特許 7432991 表面検査システム、装置、および方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-08

(45)【発行日】2024-02-19

(54)【発明の名称】表面検査システム、装置、および方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/88 20060101AFI20240209BHJP

【ＦＩ】

G01N21/88 Z

【請求項の数】 10

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2019045699

(22)【出願日】2019-03-13

(65)【公開番号】P2019194570

(43)【公開日】2019-11-07

【審査請求日】2022-03-04

(31)【優先権主張番号】15/927,591

(32)【優先日】2018-03-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500520743

【氏名又は名称】ザ・ボーイング・カンパニー

【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】ジョージソン， ゲイリー イー．

(72)【発明者】

【氏名】マッキーヴァー， キース エル．

(72)【発明者】

【氏名】ラザフォード， ポール エス．

【審査官】小野 健二

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０７５６１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００７－５０３５８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０６７６９９９５（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０１４５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０４１５７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／００－２１／０１

２１／１７－２１／６１

２１／８４－２１／９５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面検査のための装置（１００）であって、
表面（１０２）に結合された表面特徴部（１０４）に近接して前記表面（１０２）上に配置された表面層（１０６）を有する前記表面（１０２）に向けてエネルギーを放出するように配向されたテラヘルツエミッタ（１０８）と、
前記表面（１０２）によって反射された、前記テラヘルツエミッタ（１０８）からのテラヘルツエネルギーを受け取るように位置決めされた検出器（１１０）と、
前記検出器（１１０）と信号通信している計算デバイス（１１２）であって、前記検出器（１１０）からの信号を用いて前記表面特徴部（１０４）を検出するように構成されている計算デバイス（１１２）と、
を備え、
前記テラヘルツエミッタ（１０８）および前記検出器（１１０）が、ロボットアーム（２０２）のエンドエフェクタ（２０４）に結合され、前記検出器（１１０）は、前記テラヘルツエミッタ（１０８）よりも前記エンドエフェクタ（２０４）の径方向内側に位置決めされており、前記エンドエフェクタ（２０４）は、前記装置（１００）を、前記表面（１０２）および前記表面特徴部（１０４）のうちの少なくとも一方の少なくとも一部分の上で回転させるように構成されている、装置（１００）。

【請求項2】

前記計算デバイス（１１２）が、前記検出器（１１０）からの前記信号を用いて前記表面特徴部（１０４）の位置を特定するように構成されている、請求項１に記載の装置（１００）。

【請求項3】

前記計算デバイス（１１２）が、前記検出器（１１０）からの前記信号を用いて前記表面特徴部（１０４）に近接した前記表面（１０２）の劣化部（３０２，３０４）を特定するように構成されている、請求項１または２に記載の装置（１００）。

【請求項4】

前記検出器（１１０）からの前記信号が、
テラヘルツエネルギーが前記検出器（１１０）によって受け取られる位置、
前記テラヘルツエミッタ（１０８）から前記検出器（１１０）への前記テラヘルツエネルギーの飛行時間、
前記テラヘルツエネルギーの周波数の変化、
前記テラヘルツエネルギーの減衰、および
前記テラヘルツエネルギーの方向変化、
のうちの少なくとも１つを特定する、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置（１００）。

【請求項5】

前記計算デバイス（１１２）が、前記表面特徴部（１０４）に近接した前記表面（１０２）の状態を決定するように構成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置（１００）。

【請求項6】

表面検査のためのシステム（２００，３００）であって、
ロボットアーム（２０２）と、
前記ロボットアーム（２０２）の処理端部に結合されたエンドエフェクタ（２０４）と、
前記エンドエフェクタ（２０４）に結合された表面検査のための装置（１００）と、
を備え、前記装置（１００）が、
表面特徴部（１０４）に近接して表面（１０２）上に配置された表面層（１０６）を有する前記表面（１０２）に向けてテラヘルツエネルギーを放出するように配向されたテラヘルツエミッタ（１０８）と、
前記表面（１０２）によって反射された、前記テラヘルツエミッタ（１０８）からの前記テラヘルツエネルギーを受け取るように位置決めされ、且つ前記テラヘルツエミッタ（１０８）よりも前記エンドエフェクタ（２０４）の径方向内側に位置決めされた検出器（１１０）と、
前記検出器（１１０）と信号通信している計算デバイス（１１２）であって、前記検出器（１１０）からの信号を用いて前記表面特徴部（１０４）を検出するように構成されている計算デバイス（１１２）と、
を備え、
前記エンドエフェクタ（２０４）は、前記装置（１００）を回転させるように構成されている、システム。

【請求項7】

前記計算デバイス（１１２）が、表面検査のための前記装置（１００）を前記表面特徴部（１０４）と位置合わせするように構成されている、請求項６に記載のシステム（２００，３００）。

【請求項8】

前記ロボットアーム（２０２）が、独立して位置決め可能な可動デバイスに取り付けられている、請求項６または７に記載のシステム（２００，３００）。

【請求項9】

表面検査のための方法（５００）であって、
表面（１０２）上に配置された表面層（１０６）を有する前記表面（１０２）に対して、表面検査のための装置（１００）を位置決めすること（５０２）であって、前記装置（１００）は、ロボットアーム（２０２）のエンドエフェクタ（２０４）に結合されているテラヘルツエミッタ（１０８）および検出器（１１０）を備え、前記検出器（１１０）は、前記テラヘルツエミッタ（１０８）よりも前記エンドエフェクタ（２０４）の径方向内側に位置決めされている、ことと、
前記装置（１００）の回転中に前記テラヘルツエミッタ（１０８）からテラヘルツエネルギーを放出して（５０４）、前記表面層（１０６）を通って前記表面（１０２）に衝突させることと、
前記検出器を用いて、前記表面（１０２）から反射されたテラヘルツエネルギーを検出すること（５０６）と、
反射された前記テラヘルツエネルギーの分析に基づいて前記表面層（１０６）を通って前記表面（１０２）の表面特徴部（１０４）を検出すること（５０８）であって、前記表面（１０２）および前記表面特徴部（１０４）のうちの少なくとも一方の少なくとも一部分の上で前記装置を回転させることによって、前記表面（１０２）の前記表面特徴部（１０４）を検出することと、を含む、方法。

【請求項10】

前記表面特徴部（１０４）と位置合わせされるように表面検査のための前記装置（１００）を再位置決めすることと、
前記表面特徴部（１０４）に近接した前記表面（１０２）の状態を検出することと、
をさらに含む、請求項９に記載の方法（５００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に、部品の表面検査に関し、より詳細には、部品の非破壊表面検査に関する。

【背景技術】

【0002】

構造物が古くなるにつれて、構造物の状態を評価するための定期的なチェックが、疲労点や摩耗点を特定するのに役立つ。試験が、技術者または他の訓練を受けた人による目視検査を通して実施されてもよい。スキャナを組み込んだ拡張されたシステムを使用して、検査を少なくとも部分的に自動化することによって検出を改善することができる。現行の目視および拡張された検査システムを使用して、下にある表面を検査するために、密封剤、接着剤、および他の表面層を貫くことは、困難であり、時には不可能であり得る。多くの場合、表面層は、強力な化学薬品の使用または手作業による労力をかけて除去しなければならない。そのような表面層の除去は、費用と時間がかかる可能性があり、検査後に表面層の再塗布を必要とすることがある。

【発明の概要】

【0003】

本出願の主題は、現在の技術水準に対応して、詳細には、表面検査のための従来のシステム、装置、および方法に関連する問題および不都合に対応して開発された。したがって、本出願の主題は、先行技術の上記の欠点の少なくともいくつかを克服する表面検査装置、システム、および方法を提供するために開発された。

【0004】

表面検査のための装置が、本明細書に記載されている。 この装置は、テラヘルツエミッタ、検出器、および計算デバイスを含む。テラヘルツエミッタは、表面特徴部に近接して表面上に配置されている表面層を有する表面に向けてエネルギーを放出するように配向されている。検出器は、表面によって反射されたテラヘルツエミッタからのエネルギーを受け取るように位置決めされている。計算デバイスは、検出器と信号通信しており、検出器からの信号を使用して表面特徴部を検出するように構成されている。 この段落の上記主題は、本開示の実施例１を特徴付ける。

