CN110167838A - 水下管道检查爬行装置 - Google Patents

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CN110167838A CN201780052727.6A CN201780052727A CN110167838A CN 110167838 A CN110167838 A CN 110167838A CN 201780052727 A CN201780052727 A CN 201780052727A CN 110167838 A CN110167838 A CN 110167838A
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A.阿尔纳维
F.阿布德尔拉蒂夫
A.欧塔
I.阿尔-泰埃
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Abstract

提供一种用于水下检查的系统，所述系统包括检查爬行装置(702)，其中所述检查爬行装置(702)包括具有第一侧和第二侧的壳体(704)、动力源、控制器、检查工具、至少两对驱动轮，以及可移动的重心，并且提供一种利用具有移动的质量(734)的检查爬行装置来横跨焊接接头的方法，其中所述爬行装置靠近所述接头(138)停车，并且所述质量沿着滑动导轨(736)滑动到爬行装置的在所述接头的远端的第二端。随后推动所述爬行装置的第一端越过所述接头并且所述质量滑动到所述爬行装置的中心。随后推动所述爬行装置的中心部分越过所述接头并且所述质量滑动到所述爬行装置的所述第一端。随后推动所述爬行装置的所述第二端越过所述接头。

Description

水下管道检查爬行装置
相关申请的交叉引用
本发明要求2016年9月20日申请的美国专利申请序列号62/397,175的优先权，该美国专利申请以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及水下机器人以及用于水下管道的检查的方法和系统。
背景技术
水下管道可以包括混凝土配重涂层，以确保它们在海床上的稳定性。管道的区段通常焊接在一起，从而在区段之间形成焊接接头。然而，焊接接头没有混凝土涂层，并且因此暴露于环境或者具有某些种类的金属丝网或防护装置以保护它们免受外部损坏。如此，焊接接头通常更容易发生退化和泄漏(例如，归因于腐蚀)，并且因此需要频繁的检查。焊接接头的截面直径通常也小于管道的混凝土涂层区段。
部分地由于水下管道的配置(例如，焊接接头)，对水下管道的外部检查可能是具有挑战性的任务。已经使用远程操作载具(ROV)通过沿着管道在目标点处得到检查读数来检查这些管道。然而，当管道从海岸开始并且过渡到浅水区中时这些外部检查变得甚至更困难，其中浅水的高水流使得ROV难以接近管道并且具体地难以接近焊接接头。
因此，需要用于检查水下管道的新方法。本发明解决与水下管道的传统检查方案相关联的这些限制和其他限制。
发明内容
根据本发明的一方面，提供一种用于水下检查的系统，所述系统包括检查爬行装置。所述检查爬行装置包括壳体，使得所述壳体具有第一侧和第二侧(即，相对侧)，并且包括动力源和控制器。所述爬行装置还包括可操作地连接到所述壳体的至少一个检查工具，以及附接到所述壳体的底部部分的至少两对驱动轮，其中所述驱动轮被配置成推动所述检查爬行装置穿过管道的表面。所述检查爬行装置还包括可移动的重心。所述可移动的重心被配置成在横穿所述管道的所述表面上的障碍物期间沿着附接到所述壳体的滑动导轨选择性地移动。
根据另一方面，所述系统还包括至少一个远程操作载具(ROV)，其中所述检查爬行装置被配置成作为所述ROV的插接站操作。所述ROV被配置成当所述ROV插接在所述检查爬行装置中时帮助所述检查爬行装置进行水下导航。
根据另一方面，所述系统还包括至少一个通信单元，其位于水的表面之上并且可操作地连接到所述至少一个检查爬行装置。所述至少一个通信单元被配置成与一个或多个远程装置在空中通信并且经由系绳与所述至少一个检查爬行装置通信。所述系统还包括至少一个海面单元，其可操作地连接到所述至少一个通信单元。
根据另一方面，所述至少一个通信单元被配置成漂浮在所述水的所述表面上。根据另一方面，所述至少一个海面单元被配置成经由控制信号来控制所述至少一个检查爬行装置的操作。
根据另一方面，所述检查爬行装置、通信单元和海面单元中的每一者包括至少一个发射器和至少一个接收器，并且其中所述发射器和接收器被配置成分别发射和接收数据和控制信号。
根据另一方面，所述检查爬行装置的所述滑动导轨置于所述壳体内，并且所述可移动的重心包括所述检查爬行装置的内部部件。
根据本发明的另一方面，提供一种用于利用具有移动的质量的检查爬行装置来横跨水下管道的焊接接头的方法。所述检查爬行装置具有第一端和第二端，并且具有移动的质量，所述移动的质量被配置成沿着滑动导轨滑动以改变所述检查爬行装置的重心。根据所述方法，所述检查爬行装置在靠近所述焊接接头的位置处停车，并且所述质量沿着所述滑动导轨滑动到基本上在所述检查爬行装置的所述第二端处的位置，其中所述检查爬行装置的所述第二端相对于所述检查爬行装置的所述第一端在所述焊接接头的远端。随后推动所述检查爬行装置的所述第一端越过所述焊接接头。所述质量沿着所述滑动导轨随后滑动到基本上在所述检查爬行装置的中心的位置，并且推动所述检查爬行装置的中心部分越过所述焊接接头。最后，所述质量沿着所述滑动导轨滑动到基本上在所述检查爬行装置的所述第一端处的位置，并且推动所述检查爬行装置的所述第二端越过所述焊接接头。
根据本发明的一方面，提供一种用于水下管道的检查的系统。所述系统包括至少一个检查爬行装置，其被配置成沿着所述水下管道移动并且横跨连接所述水下管道的部分的焊接接头。所述至少一个检查爬行装置包括壳体、动力源、控制器、至少一个检查工具、各自具有滚动元件的至少两对闩锁臂，至少两对驱动轮。所述系统还包括至少一个通信单元，其位于水的表面之上并且可操作地连接到所述至少一个检查爬行装置。所述至少一个通信单元被配置成与一个或多个远程装置在空中通信并且经由系绳与所述至少一个检查爬行装置通信。所述系统还包括至少一个海面单元，其可操作地连接到所述至少一个通信单元。
根据另一方面，所述至少一个通信单元被配置成漂浮在所述水的所述表面上。根据另一方面，所述至少一个海面单元被配置成经由控制信号来控制所述至少一个检查爬行装置的操作。根据另一方面，所述系统还包括至少一个远程操作载具(ROV)，其中所述检查爬行装置被配置成作为所述ROV的插接站操作。所述ROV被配置成当所述ROV插接在所述检查爬行装置中时帮助所述检查爬行装置进行水下导航。
