CN112105556A - 用于使用无人飞行器来检查和/或操纵梁的方法以及适合于所述方法的无人飞行器 - Google Patents

Abstract

一种用于检查和/或操纵顶板或甲板的下侧处的梁的方法，所述梁包括条，所述方法包括以下步骤：提供无人飞行器UAV，其中所述UAV包括主体、数个转子、第一臂以及检查和/或操纵工具；当所述第一臂处于所述第一位置时使所述UAV朝所述梁飞行；当所述UAV接触所述梁时，将所述第一臂从所述第一位置移动至所述第二位置，使得将所述第一臂的所述端移动至所述条竖直上方的位置；减小推进力，直至所述UAV从所述梁悬垂为止，其中所述臂的所述端与所述条接触且由所述条支撑；以及当所述UAV从所述梁悬垂时，使用所述检查和/或操纵工具来检查和/或操纵所述梁。

Description

用于使用无人飞行器来检查和/或操纵梁的方法以及适合于 所述方法的无人飞行器

技术领域

本发明涉及一种用于检查和/或操纵顶板或甲板的下侧处的梁的方法，并且涉及一种用于检查和/或操纵顶板或甲板的下侧处的梁的无人飞行器UAV。所述方法和UAV特别适用于诸如例如用于油、化学品或食品的储罐等环境中、陆地上或浮船中等，在这些环境中，人难以从甲板的顶板下方的位置接近顶板或甲板的下侧。所述方法和UAV还适用于可能存在有毒烟雾和/或爆炸危险的基本封闭环境。

背景技术

仓库、船舱或碳氢化合物储罐的顶板或桥面通常被通常由钢制成的梁或大梁支撑，这些梁或大梁布置在顶板或桥面的下侧。

此类梁或大梁可提供结构完整性，并根据安全规定应定期检查梁是否存在裂纹、腐蚀、变形等。为了到达梁，已知在仓库、房间或储罐的内部构造台架或脚手架，以便在其顶板的下侧到达梁，并对其进行检查或进行必要操纵来加以维护。

US 2016/0339277描述了一种用于检查船的内部房间和/或在其中进行作业的方法。所述方法包括以下步骤：a)通过优选地设置在内部房间的天花板部分中的开口插入用于容纳至少一个人的容纳装置；b)在内部房间的上部连接至少一根绳索，其中所述至少一根绳索通过以下方式在内部房间的上部附接：i.一名或多名攀登者使用攀登设备手动和/或ii.借助于无人机和/或iii.借助于可枢转杆；以及c)沿至少一根绳索上下移动容纳装置，以用于检查内部房间和/或由容纳装置容纳的至少一名服务人员在其中进行作业。尽管已知方法允许人近距离地检查或操纵梁，但所述方法执行起来耗费时间。

将期望提供一种方法和/或一种装置，其允许安全且快速地检查和/或操纵梁。

发明内容

为此目的，根据第一方面，本发明提供了一种用于检查和/或操纵顶板或甲板的下侧处的梁的方法，其中所述梁包括条，所述条具有面向所述下侧并且所述下侧间隔开的第一表面以及背离所述第一表面的第二表面，所述方法包括以下步骤：提供无人飞行器UAV，其中所述UAV包括：主体，所述主体包括具有顶表面的邻接元件，所述顶表面适于邻接所述条的所述第二表面；数个转子，所述数个转子用于在向上方向上对所述UAV施加推进力，其中所述转子由所述主体支撑并布置在所述顶表面下方；第一臂，所述第一臂可枢转地连接至主体，所述第一臂具有用于接触所述第一表面的端部，其中所述第一臂可在第一位置与第二位置之间相对于所述主体移动，在所述第一位置中当投影至平行于所述顶表面的平面上看时，所述端部与所述顶表面隔开，在所述第二位置中所述臂的所述端部布置在所述顶表面的上方；以及检查和/或操纵工具；所述方法还包括：当所述第一臂处于所述第一位置时，控制所述转子以向所述UAV施加推进力以用于使所述UAV朝所述梁飞行，使得所述顶表面接近所述条的所述第二表面；当所述邻接元件的所述顶表面接触所述条的所述第二表面时，将所述第一臂从所述第一位置移动至所述第二位置，使得将所述第一臂的所述端部移动至所述条的所述第一表面竖直上方的位置，且优选地使得所述第一表面布置在所述主体与所述第一臂的所述端部之间；控制所述转子以减小向上的推进力，直至所述UAV从所述梁悬垂为止，其中所述臂的所述端部与所述条的所述第一表面接触且由所述第一表面支撑；以及当所述UAV从所述梁悬垂时，使用所述检查和/或操纵工具来检查和/或操纵所述梁。