【0005】

計算デバイスは、検出器からの信号を用いて表面特徴部の位置を特定するように構成されている。この段落の上記主題は、本開示の実施例２を特徴付け、実施例２は、上記実施例１による主題を、さらに含む。

【0006】

計算デバイスは、検出器からの信号を用いて表面特徴部に近接した劣化部を特定するように構成されている。この段落の上記主題は、本開示の実施例３を特徴付け、実施例３は、上記実施例１または２のいずれか１つによる主題を、さらに含む。

【0007】

検出器からの信号は、テラヘルツエネルギーが検出器によって受け取られる位置、テラヘルツエミッタから検出器へのエネルギーの飛行時間、エネルギーの周波数の変化、およびエネルギーの方向変化のうちの少なくとも１つを含む。この段落の上記主題は、本開示の実施例４を特徴付け、実施例４は、上記実施例１から３のいずれか１つによる主題を、さらに含む。

【0008】

テラヘルツエミッタは、単一のエミッタを含む。この段落の上記主題は、本開示の実施例５を特徴付け、実施例５は、上記実施例１から４のいずれか１つによる主題を、さらに含む。

【0009】

テラヘルツエミッタは、少なくとも２つのエミッタを含む。この段落の上記主題は、本開示の実施例６を特徴付け、実施例６は、上記実施例１から５のいずれか１つによる主題を、さらに含む。

【0010】

表面は、金属材料を含む。この段落の上記主題は、本開示の実施例７を特徴付け、実施例７は、上記実施例１から６のいずれか１つによる主題を、さらに含む。

【0011】

表面特徴部は、ファスナを含む。この段落の上記主題は、本開示の実施例８を特徴付け、実施例８は、上記実施例１から７のいずれか１つによる主題を、さらに含む。

【0012】

計算デバイスは、表面特徴部に近接した表面の状態を決定するように構成されている。この段落の上記主題は、本開示の実施例９を特徴付け、実施例９は、上記実施例１から８のいずれか１つによる主題を、さらに含む。

【0013】

テラヘルツエミッタおよび検出器のうちの少なくとも一方が、ロボットアームのエンドエフェクタに結合されている。この段落の上記主題は、本開示の実施例１０を特徴付け、実施例１０は、上記実施例１から９のいずれか１つによる主題を、さらに含む。

【0014】

テラヘルツエミッタおよび検出器のうちの少なくとも一方が、手動システムに結合されている。この段落の上記主題は、本開示の実施例１１を特徴付け、実施例１１は、上記実施例１から１０のいずれか１つによる主題を、さらに含む。

【0015】

表面検査のためのシステムが、本明細書にさらに記載されている。このシステムは、ロボットアーム、エンドエフェクタ、および表面検査のための装置を含む。エンドエフェクタは、ロボットアームの処理端部に結合されている。表面検査のための装置は、エンドエフェクタに結合されている。装置は、テラヘルツエミッタ、検出器、および計算デバイスを含む。テラヘルツエミッタは、表面特徴部に近接して表面上に配置されている表面層を有する表面に向けてテラヘルツエネルギーを放出するように配向されている。検出器は、表面によって反射されたテラヘルツエミッタからのテラヘルツエネルギーを受け取るように位置決めされている。計算デバイスは、検出器と信号通信しており、検出器からの信号を使用して表面特徴部を検出するように構成されている。この段落の上記主題は、本開示の実施例１２を特徴付ける。

【0016】

計算デバイスは、表面検査のための装置を表面特徴部と位置合わせするように構成されている。この段落の上記主題は、本開示の実施例１３を特徴付け、実施例１３は、上記実施例１２の主題を、さらに含む。

【0017】

エンドエフェクタは、表面の検査中に表面検査のための装置を回転させるように構成されている。この段落の上記主題は、本開示の実施例１４を特徴付け、実施例１４は、上記実施例１２または１３の主題を、さらに含む。

【0018】

ツールが、表面で動作を実行するように、エンドエフェクタに結合されている。この段落の上記主題は、本開示の実施例１５を特徴付け、実施例１５は、上記実施例１２から１４のいずれか１つによる主題を、さらに含む。

【0019】

表面層は、密封剤、塗料、および接着剤のうちの少なくとも１つを含む。この段落の上記主題は、本開示の実施例１６を特徴付け、実施例１６は、上記実施例１２から１５のいずれか１つによる主題を、さらに含む。

【0020】

ロボットアームは、独立して位置決め可能な可動デバイスに取り付けられている。この段落の上記主題は、本開示の実施例１７を特徴付け、実施例１７は、上記実施例１２から１６のいずれか１つによる主題を、さらに含む。

【0021】

表面検査のための方法が、本明細書にさらに記載されている。この方法は、表面上に配置された表面層を有する表面に対して表面検査のための装置を位置決めすることを含む。この方法は、表面層を通って表面に衝突するように、テラヘルツエネルギーを放出することを、さらに含む。この方法は、表面から反射されたテラヘルツエネルギーを検出することを、さらに含む。この方法は、反射されたテラヘルツエネルギーの分析に基づいて表面層を通って表面の表面特徴部を検出することを、さらに含む。この段落の上記主題は、本開示の実施例１８を特徴付ける。

【0022】

この方法は、表面特徴部と位置合わせされるように表面検査のための装置を再位置決めすることと、表面特徴部に近接した表面の状態を検出することとを、さらに含む。この段落の上記主題は、本開示の実施例１９を特徴付け、実施例１９は、上記実施例１８による主題を、さらに含む。

【0023】

表面特徴部は、ファスナを含む。この段落の上記主題は、本開示の実施例２０を特徴付け、実施例２０は、上記実施例１８または１９のいずれか１つによる主題を、さらに含む。

【0024】

この方法は、表面特徴部にツールを位置決めすることと、ツールを用いて動作を実行することとを、さらに含む。この段落の上記主題は、本開示の実施例２１を特徴付け、実施例２１は、上記実施例１８から２０のいずれか１つによる主題を、さらに含む。

【0025】

本開示の主題の説明された特徴、構造、利点、および／または特性は、１つ以上の実施形態および／または実施態様において任意の適切な方法で組み合わせられ得る。以下の説明では、本開示の主題の実施形態の完全な理解を伝えるために、多数の特定の詳細が提供される。当業者は、本開示の主題が、特定の実施形態または実施態様の特定の特徴、詳細、構成要素、材料、および／または方法のうちの１つ以上を用いずに実施され得ることを、認識するであろう。他の例では、追加の特徴および利点が、特定の実施形態および／または実施態様において認識され、これらは、全ての実施形態または実施態様に存在していなくてもよい。さらに、いくつかの例では、本開示の主題の態様を不明瞭にすることを避けるために、周知の構造、材料、または動作が、詳細には示されていない、または記載されていない。本開示の主題の特徴および利点は、以下の説明および添付の特許請求の範囲からより完全に明らかになるか、または以下に記載されるように主題の実施によって知ることができる。

【0026】

主題の利点が、より容易に理解され得るように、上で簡潔に記載された主題のより詳細な説明が、添付の図面に示される特定の実施形態を参照することによって提供される。これらの図面は主題の典型的な実施形態のみを描写し、したがってその範囲を限定するものと見なされるべきではないことを理解した上で、主題が、図面を使用してさらなる具体性および詳細を伴って記載および説明される。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本開示の１つ以上の例による、表面検査のための装置のブロック図である。

【図2A】本開示の１つ以上の例による、表面検査のためのシステムのブロック図である。

【図2B】本開示の１つ以上の例による、図２Ａのシステムの断面図のブロック図である。

【図3A】本開示の１つ以上の例による、表面検査のためのシステムのブロック図である。

【図3B】本開示の１つ以上の例による、図３Ｂのシステムの断面図のブロック図である。

【図4】本開示の１つ以上の例による、ツールを動作させるためのシステムのブロック図である。

【図5】本開示の１つ以上の例による、表面検査のための方法のフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

本明細書を通じて、「一実施形態」、「実施形態」、または同様の言い回しへの言及は、その実施形態に関連して説明された特定の特徴、構造、または特性が本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書を通じて、「一実施形態では」、「ある実施形態では」という表現、および類似の言い回しは、必ずしもそうではないが、全て、同じ実施形態を指すことがある。同様に、「実施態様」という用語の使用は、本開示の１つ以上の実施形態に関連して記載された特定の特徴、構造、または特性を有する実施態様を意味するが、そうでないことを示す明示的な相互関係がない限り、実施態様は、１つ以上の実施形態と関連付けられてもよい。

