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(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】2024-08-28
(45)【発行日】2024-09-05
(54)【発明の名称】非破壊検査装置及び方法
(51)【国際特許分類】
B25J 13/00 20060101AFI20240829BHJP
B64F 5/60 20170101ALI20240829BHJP
B25J 19/02 20060101ALI20240829BHJP
【ＦＩ】
B25J13/00 Z
B64F5/60
B25J19/02
【請求項の数】
14
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2019230047
(22)【出願日】2019-12-20
(65)【公開番号】P2020128000
(43)【公開日】2020-08-27
【審査請求日】2022-12-14
(31)【優先権主張番号】16/252,842
(32)【優先日】2019-01-21
(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】フェッツァー， バリー エー．
(72)【発明者】
【氏名】ジョージソン， ゲアリー イー．
【審査官】神山 貴行
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－１３１３６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１１－５２３０４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０３０５２１７（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２５Ｊ １／００－２１／０２
Ｂ６４Ｆ ５／００－ ５／６０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
スキャニングセンサ（１１１）を有するエンドエフェクタ（１０１）と、前記エンドエフェクタ（１０１）に連結されたロボット装置と、
前記ロボット装置と前記エンドエフェクタ（１０１）とに連結されたコントローラ（１４０）と、
を備える非破壊検査装置（１００）であって、
前記ロボット装置は、
前記エンドエフェクタ（１０１）に連結される装着表面（４００）を画定するマウント（１３４）
を有しており、
前記エンドエフェクタ（１０１）は、
前記装着表面（４００）に連結されるエンドエフェクタ表面（１０２）を画定するベース（４１０）と、
前記エンドエフェクタ表面（１０２）に垂直に伸長するように構成されたリニアアクチュエータ（１０４）と、
前記エンドエフェクタ表面（１０２）にほぼ平行な第１の回転軸（１２２）を画定する一対の回転連結（１２１）を有し、前記リニアアクチュエータ（１０４）によって伸長されるように前記リニアアクチュエータ（１０４）の端部に回転可能に連結される第１のジンバル（１１９）と、
前記一対の回転連結（１２１）の間において、前記第１の回転軸（１２２）にほぼ垂直な第２の回転軸（１２４）の周りを枢動可能であるように前記第１のジンバル（１１９）に連結されることにより、前記リニアアクチュエータ（１０４）の前記端部において、前記第１のジンバル（１１９）と共に前記第１の回転軸（１２２）の周りを回転するように構成された第２のジンバル（１２３）と、
を有しており、
前記スキャニングセンサ（１１１）は、前記第２のジンバル（１２３）に連結されており、
前記ロボット装置は、前記エンドエフェクタ（１０１）の動作を制御し、かつ、前記エンドエフェクタ（１０１）の動作中に前記エンドエフェクタ表面（１０２）の中心点（１０３）に関する位置情報を決定するように構成されており、
前記コントローラ（１４０）は、前記リニアアクチュエータ（１０４）の伸長量（１００１）と前記第１の回転軸（１２２）及び前記第２の回転軸（１２４）の周りでの前記スキャニングセンサ（１１１）の回転量とに基づいて、前記スキャニングセンサ（１１１）の位置情報（１５２）を決定するために前記エンドエフェクタ表面（１０２）の前記中心点（１０３）に対する前記スキャニングセンサ（１１１）の変位（１４２）を決定するように構成されており、
検査品目（１７０）の検査表面（１７１）上の位置に対するセンサデータ（１４６）が検知され、前記スキャニングセンサ（１１１）の決定された位置情報（１４４）に関連付けられる、非破壊検査装置（１００）。
【請求項2】
前記エンドエフェクタ（１０１）は、前記リニアアクチュエータ（１０４）、前記第１のジンバル（１１９）、及び前記第２のジンバル（１２３）の上の変位センサを含み、前記変位センサは、前記エンドエフェクタ（１０１）の動作とほぼ同時に、前記リニアアクチュエータの伸長量（１００１）、前記第１の回転軸（１２２）及び前記第２の回転軸（１２４）の周りでの前記スキャニングセンサ（１１１）の回転量の決定を有効にするよう、前記コントローラ（１４０）に連結されている、請求項１に記載の非破壊検査装置（１００）。
【請求項3】
前記コントローラ（１４０）は、前記リニアアクチュエータ（１０４）の伸長量（１００１）、前記第１の回転軸（１２２）及び前記第２の回転軸（１２４）の周りでの前記スキャニングセンサ（１１１）の回転量、並びに、前記リニアアクチュエータの伸長（１００１）にほぼ平行な軸の周りでの前記スキャニングセンサ（１１１）の回転量に基づいて、前記エンドエフェクタ表面（１０２）の前記中心点（１０３）に対する前記スキャニングセンサ（１１１）の変位（１４２）を決定するように構成されている、請求項１に記載の非破壊検査装置（１００）。
【請求項4】
前記コントローラ（１４０）は、前記エンドエフェクタ表面（１０２）の前記中心点（１０３）に対する前記スキャニングセンサ（１１１）の変位（１４２）を含む位置情報（１５２）と共に、前記検査品目（１７０）の前記検査表面（１７１）上での前記位置に関する前記センサデータ（１４６）を受信するように構成されている、請求項３に記載の非破壊検査装置（１００）。
【請求項5】
前記コントローラ（１４０）は、前記リニアアクチュエータの伸長量（１００１）、前記第１の回転軸（１２２）及び前記第２の回転軸（１２４）の周りでの前記スキャニングセンサ（１１１）の回転量に基づいて、直線的な変位（１５３）と回転変換（１４３）との組み合わせによって、前記エンドエフェクタ（１０１）の前記中心点（１０３）に対する多関節構成での前記スキャニングセンサ（１１１）の変位（１４２）を決定するように構成されている、請求項１に記載の非破壊検査装置（１００）。
【請求項6】
前記コントローラ（１４０）は、前記検査表面（１７１）上に投影される際、前記スキャニングセンサ（１１１）によって照射されるセンサビーム（１１７）の焦点（１１７Ｆ）と、前記エンドエフェクタ（１０１）の前記中心点（１０３）との間の変位距離（ＤＸ、ＤＹ）を決定し、
前記変位距離（ＤＸ、ＤＹ）に基づいて前記回転変換（１４３）を修正する、ように構成されている、請求項５に記載の非破壊検査装置（１００）。
【請求項7】
前記コントローラ（１４０）は、前記スキャニングセンサ（１１１）によって照射されたセンサビーム（１１７）の、前記検査品目（１７０）の前記検査表面（１７１）に対するビーム入射角（１１８）に基づいて前記回転変換（１４３）を修正するように構成されている、請求項６に記載の非破壊検査装置（１００）。
【請求項8】
前記ロボット装置（１３０）は、検査品目の３次元ソリッドモデル（１４８）の座標系（１５０）及び前記検査品目（１７０）の既知の位置（１７３）に従って、前記検査品目（１７０）に対して前記エンドエフェクタ（１０１）をピクセル対ピクセル動作で動かすように構成されており、前記コントローラ（１４０）は、前記検査品目の３次元ソリッドモデル（１４８）の対応する位置（１４９）に前記センサデータ（１４６）を関連付けるように構成されている、請求項１に記載の非破壊検査装置（１００）。
【請求項9】
前記センサデータ（１４６）は、前記検査品目（１７０）の前記検査表面（１７１）上の少なくとも前記位置（１４９）に対する前記検査品目（１７０）の断層撮影データ（１４７）を含み、前記コントローラは、センサデータ（１４６）の回転変換（１４３）の修正、及び前記スキャニングセンサ（１１１）によって照射されたセンサビーム（１１７）のビーム入射角（α）に基づいて、前記断層撮影データ（１４７）を決定するように構成されている、請求項７に記載の非破壊検査装置（１００）。
【請求項10】
請求項１に記載の非破壊検査装置（１００）によって、前記検査品目（１７０）を検査するための方法であって、前記方法は、前記ロボット装置によって、前記検査品目（１７０）に対してエンドエフェクタ（１０１）を位置決めすることと、
前記エンドエフェクタ（１０１）の動作中に、前記エンドエフェクタ表面（１０２）の中心点（１０３）に関する位置情報を、前記ロボット装置によって決定することと、
前記リニアアクチュエータ（１０４）の伸長量（１００１）と、前記エンドエフェクタ（１０１）と前記検査品目（１７０）との物理的な相互作用の結果として、前記第１の回転軸（１２２）及び前記第２の回転軸（１２４）の周りでの前記スキャニングセンサ（１１１）の回転量とに基づいて、前記スキャニングセンサ（１１１）の位置情報（１５２）を決定するために前記エンドエフェクタ表面（１０２）の前記中心点（１０３）に対する前記スキャニングセンサ（１１１）の変位（１４２）を、前記コントローラ（１４０）によって決定することと、
を含む、方法。
【請求項11】
前記コントローラ（１４０）が、前記エンドエフェクタ表面（１０２）の前記中心点（１０３）に対する前記スキャニングセンサ（１１１）の変位（１４２）を含む位置情報（１５２）と共に、前記検査品目（１７０）の前記検査表面（１７１）上での前記位置（１４９）に関する前記センサデータ（１４６）を受信することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記リニアアクチュエータ（１０４）の伸長量（１００１）、前記第１の回転軸（１２２）及び前記第２の回転軸（１２４）の周りでの前記スキャニングセンサ（１１１）の回転量に基づいて、直線的な変位（１５３）と回転変換（１４３）との組み合わせを実行する前記コントローラ（１４０）によって、前記エンドエフェクタ（１０１）の前記中心点（１０３）に対する多関節構成での前記スキャニングセンサ（１１１）の変位（１４２）を決定することをさらに含む、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項13】
前記ロボット装置（１３１）によって、検査品目の３次元ソリッドモデル（１４８）の座標系（１５０）及び前記検査品目（１７０）の既知の位置（１７３）に従って、前記検査品目（１７０）に対して前記エンドエフェクタ（１０１）をピクセル対ピクセル動作で動かすことと、前記コントローラ（１４０）によって、前記検査品目の３次元ソリッドモデル（１４８）の対応する位置（１４９）に前記センサデータ（１４６）を関連付けることと、
をさらに含む、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項14】
前記コントローラ（１４０）によって、各検査品目（１７０）に関して、各検査品目の３次元ソリッドモデル（１４８）及び関連付けられた前記センサデータ（１４６）を、前記コントローラ（１４０）のメモリ（１４１）に保存することと、前記コントローラ（１４０）によって、前記検査品目（１７０）のそれぞれの位置での測定傾向（１５１）を画定するセンサデータの時系列（１４５）を、前記センサデータ（１４６）から生成することと、
をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
例示的な実施形態は、概して検査装置に関し、より具体的には、非破壊検査装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、構成要素（例えば、航空機の構成要素）の非破壊検査は、構成要素の表面に対して２次元座標系で、構成要素の測定データを捕捉する検査装置を使用する。２次元測定データは次に、構成要素の３次元コンピュータ支援製図（ＣＡＤ）モデルの上に重ねられる。例えば、２次元測定データを構成要素の３次元座標系に関連付ける１つの方法は、構成要素の３次元座標情報を、２次元測定データのＭｉｃｒｏｓｏｆｔ ＰｏｗｅｒＰｏｉｎｔ（商標）オーバーレイに打ち込むことである。２次元測定データを構成要素の３次元座標系に関連付ける別の方法は、トレンド分析及びデータ保存のために、２次元Ｃスキャン（すなわち、検査対象物の上面図又は平面図として示されたデータの２次元表示）を構成要素の３次元ＣＡＤ表面に重ね合わせることである。２次元測定データを構成要素の３次元座標系に関連付けるこれらの方法は、重ね合わせる際に間隙が生ずることがあり、オペレータ依存性が非常に高い。２次元測定データを構成要素の３次元コンピュータ支援製図（ＣＡＤ）モデルの上に重ね合わせることは、高コストで労働集約的で、複数のソフトウェアパッケージを必要とする。
【0003】
別の非破壊検査方法には、測定データの捕捉とは別に、レーザーベースの３次元スキャナを用いて表面点群を生成し、次に表面点群を２次元測定データに適合させ、結びつけることが含まれる。この方法は、付加的な器具の使用、付加的なスキャニングステップ、付加的な資本コスト、表面点群上への測定データの展開及び位置合わせを必要とする。この方法では、各Ａスキャン波形（すなわち、一方の軸が振幅を表わし、他方の軸が時間を表わす単純な２次元グリッドの上に、エコー振幅及びトランジットタイムがプロットされる波形表示）の１対１相関ではないことがありうる。
【発明の概要】
【0004】
そのため、少なくとも上述の懸念に対処することを目的とした装置及び方法は有用となろう。
【0005】
下記は本開示を許容する主題の例であり、それらは、特許請求されることも、されないこともあってよく、完全に網羅的というわけではない。
【0006】
本開示による主題の一実施例は、非破壊検査装置に関し、当該非破壊検査装置は、エンドエフェクタ表面に垂直に伸長するように構成されたリニアアクチュエータを備えるエンドエフェクタと、リニアアクチュエータによって伸長されるようにリニアアクチュエータの端部に配置された第１のジンバルであって、エンドエフェクタ表面にほぼ平行な第１の回転軸を画定する回転連結を備える第１のジンバルと、第１のジンバルの回転連結に枢動可能に接続された第２のジンバルであって、第１の回転軸にほぼ垂直な第２の回転軸を画定する第２のジンバルと、第２の回転軸の周りで第２のジンバルと共に回転し、第１の回転軸の周りで第１のジンバルに対して回転するように第２のジンバルに連結されたセンサと、ロボット装置であって、ロボット装置がエンドエフェクタの動作を制御するようにエンドエフェクタはロボット装置に連結され、エンドエフェクタの動作中にエンドエフェクタ表面の中心点に関する位置情報を決定するように構成されたロボット装置と、ロボット装置に連結されたエンドエフェクタと、ロボット装置とエンドエフェクタに連結されたコントローラであって、リニアアクチュエータの伸長量と第１の回転軸及び第２の回転軸の周りでのセンサの回転量に基づいて、センサの位置情報を決定するようにエンドエフェクタ表面の中心点に対するセンサの変位を決定するように構成されたコントローラとを備え、検査品目の表面上の位置に関するセンサデータは検知され、センサの決定された位置情報に関連付けられる。