根据另一方面，所述检查爬行装置、通信单元和海面单元中的每一者包括至少一个发射器和至少一个接收器，并且其中所述发射器和接收器被配置成分别发射和接收数据和控制信号。
根据另一方面，所述检查爬行装置的所述滚动元件是全向轮。
根据另一方面，所述检查爬行装置的所述壳体还包括前部部分和后部部分以及连接所述前部部分和所述后部部分的连接结构。所述连接结构包括可延伸且可缩回的构件，所述可延伸且可缩回的构件可操作以相应地加长和缩短所述检查爬行装置的长度。
根据另一方面，所述至少两对闩锁臂各自包括将每个闩锁臂分成上部区段和下部区段的接头。所述接头使得所述闩锁臂能够适应不同直径的管道。
根据另一方面，所述检查爬行装置还包括可操作地连接到所述壳体和所述闩锁臂的气动致动器。所述气动致动器将所述闩锁臂配置成选择性地抱住所述管道的所述表面。
根据另一方面，所述检查爬行装置包括可操作地连接到所述壳体和所述闩锁臂的电致动机构，使得所述电致动机构将所述闩锁臂配置成选择性地抱住所述管道的所述表面。
根据本发明的又一方面，提供一种用于利用检查爬行装置沿着水下管道的表面横跨焊接接头的方法。根据所述方法，所述检查爬行装置在靠近所述焊接接头的位置处停车，并且为了使所述检查爬行装置停车，使所述至少两对闩锁臂的所述滚动元件压靠在所述管道的所述表面，使得所述前面一对闩锁臂的所述滚动元件基本上与所述后面一对闩锁臂的所述滚动元件对准。随后将所述前面一对闩锁臂的所述滚动元件从所述管道的所述表面提起，并且使用所述驱动轮推动所述检查爬行装置的前部部分穿过所述焊接接头。所述前面一对闩锁臂的所述滚动元件随后降低以接触所述管道的所述表面，并且所述后面一对闩锁臂的所述滚动元件从所述管道的所述表面提起。随后使用所述驱动轮推动所述检查爬行装置的后部部分穿过所述焊接接头，并且所述后面一对闩锁臂的所述滚动元件降低以接触所述管道的所述表面。
根据本发明的另一方面，提供一种用于利用具有连接结构的检查爬行装置来横跨焊接接头的方法。根据所述方法，所述检查爬行装置在靠近所述焊接接头的位置处停车，并且为了使所述检查爬行装置停车，使所述至少两对闩锁臂的所述滚动元件压靠在所述管道的所述表面，使得所述前面一对闩锁臂的所述滚动元件基本上与所述后面一对闩锁臂的所述滚动元件对准。随后使所述连接结构延伸以推动所述检查爬行装置的第一部分越过所述焊接接头。随后，使所述连接结构缩回以推动所述检查爬行装置的第二部分越过所述焊接接头。
从本发明的某些实施例的以下描述以及所附附图和权利要求书中可以了解这些和其他方面、特征以及优点。
附图说明
图1是示出根据本申请的至少一个实施例的水下爬行装置的示例配置的框图；
图2是根据本申请的至少一个实施例的用于水下管道检查的示例系统的图；
图3A至图3B示出根据本申请的至少一个实施例的水下爬行装置到水下管道的附接(3A，透视图；3B，正视图)；
图4A至图4C示出根据本申请的某些实施例的水下爬行装置的闩锁臂的致动机构(4A，气动致动；4B，电致动)和闩锁臂到水下爬行装置的弹簧加载式活动接头的连接(4C)；
图5A至图5B示出根据本申请的至少一个实施例的水下爬行装置以及其到水下管道的附接的替代配置；
图5C示出根据本申请的至少一个实施例的水下爬行装置的检查工具的替代实现方式；
图6A至图6D示出根据本申请的至少一个实施例的水下爬行装置穿过水下管道的区段和焊接接头的移动；
图7A至图7C示出根据本申请的至少一个实现方式的具有四对驱动轮的水下爬行装置以及其穿过水下管道的区段和焊接接头的移动的另一实施例；
图8A至图8B示出根据本申请的至少一个实施例的具有三对驱动轮的水下爬行装置以及其穿过水下管道的区段和焊接接头的移动的实施例；以及
图9示出根据本申请的至少一个实施例的水下爬行装置以及其穿过水下管道的区段和焊接接头的移动的另一实施例。
具体实施方式
本申请详述一种水下检查爬行装置，以及用于水下管道的检查的系统和方法。具体地，结合能够横跨水下管道并且在管道上执行检查的水下检查爬行装置的若干实施例来描述本发明。本申请的水下检查爬行装置除了别的之外以沿着水下管道穿过焊接接头，并且使爬行装置在管道上稳定的挑战为目标。此外，所述检查爬行装置通过对抗水下水流、重力和沿着管道的不连续性纠正位置来确保爬行装置在水下管道的顶部上的向上位置。
在一个或多个实施例中，所述水下检查爬行装置包括容纳动力源和控制器的壳体。在一个或多个实施例中，所述水下爬行装置还可以包括可操作地连接到所述壳体的至少一个检查工具。所述爬行装置还可以包括可操作地连接到所述壳体的至少两对闩锁臂。每个闩锁臂包括附接到每个闩锁臂的远端部分的滚动元件，所述滚动元件被配置成经由张力来选择性地维持与所述管道的表面的接触，以防止所述检查爬行装置从所述管道的所述表面脱离。所述爬行装置还可以包括附接到所述壳体的底部部分的至少两对驱动轮，所述驱动轮被配置成推动所述检查爬行装置穿过所述管道的所述表面。
在一个或多个实施例中，提供用于使用所述爬行装置检查水下管道的系统和方法的实施例。具体地，所述系统可以包括至少一个水下爬行装置和至少一个通信单元，所述通信单元位于水的表面之上并且系到所述检查爬行装置。所述通信单元可以与一个或多个远程计算装置在空中通信，并且可以经由系绳与所述爬行装置通信。通信单元还可以经由系绳或者通过水下无线连接(例如，声学，激光，可见LED灯，射频[RF])连接到支撑船或海面机器人车辆。
本系统提供优于先前的水下管道检查系统的若干优点。例如，本申请的检查爬行装置经由所述驱动轮来提供沿着水下管道的有效推动，并且经由所述检查爬行装置的所述闩锁臂来维持沿着所述管道的稳定性。这些优点对于沿着水下水平管道移动是尤其独特的，所述管道在它的钢壁周围具有混凝土配重涂层并且在它们下方有海底沙地。本申请的检查爬行装置还容易部署在离岸开始的水下管道上。这个特征为所述检查爬行装置提供优于浅水中的游泳机器人的独特优点，因为由于低能见度，游泳机器人难以发现浅水中的管道。此外，不同于游泳机器人，本申请的检查爬行装置不需要用于稳定检查测量的浮力控制。本检查爬行装置还允许穿过所述水下管道的所述焊接接头的新颖有效移动。
现在参考附图更全面地描述所引用的水下检查爬行装置，以及用于水下管道检查的系统和方法，附图中示出所述系统和方法的一个或多个示出的实施例和/或布置。本申请的系统和方法不以任何方式限于所示实施例和/或布置，因为所示出的实施例和/或布置仅仅是所述系统和方法的示例，可以体现为各种形式，如本领域的技术人员了解。因此，应理解，本文中公开的任何结构和功能细节不应被解释为限制所述系统和方法，而是被提供作为用于向本领域的技术人员教导用于实施所述系统和方法的一种或多种方式的代表性实施例和/或布置。
检查爬行装置