因此可方便地检查和/或操纵所述梁，而不需要人花费时间来紧密接近所述梁。所述UAV可朝所述梁悬停并从所述梁悬垂，之后所述UAV可检查和/或操纵所述梁的一部分。由于所述UAV中包括所述检查和/或操纵工具，因此无需构造台架或爬升至所述梁。本发明的特定优点在于，当所述UAV从所述梁悬垂时，可通过关断所述推进器来降低所述UAV的功率消耗。因此，改进了所述UAV可用于检查/操纵所述梁而无需为所述UAV重新充电的时间量。所述UAV的悬垂布置进一步提高了对所述梁进行测量和/或操纵的稳定性，并且与悬停的无人机相比还提高了安全性。

当从顶侧看时，当所述臂处于所述第一位置时，所述臂的所述端部然后与所述顶表面间隔开。相反，当投影至平行于且穿过顶侧的平面上看时，所述端部布置成与所述顶表面间隔开。在所述第二位置中，所述臂的所述端部竖直位于所述顶表面上方，使得假想竖直线与所述端部和所述顶表面都相交，其中所述假想竖直线也可使所述条在所述端部与所述顶表面之间相交。

所述UAV的所述检查和/或操纵工具优选地适于测量所述梁和/或所述条的一部分的性质，诸如厚度，所述方法包括测量所述性质。替代地或另外，所述检查和/或操纵工具可包括用于操纵所述梁的装置，诸如钢刷、喷涂设备或甚至用于取得所述梁的(涂料)样本的采样设备。尽管所述检查和/或操纵工具布置在所述第一臂和/或所述第二臂上，但其可替代地位于所述UAV的所述主体上或在所述UAV的单独臂上，以使得当所述UAV从所述梁悬垂时，所述工具可朝着和远离所述梁移动。

在实施方案中，当所述UAV从所述梁悬垂时，所述顶表面与所述第二表面间隔开。因此，所述UAV未夹在所述梁上，而是从所述梁自由地悬垂。以这种方式，所述方法可应用于具有非均匀厚度的条的梁。此外，在此实施方案中，所述UAV在所述UAV从所述梁悬垂时沿所述梁的移动不受所述条夹在所述臂与所述顶表面之间的情况阻碍。

在优选实施方案中，所述UAV还包括：第二臂，所述第二臂可枢转地连接至所述主体，所述第二臂具有用于接触所述第一表面的端部，其中所述第二臂可相对于所述主体在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置中当投影至平行于所述顶表面的平面上看时，所述端部与所述顶表面隔开，在所述第二位置中第二臂的所述端部布置在所述顶表面的上方；其中所述方法还包括：当所述邻接元件的所述顶表面接触所述条的所述第二表面时：将所述第二臂从所述第一位置移动至所述第二位置，使得将所述第二臂的所述端部移动至所述条的所述第一表面竖直上方的位置，且优选地使得所述第一表面布置在所述主体与所述第二臂的所述端部之间；并且其中，当控制所述转子以减小向上的推进力直至所述UAV处于悬垂位置时，所述UAV由所述第一臂和所述第二臂的接触所述条的所述第一表面的所述端部和所述端部支撑在所述梁上。运用这种第二臂，所述UAV可在由多个间隔开的接触点支撑的同时从所述梁悬垂，从而提高了稳定性和安全性。另外，当所述UAV在所述第一表面的相对侧上接触所述第一表面时被支撑在两个臂上时，降低了所述UAV从所述梁掉落的风险。

在实施方案中，所述方法还包括：当所述UAV从所述梁悬垂时，使用所述UAV的推进机构来在所述推进机构与所述梁接触的同时，优选地在关断所述转子的同时，使所述UAV沿所述梁移动。通常需要在沿所述梁长度的多个位置处执行检查/操作。所述推进机构允许所述UAV沿所述梁移动。在所述悬垂位置中，所述UAV可由所述推进机构支撑。

在实施方案中，所述推进机构包括一个或多个可旋转轮，所述一个或多个可旋转轮布置在所述第一臂的所述端部和/或所述第二臂的所述端部处；和/或布置在所述邻接元件的所述顶表面处。当从所述梁悬垂且所述转子关断时，所述轮允许所述UAV沿所述梁移动。所述第一和/或所述第二臂的所述端部可由一个或多个轮形成。替代地，推进机构可包括连续轨道，所述连续轨道围绕一个或多个轮布置并且适于接触梁。优选地，所述轮中的至少一个例如由所述UAV的电动机驱动。