【0007】
本開示による主題の別の実施例は、非破壊検査装置に関し、当該非破壊検査装置は、エンドエフェクタ表面に垂直に伸長するように構成されたリニアアクチュエータを備えるエンドエフェクタと、リニアアクチュエータによって伸長されるようにリニアアクチュエータの端部に配置された第１のジンバルであって、エンドエフェクタ表面にほぼ平行な第１の回転軸を画定する回転連結を備える第１のジンバルと、第１のジンバルの回転連結に枢動可能に接続された第２のジンバルであって、第１の回転軸にほぼ垂直な第２の回転軸を画定する第２のジンバルと、第２の回転軸の周りで第２のジンバルと共に回転し、第１の回転軸の周りで第１のジンバルに対して回転するように第２のジンバルに連結されたセンサと、モバイル装置であって、モバイル装置がエンドエフェクタの動作を制御するようにエンドエフェクタはモバイル装置に連結され、エンドエフェクタの動作中にエンドエフェクタ表面の中心点に関する位置情報を決定するように構成されたモバイル装置と、モバイル装置とエンドエフェクタに連結されたエンドエフェクタと、モバイル装置とエンドエフェクタに連結されたコントローラであって、リニアアクチュエータの伸長量と第１の回転軸及び第２の回転軸の周りでのセンサの回転量に基づいて、センサの位置情報を決定するようにエンドエフェクタ表面の中心点に対するセンサの変位を決定するように構成されたコントローラとを備え、検査品目の表面上の位置に関するセンサデータは検知され、センサの決定された位置情報に関連付けられる。
【0008】
本開示による主題のさらに別の実施例は、非破壊検査装置による、検査品目を検査するための方法に関し、当該方法は、エンドエフェクタ表面に対して垂直に伸長するように構成されたリニアアクチュエータと、リニアアクチュエータによって伸長されるようにリニアアクチュエータの端部に配置された第１のジンバルであって、エンドエフェクタ表面にほぼ平行な第１の回転軸を画定する回転連結を備える第１のジンバルと、第１のジンバルの回転連結に枢動可能に接続された第２のジンバルであって、第１の回転軸にほぼ垂直な第２の回転軸を画定する第２のジンバルと、第２の回転軸の周りで第２のジンバルと共に回転し、第１の回転軸の周りで第１のジンバルに対して回転するように第２のジンバルに連結されたセンサと、を備えるエンドエフェクタの動作をロボット装置が制御するように、エンドエフェクタがロボット装置に連結されている検査品目に対して、エンドエフェクタをロボット装置によって位置決めすることと、エンドエフェクタの動作中に、エンドエフェクタ表面の中心点に関する位置情報を、ロボット装置によって決定することと、リニアアクチュエータの伸長量と、エンドエフェクタと検査品目との物理的な相互作用の結果として、第１の回転軸及び第２の回転軸の周りでのセンサの回転量とに基づいて、センサの位置情報を決定するようにエンドエフェクタ表面の中心点に対するセンサの変位を、ロボット装置及びエンドエフェクタに連結されたコントローラによって決定することとを含み、検査品目の表面上の位置に関するセンサデータは検知され、センサの決定された位置情報に関連付けられる。
【0009】
本開示の前述の実施例は概括的に説明されており、以下で添付図面を参照するが、それらは必ずしも正寸で描かれておらず、複数の図において類似の参照記号は同一部分又は類似部分を示している。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1A】本開示の態様による、非破壊検査装置の概略的なブロック図である。
【図1B】本開示の態様による、非破壊検査装置のモバイル装置の概略的なブロック図である。
【図1C】本開示の態様による、非破壊検査装置のモバイル装置の概略的なブロック図である。
【図1D】本開示の態様による、非破壊検査装置のモバイル装置の概略的なブロック図である。
【図6】本開示の態様による、スキャンパターンの概略図である。
【図7】本開示の態様による、検査品目の表面に対するいくつかの位置でのエンドエフェクタの一部の概略断面図である。
【図10A】本開示の態様による、検査品目の表面に対するエンドエフェクタの一部の概略正面図である。
【図10B】本開示の態様による、検査品目の表面に対するエンドエフェクタの一部の概略側面図である。
【図11】本開示の態様による、検査品目へのエンドエフェクタのビーム入射角の概略図である。
【図12】本開示の態様による、例示的な方法のフロー図である。
【図13】本開示の態様による、例示的な方法のフロー図である。
【図14】本開示の態様による、例示的な方法のフロー図である。
【図15】本開示の態様による、例示的な方法のフロー図である。
【図16】本開示の態様による、例示的な方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
図１を参照すると、本開示は、検査品目１７０のセンサデータ１４６を取得、又はそうでなければ収集する非破壊検査装置１００を提供する。一態様では、センサデータ１４６は２次元センサデータであってよく、一方、他の態様では、センサデータは断層撮影データ１４７であってもよい。センサデータ１４６は、限定するものではないが、表面の不規則性、変形、ひび割れなど、検査品目１７０の任意の好適な測定情報を含みうる。センサデータ１４６はセンサ１１１を含むエンドエフェクタ１０１によって取得され、エンドエフェクタ１０１は、エンドエフェクタ表面１０２の中心点１０３で、モバイル装置１３０に連結されている。検査品目１７０の少なくとも検査表面１７１がセンサ１１１によってスキャンされるように、モバイル装置１３０は、エンドエフェクタを検査品目１７０に対してピクセル単位の動作（例えば、漸増動作）で移動させる。モバイル装置１３０が、中心点１０３に関連付けられた“Ｎ”次元位置情報を生成するように、自由度Ｎの運動（その一部又は全部は本書に記載のように電動化されうる）によって、モバイル装置１３０はエンドエフェクタ１０１の運動に影響を及ぼしうる。モバイル装置が６つの自由度を有し、６次元位置情報（例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ａ、Ｂ、Ｃ軸―図２Ａ及び図３を参照）を生成するように、ここで“Ｎ”は６などの任意の整数になりうる。他の態様では、“Ｎ”は６を上回るか下回ってもよい。“Ｎ”次元位置情報は、検査品目１７０に関して、３次元測定データマッピング、評価、及びデータ保存を提供するセンサデータ１４６に添付される。
【0012】
本開示の態様によれば、関連付けられたデータ（ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｄａｔａ）を検査品目１７０の３次元座標系１５０に変換／変形するため、非破壊検査装置１００は、モバイル装置１３０からの“Ｎ”次元位置情報をセンサデータ１４６（例えば、２次元センサデータ及び／又は断層撮影データ１４７など）に関連付ける。非破壊検査装置１００は、中心点１０３に対するセンサ１１１の（例えば、遠位方向への）直線運動及び回転（例えば、ジンバル）運動を考慮して、モバイル装置１３０からの“ｎ”次元位置データを修正する。これは、センサ１１１に対する“Ｎ”次元位置データの精度を高める。非破壊検査装置１００は、製造環境で使用できるよう、関連付けられたデータを３次元座標系１５０に保存し、欠陥追跡、欠陥マーキング、再審委員会（ｍａｔｅｒｉａｌ ｒｅｖｉｅｗ ｂｏａｒｄ）シーケンシング、部品保持（データの検査／記録による部品製造の遅延）、及び再審委員会処理に関連する物流を実質的になくす、或いは低減する。本開示の態様では、関連付けられたデータが（例えば、損傷評価、修理追跡、及び検査品目の完成時の状態と比較した検査品目の状態の傾向把握のため）、各検査品目の寿命全体に渡って各検査品目１７０と関連付けられるように、各３次元座標系１５０でのそれぞれの関連付けられたデータは複数の検査品目１７０のために保存されうる。図１Ａを参照すると、非破壊検査装置１００は、モバイル装置１３０、モバイル装置に連結されたエンドエフェクタ１０１、及びモバイル装置１３０とエンドエフェクタ１０１に連結されたコントローラ１４０を含む。図４、図５Ａ、及び図５Ｂを参照すると、モバイル装置は、エンドエフェクタ１０１が任意の好適な方法で（任意の好適なファスナ、クリップ、ストラップなどによって）連結されるマウント１３４を含む。マウント１３４は、ツールの中心点４０１（例えば、モバイル装置１３０の位置データが確立されるマウントの参照データ）を画定する装着表面４００（図４）を含む。エンドエフェクタ１０１は、モバイル装置１３０の装着表面４００と連結するエンドエフェクタ表面１０２を画定するベース４１０（図４）を含む。エンドエフェクタ表面１０２は、マウント１３４に連結されると、ツールの中心点４０１と関連付けられる中心点１０３を有する。エンドエフェクタ１０１は、ベース４１０に連結され、エンドエフェクタ表面１０２に対して垂直な方向（例えば、Ｚ方向）に延伸及び／又は後退するように構成されたリニアアクチュエータ１０４を含む。センサユニット５００（図５）は、リニアアクチュエータ１０４に連結され、当該リニアアクチュエータ１０４は、センサユニット５００のＺ方向での延伸及び／又は後退を有効にする任意の好適なモーター及びベアリングを含む。センサユニット５００は、リニアアクチュエータ１０４によって、検査品目１７０の検査表面１７１に対して延伸及び／又は後退されるように、リニアアクチュエータ１０４の端部に配置された第１のジンバル１１９を含む。第１のジンバル１１９は、エンドエフェクタ表面１０２とほぼ平行な第１の回転軸１２２を画定する回転連結５０２を含む。センサユニット５００は、第１のジンバル１１９の回転連結５０２に枢動可能に接続された第２のジンバル１２３を含む。例えば、第２のジンバル１２３は、ショルダボルト５０３によって（又は、第２のジンバル１２３が旋回するライディング面５０４をもたらす他の任意の好適な方法で）、第１のジンバル１１９に枢動可能に連結される。第２のジンバル１２３は、第１の回転軸１２２にほぼ垂直な第２の回転軸１２４を画定する。センサユニット５００は第２のジンバル１２３に連結されたセンサ１１１を含み、その結果、センサ１１１は第２の回転軸１２４の周りで第２のジンバル１２３と共に回転し、第１の回転軸１２２の周りで第１のジンバル１１９に対して回転する。第１のジンバル１１９と第２のジンバル１２３は、センサ１１１が、検査品目１７０の検査表面１７１の輪郭１７２に応じて、第１の回転軸１２２及び第２の回転軸１２４のうちの一又は複数の周りで回転するように構成されている。センサ１１１は、検査品目１７０の測定データを取得するための任意の好適なセンサであってよい。例えば、センサ１１１は、ビーム照射センサ１１２、渦電流センサ１１４、又は超音波センサ１１３であってよい。本開示の態様は、超音波センサ１１３に関して説明されているが、これは単に例示を目的としたものにすぎない。一態様では、第１のジンバル１１９は、第２のジンバルのガイドレール５５０を含む。第２のジンバル１２３は、第２の回転軸１２４の周りでの第２のジンバル１２３の回転運動を任意の好適な回転範囲内に、例えば、エンドエフェクタ表面１０２に対して約±５°の範囲内に制限するように、第２のジンバルガイドレール５５０に結合する係合ガイドレール５５５を含む。他の態様では、好適な回転範囲は、エンドエフェクタ表面１０２に対して約±５°を下回る又は上回ることもありうる。さらに他の態様では、第２のジンバルの回転範囲は制限されないこともある。一例として、係合ガイドレール５５５は、第２の回転軸１２４の周りでの第２のジンバル１２３の回転を制限するように、第２のジンバルガイドレール５５０の対応する停止面５５８、５５９に連結する停止面５５６、５５７を含む。
【0013】
第２のジンバル１２３は、センサ１１１が配置される空洞５２４を有するハウジング５２３を形成する。エンドエフェクタ１０１のセンサユニット５００はまた、センサ１１１と検査品目１７０の検査表面１７１との間に配置されるように、第２のジンバル１２３に連結される交換間可能なウェア表面プレート又はスタンドオフ１０８を含みうる。スタンドオフ１０８はセンサ１１１を囲み、検査品目１７０につながるライディング面１１０を有し、検査品目１７０の検査表面１７１から所定の距離１０００（図１０Ａ）にセンサ１１１を保持する。スタンドオフ１０８は、ファスナ５２６などの任意の好適な方法で、第２のジンバル１２３に連結されうる。リニアアクチュエータ１０４は、検査品目１７０の検査表面１７１に対して、スタンドオフ１０８を任意の好適な方法で付勢するように構成されている。例えば、リニアアクチュエータ１０４は、空気圧が検査表面１７１に対してスタンドオフ１０８を付勢する空気圧アクチュエータであってよい。他の態様では、リニアアクチュエータ１０４は、検査表面１７１に対してスタンドオフ１０８を付勢する任意の好適なバネを含みうる。
【0014】
ハウジング５２３はまた、超音波結合流体１０９をスタンドオフ１０８のチャネル５３２に誘導する結合部５３０及び経路５３１を含みうる。結合部は、超音波結合流体がチャネル５３２を通って循環するように注入口と排出口を含み、一方、他の態様では、結合流体の一部又は全部は、ライディング面１１０と検査表面１７１との間のチャネルから漏れ出る。チャネル５３２の壁５３３はセンサ１１１を取り囲み、超音波結合流体１０９をチャネル５３２内に実質的に保持し、例えば、センサ１１１から検査品目１７０までの超音波の伝送を促進する。他の態様では、チャネル５３２は、センサ１１１から放出された任意の好適な波／ビームに伝送媒体を提供する、任意の好適な結合流体を保持しうる。さらに別の態様では、結合流体が提供されなくてもよい（例えば、ビーム照射センサ１１２がＸ線センサである場合）。
【0015】
図１Ａ及び図６を参照すると、モバイル装置１３０は、検査品目１７０に対するエンドエフェクタ１０１の動きを制御する。例えば、モバイル装置１３０は、コントローラ１４０（又は、コントローラ１４０と通信しうる他の任意の好適なコントローラ）の制御下で、検査品目３次元ソリッドモデル１４８の座標系１５０及び検査品目１７０の既知の位置１７３に従って、検査品目１７０に対してエンドエフェクタ１０１をピクセル対ピクセル動作で動かすように構成されている。ピクセル対ピクセル動作は、エンドエフェクタ１０１を所定の方向（ピクセル６０１のグリッド６００を形成するような、Ｘ方向及び／又はＹ方向）に、所定の量ＸＭ、ＹＭだけの漸増的に動かすことであって、エンドエフェクタ１０１が停止すると、検査品目１７０はエンドエフェクタ１０１の次の漸増的な動作の前にスキャンされる。いくつかのピクセル６０１は、漸増的な動作量ＸＭ、ＹＭに応じて、Ｘ方向とＹ方向のうちの一方又は両方で、任意の好適な距離ＸＰ、ＹＰだけ重なりうる。ピクセル６０１サイズは、センサ１１１のサイズによって（例えば、センサ１１１のスキャニングアレイのサイズによって）画定されうる。
