다. 예를 들어, 일부 센서 모듈은 데이터 수집 전에, 그 동안에 또는 그 후에 센서 모듈의 하나 이상의 요소를 연장, 상승, 하강, 회전 또는 달리 위치시키기 위한 전기기계적 특징부를 포함할 수 있다. 센서 위치설정 커맨드(194)는, 데이터 수집을 위해 센서를 위치시키도록 로봇 크롤러(110)로부터 센서를 연장시키거나 달리 재위치시키기 위한 또는 데이터 수집 동안 크롤러 위치를 변경하는 것과 무관하게 (예를 들어, 회전에 의해) 센서를 이동시키기 위한 모터를 활성화하기 위한 제어 신호를 포함할 수 있다. 로봇 크롤러(110)는, 센서 모듈을 통해 그 센서 모듈에 존재하는 임의의 양식(modality)을 사용하여 데이터 수집을 개시하기 위한 데이터 획득 커맨드(196)를 수신할 수 있다. 데이터 획득 커맨드(196)는, 시각적 센서의 시각적 센서(들)로부터의 비디오 피드, 또는 기계적 웨지 밀착도 시험과 같은 더 개별적인 센서 시험을 위한 특정 시험 시퀀스와 같은 연속 데이터 수집 모드에 대한 시작 또는 정지 신호를 제공할 수 있다. 일부 로봇 크롤러 및 제어 시스템은 다수의 커맨드를 병렬로, 중첩 시퀀스로서, 또는 직렬 커맨드 시리즈로서 통신하고 관리할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 크롤러 조정 모듈(182)은 제어 시스템(150)이 병렬로 다수의 로봇 크롤러에 커맨드를 내리고 그로부터 데이터를 획득할 수 있게 할 수 있다.

도 2를 참조하면, 도 1의 로봇 크롤러(110)와 같은 로봇 크롤러(210)가 기계 내로 삽입되고 있는 상태로 현장 갭 검사 시스템(200)이 도시되어 있다. 기계는 입구 갭(222)을 통해 접근가능한 환형 갭(220)을 포함하는 임의의 기계, 더 구체적으로는 발전기, 전기 모터, 또는 터보기계의 다양한 기계 구성일 수 있다. 예를 들어, 발전기는 코어 철과 유지 링 사이의 환형 갭을 통한 삽입을 허용할 수 있으며, 이는 로터 및 스테이터 코어의 현장 검사를 허용한다. 환형 갭(220)은, 대체적으로 상보적인 곡률을 갖는 원통형 중심 부재(226)와 주위 원통형 부재(224) 사이에 한정될 수 있다. 일부 실시예에서, 환형 갭(220)은 스테이터의 내경과 로터의 외경 사이에 대체적으로 한정되는 에어 갭일 수 있다. 환형 갭(220)은 원통형 중심 부재(226)의 제1 단부로부터 제2 단부까지의 축방향 길이, 및 원통형 중심 부재(226)의 원주의 방향으로 측정되는 원주를 갖는다. 환형 갭(220)은 원통형 중심 부재(226)의 외부 표면(236)으로부터 주위 원통형 부재(224)의 가장 가까운 반대편 표면(내부 표면(234))까지 측정되는 환형 갭 폭(228)을 갖는다. 환형 갭 폭(228)은 원주방향으로 그리고/또는 축방향으로 변할 수 있다. 일부 실시예에서, 입구 갭(222)은 원통형 중심 부재(226)의 단부에 있는 에어 갭일 수 있고, 환형 갭 폭(228)과 동일한 입구 폭을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 입구 갭(222)은, 입구 갭(222)을 추가로 제한하고 환형 갭 폭(228) 미만인 입구 갭 폭(232)을 한정하는, 유지 부재(230)와 같은 추가 특징부를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 냉각 공기 유동을 지향시키는 데 사용되는 입구 배플과 같은 추가 특징부 또는 장애물은 환형 갭 폭(228)을 감소시킬 수 있다.

도 2에서, 로봇 크롤러(210)는 그의 견인 모듈이 단일 평면 내에 정렬되는 접힌 상태에 있다. 로봇 크롤러(210)는 삽입 전에 입구 갭(222) 외측에 그리고 삽입 후에 환형 갭(220) 내측에 도시되어 있다. 로봇 크롤러(210)는 접힌 크롤러 폭(212)을 한정할 수 있다. 접힌 크롤러 폭(212)은 입구 갭 폭(232) 및 환형 갭 폭(228) 둘 모두보다 작을 수 있다. 그의 접힌 상태에서, 로봇 크롤러(210)는 환형 갭(220) 내측에서 원통형 중심 부재(226)의 외부 표면(236)과만 맞물린다.

도 3 및 도 4는 환형 갭(220) 내에서 확장 상태에 있는 로봇 크롤러(210)의 2개의 도면을 도시한다. 로봇 크롤러(210)가 그의 확장 상태에 있을 때, 그는 서로 반대편인 표면들(234, 236)과 맞물릴 수 있다. 확장 상태에서, 로봇 크롤러(210)는 확장된 크롤러 폭(214)을 한정할 수 있다. 확장된 크롤러 폭(214)은 접힌 크롤러 폭(212) 및 입구 갭 폭(232)보다 클 수 있고, 서로 반대편인 표면들(234, 236)과의 표면 접촉이 유지될 수 있도록 환형 갭 폭(228)과 동일할 수 있다. 일부 실시예에서, 로봇 크롤러(210)는 확장가능 몸체(246) 내에 장착되는 복수의 견인 모듈(240, 242, 244)을 포함한다. 견인 모듈(240, 244)은 원통형 중심 부재(226)의 외부 표면(236)과만 맞물릴 수 있고, 견인 모듈(242)은 주위 원통형 부재(236)의 내부 표면(234)과만 맞물릴 수 있다. 일부 실시예에서, 견인 모듈(240, 242, 244)의 구성은 역전될 수 있으며, 견인 모듈(240, 244)은 주위 원통형 부재(236)의 내부 표면(234)과만 맞물릴 수 있고, 견인 모듈(242)은 원통형 중심 부재(226)의 외부 표면(236)과만 맞물릴 수 있다. 견인 모듈(240, 242, 244)은, 서로 반대편인 표면들(234, 236)과의 이동 표면 접촉에 기초하여 로봇 크롤러(210)를 환형 갭(220)을 통해 이동시키기 위한, 휠(들) 또는 볼(들)과 같은 롤러(들)(예컨대, 도 1, 도 4, 도 6, 도 7 참조); 또는 벨트(들) 또는 트랙(들)(예컨대, 도 9 참조)과 같은 하나 이상의 견인 구동 구성요소를 포함할 수 있다. 견인 모듈(240, 242, 244)은 로봇 크롤러(210)를 환형 갭(220)을 통해 원하는 내비게이션 경로 상에서 이동시킬 수 있다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 선(530, 532)이 환형 갭(520)을 검사하기 위한 예시적인 내비게이션 경로를 보여주는 상태로 로봇 크롤러(510)의 다른 실시예가 환형 갭(520) 내에 도시되어 있다. 로봇 크롤러(510)는 기계(502)의 입구 단부 부분(524)에 인접한 입구 갭(522) 바로 내측의 시작 크롤러 위치에서 확장 상태로 도시되어 있다. 선(530)을 따라, 로봇 크롤러(510)는 입구 단부 부분(524)으로부터 폐쇄 단부 부분(528)까지 환형 갭(520)의 갭 길이(526)를 따라 전방 축 방향으로 이동한다. 일부 실시예에서, 로봇 크롤러(510)는 환형 갭(520)의 내비게이팅가능 갭 길이(526)의 단부를 나타내는 단차부 또는 다른 장애물에 도달할 수 있다. 예를 들어, 폐쇄 단부 부분(528)은 유지 링 또는 다른 특징부에 의해 생성되는 단차부를 포함할 수 있고, 기계의 밀폐된 단부 영역 내로의 다른 에어 갭을 포함할 수 있다. 로봇 크롤러(510)는 그가 그의 이동 방향을 축 방향으로부터 원주 방향으로 변경할 수 있게 하는 다방향 견인 모듈을 포함할 수 있다. 선(530)은 환형 갭(520)의 원주를 따른 다수의 원주방향 단차부를 보여준다. 원주방향 단차부의 길이는 센서 범위/면적(또는 시각적 센서에 대한 시야), 시험 위치, 원하는 시험 커버리지 또는 샘플링, 및/또는 로봇 크롤러(510) 상의 센서 모듈을 사용하여 원하는 시험 프로토콜을 지원하기 위해 내비게이션 경로에 포함될 특정 기계 특징부와 관련된 다양한 인자에 의존할 수 있다. 새로운 원주방향 위치가 달성된 후, 선(530)은 갭 길이(526)를 따른 반대 축 방향으로의 복귀 경로를 보여준다. 로봇 크롤러(510)는 그의 이동 방향을 다시 축방향 배향으로 재배향시킬 수 있고, 환형 갭(520)의 길이를 따라 반대 방향으로 이동할 수 있다. 일부 실시예에서, 로봇 크롤러(510)는, 입구 갭(522)과 연관되고 환형 갭(520)의 내비게이팅가능 갭 길이(526)의 단부를 나타내는 단차부 또는 다른 장애물에 도달할 수 있다. 로봇 크롤러(510)는 원주방향 이동을 위해 그의 이동 방향을 다시 재배향시킬 수 있고, 다른 원주방향 단차부를 형성할 수 있다. 로봇 크롤러(510)는 선택된 센서 모듈 및 검사 프로토콜로 검사될 환형 갭(520)의 영역에 대해 원주를 따라 다양한 원주방향 위치에서 이들 축방향 패스를 통해 계속 스테핑할 수 있다. 일부 실시예에서, 로봇 크롤러(510)는 환형 갭(520)의 표면의 완전한 시각적 검사를 제공하기 위해 환형 갭(520)의 전체 원주 주위에서의 시각적 검사를 위한 중첩 커버리지를 제공하는 원주방향 위치에서 갭 길이(236)를 횡단할 수 있다. 하기의 선(532)(도 5b)은 대안적인 검사 경로를 보여주고, 복수의 검사 경로가 다방향 및 전방향 이동에 의해 가능하게 될 수 있다는 것을 보여주기 위해 제공된다. 선(532)은 축방향 이동, 원주방향 이동, 및 축 방향과 원주 방향 사이의 중간 배향을 따른 이동을 포함하는 검사 경로를 따라 로봇 크롤러(510)를 이동시킨다. 더 복잡하고 덜 반복적인 검사 경로가 특정 영역 또는 특징부의 검사를 위해 그리고 알려진 장애물 주위에서 내비게이팅하는 데 사용될 수 있다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 로봇 크롤러(600)의 추가 실시예가 여러 도면에 도시되어 있고, 도 6에서의 확장 상태 및 도 7 및 도 8에서의 접힌 상태를 포함한다. 일부 실시예에서, 로봇 크롤러(600)는 제거가능 모듈을 수용하기 위한 복수의 프레임(612, 614, 616)을 포함하는 확장가능 몸체(610)를 갖는 모듈식 로봇이다. 제거가능 모듈은, 휠 또는 볼과 같은 롤러; 또는 트랙 또는 벨트; 또는 갭 내의 표면을 따라 로봇 크롤러(600)를 이동시키기 위한 다른 형태의 로코모션(locomotion)과 같은 그러나 이에 제한되지 않는 하나 이상의 견인 구동 구성요소(678, 680, 682)를 제공하는 견인 모듈(660, 662, 664)을 포함할 수 있다. 로봇 크롤러(600)는, 또한, 로봇 크롤러(600)와 센서 모듈 사이의 기계적 및/또는 전기적 통신/제어를 제공하는 센서 인터페이스를 사용하여, 내비게이션 센서, 시각적 검사 센서, 구조적 시험 센서, 또는 전기적 시험 센서와 같은 복수의 센서 모듈을 수용할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프레임은 센서 인터페이스를 포함할 수 있고/있거나, 견인 모듈 또는 다른 센서 모듈은 단일 프레임으로부터의 다수의 모듈을 체인화(chaining)하기 위한 센서 인터페이스를 포함할 수 있다. 복수의 센서 인터페이스는 다양한 센서에 대한 상이한 작동 위치를 제공하기 위해 로봇 크롤러(600) 상의 여러 위치에 제공될 수 있다. 예를 들어, 각각의 프레임(612, 614, 616) 또는 견인 모듈(660, 662, 664)은 하나 이상의 센서 인터페이스 및 관련 센서 위치를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 센서 인터페이스의 다수의 구성이 있을 수 있다. 예를 들어, 프레임(612, 614, 616) 또는 견인 모듈(660, 662, 664)에 대한 부착을 위한 센서 인터페이스는 직렬 센서 인터페이스들 사이의 센서 인터페이스와는 상이할 수 있다. 테더 커넥터 모듈(602)과 같은 다른 모듈이, 또한, 다른 기능을 위해 제공될 수 있다.