图1示出根据本申请的至少一个实施例的水下检查爬行装置的示例配置的框图。参考图1，根据一个或多个实施例，水下检查爬行装置102包括壳体104。壳体104包括动力源106、至少一个发射器/接收器108，以及控制器110。在一个或多个实施例中，至少一个发射器/接收器108被配置成发射和接收信号(例如，控制信号)，以及用于发射和接收数据。在一个或多个实施例中，至少一个发射器-接收器可以是收发器，或者可以是单独的发射器和单独的接收器。在一个或多个实施例中，系绳可以附接到检查爬行装置102，以用于与代替或补充发射器/接收器108的一个或多个远程装置通信。控制器110可以被布置成具有用于实现检查爬行装置102的各种操作的各种硬件和软件部件，包括硬件处理器112、存储器114以及存储设备116。处理器112用于执行可以加载到存储器114中的软件指令。处理器112可以包括许多处理器、多处理器核心，或者一些其他类型的处理器，具体取决于特定实现方式。
优选地，存储器114和/或存储设备116可由处理器112访问，由此使得处理器112能够接收和执行存储在存储器114和/或存储设备116上的指令。存储器114可以是例如随机存取存储器(RAM)，或者任何其他合适的易失性或非易失性计算机可读存储介质。另外，存储器114可以是固定的或可移动的。存储设备116可以采用各种形式，具体取决于特定实现方式。例如，存储设备116可以含有一个或多个部件或装置，诸如硬盘驱动器、闪存、可重写光盘、可重写磁带或者上述项的某一组合。存储设备116也可以是固定的或可移动的。
在一个或多个实施例中，一个或多个软件模块118被编码在存储设备116和/或在存储器114中。软件模块可以包括一个或多个软件程序或应用程序，所述软件程序或应用程序具有在处理器112中执行的计算机程序代码或指令集。用于执行本文中公开的系统和方法的操作和实施本文中公开的系统和方法的方面的此类计算机程序代码或指令可以用一种或多种编程语言的任何组合来编写。程序代码可以完全地在检查爬行装置102上执行、作为独立的软件包执行、部分地在检查爬行装置102上并且部分地在远程计算机/装置上执行，或者完全地在此类远程计算机/装置上执行。在后一种情况下，远程计算机系统可以通过任何类型的网络连接到检查爬行装置102，所述网络包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，或者所述连接可以通过外部计算机来实现(例如，使用互联网服务提供商通过互联网来实现)。
在一个或多个实施例中，软件模块118中可以包括由处理器112执行的通信模块120以及驱动器模块122、闩锁模块124和/或检查模块126。在软件模块118的执行期间，处理器110被配置成执行与检查爬行装置102的配置相关的各种操作。另外，应注意，与本系统和方法的操作相关的其他信息和/或数据也可以存储在存储设备130上，例如，在检查爬行装置102中使用的各种控制程序。
类似地，在替代实施例中，检查爬行装置102可以包括控制模块(代替控制器110)，所述控制模块可以被布置成具有用于实现所述系统的操作的各种硬件和软件部件，包括处理器、存储器、通信模块、驱动器模块、闩锁模块和/或检查模块以及计算机可读存储介质，以便执行检查爬行装置的各种功能。
在一个或多个实施例中，检查爬行装置102还包括(例如，经由弹簧加载式活动接头)可操作地连接到壳体104的至少两对闩锁臂128。在一个或多个实现方式中(例如，图3A)，两对闩锁臂128可以包括前面一对和后面一对。所述前面一对和所述后面一对中的每一对中的第一闩锁臂从壳体的第一侧延伸，并且所述前面一对和所述后面一对中的每一对中的第二闩锁臂从壳体的第二相对侧延伸。闩锁臂128各自包括在其远端处的滚动元件130，所述滚动元件被配置成经由张力来选择性地维持与管道的表面的接触，以防止检查爬行装置102从水下管道的表面脱离。在一个或多个实施例中，检查爬行装置102还包括附接到壳体104的底部部分的至少两对驱动轮132。在一个或多个实现方式中，驱动轮132被配置成推动检查爬行装置102穿过管道的表面。
在一个或多个实施例中，检查爬行装置102还包括可操作地连接到壳体的一个或多个检查工具134。在一个或多个实施例中，至少一个检查工具134可以包括用于收集与水下管道的检查相关的数据的检查探针，如下文更详细地论述。检查工具的移动由控制器110经由检查模块126所实施的指令进行控制。
水下管道检查系统
图2示出根据本申请的至少一个实施例的用于水下管道检查的示例性系统200。系统200可以包括一个或多个检查爬行装置102、一个或多个通信单元202，以及一个或多个海面单元302。检查爬行装置102、通信单元202和海面单元302中的每一者可以包括至少一个收发器/接收器，并且其中发射器和接收器被配置成分别发射和接收在检查爬行装置102、通信单元202与海面单元302之间传输的数据和控制信号，如下文更详细地论述。
在一个或多个实施例中，通信单元202位于水的表面之上并且例如经由系绳204可操作地连接到检查爬行装置102。通信单元202被配置成与一个或多个远程计算装置在空中通信并且与检查爬行装置102通信(例如，经由系绳204)。例如，在至少一个实现方式中，通信单元202可以漂浮在水的表面上(例如，浮标)。在一个或多个实施例中，通信单元202可以包括至少一个发射器/接收器208，所述发射器/接收器用于发射和接收信号(例如，控制信号)，以及用于发射和接收数据。在一个或多个实施例中，一个或多个发射器-接收器可以是收发器，或者可以是单独的发射器和接收器。
在一个或多个实施例中，海面单元302可操作地连接到通信单元202。在一个或多个实施例中，海面单元302可以是任何数量的不同类型的海面载具，包括但不限于，船、海面机器人载具或者支援船中的控制站。合适的海面机器人载具的一个实例在2016年3月14日申请的标题为“水环境移动机器人”的美国申请号15/069,631中描述，所述美国申请以引用方式并入，如同其全部内容在本文中陈述一般。在表面单元302是控制中心的实施例中，控制中心(302)可以被配置成使用在控制中心(302)与检查爬行装置102和/或通信单元202之间传送的控制信号来控制检查爬行装置102和/或通信单元202的操作。在某些实施例中，从控制中心302传输的用于控制检查爬行装置102的操作的控制信号可以经由通信单元202中继到检查爬行装置102。控制中心(302)可以包括至少一个发射器-接收器308，所述发射器-接收器用于发射和接收信号(例如，控制信号)，以及用于发射和接收数据。在一个或多个实施例中，一个或多个发射器-接收器可以是收发器，或者可以是单独的发射器和接收器。