【0016】
図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、一態様では、モバイル装置１３０はフレーム１３２を含むロボット装置１３１である。フレーム１３２は、上述のように、エンドエフェクタ表面１０２に連結するように構成されたマウント１３４を有する直交駆動システム（Ｃａｒｔｅｓｉａｎ ｄｒｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍ）１３３を含む。直交駆動システム１３３は、一又は複数のＸ軸レール２００を含む。Ｙ軸レール２１０は、Ｘ軸レール２００に沿って、任意の好適な方法で駆動されるように、Ｘ軸レール２００に動作可能に連結される。マウント１３４は、Ｙ軸レール２１０に沿って、任意の好適な方法で駆動されるように、Ｙ軸レール２１０に動作可能に連結される。コントローラ１４０（又は、コントローラ１４０と通信を行っている他の任意の好適なコントローラ）は、直交駆動システム１３３を介してエンドエフェクタ１０１の動きを有効にするように構成されている。例えば、直交駆動システム１３３は、検査品目１７０に対して、直交駆動システム１３３のＸ軸及びＹ軸に沿ってマウントを配置するため、Ｘ軸レール２００に沿ってＹ軸レール２１０を動かし、Ｙ軸レール２１０に沿ってマウント１３４（及び、そこに連結されたエンドエフェクタ１０１）を動かすように、例えば、コントローラ１４０の制御下で駆動される任意の好適なモーターを含む。直交駆動システム１３３は、コントローラ１４０にセンサ信号を送信するため、Ｘ軸レール２００及びＹ軸レール２１０の上に配置された任意の好適な変位センサ２５０を含み、コントローラ１４０は、エンドエフェクタ１０１の動作中にセンサ信号に基づいて、直交駆動システム１３３の少なくともＸ軸及びＹ軸に沿った中心点１０３の位置情報を決定する。
【0017】
図１Ａ、図１Ｄ、及び図３Ａを参照すると、一態様では、モバイル装置１３０は、ロボットアーム１３６を含むロボット装置１３１である。ロボットアーム１３６は、上述のように、エンドエフェクタ表面１０２に連結するように構成されたマウント１３４を有する。コントローラ１４０（又は、コントローラ１４０と通信を行っている他の任意の好適なコントローラ）は、ロボットアーム１３６を介してエンドエフェクタ１０１の動きを有効にするように構成されている。例えば、ロボットアーム１３６は、少なくともＸ方向及びＹ方向に沿って、ロボットアーム１３６のアームリンク３０１、３０２、及びマウント１３４を駆動する任意の好適なモーターを含む。いくつかの態様では、少なくともマウント１３４はまた、エンドエフェクタ表面１０２がスキャンされる検査表面１７１の一部に対して実質的に接したままであるように、アームリンク３０１、３０２に対して回転駆動されてよく、一方、他の態様では、マウント１３４は、アームリンク３０１、３０２に対して回転駆動されなくてもよいことに留意されたい。ロボットアーム１３６は、コントローラ１４０にセンサ信号を送信するため、ロボットアーム１３６の上に（例えば、ロボットアーム１３６のジョイント３１０、３１１に）配置された任意の好適な変位センサ３５０を含み、コントローラ１４０は、エンドエフェクタ１０１の動作中にセンサ信号に基づいて、ロボットアーム１３６のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸に沿った中心点１０３の位置情報を決定する。本書ではＸ、Ｙ、Ｚ基準フレームは例示を目的としてのみ使用されていることに留意されたい。また、基準フレームは、（本開示の態様が採用される特定の応用に依存しうる）任意の好適な基準フレームになりうることを理解されたい。
【0018】
図１Ａ及び図１Ｃを参照すると、一態様では、モバイル装置１３０は、受動的な（すなわち、電動でない）多関節アーム１３５を含む。受動的な多関節アーム１３５は、エンドエフェクタ表面に連結するように構成されたマウント１３４を含む。受動的な多関節アーム１３５は、ロボットアーム１３６とほぼ同様になりうるが、この態様では、受動的な多関節アーム１３５は、オペレータが受動的な多関節アーム１３５と共に、エンドエフェクタ１０１を手動で少なくともＸ、Ｙ、及びＺ方向に動かしうるように構成された、一又は複数のハンドル３７０を含む。オペレータが一又は複数のハンドル３７０は放したときに、受動的な多関節アーム１３５が位置を保持するように、また、オペレータが最小限の操作動作で受動的な多関節アームを操作しうるように、受動的な多関節アームは、均衡が保たれたアームリンク３３３、３３４を含みうる。いくつかの態様では、少なくともマウント１３４はまた、エンドエフェクタ表面１０２がスキャンされる検査表面１７１の一部に対して実質的に接したままであるように、アームリンク３３３、３３４に対して回転駆動されてよく、一方、他の態様では、マウント１３４は、アームリンク３３３、３３４に対して回転駆動されなくてもよいことに留意されたい。受動的な多関節アーム１３５は、コントローラ１４０にセンサ信号を送信するため、受動的な多関節アーム１３５の上に（例えば、受動的な多関節アーム１３５のジョイント３１０、３１１に）配置された任意の好適な変位センサ３５０を含み、コントローラ１４０は、エンドエフェクタ１０１の動作中にセンサ信号に基づいて、受動的な多関節アーム１３５のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸に沿った中心点１０３の位置情報を決定する。
【0019】
図１Ａ、図４、図９、図１０Ａ、及び図１０Ｂを参照すると、第１のジンバル１１９、第２のジンバル１２３、及びリニアアクチュエータ１０４は、中心点１０３の位置及びエンドエフェクタ表面１０２が変化しうる（例えば、エンドエフェクタ表面１０２は常に検査表面１７１に接している必要はない）ように、エンドエフェクタ１０１に関節動作を提供する。エンドエフェクタの関節動作の大きさは、検査品目１７０と別の検査品目とで異なりうるが、関節動作はスタンドオフ１０８が検査表面１７１に接するように実質的に維持し、センサビーム１１７がセンサ１１１によって、検査表面１７１にほぼ垂直に照射されるように実質的に維持する。例示を目的として、センサ１１１が超音波（フェーズドアレイ）センサ１１３を備える場合には、センサ１１１は超音波センサアレイ１１５を含む。超音波センサアレイ１１５は、センサビーム１１７を照射するように構成された複数の超音波エレメント１１６を含む。超音波センサ１１３は、単一の基板に沿って個別の結晶エレメント（例えば、超音波エレメント１１６）を作るように機械加工される１個のセラミック結晶から構築されうる。超音波センサ１１３は、例示を目的としたものに過ぎないが、（例えば、コントローラ１４０の制御下で）一度に複数の超音波エレメント１１６から超音波ビームパターンを生成するように駆動されうる２４個の超音波エレメント１１６を有しうる。例えば、２４個の超音波エレメント１１６を有するセラミック結晶は、１つの超音波ビーム１１７に対して４つの超音波エレメント１１６からなる２３の超音波ビーム（例えば、センサビーム１１７）を生成するように、採用されうる。第１の超音波ビーム１１７（又は、チャネル）は、第１の４つの超音波エレメントで生成されるか／第１の４つの超音波エレメントを備え、例示を目的として、図９、図１０Ａ、図１０Ｂに示されている。（超音波センサアレイ１１５の各チャネルに対する）センサビーム１１７の空間配置は、中心点１０３に対するＺ、Ａ、Ｂ、Ｃ軸のうちの一又は複数に沿ったセンサ１１１の変位に依存することを理解されたい。
【0020】
上述のように、コントローラ１４０は、エンドエフェクタ表面１０２の中心点１０３に対するセンサ１１１の変位を含む位置情報１５２とともに、検査品目１７０の検査表面１７１上での位置に関するセンサデータ１４６を受信するように構成されている。例えば、コントローラ１４０は、中心点１０３の空間配置を決定するため、モバイル装置１３０の変位センサ２５０、３５０（図２Ａ、図３Ａ、図３Ｂ）から、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ａ、Ｂ、Ｃ軸のうちの一又は複数での、中心点１０３の位置情報を受信するように構成されている。しかしながら、モバイル装置１３０の変位センサ２５０、３５０からの位置情報は、超音波センサアレイ１１５が起伏のある検査表面１７１、例えば航空機１９０の任意の好適な表面（航空機の胴体１９１、翼１９２など）からデータを捕捉しているときなどには、超音波センサアレイ１１５の位置を表わしていないことがありうる。超音波センサアレイ１１５の位置を正確に決定するため、エンドエフェクタ１０１は、リニアアクチュエータ１０４、第１のジンバル１１９、及び第２のジンバル１２３の上の変位センサ１０６、１２０、１２５を含む。変位センサ１０６、１２０、１２５は、モバイル装置１３０によるエンドエフェクタ１０１の動きとほぼ同時に、リニアアクチュエータの伸長量１００１（Ｚオフセットとも称される）（図１０Ａ）、第１の回転軸１２２の周りでのセンサ１１１の回転量θ（図１０Ａ）、及び第２の回転軸１２４の周りでのセンサ１１１の回転量Φ（図１０Ｂ）の決定を有効にする、コントローラ１４０に連結されている。
【0021】
変位センサ１０６は、例えば、エンドエフェクタ表面１０２に対するリニアアクチュエータの伸長１００１を決定するため、任意の好適な方法で（可動支持体１０４Ｍの直線的な変位を検知するようにセンサユニット５００が連結された可動支持体１０４Ｍと固定レール１０４Ｒとの間で、或いはこれらに隣接して（図４参照））、リニアアクチュエータ１０４上に配置される線形可変差動トランスフォーマ（又は、他の好適なセンサ）であってよい。変位センサ１２０は、例えば、可動支持体１０４Ｍと第１のジンバル１１９との間の相対的な回転変位を検知するため、第１の回転軸１２２に隣接して（又は、他の好適な位置に）配置される回転式可変差動トランスフォーマ（又は、他の好適なセンサ）であってよい。一態様では、第１の回転軸１２２の周りでの相対的な回転変位は、第１の回転軸１２２の周りでのセンサ１１１の原点の配向（例えば、相対的な回転変位は実質的にゼロである）から測定されうる。ここで、センサ１１１はエンドエフェクタ表面１０２とほぼ平行になっている。変位センサ１２５は、例えば、第１のジンバル１１９と第２のジンバル１２３との間の相対的な回転変位を検知するため、第２の回転軸１２４に隣接して（又は、他の好適な位置に）配置される回転式可変差動トランスフォーマ（又は、他の好適なセンサ）であってよい。一態様では、第２の回転軸１２４の周りでの相対的な回転変位は、第２の回転軸１２４の周りでのセンサ１１１の原点の配向（例えば、相対的な回転変位は実質的にゼロである）から測定されうる。ここで、センサ１１１は第１の回転軸１２２とほぼ平行になっている。
【0022】
別の態様では、センサ１１１の超音波センサアレイ１１５の変位は、コントローラ１４０に連結される光学式空間追跡システム１６０によって決定されうる。この態様では、リニアアクチュエータの伸長量１００１、並びに、第１の回転軸１２２、第２の回転軸１２４、及び／又はＺ軸の周りでのセンサ１１１の回転量θ、Φ、βの決定を有効にするため、エンドエフェクタ１０１は、エンドエフェクタ１０１の上に（第１のジンバル１１９及び第２のジンバル１２３の上などに）配置される複数の光学式追跡ターゲット１０７を含む。Ｚ軸の周りでのセンサ１１１の回転量βはまた、モバイル装置１３０の変位センサ２５０、２５０（図２Ａ、図３Ａ、図３Ｂ）から決定されうる。
【0023】
コントローラ１４０は、センサ１１１の位置情報１５２を決定するため、リニアアクチュエータの伸長量１００１、第１の回転軸１２２の周りでのセンサ１１１の回転量θ及び第２の回転軸１２４の周りでのセンサ１１１の回転量Φに基づいて、エンドエフェクタ表面１０２の中心点１０３に対するセンサ１４２の変位を決定するように構成されている。検査品目１７０の検査表面１７１上の位置１４９に関するセンサデータ１４６は、検知され、センサ１１１の決定された位置情報１４４に関連付けられる。一態様では、コントローラ１４０は、リニアアクチュエータの伸長量１００１、第１の回転軸１２２及び第２の回転軸１２４の周りでのセンサ１１１の回転量θ、Φ、並びに、リニアアクチュエータ１０４の伸長にほぼ平行な軸（例えば、Ｚ軸）の周りでのセンサ１１１の回転量β（図４）に基づいて、エンドエフェクタ表面１０２の中心点１０３に対するセンサ１４２の変位を決定するように構成されている。
【0024】
コントローラ１４０は、エンドエフェクタ１０１の中心点１０３に対する多関節構成でのセンサ１１１の変位オフセット値ＲＡＸ、ＲＡＹ、ＲＡＺを決定するため、（メモリ１４１に保存され、プロセッサ１５４によって実行されるなど）任意の好適な回転変換１４３によって、プログラムされうる。一態様では、コントローラ１４０は、リニアアクチュエータの伸長量１００１、少なくとも第１の回転軸１２２及び第２の回転軸１２４の周りでのセンサ１１１の回転量θ、Φ、エンドエフェクタ１０１の中心点１０３に対する多関節構成でのセンサ１４２の変位に基づいて、直線的な変位１５３と回転変換１４３との組み合わせで決定するように構成されている。一態様では、センサデータ１４６は、検査品目１７０の表面上の少なくとも位置１４９に対する検査品目１７０の断層撮影データ１４７を含む。図１１を参照すると、断層撮影データ１４７はまた、検査品目１７０の内部の位置１４９（検査品目１７０の２つの外表面１１００、１１０１の間など）に対するセンサデータを含みうる。
【0025】
変位オフセット値ＲＡＸ、ＲＡＹ、ＲＡＺ及び／又はセンサ１１１の直線的な変位１５３は、センサ１１１の空間位置を正確に決定するため、モバイル装置１３０の変位センサ２５０、３５０（図２Ａ、図３Ａ、図３Ｂ）によって決定されるように、中心点１０３の空間配置に追加されうる。変位オフセット値ＲＡＸ、ＲＡＹ、ＲＡＺを決定するための１つの好適な回転変換１４３は以下のとおりである。
ここで、
及び
ここで、Ｘはセンサビーム１１７と中心点１０３との間のＸオフセット１０５０（図１０Ｂ）で、Ｙはセンサビーム１１７と中心点１０３との間のＹオフセット１０５１（図１０Ｂ）で（Ｙオフセットは検査表面１７１のセンサビーム１１７のオフセットを含むことに留意されたい）、Ｚはセンサビーム１１７と中心点１０３との間のＺオフセット１００１（図１０Ａ）で（これはリニアアクチュエータ１０４の変位を含むことに留意されたい）、θは第１のジンバル１１９の角度（図１０Ａ）で、Φは第２のジンバルの角度（図１０Ｂ）で、また、βはＺ軸の周りでの（約９０°のフェーズドアレイスキュー角に対して約ゼロの）回転角（図４）である。図に示した実施例では、Ｘオフセット１０５０は、β程度のセンサ１１１の回転に関しては、ほぼゼロに等しいが、超音波ビーム１１７がセンサ１１１から検査表面１７１へ投影される場合（図１０Ａ及び図１０Ｂの投影１１７Ｐを参照）、超音波ビーム１１７のセンサ焦点１１７Ｆ（図１０Ａ及び図１０Ｂ参照）は、センサがθ及び／又はΦ程度回転されるときには、中心点１０３に対して、検査表面１７１上で距離ＤＹ及び／又は距離ＤＸだけ変位される。変位の距離ＤＹ及び／又は距離ＤＸは、θ及び／又はΦ程度の回転に対するセンサ１１１のデータの３次元ボクセルタイプディスプレイ（図８のボクセルタイプディスプレイなど）に対して使用されうる。例えば、入射角αが（以下で説明するように）含まれるときには、距離ＤＹ及び／又はＤＸは断層画像に含まれうる（例えば、回転変換は距離ＤＹ及び／又はＤＸに基づいて修正或いは直線的に平行移動されうる）。