【0029】

表面検査装置、システム、および方法に関する実施形態が、本明細書に記載されている。表面検査は、密封剤、接着剤の層、または表面に塗布された他の比較的厚い層などの表面層によって妨げられる可能性がある。いくつかの例では、塗料および他のコーティングなどのより薄い表面層が、検査を不明瞭にし、表面の亀裂、腐食、および他の劣化部を隠し得る。例えば、密封剤は、摩耗特性を改善し、美的特性を提供し、湿気、空気、化学物質などの浸透を低減し、他の様々な機能を提供するために、接合部、継ぎ目、ファスナ、および他の表面特徴部の近くに（例えば、その上に）塗布され得る。しかしながら、超音波システム、渦電流システムなどを用いた検査中、表面上に堆積された表面層は、腐食、亀裂、化学的損傷、漏れ、磨耗などの、表面または表面特徴部の劣化部の効果的な検査および識別を妨げる。

【0030】

本明細書に記載の実施形態は、テラヘルツ域で放出されるエネルギーを利用する。テラヘルツエネルギーが、表面に向けられる。表面層が、表面特徴部に近接して表面上に配置され得る。検出器が、テラヘルツエネルギーの少なくとも一部が表面によって反射されると、テラヘルツエネルギーを受け取るように、位置決めされ得る。検出器は、反射されたテラヘルツエネルギーに基づいて信号を生成し、その信号を計算デバイスに伝達することができる。計算デバイスは、検出器からの信号を用いて表面特徴部を検出することができる。

【0031】

いくつかの実施形態では、計算デバイスは、表面特徴部の位置を特定し、損傷または欠陥などの劣化部について表面特徴部の周りで検査を開始することができる。検出器からの信号は、表面特徴部の種類を特定するために、計算デバイスによって使用され得る。例えば、表面特徴部は、ファスナ、接合部、継ぎ目などであり得る。信号はまた、亀裂、腐食、磨耗、汚染などの表面の劣化部を検出するためにも使用され得る。テラヘルツエネルギーの少なくとも一部は、表面層を通過して、表面に衝突する。表面は、テラヘルツエネルギーを反射して表面層を通って戻し、反射したテラヘルツエネルギーの少なくとも一部は、検出器に衝突する。検出器は、反射されたエネルギーの特性に基づいて信号を生成する。計算デバイスは、信号を分析し、その特性を、表面状態、表面特徴部の種類または位置、表面または表面特徴部の劣化、表面層の厚さ、表面層の品質などの検出された状態と相関させる。

【0032】

追加の動作が、実行されてもよい。例えば、１つの動作は、エミッタおよび検出器を表面特徴部と位置合わせすることを含み得る。動作は、ツールの使用を含んでもよい。例えば、動作は、表面層をトリミングすること、表面層を交換すること、修理のために表面または表面特徴部を準備すること、修理を行うことなどを含むことができる。様々な図を参照して、さらなる詳細を以下に説明する。

【0033】

図１は、本開示の１つ以上の例による、表面検査のための装置１００のブロック図である。図示の実施形態において、装置１００は、表面１０２に対して位置決めされている。例えば、表面１０２は、車両または他の機械、建物または他の構造物、生物学的システム、または地質学的システムの表面であり得る。表面１０２は、滑らかであってもよく、または表面組織もしくは処理を有してもよい。表面１０２は、少なくとも部分的に天然材料または合成材料でできていてもよい。例えば、表面１０２は、金属、プラスチック、または複合材料である材料を含み得る。いくつかの実施形態では、表面１０２は、航空機の外側表面または内側表面である。例えば、表面１０２は、燃料タンクの内側表面であってもよい。

【0034】

表面１０２の図示の実施形態は、表面特徴部１０４を含む。表面特徴部１０４は、ファスナ、接合部、継ぎ目などであり得る。表面特徴部１０４は、表面１０２内に形成されてもよいし、表面１０２に結合されてもよいし、または表面１０２上に塗布されてもよい。いくつかの実施形態において、表面特徴部１０４は、関連する応力集中部を表面１０２上に形成する。応力集中部は、表面特徴部１０４において表面１０２内の応力を増大させる穴、スロット、付着部、溶接部などであり得る。いくつかの実施形態では、応力集中部の態様は、表面１０２の劣化（例えば、亀裂、腐食、疲労など）を促進または加速することがある。

【0035】

図示の実施形態では、表面層１０６が、表面特徴部１０４に近接して表面１０２上に配置されている。表面層１０６は、密封剤、接着剤、絶縁体、導体、ロック部、キャッチ部または磨耗保護物、または他の機能的もしくは美的媒介物もしくは機構を含み得る。図示の実施形態では、表面層１０６は、表面特徴部１０４を完全に取り囲んでいる。あるいは、表面層１０６は、表面特徴部１０４を部分的に取り囲んでもよい。例えば、表面層１０６は、表面特徴部１０４と表面１０２との結合部に配置されてもよい。

【0036】

いくつかの例では、表面層１０６は、密封剤であり、表面特徴部１０４は、ファスナであり、表面１０２は、燃料タンクの内側であり、燃料タンクの内側表面を定める。これらの例では、表面層１０６は、表面特徴部１０４の腐食を防ぎ、（例えば、表面特徴部１０４と表面１０２との間の継ぎ目を通って）表面１０２を通過する燃料の漏れを防ぐ。いくつかの例では、表面特徴部１０４は、表面１０２の２つの部分が接合される接合部または継ぎ目である。他の例では、表面特徴部１０４は、構造部材が表面１０２に接合される結合部である。

【0037】

図示の実施形態では、装置１００は、テラヘルツエミッタ１０８、検出器１１０、および計算デバイス１１２を含む。テラヘルツエミッタ１０８は、テラヘルツエネルギーを表面１０２に向ける。テラヘルツエミッタ１０８は、入力信号に応答してテラヘルツエネルギーを発生させることができる。入力信号は、計算デバイス１１２または他の構成要素によって提供され得る。テラヘルツエミッタ１０８は、表面１０２、表面特徴部１０４、および表面層１０６のうちの少なくとも１つまでの距離閾値に達することに応答してテラヘルツエネルギーを供給することができる。テラヘルツエミッタ１０８は、テラヘルツエネルギーが向けられる方向を変えるために固定されるかまたは調整可能であり得る。テラヘルツエミッタ１０８からのテラヘルツエネルギーの少なくとも一部は、表面層１０６を通過し、表面１０２で反射し、装置１００に向かって戻る。

【0038】

装置１００は、検出器１１０を含む。検出器１１０は、表面１０２によって反射された、テラヘルツエミッタ１０８からのエネルギーを受け取るように位置決めされている。検出器１１０は、表面１０２から反射されたテラヘルツエネルギーを受け取って検出し、反射されたテラヘルツエネルギーに基づいて信号を生成する。検出器１１０は、単一の検出器または検出器の配列とすることができる。検出器１１０は、テラヘルツエミッタ１０８に結合されてもよい。検出器１１０は、テラヘルツエミッタ１０８がテラヘルツエネルギーを表面１０２に向けることを開始する時間に対応するテラヘルツエミッタ１０８の発射時間を記録することができる。他の計量値および考慮事項が、テラヘルツエミッタ１０８への接続を介して検出器１１０によって記録されてもよい。

【0039】

検出器１１０は、テラヘルツエミッタ１０８に対して移動するように構成されてもよい。例えば、検出器１１０は、表面１０２に対するテラヘルツエミッタ１０８の角度の変化に応じて表面１０２から反射されたエネルギーを受け取るための検出器１１０の移動を容易にするように、装置に取り付けることができる。検出器１１０は、表面１０２に対して平行に並進すること、表面１０２に対して直角に移動すること、および表面１０２に対して角度的に変位することのうちの少なくとも１つであるように調整可能であり得る。いくつかの例では、検出器１１０は、直接反射されたテラヘルツエネルギーを避けるように位置決めされ、表面特徴部１０４または表面１０２もしくは表面特徴部１０４の劣化部に対応する散乱されたテラヘルツエネルギーを受け取るように位置決めされてもよい。さらに、検出器１１０の利得または感度が、それに応じて調整されてもよい。