일부 실시예에서, 확장가능 몸체(610)는, 대체적으로 직사각형인 기부 프레임을 포함하고, 전방 프레임(612) 및 후방 프레임(616)에 연결되는 측방향 부재(618, 620)를 직사각형의 긴 측부 상에 포함하며, 전방 프레임 및 후방 프레임은 직사각형의 짧은 측부를 제공한다. 측방향 부재(618, 620)는 그들의 각각의 원위 단부에 근접한 프레임 부착물(622, 624, 626, 628)을 포함할 수 있다. 프레임 부착물(622, 624)은 전방 프레임(612)에 연결될 수 있고, 프레임 부착물(626, 628)은 후방 프레임(616)에 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 중간 프레임(614)은 확장가능 몸체(610)의 폭을 그의 확장 상태에서 확장시키기 위해 전방 프레임(612) 및 후방 프레임(616)의 평면으로부터 변위되도록 구성될 수 있다. 적어도 하나의 링크 부재가 환형 갭 내의 표면에 대해 견인 모듈을 위치시킬 수 있다. 중간 프레임(614)은 직사각형 기부 프레임에 연결되는 연장 링크 부재(630, 632)에 부착될 수 있다. 예를 들어, 연장 링크 부재(630, 632)는, 전방 프레임(612) 및 후방 프레임(616)과의 또는 대안적으로, 그들의 원위 단부에 근접한 측방향 부재(618, 620)와의 피벗팅 부착물(634, 636, 638, 640)을 포함할 수 있다. 연장 링크 부재(630, 632)는 중간 프레임(614)에 대한 피벗팅 부착물(650, 652)을 갖는, 제1 링크(642, 644) 및 제2 링크(646, 648)를 갖는 관절식 링크 부재일 수 있다. 피벗팅 부착물(650, 652)은 연장 링크 부재(630, 632) 내의 관절식 조인트로서 작용할 수 있고, 직사각형 기부 프레임의 평면에 수직으로 중간 프레임(614)을 이동시킬 수 있다. 확장가능 몸체(610)는 중간 프레임(614)을 이동시키기 위한 모터 또는 다른 액추에이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 측방향 부재(618, 620)는, 후방 프레임(616)에 대해 전방 프레임(612)을 이동시켜, 측방향 부재(618, 620)의 길이와 전방 프레임(612)과 후방 프레임(616) 사이의 거리를 변경하기 위한 선형 액추에이터(654, 656)를 포함할 수 있다. 측방향 부재(618, 620)가 그들의 완전 확장 위치에 있을 때, 전방 프레임(612), 중간 프레임(614) 및 후방 프레임(616)은 동일한 평면 내에 있을 수 있고, 확장가능 몸체(610)는 그의 가장 좁은 또는 접힌 상태에 있다. 측방향 부재(618, 620)가 선형 액추에이터(654, 656)에 의해 단축되고, 후방 프레임(616)이 전방 프레임(612)을 향해 이동함에 따라, 연장 링크 부재(630, 632)는 피벗팅 부착물(650, 652)에서 관절운동하고, 제1 링크(642, 644), 제2 링크(646, 648) 및 측방향 부재(618, 620)는 중간 프레임(614)이 전방 프레임(612)과 후방 프레임(616) 사이의 이동 방향에 수직인 방향으로 이동하는 상태의 이등변 삼각형을 형성한다. 하나 이상의 프레임이 레버 아암, 시저 잭(scissor jack), 삽통식 부재, 또는 다른 변위 메커니즘 상에 장착되는 것과 같은, 확장가능 몸체의 다른 구성이 가능하다. 일부 실시예에서, 확장가능 몸체(610)는 불균일한 갭 공간을 내비게이팅하는 것을 돕기 위해 전방 프레임(612)과 후방 프레임(616)과 중간 프레임(614) 사이에 충격 흡수기를 통합할 수 있다. 예를 들어, 연장 링크 부재(630, 632)는, 서로 반대편인 갭 표면들 상에서의 견인을 돕고 일부 장애물 및/또는 갭 간격의 변화를 보상하기 위해, 내부 스프링을 갖는 삽통식 링크를 통합할 수 있다. 일부 실시예에서, 측방향 부재(618, 620)는 선형 액추에이터(654, 656)의 제어를 막는 전력 손실 또는 다른 고장의 경우에 수동으로 측방향 부재(618, 620)를 맞물림 해제시키기 위한 비상 해제부(627, 629)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 프레임 부착물(626, 628)은 측방향 부재(618, 620)를 프레임 부착물(626, 628)에 부착하는 기계적 체결구를 통합할 수 있고, 이들 기계적 체결구는, 사용자가 기계적 체결구를 해제시킬 수 있게 하고 그에 의해 측방향 부재(618, 620)를 맞물림 해제시켜 확장가능 몸체(610)가 그의 접힌 상태로 접히게 함으로써, 비상 해제부(627, 629)로서 작용할 수 있다. 일부 실시예에서, 비상 해제부(627, 629)는 확장가능 몸체(610)를 접기 위해 제거될 수 있는, 프레임 부착물(626, 628)을 통한 그리고 측방향 부재(618, 620) 내로의 스크류, 볼트 또는 핀일 수 있다. 일부 실시예에서, 확장가능 몸체(610)는 도 8에서 가장 잘 보이는, 프레임(612, 614, 616) 및 측방향 부재(618, 620)의 구성에 기초한 호인 측방향 형상을 갖는다. 확장가능 몸체(610)의 호는 로봇 크롤러(600)가 작동하도록 의도되는 환형 갭의 곡률을 보완하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 호 또는 곡률은 환형 갭을 한정하는 원통형 중심 부재의 외부 표면 또는 주위 원통형 부재의 내부 표면의 호와 유사할 수 있다.