【0026】
図１及び図１１を参照すると、センサデータ１４６が断層撮影データ１４７を含む場合には、コントローラ１４０は、センサ１１１によって照射されたセンサビーム１１７の、検査品目１７０の検査表面１７１に対するビーム入射角αを考慮するため、方程式［１］の回転変換を修正するように構成されている。例えば、検査品目１７０内でセンサビーム１１７の焦点１１１０を投影するため、追加修正が採用されうる。この修正は、ビーム入射角αに基づく投影と考えることが可能で、少なくとも変位センサ１２０、１２５によって得られた第１のジンバル１１９及び第２のジンバル１２３の方程式［１］で、回転変換に対する追加のオフセットになっている。（ステアリングありのセンサビーム１１７の軸を示す）Ｙ１及びＺ１が（ステアリングなしのセンサビームを示す）Ｙ０及びＺ０の上に映し出される投影が図１１に示されている。この実施例では、Ｚ０が焦点深度で、Ｘ０が超音波センサアレイ１１５でのセンサビーム１１７の中心である。この場合、Ｚ０の上へのＺ１の投影はｃｏｓ（α）にほぼ等しく、Ｙ０の上へのＺ１の投影は－ｓｉｎ（α）にほぼ等しく、Ｙ０の上へのＹ１の投影はｃｏｓ（α）にほぼ等しく、Ｚ０の上へのＹ１の投影はｓｉｎ（α）にほぼ等しい。ここで、
及び
である。
【0027】
焦点１１１０から中心点１０３までの完全に均一な変換を考慮するため、検査表面１７１に乗ったリニアアレイ（例えば、超音波センサアレイ１１５など）に沿ったいずれかの点を取得するように、（当該技術分野において知られており、本書で説明する必要のない）任意の好適な幾何学的計算がコントローラによって採用されうる。
【0028】
図１を参照すると、コントローラ１４０は、任意の好適な方法で、検査品目の３次元ソリッドモデル１４８の対応する位置１４９にセンサデータ１４６を関連付けるように構成されている。例えば、検査品目１４８の３次元ソリッドモデル１４８は座標系１５０を有する。モバイル装置１３０は、センサ１１１と既知の位置関係を有するデータ特徴１３７を含む。データ特徴１３７は、検査品目１７０の対応するデータ特徴１７５（例えば、ファスナ、コーナー、ウィンドウフレームなど）と連結、或いは整列する任意の好適な止め具、ピン、クリップなどであってよく、対応するデータ特徴１７５は、検査品目１７０の既知の位置１７３を画定する。モバイル装置１３０のデータ特徴１３７は、検査品目１７０の既知の位置１７３に対する、検査品目１７０の検査表面１７１上でのモバイル装置１３０の位置決めが有効になるように構成されており、その結果、検査品目の３次元ソリッドモデル１４８の座標系１５０（例えば、検査品目１７０と実質的に同じ次元の座標を有する）と、モバイル装置１３０のＸＹＺＡＢＣ座標系（例えば、図４を参照）との間には既知の相関関係がある。コントローラ１４０は、（例えば、上記の方程式を用いて、中心点１０３にオフセット補正値を適用して得られた）検査品目の３次元ソリッドモデル１４８上のセンサデータ１４６を、任意の好適な方法で自動的に重ね合わせるように構成されている。例えば、図６～図８を参照すると、検査品目１７０の検査中、エンドエフェクタ１０１（及びセンサ１１１）は、モバイル装置１３０によって、ピクセル単位の方法で（図６参照）、任意の好適な空間増分で移動される。ピクセル単位で移動するセンサ１１１の一列の側面図を、検査表面１７１の輪郭１７２について、図７に示した。この実施例では、センサ１１１は各ピクセル位置に対してＣスキャン８００を生成し、Ｃスキャンデータは、検査品目１７０のスキャンされたピクセル単位の位置に対応する座標系１５０位置で、（図８に示したように）ボクセル形式フォーマットで、検査品目の３次元ソリッドモデル１４８の上に重ねられる。一態様では、各検査品目の３次元ソリッドモデル１４８及び関連付けられたセンサ１４６のデータは、各検査品目１７０に対して、コントローラ１４０のメモリ１４１に保存される（ここで、複数の検査品目が検査され、対応する３次元ソリッドモデルがメモリ１４１に保存される）。それぞれの検査品目１７０のそれぞれの位置１４９に対して、測定傾向１５１を画定するセンサデータ１４５のそれぞれの時系列を形成するため、コントローラ１４０は、一又は複数の検査品目１７０に対して、センサデータ１４６を保存するように構成されている。
【0029】
図１及び図１２を参照すると、非破壊検査装置１００で検査品目を検査するための例示的な方法１２００は、モバイル装置１３０がエンドエフェクタ１０１の動きを制御するように、モバイル装置１３０（例えば、図１Ｂと図１Ｄのロボット装置１３１、及び図１Ｃの受動的な多関節アーム１３５など）により、エンドエフェクタ１０１がモバイル装置１３０に連結される検査品目１７０に対して、エンドエフェクタ１０１を位置決めすること（図１２のブロック１２０１）を含む。検査品目１７０に対するエンドエフェクタ１０１の位置決めは、エンドエフェクタ１０１を検査品目１７０に連結することと、センサ１１１を囲むエンドエフェクタ１０１のスタンドオフ１０８によって、センサ１１１を検査品目１７０の検査表面１７１から（例えば、スタンドオフ１０８によって設定される）所定の距離に保持することとを含む。リニアアクチュエータ１０４は、検査品目１７０の検査表面１７１に対してスタンドオフ１０８を付勢する。一態様では、超音波結合流体１０９は、スタンドオフ１０８によって、センサ１１１と検査表面１７１との間に実質的に保持される。エンドエフェクタ１０１は、モバイル装置１３０によって、検査品目１７０に対して、検査品目の３次元ソリッドモデル１４８の座標系１５０と検査品目１７０上の既知の位置１７３に従った、ピクセル単位の運動で動かされる。
【0030】
方法１２００は、エンドエフェクタ１０１の動作中に、モバイル装置１３０によって、エンドエフェクタ表面１０２の中心点１０３に対する位置情報を決定すること（図１２のブロック１２１０）を含む。モバイル装置１３０とエンドエフェクタ１０１に連結されたコントローラ１４０は、リニアアクチュエータの伸長量１００１（図１０Ａ）と、エンドエフェクタと検査品目１７０との物理的な相互作用の結果として、第１の回転軸１２２及び第２の回転軸１２４の周りでのセンサ１１１の回転量とに基づいて、センサ１１１の位置情報１５２を決定するため、エンドエフェクタ表面１０２の中心点１０３に対するセンサ１４２の変位を決定する。検査品目１７０の検査表面１７１上の位置に関するセンサデータ１４６は検知され、センサ１１１の決定された位置情報１４４と関連付けられる（図１２、ブロック１２２０）。一態様では、コントローラ１４０は、エンドエフェクタの動きとほぼ同時に、リニアアクチュエータの伸長量１００１と、第１の回転軸１２２及び第２の回転軸１２４の周りでのセンサ１１１の回転量とを決定する。エンドエフェクタ１０１は、リニアアクチュエータ１０４、第１のジンバル１１９、及び第２のジンバル１２３の上に変位センサ１０６、１２０、１２５を含み、変位センサ１０６、１２０、１２５はコントローラ１４０に連結されている。エンドエフェクタ表面１０２の中心点１０３に対するセンサ１１１の変位は、リニアアクチュエータの伸長量１００１、第１の回転軸１２２及び第２の回転軸１２４の周りでのセンサ１１１の回転量、並びに、リニアアクチュエータ１０４の伸長にほぼ平行な軸（例えば、Ｚ軸）の周りでのセンサの回転量に基づいている。一態様では、リニアアクチュエータの伸長量１００１と、第１の回転軸１２２及び第２の回転軸１２４の周りでのセンサ１１１の回転量は、（一又は複数の変位センサ１０６、１２０、１２５と共に、或いはこれらの代わりに使用される）コントローラ１４０に連結された光学式追跡システム１６０によって決定され、エンドエフェクタ１０１は、エンドエフェクタ１０１の上に配置された複数の光学式追跡ターゲット１０７を含む。
【0031】
一態様では、センサデータ１４６は、複数の超音波エレメント１１６を有する超音波センサアレイ１１５によって検知される。本開示の態様では、コントローラ１４０は、エンドエフェクタ表面１０２の中心点１０３に対するセンサ１１１の変位を含む位置情報１５２と共に、検査品目１７０の検査表面１７１上での位置に関するセンサデータ１４６を受信する。
【0032】
一態様では、位置情報１５２を決定することは、リニアアクチュエータの伸長量１００１、第１の回転軸１２２及び第２の回転軸１２４の周りでのセンサ１１１の回転量に基づいて、直線的な変位と回転変換との組み合わせを実行するコントローラ１４０によって、エンドエフェクタ１０１の中心点１０３に対する多関節構成でのセンサ１４２の変位を決定することを含む。一態様では、コントローラ１４０は、センサ１１１によって照射されたセンサビーム１１７の、検査品目１７０の検査表面１７１に対するビーム入射角１１８を考慮するため、回転変換を修正する。コントローラ１４０は、センサデータ１４６を検査品目の３次元ソリッドモデル１４８の対応する位置１４９に関連付け、コントローラ１４０は、それぞれの検査品目の３次元ソリッドモデル１４８と関連付けられたセンサデータ１４６を、各検査品目１７０について、コントローラ１４０のメモリ１４１に保存する。コントローラ１４０は、検査品目１７０の（例えば、検査品目の３次元ソリッドモデル１４８上の）それぞれの位置１４９について、測定傾向１５１を画定するセンサデータ１４６からセンサデータ１４５の時系列を生成する。一態様では、センサデータ１４６は、上述のように、断層撮影データ１４７を含み、断層撮影データ１４７は検査品目のそれぞれの位置１４９に関連付けられており、また、一態様では、断層撮影データ１４７は、検査品目１７０のそれぞれの位置１４９に対して、測定傾向１５１を少なくとも部分的に画定する。
【0033】
図１及び図１３を参照すると、検査品目１７０を検査するための別の例示的な同期的な方法１３００（センサ１１１は、センサのピクセル単位の動作の間に起動される）は、コントローラ１４０によって、例えば、モバイル装置１３０の変位センサ２５０、３５０などによって、エンドエフェクタ１０１の中心点１０３の位置を取得すること（図１３、ブロック１３０１）を含む。コントローラ１４０は、変位センサ１２０、１２５などから、第１のジンバル１１９及び第２のジンバル１２３の各々の回転位置を取得する（図１３、ブロック１３０５）。コントローラ１４０はまた、変位センサ１０６などから、リニアアクチュエータ１０４の位置／伸長を取得する（図１３、ブロック１３１０）。センサ１４２の変位は、本書に記載の方法で、コントローラ１４０によって決定される（図１３、ブロック１３１５）。コントローラ１４０は、エンドエフェクタ１０１上のセンサ１１１の関節でつながれた位置を反映するため、中心点１０３をオフセットするように（本書に記載のように）直線的変換及び回転変換を適用する（図１３、ブロック１３２０）。コントローラ１４０はセンサ１１１を作動させ、センサ１１１が配置されているピクセル位置に対するセンサデータ１４６を取得する（図１３、ブロック１３２５）。コントローラ１４０は、（中心点１０３のオフセットを採用する）センサデータ１４６を検査品目の３次元ソリッドモデル１４８に関連付ける（図１３、ブロック１３３０）。コントローラ１４０は、関連付けられたセンサデータを（任意の好適なユーザーインターフェース１８０（図１）上に）ボクセル形式フォーマットで、図８に示した実施例として表示する（図１３、ブロック１３３５）。モバイル装置１３０は、センサ１１１を（Ｘ方向及びＹ方向の一方又は両方に）１ピクセル動かし（図１３、ブロック１３４０）、新しいピクセル位置に対して、ブロック１３０１～１３３５が反復されうる。
【0034】
図１及び図１４を参照すると、検査品目１７０を検査するための例示的な非同期的な方法１４００（ここで、センサ１１１は、センサ１１１のピクセル単位での動きには関わらず、内部クロックによって起動される）は、内部クロック信号、例えば、コントローラ１４０又は他の好適なソースからの内部クロック信号に従ってセンサが起動するように構成することを含む（図１４、ブロック１４０１）。コントローラ１４０は、センサ１１１からセンサデータ１４６を非同期的に取得する（図１４、ブロック１４０５）。コントローラ１４０は、モバイル装置１３０の変位センサ２５０、３５０などによって、エンドエフェクタ１０１の中心点１０３位置を取得する（図１４、ブロック１４１０）。コントローラ１４０は、変位センサ１２０、１２５などから、第１のジンバル１１９及び第２のジンバル１２３の各々の回転位置を取得する（図１４、ブロック１４１５）。コントローラ１４０はまた、変位センサ１０６などから、リニアアクチュエータ１０４の位置／伸長を取得する（図１４、ブロック１４２０）。センサ１４２の変位は、本書に記載の方法で、コントローラ１４０によって決定される（図１４、ブロック１４２５）。コントローラ１４０は、エンドエフェクタ１０１上のセンサ１１１の関節でつながれた位置を反映するため、中心点１０３をオフセットするように（本書に記載のように）直線的変換及び回転変換を適用する（図１４、ブロック１４３０）。コントローラ１４０は、最新値（例えば、センサ１１１を現在のピクセル位置に移動した後で、センサを次のピクセル位置に移動する前に、クロックによるセンサの起動に従った、最終のセンサ１１１起動によるセンサデータ）を取得する（図１４、ブロック１４３５）。コントローラ１４０は、（中心点１０３のオフセットを採用する）センサデータ１４６を検査品目の３次元ソリッドモデル１４８に関連付ける（図１４、ブロック１４４０）。コントローラ１４０は、関連付けられたセンサデータを（任意の好適なユーザーインターフェース１８０（図１）上に）ボクセル形式フォーマットで、図８に示した実施例として表示する（図１４、ブロック１４４５）。モバイル装置１３０は、センサ１１１を（Ｘ方向及びＹ方向の一方又は両方に）１ピクセル動かし（図１４、ブロック１４５０）、新しいピクセル位置に対して、ブロック１４１０～１４４５が反復されうる。
【0035】