【0040】

装置１００の図示の実施形態は、計算デバイス１１２を含む。計算デバイス１１２は、検出器１１０から信号を受信してテラヘルツエネルギーの変化を検出するように、検出器１１０に結合されている。テラヘルツエネルギーの変化は、テラヘルツエネルギーが受け取られる検出器１１０における位置、テラヘルツエミッタ１０８から検出器１１０へのテラヘルツエネルギーの飛行時間、テラヘルツエネルギーの周波数シフトまたは位相の変化、テラヘルツエネルギーの減衰、テラヘルツエネルギーの散乱などを含み得る。これらの検出された特性のそれぞれが、表面１０２、表面特徴部１０４、および表面層１０６のうちの少なくとも１つに関する１つ以上の潜在的な条件または計量値に対応し得る。いくつかの例では、テラヘルツエネルギーの変化の組み合わせは、表面１０２、表面特徴部１０４、および表面層１０６のうちの少なくとも１つの特性を示す。

【0041】

計算デバイス１１２は、検出器１１０から信号を受信するように示されているが、計算デバイス１１２は、検出器１１０に戻り信号を送信してもよい。さらに、計算デバイス１１２は、テラヘルツエミッタ１０８との一方向または双方向通信を含み得る。いくつかの実施形態では、計算デバイス１１２は、テラヘルツエミッタ１０８の少なくとも１つの動作を制御する。例えば、計算デバイス１１２は、テラヘルツエネルギーを較正すること、テラヘルツエミッタ１０８の位置合わせを調整すること、テラヘルツエネルギーを発射するタイミングを調整することなどのために、テラヘルツエミッタ１０８と通信し得る。

【0042】

図示の実施形態では、計算デバイス１１２は、検出器１１０およびテラヘルツエミッタ１０８の比較的近くに示されている。しかしながら、本明細書に提供される図は、特定の縮尺を有すると解釈されるべきではない。計算デバイス１１２は、装置１００内で検出器１１０およびテラヘルツエミッタ１０８の近くに位置決めされてもよい。あるいは、計算デバイス１１２は、検出器１１０およびテラヘルツエミッタ１０８から遠くに位置決めされてもよい。いくつかの例では、計算デバイス１１２を検出器１１０およびテラヘルツエミッタ１０８の近くに位置決めすることは、より携帯性の高い装置１００およびより小さい全体のパッケージサイズをもたらす。他の例では、計算デバイス１１２を検出器１１０およびテラヘルツエミッタ１０８から遠くに位置決めすることは、表面１０２の近くの装置１００のサイズを縮小し、装置１００が、接近するのがより難しい領域またはより狭い空間的制約を有する領域を検査することを、可能にし得る。

【0043】

単一の計算デバイス１１２が示されているが、実施形態は、装置１００内の同じまたは異なる位置に配置された２つ以上の計算デバイス１１２を含み得る。例えば、テラヘルツエミッタ１０８および検出器１１０のそれぞれが、専用の計算デバイス１１２を有していてもよい。いくつかの実施形態では、計算デバイス１１２は、装置１００の外部のシステムと通信する。例えば、計算デバイス１１２は、ネットワークと通信することができる。ネットワークは、装置１００を位置決めするための制御デバイスなどの他の計算デバイスを含むことができる。

【0044】

計算デバイス１１２は、表面１０２のマップ、モデル、または他の描写を生成および格納することのうちの少なくとも１つを行い得る。表面１０２の描写は、検出器１１０からの信号に基づいてもよい。いくつかの実施形態では、計算デバイス１１２は、表面１０２のマップまたはモデルを格納し、検出器１１０からの信号に基づいてマップまたはモデルを更新または検証する。計算デバイス１１２は、装置１００の他の構成要素または装置１００の外部の１つ以上のソースから入力を受け取ることができる。

【0045】

いくつかの実施形態では、計算デバイス１１２は、１つ以上の計算デバイス、１つ以上のデータネットワーク、および１つ以上のサーバを含む。特定の数のテラヘルツエミッタ１０８、検出器１１０、および計算デバイス２１４が、図１の装置１００に示されているけれども、当業者は、この開示に照らして、任意の数の各構成要素が装置１００に含まれ得ることを、認めるであろう。

【0046】

装置１００の計算デバイス１１２は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、スマートフォン、セキュリティシステム、スマートウォッチ、トラッカー、または他のウェアラブルデバイス、光学ヘッドマウントディスプレイ（例えば、バーチャルリアリティヘッドセット、スマートグラスなど）、近接センサ、圧力センサ、温度センサ、画像センサ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、またはプロセッサを含む別の計算デバイス（例えば、中央処理装置（「ＣＰＵ」）、プロセッサコア、フィールドプログラマブルゲートアレイ（「ＦＰＧＡ」）または他のプログラマブルロジック、特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）、コントローラ、マイクロコントローラ、および／または他の半導体集積回路装置）、揮発性メモリ、および／または不揮発性記憶媒体のうちの１つ以上を含み得る。

【0047】

特定の実施形態では、１つ以上の装置１００における複数の計算デバイス１１２は、１つ以上の他の計算デバイス１１２と通信可能に結合されている。計算デバイス１１２は、様々なプログラム、プログラムコード、アプリケーション、命令、機能などを実行するように構成されたプロセッサ、プロセッサコアなどを含むことができる。

【0048】

様々な実施形態において、装置１００の構成要素は、ハードウェア機器として具体化されてもよい。特定の実施形態では、装置１００は、ハンドヘルドデバイス、ロボットエンドエフェクタ、または有線接続（例えば、ユニバーサルシリアルバス（「ＵＳＢ」）接続）もしくは無線接続（例えば、ブルートゥース（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ、近距離無線通信（「ＮＦＣ」）など）のいずれかによる、デバイス、ラップトップコンピュータ、サーバ、タブレットコンピュータ、スマートフォン、検査システムなどと通信する他のハードウェア機器デバイス（例えば、ツールヘッド、ネットワーク機器など）、電子ディスプレイデバイス（例えば、ＨＤＭＩポート、ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔポート、Ｍｉｎｉ ＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔポート、ＶＧＡポート、ＤＶＩポートなどを使用するテレビまたはモニタ）に取り付けられる他のハードウェア機器デバイス、および／または同様のものなどのハードウェアデバイスを含み得る。装置１００のハードウェア機器は、電力インターフェース、有線および／もしくは無線ネットワークインターフェース、ディスプレイに取り付けられるグラフィカルインターフェース、ならびに／または装置１００の構成要素に関して本明細書に記載の機能を実行するように構成された、後述する半導体集積回路装置を含み得る。

【0049】

計算デバイス１１２または装置１００の他の構成要素は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（「ＦＰＧＡ」）または他のプログラマブルロジック、ＦＰＧＡまたは他のプログラマブルロジック用ファームウェア、マイクロコントローラ上で実行するためのマイクロコード、特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）、プロセッサ、プロセッサコアなどの半導体集積回路装置（例えば、１つ以上のチップ、ダイ、または他のディスクリートロジックハードウェア）などを含み得る。一実施形態では、計算デバイス１１２は、１つ以上の電線または接続部（例えば、揮発性メモリ、不揮発性記憶媒体、ネットワークインターフェース、周辺デバイス、グラフィック／ディスプレイインターフェースなどへの）を有するプリント回路基板上に取り付けることができる。ハードウェア機器は、（例えば、プリント回路基板などの１つ以上の電線と通信して）データを送受信するように構成された１つ以上のピン、パッド、または他の電気接続部、ならびに装置１００の様々な機能を実行するように構成された１つ以上のハードウェア回路および／または他の電気回路を含むことができる。