在海面单元302包括控制中心的实施例中，控制中心可以包括一个或多个计算装置，所述计算装置可以具有与上述控制器110相同或类似的操作和特征。例如，控制中心的一个或多个计算装置可以具有用于实现控制中心、检查爬行装置102和/或通信单元202的各种操作的各种硬件和软件部件。这些各种硬件和软件部件可以包括一个或多个硬件处理器，以及可由处理器访问的存储器和/或存储设备。处理器用于执行可以加载到存储器/存储设备中的软件指令。更具体地，一个或多个软件模块可以被编码在存储设备和/或在存储器中。所述软件模块可以包括一个或多个软件程序或应用程序，所述软件程序或应用程序具有在处理器中执行的计算机程序代码或指令集。在某些实施例中，控制中心302还可以包括用于控制检查爬行装置102和/或通信单元202的移动和操作的操纵杆或其他机构。
在一个或多个实施例中，本申请的系统还可以包括至少一个游泳远程操作载具(ROV)402，所述ROV被配置成插接到爬行装置102中，或者可替代地，连接到爬行装置102以进行改进的环境感知和协同工作(例如，检查任务)。更具体地，在一个或多个实施例中，爬行装置102可以充当用于可部署的检查ROV 402的插接站，所述ROV经由连接到它的系绳来供电和控制。例如，这样的ROV可以通过游泳并搜索沿着管道的管子埋在海床下方的区域中的管子来帮助导航或引导爬行装置的道路。在ROV 402的帮助下，爬行装置102可以在海床上导航，直到它再次发现所埋藏的管子。在一个或多个实施例中，ROV 402还可以包括一个或多个计算装置，所述计算装置可以具有与如上文论述的控制器110相同或类似的操作。在至少一个实施例中，ROV 402还可以包括发射器/接收器408。
沿着水下管道的检查爬行装置附接和移动
图3A和图3B示出根据至少一个实施例的水下爬行装置到水下管道的附接。参考图3A至图3B，在一个或多个实施例中，检查爬行装置102被配置成沿着具有管子135的多个区段的水下管道爬行。管子135可以各自包括钢壁136作为管子的内层和混凝土配重涂层137作为管子的外层，爬行装置102附接到所述外层上。管子135的区段通常焊接在一起，从而在区段之间形成焊接接头138。然而，焊接接头138没有混凝土涂层，并且因此暴露于环境或者具有某些种类的金属丝网或防护装置以保护它们免受外部损坏。
继续参考图3A和图3B，检查爬行装置102包括壳体104和至少两对闩锁臂128。如图3A和图3B所示，在一个或多个实施例中，闩锁臂128具有弯曲形状。在一个或多个实施例中，每个闩锁臂128经由弹簧加载的活动接头140可操作地连接到壳体。闩锁臂128各自包括附接在其远端处的滚动元件130。滚动元件130被配置成经由张力来选择性地维持与管道的表面的接触，以防止检查爬行装置102从管道的表面脱离。在至少一个实施例中，并且如图3A和图3B所示，滚动元件130是全向轮。在至少一个实现方式中，全向轮是被配置成在维持与管子135的接触的同时沿着管道的纵向方向滚动的被动全向轮。与传统轮相比，使用全向轮允许检查爬行装置102适应一定范围的不同管道直径。在一个或多个替代实施例中，滚动元件130是被配置成在维持与管子135的接触的同时沿着管道的纵向方向滚动的传统轮。在至少一个替代实施例中，滚动元件130是被配置成沿着管道向前且向侧面滚动的致动式麦克纳姆轮。在利用麦克纳姆轮的实施例中，通过控制爬行装置的速度，爬行装置可以调整它在管子135的顶部上的向上位置。在另一替代实施例中，滚动元件是被配置成沿着管子135在任何方向上滚动的球形脚轮。
图3A和图3B的实施例示出具有全向轮的闩锁臂128。随着检查爬行装置102沿着管道移动，至少一对全向轮(例如，相对闩锁臂的全向轮)被张紧以在管子135的每一侧上的至少一个点(接触点)中维持与管道的表面的接触。在一个特定实施例中，与管子圆周的中心的接触点之间的角度小于180度，以确保检查爬行装置102不从管子脱离(见图3B)。在至少一个实现方式中，当检查爬行装置102沿着水下管子的管子被埋藏或基本上埋藏在海床中的部分移动时，闩锁臂128可以被配置成从管子的表面松开并且在海床上滚动(经由滚动元件130)。
在一个或多个实现方式中，可以使用气动致动机构来致动闩锁臂128。图4A示出根据一个或多个实施例的示例性气动致动机构。所述气动致动机构可以由执行一个或多个软件模块118(包括闩锁模块124)的处理器112控制。如图4A所示，所述气动致动机构包括用于每对闩锁臂128的双气动致动器142，致动器142可操作地连接到壳体104和闩锁臂128。更具体地，所述气动致动机构还包括用于连接到气动致动器142的每个闩锁臂的曲柄活塞144，以及将曲柄活塞144连接到闩锁臂128的旋转接头146。使用气动致动机构，爬行装置的闩锁臂被配置成选择性地抱住管子135的表面(经由滚动元件130)并从表面脱离。气动致动机构可以是有利的，因为它提供致动力和类似弹簧的弹性两者。气动致动机构的致动力和类似弹簧的弹性允许闩锁臂适应管子的混凝土表面的不规则性。此外，在气动致动机构与具有全向轮的闩锁臂一起使用的实施例中，全向轮允许在纵向方向和周向方向上的无摩擦运动，并且使得能够针对不同的管子直径进行附接。
在至少一个实现方式中，可以使用电致动机构来致动闩锁臂。图4B示出根据一个或多个实施例的示例性电致动机构。所述电致动机构可以由执行一个或多个软件模块118(包括闩锁模块124)的处理器控制。如图4B所示，所述电致动机构包括用于每对闩锁臂128的小齿轮148，小齿轮148可操作地连接到壳体104。所述电致动机构还包括用于每个闩锁臂的扭转弹簧150和蜗轮马达机构152，扭转弹簧150和蜗轮马达机构152两者可操作地连接到用于每个闩锁臂128的小齿轮148。在以电致动机构为特征的至少一个实现方式中，闩锁臂128在抱住管子135(例如，经由滚动元件130)的同时使用扭转弹簧150来维持张力。电致动机构将闩锁臂配置成选择性地抱到管子135的表面上和从管子135的表面缩回。在特定实现方式中，蜗轮马达机构152被配置成在不消耗动力的情况下保持闩锁臂张紧。因此，在这个实现方式中，只有在使闩锁臂附接(抱住)管子135的表面和从中脱离期间需要动力。
图4C示出根据一个或多个实施例的检查爬行装置102的弹簧加载式活动接头140的部件。如上文论述，每个闩锁臂128可以经由弹簧加载式活动接头140可操作地连接到检查爬行装置102的壳体104。如图4C所示，在一个或多个实现方式中，弹簧加载式活动接头140可以包括具有轴承149的小齿轮148、被布置在闩锁臂128与小齿轮148之间的扭转弹簧150，以及蜗轮马达机构152。闩锁臂128可以包括轴杆129，所述轴杆刚性地联接到闩锁臂并且被配置成附接到活动接头140。如图4C所示，在至少一个实施例中，轴杆129自由旋转并且它的远端被布置在小齿轮148的轴承149内。蜗轮马达机构152的马达使蜗轮旋转，继而使小齿轮148旋转，所述小齿轮中容纳自由旋转的轴杆129。当小齿轮148旋转时，它使扭转弹簧150缠绕，所述扭转弹簧使闩锁臂128旋转并且向它的旋转提供弹性。