図１及び図１５を参照すると、検査品目１７０を検査するための例示的な参照テーブルの方法１５００（ここで、中心点１０３のオフセットは所定の参照テーブル１８１から取得される）は、（第１のジンバル１１９の回転を物理的に制限するため）リニアアクチュエータ１０４の上に配置された任意の好適な制限止め具１８２、及び、（第２のジンバル１２３の回転を物理的に制限するため）第１のジンバル１１９の上に配置された任意の好適な制限止め具１８３などにより、第１のジンバル１１９と第２のジンバル１２３の動きを制限することを含む（図１５、ブロック１５０１）。一態様では、第１のジンバル１１９の回転及び第２のジンバル１２３の回転は、検査表面１７１の輪郭１７２の上の最小の曲線に制限されている。一態様では、第１のジンバル１１９及び第２のジンバル１２３の回転は、約±５°に制限されており、他の態様では、回転の制限は約±５°を上回ること、或いは下回ることがありうる。参照テーブル１８１は、メモリ１４１に作られて保存される（図１５、ブロック１５０５）が、当該参照テーブルは、第１のジンバル１１９と第２のジンバル１２３との所定の角度間隔に対応する中心点１０３のオフセット値１８４を含む。一態様では、所定の間隔は、第１のジンバル１１９及び第２のジンバル１２３の各々の回転の約１°毎になりうるが、他の態様では、約１°毎を上回ること、或いは下回ることがありうる。コントローラ１４０は、モバイル装置１３０の変位センサ２５０、３５０などによって、エンドエフェクタ１０１の中心点１０３位置を取得する（図１５、ブロック１５１０）。コントローラ１４０は、変位センサ１２０、１２５などから、第１のジンバル１１９及び第２のジンバル１２３の各々の回転位置を取得する（図１５、ブロック１５１５）。コントローラ１４０はまた、変位センサ１０６などから、リニアアクチュエータ１０４の位置／伸長を取得する（図１５、ブロック１５２０）。センサ１４２の変位は、本書に記載の方法で、コントローラ１４０によって決定される（図１５、ブロック１５２５）。コントローラ１４０は、エンドエフェクタ１０１上のセンサ１１１の関節でつながれた位置を反映するため、参照テーブル１８１から、所定の中心点１０３のオフセット値１８４を中心点１０３に適用する（図１５、ブロック１５３０）。コントローラ１４０は、センサデータ１４６を（上述のように同期的に又は非同期的に）取得する（図１５、ブロック１５３５）。コントローラ１４０は、（中心点１０３にオフセット値１８４を使用する）センサデータ１４６を検査品目の３次元ソリッドモデル１４８に関連付ける（図１５、ブロック１５４０）。コントローラ１４０は、関連付けられたセンサデータを（任意の好適なユーザーインターフェース１８０（図１）上に）ボクセル形式フォーマットで、図８に示した実施例として表示する（図１５、ブロック１５４５）。モバイル装置１３０は、センサ１１１を（Ｘ方向及びＹ方向の一方又は両方に）１ピクセル動かし（図１５、ブロック１５５０）、新しいピクセル位置に対して、ブロック１５１０～１５４５が反復されうる。
【0036】
図１及び図１６を参照すると、検査品目１７０を検査するための例示的な光データ捕捉方法１６００（ここで、中心点１０３のオフセットは光学式空間追跡システム１６０を用いて決定される）は、コントローラ１４０によって、本書に記載のように光学式空間追跡システム１６０を用いて、センサ１１１の位置（例えば、アクチュエータ１０４の直線的な伸長、並びに、第１のジンバル１１９及び第２のジンバル１２３の回転角）を取得することを含む（図１６、ブロック１６０１）。この実施例では、センサの位置は光学式空間追跡システム１６０によって直接決定されるため、直線的変換及び回転変換は必要とされないことがある。センサデータ１４６は、本書に記載のように、コントローラ１４０によって、非同期的に又は同期的に取得される（図１６、ブロック１６０５）。コントローラ１４０は、（直接決定された中心点１０３の位置を採用する）センサデータ１４６を、検査品目の３次元ソリッドモデル１４８に関連付ける（図１６、ブロック１６１０）。コントローラ１４０は、関連付けられたセンサデータを（任意の好適なユーザーインターフェース１８０（図１）上に）ボクセル形式フォーマットで、図８に示した実施例として表示する（図１６、ブロック１６１５）。モバイル装置１３０は、センサ１１１を（Ｘ方向及びＹ方向の一方又は両方に）１ピクセル動かし（図１６、ブロック１６２０）、新しいピクセル位置に対して、ブロック１６０１～１６１５が反復されうる。
【0037】
本開示の態様に従って、以下が提示される。
【0038】
Ａ１． エンドエフェクタであって、
前記エンドエフェクタ表面に垂直に伸長するように構成されたリニアアクチュエータと、
前記リニアアクチュエータによって伸長されるように前記リニアアクチュエータの端部に配置された第１のジンバルであって、前記エンドエフェクタ表面にほぼ平行な第１の回転軸を画定する回転連結を備える第１のジンバルと、
前記第１のジンバルの前記回転連結に枢動可能に接続された第２のジンバルであって、前記第１の回転軸にほぼ垂直な第２の回転軸を画定する第２のジンバルと、
前記第２の回転軸の周りで前記第２のジンバルと共に回転し、前記第１の回転軸の周りで前記第１のジンバルに対して回転するように前記第２のジンバルに連結されたセンサと、
を備えるエンドエフェクタと、
ロボット装置であって、前記ロボット装置が前記エンドエフェクタの動作を制御するように前記エンドエフェクタは前記ロボット装置に連結され、前記エンドエフェクタの動作中に前記エンドエフェクタ表面の中心点に関する位置情報を決定するように構成されたロボット装置と、
前記ロボット装置と前記エンドエフェクタに連結されたコントローラであって、リニアアクチュエータの伸長量と前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸の周りでの前記センサの回転量に基づいて、前記センサの位置情報を決定するため前記エンドエフェクタ表面の前記中心点に対する前記センサの変位を決定するように構成されたコントローラと、
を備える非破壊検査装置であって、検査品目の検査表面上の位置に関するセンサデータは検知され、前記センサの前記決定された位置情報に関連付けられる、非破壊検査装置。
前記エンドエフェクタ表面に垂直に伸長するように構成されたリニアアクチュエータと、
前記リニアアクチュエータによって伸長されるように前記リニアアクチュエータの端部に配置された第１のジンバルであって、前記エンドエフェクタ表面にほぼ平行な第１の回転軸を画定する回転連結を備える第１のジンバルと、
前記第１のジンバルの前記回転連結に枢動可能に接続された第２のジンバルであって、前記第１の回転軸にほぼ垂直な第２の回転軸を画定する第２のジンバルと、
前記第２の回転軸の周りで前記第２のジンバルと共に回転し、前記第１の回転軸の周りで前記第１のジンバルに対して回転するように前記第２のジンバルに連結されたセンサと、
を備えるエンドエフェクタと、
ロボット装置であって、前記ロボット装置が前記エンドエフェクタの動作を制御するように前記エンドエフェクタは前記ロボット装置に連結され、前記エンドエフェクタの動作中に前記エンドエフェクタ表面の中心点に関する位置情報を決定するように構成されたロボット装置と、
前記ロボット装置と前記エンドエフェクタに連結されたコントローラであって、リニアアクチュエータの伸長量と前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸の周りでの前記センサの回転量に基づいて、前記センサの位置情報を決定するため前記エンドエフェクタ表面の前記中心点に対する前記センサの変位を決定するように構成されたコントローラと、
を備える非破壊検査装置であって、検査品目の検査表面上の位置に関するセンサデータは検知され、前記センサの前記決定された位置情報に関連付けられる、非破壊検査装置。
【0039】
Ａ２． 前記センサは、複数の超音波エレメントを有する超音波センサアレイを備える、段落Ａ１に記載の非破壊検査装置。
【0040】
Ａ３． 前記コントローラは、前記エンドエフェクタ表面の前記中心点に対する前記センサの前記変位を含む位置情報と共に、前記検査品目の前記検査表面上での位置に関する前記センサデータを受信するように構成されている、段落Ａ１に記載の非破壊検査装置。
【0041】
Ａ４． 前記コントローラは、前記リニアアクチュエータの伸長量、前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸の周りでの前記センサの回転量に基づいて、直線的な変位と回転変換との組み合わせによって、前記エンドエフェクタの前記中心点に対する多関節構成での前記センサの変位を決定するように構成されている、段落Ａ１に記載の非破壊検査装置。
【0042】
Ａ５． 前記コントローラは、
前記検査表面上に投影される際、前記センサによって照射されるセンサビームの焦点と、前記エンドエフェクタの前記中心点との間の変位距離を決定し、
前記変位距離を考慮するため、前記回転変換を修正する、ように構成されている、段落Ａ４に記載の非破壊検査装置。
前記検査表面上に投影される際、前記センサによって照射されるセンサビームの焦点と、前記エンドエフェクタの前記中心点との間の変位距離を決定し、
前記変位距離を考慮するため、前記回転変換を修正する、ように構成されている、段落Ａ４に記載の非破壊検査装置。
【0043】
Ａ６． 前記コントローラは、前記センサによって照射されたセンサビームの、前記検査品目の前記検査表面に対するビーム入射角を考慮するため、前記回転変換を修正するように構成されている、段落Ａ４に記載の非破壊検査装置。
【0044】
Ａ７． 前記エンドエフェクタはさらに、前記センサを囲むスタンドオフであって、検査品目に連結するライディング面を有するスタンドオフを備え、前記センサを前記検査品目の前記検査表面から所定の距離に保持する、段落Ａ１に記載の非破壊検査装置。
【0045】
Ａ８． 前記スタンドオフは、超音波結合流体を実質的に保持するように構成されている、段落Ａ７に記載の非破壊検査装置。
【0046】
Ａ９． 前記リニアアクチュエータは、前記検査品目の前記検査表面に対して前記スタンドオフを付勢するように構成されている、段落Ａ７に記載の非破壊検査装置。
【0047】
Ａ１０． 前記第１のジンバル及び前記第２のジンバルは、前記検査品目の前記検査表面の輪郭に応じて、前記センサが一又は複数の前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸の周りで回転するように構成されている、段落Ａ７に記載の非破壊検査装置。
【0048】
Ａ１１． 前記ロボット装置は、検査品目の３次元ソリッドモデルの座標系及び前記検査品目の既知の位置に従って、前記検査品目に対して前記エンドエフェクタをピクセル対ピクセル動作で動かすように構成されており、
前記コントローラは、前記検査品目の３次元ソリッドモデルの対応する位置に前記センサデータを関連付けるように構成されている、段落Ａ１に記載の非破壊検査装置。
前記コントローラは、前記検査品目の３次元ソリッドモデルの対応する位置に前記センサデータを関連付けるように構成されている、段落Ａ１に記載の非破壊検査装置。
【0049】
Ａ１２． 各検査品目に関して、各検査品目の３次元ソリッドモデル及び前記関連付けられたセンサデータはコントローラのメモリに保存され、前記コントローラは、前記検査品目のそれぞれの位置での測定傾向を画定する前記センサデータから、センサデータの時系列を生成するように構成されている、段落Ａ１１に記載の非破壊検査装置。
【0050】
Ａ１３． 前記エンドエフェクタは、リニアアクチュエータ、前記第１のジンバル、及び第２のジンバルの上の変位センサを含み、前記変位センサは、前記エンドエフェクタの動きとほぼ同時に、前記リニアアクチュエータの伸長量、前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸の周りでの前記センサの回転量の決定を有効にするよう、前記コントローラに連結されている、段落Ａ１に記載の非破壊検査装置。
【0051】
Ａ１４． 前記コントローラに連結された光学式空間追跡システムをさらに備え、前記エンドエフェクタは、前記リニアアクチュエータの伸長量、並びに前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸の周りでの前記センサの回転量の決定を有効にするため、前記エンドエフェクタの上に配置された複数の光学式追跡ターゲットを含む、段落Ａ１に記載の非破壊検査装置。
【0052】
Ａ１５． 前記センサはビーム照射センサである、段落Ａ１に記載の非破壊検査装置。
【0053】
Ａ１６． 前記ビーム照射センサは超音波センサである、段落Ａ１５に記載の非破壊検査装置。
【0054】
Ａ１７． 前記センサは渦電流センサである、段落Ａ１に記載の非破壊検査装置。
【0055】
Ａ１８． 前記コントローラは、前記リニアアクチュエータの伸長量、前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸の周りでの前記センサの回転量、並びに、前記リニアアクチュエータの伸長にほぼ平行な軸の周りでの前記センサの回転量に基づいて、前記エンドエフェクタ表面の前記中心点に対する前記センサの前記変位を決定するように構成されている、段落Ａ１に記載の非破壊検査装置。
【0056】
Ａ１９． 前記センサデータは、前記検査品目の前記検査表面上の少なくとも前記位置に対する前記検査品目の断層撮影データを含み、前記コントローラは、前記センサ（１１１）によって照射されたセンサビーム（１１７）のセンサデータ（１４６）の回転変換（１４３）の修正及びビーム入射角（α）に基づいて、前記断層撮影データ（１４７）を決定するように構成されている、段落Ａ１８に記載の非破壊検査装置。
【0057】
Ｂ１． エンドエフェクタであって、
前記エンドエフェクタ表面に垂直に伸長するように構成されたリニアアクチュエータと、
前記リニアアクチュエータによって伸長されるように前記リニアアクチュエータの端部に配置された第１のジンバルであって、前記エンドエフェクタ表面にほぼ平行な第１の回転軸を画定する回転連結を備える第１のジンバルと、
前記第１のジンバルの前記回転連結に枢動可能に接続された第２のジンバルであって、前記第１の回転軸にほぼ垂直な第２の回転軸を画定する第２のジンバルと、
前記第２の回転軸の周りで前記第２のジンバルと共に回転し、前記第１の回転軸の周りで前記第１のジンバルに対して回転するように前記第２のジンバルに連結されたセンサと、
を備えるエンドエフェクタと、
ロボット装置であって、前記ロボット装置が前記エンドエフェクタの動作を制御するように前記エンドエフェクタは前記ロボット装置に連結され、前記エンドエフェクタの動作中に前記エンドエフェクタ表面の中心点に関する位置情報を決定するように構成されたロボット装置と、
前記ロボット装置と前記エンドエフェクタに連結されたコントローラであって、リニアアクチュエータの伸長量と前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸の周りでの前記センサの回転量に基づいて、前記センサの位置情報を決定するため前記エンドエフェクタ表面の前記中心点に対する前記センサの変位を決定するように構成されたコントローラと、
を備える非破壊検査装置であって、検査品目の検査表面上の位置に関するセンサデータは検知され、前記センサの前記決定された位置情報に関連付けられる、非破壊検査装置。
前記エンドエフェクタ表面に垂直に伸長するように構成されたリニアアクチュエータと、
前記リニアアクチュエータによって伸長されるように前記リニアアクチュエータの端部に配置された第１のジンバルであって、前記エンドエフェクタ表面にほぼ平行な第１の回転軸を画定する回転連結を備える第１のジンバルと、
前記第１のジンバルの前記回転連結に枢動可能に接続された第２のジンバルであって、前記第１の回転軸にほぼ垂直な第２の回転軸を画定する第２のジンバルと、
前記第２の回転軸の周りで前記第２のジンバルと共に回転し、前記第１の回転軸の周りで前記第１のジンバルに対して回転するように前記第２のジンバルに連結されたセンサと、
を備えるエンドエフェクタと、
ロボット装置であって、前記ロボット装置が前記エンドエフェクタの動作を制御するように前記エンドエフェクタは前記ロボット装置に連結され、前記エンドエフェクタの動作中に前記エンドエフェクタ表面の中心点に関する位置情報を決定するように構成されたロボット装置と、