일부 실시예에서, 프레임들(612, 614, 616) 각각은, 견인 모듈(660, 662, 664)을 수신하고 위치시키며 유지하도록 구성된다. 예를 들어, 견인 모듈(660, 662, 664)은, 각각, 프레임(612, 614, 616)에 제거가능하게 부착하기 위한 고정 외부 프레임(666, 668, 670)을 갖는 다방향 견인 모듈일 수 있다. 견인 모듈(660, 662, 664)은 로봇 크롤러(600)가 견인 구동 구성요소(678, 680, 682)의 배향 및 이동 방향을 변경할 수 있게 하는 회전 내부 프레임(672, 674, 676)을 포함할 수 있다. 견인 모듈들(660, 662, 664) 각각은, 또한, 센서 모듈 또는 다른 기능 모듈을 직접 또는 직렬로 부착하는 데 사용될 수 있는 하나 이상의 인터페이스(684, 686, 688, 690)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 견인 모듈(660)은 인터페이스(684)를 포함할 수 있고, 시각적 센서 모듈(692)과 함께 도시되어 있다. 견인 모듈(662)은 인터페이스(686, 688) 및 시각적 센서 모듈(694, 696)을 포함할 수 있다. 견인 모듈(664)은 인터페이스(674), 시각적 센서 모듈(698), 및 테더 커넥터 모듈(602)을 포함할 수 있다.

도 9 내지 도 15는 로봇을 위한 예시적인 시각적 검사 모듈(700)의 다양한 도면을 도시한다. 시각적 검사 모듈은 기부 프레임; 및 기부 프레임을 로봇의 몸체 프레임에 장착하기 위해 기부 프레임에 결합되는 장착 인터페이스를 포함한다. 검사 유닛이 제1 방향을 향하는 제1 표면, 및 제1 표면을 향해 반대편의 제2 방향을 향하는 이격된 제2 표면을 동시에 시각적으로 검사한다. 검사 유닛은 제1 시각적 센서 및 제2 시각적 센서를 포함하고, 각각의 시각적 센서는, 제1 방향 및 제2 방향과는 상이한 제3 방향으로 향하며, 제1 반사기가 제1 표면의 이미지를 제1 시각적 센서로 반사하고, 제2 반사기가 제2 표면의 이미지를 제2 시각적 센서로 반사한다. 반사기를 갖는 시각적 센서는 증가된 광학 초점 거리를 갖는 더 큰 시각적 센서의 사용을 허용하여, 그에 따라 이미지의 더 양호한 해상도 및 더 낮은 왜곡을 제공한다. 이미지는 함께 스티칭되어 표면의 더 큰 2차원 맵을 생성할 수 있다.

도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 로봇을 위한 시각적 검사 모듈(700)의 사시도를 도시한다. 일부 실시예에서, 시각적 검사 모듈(700)(이하 "VIM(700)")은 모듈 하우징(702)을 포함할 수 있다. 장착 인터페이스(710)가 모듈 하우징(702)을 지지 프레임(704)에 장착하기 위해 모듈 하우징(702)에 결합될 수 있다. 지지 프레임(704)은, 로봇, 예컨대 로봇 크롤러(110)의 몸체 프레임, 또는 다른 인터페이스(예컨대, 도 27에서와 같은 센서 인터페이스 모듈(800) 참조)와 같은, 센서가 장착되는 임의의 구조물을 포함할 수 있다. 장착 인터페이스(710)는 모듈 하우징(702) 및 VIM(700)을 지지 프레임(704)에 제거가능하게 부착하기 위한 체결구(712, 714)를 수용할 수 있다. 예를 들어, 장착 인터페이스(710)는 로봇의 몸체 프레임, 예를 들어 로봇 크롤러 상의 센서 인터페이스의 형태로 지지 프레임(704)에 대한 제거가능한 부착을 위해 구성될 수 있다. 센서 인터페이스와 같은 것이 모듈 장착 프레임, 또는 센서 인터페이스를 갖는 견인 모듈을 포함한 이전에 설치된 모듈 상에 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 모듈 하우징(702)은 하나 이상의 시각적 센서를 위한 전자장치, 전원, 통신 채널, 및/또는 광학계를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 장착 인터페이스(710)는 제어 및/또는 VIM(700)으로의 그리고 그로부터의 데이터 신호를 위한 전력 및/또는 통신 채널을 위한 커넥터(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.

VIM(700)은, 또한, 제1 방향을 향하는 제1 표면(234)(도 3), 및 제1 표면(234)을 향해 반대편의 제2 방향을 향하는 이격된 제2 표면(236)(도 3)을 동시에 시각적으로 검사하기 위한 검사 유닛(720)을 포함할 수 있다. 제1 표면(234)은, 예를 들어, 주위 원통형 부재(224)(예컨대, 스테이터)의 표면을 포함할 수 있고, 제2 표면(236)은, 예를 들어, 원통형 중심 부재(226)(예컨대, 로터)의 표면을 포함할 수 있다. 도 10은 검사 유닛(720)의 일부분의 개략적인 단면도를 도시하고, 도 11은 도 10의 선 11-11을 따른 단면도를 도시하며, 도 12는 도 10의 선 12-12를 따른 단면도를 도시한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 검사 유닛(720)은, 제1 시각적 센서(722) 및 제2 시각적 센서(724)를 포함하는 다수의 시각적 센서를 포함할 수 있다. 도 11 및 도 12에 가장 잘 도시된 바와 같이, 각각의 시각적 센서로 표면(234, 236)(도 3)을 조준하는 종래의 시스템과는 대조적으로, 각각의 시각적 센서(722, 724)는 표면(234, 236)을 향하지 않고 오히려 그에 수직인 방향으로 향한다. 도시된 예에서, 시각적 센서(722, 724)는 로봇의 이동의 전방 경로(FP)에 상응하는 제3 방향으로 향한다. 검사 유닛(720)은, 또한, 제1 표면(234)의 이미지를 제1 시각적 센서(722)로 반사하도록 구성되는 제1 반사기(732), 및 제2 표면(236)의 이미지를 제2 시각적 센서(724)로 반사하도록 구성되는 제2 반사기(734)를 포함한다. 도 9 및 도 10에 도시된 일부 실시예에서, 한 쌍의 제1 시각적 센서(722, 726) 및 한 쌍의 제1 반사기(732, 740)가, 각각의 제1 시각적 센서(722, 726)에 대해 제1 반사기 하나씩 채용될 수 있다. 추가로, 한 쌍의 제2 시각적 센서(724, 728) 및 한 쌍의 제2 반사기(734, 743)가 각각의 제2 시각적 센서(724, 728)에 대해 제2 반사기 하나씩 채용될 수 있다. 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 각각의 제1 반사기(732, 740)는 각각의 제1 시각적 센서(722, 726)의 (전방 경로(FP)를 따른) 조준선(sight line)에 대해 대략 45°(각도 α)로 경사져, 조준선을 제1 표면(234)을 향해, 즉 제1 방향으로 방향전환시킨다. 유사하게, 각각의 제2 반사기(734, 742)는 각각의 제2 시각적 센서(722, 726)의 (전방 경로(FP)를 따른) 조준선에 대해 대략 45°(각도 β)로 경사져, 조준선을 제2 표면(236)을 향해 방향전환시킨다. 각각의 반사기(732, 734, 740, 742)는 채용되는 시각적 센서 유형을 위한 임의의 형태의 반사 요소, 예컨대 광학 시각적 센서를 위한 거울을 포함할 수 있다. 따라서, 제1 시각적 센서(722, 726)는 로봇의 이동의 전방 경로를 향하고, 그의 조준선(746)은 그에 실질적으로 수직이며, 따라서, 제2 시각적 센서(724, 728)는 로봇의 이동의 전방 경로를 향하고, 그에 실질적으로 수직인 그의 조준선(748)을 갖는다. 즉, 시각적 센서(722, 724, 726, 728)의 조준선은 각각의 표면(234, 236)이 향하는 방향에 수직이다. 반사기(732, 734, 740, 742)는 시각적 센서의 조준선(746, 748)을 각각의 표면(234, 236)을 향해 방향전환시킨다.