参考图5A和图5B，在一个或多个替代实现方式中，闩锁臂128可以包括接头154。如图5A和图5B所示，接头154将闩锁臂128分成上部区段156和下部区段158。将接头154添加到闩锁臂向闩锁臂提供两个自由度，并且因此允许检查爬行装置102通过调整闩锁臂128的有效长度来轻松地适应不同周长的管子。例如，在图5A中，具有接头154的闩锁臂128能够横跨具有相对较大周长的管子，并且在图5B中，相同的闩锁臂128可以通过缩短闩锁臂128的有效长度来容纳具有小得多的周长的管子。在一个或多个实现方式中，可以以旋转方式调整闩锁臂128的有效长度。例如，图5A和图5B示出上部区段156与检查爬行装置的壳体之间的旋转连接160。闩锁臂128经由旋转连接160的旋转导致闩锁臂128的有效长度加长(图5A)或缩短(图5B)，使得可以适应不同管子周长。如图5A至图5B所示，上部区段156可以经由平移连接附接到检查爬行装置102的壳体104，使得上部区段156的平移导致闩锁臂128的有效长度加长或缩短。
返回参考图3A和图3B，在一个或多个实施例中，检查爬行装置102还包括附接到壳体104的底部部分的至少两对驱动轮132。在一个或多个实现方式中，驱动轮132被配置成推动检查爬行装置102穿过管道的表面。在一个或多个实施例中，对于每对驱动轮132，一个驱动轮分布在检查爬行装置102的左边底部部分上，并且一个驱动轮分布在检查爬行装置102的右边底部部分上。在一个或多个实现方式中，在检查爬行装置102沿着管道移动期间，至少致动最前面的一对轮和最后面的一对轮，以确保至少一对驱动轮始终在推动检查爬行装置102。这在一对轮穿过管道的焊接接头138时尤为重要，因为穿过焊接接头138的这对轮不与任何表面接触，并且因此无法帮助推动检查爬行装置102。例如，当最前面的一对驱动轮穿过焊接接头时，至少致动最后面的驱动轮，并且因此推动最前面的一对驱动轮(和爬行装置的前部部分)穿过焊接接头。相反，当最后面的一对驱动轮在穿过焊接接头时，至少致动最前面的驱动轮，并且因此推动最后面的一对驱动轮(和爬行装置的后部部分)穿过焊接接头。
在一个或多个替代实施例中，检查爬行装置可以包括在爬行装置的左侧和右侧上的胎面，而不是驱动轮。在这个实施例中，胎面长度优选地比焊接接头的宽度长，并且爬行装置的重心基本上在爬行装置的壳体的中间以确保爬行装置的稳定性。在一个或多个实现方式中，胎面长度至少是焊接接头的宽度的两倍长。在至少一个实现方式中，胎面可以铰接在爬行装置的外部上并且张紧到管子的圆周。
继续参考图3A，在一个或多个实施例中，检查爬行装置102还包括可操作地连接到壳体的一个或多个检查工具134。在一个或多个实施例中，并且如图3A所示，至少一个检查工具134可以是包括检查探针162的检查臂(134)，所述检查探针用于视觉检查和/或收集与水下管道(例如，管道的焊接接头)的检查相关的数据。在这个实现方式中，检查臂具有足够的自由度以到达6点钟位置来沿着水下管道检查焊接接头138(见图3A)。检查臂的链接的长度可以互换，并且正确长度的选择可以基于管子的尺寸和它所检查的焊接接头。检查工具的移动由控制器110经由检查模块126所实施的指令进行控制。
在至少一个实施例中，一个或多个检查工具134可以包括可操作地连接到爬行装置102的下侧的可延伸探针。在这个实施例中，可延伸探针可以被配置成在焊接接头上的12点位置执行抽查。可延伸探针可以被致动以正常地部署在表面上，或者可替代地，可以通过悬挂系统被动地安装到爬行装置。
在一个或多个实施例中，一个或多个检查工具134可以包括呈轮形状的探针，所述探针被配置成进行阴极保护(CP)和超声厚度(UT)测量。在这个实施例中，所述探针安装在环上，所述环使探针在焊接接头的圆周周围移动。在至少一个实现方式中，如图5C所示，探针可以是轮形探针562(例如，携载在具有轮的探针载体上)，所述轮形探针可以安装在圆形导轨/轨道564上，所述轮形探针可以沿着所述圆形导轨/轨道滚动以沿着管子135的焊接接头138的整个圆周获得读数。导轨564可以由最初分开的两个半圆组成，并且一旦需要焊接接头上的读数，它们便被部署以形成用于轮形探针562的连续轨道(例如，经由锁定接头566)。
图6A至图6D示出根据本申请的至少一个实施例的检查爬行装置穿过水下管道的区段和焊接接头138的移动。图6A至图6D示出根据至少一个实施例的检查爬行装置102的侧视图。在这个实施例中，检查爬行装置102包括两对闩锁臂128：靠近检查臂134定位的前面一对，以及后面一对。如图6A所示，在检查爬行装置102碰到焊接接头138时，执行一个或多个软件模块118(包括驱动器模块122)的处理器112将检查爬行装置配置成在靠近焊接接头138的位置处停止或停车。如图6A所示，当爬行装置102停车时，至少闩锁臂128的滚动元件130被压靠在管道的表面，使得前面一对闩锁臂的滚动元件130与后面一对闩锁臂的滚动元件130基本上对准。在某些实施例中，检查爬行装置102可以被配置成在爬行装置102停车期间检查焊接接头138(例如，执行一个或多个软件模块118(包括检查模块126)的处理器112将检查工具134配置成检查焊接接头138)。
根据图6A至图6D所示的一个或多个实施例，为了让检查爬行装置102横跨焊接接头138，执行一个或多个软件模块118(包括闩锁模块124)的处理器112将检查爬行装置配置成将前面一对闩锁臂的滚动元件从管子135的表面提起。如图6B所示，当检查爬行装置“停车”时，前面一对闩锁臂的滚动元件被提起远离管子135的表面，同时后面一对闩锁臂和它们的相应滚动元件停留在与图6A所示的相同位置。在提起前面一对闩锁臂的滚动元件之后，检查爬行装置随后被配置成经由驱动轮118向前推动越过焊接接头138，使得检查爬行装置的前部部分穿过焊接接头138。在图6A至图6D的实施例中，检查爬行装置102包括四组驱动轮，检查载具的前部部分通常对应于爬行装置的具有最前面两对驱动轮的部分，而爬行装置的后部部分对应于爬行装置的具有最后面两对驱动轮的部分。