前記ロボット装置と前記エンドエフェクタに連結されたコントローラであって、リニアアクチュエータの伸長量と前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸の周りでの前記センサの回転量に基づいて、前記センサの位置情報を決定するため前記エンドエフェクタ表面の前記中心点に対する前記センサの変位を決定するように構成されたコントローラと、
を備える非破壊検査装置であって、検査品目の検査表面上の位置に関するセンサデータは検知され、前記センサの前記決定された位置情報に関連付けられる、非破壊検査装置。
【0058】
Ｂ２． 前記モバイル装置は、前記エンドエフェクタ表面に連結するように構成されたマウントを有する直交駆動システムを含むフレームを備える、段落Ｂ１に記載の非破壊検査装置。
【0059】
Ｂ３． 前記コントローラは、前記直交駆動システムを介して前記エンドエフェクタの動作を有効にするように構成されている、段落Ｂ２に記載の非破壊検査装置。
【0060】
Ｂ４． 前記モバイル装置は、前記エンドエフェクタ表面に連結するように構成されたマウントを有する受動的な（すなわち、電動でない）多関節アームを備える、段落Ｂ１に記載の非破壊検査装置。
【0061】
Ｂ５． 前記モバイル装置は、前記エンドエフェクタ表面に連結するように構成されたマウントを有するロボットアームを備える、段落Ｂ１に記載の非破壊検査装置。
【0062】
Ｂ６． 前記モバイル装置は、前記センサと既知の位置関係を有するデータ特徴を含み、前記データ特徴は、前記検査品目の既知の位置に対する、前記検査品目の前記検査表面上での前記モバイル装置の位置決めが有効になるように構成されている、段落Ｂ１に記載の非破壊検査装置。
【0063】
Ｂ７． 前記センサは、複数の超音波エレメントを有する超音波センサアレイを備える、段落Ｂ１に記載の非破壊検査装置。
【0064】
Ｂ８． 前記コントローラは、前記エンドエフェクタ表面の前記中心点に対する前記センサの前記変位を含む位置情報と共に、前記検査品目の前記検査表面上での位置に関する前記センサデータを受信するように構成されている、段落Ｂ１に記載の非破壊検査装置。
【0065】
Ｂ９． 前記コントローラは、前記リニアアクチュエータの伸長量、前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸の周りでの前記センサの回転量に基づいて、直線的な変位と回転変換との組み合わせによって、前記エンドエフェクタの前記中心点に対する多関節構成での前記センサの変位を決定するように構成されている、段落Ｂ１に記載の非破壊検査装置。
【0066】
Ｂ１０． 前記コントローラは、
前記検査表面上に投影される際、前記センサによって照射されるセンサビームの焦点と、前記エンドエフェクタの前記中心点との間の変位距離を決定し、
前記変位距離を考慮するため、前記回転変換を修正する、ように構成されている、段落Ｂ９に記載の非破壊検査装置。
前記検査表面上に投影される際、前記センサによって照射されるセンサビームの焦点と、前記エンドエフェクタの前記中心点との間の変位距離を決定し、
前記変位距離を考慮するため、前記回転変換を修正する、ように構成されている、段落Ｂ９に記載の非破壊検査装置。
【0067】
Ｂ１１． 前記コントローラは、前記センサによって照射されたセンサビームの、前記検査品目の前記検査表面に対するビーム入射角を考慮するため、前記回転変換を修正するように構成されている、段落Ｂ９に記載の非破壊検査装置。
【0068】
Ｂ１２． 前記エンドエフェクタはさらに、前記センサを囲むスタンドオフであって、検査品目に連結するライディング面を有するスタンドオフを備え、前記センサを前記検査品目の前記検査表面から所定の距離に保持する、段落Ｂ１に記載の非破壊検査装置。
【0069】
Ｂ１３． 前記スタンドオフは、超音波結合流体を実質的に保持するように構成されている、段落Ｂ１２に記載の非破壊検査装置。
【0070】
Ｂ１４． 前記リニアアクチュエータは、前記検査品目の前記検査表面に対して前記スタンドオフを付勢するように構成されている、段落Ｂ１２に記載の非破壊検査装置。
【0071】
Ｂ１５． 前記第１のジンバル及び前記第２のジンバルは、前記検査品目の前記検査表面の輪郭に応じて、前記センサが前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸の周りで回転するように構成されている、段落Ｂ１２に記載の非破壊検査装置。
【0072】
Ｂ１６． 前記モバイル装置は、検査品目の３次元ソリッドモデルの座標系及び前記検査品目の既知の位置に従って、前記検査品目に対して前記エンドエフェクタをピクセル対ピクセル動作で動かすように構成されており、
前記コントローラは、前記検査品目の３次元ソリッドモデルの対応する位置に前記センサデータを関連付けるように構成されている、段落Ｂ１に記載の非破壊検査装置。
前記コントローラは、前記検査品目の３次元ソリッドモデルの対応する位置に前記センサデータを関連付けるように構成されている、段落Ｂ１に記載の非破壊検査装置。
【0073】
Ｂ１７． 各検査品目に関して、各検査品目の３次元ソリッドモデル及び前記関連付けられたセンサデータは前記コントローラのメモリに保存され、前記コントローラは、前記検査品目のそれぞれの位置での測定傾向を画定する、センサデータの時系列を生成するように構成されている、段落Ｂ１６に記載の非破壊検査装置。
【0074】
Ｂ１８． 前記エンドエフェクタは、前記リニアアクチュエータ、前記第１のジンバル、及び前記第２のジンバルの上の変位センサを含み、前記変位センサは、前記エンドエフェクタの動作とほぼ同時に、前記リニアアクチュエータの伸長量、前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸の周りでの前記センサの回転量の決定を有効にするよう、前記コントローラに連結されている、段落Ｂ１に記載の非破壊検査装置。
【0075】
Ｂ１９． 前記コントローラに連結された光学式空間追跡システムをさらに備え、前記エンドエフェクタは、前記リニアアクチュエータの伸長量、並びに前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸の周りでの前記センサの回転量の決定を有効にするため、前記エンドエフェクタの上に配置された複数の光学式追跡ターゲットを含む、段落Ｂ１に記載の非破壊検査装置。
【0076】
Ｂ２０． 前記センサはビーム照射センサである、段落Ｂ１に記載の非破壊検査装置。
【0077】
Ｂ２１． 前記ビーム照射センサは超音波センサである、段落Ｂ２０に記載の非破壊検査装置。
【0078】
Ｂ２２． 前記センサは渦電流センサである、段落Ｂ１に記載の非破壊検査装置。
【0079】
Ｂ２３． 前記コントローラは、前記リニアアクチュエータの伸長量、前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸の周りでの前記センサの回転量、並びに、前記リニアアクチュエータの伸長にほぼ平行な軸の周りでの前記センサの回転量に基づいて、前記エンドエフェクタ表面の前記中心点に対する前記センサの前記変位を決定するように構成されている、段落Ｂ１に記載の非破壊検査装置。
【0080】
Ｂ２４． 前記センサデータは、前記検査品目の前記検査表面上の少なくとも前記位置に対する前記検査品目の断層撮影データを含み、前記コントローラは、前記センサ（１１１）によって照射されたセンサビーム（１１７）のセンサデータ（１４６）の回転変換（１４３）の修正及びビーム入射角（α）に基づいて、前記断層撮影データ（１４７）を決定するように構成されている、段落Ｂ２３に記載の非破壊検査装置。
【0081】
Ｃ１． 非破壊検査装置によって、検査品目を検査するための方法であって、前記方法は、
ロボット装置がエンドエフェクタの動作を制御するように、前記エンドエフェクタが前記ロボット装置に連結されている前記検査品目に対して、前記エンドエフェクタを前記ロボット装置によって位置決めすることを含み、前記エンドエフェクタは、
エンドエフェクタ表面に対して垂直に伸長するように構成されたリニアアクチュエータと、
前記リニアアクチュエータによって伸長されるように前記リニアアクチュエータの端部に配置された第１のジンバルであって、前記エンドエフェクタ表面にほぼ平行な第１の回転軸を画定する回転連結を備える第１のジンバルと、
前記第１のジンバルの前記回転連結に枢動可能に接続された第２のジンバルであって、前記第１の回転軸にほぼ垂直な第２の回転軸を画定する第２のジンバルと、
前記第２の回転軸の周りで前記第２のジンバルと共に回転し、前記第１の回転軸の周りで前記第１のジンバルに対して回転するように前記第２のジンバルに連結されたセンサとを備えており、
前記方法はさらに、
前記エンドエフェクタの動作中に、前記エンドエフェクタ表面の中心点に関する位置情報を、前記ロボット装置によって決定することと、
リニアアクチュエータの伸長量と、エンドエフェクタと前記検査品目との物理的な相互作用の結果として、前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸の周りでの前記センサの回転量とに基づいて、前記センサの位置情報を決定するため前記エンドエフェクタ表面の前記中心点に対する前記センサの変位を、前記ロボット装置及び前記エンドエフェクタに連結されたコントローラによって決定することとを含み、検査品目の検査表面上の位置に関するセンサデータは検知され、前記センサの前記決定された位置情報に関連付けられる、検査品目を検査するための方法。
ロボット装置がエンドエフェクタの動作を制御するように、前記エンドエフェクタが前記ロボット装置に連結されている前記検査品目に対して、前記エンドエフェクタを前記ロボット装置によって位置決めすることを含み、前記エンドエフェクタは、
エンドエフェクタ表面に対して垂直に伸長するように構成されたリニアアクチュエータと、
前記リニアアクチュエータによって伸長されるように前記リニアアクチュエータの端部に配置された第１のジンバルであって、前記エンドエフェクタ表面にほぼ平行な第１の回転軸を画定する回転連結を備える第１のジンバルと、
前記第１のジンバルの前記回転連結に枢動可能に接続された第２のジンバルであって、前記第１の回転軸にほぼ垂直な第２の回転軸を画定する第２のジンバルと、
前記第２の回転軸の周りで前記第２のジンバルと共に回転し、前記第１の回転軸の周りで前記第１のジンバルに対して回転するように前記第２のジンバルに連結されたセンサとを備えており、
前記方法はさらに、
前記エンドエフェクタの動作中に、前記エンドエフェクタ表面の中心点に関する位置情報を、前記ロボット装置によって決定することと、
リニアアクチュエータの伸長量と、エンドエフェクタと前記検査品目との物理的な相互作用の結果として、前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸の周りでの前記センサの回転量とに基づいて、前記センサの位置情報を決定するため前記エンドエフェクタ表面の前記中心点に対する前記センサの変位を、前記ロボット装置及び前記エンドエフェクタに連結されたコントローラによって決定することとを含み、検査品目の検査表面上の位置に関するセンサデータは検知され、前記センサの前記決定された位置情報に関連付けられる、検査品目を検査するための方法。
【0082】
Ｃ２． 複数の超音波エレメントを有する超音波センサアレイによって、前記センサデータを検知することをさらに含む、段落Ｃ１に記載の方法。
【0083】
Ｃ３． 前記エンドエフェクタ表面の前記中心点に対する前記センサの前記変位を含む位置情報と共に、前記検査品目の前記検査表面上での位置に関する前記センサデータを、前記コントローラによって受信することをさらに含む、段落Ｃ１に記載の方法。
【0084】
Ｃ４． 前記リニアアクチュエータの伸長量、前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸の周りでの前記センサの回転量に基づいて、直線的な変位と回転変換との組み合わせを実行し、前記エンドエフェクタの前記中心点に対する多関節構成での前記センサの変位を、前記コントローラによって決定することをさらに含む、段落Ｃ１に記載の方法。
【0085】
Ｃ５． 前記センサによって照射されたセンサビームの、前記検査品目の前記検査表面に対するビーム入射角を考慮するため、前記回転変換を前記コントローラによって修正することをさらに含む、段落Ｃ４に記載の方法。
【0086】
Ｃ６． 前記エンドエフェクタを検査品目に連結することと、前記センサを囲む前記エンドエフェクタのスタンドオフによって、前記センサを前記検査品目の前記検査表面から所定の距離に保持することとをさらに含む、段落Ｃ４に記載の方法。
【0087】
Ｃ７． スタンドオフによって、前記センサと前記検査表面との間に超音波結合流体を実質的に保持することをさらに含む、段落Ｃ６に記載の方法。
【0088】
Ｃ８． 前記リニアアクチュエータによって、前記検査品目の前記検査表面に対して前記スタンドオフを付勢することをさらに含む、段落Ｃ６に記載の方法。
【0089】
Ｃ９． 前記第１のジンバル及び前記第２のジンバルは、前記検査品目の前記検査表面の輪郭に応じて、前記センサが一又は複数の前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸の周りで回転するように構成されている、段落Ｃ６に記載の方法。
【0090】
Ｃ１０． 前記ロボット装置によって、検査品目の３次元ソリッドモデルの座標系及び前記検査品目の既知の位置に従って、前記検査品目に対して前記エンドエフェクタをピクセル対ピクセル動作で動かすことと、
前記コントローラによって、前記検査品目の３次元ソリッドモデルの対応する位置に前記センサデータを関連付けることと、
をさらに含む、段落Ｃ１に記載の方法。
前記コントローラによって、前記検査品目の３次元ソリッドモデルの対応する位置に前記センサデータを関連付けることと、
をさらに含む、段落Ｃ１に記載の方法。
【0091】
Ｃ１１． 前記コントローラによって、各検査品目に関して、各検査品目の３次元ソリッドモデル及び前記関連付けられたセンサデータを、前記コントローラのメモリに保存することと、
前記コントローラによって、前記検査品目のそれぞれの位置での測定傾向を画定する前記センサデータから、センサデータの時系列を生成することと、
をさらに含む、段落Ｃ１０に記載の方法。
前記コントローラによって、前記検査品目のそれぞれの位置での測定傾向を画定する前記センサデータから、センサデータの時系列を生成することと、
をさらに含む、段落Ｃ１０に記載の方法。
【0092】
Ｃ１２． 前記エンドエフェクタの動きとほぼ同時に、前記コントローラによって、リニアアクチュエータの伸長量と、前記第１の回転軸１２２及び前記第２の回転軸の周りでの前記センサの回転量とを決定することをさらに含み、前記エンドエフェクタは、前記リニアアクチュエータ、前記第１のジンバル１１９、及び前記第２のジンバルの上に変位センサであって、前記コントローラに連結された変位センサを含む、段落Ｃ１に記載の方法。