在实施方案中，所述第一臂和所述第二臂各自在其相应端部处具备一个或多个轮，其中所述第一臂和所述第二臂被配置为使得当所述臂处于第二位置时，所述第一臂的所述轮的一个或多个旋转轴线与所述第二臂的所述一个或多个轮基本上相交，和/或当所述臂处于第二位置时，所述第二臂的所述轮的一个或多个旋转轴线与所述第一臂的所述一个或多个轮基本上相交。每个轮可围绕其旋转轴线相对于其相应臂的所述端部旋转。优选地，当所述第一臂和所述第二臂处于所述第二位置时，所述第一臂和所述第二臂的所述轮的所述旋转轴线基本上彼此平行或基本上彼此同轴。

在实施方案中，所述UAV包括呈用于清洁所述梁的一部分的清洁设备形式的操纵工具，并且包括用于检查所述梁的一部分的检查工具，所述方法包括：当所述UAV处于所述UAV被支撑在所述梁上的悬垂位置时：操作所述清洁设备以清洁所述梁的一部分；将所述检查工具定位在所述梁的清洁位置处，并使用所述检查工具来检查所述清洁位置。因此，例如当所述检查工具为诸如超声规传感器等厚度传感器时，可在所述梁的清洁表面处测量所述梁的性质，从而精确地测量所述性质。优选地，当进行测量时，所述检查工具被定位成与所述梁的所述已清洁部分进行接触。

根据第二方面，本发明提供了一种用于检查和/或操纵顶板或甲板的下侧处的梁的无人飞行器UAV，其中所述梁包括条，所述条具有面向所述下侧并且所述下侧间隔开的第一表面以及背离所述第一表面的第二表面，所述UAV包括：主体，所述主体包括具有顶表面的邻接元件，所述顶表面适于邻接所述条的所述第二表面；数个转子，所述数个转子由所述主体支撑，所述转子布置在所述顶表面的下方，并且适于在向上方向上对所述UAV施加推进力；第一臂，所述第一臂可枢转地连接至主体，所述第一臂具有用于接触所述第一表面的端部，所述第一臂可在第一位置与第二位置之间相对于所述主体移动，在所述第一位置中当投影至平行于所述顶表面的平面上看时，所述端部与所述顶表面隔开，在所述第二位置中所述第一臂的所述端部布置在所述顶表面的上方；第二臂，所述第二臂可枢转地连接至所述主体，所述第二臂具有用于接触所述第一表面的端部，所述第二臂可相对于所述主体在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置中当投影至平行于所述顶表面的平面上看时，所述端部与所述顶表面隔开，在所述第二位置中第二臂的所述端部布置在所述顶表面的上方；检查和/或操纵工具，所述检查和/或操纵工具用于检查和/或操纵所述梁或其一部分；其中所述第一臂的所述端部和所述第二臂的所述端部各自包括适于接触所述第一表面的接触表面，每个接触表面在其对应臂处于所述第二位置时面向所述UAV的所述主体。所述UAV可用于执行如上所述的本发明的方法，并且受益于相同的优点。

当所述臂处于所述第二位置时并且当所述顶表面邻接所述条的所述第二表面时，所述臂的所述端部的所述接触表面被布置成用于在所述UAV的所述主体远离所述第二表面竖直移动时立刻接触所述条的所述第一表面。所述接触表面适于在与所述第一表面接触时将所述UAV竖直地轴向支撑在所述第一表面上。优选地，所述臂在铰接点处可枢转地连接至所述主体，所述铰接点位于由所述转子限定的平面与平行于所述转子且穿过所述顶表面的平面之间。

在实施方案中，所述接触表面被配置为在所述臂处于所述第二位置时在所述梁的所述直立部分的任一侧上彼此间隔开地布置。因此，当所述UAV在使用中从所述梁悬垂时，所述第一臂的所述接触表面接触所述条的所述第一表面的布置在所述梁的所述直立部分的一侧上的一部分，并且第二臂的所述接触表面在所述直立部分的相对侧上接触另一个部分，其中所述直立部分布置在所述两个接触表面之间。

在实施方案中，所述第一臂和所述第二臂布置成使得当它们从所述第一位置移动至所述第二位置时，在所述第一臂的所述接触表面与所述第二臂的所述接触表面之间的横向距离在所述移动期间连续减小。当两个臂处于所述第二位置时，所述横向距离优选地至少为5cm，更优选地为至少10cm，甚至更优选地至少等于所述梁的所述直立部分的厚度的1.5倍且小于所述条的所述第一表面的宽度。在实施方案中，当处于其第一位置时，所述臂完全布置在穿过所述顶表面的平面下方，所述平面平行于所述转子延伸的平面。以这种方式，当所述UAV接近所述梁时，所述臂可保持畅通无阻，即，在接近的过程中，所述臂可与所述梁保持间隔开，从而允许所述UAV从许多方向(例如，不仅仅竖直朝所述第二表面，而且成角度或甚至横向地)接近所述梁。

