具有人因工程学抓手的无损检测设备及相关方法与流程

本公开的示例性实施例大体涉及无损检测设备及相关方法，并且更具体地涉及具有人因工程学抓手的无损检测设备及相关方法。

背景技术：
各种工件都会经历无损检测以便确定工具的各种特征。例如，各种结构面蒙板，例如机翼、机身部段等，可能经历无损检测。无损检测设备通常包括传感器，其被构造成向工件内发射信号并且接收响应传感器发出的信号的返回信号。无损检测设备的传感器可以例如是被构造成发射和接收超声波信号的超声波传感器。在操作中，传感器可以放置在工件上。之后，可以致动传感器以发射信号到工件内并且从工件接收响应传感器发出的信号的返回信号。通过分析返回信号，可以确定工件的各种特征，包括例如工件厚度和/或正被询问的工件的部分内可能存在的任意异常。通过在工件上移动传感器并且在多个位置中的每个位置询问工件，无损检测设备可以有效地检测工件的大部分。一些无损检测设备包括如下传感器，其被手动置于工件上并且之后被在工件上被手动重新定位以便询问工件的大部分。这样，操作者通常必须抓持传感器并且之后重复地在工件上的多个位置处重新定位传感器。为了提供传感器与工件并且更具体地与传感器发出的信号和从工件接收的返回信号的有效耦合，操作者可能还要施加力来试图将传感器压抵于工件表面。因此，传感器的放置和移动通常需要在操作者部分上施加一些力。操作者付出的作用力通常要结合传感器的相对小尺寸。如图1所示，例如，超声波传感器10通常非常小，例如小于操作者的一个手指。因此，操作者会发现传感器略难以抓持并且更具体地会发现不仅要抓持传感器还必须施加必要的力来驱使传感器与下方工件接触是一种挑战。在抓取传感器并对工件施加所需力方面操作者所面临的挑战有时会结合操作者将传感器放置在工件上并在工件上移动传感器时所遇到的反复运动。此外，操作者需要在处理检测装置时呈现相对不舒服的姿态，因为工件相对较大并且会需要操作者到达工件的至少一部分以便恰当地放置传感器并询问工件的对应工件。