【0093】
Ｃ１３． 前記リニアアクチュエータの伸長量と、前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸の周りでの前記センサの回転量とを、前記コントローラに連結された光学式空間追跡システムによって決定することをさらに含み、前記エンドエフェクタは、前記エンドエフェクタの上に配置された複数の光学式追跡ターゲットを含む、段落Ｃ１に記載の方法。
【0094】
Ｃ１４． 前記コントローラによって、前記リニアアクチュエータの伸長量、前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸の周りでの前記センサの回転量、並びに、前記リニアアクチュエータの伸長にほぼ平行な軸の周りでの前記センサの回転量に基づいて、前記エンドエフェクタ表面の前記中心点に対する前記センサの前記変位を決定することをさらに含む、段落Ｃ１に記載の方法。
【0095】
Ｃ１５． 前記センサデータは、前記検査品目の前記検査表面上の少なくとも前記位置に対する前記検査品目の断層撮影データをさらに含む、段落Ｃ１４に記載の方法。
【0096】
上述の図において、様々な要素及び／又は構成要素を連結する実線が存在する場合、これらの実線は、機械的、電気的、流体的、光学的、電磁的、及びその他の連結、並びに／又はこれらの組み合わせを表しうる。本書における「連結され（ｃｏｕｐｌｅｄ）」とは、直接的に並びに間接的に関連付けられていることを意味する。例えば、部材Ａは部材Ｂに直接的に関連付けられるか、又は、例えば、別の部材Ｃを介して間接的に関連付けられうる。様々な開示された要素間のすべての関係が必ずしも表わされているわけではないことを理解されたい。したがって、図面に示されているもの以外の連結も存在しうる。様々な要素及び／又は構成要素を指し示すブロック同士を接続する破線が存在する場合、これらの破線は、機能及び目的の点で実線によって表わされているものに類似した連結を表わす。しかし、破線によって表わされた連結は、選択的に提供されるか、又は、本開示の代替例に関連するかの、いずれかでありうる。同様に、破線で表わされた要素及び／又は構成要素が存在する場合、それらは本開示の代替例を示す。実線及び／又は破線で示されている一又は複数の要素は、本開示の範囲から逸脱しなければ、特定の例から省略されうる。環境要素が存在する場合、それらは点線で表わされる。仮想的な（架空）要素も、明確性のために示されうる。図に示す特徴の一部は、図や他の図面、及び／又はそれらに伴う開示において説明されている他の特徴を含むことを必要とせずに、様々な方法で組み合わせることができるが、このような一又は複数の組み合わせは、本書では明示的に示されていないことを、当業者は理解するであろう。同様に、提示されている実施例に限定されない追加的な特徴が、本書で示され且つ記載されている特徴のうちのいくつか又はすべてと組み合わされてもよい。
【0097】
上記の図１２～図１６では、ブロックは操作及び／又はその一部を表わすことがあり、様々なブロックを接続する線は、操作又はその一部の、いかなる特定の順番又は依存性も示唆していない。破線で示されるブロックは、代替的な操作群及び／又はその一部を表わす。様々なブロックを接続する破線がある場合、その破線は、操作群又はその一部の代替的な従属関係を表わす。様々な開示された操作間のすべての従属関係が必ずしも表わされるわけではないことを理解されよう。本書に明記された一又は複数の方法の操作を説明する、図１２～図１６及び付随する開示は、必ずしも、操作が実行される順序を決定すると解釈すべきではない。むしろ、ある例示的な順番が示されているが、操作の順序は、適宜、修正することができることを理解されたい。したがって、ある種の複数の操作は、異なる順序で、又は同時に実施されうる。さらに、当業者であれば、記載されているすべての操作を実行する必要はないことを理解されよう。
【0098】
以下の説明において、開示された概念の完全な理解をもたらすために、多数の特定の詳細が明記されるが、その概念はこれらの特定事項の一部又はすべてがなくとも実施されうる。他の事例においては、開示を不必要に分かりにくくすることを避けるために、既知の装置及び／又は処理の詳細が省略されている。一部の概念は特定の例と併せて説明されるが、これらの例は、限定を目的とするものではないと理解されたい。
【0099】
別途指示されない限り、「第１の（ｆｉｒｓｔ）」、「第２の（ｓｅｃｏｎｄ）」などの表現は、本書では単にラベルとして使用されており、これらの表現が指し示すアイテムに対して、順序的、位置的、又は序列的な要件を課すことを意図するものではない。さらに、例えば「第２」のアイテムへの言及は、例えば「第１」のアイテム又はより小さい数が振られたアイテム、及び／又は、例えば「第３」のアイテム又はより大きな数が振られたアイテムの存在を、必要とすることも、排除することもない。
【0100】
本書における「一実施例」への言及は、その実施例に関連して説明される一又は複数の特徴、構造、又は特性が、少なくとも１つの実装形態に含まれることを意味する。明細書内で頻出する「一実施例」という表現は、同一の実施例を表わすこともあり、又は同一の実施例を表わさないこともある。
【0101】
本書において、特定の機能を実施するように「構成された（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ ｔｏ）」システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、又はハードウェアは、実際には、いかなる変更も伴わずにその特定の機能を実施することが可能であり、さらなる改変の後にその特定の機能を実施する可能性があるにすぎないというものではない。言い換えると、特定の機能を実施するように「構成された」システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、又はハードウェアは、その特定の機能を実施するという目的のために、特に選択、創出、実装、利用、プログラミング、及び／又は設計される。本書において、「構成された」という表現は、システム、装置、構造物、物品、要素、構成要素、又はハードウェアが更なる改変を伴わずに特定の機能を実施することを可能にする、システム、装置、構造物、物品、要素、構成要素、又はハードウェアの特性が、存在することを意味する。この開示において、特定の機能を実施するように「構成され」ていると説明されているシステム、装置、構造物、物品、要素、構成要素、又はハードウェアは、追加的又は代替的には、その機能を実施するように「適合している（ａｄａｐｔｅｄ ｔｏ）」、及び／又は、実施するように「動作可能である（ｏｐｅｒａｔｉｖｅ ｔｏ）」とも説明されうる。
【0102】
本書で開示された装置及び方法の種々の実施例は、多種多様な構成要素、特徴、及び機能を含む。本書で開示された装置及び方法の様々な実施例は、本書で開示された装置及び方法のその他の任意の実施例の任意の構成要素、特徴、及び機能を任意の組み合わせで含んでもよく、かかる可能性はすべて本開示の範囲内に含まれることが意図されていることを理解すべきである。
【0103】
上記の説明及び添付図面に提示された教示を利用して、本開示が関係する当業者には、本明細書に明記された実施例の多数の修正例が、想起されるであろう。
【0104】
さらに、本開示は、以下の条項による実施形態を含む。
【0105】
条項１． エンドエフェクタ（１０１）であって、
エンドエフェクタ表面（１０２）に垂直に伸長するように構成されたリニアアクチュエータ（１０４）と、
前記リニアアクチュエータ（１０４）によって伸長されるように前記リニアアクチュエータ（１０４）の端部に配置された第１のジンバル（１１９）であって、前記エンドエフェクタ表面（１０２）にほぼ平行な第１の回転軸（１２２）を画定する回転連結（１２１）を備える第１のジンバル（１１９）と、
前記第１のジンバル（１１９）の前記回転連結（１２１）に枢動可能に接続された第２のジンバル（１２３）であって、前記第１の回転軸（１２２）にほぼ垂直な第２の回転軸（１２４）を画定する第２のジンバル（１２３）と、
前記第２の回転軸（１２４）の周りで前記第２のジンバル（１２３）と共に回転し、前記第１の回転軸（１２２）の周りで前記第１のジンバル（１１９）に対して回転するように前記第２のジンバル（１２３）に連結されたセンサ（１１１）と、
を備えるエンドエフェクタ（１０１）と、
モバイル装置（１３０）であって、前記モバイル装置（１３０）が前記エンドエフェクタ（１０１）の動作を制御するように前記エンドエフェクタ（１０１）は前記モバイル装置（１３０）に連結され、前記エンドエフェクタ（１０１）の動作中に前記エンドエフェクタ表面（１０２）の中心点（１０３）に関する位置情報を決定するように構成されたモバイル装置（１３０）と、
前記モバイル装置（１３０）と前記エンドエフェクタ（１０１）に連結されたコントローラ（１４０）であって、リニアアクチュエータの伸長量（１００１）と前記第１の回転軸（１２２）及び前記第２の回転軸（１２４）の周りでの前記センサ（１１１）の回転量に基づいて、前記センサ（１１１）の位置情報（１５２）を決定するため前記エンドエフェクタ表面（１０２）の前記中心点（１０３）に対する前記センサ（１４２）の変位を決定するように構成されたコントローラ（１４０）と、
を備える非破壊検査装置（１００）であって、検査品目（１７０）の検査表面（１７１）上の位置に関するセンサデータ（１４６）は検知され、前記センサ（１１１）の決定された位置情報（１４４）に関連付けられる、非破壊検査装置（１００）。
エンドエフェクタ表面（１０２）に垂直に伸長するように構成されたリニアアクチュエータ（１０４）と、
前記リニアアクチュエータ（１０４）によって伸長されるように前記リニアアクチュエータ（１０４）の端部に配置された第１のジンバル（１１９）であって、前記エンドエフェクタ表面（１０２）にほぼ平行な第１の回転軸（１２２）を画定する回転連結（１２１）を備える第１のジンバル（１１９）と、
前記第１のジンバル（１１９）の前記回転連結（１２１）に枢動可能に接続された第２のジンバル（１２３）であって、前記第１の回転軸（１２２）にほぼ垂直な第２の回転軸（１２４）を画定する第２のジンバル（１２３）と、
前記第２の回転軸（１２４）の周りで前記第２のジンバル（１２３）と共に回転し、前記第１の回転軸（１２２）の周りで前記第１のジンバル（１１９）に対して回転するように前記第２のジンバル（１２３）に連結されたセンサ（１１１）と、
を備えるエンドエフェクタ（１０１）と、
モバイル装置（１３０）であって、前記モバイル装置（１３０）が前記エンドエフェクタ（１０１）の動作を制御するように前記エンドエフェクタ（１０１）は前記モバイル装置（１３０）に連結され、前記エンドエフェクタ（１０１）の動作中に前記エンドエフェクタ表面（１０２）の中心点（１０３）に関する位置情報を決定するように構成されたモバイル装置（１３０）と、
前記モバイル装置（１３０）と前記エンドエフェクタ（１０１）に連結されたコントローラ（１４０）であって、リニアアクチュエータの伸長量（１００１）と前記第１の回転軸（１２２）及び前記第２の回転軸（１２４）の周りでの前記センサ（１１１）の回転量に基づいて、前記センサ（１１１）の位置情報（１５２）を決定するため前記エンドエフェクタ表面（１０２）の前記中心点（１０３）に対する前記センサ（１４２）の変位を決定するように構成されたコントローラ（１４０）と、
を備える非破壊検査装置（１００）であって、検査品目（１７０）の検査表面（１７１）上の位置に関するセンサデータ（１４６）は検知され、前記センサ（１１１）の決定された位置情報（１４４）に関連付けられる、非破壊検査装置（１００）。
【0106】
条項２． 前記モバイル装置（１３０）は、前記エンドエフェクタ表面（１０２）に連結するように構成されたマウント（１３４）を有する直交駆動システム（１３３）を含むフレーム（１３２）を備える、条項１に記載の非破壊検査装置（１００）。
【0107】
条項３． 前記コントローラ（１４０）は、前記直交駆動システム（１３３）を介して前記エンドエフェクタ（１０１）の動作を有効にするように構成されている、条項２に記載の非破壊検査装置（１００）。
【0108】
条項４． 前記モバイル装置（１３０）は、前記エンドエフェクタ表面（１０２）に連結するように構成されたマウント（１３４）を有する受動的な多関節アーム（１３５）を備える、条項１に記載の非破壊検査装置（１００）。
【0109】
条項５． 前記コントローラ（１４０）は、前記エンドエフェクタ表面（１０２）の前記中心点（１０３）に対する前記センサ（１４２）の前記変位を含む位置情報（１５２）と共に、前記検査品目（１７０）の前記検査表面（１７１）上での前記位置に関する前記センサデータ（１４６）を受信するように構成されている、条項１に記載の非破壊検査装置（１００）。
【0110】
条項６． 前記コントローラ（１４０）は、前記リニアアクチュエータの伸長量（１００１）、前記第１の回転軸（１２２）及び前記第２の回転軸（１２４）の周りでの前記センサ（１１１）の回転量に基づいて、直線的な変位（１５３）と回転変換（１４３）との組み合わせによって、前記エンドエフェクタ（１０１）の前記中心点（１０３）に対する多関節構成での前記センサ（１４２）の変位を決定するように構成されている、条項１に記載の非破壊検査装置（１００）。
【0111】
条項７． 前記コントローラ（１４０）は、
前記検査表面（１７１）上に投影される際、前記センサ（１１１）によって照射されるセンサビーム（１１７）の焦点（１１７Ｆ）と、前記エンドエフェクタ（１０１）の前記中心点（１０３）との間の変位距離（ＤＸ、ＤＹ）を決定し、
前記変位距離（ＤＸ、ＤＹ）を考慮するため、前記回転変換（１４３）を修正する、ように構成されている、条項６に記載の非破壊検査装置（１００）。
前記検査表面（１７１）上に投影される際、前記センサ（１１１）によって照射されるセンサビーム（１１７）の焦点（１１７Ｆ）と、前記エンドエフェクタ（１０１）の前記中心点（１０３）との間の変位距離（ＤＸ、ＤＹ）を決定し、
前記変位距離（ＤＸ、ＤＹ）を考慮するため、前記回転変換（１４３）を修正する、ように構成されている、条項６に記載の非破壊検査装置（１００）。
【0112】
条項８． 前記コントローラ（１４０）は、前記センサ（１１１）によって照射されたセンサビーム（１１７）の、前記検査品目（１７０）の前記検査表面（１７１）に対するビーム入射角（１１８）を考慮するため、前記回転変換（１４３）を修正するように構成されている、条項６に記載の非破壊検査装置（１００）。
【0113】
条項９． 前記モバイル装置（１３０）は、検査品目の３次元ソリッドモデル（１４８）の座標系（１５０）及び前記検査品目（１７０）の既知の位置（１７３）に従って、前記検査品目（１７０）に対して前記エンドエフェクタ（１０１）をピクセル対ピクセル動作で動かすように構成されており、
前記コントローラ（１４０）は、前記検査品目の３次元ソリッドモデル（１４８）の対応する位置（１４９）に前記センサデータ（１４６）を関連付けるように構成されている、条項１に記載の非破壊検査装置（１００）。