시각적 센서(722, 724) 및 반사기(732, 734)는 검사 유닛(720)의 하우징(736) 내에 매립될 수 있다. 도 9 내지 도 15에서, 하우징(736)은 모듈 하우징(702)과는 별개이다. 도 9에 도시된 하나의 실시예에서, 반사기(732, 734)는 하우징(736)에 결합되는 반사기 하우징(738) 내에 위치될 수 있지만; 일체형 하우징(예컨대, 도 12 참조)이 또한 사용될 수 있다. 어떤 경우에도, 시각적 센서(722, 724) 및 반사기(732, 734)는, 예컨대 인접 기계 표면과의 간극 문제를 방지하기 위해, 보호 하우징 내측에 있다. 반사기(732, 734, 740, 742)를 보호하는 데 필요한 임의의 형태의 보호 커버 또는 윈도우가 채용될 수 있다.

시각적 센서(722, 724, 726, 728)는 비디오 카메라와 같은 카메라일 수 있지만, 또한, 자외선 또는 적외선 스펙트럼 또는 다른 이미징 기법을 채용하는 것과 같은 다른 형태의 시각적 센서일 수 있으며, 그의 출력은 유형에 관계없이 본 명세서에서 '이미지'로 지칭된다. 일부 실시예에서, 시각적 센서(722, 724, 726, 728)는, 뷰의 위치/방향, 초점, 필드 폭, 조리개 크기, 프레임률, 및 시각적 데이터 품질(또는 양)을 제어하기 위한 다른 설정을 위한 다양한 제어부를 포함할 수 있다. 이들 조정들 중 일부 또는 전부는 기계의 외측에서 수동으로 설정될 수 있고/있거나 로봇 크롤러 내의 센서 제어 버스를 통한 원격 제어 또는 로봇 크롤러 및/또는 제어 시스템(150)(도 1)과의 무선 통신을 위해 구성되어, 기계의 갭 내에서의 로봇 크롤러의 작동 동안 동적 조정을 가능하게 한다. 시각적 센서(722, 724, 726, 728)는, 원하는 경우, 동일할 수 있다. 단지 비디오 카메라의 형태의 시각적 센서보다는, 반사기를 갖는 시각적 센서는 증가된 초점 거리, 예컨대 비디오 카메라의 광학 초점 거리를 갖는 더 큰 시각적 센서의 사용을 허용한다. 예를 들어, 시각적 센서(722, 724, 726, 728)는, 그들을 수직으로 배치하고 기계 내로의 진입을 허용하기 위해 높이가 제한되어야 하는 종래의 배열과는 대조적으로 그들이 옆으로 배열되기 때문에, 그들의 길이가 제한되지 않는다. 따라서, 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 시각적 센서 및 반사기는 이미지의 더 양호한 해상도 및 더 낮은 왜곡을 제공한다.

게다가, 도 13의 확대 사시도에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 제1 시각적 센서(722, 726)의 조준선(746)은 중첩될 수 있고, 한 쌍의 제2 시각적 센서(724, 728)의 조준선(748)은 중첩될 수 있다. 이러한 방식으로, 표면(234, 236)의 임의의 영역을 누락시키는 것이 회피될 수 있다. 제어 시스템(150)은, 예컨대 로봇이 한 쌍의 제1 시각적 센서들(722, 726) 각각으로부터의 이미지를 스티칭하고 한 쌍의 제2 시각적 센서들(724, 728) 각각으로부터의 이미지를 스티칭하기 위한 데이터 분석 모듈(183)(도 1)의 일부로서, 이미지 스티칭 알고리즘을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, VIM(700)은 전체 뷰 경로(즉, 다수의 조준선의)를 증가시키고 로봇에 대한 시간 및 패스 횟수를 감소시킬 수 있다. 게다가, VIM(700)은 전체 기계, 예컨대 로터 및 스테이터에 걸친 표면(234, 236)의 2차원 이미지 또는 맵의 생성을 허용할 수 있다.

도 9 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 원하는 경우, VIM(700)은, 또한, 제1 표면(234)을 조명하기 위한 제1 광원(750), 제2 표면(236)을 조명하기 위한 제2 광원(752), 및 로봇의 이동의 전방 경로(FP)를 조명하기 위한 제3 광원(754)을 포함할 수 있다. 광원(750, 752)은, 예를 들어, 하우징(736)의 서로 반대편인 측부들 내에 위치될 수 있고, 광원(754)은 반사기 하우징(738)이 제공되는 경우 그 내에, 또는 반사기 하우징(738)이 제공되지 않는 경우 하우징(736) 내에 위치될 수 있다. 각각의 광원(750, 752, 754)은 시각적 센서(722, 724, 726, 728)의 가시성을 개선할 수 있다. 광원(750, 752, 754)은, 예를 들어, 확산기가 하우징(736 또는 738) 내로 리세스된 상태의 발광 다이오드(LED)를 포함할 수 있다.

VIM(700)은, 또한, 검사 유닛(720)(도 27) 또는 모듈 하우징(702)(도 9) 내에 내비게이션 카메라(760)를 포함할 수 있다. 어느 경우든, 내비게이션 카메라(760)는 로봇의 이동의 전방 경로(FP)를 향하고, 로봇 크롤러(110) 및/또는 제어 시스템(150)(도 1)에 시야(vision)를 제공한다.

도 9와 도 14a 및 도 14b의 측면도를 추가로 참조하면, 일부 실시예에서, VIM(700)은, 또한, 모듈 하우징(702)에 대해 그리고 제1 표면(234)과 제2 표면(236) 사이에서 검사 유닛(720)의 위치를 조정하도록 구성되는 리프팅 시스템(770)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 리프팅 시스템(770)은, 검사 유닛(720) 및 모듈 하우징(702) 각각에 피벗가능하게 결합되는 한 쌍의 아암(772, 774)을 포함한다. 한 쌍의 아암(772, 774)은 동일한 길이를 갖는다. 한 쌍의 아암(772, 774)은 검사 유닛(720) 및 모듈 하우징(702)에 대해 축방향으로 오프셋되어, 도 14b에 가장 잘 도시된 바와 같이, 검사 유닛(720)을 제1 및 제2 표면들(234, 236)에 실질적으로 평행하게 유지하기 위한 평행사변형 구성을 생성할 수 있다. 더 구체적으로, 아암(772)은 아암(774)이 모듈 하우징(702)에 피벗가능하게 결합되는 곳의 축방향 후방에 있는 위치에서 모듈 하우징(702)에 피벗가능하게 결합될 수 있다. 추가로, 아암(772)은 아암(774)이 검사 유닛(720)에 피벗가능하게 결합되는 곳의 축방향 후방에 있는 위치에서 검사 유닛(720)에 피벗가능하게 결합될 수 있다. 이러한 방식으로, 아암(772, 774)은 검사 유닛(720)을 표면(234, 236)과의 평행 배열로 유지한다. 리프팅 시스템(770)은, 또한, 검사 유닛(720)의 위치를 조정하기 위해 한 쌍의 아암들(772, 774) 중 적어도 하나를 피벗시키기 위한 모터(776)를 포함할 수 있다. 모터(776)는 제어 시스템(150)(도 1)에 의해 제어될 수 있고, 예를 들어 아암(772 또는 774)을 회전시키기 위해 결합될 수 있다. 도면에서, 모터(776)는 아암(772)을 회전시키도록 구성된 모듈 하우징(702) 내에 도시되어 있다. 예컨대 도 14a 및 도 14b에 도시된 바와 같은 반시계 방향으로의 어느 하나의 아암(772, 774)의 회전은 검사 유닛(720)을 모듈 하우징(720) 위로 들어올려, 그를 상부 표면(234)에 더 가깝게 한다. 평행사변형 배열로 인해, 어느 하나의 아암의 회전은 다른 하나가 다른 하나의 아암을 따르게 한다. 시계 방향으로의 어느 하나의 아암(772, 774)의 회전은, 유사하게, 검사 유닛(720)을 모듈 하우징(702)에 대해 하강시킬 것이다. 도 14a 및 도 14b에 도시된 수직 조정은 주위 원통형 부재(224)(도 3) 및 원통형 중심 부재(226)(도 3)에 대해 반경방향인 것으로 이해된다. 검사 유닛(720)의 조정가능한 반경방향 위치설정은 다수의 이점을 제공한다. 예를 들어, 검사 유닛(720)의 조정가능한 반경방향 위치설정은, 예를 들어 예컨대 유지 링과 같은 융기된 표면(780) 위의 간극, 및/또는 표면(들)(234, 236)의 더 근접한 검사를 허용한다. 그는, 또한, 다양한 에어갭 크기, 예컨대 대략 5 센티미터(cm) 내지 15 cm를 갖는 상이한 크기의 기계(예컨대, 발전기)에 대해 검사 유닛(720)의 초점을 최적화하는 것을 허용한다. 검사 유닛(720)의 반경방향 위치는 발전기 크기에 따라 검사 동안 상이할 수 있다. 검사 유닛(720)의 조정가능한 반경방향 위치설정은, 또한, 양쪽 표면, 예컨대 로터 및 스테이터에 대해 뷰 폭을 가능한 한 넓게 조정하는 것을 허용한다.