【0050】

特定の実施形態において、半導体集積回路装置または装置１００の他のハードウェア機器は、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、ダイナミックＲＡＭ（「ＤＲＡＭ」）、キャッシュなどを含み得るがこれに限定されない１つ以上の揮発性メモリ媒体を含み、かつ／またはそれに通信可能に結合される。一実施形態では、半導体集積回路装置または装置１００の他のハードウェア機器は、ＮＡＮＤフラッシュメモリ、ＮＯＲフラッシュメモリ、ナノランダムアクセスメモリ（ナノＲＡＭまたはＮＲＡＭ）、ナノ結晶ワイヤベースメモリ、シリコン酸化物ベースのサブ１０ナノメートルプロセスメモリ、グラフェンメモリ、シリコン－酸化物－窒化物－酸化物－シリコン（「ＳＯＮＯＳ」）、抵抗変化型ＲＡＭ（「ＲＲＡＭ」）、プログラマブルメタライゼーションセル（「ＰＭＣ」）、導電性ブリッジＲＡＭ（「ＣＢＲＡＭ」）、磁気抵抗ＲＡＭ（「ＭＲＡＭ」）、ダイナミックＲＡＭ（「ＤＲＡＭ」）、相変化ＲＡＭ（「ＰＲＡＭ」または「ＰＣＭ」）、磁気記憶媒体（例えば、ハードディスク、テープ）、光記憶媒体などを含み得るがこれらに限定されない１つ以上の不揮発性メモリ媒体を含み、かつ／またはそれに通信可能に結合される。

【0051】

いくつかの実施形態では、装置１００は、データネットワークを介してデータを通信する。一実施形態では、データネットワークは、デジタル通信を送信するデジタル通信ネットワークを含む。データネットワークは、無線ネットワーク、例えば、無線セルラーネットワーク、ローカル無線ネットワーク、例えば、Ｗｉ－Ｆｉネットワーク、ブルートゥース（登録商標）ネットワーク、近距離無線通信（「ＮＦＣ」）ネットワーク、アドホックネットワーク、などを含むことができる。データネットワークは、ワイドエリアネットワーク（「ＷＡＮ」）、ストレージエリアネットワーク（「ＳＡＮ」）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、光ファイバネットワーク、インターネット、または他のデジタル通信ネットワークを含むことができる。データネットワークは、２つ以上のネットワークを含んでもよい。データネットワークは、１つ以上のサーバ、ルータ、スイッチ、および／または他のネットワーキング機器を含むことができる。データネットワークはまた、ハードディスクドライブ、光学ドライブ、不揮発性メモリ、ＲＡＭなどの１つ以上のコンピュータ可読記憶媒体を含むことができる。

【0052】

無線接続は、携帯電話ネットワークでもよい。無線接続はまた、米国電気電子技術者協会（「ＩＥＥＥ」）８０２．１１規格のうちのいずれか１つに基づくＷｉ－Ｆｉネットワークを使用してもよい。あるいは、無線接続は、ブルートゥース（登録商標）接続でもよい。さらに、無線接続は、国際標準化機構（「ＩＳＯ」）、国際電気標準会議（「ＩＥＣ」）、米国材料試験協会（登録商標）（ＡＳＴＭ（登録商標））、ＤＡＳＨ７（商標）Ａｌｌｉａｎｃｅ、およびＥＰＣＧｌｏｂａｌ（商標）によって制定されたＲＦＩＤ規格を含む無線周波数識別（「ＲＦＩＤ」）通信を使用することができる。

【0053】

あるいは、無線接続は、ＩＥＥＥ８０２規格に基づくＺｉｇＢｅｅ（登録商標）接続を使用してもよい。一実施形態では、無線接続は、Ｓｉｇｍａ Ｄｅｓｉｇｎｓ（登録商標）によって設計されたＺ－Ｗａｖｅ（登録商標）接続を使用する。あるいは、無線接続は、カナダのコクランにあるＤｙｎａｓｔｒｅａｍ（登録商標）Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ Ｉｎｃ．によって定められているＡＮＴ（登録商標）および／またはＡＮＴ＋（登録商標）接続を使用してもよい。

【0054】

無線接続は、赤外線データ協会（登録商標）（「ＩｒＤＡ」（登録商標））によって定められている赤外線物理層規格（「ＩｒＰＨＹ」）に少なくとも準拠する接続を含む赤外線接続であってもよい。あるいは、無線接続は、携帯電話ネットワーク通信でもよい。全ての規格および／または接続様式は、本出願の出願日における規格および／または接続様式の最新バージョンおよびリビジョンを含む。

【0055】

一実施形態では、１つ以上のサーバは、ブレードサーバ、メインフレームサーバ、タワーサーバ、ラックサーバなどとして具体化することができる。１つ以上のサーバは、メールサーバ、ウェブサーバ、アプリケーションサーバ、ＦＴＰサーバ、メディアサーバ、データサーバ、ウェブサーバ、ファイルサーバ、仮想サーバなどとして構成することができる。１つ以上のサーバは、データネットワークを介して１つ以上の計算デバイス１１２と通信可能に結合（たとえばネットワーク）されてもよい。１つ以上のサーバは、計算デバイス１１２に関連付けられているデータを格納することができる。

【0056】

図２Ａは、本開示の１つ以上の例による、表面検査のためのシステム２００のブロック図である。図示の実施形態は、ロボットアーム２０２を含む。図示の実施形態はまた、ロボットアーム２０２の処理端部に結合されたエンドエフェクタ２０４を含む。エンドエフェクタ２０４は、装置１００を含む。ロボットアーム２０２は、装置１００をロボットアーム２０２に対して固定するようにエンドエフェクタ２０４に結合するように構成されてもよい。

【0057】

いくつかの実施形態では、装置１００は、上で説明され図１に示された装置１００と同じまたは類似のものである。装置１００の図示の実施形態は、テラヘルツエミッタ１０８および検出器１１０を含む。図示の実施形態では、ロボットアーム２０２は、装置１００を検査されるべき表面１０２の部分と位置合わせするように、エンドエフェクタ２０４を位置決めする。装置１００は、表面１０２に対応する表面特徴部１０４を見つけるために使用されてもよい。図示の実施形態では、表面特徴部１０４は、ファスナである。テラヘルツエミッタ１０８が、表面特徴部１０４および／または表面１０２に向かってテラヘルツエネルギーを放出し、反射されたテラヘルツエネルギーを検出器１１０で受け取る。

【0058】

一例では、検出器１１０が、表面特徴部１０４を特定する反射されたテラヘルツエネルギーを受け取るまで、ロボットアーム２０２が、エンドエフェクタ２０４の位置を調整する。ロボットアーム２０２は、可動プラットフォームに結合されてもよい。例えば、可動プラットフォームは、ローバー、ウォーカー、ダイバー、およびクアッドコプターなどの空中プラットフォームのうちの少なくとも１つを含むことができる。可動プラットフォームは、少なくとも部分的に手動で操作されてもよいし、または自動化されてもよい。

【0059】

ロボットアーム２０２によるエンドエフェクタ２０４の位置の調整は、ラスタまたは他のパターンなどの事前にプログラムされたまたは動的な探索経路に対応してもよい。いくつかの例では、ロボットアーム２０２は、エンドエフェクタ２０４の位置を調整して、表面特徴部１０４の縁部を見つけることによって表面特徴部１０４の位置を決定する。表面特徴部１０４の縁部は、図２Ａに示すように、ファスナの縁部であってもよい。

【0060】

図示の実施形態では、表面特徴部１０４は、二次的表面特徴部２０６を含む。例えば、表面特徴部１０４は、ファスナであってもよく、二次的表面特徴部２０６は、ワッシャー、ナット、カラーなどの対応する構造であってもよい。装置１００は、二次的特徴部２０６を、表面特徴部１０４とは別のものとして、または表面特徴部１０４の構成要素として識別することができる。

【0061】

図示の実施形態では、装置１００は、エンドエフェクタ２０４の中心からずれている。いくつかの実施形態では、中心から外れた装置１００の位置によって、エンドエフェクタ２０４を回転させて、表面特徴部１０４の検出または表面１０２の他の検査のために装置１００の構成要素を位置決めすることが可能になる。例えば、テラヘルツエネルギーは、反射を経て検出器１１０で受け取られるので、テラヘルツエミッタ１０８および検出器１１０を表面１０２、表面特徴部１０４、および表面層１０６に対していくつかの相対的な配置で位置決めすることで、より正確な、または完全な検査が可能になる。