在实施方案中，当处于其第一位置时，所述臂完全布置在所述转子延伸的平面与平行于所述平面的穿过所述顶表面的平面之间。这样，所述臂无法与所述转子碰撞，并且降低了所述臂在所述UAV降落在地面上时接触地面的风险。

在实施方案中，当所述臂处于其第一位置时，所述UAV的所有部分完全布置在所述顶表面的面向所述主体的一侧。以这种方式，由于所述顶表面将成为所述UAV的与所述梁接触的第一部分，因此当接近所述梁时，对所述UAV的部分造成损坏的风险大大降低。

在实施方案中，所述UAV适于在所述臂处于所述第一位置的情况下接近所述梁，并且适于在所述臂处于所述第二位置的情况下在悬垂位置中从所述梁悬垂，其中所述UAV由所述臂的端部所述支撑，其中所述端部接触所述条的所述第一表面。如上所述，当所述UAV从所述条悬垂时，可降低所述转子的功率消耗。

在实施方案中，所述检查和/或操纵工具包括适于测量所述梁的厚度的一个或多个传感器，优选地，其中所述一个或多个传感器布置在所述第一臂和/或所述第二臂上。所述一个或多个传感器优选地布置在所述UAV上，其方式使得所述传感器可确定所述梁的基本上垂直于所述条的所述第一表面延伸的一部分的厚度。这允许所述UAV用于测量所述梁的一部分的厚度，例如所述梁的竖直延伸的直立部分的厚度，或具有所述第一表面和所述第二表面的所述条的厚度。合适的传感器的示例是：超声测厚仪，其可在接触所述梁时测量所述梁的一部分的厚度；距离传感器，其例如布置在所述第一臂和所述第二臂的所述端部上，从而它们可在所述梁处于所述第二位置时测量至所述梁的距离等等。

在实施方案中，所述检查和/或操纵工具包括用于清洁所述梁的一部分的清洁设备，诸如钢刷。例如，所述UAV可包括具备用于清洁所述梁的一部分的清洁设备的操纵工具，以及用于测量所述梁的所述已清洁部分的性质的检查工具，例如厚度传感器。优选地，这种清洁设备和检查工具在某一位置布置在所述UAV上，使得当沿所述梁的纵向方向推进所述UAV时，首先所述操纵工具可接触所述梁的一部分以对其进行清洁，且随后所述检查工具可接触所述梁的所述已清洁部分以测量所述梁的性质。以这种方式，可在所述梁的已清洁部分处测量梁性质，这通常会提高测量的准确性。

在实施方案中，所述UAV还包括推进机构，所述推进机构适于在与所述梁进行接触的同时使所述UAV沿所述梁移动。

在实施方案中，所述UAV还包括推进机构，所述推进机构适于在与所述梁进行接触的同时使所述UAV沿所述梁移动。

使用所述推进机构，可获取沿所述梁的测量性质的轮廓，其中所述轮廓的长度可具有2米或更大的不间断长度。

在实施方案中，所述推进机构包括可旋转轮，其中每个轮包括在所述第一臂、所述第二臂和所述邻接元件中的一者中。

在实施方案中，所述UAV还包括用于驱动所述轮中的一个或多个的旋转的电机，例如电动机。

在实施方案中，所述第一臂和/或所述第二臂还具备对准装置，所述对准装置适于在所述臂处于所述第二位置时在所述条与所述甲板或顶板的所述下侧之间接触所述梁的一部分。所述对准装置便于将所述UAV的所述第一臂和/或所述第二臂的端部定位成距所述梁的一部分预定距离，所述部分通常是所述梁的从所述条基本上竖直地朝所述甲板或顶板的所述下侧延伸的一部分。

在实施方案中，所述第一臂和/或所述第二臂都具备对准装置，所述对准装置用于在所述臂处于所述第二位置时在所述条与所述甲板或顶板的所述下侧之间接触所述梁的一部分的对面的表面。所述对准装置因此可接触所述梁的所述直立部分的对面的表面，使得便于距相应的相对面对的表面预定距离定位所述第一臂和所述第二臂两者的所述端部。当所述对准装置从相反方向接触所述表面时，所述对准装置还基本上防止所述UAV在横向于所述梁延伸的所述纵向方向的方向上移动，从而以这种方式防止所述UAV从所述条滚落并从所述梁掉落。