도 15를 참조하면, 대안적인 실시예에 따른 시각적 검사 모듈(VIM)(790)의 사시도가 예시되어 있다. 이러한 실시예에서, VIM(790)은 리프팅 시스템(770)을 포함하지 않고, 검사 유닛(720)은 모듈 하우징(702)에 결합되거나 그의 일부이다. 즉, 하우징(736)(도 9)과 모듈 하우징은 일체형이다. 도 15에 도시된 하나의 실시예에서, 반사기(732, 734)는 모듈 하우징(702)에 결합되는 반사기 하우징(738) 내에 위치될 수 있지만; 일체형 하우징이 또한 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, VIM(790)은 모듈 하우징(702)을 포함할 수 있고, 장착 인터페이스(710)는 모듈 하우징(702)을 지지 프레임(704), 예컨대 로봇, 예컨대 로봇 크롤러(110)의 몸체 프레임, 또는 다른 인터페이스(예컨대, 도 27에서와 같은 센서 인터페이스 모듈(800))에 장착하기 위해 모듈 하우징(702)에 결합될 수 있다. 언급된 바와 같이, 장착 인터페이스(710)는 모듈 하우징(702) 및 VIM(790)을 지지 프레임(704)에 제거가능하게 부착하기 위한 체결구(712, 714)를 수용할 수 있다. 예를 들어, 장착 인터페이스(710)는, 모듈 장착 프레임, 또는 센서 인터페이스를 갖는 견인 모듈을 포함한 이전에 설치된 모듈 상의 센서 인터페이스와 같은, 로봇 크롤러 상의 센서 인터페이스의 형태로 지지 프레임에 대한 제거가능한 부착을 위해 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 모듈 하우징(702)은 하나 이상의 시각적 센서를 위한 전자장치, 전원, 통신 채널, 및/또는 광학계를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 장착 인터페이스(710)는 제어 및/또는 VIM(700)으로의 그리고 그로부터의 데이터 신호를 위한 전력 및/또는 통신 채널을 위한 커넥터(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 모듈 하우징(702)은 어떠한 리프팅 시스템 모터(776)(도 9)도 포함하지 않는다. 도 9와는 대조적으로, 모듈 하우징(702)은 검사 유닛(720) 전방에서 모듈 하우징(702) 내에 내비게이션 카메라(760)를 포함할 수 있다. 내비게이션 카메라(760)는 로봇의 이동의 전방 경로(FP)를 향하고, 로봇 크롤러(110) 및/또는 제어 시스템(150)(도 1)에 시야를 제공한다. 검사 유닛(720)은 본 명세서에서 달리 설명되는 바와 같을 수 있다.

도 16 내지 도 27을 참조하여, 다양한 실시예에 따른, 로봇을 위한 센서 인터페이스 모듈(800)이 설명될 것이다. 센서 인터페이스 모듈(800)은 단일 센서 인터페이스와 함께 매우 다양한 상이한 센서(822)(도 18, 도 19, 도 24 내지 도 27)의 사용을 허용하도록 그리고 사용되는 각각의 센서의 선택적 반경방향 위치설정을 허용하도록 구성된다. 도 16은 확장 위치에 있는 센서 인터페이스 모듈(800)(이하 "SIM(800)")의 사시도를 도시하고, 도 17은 후퇴 위치에 있는 SIM(800)의 사시도를 도시한다. (도 16, 도 17, 도 20, 도 21, 도 22 및 도 23은 SIM(800) 상의 센서(822)를 도시하지 않는다는 것에 유의한다.) 일부 실시예에서, SIM(800)은 모듈 하우징(802)을 포함할 수 있다. 장착 인터페이스(810)가 모듈 하우징(802)을 로봇, 예컨대 로봇 크롤러의 지지 프레임(704)(도 16만 해당), 또는 다른 센서 인터페이스에 장착하기 위해 모듈 하우징(802)에 결합될 수 있다. 장착 인터페이스(810)는 모듈 하우징(802) 및 SIM(800)을 로봇 크롤러에 제거가능하게 부착하기 위한 체결구(812, 814)를 수용할 수 있다. 예를 들어, 장착 인터페이스(810)는, 모듈 장착 프레임, 또는 센서 인터페이스를 갖는 견인 모듈을 포함한 이전에 설치된 모듈 상의 센서 인터페이스와 같은, 로봇 크롤러 상의 센서 인터페이스의 형태로 로봇의 몸체 프레임에 대한 제거가능한 부착을 위해 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 모듈 하우징(802)은 하나 이상의 시각적 센서를 위한 전자장치, 전원, 통신 채널, 및/또는 광학계를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 장착 인터페이스(810)는 제어 및/또는 SIM(800)으로의 그리고 그로부터의 데이터 신호를 위한 전력 및/또는 통신 채널을 위한 커넥터(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.

SIM(800)은 또한 센서 마운트(820)를 포함할 수 있으며, 이는 복수의 상이한 센서들(822)(예컨대, 도 24 내지 도 27) 중 선택된 하나를 센서 마운트에 연결하도록 구성된다. 센서(822)는, 기계 내의 환형 갭을 검사하는 데 전형적으로 사용되지만 본 발명의 실시예에 따라 사용하기 위해 수정되는 매우 다양한 센서들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 단일 유형의 센서를 포함하는 종래의 센서 인터페이스와는 대조적으로, SIM(800)은 복수의 상이한 센서들 중 선택된 하나를 센서 마운트에 연결하도록 구성되는 공통 또는 범용 센서 연결 포트(824)를 갖는 센서 마운트(820)를 포함한다. 도 18의 확대 사시도에 도시된 바와 같이, 연결 포트(824)는 기계적 장착 요소(826) 및 전기적 연결 요소(828)를 포함할 수 있다. 기계적 장착 요소(826)는, 수형/암형 커넥터, 해제가능 리테이너를 갖는 수형/암형 커넥터, 나사형성된 로드 부재를 수용하기 위한 나사형성된 암형 구멍, 또는 2개의 부품을 기계적으로 결합시키기 위한 다른 메커니즘과 같은 그러나 이에 제한되지 않는, 임의의 현재 알려져 있거나 추후 개발되는 기계적 커플링을 포함할 수 있다. 그 중 하나의 예가 전자기 무결성 시험 모듈(830)의 형태로 도 18에 도시되어 있는 각각의 센서(822)는 센서 마운트(820) 상의 공통 센서 연결 포트(824)와 정합하도록 구성되는 정합 연결 부재(832)를 포함할 수 있다. 연결 부재(832)는 센서 마운트(820) 상의 기계적 장착 요소(826)에 센서(822)를 기계적으로 결합시키기 위한 정합 기계적 장착 요소(834), 예컨대 요소(826)를 위한 나사형성된 수형 체결구 또는 다른 정합 기계적 커플링을 포함할 수 있다. 추가로, 각각의 센서(822)의 연결 부재(832)는 센서(822), 예컨대 그의 임의의 전기적 태양을 센서 마운트(820)의 전기적 연결 요소(828)에 전기적으로 연결하기 위한 정합 전기적 연결 요소(836)를 포함할 수 있다. 추가 배선 또는 다른 통신 포맷이 센서 마운트(820)를 통해 로봇, 예컨대 제어 시스템(150)(도 1)까지 전기적 연결을 연장시키는 데 사용될 수 있다. 따라서, 임의의 다양한 센서(822)가 센서 마운트(820)의 공통 센서 연결 포트(824) 및 각각의 센서(822)의 연결 부재(832)를 사용하여 센서 마운트(820)에 작동가능하게 결합될 수 있다.