【0062】

図２Ｂは、図２Ａのシステム２００の断面図のブロック図である。図示の実施形態は、図２Ａの図から９０°の向きにある、図２Ａの断面Ａ－Ａ２０８でのシステム２００を示す。いくつかの実施形態では、ロボットアーム２０２およびエンドエフェクタのうちの少なくとも１つが、表面特徴部１０４を見つけて、表面特徴部１０４の縁部、中心部、または他の幾何学的形状を識別するために、複数の探索パターンのうちの１つ以上のパターンで移動され得る。例えば、表面特徴部１０４がファスナである場合、ロボットアーム２０２は、表面特徴部１０４を検出するため、または表面層１０６内の表面特徴部１０４の縁部または中心部を識別するために、表面１０２の少なくとも一部分に沿ってラスタ移動してもよい。

【0063】

図示のシステム２００は、３－Ｄモデラ、レーザ画像検出と測距（ＬＩＤＡＲ）、構造化光、または表面１０２、表面特徴部１０４、および表面層１０６のうちの少なくとも１つを検出するための、他の光学的、熱的、音響的、もしくはインピーダンスに基づくシステムなどの他のシステムと結合されてもよい。表面特徴部１０４に対応する可能性が高い表面１０２または表面層１０６の候補部分が検出されると、テラヘルツエミッタ１０８および検出器１１０が、非破壊検査を実行するように位置決めされ得る。検査の完了に応答して、ロボットアーム２０２は、エンドエフェクタ２０４を次の検査の位置に位置決めする、または次の検査の位置を決定するために位置決めすることができる。

【0064】

図３Ａは、本開示の１つ以上の例による、表面検査のためのシステム３００のブロック図である。図示の実施形態は、テラヘルツエネルギーを表面１０２に向けるように位置決めされた少なくとも２つのテラヘルツエミッタ１０８を含む。いくつかの実施形態では、システム３００は、表面１０２上の表面特徴部１０４の位置を検出することができる。次いで、システム３００は、表面特徴部１０４に近接した表面１０２の部分を検査するように位置決めされ得る。この相対的な配置で、テラヘルツエミッタ１０８からのテラヘルツエネルギーが、表面特徴部１０４に近接した表面１０２に向けられて、亀裂３０２、腐食３０４、または他の劣化について表面１０２を検査することができる。少なくとも２つのテラヘルツエミッタ１０８は、表面１０２上の同じ位置もしくは領域にテラヘルツエネルギーを向けるように、または表面１０２の異なる部分もしくは領域にエネルギーを向けるように位置決めされ得る。これにより、解像度もしくは検査速度を上げることができ、または表面１０２の劣化を検出するための比較分析を行うことができる。

【0065】

図示のように装置１００を回転させて、表面１０２上におけるテラヘルツエネルギーのさらなる衝突角度を与えることができる。図示の実施形態は、反時計回りの回転を有するものとして示されている。しかしながら、他の実施形態は、時計回りの回転または可変方向転換を含む。装置１００は、表面１０２に対して平行に保持されてもよく、または検査中、表面１０２に対してある角度で変位されてもよい。

【0066】

装置１００の回転は、表面１０２および表面特徴部１０４の少なくとも一方の少なくとも一部分に対応するリング画像の作成を容易にし得る。リング画像は、検査された部分の状態を表す二次元画像または三次元画像とすることができる。

【0067】

いくつかの実施形態において、少なくとも２つのテラヘルツエミッタ１０８は、単一の検出器１１０に対応する。少なくとも２つのテラヘルツエミッタ１０８はそれぞれ、関連付けられた検出器１１０に対応し得る。他の実施形態では、任意の数のテラヘルツエミッタ１０８が、任意の数の検出器１０８に対応し得る。テラヘルツエミッタ１０８によって放出されたテラヘルツエネルギーは、表面層１０６、表面１０２、または亀裂３０２もしくは腐食３０４などの表面の劣化によって散乱、反射、またはその他の影響を受ける可能性がある。テラヘルツエネルギーの一部は、偏向または方向を変えられて、検出器１１０に届かない可能性がある。検出器１１０に到達するエネルギーを分析して、表面１０２、表面層１０６、表面特徴部１０４、亀裂３０２、および腐食３０４のうちの少なくとも１つについての、１つ以上の特性を特定する。

【0068】

図３Ｂは、本開示の１つ以上の例による、図３Ｂのシステムの断面図のブロック図である。図示の実施形態は、断面Ａ－Ａに沿うように約９０°回転させた図３Ａのシステム３００の図を示す。示されるように、テラヘルツエミッタ１０８は、表面特徴部１０４に近接した表面１０２にテラヘルツエネルギーを向けて、亀裂３０２を検査する。ロボットアーム２０２およびエンドエフェクタ２０４の少なくとも一方が、検査中にテラヘルツエミッタ１０８および検出器１１０を回転または再位置決めしてもよい。

【0069】

一例では、システム３００は、表面特徴部１０４、および亀裂３０２、腐食３０４、または他の劣化部のうちの少なくとも１つを検出するために第１の検査プロセスを実行することができる。表面特徴部１０４および劣化部のうちの少なくとも１つの検出に応答して、システム３００は、劣化部を検査するために第２の検査プロセスに移行して、劣化部のタイプ、劣化部のサイズ計量値、劣化部の位置、または劣化部もしくは劣化部に関連する表面１０２もしくは表面特徴部１０４の他の特性のうちの少なくとも１つを決定することができる。

【0070】

図４は、本開示の１つ以上の例による、ツール４０２を動作させるためのシステム４００のブロック図である。図示の実施形態では、ツール４０２は、ロボットアーム２０２に結合されているエンドエフェクタ２０４に結合されている。エンドエフェクタ２０４は、ツール４０２に固有のものでもよく、または上述のテラヘルツエミッタ１０８および検出器１１０などの他の構成要素を扱うことができる汎用エンドエフェクタでもよい。いくつかの実施形態では、ロボットアーム２０２は、位置決めデバイスに結合または取り付けられている。位置決めデバイスは、可動プラットフォームを含むことができる。可動プラットフォームは、ロボットアーム２０２自体の作動とは別の位置決め動作でロボットアームを位置決めするための１つ以上の自由度を有することができる。可動プラットフォームは、レールガイドプラットフォームまたはケーブルガイドプラットフォームのように、動きが制限されている場合もある。可動プラットフォームは、ローバー、クローラ、潜水艇、または空中プラットフォーム（例えば、クワッドコプター）のように、自由に動くことができる場合もある。可動デバイスまたはプラットフォームは、表面１０２を検査するために、独立してまたはロボットアーム２０２と関連して位置決めされる。

【0071】

上述のように、装置１００のテラヘルツエミッタ１０８および検出器１１０を使用して、表面特徴部１０４の位置を決定することができる。表面特徴部１０４の位置が決定されると、システム４００は、表面特徴部１０４と位置合わせされて、動作を実行することができる。図示の実施形態では、ツール４０２は、トリミング動作を実行するように構成されたトリミングツールである。図示の実施形態では、トリミングツール４０２は、表面層１０６をトリミングするためのトリミング動作を実行した。表面層１０６をトリムバックすることにより、表面特徴部１０４における表面層１０６の密封、絶縁、保護、または他の利点を失うことなく、亀裂３０２または腐食３０４のさらなる検査、処理、または修理を容易にすることができる。ツール４０２の一例が、トリミングツールとして説明されているが、ツール４０２は、他の動作のためのツールであってもよい。例えば、ツール４０２は、表面１０２、表面特徴部１０４、または表面層１０６の統一性を試験するためのツールであってもよい。ツール４０２は、表面層１０６を完全に除去するためのツールであってもよい。ツール４０２は、熱的、化学的、電気的、または機械的動作を通して表面層１０６をリフレッシュするためのツールであってもよい。ツール４０２は、表面１０２または表面特徴部１０４とインターフェースするためのツールであってもよい。例えば、ツール４０２は、表面特徴部１０４および二次的表面特徴部２０６の少なくとも一方を締め付ける、再位置決めする、または除去するために、二次的表面特徴部２０６とインターフェースすることができる。他のツールが、他の動作を実行するために使用されてもよい。

【0072】

図５は、本開示の１つ以上の例による、表面検査のための方法５００のフロー図である。方法５００が、開始され、表面１０２上に配置された表面層１０６を有する表面１０２に対して表面検査のための装置を位置決めする５０２。いくつかの実施形態では、表面検査のための装置を位置決めすること５０２は、結合されたデバイスを作動させる、移動させる、または動作させることを含む。例えば、装置を位置決めすること５０２は、ロボットアーム２０２を動作させる（例えば、移動させる）こと、またはローバー、クローラ、ダイバー、空中デバイス、またはその他のプラットフォームなどの可動もしくは固定プラットフォームであり得る、またはそれらの構成要素であり得る別の位置決めシステムを動作させる（例えば、移動させる）ことを含み得る。