每个对准装置可包括可旋转地附接至其臂的轮，并且所述轮能够沿所述梁的一部分滚动以便保持所述UAV与所述梁对准并且降低掉落的风险。所述对准装置可固定地附接至所述臂，或者可以可枢转地连接至所述臂。

在实施方案中，所述第一臂与所述第二臂彼此相对地布置，并且其中当所述臂从所述第一位置移动至所述第二位置时，所述臂的所述端部接近彼此。所述臂安装在所述UAV的所述纵向方向的相对侧处，即，适于在使用时布置在所述梁的任一侧处。因此，所述端部可从其第一位置移动至所述第二位置，以从所述直立部分的两侧在所述第二表面与所述顶板或甲板的所述下侧之间接近所述梁的所述直立部分。

在实施方案中，所述主体与所述第一臂和/或所述第二臂之间的可枢转连接件的位置是可机械调节的，优选地其方式使得所述第一臂与所述第二臂的所述可枢转连接件之间的距离是可调节的。所述可枢转连接件的位置可至少在基本上平行于所述顶表面的方向上相对于所述主体移位。例如，这可借助于滑杆或者通过简单地提供所述臂可枢转地连接在所述主体上的不同位置来实现，在所述滑杆上可滑动地安装有臂的所述可枢转连接件，并且其中所述可枢转连接件的位置可以可释放地锁定。以这种方式，当处于所述第二位置时，所述第一臂和/或所述第二臂的所述端部的所述接触表面相对于所述主体并且任选地相对于另一个臂的间距也是可调节的。因此，相同的UAV可用于抓握具有不同宽度的梁。

在实施方案中，所述第一臂和/或所述第二臂具有非线性形状，优选地是镰刀形、钩形或L形。这些形状允许所述臂在所述第二位置中到达所述梁的所述条的边缘周围，以围绕所述梁实现稳定抓握。

在实施方案中，所述UAV还包括第三臂和第四臂。所述第三臂优选具有与所述第一臂相同的功能性，并且所述第四臂优选具有与所述第二臂相同的功能性。因此，所述第三臂和所述第四臂也可相对于所述主体从所述第一位置移动至所述第二位置，以在所述UAV从所述梁悬垂时为所述UAV提供额外的支撑。所述第三臂和所述第四臂在所述第一臂和/或所述第二臂发生故障的情况下也提供冗余。

在实施方案中，所述检查和/或操纵工具布置在所述臂中的一个的端部上，优选地与所述端部的所述接触表面间隔开。所述检查和/或操纵工具通常适于与所述梁进行压力接触，特别是与所述梁的除所述条以外的一部分压力进行接触。

附图说明

现在将仅通过示例的方式，参考所附示意图描述实施方案，在附图中对应附图标记指示对应部分。

图1A至图1D示意性地示出了根据本发明的第一实施方案的用于使用UAV来检查和/或操纵梁的方法；

图2示意性地示出了根据第二实施方案的UAV；

图3和图4分别示出了根据第三实施方案的UAV的示意性等距视图及其侧视图；

图5示意性地示出了根据第四实施方案的UAV；

图6示意性地示出了根据第五实施方案的UAV；

图7示意性地示出了用于与根据本发明的方法一起使用的UAV；

图8示意性地示出了包括梁的结构，其中根据本发明的UAV从所述梁中的一个悬垂；

图9示意性地示出了另一个结构，所述另一个结构具有梁和从所述梁悬垂的根据本发明的UAV；

图10A、图10B、图10C和图10D示出了根据本发明的UAV如何可用于清洁梁的表面并随后测量清洁表面的性质。

具体实施方式

图1A至图1C示出了用于抵靠顶板或甲板10的下侧处的梁11定位UAV 20的步骤。通常，梁将支撑甲板的下侧的一部分，例如，船舶或桥梁的甲板的下侧，或罐(例如，油罐或用于储存爆炸性和/或研磨性液体的罐)的下侧顶板的一部分。梁11包括直立部分12，所述直立部分12基本竖直地延伸并连接至具有第一表面14的条13，所述第一表面14基本上垂直于直立部分延伸并面向顶板10。条13还具有背离第一表面14的第二表面15。