SIM(800)은, 또한, 센서 마운트(820)를 제1 및 제2 표면들(234, 236)에 실질적으로 평행하게 유지하기 위한 시저 리프트(840)를 포함할 수 있다. 실질적으로 평행하다는 것은, 예컨대 +/- 3° 내에서 어느 정도의 유연성을 갖는다는 것을 나타낸다. SIM(800)과 함께 도 19의 측면도에 도시된 바와 같이 그리고 이전에 설명된 바와 같이, 제1 표면(234)은 제1 방향을 향하고, 이격된 제2 표면(236)은 제1 표면을 향해 반대편의 제2 방향을 향한다. 시저 리프트(840)는 팬터그래프(pantograph)로 알려진, 연결된 절첩 지지부(842)를 십자형 "X" 패턴으로 사용하는, 임의의 현재 알려져 있거나 추후 개발되는 것을 포함할 수 있다. 도 16 및 도 20의 하향 사시도에 도시된 바와 같이, 절첩 지지부들(842)의 세트가 센서 마운트(820)의 각각의 측부에 결합될 수 있지만, 이는 모든 경우에 필요하지는 않을 수 있다. 절첩 지지부들(842A)의 세트는 도 16의 센서 마운트(820)의 가까운 측부 상에 있고, 절첩 지지부들(842B)의 세트는 도 16의 센서 마운트(820)의 먼 측부 상에 있다. 시저 리프트(840)의 센서 마운트 단부는 센서 마운트(820) 내의 슬롯(848) 내에 활주가능하게 장착된 링크 커플링(846)으로 센서 마운트(820)에 피벗가능하게 결합되는 링크 피벗(844)을 가질 수 있다. 유사하게, 시저 리프트(840)의 모듈 하우징 단부는 최하부 지지부(842L)의 최하부 전방 단부에 결합된 링크 커플링(862)으로 모듈 하우징(802)에 피벗가능하게 결합되는 링크 피벗(850)(도 16, 도 17, 도 20에서 전동 변속기(870)의 모터(860) 뒤에 가려짐)을 가질 수 있다. 도 19에 가장 잘 도시된 바와 같이, 센서 마운트(820)는, 선택적으로, 제1 또는 제2 표면(234, 236)으로부터 센서 마운트(820)를 롤링식으로 이격시키도록 그 상에 위치되는 롤러(866)를 포함할 수 있다. 도면에는, 2개의 롤러(866)가 도시되어 있지만, 1개 또는 3개 초과를 포함하는 임의의 수가 채용될 수 있다. 추가로, SIM(800)은 시저 리프트(840)가 표면(234)을 향해 이동하는 상태로 도시되어 있지만, SIM(800)은 시저 리프트(840)가 표면(236)을 향해 이동하도록 반대 방향으로 사용될 수 있다는 것이 인식된다.

SIM(800)은, 또한, 모듈 하우징(802)으로부터의 확장 위치(도 16 및 도 20)와 모듈 하우징(802) 내의 후퇴 위치(도 17) 사이에서 시저 리프트(840)를 이동시키도록 구성되는 전동 변속기(870)를 포함할 수 있다. 이해되는 바와 같이, 두 위치들 사이에서의 이동의 일부로서, 시저 리프트(840)는 두 위치들 사이의 임의의 중간 위치에서 정지될 수 있다. 확장 상향 운동은 (도시된 예에서 후방 방향으로의) 최하부 지지부(842L)에 대한 힘의 인가, 교차 패턴을 신장시키는 것(도 16 및 도 20), 및 도시된 바와 같이 수직으로, 모듈 하우징(802)으로부터 멀리 센서 마운트(820)를 추진하는 것에 의해 달성된다. 전동 변속기(870)는, 최하부 지지부(842L)의 단부를 이동시켜 시저 리프트(840)를 확장 또는 후퇴시킬 수 있는 임의의 형태의 선형 액추에이터를 포함할 수 있다. 하나의 예에서, 전동 변속기(870)는 모듈 하우징(802) 내의 모터(860), 및 최하부 지지부(842L)를 후방으로 이동시켜 확장시키고 전방으로 이동시켜 후퇴시킬 수 있는 임의의 형태의 변속기(872)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 변속기(872)는 최하부 지지부(842L) 상의 유도 너트와 맞물리는 리드 스크류를 포함할 수 있다.

SIM(800)의 모듈 하우징(802)은 또한 후퇴가능 슬라이더(878)를 포함할 수 있다. 도 21은 후퇴가능 슬라이더(878)가 후퇴 위치에 있는 상태의 SIM(800)의 정면도를 도시하고, 도 22는 후퇴가능 슬라이더(878)가 연장 위치에 있는 상태의 SIM(800)의 정면도를 도시한다. 도 23은 센서 마운트(820)(도 16 및 도 17)와 시저 리프트(840)(도 16 및 도 17)가 제거된 상태의 후퇴가능 슬라이더(878)의 일 실시예의 도면을 도시한다. 후퇴가능 슬라이더(878)는 도 16, 도 19, 도 22 및 도 23에 도시된 연장된 표면 맞물림 위치와 도 17 및 도 21에 도시된 후퇴 위치 사이에서 이동가능하다. 도 23에 도시된 바와 같이, 후퇴가능 슬라이더(878)는 연장된 표면 맞물림 위치로 편의되는 피벗가능한, 스프링 로딩된 아암(882)을 포함할 수 있다. 풋(foot)(880)(예에는 2개가 도시됨)이 스프링 로딩된 아암(882)의 전방 단부(884)에 결합되어서, 그가 아암과 함께 피벗할 수 있게 한다. 임의의 형태의 스프링 편의, 예컨대 리프 스프링, 압축 스프링 등이 채용될 수 있다. 도 16, 도 19 및 도 22에 도시된 표면 맞물림 위치에서, 후퇴가능 슬라이더(878)의 풋(880)은, 시저 리프트(840)가 모듈 하우징으로부터의 확장 위치에 있는 것에 응답하여, 모듈 하우징(802)을 지지하기 위해 제1 및 제2 표면들(234, 236) 중 하나와 맞물린다. 더 구체적으로, 시저 리프트(840)가 확장 위치에 있을 때, 도 16, 도 19 및 도 22에 가장 잘 도시된 바와 같이, 그의 일부분 또는 그에 결합된 부분(예컨대, 센서 마운트(820))이 스프링 로딩된 아암(882)의 후방 단부(886)(도 23)와의 맞물림 상태로부터 벗어난다. 도 23에 가장 잘 도시된 바와 같이, 이러한 상황에서, 스프링 로딩된 아암(882)은 (전방으로) 피벗하여 풋(880)을 연장시켜서 표면(234, 236)과 맞물리게 한다. 도 17 및 도 21에 도시된 후퇴 위치에서, 풋(880)은, 시저 리프트(840)가 모듈 하우징(802) 내의 후퇴 위치에 있는 것에 응답하여, 표면(234, 236)으로부터 맞물림 해제된다. 더 구체적으로, 시저 리프트(840)가 접힌 위치에 있을 때, 도 17 및 도 21에 도시된 바와 같이, 그의 일부분 또는 그에 결합된 부분이 스프링 로딩된 아암(882)의 후방 단부(886)(도 23)와 맞물려서, 아암을 편의에 대해 피벗시켜 풋(880)을 후퇴시킨다. 후퇴가능 슬라이더(878)를 후퇴시키고 연장시키기 위한 특정 메커니즘이 예시되었지만, 캠 메커니즘과 같은 그러나 이에 제한되지 않는 매우 다양한 다른 메커니즘이 채용될 수 있다는 것이 인식된다.

도 16, 도 19 및 도 22에 도시된 바와 같이, SIM(800)은, 또한, 모듈 하우징(802)에 결합되는 내비게이션 카메라(890)를 포함할 수 있다. 내비게이션 카메라(890)는 로봇의 이동의 전방 경로를 향한다. SIM(800)은, 또한, 선택적으로, 도 16, 도 17 및 도 19에 도시된 바와 같이, 센서 마운트(820)를 향하는 조준선을 갖는 위치결정 카메라(892)를 포함할 수 있다. 위치결정 카메라(892)는 사용자가 센서 마운트(820) 및 이에 따른, 그에 결합된 임의의 센서(822)의 위치를 결정하도록 허용한다.

SIM(800)은, 또한, 모터(860) 없이, 즉 전동 변속기(870) 없이 시저 리프트(840)를 후퇴시키기 위한 비상 해제부(894)를 포함할 수 있다. 비상 해제부(894)는, 예를 들어 시저 리프트(840)의 후퇴를 막는 전력 또는 통신 손실 또는 기계적 손상의 경우에 필요할 수 있다. 비상 해제부(894)는 최하부 지지부(842L)를 전동 변속기(870)와 연결하는 커넥터(도시되지 않음)를 제거하기 위한 임의의 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 비상 해제부(894)는, 전동 변속기(870)를 최하부 지지부(842L)로부터 탈착시켜, 시저 리프트(840)가 모듈 하우징(802) 내로 후퇴하게 허용하도록 구성되는 모터를 포함할 수 있다. 해제부(894)의 활성화 시에, 센서 마운트(820)를 갖는 시저 리프트(840)는 즉시 후퇴되어, SIM(800)을 평탄화하여서, 그가 입구 갭(222)(도 2)을 통과할 수 있게 한다.