如图6C所示，一旦检查爬行装置102的前部部分已经穿过了焊接接头138，爬行装置102便被配置成降低前面一对闩锁臂，使得前面一对闩锁臂的滚动元件再次接触管子135的表面。此外，爬行装置102被配置成随后提起后面一对闩锁臂，使得后面一对闩锁臂的滚动元件不与管子135的表面接触。在至少一个实现方式中，检查爬行装置102在穿过期间停在焊接接头中的中间，以便切换哪些闩锁臂压靠管子。在一个或多个实施例中，检查爬行装置102可以在它切换哪些闩锁臂压靠管子时继续移动穿过焊接接头，只要在后面一对轮穿过焊接接头之前完成闩锁臂的切换即可。一旦前面一对闩锁臂的滚动元件接触管子135并且后面一对闩锁臂的滚动元件已经从管子135提起，检查爬行装置便被配置成经由驱动轮132来推动爬行装置的其余部分(后部部分)穿过焊接接头138。在爬行装置102的后部部分已经穿过了焊接接头138之后，后面一对闩锁臂便降低，使得后面一对闩锁臂的滚动元件再次接触管子的表面(见图6D)。因此，一旦爬行装置完全穿过焊接接头，爬行装置便可以被配置成继续沿着管道移动，其中两对闩锁臂的滚动元件接触管子的表面并沿着所述表面滚动。
如上文所述，在一个或多个实现方式中，当最前面的一对驱动轮在穿过焊接接头时，至少致动最后面的驱动轮，并且因此推动最前面的一对驱动轮(和爬行装置的前部部分)穿过焊接接头。相反，当最后面的一对驱动轮在穿过焊接接头时，至少致动最前面的驱动轮，并且因此推动最后面的一对驱动轮(和爬行装置的后部部分)穿过焊接接头。
图7A至图7C示出根据类似于上述实施例的替代实施例的本申请的水下爬行装置的侧视图。因此，除了使用“7”前缀而不是“1”前缀之外，类似的部分共享类似的编号惯例。如图7A例示，在这个实施例中，检查爬行装置702包括壳体704。尽管图中未示出，但壳体704可以基本上以与图1的壳体104所示的相同部件为特征，诸如动力源、控制器以及处理器。此外，在至少一个实施例中，壳体还可以包括可操作地连接到壳体的至少一个检查工具。类似于先前的实施例，爬行装置702还可以包括附接到壳体704的底表面的至少两对驱动轮732，所述驱动轮被配置成推动检查爬行装置穿过管道的表面。如图7A所示，在至少一个实现方式中，爬行装置702可以包括附接到壳体704的底表面的四对驱动轮732。在这个实施例中，爬行装置702的重心基本上位于爬行装置的中心。在一个或多个实现方式中，并且如图7A所示，重心位于中间对的驱动轮732之间。
继续参考图7A，在至少一个实现方式中，前面一对驱动轮与相邻一对驱动轮之间的长度(L1)以及后面一对驱动轮与其相邻一对轮之间的长度(L3)各自比检查爬行装置沿其移动的管道的焊接接头的宽度(W)长。如上文关于第一实施例论述，当检查爬行装置702在运动时，至少启用前面一对和后面一对驱动轮，并且因此沿着管子135推动爬行装置。因此，具有大于W的L1有助于防止前面一对驱动轮(爬行装置的推动力)与它的相邻一对驱动轮卡在焊接接头138中。同样地，具有大于W的L3有助于防止后面一对驱动轮(爬行装置的另一推动力)与它的相邻一对驱动轮卡在焊接接头138中。最里面的两对驱动轮之间的长度(L2)可以比W长或短，只要重心在最里面的两对驱动轮之间即可。
参考图7B至图7C，在一个或多个实现方式中，检查爬行装置702的重心是可移动的。如图7B所示，爬行装置的显著质量(移动质量)734位于滑动导轨736上并且可在水平方向上沿着滑动导轨736移动。在一个或多个实现方式中，显著质量734可以包括爬行装置的内部部件中的至少一些，诸如电池、电子器件和/或压载物。在至少一个实施例中，显著质量734中的一些或全部可以是单独的重量。显著质量734沿着滑动导轨736的移动可以由执行一个或多个软件模块118(包括驱动器模块122)的处理器112控制。在这个实施例的一些实现方式中(如图7B所示)，前面一对驱动轮与相邻一对轮之间的长度(L1)以及最里面的两对驱动轮之间的长度(L2)之和(即，L1+L2)比管道的焊接接头的宽度(W)长。这个间隔确保四对驱动轮中的至少两对始终与管子的表面接触。
图7C示出在检查爬行装置702穿过障碍物(例如，焊接接头138)时，显著质量734被配置成移动到滑动导轨上的位置，使得重心防止爬行装置卡在焊接接头138中。具体地，如图7C的图示(1)所示，当检查爬行装置602的前部部分在靠近焊接接头的位置处停车并且开始穿过焊接接头138时，执行一个或多个软件模块118(包括驱动器模块122)的处理器112将检查爬行装置702配置成沿着滑动导轨将显著质量734移动或滑动到爬行装置的后部部分(例如，基本上在后端处)，使得爬行装置的前部部分不会落到焊接接头138中。在爬行装置702的前部部分被推动越过焊接接头(例如，经由驱动轮732)并且最前面的一对驱动轮与焊接接头138的另一侧接触(图7C的图示(2))时，显著质量734随后被配置成在滑动导轨上滑动到在爬行装置702的中心或基本上在中心的位置，在所示实施例中，所述位置在最里面的两对驱动轮之间。最后，随着爬行装置702的中心部分被推动穿过焊接接头(例如，经由驱动轮732)并且检查爬行装置的后部部分开始穿过焊接接头138(图7C的图示(3))，显著质量734被配置成在滑动导轨上滑动到爬行装置的前部部分中(例如，基本上在前端处)的位置，使得爬行装置的后部部分不会落到焊接接头138中。一旦显著质量734在滑动导轨上移动到爬行装置的前部部分，爬行装置的后部部分便完成它越过焊接接头(例如，经由驱动轮732被推动)的穿行。在一个或多个实现方式中，显著质量734和滑动导轨736位于壳体704内。在至少一个实现方式中，显著质量734和滑动导轨736位于壳体704的外表面上。
图8A至图8B示出类似于图7A至图7C的具有可移动的重心的检查爬行装置的另一实现方式。因此，除了使用“8”前缀而不是“7”前缀之外，类似的部分共享类似的编号惯例。如图8A所示，具有壳体804的爬行装置802包括三对驱动轮832和沿着滑动导轨836定位的显著质量834。在这个实现方式中，优选地，前面一对驱动轮与中间一对驱动轮之间的长度(L1)以及后面一对驱动轮与中间一对轮之间的长度(L2)比检查爬行装置沿其移动的管道的焊接接头的宽度(W)长。
图8B示出检查爬行装置802如何穿过管道的焊接接头138。在这个实现方式中，当穿过焊接接头138时，两对驱动轮始终与管子135的表面接触，并且显著质量834沿着滑动导轨836水平地移动，使得重心在当前与管子135的表面接触的两对驱动轮之间。更具体地，如图8B的图示(1)所示，在前面一对驱动轮穿过焊接接头138时，显著质量834被配置成沿着滑动导轨836移动到中间一对驱动轮与后面一对驱动轮之间的位置，使得爬行装置的前部部分不会落到焊接接头138中。一旦前面一对驱动轮已经穿过了焊接接头138并且中间轮开始穿过焊接接头138(图8B的图示(2))，显著质量834便被配置成沿着滑动导轨836移动到基本上在检查爬行装置802的中心的位置(即，与中间一对驱动轮基本上对准并且在前面一对驱动轮与后面一对驱动轮之间的位置)。最后，如图8B的图示(3)所示，在后面一对驱动轮开始穿过焊接接头138时，显著质量834被配置成沿着滑动导轨836移动到中间一对驱动轮与前面一对驱动轮之间的位置，使得爬行装置的后部部分不会落到焊接接头138中。