图1A示出了UAV 20接近梁11时的侧视图。UAV 20包括主体21，在所述主体21上设置有转子22以用于施加基本上竖直指向的推进力，从而允许UAV飞行。主体21具备邻接元件23，所述邻接元件23具有用于邻接梁11的顶表面24。UAV 20还具有两个臂30、40，所述臂在相应铰接点31、41处可枢转地连接至主体21。臂的端部32、42包括适于邻接第一表面14的接触表面33、43，使得无人机可由梁上的接触表面轴向地支撑。UAV 20还包括起落架25和检查工具55，在本示例中，所述检查工具55是用于测量梁的直立部分12的厚度的超声测厚仪，但替代地地可以是相机、红外相机或热传感器、或用于测量梁一部分的性质的其他类型的传感器。检查工具55安装在与臂30和40分离的臂50上。应了解，作为检查工具55的替代或补充，可提供用于操纵梁的一部分的操纵工具，例如，用于清洁梁的一部分的钢刷或用于获得梁的样本的采样探针。在如图1A所示的第一位置中，臂30、40布置在转子延伸的平面R与平行于且穿过顶表面24的平面P之间。

图1B示出了定位成其顶表面24接触条13的第二表面154的UAV 20。在此接触期间，如箭头A所示，钩形臂30、40向上并且朝梁移动，直至臂的端部32、42，特别是其接触表面33、43，定位在条13的第一表面14上方为止。

图1C示出了UAV 20的顶表面24已向下且远离条的第二表面15移动一段距离h，以使得顶表面24不再与梁接触。通过关断转子或控制转子相对于梁向下移动，可容易地实现这种向下移动。臂30、40的端部32、42处的接触表面33、43现邻接条13的第一表面14，以使得UAV 20从条13悬垂并由接触表面33、43轴向支撑。接触表面33、43跨梁11在它们之间限定横向距离d。当UAV处于这种悬垂位置时，转子22不再需要提供向上推进力以相对于梁将UAV保持在适当位置。

图1D示出了UAV 20借助于臂30、40从梁11悬垂，其中支撑检查工具55的臂50已相对于主体朝梁11的直立部分12移动。在此位置中，检查工具55接触梁，从而允许其自身执行测量以用于确定梁的部分12的厚度。

图2示出了根据本发明的UAV 120的另一个实施方案的侧视图，所述UAV从顶板或甲板10的下侧处的梁11悬垂。UAV 120的臂130、140在其端部132、142处具备轮轴161，轮160可旋转地安装在所述轮轴161上。UAV 120的整个重量由轮160支撑，并且当轮被驱动以绕轴旋转时，UAV 120沿梁11移动。在所示出的示例中，轮160包括附接至轴的轮内电机，轮和其中的电机一起形成推进机构158，所述推进机构158用于在转子关断并且轮与梁接触时驱动UAV沿梁移动。距离传感器155a、155b附接至轴161的端，以使得当臂处于第二位置并且轴彼此平行时，可基于由相应距离传感器155a、155b测量的至直立部分的距离而确定传感器155a、155b之间的梁的直立部分的厚度。合适的距离传感器包括超声距离传感器和/或激光干涉仪传感器。

臂130、140在点131、141处可拆卸地且可枢转地连接至主体121。臂可从点131、141脱离并重新连接至主体上的点131a、131b和141a、141b中的任一个，从而允许调节臂可枢转地连接至主体的点。以这种方式，也可调节臂处于第二位置时的臂的端部132、142之间的距离，例如其方式使得此距离小于梁11的条13的宽度但大于梁的直立部分12的宽度。

图3和图4分别示出了根据本发明的另一个实施方案的UAV 520的透视图和示意性侧视图。UAV 520包括主体521和起落架525。四个转子522设置在主体521上，所述转子在基本上共同的转子平面上延伸。主体521具备两个细长支撑杆526，两个臂支撑件527可拆卸地安装在所述细长支撑杆526中的每一个上。相应臂530、540、570、580可枢转地安装至每个臂支撑件527。臂支撑件用作邻接元件并各自具有顶表面524，其中臂支撑件的顶表面在共同平面上延伸，并适于同时邻接条的第二表面15。另外，每个臂支撑件527包括致动器，所述致动器用于如上所述而在第一位置与第二位置之间驱动其对应臂的旋转。

臂530、540、570、580分别具备两个轮560，所述两个轮560具有平行的旋转轴线，并且被布置成用于在臂处于第二位置时接触梁的面向顶板10的第一表面，如图所示。这允许UAV在其轴向支撑在梁的第一表面14上并从梁悬垂的同时沿梁11的纵向方向滚动。提供电动机562以用于驱动轮相对于相应臂的旋转，电动机562与轮560一起形成推进机构。