前記コントローラ（１４０）は、前記検査品目の３次元ソリッドモデル（１４８）の対応する位置（１４９）に前記センサデータ（１４６）を関連付けるように構成されている、条項１に記載の非破壊検査装置（１００）。
【0114】
条項１０． 各検査品目（１７０）に関して、各検査品目の３次元ソリッドモデル（１４８）及び前記関連付けられたセンサデータ（１４６）は前記コントローラ（１４０）のメモリ（１４１）に保存され、前記コントローラ（１４０）は、前記検査品目（１７０）のそれぞれの位置での測定傾向（１５１）を画定する、センサデータ（１４５）の時系列を生成するように、前記センサデータ（１４６）を保存するように構成されている、条項９に記載の非破壊検査装置（１００）。
【0115】
条項１１． 前記エンドエフェクタ（１０１）は、前記リニアアクチュエータ（１０４）、前記第１のジンバル（１１９）、及び前記第２のジンバル（１２３）の上の変位センサ（１０６、１２０、１２５）を含み、前記変位センサ（１０６、１２０、１２５）は、前記エンドエフェクタ（１０１）の動作とほぼ同時に、前記リニアアクチュエータの伸長量（１００１）、前記第１の回転軸（１２２）及び前記第２の回転軸（１２４）の周りでの前記センサ（１１１）の回転量の決定を有効にするよう、前記コントローラ（１４０）に連結されている、条項１に記載の非破壊検査装置（１００）。
【0116】
条項１２． エンドエフェクタ（１０１）であって、
前記エンドエフェクタ表面（１０２）に垂直に伸長するように構成されたリニアアクチュエータ（１０４）と、
前記リニアアクチュエータ（１０４）によって伸長されるように前記リニアアクチュエータ（１０４）の端部に配置された第１のジンバル（１１９）であって、前記エンドエフェクタ表面（１０２）にほぼ平行な第１の回転軸（１２２）を画定する回転連結（１２１）を備える第１のジンバル（１１９）と、
前記第１のジンバル（１１９）の前記回転連結（１２１）に枢動可能に接続された第２のジンバル（１２３）であって、前記第１の回転軸（１２２）にほぼ垂直な第２の回転軸（１２４）を画定する第２のジンバル（１２３）と、
前記第２の回転軸（１２４）の周りで前記第２のジンバル（１２３）と共に回転し、前記第１の回転軸（１２２）の周りで前記第１のジンバル（１１９）に対して回転するように前記第２のジンバル（１２３）に連結されたセンサ（１１１）と、
を備えるエンドエフェクタ（１０１）と、
ロボット装置であって、前記ロボット装置が前記エンドエフェクタ（１０１）の動作を制御するように前記エンドエフェクタ（１０１）は前記ロボット装置に連結され、前記エンドエフェクタ（１０１）の動作中に前記エンドエフェクタ表面（１０２）の中心点（１０３）に関する位置情報を決定するように構成されたロボット装置と、
前記ロボット装置と前記エンドエフェクタ（１０１）に連結されたコントローラ（１４０）であって、リニアアクチュエータの伸長量（１００１）と前記第１の回転軸（１２２）及び前記第２の回転軸（１２４）の周りでの前記センサ（１１１）の回転量に基づいて、前記センサ（１１１）の位置情報（１５２）を決定するため前記エンドエフェクタ表面（１０２）の前記中心点（１０３）に対する前記センサ（１４２）の変位を決定するように構成されたコントローラ（１４０）と、
を備える非破壊検査装置（１００）であって、検査品目（１７０）の検査表面（１７１）上の位置に関するセンサデータ（１４６）は検知され、前記センサ（１１１）の決定された位置情報（１４４）に関連付けられる、非破壊検査装置（１００）。
前記エンドエフェクタ表面（１０２）に垂直に伸長するように構成されたリニアアクチュエータ（１０４）と、
前記リニアアクチュエータ（１０４）によって伸長されるように前記リニアアクチュエータ（１０４）の端部に配置された第１のジンバル（１１９）であって、前記エンドエフェクタ表面（１０２）にほぼ平行な第１の回転軸（１２２）を画定する回転連結（１２１）を備える第１のジンバル（１１９）と、
前記第１のジンバル（１１９）の前記回転連結（１２１）に枢動可能に接続された第２のジンバル（１２３）であって、前記第１の回転軸（１２２）にほぼ垂直な第２の回転軸（１２４）を画定する第２のジンバル（１２３）と、
前記第２の回転軸（１２４）の周りで前記第２のジンバル（１２３）と共に回転し、前記第１の回転軸（１２２）の周りで前記第１のジンバル（１１９）に対して回転するように前記第２のジンバル（１２３）に連結されたセンサ（１１１）と、
を備えるエンドエフェクタ（１０１）と、
ロボット装置であって、前記ロボット装置が前記エンドエフェクタ（１０１）の動作を制御するように前記エンドエフェクタ（１０１）は前記ロボット装置に連結され、前記エンドエフェクタ（１０１）の動作中に前記エンドエフェクタ表面（１０２）の中心点（１０３）に関する位置情報を決定するように構成されたロボット装置と、
前記ロボット装置と前記エンドエフェクタ（１０１）に連結されたコントローラ（１４０）であって、リニアアクチュエータの伸長量（１００１）と前記第１の回転軸（１２２）及び前記第２の回転軸（１２４）の周りでの前記センサ（１１１）の回転量に基づいて、前記センサ（１１１）の位置情報（１５２）を決定するため前記エンドエフェクタ表面（１０２）の前記中心点（１０３）に対する前記センサ（１４２）の変位を決定するように構成されたコントローラ（１４０）と、
を備える非破壊検査装置（１００）であって、検査品目（１７０）の検査表面（１７１）上の位置に関するセンサデータ（１４６）は検知され、前記センサ（１１１）の決定された位置情報（１４４）に関連付けられる、非破壊検査装置（１００）。
【0117】
条項１３． 前記エンドエフェクタ（１０１）は、前記リニアアクチュエータ（１０４）、前記第１のジンバル（１１９）、及び前記第２のジンバル（１２３）の上の変位センサを含み、前記変位センサは、前記エンドエフェクタ（１０１）の動作とほぼ同時に、前記リニアアクチュエータの伸長量（１００１）、前記第１の回転軸（１２２）及び前記第２の回転軸（１２４）の周りでの前記センサ（１１１）の回転量の決定を有効にするよう、前記コントローラ（１４０）に連結されている、条項１２に記載の非破壊検査装置（１００）。
【0118】
条項１４． 前記コントローラ（１４０）は、前記リニアアクチュエータの伸長量（１００１）、前記第１の回転軸（１２２）及び前記第２の回転軸（１２４）の周りでの前記センサ（１１１）の回転量、並びに、前記リニアアクチュエータの伸長（１００１）にほぼ平行な軸の周りでの前記センサ（１１１）の回転量に基づいて、前記エンドエフェクタ表面（１０２）の前記中心点（１０３）に対する前記センサ（１４２）の前記変位を決定するように構成されている、条項１１に記載の非破壊検査装置（１００）。
【0119】
条項１５． 前記センサデータ（１４６）は、前記検査品目（１７０）の前記検査表面（１７１）上の少なくとも前記位置（１４９）に対する前記検査品目（１７０）の断層撮影データ（１４７）を含み、前記コントローラは、前記センサ（１１１）によって照射されたセンサビーム（１１７）のセンサデータ（１４６）の回転変換（１４３）の修正及びビーム入射角（α）に基づいて、前記断層撮影データ（１４７）を決定するように構成されている、条項１４に記載の非破壊検査装置（１００）。
【0120】
条項１６． 非破壊検査装置（１００）によって、検査品目（１７０）を検査するための方法であって、前記方法は、
ロボット装置がエンドエフェクタ（１０１）の動作を制御するように、前記エンドエフェクタ（１０１）が前記ロボット装置に連結されている前記検査品目（１７０）に対して、前記エンドエフェクタ（１０１）を前記ロボット装置によって位置決めすることを含み、前記エンドエフェクタ（１０１）は、
エンドエフェクタ表面（１０２）に対して垂直に伸長するように構成されたリニアアクチュエータ（１０４）と、
前記リニアアクチュエータ（１０４）によって伸長されるように前記リニアアクチュエータ（１０４）の端部に配置された第１のジンバル（１１９）であって、前記エンドエフェクタ表面（１０２）にほぼ平行な第１の回転軸（１２２）を画定する回転連結（１２１）を備える第１のジンバル（１１９）と、
前記第１のジンバル（１１９）の前記回転連結（１２１）に枢動可能に接続された第２のジンバル（１２３）であって、前記第１の回転軸（１２２）にほぼ垂直な第２の回転軸（１２４）を画定する第２のジンバル（１２３）と、
前記第２の回転軸（１２４）の周りで前記第２のジンバル（１２３）と共に回転し、前記第１の回転軸（１２２）の周りで前記第１のジンバル（１１９）に対して回転するように前記第２のジンバル（１２３）に連結されたセンサ（１１１）とを備えており、
前記方法はさらに、
前記エンドエフェクタ（１０１）の動作中に、前記エンドエフェクタ表面（１０２）の中心点（１０３）に関する位置情報を、前記ロボット装置によって決定することと、
リニアアクチュエータの伸長量（１００１）と、エンドエフェクタ（１０１）と前記検査品目（１７０）との物理的な相互作用の結果として、前記第１の回転軸（１２２）及び前記第２の回転軸（１２４）の周りでの前記センサ（１１１）の回転量とに基づいて、前記センサ（１１１）の位置情報（１５２）を決定するため前記エンドエフェクタ表面（１０２）の前記中心点（１０３）に対する前記センサ（１４２）の変位を、前記ロボット装置及び前記エンドエフェクタ（１０１）に連結されたコントローラ（１４０）によって決定することとを含み、検査品目（１７０）の検査表面（１７１）上の位置に関するセンサデータ（１４６）は検知され、前記センサ（１１１）の前記決定された位置情報（１４４）に関連付けられる、検査品 目（１７０）を検査するための方法。
ロボット装置がエンドエフェクタ（１０１）の動作を制御するように、前記エンドエフェクタ（１０１）が前記ロボット装置に連結されている前記検査品目（１７０）に対して、前記エンドエフェクタ（１０１）を前記ロボット装置によって位置決めすることを含み、前記エンドエフェクタ（１０１）は、
エンドエフェクタ表面（１０２）に対して垂直に伸長するように構成されたリニアアクチュエータ（１０４）と、
前記リニアアクチュエータ（１０４）によって伸長されるように前記リニアアクチュエータ（１０４）の端部に配置された第１のジンバル（１１９）であって、前記エンドエフェクタ表面（１０２）にほぼ平行な第１の回転軸（１２２）を画定する回転連結（１２１）を備える第１のジンバル（１１９）と、
前記第１のジンバル（１１９）の前記回転連結（１２１）に枢動可能に接続された第２のジンバル（１２３）であって、前記第１の回転軸（１２２）にほぼ垂直な第２の回転軸（１２４）を画定する第２のジンバル（１２３）と、
前記第２の回転軸（１２４）の周りで前記第２のジンバル（１２３）と共に回転し、前記第１の回転軸（１２２）の周りで前記第１のジンバル（１１９）に対して回転するように前記第２のジンバル（１２３）に連結されたセンサ（１１１）とを備えており、
前記方法はさらに、
前記エンドエフェクタ（１０１）の動作中に、前記エンドエフェクタ表面（１０２）の中心点（１０３）に関する位置情報を、前記ロボット装置によって決定することと、
リニアアクチュエータの伸長量（１００１）と、エンドエフェクタ（１０１）と前記検査品目（１７０）との物理的な相互作用の結果として、前記第１の回転軸（１２２）及び前記第２の回転軸（１２４）の周りでの前記センサ（１１１）の回転量とに基づいて、前記センサ（１１１）の位置情報（１５２）を決定するため前記エンドエフェクタ表面（１０２）の前記中心点（１０３）に対する前記センサ（１４２）の変位を、前記ロボット装置及び前記エンドエフェクタ（１０１）に連結されたコントローラ（１４０）によって決定することとを含み、検査品目（１７０）の検査表面（１７１）上の位置に関するセンサデータ（１４６）は検知され、前記センサ（１１１）の前記決定された位置情報（１４４）に関連付けられる、検査品 目（１７０）を検査するための方法。
【0121】
条項１７． 前記エンドエフェクタ表面（１０２）の前記中心点（１０３）に対する前記センサ（１４２）の前記変位を含む位置情報（１５２）と共に、前記検査品目（１７０）の前記検査表面（１７１）上での前記位置（１４９）に関する前記センサデータ（１４６）を、前記コントローラ（１４０）によって受信することをさらに含む、条項１６に記載の方法。
【0122】
条項１８． 前記リニアアクチュエータの伸長量（１００１）、前記第１の回転軸（１２２）及び前記第２の回転軸（１２４）の周りでの前記センサ（１１１）の回転量に基づいて、直線的な変位（１５３）と回転変換（１４３）との組み合わせを実行する前記コントローラ（１４０）によって、前記エンドエフェクタ（１０１）の前記中心点（１０３）に対する多関節構成での前記センサ（１４２）の変位を決定することをさらに含む、条項１６に記載の方法。
【0123】
条項１９． 前記ロボット装置（１３１）によって、検査品目の３次元ソリッドモデル（１４８）の座標系（１５０）及び前記検査品目（１７０）の既知の位置（１７３）に従って、前記検査品目（１７０）に対して前記エンドエフェクタ（１０１）をピクセル対ピクセル動作で動かすことと、
前記コントローラ（１４０）によって、前記検査品目の３次元ソリッドモデル（１４８）の対応する位置（１４９）に前記センサデータ（１４６）を関連付けることと、
をさらに含む、条項１６に記載の方法。
前記コントローラ（１４０）によって、前記検査品目の３次元ソリッドモデル（１４８）の対応する位置（１４９）に前記センサデータ（１４６）を関連付けることと、
をさらに含む、条項１６に記載の方法。
【0124】
条項２０． 前記コントローラ（１４０）によって、各検査品目（１７０）に関して、各検査品目の３次元ソリッドモデル（１４８）及び前記関連付けられたセンサデータ（１４６）を、前記コントローラ（１４０）のメモリ（１４１）に保存することと、
前記コントローラ（１４０）によって、前記検査品目（１７０）のそれぞれの位置での測定傾向（１５１）を画定する前記センサデータ（１４６）から、センサデータ（１４５）の時系列を生成することと、
をさらに含む、条項１９に記載の方法。
前記コントローラ（１４０）によって、前記検査品目（１７０）のそれぞれの位置での測定傾向（１５１）を画定する前記センサデータ（１４６）から、センサデータ（１４５）の時系列を生成することと、
をさらに含む、条項１９に記載の方法。
【0125】
したがって、本開示は例示された特定の実施例に限定されることがないことと、修正例及びその他の実施例は添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図されていることとを理解されたい。さらに、上述の記載及びこれに関連する図面では、要素及び／または機能の特定の例示的な組み合わせに照らして本開示の実施例が記載されているが、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、代替的な実装形態によって、要素及び／又は機能の異なる組み合わせを提供することができることを理解するべきである。そのため、添付の特許請求の範囲で括弧でくくられた参照番号は、例示目的でのみ提示されており、特許請求される主題の範囲を本開示で提供される特定の実施例に限定することを意図しているわけではない。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】