도 28의 사시도와 도 29 내지 도 31의 확대 사시도를 참조하면, 다른 실시예에서, 비상 해제부(894)는 시저 리프트(840)를 해제시키기 위해, 즉 그가 접힌 위치(도 31)로 신속하게 이동하도록 허용하기 위해 공압 라인(도시되지는 않았지만, 테더(132)(도 1)를 따름)에 의해 가압될 수 있는 공압 실린더(895)를 포함하는 공압 작동식 시스템을 포함할 수 있다. 도 29에 도시된 비해제 위치에서, 공압 실린더(895)의 피스톤(896)은, 변속기(872)와 함께, 예컨대 시저 리프트(840)를 연장시키고 후퇴시키는 모터(860)에 의해 제어되는 리드 스크류(873)와 함께 이동하는 링크 커플링 홀더(930)와 함께 이동한다. 즉, 피스톤(896)은 링크 커플링 홀더(930)와 함께 자유롭게 이동한다. 링크 커플링 홀더(930)는 내부에 경사진 개구(934)를 갖는 활성화 몸체(932), 및 해제 핀(936)을 포함한다. 해제 핀(936)은 활성화 몸체의 경사진 개구(934) 내에 활주식으로 수용되는 제1 단부(938), 및 제2 단부(940)(도 30, 도 31)를 포함한다. 도 28 및 도 29에 도시된 비해제 위치에서, 시저 리프트(840)의 최하부 지지부(842L)에 결합되는 링크 커플링 몸체(942)가 해제 핀(936)의 제2 단부(940)(가려짐)에 의해 변속기(872)에 결합된다. 이러한 예에서, 변속기(872)는, 모터(860)를 통해 회전하여 변속기 부재(875)를 이동시키는 리드 스크류(873)를 포함하며, 즉 변속기 부재(875)는 리드 스크류(873)에 의해 구동된다. 변속기 부재(875)는 비해제 위치에서 해제 핀(936)의 제2 단부(940)에 의해 맞물린다. 따라서, 변속기 부재(875), 링크 커플링 몸체(942) 및 해제 핀(936)은 시저 리프트(840)의 확장 및 후퇴를 위해 비해제 위치에서 모터(860) 및 시저 리프트(840)를 함께 결합시킨다. 링크 커플링 몸체(942)는, 해제 핀(936)에 의해 변속기 부재(875)에 결합되지 않을 때, 리드 스크류(873)에 의해 구동되지 않고, 그와 독립적으로 이동할 수 있다. 도 30의 초기 위치에 도시된 바와 같이, 공압 실린더(895)가 펌프(도시되지 않음, 예컨대 수동 또는 전기 펌프)에 의해 작동될 때, 피스톤(896)은 더 이상 변속기(872)와 함께 자유롭게 이동하지 않고, 화살표(A)의 방향으로 선형으로 전방으로 이동하며, 이는 경사진 개구(934)가 해제 핀(936)의 제1 단부(938)를 외향으로, 예컨대 도 30에 도시된 바와 같이 페이지 아래로 가압하게 한다. 이러한 동작은 해제 핀(936)의, 이제 도 30에서 볼 수 있는 제2 단부(940)를 변속기 부재(875)로부터 당기고, 링크 커플링 몸체(942)를 변속기(872), 즉 변속기 부재(875)로부터 해제시킨다. 이 시점에서, 시저 리프트(840)는 더 이상 변속기(872) 및 모터(860)에 결합되지 않고, 가압된 공압 실린더(895)에 의해 시저 리프트(840)의 접힌 위치로 (도시된 바와 같이) 전방으로 가압될 수 있다. 도 31에 도시된 바와 같이, 공압 실린더(895)가 펌프(도시되지 않음, 예컨대 수동 또는 전기 펌프)에 의해 작동될 때, 피스톤(896)은, 또한, 그가 절첩 지지부(842) 및 최하부 지지부(842L)를 시저 리프트(840)의 접힌 위치로 이동시키는 지점까지 화살표(A)의 방향으로 선형으로 전방으로 이동한다. 공압 실린더(895)는 시저 리프트(840)의 신속한 접힘을 허용하기 위해 해제 동작을 신속하게 수행하도록 구성될 수 있고, 로봇 크롤러(110)의 수직 배향에 관계없이 기능할 것이다. 특정 형태의 신속 해제 메커니즘이 예시되었고 설명되었지만, 매우 다양한 대안적인 해제 메커니즘이 채용될 수 있다는 것이 이해된다.

SIM(800)은 매우 다양한 센서(822)와 함께 사용될 수 있으며, 그 중 일부 비제한적인 예가 도 24 내지 도 27에 도시되어 있다. 예를 들어, 도 24에서, 센서(822)는, 긴 부재(902) 및 긴 부재에 결합되는 시각적 센서(904), 예컨대 카메라를 포함하는 단부 권선 검사 도구(900)를 포함할 수 있다. 단부 권선 검사 도구(900)는 센서 마운트(820) 상의 범용 연결 포트(824), 즉 공통 센서 연결 포트(826) 및 전기적 연결 요소(828)와 장착하기 위한, 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 연결 부재(832)를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 도 18 및 도 25에 도시된 바와 같이, 센서(822)는, 센서 마운트(820) 상의 범용 연결 포트(824), 즉 공통 센서 연결 포트(826) 및 전기적 연결 요소(828)와 정합하도록 구성되는 연결 부재(832)를 포함할 수 있는 전자기 무결성 시험 모듈(830)을 포함할 수 있다. 도 26에 도시된 다른 예에서, 센서(822)는, 센서 마운트(820) 상의 범용 연결 포트(824), 즉 공통 센서 연결 포트(826) 및 전기적 연결 요소(828)와 정합하도록 구성되는 연결 부재(832)를 포함하는 웨지 밀착도 평가 모듈(910)을 포함할 수 있다. 각각의 센서(822)에 대한 연결 부재(832)는 센서에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 도 18 및 도 25의 연결 부재(832)는 상이하다. 도 27에 도시된 다른 예에서, 센서(822)는, 모듈 하우징(702)을 센서 마운트(820) 상의 범용 연결 포트(824), 즉 공통 센서 연결 포트(826) 및 전기적 연결 요소(828)와 정합시키도록 구성되는 연결 부재(832)를 포함하는 (도 15에 도시된 것과 유사한) VIM(790)을 포함할 수 있다. 각각의 센서(822)에 대한 연결 부재(832)는 센서에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 도 18 및 도 25의 연결 부재(832)는 상이하다.

SIM(800)은 단일 센서 인터페이스와 함께 매우 다양한 상이한 센서(822)의 사용을 허용한다. 게다가, 센서 마운트(820) 및 센서(822)는 환형 갭 내로의 진입을 허용하기 위해 충분히 얇은 원주방향 프로파일로 제조될 수 있는 한편, SIM(800)은 각각의 센서(822)의 선택적 위치설정을 허용하고, 매우 다양한 반경방향 위치 또는 높이를 수용할 수 있다. 즉, SIM(800)은 각각의 센서(822)를 임의의 요구되는 반경방향 위치에 위치시킬 수 있다. 예를 들어, 웨지 밀착도 평가 모듈(910)(도 26)은 센서 마운트(820)가 모듈을 발전기의 스테이터 내의 웨지, 즉 표면(234)의 일부와 직접 또는 거의 직접 접촉하게 위치시키도록 요구할 수 있다. 다른 경우에, 센서(822)는 본 명세서에서 설명되는 VIM(790)과 유사한 시각적 검사 모듈을 포함할 수 있으며, 이때 이중 뷰 경로 시각적 센서는 표면(234, 236)으로부터 이격된다. SIM(800)은, 또한, 센서 마운트(820) 및 그에 연결된 센서(822)가 표면(234 또는 236) 내의 반경방향 연장 갭 내로 연장되도록 허용한다. 센서(822)는 시험 데이터를 다시 로봇 크롤러(110) 또는 제어 시스템(150)(도 1)에 제공할 수 있다. SIM(800)은 그가 다른 센서 모듈을 수용하기 위한 센서 인터페이스를 포함하지 않기 때문에 종단 모듈일 수 있다.

본 명세서에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 의도는 아니다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 단수 형태("a", "an" 및 "the")는 문맥상 명백히 달리 지시하지 않는 한 복수의 형태를 또한 포함하는 것으로 의도된다. 본 명세서에 사용될 때, 용어 "포함한다" 및/또는 "포함하는"은 언급된 특징부, 정수, 단계, 작동, 요소, 및/또는 구성요소의 존재를 명시하지만, 하나 이상의 다른 특징부, 정수, 단계, 작동, 요소, 구성요소, 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 부가를 배제하지 않는 것을 추가로 이해할 것이다.

이하의 청구범위에서의 모든 수단 또는 단계 플러스 기능 요소의 대응하는 구조, 재료, 작용, 및 등가물은, 구체적으로 청구되는 바와 같은 다른 청구된 요소와 조합하여 기능을 수행하기 위한 임의의 구조, 재료, 또는 작용을 포함하는 것으로 의도된다. 본 발명의 설명은, 예시 및 설명의 목적을 위해 제시되었지만, 개시된 형태로 본 발명을 총망라하거나 그로 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 많은 변형 및 수정이, 본 발명의 범주 및 사상으로부터 벗어남이 없이 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명의 원리 및 실제 적용을 가장 잘 설명하기 위해, 그리고 다른 당업자가 예상되는 특정 용도에 적합하게 되는 것과 같은 다양한 변형을 갖는 다양한 실시예에 대해 본 발명을 이해하는 것을 가능하게 하기 위해, 실시예가 선택되고 설명되었다.