可调节臂支撑件527中的每一个在细长支撑杆526上的位置，其方式为首先从杆526解锁臂支撑件527，然后将臂支撑件527滑动至杆526上的不同位置，并随后锁定杆526上的臂支撑件527的位置。以这种方式，当臂处于第二位置并且所有的轮臂560可绕平行轮轴线旋转时，在相对的臂530和540、570和580的相对轮560之间的距离可被设定为期望距离。臂支撑件527还用作邻接元件，其中邻接元件中的每一个的顶表面524在同一平面上延伸。相机555设置在臂530上，以用于捕获梁的直立部分12的图像。

图5示出了根据本发明的UAV的另一个实施方案的侧视图。UAV 220包括各自具备推进机构258的第一臂230和第二臂240，所述推进机构258包括电动机和附接至所述电动机的轮260，从而驱动UAV沿梁11的滚动移动。UAV 220还具备对准装置265，所述对准装置265用于接触梁11的直立部分12，以便于在UAV接近梁时使UAV 220对准至直立部分，并且还在UAV从梁悬垂的同时沿梁的纵向方向移动UAV时保持UAV与直立部分基本上对准。对准装置265包括轮266，所述轮266具有旋转轴线，所述旋转轴线基本上垂直于轮260的旋转轴线并可跨梁的直立部分12自由滚动。对准装置265附接至臂230、240。

图6示出了UAV 320的替代实施方案的侧视图。UAV 320使用臂330、340来从顶板或甲板10的下侧的梁11悬垂。臂330、340的端部处的接触表面333、343具备低摩擦涂层，诸如聚四氟乙烯，并因此形成滑动表面，所述滑动表面允许UAV沿梁滑动，并且接触表面333、343与梁之间的摩擦减少。UAV 320还包括推进机构358，所述推进机构358设置在主体321上并包括轮360。可由电动机328驱动的轮360形成邻接元件，其中轮的顶表面324在共同平面P上延伸。使用悬垂机构328来抵靠条13的下表面推动轮360，使得当驱动轮时，UAV 320沿梁11移动。UAV 320还包括相机355。

图7示出了根据本发明的另一个实施方案的UAV的侧视图。UAV 420被示出为从具有C形横截面的梁411悬垂。梁411附接至顶板10的下侧，并包括直立部分412和梁的下侧处的水平条413，其中所述条具有面向顶板10的方向的第一表面414以及对面的第二表面415。UAV 420包括单个基本上镰刀形的臂430，所述臂430可枢转地连接至主体421。臂430包括推进机构458，所述推进机构458包括用于驱动轮跨第一表面414的滚动移动的一对可旋转轮460。UAV 420还包括检查装置455。

图8示意性地示出了具有顶板810的油罐800的截面图，所述顶板810被支撑在两个基本上笔直的梁811、821和基本上竖直延伸的支撑柱830上。这些梁以一定角度连接至支柱830，并各自具有相对于水平线倾斜的纵向轴线。每个梁具有条813、823，所述条813、823在基本上垂直于梁的相应竖直延伸的直立部分的平面上延伸，并具有面向顶板的第一表面和对面的第二表面，如上所述。根据本发明的UAV 120从梁811悬垂，所述UAV 120的臂处于第二位置且其转子关断。UAV 120被示出为沿梁811在虚线箭头指示的方向上移动。一旦UAV到达支撑柱830，就可接通所述UAV的转子，并且随后可将臂从第二位置移动至第一位置，然后可使UAV飞行至另一个梁821。

图9示意性地示出了具有弯曲的顶板910和弯曲的梁的仓库900的截面图。如由虚线箭头指示，UAV 120可沿基本上整个梁长度传播。

图10A、图10B和图10C示出了根据本发明的UAV 1020如何可用于清洁梁的表面11并随后测量清洁表面的性质，并且图10D示出了图10C的UAV 1020的示意性前视图。

在图10A的侧视图中，UAV 1020通过其臂从布置在顶板10的下侧处的梁11悬垂。尽管在图10A至图10C中仅示出了这些臂中的两个，但应了解，类似于图3和图4所示的UAV，UAV在UAV主体的另一侧处具有另外两个臂。UAV 1020的臂的接触表面搁置在梁的第一表面14上。UAV在可旋转臂1110的端处具有成清洁刷1111形式的操纵工具。UAV还包括呈超声规传感器1123形式的检查工具，所述超声测距传感器1123位于包括臂1120、1121和1122的连杆机构的端处。在图10A中，清洁刷1111和传感器1123都与梁11间隔开。在图10B中，臂1110被致动以旋转，使得清洁刷1111接触梁的面向刷的第二表面15。接下来，在与第二表面接触的同时驱动刷旋转，优选地在此期间，UAV的搁置在第一表面上的轮被驱动以使UAV沿梁的纵向方向移动。清洁刷的操作导致第二表面的至少一部分15a被清洁刷清洁。