同样，在一个或多个实现方式中，当最前面的一对驱动轮在穿过焊接接头时，至少致动最后面的驱动轮，并且因此推动最前面的一对驱动轮(和爬行装置的前部部分)穿过焊接接头。相反，当最后面的一对驱动轮穿过焊接接头时，至少致动最前面的驱动轮，并且因此推动最后面的一对驱动轮(和爬行装置的后部部分)穿过焊接接头。
图9示出根据类似于上述那些实施例的又一实施例的本申请的水下爬行装置的侧视图。因此，除了使用“9”前缀之外，类似的部分共享类似的编号惯例。如图9所示，在这个实施例中，检查爬行装置902包括壳体904。尽管图中未示出，但壳体904可以基本上以与图1的壳体104所示的相同部件为特征，诸如动力源、控制器以及处理器。类似于先前的实施例，爬行装置902还可以包括附接到壳体904的底表面的至少两对驱动轮932，所述驱动轮被配置成推动检查爬行装置穿过管道的表面。如图7A所示，在至少一个实现方式中，爬行装置902可以包括前部部分906和后部部分908、各自具有滚动元件930的两对闩锁臂928、附接到壳体904的底表面的四对驱动轮932，以及检查工具934。闩锁臂928中的每一者经由弹簧加载的活动接头940附接到壳体。检查爬行装置902还包括连接壳体904的前部部分906与后部部分908的一对连接结构942。连接结构942是连接前部部分906与后部部分908并且主动地调整爬行装置902的长度的机械刚性结构。在至少一个实现方式中，连接结构942是延伸的线性致动器(如图9所示)。在替代实现方式中，线性致动器可以被齿条与小齿轮机构、气动致动器或者另一合适的动力致动器替代。
爬行装置902的连接结构942的用于调整爬行装置902的长度的移动可以经由执行一个或多个软件模块(包括驱动器模块122)的处理器112进行控制。调整爬行装置902的长度的能力允许爬行装置902在“类似于毛虫的”运动中穿过焊接接头。例如，如图9(图示1)所示，在检查爬行装置902碰到焊接接头138时，检查爬行装置被配置成在靠近焊接接头138的位置处停止或停车。如图所示，当爬行装置102停车时，至少闩锁臂128的滚动元件930被压靠在管道的表面，使得前面一对闩锁臂的滚动元件930与后面一对闩锁臂的滚动元件930基本上对准。在某些实施例中，检查爬行装置902可以被配置成在爬行装置902停车期间检查焊接接头138。此外，如图9的图示2所示，在爬行装置902在焊接接头138处停车之后，执行一个或多个软件模块118(包括驱动器模块122)的处理器112将检查爬行装置902配置成使连接结构942在向前方向上延伸，直到壳体904的前部部分906(第一部分)穿过焊接接头138(图9，图示(1)和图示(2))。一旦壳体904的前部部分906穿过焊接接头138，爬行装置902便被配置成使连接结构942缩短，使得在爬行装置停止时后部部分908(第二部分)穿过焊接接头138(图9，图示(2)和图示(3))。在至少一个实现方式中，在爬行装置停止时发生后部部分908的穿行(例如，已经向前部驱动轮施加制动，并且将前部闩锁臂的滚动元件压靠在管子的表面)。
检查爬行装置的移动方法不限于管道上的焊接接头，而是也可以应用于沿着管道的管子表面不平坦的其他缺陷。还应理解，尽管上文已经将检查爬行装置的上述实施例描述为在向前方向上沿着水下管道且越过焊接接头移动，但在一个或多个实施例中，爬行装置也可以沿着管子向后移动，包括在向后方向上越过焊接接头或其他缺陷穿行。
应理解，尽管上述描述中的很多内容涉及用于水下检查爬行装置的系统和方法，但本文中公开的系统和方法可以类似地部署和/或实施在远远超出所引用的场景的场景、情形和环境中。还应理解，任何此类实施和/或部署在本文中描述的系统和方法的范围内。
还应理解，附图中的相似标号表示若干图中的相似元件，并且并不是所有实施例或布置都需要参考附图描述和示出的所有部件和/或步骤。也应理解，本文中公开的系统和方法的实施例、实现方式和/或布置可以被合并为驻留在硬件、固件中和/或在计算机可读介质(包括软件模块和浏览器插件)上的软件算法、应用程序、程序、模块或代码，它们可以在计算机系统或计算装置的处理器中执行以将处理器和/或其他元件配置成执行本文中描述的功能和/或操作。应了解，根据至少一个实施例，在被执行时执行本公开的方法的一个或多个计算机程序、模块和/或应用程序不需要驻留在单个计算机或处理器上，而是可以以模块化方式分布在许多不同的计算机或处理器中，以实施本文中公开的系统和方法的各种方面。
本文中使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的，而不意图限制本发明。如本文中使用，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一”、“一个”和“所述”也意图包括复数形式。还应理解，本说明书中所使用的术语“包括”和/或“包括着”指明存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。
应注意，在权利要求中用于修饰权利要求元素的诸如“第一”、“第二”、“第三”等序数术语的使用本身并不暗示一个权利要求元素优于另一权利要求元素的任何优先级、优先序或顺序或者执行方法的动作的临时顺序，而是仅用作将具有某一名称的一个权利要求元素与具有相同名称的另一元素区分开(但对于序数术语的使用)以区分权利要求元素的标签。
而且，本文中使用的措辞和术语是出于描述的目的，而不应被视作限制。本文中使用的“包含”、“包括”或者“具有”、“含有”、“涉及”以及它们的变型意图涵盖此后列出的项和它们的等效物以及额外项。
仅通过说明的方式来提供上文描述的主题，并且不应被解释为限制。在不遵循所示出和描述的示例实施例和应用的情况下，并且在不脱离所附权利要求书中陈述的本发明的真实精神和范围的情况下，可以对本文中描述的主题进行各种更改和改变。

Claims (20)

1.一种用于水下检查的系统，其包括检查爬行装置，所述检查爬行装置具有：
壳体，其具有第一侧和相对的第二侧、动力源，和控制器；
至少一个检查工具，其可操作地连接到所述壳体；
至少两对驱动轮，其附接到所述壳体的底部部分，并且所述至少两对驱动轮被配置成推动所述检查爬行装置穿过管道的表面；以及
可移动的重心，其中所述重心被配置成在横穿所述管道的所述表面上的障碍物期间沿着附接到所述壳体的滑动导轨选择性地移动。