Claims (15)

1. 로봇(108)을 위한 시각적 검사 모듈(700, 790)로서,
   모듈 하우징(702, 802);
   상기 모듈 하우징(702, 802)을 상기 로봇(108)의 몸체 프레임(612)에 장착하기 위해 상기 모듈 하우징(702, 802)에 결합되는 장착 인터페이스(674, 684, 686, 688, 690, 710, 810); 및
   제1 방향을 향하는 제1 표면(234, 236, 780), 및 상기 제1 표면(234, 236, 780)을 향해 반대편의 제2 방향을 향하는 이격된 제2 표면(234, 236, 780)을 동시에 시각적으로 검사하기 위한 검사 유닛(720)을 포함하고, 상기 검사 유닛(720)은:
   제1 시각적 센서(722) 및 제2 시각적 센서(724) - 각각의 시각적 센서(722, 724, 904)는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과는 상이한 제3 방향으로 향함 -,
   상기 제1 표면(234, 236, 780)의 이미지를 상기 제1 시각적 센서(722)로 반사하도록 구성되는 제1 반사기(732, 740), 및
   상기 제2 표면(234, 236)의 이미지를 상기 제2 시각적 센서(724)로 반사하도록 구성되는 제2 반사기(734, 742)를 포함하는, 시각적 검사 모듈(700, 790).
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 시각적 센서(722)는 한 쌍의 제1 시각적 센서(722)를 포함하고, 상기 제1 반사기(732, 740)는, 각각의 제1 시각적 센서(722)에 대해 제1 반사기(732, 740) 하나씩, 한 쌍의 제1 반사기(732, 740)를 포함하며,
   상기 제2 시각적 센서(724)는 한 쌍의 제2 시각적 센서(724)를 포함하고, 상기 제2 반사기(734, 742)는, 각각의 제2 시각적 센서(724)에 대해 제2 반사기(734, 742) 하나씩, 한 쌍의 제2 반사기(734, 742)를 포함하며,
   상기 제3 방향은 상기 로봇(108)의 이동의 전방 경로를 향하고, 상기 제1 방향은 상기 제3 방향에 실질적으로 수직이며, 상기 제2 방향은 상기 제3 방향에 실질적으로 수직인, 시각적 검사 모듈(700, 790).
3. 제2항에 있어서, 각각의 제1 반사기(732, 740)는 상기 제3 방향에 대해 그리고 상기 제1 표면(234, 236)을 향해 대략 45°로 경사지고, 각각의 제2 반사기(734, 742)는 상기 제3 방향에 대해 그리고 상기 제2 표면(234, 236)을 향해 대략 45°로 경사지는, 시각적 검사 모듈(700, 790).
4. 제2항에 있어서, 상기 한 쌍의 제1 시각적 센서(722)의 조준선(sight line)(746, 748)은 중첩되고, 상기 한 쌍의 제2 시각적 센서(724)의 조준선(746, 748)은 중첩되는, 시각적 검사 모듈(700, 790).
5. 제1항에 있어서, 상기 모듈 하우징(702, 802)에 대해 그리고 상기 제1 및 제2 표면들(234, 236, 780) 사이에서 상기 검사 유닛(720)의 위치를 조정하도록 구성되는 리프팅 시스템(770)을 추가로 포함하는, 시각적 검사 모듈(700, 790).
6. 제5항에 있어서, 상기 리프팅 시스템(770)은, 상기 검사 유닛(720) 및 상기 모듈 하우징(702, 802) 각각에 피벗가능하게 결합되는 한 쌍의 아암(772, 774), 및 상기 검사 유닛(720)의 위치를 조정하기 위해 상기 한 쌍의 아암들(772, 774) 중 적어도 하나를 피벗시키기 위한 모터(776, 860)를 포함하는, 시각적 검사 모듈(700, 790).
7. 제5항에 있어서, 상기 한 쌍의 아암(772, 774)은 상기 검사 유닛(720) 및 상기 모듈 하우징(702, 802)에 대해 축방향으로 오프셋되어, 상기 검사 유닛(720)을 상기 제1 및 제2 표면들(234, 236, 780)에 실질적으로 평행하게 유지하기 위한 평행사변형 구성을 생성하는, 시각적 검사 모듈(700, 790).
8. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 표면들(234, 236, 780) 사이에서 상기 검사 유닛(720)의 위치를 조정하도록 구성되는 센서 인터페이스 모듈(800)을 추가로 포함하고, 상기 센서 인터페이스 모듈(800)은:
   센서 마운트(820) - 상기 센서 마운트는 상기 검사 유닛(720)을 복수의 상이한 센서들(822) 중 선택된 하나로서 상기 센서 마운트(820)에 연결하도록 구성되는 공통 센서 연결 포트(824)를 포함하고, 상기 검사 유닛(720) 및 각각의 다른 센서(822)는 상기 센서 마운트(820) 상의 상기 공통 센서 연결 포트(824)와 정합하도록 구성되는 연결 부재(832)를 포함함 -;
   상기 센서 마운트(820)를 상기 제1 및 제2 표면들(234, 236, 780)에 실질적으로 평행하게 유지하기 위한 시저 리프트(scissor lift)(840); 및
   상기 제1 및 제2 표면들(234, 236, 780) 사이에서 상기 검사 유닛(720)의 위치를 조정하기 위해 확장 위치와 후퇴 위치 사이에서 상기 시저 리프트(840)를 이동시키도록 구성되는 모터(776, 860)를 포함하는, 시각적 검사 모듈(700, 790).
9. 로봇 시스템(10)으로서,
   로봇 크롤러(robotic crawler)(110); 및
   제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 시각적 검사 모듈(700, 790)을 포함하는, 로봇 시스템.
10. 제9항에 있어서, 상기 로봇 시스템은:
    로봇(108)을 위한 센서 인터페이스 모듈(800)을 포함하고, 상기 센서 인터페이스 모듈은:
    센서 마운트(820) - 상기 센서 마운트는 복수의 상이한 센서들(822) 중 선택된 하나를 상기 센서 마운트(820)에 연결하도록 구성되는 공통 센서 연결 포트(824)를 포함하고, 각각의 센서(822)는 상기 센서 마운트(820) 상의 상기 공통 센서 연결 포트(824)와 정합하도록 구성되는 연결 부재(832)를 포함함 -;
    상기 센서 마운트(820)를 제1 및 제2 표면들(234, 236, 780)에 실질적으로 평행하게 유지하기 위한 시저 리프트(840) - 제1 표면(234, 236)은 제1 방향을 향하고, 이격된 제2 표면(234, 236, 780)은 상기 제1 표면(234, 236)을 향해 반대편의 제2 방향을 향함 -; 및
    상기 모듈 하우징(702, 802)으로부터의 확장 위치와 상기 모듈 하우징(702, 802) 내의 후퇴 위치 사이에서 상기 시저 리프트(840)를 이동시키도록 구성되는 전동 변속기(870)를 포함하는, 로봇 시스템.
11. 제10항에 있어서, 상기 공통 센서 연결 포트(824) 및 각각의 센서(822)의 상기 연결 부재(832)는 상기 센서(822)를 상기 센서 마운트(820)에 기계적으로 결합시키기 위한 정합 기계적 장착 요소(826, 834), 및 상기 센서(822)를 상기 센서 마운트(820)를 통해 상기 로봇(108)에 전기적으로 연결하기 위한 정합 전기적 연결 요소(826, 834)를 포함하는, 로봇 시스템.
12. 제10항에 있어서, 상기 모듈 하우징(702, 802)은 후퇴가능 슬라이더(878)를 포함하고, 상기 후퇴가능 슬라이더는, 상기 시저 리프트(840)가 상기 모듈 하우징(702, 802)으로부터의 상기 확장 위치에 있는 것에 응답하여 상기 모듈 하우징(702, 802)을 지지하기 위해 상기 후퇴가능 슬라이더(878)의 풋(foot)(880)이 상기 제1 및 제2 표면들(234, 236, 780) 중 하나와 맞물리는 표면(234, 236) 맞물림 위치와, 상기 시저 리프트(840)가 상기 모듈 하우징(702, 802) 내의 후퇴 위치에 있는 것에 응답하여 상기 풋(880)이 상기 제1 및 제2 표면들(234, 236, 780) 중 하나로부터 맞물림 해제되는 후퇴 위치 사이에서 이동가능한, 로봇 시스템.
13. 제10항에 있어서, 상기 모듈 하우징(702, 802)에 결합되는 내비게이션 카메라(760, 890)를 추가로 포함하고, 상기 내비게이션 카메라(760, 890)는 상기 로봇(108)의 이동의 전방 경로를 향하는, 로봇 시스템.
14. 제13항에 있어서, 상기 센서 마운트(820)를 향하는 조준선(746, 748)을 갖는 위치결정 카메라(892)를 추가로 포함하는, 로봇 시스템.
15. 제10항에 있어서, 상기 모터(776, 860) 없이 상기 시저 리프트(840)를 후퇴시키기 위한 비상 해제부(627, 629, 894)를 추가로 포함하는, 로봇 시스템.

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