[发明专利]用于机器人装置的高效井下导航的移动平台

说明书

一种模块化移动平台具有可伸出和可缩回的牵引器触面，用于接合井下环境的壁。可伸出和可缩回的牵引器触面允许平台成功地纵向导航穿过井下环境。该平台由纵向可移除地互连在一起的多个不同模块构成。每个模块具有至少一个特定功能，比如感测、导航、移动、控制、通信、电力或其组合。该平台具有纵向指向的检测器，用于检测平台将要行进通过的向前或向后方向。一种系统和一种方法使用该模块化移动平台。

技术领域

本公开总体涉及地质钻探和井下过程，更具体地，涉及配置成行进通过不同井下环境的模块化移动平台，并且涉及使用这种模块化移动平台的系统和方法。

背景技术

在地质环境中的过程中，比如在井或管道的井下，使用机器人或具有基于电子的仪器的移动平台来探测环境和检查井壁是有利的。然而，机器人在井下纵向行进，这种井下环境对已知的机器人提出了挑战，因为这种环境内的横向宽度可以有很大不同。因此，机器人的侧面可能会擦到或碰撞到壁，潜在地损坏机器人及其仪器。

现有技术中的许多机器人也具有固定结构，比如用于保持用于行进的一组固定马达的壳体，以及用于监测和检查井下环境的一组固定仪器。然而，一旦构建了这样的机器人，如果可能的话，不拆卸机器人就不能修改机器人。因此，现有技术中的机器人受限于其在构建期间包括的马达和仪器。

已经在井下环境中使用的已知机器人还有其他限制。本公开正是针对这些限制。

发明内容

根据与本公开一致的实施例，一种模块化移动平台具有可伸出和可缩回的牵引器触面(treads)，用于接合井下环境的壁。这种牵引器触面允许平台成功地纵向导航穿过井下环境。此外，该平台可以由纵向可移除地互连在一起的多个不同模块构成。每个模块可以具有特定功能，比如感测、导航、移动、控制、通信和电力。该平台可以具有大致纵向指向的检测器，用于检测平台将要行进通过的向前或向后方向。本公开还包括使用这种模块化移动平台的系统和方法。

在一实施例中，移动平台能够在井下环境中行进。移动平台包括传感器模块，其配置成检测井下环境的特征。移动性平台还包括计算模块，其配置成根据特征确定井下环境的即将到来部分(upcoming portion)的第一宽度。移动平台还包括驱动模块，其具有可伸出和可缩回的牵引器触面。计算模块还配置成控制驱动模块以将牵引器触面伸出或缩回至小于第一宽度的第二宽度，以将移动平台装配在即将到来部分中。计算模块还控制驱动模块以驱动牵引器触面，以在即将到来部分中移动移动平台。传感器模块、计算模块和驱动模块可以互连。此外，传感器模块、计算模块和驱动模块可以可移除地互连。传感器模块、计算模块和驱动模块中的每个具有壳体，该壳体是具有相应的模块纵向轴线的基本圆柱形的。传感器模块、计算模块和驱动模块通过相应的纵向轴线互连，纵向轴线基本对准(align)，以形成移动平台并沿着移动平台纵向轴线限定基本圆柱形形状。牵引器触面相对于移动平台纵向轴线横向伸出或缩回。传感器模块包括传感器，其在与移动平台纵向轴线成锐角的向前方向上发射检测信号，用于检测特征。计算模块使用无线信号控制驱动模块。