技术实现要素：
根据示例性实施例提供了无损检测设备、系统和相关方法，以有助于工件的无损检测。在此方面，一种实施例中的无损检测系统和相关方法可以被构造成允许操作者以更加符合人体工学的方式与无损检测设备交互作用，例如通过减少或省去抓取相对小的传感器或在传感器上施加力以便确保传感器和底层工件间的可操作接触的任意需求。这样，无损检测设备和相关方法可以在操作者付出较少作用力的情况下允许操作者重复地将传感器定位在工件上并且在工件上移动传感器。根据本发明的一个方面，提供一种无损检测设备，其包括被构造成被置于与工件可操作接触的超声波传感器。超声波传感器被构造成向工件内发出超声波信号并且响应超声波传感器发出的超声波信号接收返回信号。无损检测设备还包括抓手，其被可操作地连接到超声波传感器以便抓手和超声波传感器可协调地运动/或一致地运动（movableinconcert）。抓手被构造成支撑操作者的手掌，例如操作者手掌的大部分，以便操作者施加给无损检测设备的力经由抓手传递给超声波传感器。有利地，无损检测设备可以包括被构造成符合不同的相应操作者的手掌的多个抓手。在此方面，多个抓手可以互换地连接到超声波传感器。有利地，抓手可以包括被构造成符合操作者手掌的凝胶垫。有利地，无损检测设备还可以包括弹力加载源以便有助于超声波传感器与工件的耦合。有利地，设备的抓手可以包括被构造成由操作者致动的至少一个输入元件。有利地，无损检测设备还可以包括抽吸装置，其被可操作地连接到超声波传感器和抓手并被构造成临时地将超声波传感器固定到工件。有利地，无损检测设备可以包括被构造成与定位系统通信来识别要检测的位置的通信接口。优选地，一种实施例的通信接口可以被构造成接收定义无损检测设备的位置的定位信号。优选地，通信接口可以被构造成接收指示要检测的位置的标记。根据本发明的又一方面，提供包括无损检测设备和与无损检测通信的计算机的无损检测系统。无损检测设备包括超声波传感器，其被构造成被放置成与工件可操作地接触。超声波传感器被构造成发射超声波信号到工件内并且响应从其发出的超声波信号接收返回信号。无损检测设备还包括抓手，其被可操作地连接到超声波传感器以便抓手和超声波传感器可协调地运动。抓手被构造成支撑操作者的手掌，例如操作者手掌的大部分。此外抓手包括被构造成由操作者致动的至少一个输入元件。计算机被构造成接收与超声波传感器接收的返回信号有关的信息。有利地，无损检测设备包括被构造成由操作者致动的多个输入元件。有利地，无损检测设备还包括被构造成符合不同的相应操作者的手掌的多个抓手。有利地，多个抓手可互换地连接到超声波传感器。有利地，无损检测设备的抓手可以包括构造成符合操作者手掌的凝胶垫。有利地，无损检测设备还可以包括弹力加载源以便有助于超声波传感器与工件的耦合。有利地，无损检测设备的抓手还可以包括抽吸装置，其被可操作地连接到超声波传感器和抓手并被构造成临时地将超声波传感器固定到工件。有利地，无损检测设备可以包括被构造成与定位系统通信来识别要检测的位置的通信接口。优选地，通信接口可以被构造成接收定义无损检测设备的位置的定位信号。优选地，通信接口可以被构造成接收指示要检测的位置的标记。根据本发明的又一方面，提供一种用于无损检测工件的方法，其包括将超声波传感器放置成与工件可操作地接触并且使用与超声波传感器可操作地连接的抓手来支撑操作者的手掌。该方法还包括从超声波传感器发射超声波信号到工件内并且响应于从其发出的超声波信号而接收返回信号。该方法还包括响应于操作者施加给抓手的力经由抓手传递到超声波传感器而协调地移动抓手和超声波传感器。在一种实施例中，与返回信号有关的信息可以被提供给计算机。有利地，该方法可以包括使用被构造成符合不同操作者手掌的另一抓手替换所述抓手。将超声波传感器放置成与工件可操作地接触可以包括弹力加载超声波传感器以便有助于超声波传感器与工件的耦合。有利地，在抓手包括输入元件的情况下，该方法还可以包括从输入元件接收与操作者对输入元件的致动有关的指示。有利地，该方法还可以包括在发射超声波信号和接收返回信号的同时将超声波传感器临时固定到工件。有利地，该方法可以包括与定位系统通信来识别要检测的位置。优选地，与定位系统通信可以包括接收定义无损检测设备的位置的定位信号。优选地，与定位系统通信可以包括接收指示要检测的位置的标记。已经讨论的特征、功能和优点可以在本发明的各种实施例中独立地实现或者可以在其他实施例中结合，其进一步的细节可以参见下述说明和附图。附图说明因此，在已经大体描述了本公开的示例性实施例之后，将参照附图做出描述，附图未必按比例绘制，其中：图1是传统无损检测传感器的立体图；图2是根据本发明一种实施例的无损检测系统的立体图；图3是根据本发明一种实施例的无损检测设备的立体图；图4是图3的无损检测设备的截面图；图5是根据本发明另一实施例的无损检测设备的侧视图；图6是根据本发明一种实施例的无损检测设备的框图；以及图7是示出依照根据本发明示例性实施例的用于无损检测工件的方法执行的操作的流程图。具体实施方式之后将参考附图更全面地描述所公开的实施例，附图中仅示出一些公开的实施例而不是全部。实际上，本公开可以以多种不同的形式实现，并且不应该解释为受限于本文记载的这些实施例；相反，提供这些实施例是为了使本公开满足可应用的法律要求。附图中类似的附图标记指代类似元件。现在参考图2，示出了根据一种实施例的无损检测系统20。如所示，无损检测系统20包括无损检测设备22，其包括传感器，该传感器被置于与工件24可操作地接触以便询问工件并且提供信息，根据该信息可以确定工件的一个或更多个特征。可以将无损检测设备22配置成被手动放置在工件24上并且之后在工件上被手动移动以便在多个不同位置中的每个位置处询问工件。例如，可以将无损检测设备22配置成最初被放置在工件24上的预定位置并且之后在工件上以预定义图案被移动以便在多个不同位置中的每个位置处询问工件。各种类型的工件24可能经历无损检测。关于图2的示例性实施例，机翼的至少一部分经历无损检测。不过，大量其他类型的工件24可能经历无损检测，包括飞机或其他交通工具的其他部件、建筑物的结构性部件或其他结构等。此外，要检测的工件24可以是复合结构。不过要检测的工件24可以替代性地以其他方式构造。虽然无损检测设备22可以被置于与工件24直接接触，不过无损检测系统可以包括耦合剂，其被施加到要检测的工件的至少一部分使得无损检测设备，并且至少无损检测设备的传感器，与工件的表面通过耦合剂隔开。耦合剂可以被构造成有助于传感器和工件24之间的耦合（coupling），从而提高传感器发射的信号传播到工件24内以及来自工件的返回信号传播到传感器的效率。虽然可以利用各种类型的耦合剂，但是适当耦合剂的示例包括超声波凝胶和水。除了无损检测设备22之外，无损检测系统20可以包括如图2所示的计算机26。无损检测系统20可以包括各种类型的计算机26，例如但不限于，个人电脑、笔记本电脑、平板电脑和移动装置，例如移动电话、个人数字助理（PAD）等。计算机26与无损检测设备22通信。虽然无损检测设备22和计算机26可以构造成彼此无线通信，不过在其他实施例中无损检测设备和计算机可以构造成有线通信。如下所述，计算机26可以构造成从无损检测设备22接收信息并且处理、显示和/或存储该信息以便有助于检测工件24。可以检测工件24以识别工件的各种不同特征。在此方面，无损检测设备22可以检测工件24以确定工件的厚度。在此方面，无损检测设备22可以发射信号到工件24内并且可以探测从工件的相反表面反射的返回信号，从而可以基于至工件内的信号的发射和返回信号的接收之间的流逝时间来确定工件厚度。此外或替代性地，无损检测设备22可以被构造成通过发射信号到工件内以及接收指示工件的被询问部分内存在异常或不存在异常的返回信号来探测工件24内的异常。在图3中以立体图且图4中以截面图示出了根据本公开的一种实施例的无损检测设备22。在此方面，无损检测设备22可以包括超声波传感器28，例如超声波换能器，其被构造成被置于与工件24可操作地接触。如上所述，超声波传感器28可以被置于与工件24直接接触或者可以被置于通过耦合剂与工件隔开。这种实施例的超声波传感器28被构造成发射超声波信号到工件24内并且接收响应于其发射的超声波信号的返回信号。虽然所述实施例的超声波传感器28可以被实现为构造成既发射超声波信号又接收返回信号的换能器，但在其他实施例中，超声波传感器可以利用超声波发射器和不同的或分离超声波接收器来实现，超声波发射器被构造成发射超声波信号到工件24内，并且超声波接收器被构造成响应于超声波发射器发射的超声波信号接收来自工件的返回信号。在图1的无损检测设备中，操作者必须直接抓取超声波传感器10，与此相比，所示实施例的无损检测设备22还包括抓手30，其可操作地连接于超声波传感器28。在此方面，抓手30可以直接连接超声波传感...