【0073】

方法５００は、特定の実施形態において、表面層１０６を通って表面１０２に衝突するように、テラヘルツエネルギーを放出する５０４。方法５００は、いくつかの実施形態において、表面１０２から反射されたテラヘルツエネルギーを検出する５０６。方法５００は、本明細書に記載の実施形態において、反射されたテラヘルツエネルギーの分析に基づいて表面層１０６を通って表面１０２の表面特徴部１０４を検出し５０８、方法５００は終了する。

【0074】

上の説明では、「上方に」、「下方に」、「上部の」、「下部の」、「水平」、「垂直」、「左」、「右」、「の上に」、「の下に」などの特定の用語が、使用されていることがある。これらの用語は、相対的な関係を扱う際に、説明が明確になるように、該当する場合に、使用される。しかし、これらの用語は、絶対的な関係、位置、および／または方向を意味するものではない。例えば、ある物体に関して、「上の」表面は、単に物体をひっくり返すことによって、「下の」表面になることができる。それにもかかわらず、それはなお同じ物体である。さらに、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、およびそれらの変形は、他に明示的に指定されていない限り、「含むがこれに限定されない」を意味する。列挙された項目リストは、他に明示的に指定されていない限り、いずれの項目も、または全ての項目が相互に排他的および／または相互に包含的であることを意味するものではない。また、用語「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、他に明示的に指定されていない限り、「１つ以上」を指す。さらに、「複数」という用語は、「少なくとも２つ」と定義することができる。

【0075】

さらに、本明細書において、ある要素が別の要素に「結合」している例は、直接的および間接的な結合を含むことができる。直接的な結合は、ある要素が別の要素と接触して結合されていることとして、定義することができる。間接的な結合は、互いに直接接触していないが、結合された要素の間に１つ以上の追加の要素を有する、２つの要素の間の結合として、定義することができる。さらに、本明細書で使用される場合、ある要素を別の要素に固定することは、直接的な固定および間接的な固定を含むことができる。さらに、本明細書で使用される場合、「隣接する」は、必ずしも接触を意味しない。例えば、ある要素は、接触することなく、別の要素に隣接することができる。

【0076】

本明細書で使用される場合、「少なくとも１つ」という語句は、項目のリストとともに使用される場合、リストの項目のうちの１つ以上の項目の種々の組み合わせが使用されてもよく、かつリストの項目のうちの１つのみが必要とされればよいことを意味する。項目は、特定の物体、物事、またはカテゴリであってよい。言い換えれば、「少なくとも１つ」は、任意の組合せの項目または任意の数の項目が、リストから使用されてよいが、リストの項目の全てが必要とされなくてもよいことを意味する。例えば、「項目Ａ、項目Ｂ、および項目Ｃの少なくとも１つ」は、項目Ａ；項目Ａと項目Ｂ；項目Ｂ；項目Ａと項目Ｂと項目Ｃ；または項目Ｂと項目Ｃを意味することができる。場合によっては、「項目Ａ、項目Ｂ、および項目Ｃの少なくとも１つ」は、例えば、限定しないが、項目Ａが２個、項目Ｂが１個、および項目Ｃが１０個；項目Ｂが４個と項目Ｃが７個；または他の何らかの適切な組み合わせを意味することができる。

【0077】

他に指示がない限り、「第１の」、「第２の」などの用語は、本明細書において単にラベルとして使用され、これらの用語が参照する項目に順序的、位置的、または階層的な要件を課すことを意図しない。さらに、例えば「第２の」項目への言及は、例えば「第１の」もしくはより低い番号の項目、および／または例えば「第３の」もしくはより高い番号の項目の存在を必要としないし、または排除もしない。

【0078】

本明細書で使用される場合、指定された機能を実行するように「構成された」システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、またはハードウェアは、さらなる変更の後に指定された機能を実行する可能性を単に有するのではなく、実際に、何の変更もなしに指定された機能を実行することができる。言い換えれば、指定された機能を実行するように「構成された」システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、またはハードウェアは、指定された機能を実行する目的で、特に選択され、作製され、実施され、利用され、プログラムされ、および／または設計されている。本明細書で使用される場合、「構成された」は、システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、またはハードウェアがさらなる変更なしに指定された機能を実行することを可能にする、システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、またはハードウェアの現在の特性を示す。この開示の目的のためには、ある特定の機能を実行するように「構成された」と記載されているシステム、装置、構造、物品、要素、構成要素、またはハードウェアは、追加的または代替的に、その機能を実行するように「適合された」および／または「動作可能である」と記載されてもよい。

【0079】

本明細書に含まれる概略フローチャート図は、一般的に、論理フローチャート図として示されている。したがって、示された順序およびラベル付けされたステップは、提示された方法の一実施形態を示す。例示された方法の１つ以上のステップまたはその一部と、機能、論理、または効果が同等である他のステップおよび方法が、考えられてもよい。さらに、使用されているフォーマットおよび記号は、方法の論理的ステップを説明するために提供されており、方法の範囲を限定するものではないと理解される。フローチャート図には、様々な矢印の種類および線の種類が使用されていることがあるが、対応する方法の範囲を限定するものではないと理解される。実際、いくつかの矢印または他の連結物が、方法の論理的なフローのみを示すために、使用されることがある。例えば、矢印は、図示された方法の列挙されたステップの間の、明示されていない持続時間の待機期間または監視期間を示すことがある。さらに、ある特定の方法が行われる順序は、示されている対応するステップの順序に厳密に従うこともあれば、従わないこともある。

【0080】

様々なモジュールの実施形態は、完全にハードウェアの実施形態、完全にソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）、または本明細書で「回路」、「モジュール」、もしくは「システム」と総称して呼ぶことができるソフトウェアおよびハードウェアの態様を組み合わせた実施形態の形を取ることができる。さらに、実施形態は、以下でコードと呼ばれる、機械可読コード、コンピュータ可読コード、および／またはプログラムコードを格納する１つ以上のコンピュータ可読記憶デバイスに組み込まれたプログラム製品の形をとることができる。記憶デバイスは、有形、非一時的、および／または非伝送であり得る。記憶デバイスは、信号を具現化していなくてもよい。特定の実施形態では、記憶デバイスは、コードにアクセスするための信号のみを使用する。

【0081】

モジュールは、カスタム超大規模集積（ＶＬＳＩ）回路またはゲートアレイ、論理チップ、トランジスタ、または他のディスクリート部品などの既製の半導体を含むハードウェア回路として実装することができる。モジュールはまた、フィールドプログラマブルゲートアレイ、プログラマブルアレイロジック、プログラマブルロジックデバイスなどのプログラマブルハードウェアデバイスに実装されてもよい。

【0082】

モジュールはまた、様々な種類のプロセッサによる実行のためにコードおよび／またはソフトウェアに実装されてもよい。識別されたコードのモジュールは、例えばオブジェクト、プロシージャ、または関数として体系付けられ得る実行可能コードの１つ以上の物理的ブロックまたは論理的ブロックを、例えば、含み得る。それにもかかわらず、識別されたモジュールの実行可能コードは、物理的に一緒に配置される必要はなく、論理的に結合されると、モジュールを構成し、モジュールのための述べられた目的を達成する、異なる場所に格納された異なる命令を含むことができる。

【0083】

実際、コードのモジュールは、単一の命令、または多くの命令であり得、いくつかの異なるコードセグメントにわたって、異なるプログラムの間で、いくつかのメモリデバイスにわたって分散すらされてもよい。同様に、運用データが、本明細書においてモジュール内に識別および例示されてもよく、任意の適切な形で具現化され、任意の適切な種類のデータ構造内に体系付けられてもよい。運用データは、単一のデータセットとして収集されてもよく、または異なるコンピュータ可読記憶デバイスを含む異なる場所に分散されてもよい。モジュールまたはモジュールの一部が、ソフトウェアに実装される場合、ソフトウェア部分は、１つ以上のコンピュータ可読記憶デバイスに格納される。