2.根据权利要求1所述的系统，其还包括：
至少一个远程操作载具(ROV)，其中所述检查爬行装置被配置成作为所述ROV的插接站操作，并且其中所述ROV被配置成当所述ROV插接在所述检查爬行装置中时帮助所述检查爬行装置进行水下导航。
3.根据权利要求1所述的系统，其还包括：
至少一个通信单元，其位于水的表面之上并且可操作地连接到所述至少一个检查爬行装置，所述至少一个通信单元被配置成与一个或多个远程装置在空中通信并且经由系绳与所述至少一个检查爬行装置通信；以及
至少一个海面单元，其可操作地连接到所述至少一个通信单元。
4.根据权利要求3所述的系统，其中至少一个通信单元被配置成漂浮在所述水的所述表面上。
5.根据权利要求3所述的系统，其中所述至少一个海面单元被配置成经由控制信号来控制所述至少一个检查爬行装置的操作。
6.根据权利要求3所述的系统，其中所述检查爬行装置、通信单元和海面单元中的每一者包括至少一个发射器和至少一个接收器，并且其中所述发射器和接收器被配置成分别发射和接收数据和控制信号。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述滑动导轨置于所述壳体内，并且所述可移动的重心包括所述检查爬行装置的内部部件。
8.一种用于利用检查爬行装置沿着水下管道的表面横跨焊接接头的方法，所述检查爬行装置具有：壳体，其包括第一端和第二端；滑动导轨，其沿着所述壳体的长度从所述第一端定位到所述第二端；移动的质量，其被配置成沿着所述滑动导轨滑动以改变所述检查爬行装置的重心；以及至少两对轮，其可操作地附接到所述检查爬行装置的底表面，所述方法包括：
使所述检查爬行装置在靠近所述焊接接头的位置处停车；
使所述质量沿着所述滑动导轨移动到基本上在所述检查爬行装置的所述第二端处的位置，其中所述检查爬行装置的所述第二端相对于所述检查爬行装置的所述第一端在所述焊接接头的远端；
推动所述检查爬行装置的所述第一端越过所述焊接接头；
使所述质量沿着所述滑动导轨滑动到基本上在所述检查爬行装置的中心的位置；
推动所述检查爬行装置的中心部分越过所述焊接接头；
使所述质量沿着所述滑动导轨滑动到基本上在所述检查爬行装置的所述第一端处的位置；以及
推动所述检查爬行装置的所述第二端越过所述焊接接头。
9.一种用于水下管道的检查的系统，其包括：
至少一个检查爬行装置，所述至少一个检查爬行装置包括壳体、动力源、控制器、至少一个检查工具、各自具有滚动元件的至少两对闩锁臂，以及至少两对驱动轮，其中所述至少一个检查爬行装置被配置成沿着所述水下管道移动并且横跨连接所述水下管道的部分的焊接接头；
至少一个通信单元，其位于水的表面之上并且可操作地连接到所述至少一个检查爬行装置，所述至少一个通信单元被配置成与一个或多个远程装置在空中通信并且经由系绳与所述至少一个检查爬行装置通信；以及
至少一个海面单元，其可操作地连接到所述至少一个通信单元。
10.根据权利要求9所述的系统，其中至少一个通信单元被配置成漂浮在所述水的所述表面上。
11.根据权利要求9所述的系统，其中所述至少一个海面单元被配置成经由控制信号来控制所述至少一个检查爬行装置的操作。
12.根据权利要求9所述的系统，其还包括：
至少一个远程操作载具(ROV)，其中所述检查爬行装置被配置成作为所述ROV的插接站操作，并且其中所述ROV被配置成当所述ROV插接在所述检查爬行装置中时帮助所述检查爬行装置进行水下导航。
13.根据权利要求9所述的系统，其中所述检查爬行装置、通信单元和海面单元中的每一者包括至少一个发射器和至少一个接收器，并且其中所述发射器和接收器被配置成分别发射和接收数据和控制信号。
14.根据权利要求9所述的系统，其中所述滚动元件是全向轮。
15.根据权利要求9所述的系统，其中所述检查爬行装置的所述壳体还包括前部部分和后部部分以及连接所述前部部分和所述后部部分的连接结构，其中所述连接结构包括可延伸且可缩回的构件，所述可延伸且可缩回的构件可操作以相应地加长和缩短所述检查爬行装置的长度。
16.根据权利要求9所述的系统，其中所述至少两对闩锁臂各自包括将每个闩锁臂分成上部区段和下部区段的接头，其中所述接头使得所述闩锁臂能够适应不同直径的管道。
17.根据权利要求9所述的系统，其中所述至少一个检查爬行装置还包括：
气动致动器，其可操作地连接到所述壳体和所述闩锁臂，其中所述气动致动器将所述闩锁臂配置成选择性地抱住所述管道的所述表面。
18.根据权利要求9所述的系统，其中所述至少一个检查爬行装置还包括：
电致动机构，其可操作地连接到所述壳体和所述闩锁臂，其中所述电致动机构将所述闩锁臂配置成选择性地抱住所述管道的所述表面。
19.一种用于利用检查爬行装置沿着水下管道的表面横跨焊接接头的方法，所述检查爬行装置具有：壳体；动力源；控制器；至少一个检查工具；至少两对闩锁臂，其包括前面一对和后面一对，每个闩锁臂具有滚动元件；以及至少两对驱动轮，所述方法包括：
使所述检查爬行装置在靠近所述焊接接头的位置处停车，其中停车的步骤包括使所述至少两对闩锁臂的所述滚动元件压靠在所述管道的所述表面，使得所述前面一对闩锁臂的所述滚动元件基本上与所述后面一对闩锁臂的所述滚动元件对准；
将所述前面一对闩锁臂的所述滚动元件从所述管道的所述表面提起；
使用所述驱动轮来推动所述检查爬行装置的前部部分穿过所述焊接接头；
降低所述前面一对闩锁臂的所述滚动元件以接触所述管道的所述表面并且将所述后面一对闩锁臂的所述滚动元件从所述管道的所述表面提起；
使用所述驱动轮来推动所述检查爬行装置的后部部分穿过所述焊接接头；以及
降低所述后面一对闩锁臂的所述滚动元件以接触所述管道的所述表面。
20.一种用于利用检查爬行装置沿着水下管道的表面横跨焊接接头的方法，所述检查爬行装置具有：前部部分；后部部分；连接结构，其连接所述前部部分和所述后部部分，其中所述连接结构包括可延伸且可缩回的构件，所述可延伸且可缩回的构件可操作以相应地加长和缩短所述检查爬行装置的长度；动力源；控制器；至少一个检查工具；至少两对闩锁臂，其包括前面一对和后面一对，每个闩锁臂具有滚动元件；至少两对驱动轮；并且所述方法包括：
使所述检查爬行装置在靠近所述焊接接头的位置处停车，其中停车的步骤包括使所述至少两对闩锁臂的所述滚动元件压靠在所述管道的所述表面，使得所述前面一对闩锁臂的所述滚动元件基本上与所述后面一对闩锁臂的所述滚动元件对准；
使所述连接结构延伸以推动所述检查爬行装置的第一部分越过所述焊接接头；以及
使所述连接结构缩回以推动所述检查爬行装置的第二部分越过所述焊接接头。
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