[发明专利]带有被动式后向装置的磁性履带车

说明书

提供了用于横越表面(111)的机器人车辆(100)。该车辆(100)包括前底盘部分(112)，该前底盘部分包括用于驱动和转向该车辆(100)的磁性驱动轮(116)，以及被配置成接触该表面(111)的前支撑点(140)。该车辆(100)还包括支撑从动轮(138)的后底盘部分(114)。前后底盘部分(112,114)通过包括铰链接头(120)和四杆连杆机构(122)的接头连接。铰链(120)配置成允许后方组件(114)左右移动，而四杆连杆机构(122)允许后方组件(114)相对于前底盘(112)上下移动。共同地，后向机构被配置为保持从动轮(138)接触并垂直于表面(111)，并且还维持前支撑件(140)与所述表面(111)接触，并且提供车辆(100)在横越表面时的稳定性和可操作性而无论表面曲率和车辆方向如何。

技术领域

本发明涉及机器人车辆，特别是涉及具有直列轮构造的机器人检查车辆。

背景技术

在大多数行业中，对设备进行例行检查至关重要，以确保安全并优化性能。例如，在石油工业和相关领域中，液体和气体及其混合物通过管道运输，并且这些材料也存储在大罐中。

在该行业中众所周知，为了保持管道、储罐等的完整性，可以采用传感器装置检查这种表面。特别地，检查车辆可以用于越过目标物体(例如，管道或罐)的表面并记录关于管壁质量的信息。这些检查车辆中的大多数使用超声或磁传感器执行检查。基于记录的信息，可以检测并记录被检查表面(例如管壁)中的任何裂缝或其他缺陷，以允许采取后续补救措施。

过去，存在用于检查各种结构例如工厂设备、船舶、水下平台、管道和储罐的不同检查车辆设计。如果没有合适的检查工具检查结构，则可以选择建造脚手架，以使人们能够检查这些结构，但成本高昂，并且对检查员的人身安全构成威胁。过去的检查工具缺乏有效检查此类表面所需的控制。

另外，尽管在这种检查车辆中可以使用许多不同的传感器，但是超声传感器的一种优选类型是干耦合探头(DCP)，其被配置为对表面进行超声检查以测量壁厚并检测腐蚀。干耦合探头通常以轮子的形式构建，其中轴(车轴)应固定在其中，因为在外胎绕着轴旋转的同时，该轴具有牢固地嵌入其中的换能器组件。因此，必须握住并放置探头的轴，以使换能器始终指向表面，这意味着未在其滚动和俯仰方向上标出车轮。

因此，使用DCP的挑战之一是探针必须始终垂直于(正交于)被检查表面，而这在检查工具移动并导航表面时可能是一个挑战。这是特别困难的，因为检查车辆可以在管道或罐表面上沿圆周、纵向和螺旋方向行驶，这意味着必须重新对齐DCP以确保DCP垂直于被检查表面，而与检查车辆的位置无关。

本发明提供了一种用于在不依赖重力的操作中提供车辆运动的解决方案，其中可以将重力对车辆运动的影响最小化，同时仍然能够进行通用控制。同样，由于这是本发明的一种可能的用途，本发明能够有效地使诸如管道和容器的各种弯曲表面导航。本发明还涉及一种机构(设备/装置)，其在执行检查时以及在检查车辆被转向和/或沿表面以各种不同轨迹移动时相对于被检查表面使传感器(例如DCP)正交化，尽管表面的曲率的程度范围不同。

关于这些和其它考虑因素，提出了本文所公开的内容。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种机器人车辆底盘。车辆底盘包括第一底盘部分。第一底盘部分包括安装在第一底盘部分上并配置为沿其表面驱动的驱动轮和安装在第一底盘部分的底侧的前端附近的前支撑点。该车辆还包括第二底盘部分和安装到第二底盘部分的从动轮组件。特别地，从动轮组件包括从动轮，该从动轮配置成大体在车辆沿着表面的行进方向上被动地滚动。