【0084】

１つ以上のコンピュータ可読媒体の任意の組合せが、モジュールによって利用されてもよい。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読記憶媒体であってもよい。コンピュータ可読記憶媒体は、コードを格納する記憶デバイスであってもよい。記憶デバイスは、例えば、電子、磁気、光学、電磁気、赤外線、ホログラフィック、マイクロメカニカル、または半導体のシステム、装置、またはデバイス、あるいはこれらの任意の適切な組み合わせであり得るが、これらに限定されない。

【0085】

記憶デバイスのより具体的な例（網羅的ではないリスト）には、以下のものが含まれる：１つ以上のワイヤを有する電気的接続、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、ポータブルコンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、光学記憶デバイス、磁気記憶デバイス、またはこれらの任意の適切な組み合わせ。本明細書の文脈において、コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、装置、またはデバイスによって使用されるまたはそれらに関連して使用するためのプログラムを含むまたは格納することができる任意の有形の媒体とすることができる。

【0086】

実施形態のための動作を実行するためのコードは、Ｐｙｔｈｏｎ、Ｒｕｂｙ、Ｊａｖａ、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語などの従来の手続き型プログラミング言語、および／またはアセンブリ言語などの機械語を含む１つ以上のプログラミング言語の任意の組み合わせで書くことができる。コードは、完全にユーザのコンピュータ上で、スタンドアローンソフトウェアパッケージとして、部分的にユーザのコンピュータ上で、部分的にユーザのコンピュータ上かつ部分的にリモートコンピュータ上で、または完全にリモートコンピュータもしくはサーバ上で、実行することができる。後者のシナリオでは、リモートコンピュータが、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）もしくはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを介してユーザのコンピュータに接続されてもよく、または外部コンピュータへ（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用してインターネットを介して）接続がなされてもよい。

【0087】

本主題は、その趣旨または本質的な特徴から逸脱することなく、他の特定の形態で具現化されてもよい。記載された実施形態は、すべての点において、例示的なものにすぎず、限定的なものではないと、みなされるべきである。特許請求の範囲と均等の意味および範囲内に入るすべての変更は、特許請求の範囲内に含まれるべきである。

【0088】

さらに、本開示は、以下の条項による実施形態を含む。

【0089】

条項１．
表面検査のための装置（１００）であって、
表面（１０２）に結合された表面特徴部（１０４）に近接して表面（１０２）上に配置された表面層（１０６）を有する表面（１０２）に向けてエネルギーを放出するように配向されたテラヘルツエミッタ（１０８）と、
表面（１０２）によって反射されるテラヘルツエミッタ（１０８）からのテラヘルツエネルギーを受け取るように位置決めされた検出器（１１０）と、
検出器（１１０）と信号受信通信している計算デバイス（１１２）であって、検出器（１１０）からの信号を用いて表面特徴部（１０４）を検出するように構成されている計算デバイス（１１２）と、を備える装置。

【0090】

条項２．
計算デバイス（１１２）が、検出器（１１０）からの信号を用いて表面特徴部（１０４）の位置を特定するように構成されている、条項１に記載の装置（１００）。

【0091】

条項３．
計算デバイス（１１２）が、検出器（１１０）からの信号を用いて表面特徴部（１０４）に近接した表面（１０２）の劣化部（３０２，３０４）を特定するように構成されている、条項１から２のいずれかに記載の装置（１００）。

【0092】

条項４．
検出器（１１０）からの信号が、
テラヘルツエネルギーが検出器（１１０）によって受け取られる位置、
テラヘルツエミッタ（１０８）から検出器（１１０）へのテラヘルツエネルギーの飛行時間、
テラヘルツエネルギーの周波数の変化、
テラヘルツエネルギーの減衰、および
テラヘルツエネルギーの方向変化、のうちの少なくとも１つを特定する、条項１から３のいずれかに記載の装置（１００）。

【0093】

条項５．
テラヘルツエミッタ（１０８）が、単一のエミッタ（１０８）を含む、条項１から４のいずれかに記載の装置（１００）。

【0094】

条項６．
テラヘルツエミッタ（１０８）が、少なくとも２つのエミッタ（１０８）を含む、条項１から５のいずれかに記載の装置（１００）。

【0095】

条項７．
表面（１０２）が、金属材料を含む、条項１から６のいずれかに記載の装置（１００）。

【0096】

条項８．
表面特徴部（１０４）が、ファスナを含む、条項１から７のいずれかに記載の装置（１００）。

【0097】

条項９．
計算デバイス（１１２）が、表面特徴部（１０４）に近接した表面（１０２）の状態を決定するように構成されている、条項１から８のいずれかに記載の装置（１００）。

【0098】

条項１０．
テラヘルツエミッタ（１０８）および検出器（１１０）のうちの少なくとも１つが、ロボットアーム（２０２）のエンドエフェクタ（２０４）に結合されている、条項１から９のいずれかに記載の装置（１００）。

【0099】

条項１１．
テラヘルツエミッタ（１０８）および検出器（１１０）のうちの少なくとも１つが、手動システムに結合されている、条項１から１０のいずれかに記載の装置（１００）。

【0100】

条項１２．
表面検査のためのシステム（２００，３００）であって、
ロボットアーム（２０２）と、
ロボットアーム（２０２）の処理端部に結合されたエンドエフェクタ（２０４）と、
エンドエフェクタ（２０４）に結合された表面検査のための装置（１００）であって、
表面特徴部（１０４）に近接して表面（１０２）上に配置された表面層（１０６）を有する表面（１０２）に向けてテラヘルツエネルギーを放出するように配向されたテラヘルツエミッタ（１０８）と、
表面（１０２）によって反射されるテラヘルツエミッタ（１０８）からのテラヘルツエネルギーを受け取るように位置決めされた検出器（１１０）と、を備える装置（１００）と、
検出器（１１０）と信号通信している計算デバイス（１１２）であって、検出器（１１０）からの信号を用いて表面特徴部（１０４）を検出するように構成されている計算デバイス（１１２）と、を備えるシステム。

【0101】

条項１３．
計算デバイス（１１２）が、表面検査のための装置（１００）を表面特徴部（１０４）と位置合わせするように構成されている、条項１２に記載のシステム（２００，３００）。

【0102】

条項１４．
エンドエフェクタ（２０４）が、表面（１０２）の検査中に表面検査のための装置（１００）を回転させるように構成されている、条項１２から１３のいずれかに記載のシステム（２００，３００）。

【0103】

条項１５．
表面（１０２）で動作を実行するためにエンドエフェクタに結合されたツール（４０２）をさらに備える、条項１２から１４のいずれかに記載のシステム（２００，３００）。

【0104】

条項１６．
表面層（１０６）が、密封剤、塗料、および接着剤のうちの少なくとも１つを含む、条項１２から１５のいずれかに記載のシステム（２００，３００）。

【0105】

条項１７．
ロボットアーム（２０２）が、独立して位置決め可能な可動デバイスに取り付けられている、条項１２から１６のいずれかに記載のシステム（２００，３００）。

【0106】

条項１８．
表面検査のための方法（５００）であって、
表面（１０２）上に配置された表面層（１０６）を有する表面（１０２）に対して表面検査のための装置（１００）を位置決めすること（５０２）と、
表面層（１０６）を通って表面（１０２）に衝突するように、テラヘルツエネルギーを放出すること（５０４）と、
表面（１０２）から反射されたテラヘルツエネルギーを検出すること（５０６）と、
反射されたテラヘルツエネルギーの分析に基づいて表面層（１０６）を通って表面（１０２）の表面特徴部（１０４）を検出すること（５０８）と、を含む方法。

【0107】

条項１９．
表面特徴部（１０４）と位置合わせされるように表面検査のための装置（１００）を再位置決めすることと、
表面特徴部（１０４）に近接した表面（１０２）の状態を検出することと、をさらに含む、条項１８に記載の方法（５００）。

【0108】

条項２０．
表面特徴部（１０４）が、ファスナを含む、条項１８から１９のいずれかに記載の方法（５００）。

【0109】

条項２１．
表面特徴部（１０４）にツール（４０２）を位置決めすることと、
ツール（４０２）を用いて動作を実行することと、をさらに含む、条項１８から２０のいずれかに記載の方法（５００）。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】