接下来，使臂1110远离第二表面15旋转，使得刷1111不再接触梁，并且UAV的轮被致动以使UAC沿梁的纵向方向进一步移动，直至UAV处于传感器1113可接触已清洁部分15a的位置为止。一旦UAV处于所述位置，就致动包括臂1120、1121和1122的连杆机构以将传感器1123压靠在已清洁表面部分15a上，以便测量梁性质。由于在测量梁性质之前清洁了表面，因此可获得梁性质(诸如厚度)的准确测量值。

图10D示意性地示出了图10C的UAV的前视图，同时更详细地示出了UAV的前侧处的可旋转臂1040和1030附近的两个前侧邻接元件1023a、1024b。两个可旋转后臂具备类似邻接元件，如图10A至图10C所示。邻接元件远离彼此且从转子1022延伸。

当UAV的转子1022被致动以使得UAV在空气中悬停为两个臂处于第一位置(未示出)时，邻接元件的上表面用作用于相对于梁11定位UAV的引导件。当邻接元件1023a、1024b的顶表面接触梁的第二表面15时，臂从其第一位置移动至图10D所示的第二位置，从而允许UAV从梁悬垂，同时邻接元件1023a、1024b与梁间隔开。

本发明可在不背离其精神或基本特性的情况下采用其它特定形式实施。所描述的实施方案在所有方面应被视为仅为说明性的而不是限制性的。因此，由随附权利要求而非上文描述指定本发明的范围。对于本领域技术人将显而易见的是，可设想本发明的替代和等效实施方案并将其付诸实践。在权利要求的等效物的含义和范围内的所有改变都应涵盖在权利要求的范围内。

Claims (28)

1.一种用于检查和/或操纵顶板或甲板(10)的下侧处的梁(11)的方法，其中所述梁(11)包括条(13)，所述条(13)具有面向所述下侧并且所述下侧间隔开的第一表面(14)以及背离所述第一表面(14)的第二表面(15)，所述方法包括：

-提供无人飞行器UAV(20)，所述UAV包括：

主体(21)，所述主体(21)包括具有顶表面(24)的邻接元件(23)，所述顶表面(24)适于邻接所述条(13)的所述第二表面(15)；

数个转子(22)，所述数个转子(22)用于在向上方向上对所述UAV(20)施加推进力，其中所述转子(22)由所述主体(21)支撑并布置在所述顶表面(24)下方；

第一臂(30)，所述第一臂(30)可枢转地连接至所述主体(21)，所述第一臂(30)具有用于接触所述第一表面(14)的端部(32)，其中所述第一臂(30)可在第一位置与第二位置之间相对于所述主体(21)移动，在所述第一位置中当投影至平行于所述顶表面(24)的平面上看时，所述端部(32)与所述顶表面(24)隔开，在所述第二位置中所述臂(30)的所述端部(32)布置在所述顶表面(24)的上方；以及

检查和/或操纵工具(55)；

所述方法还包括以下步骤：

-当所述第一臂(30)处于所述第一位置时，控制所述转子以向所述UAV(20)施加推进力以用于使所述UAV朝所述梁(11)飞行，使得所述顶表面(24)接近所述条(13)的所述第二表面(15)；

-当所述邻接元件(23)的所述顶表面(24)接触所述条(13)的所述第二表面(15)时，将所述第一臂(30)从所述第一位置移动至所述第二位置，使得将所述第一臂(30)的所述端部(32)移动至所述条(13)的所述第一表面(14)竖直上方的位置，且优选地使得所述第一表面(14)布置在所述主体(21)与所述第一臂(30)的所述端部(32)之间；

-控制所述转子(22)以减小向上的推进力，直至所述UAV(20)从所述梁(11)悬垂为止，其中所述臂(30)的所述端部(32)与所述条(13)的所述第一表面(14)接触且由所述第一表面(14)支撑；以及

-当所述UAV(20)从所述梁悬垂时，使用所述检查和/或操纵工具(55)来检查和/或操纵所述梁(11)。

2.如权利要求1所述的方法，其中当所述UAV(20)从所述梁(11)悬垂时，所述顶表面(24)与所述第二表面(15)间隔开。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述UAV(20)还包括：

第二臂(40)，所述第二臂(40)可枢转地连接至所述主体(21)，所述第二臂(40)具有用于接触所述第一表面(14)的端部(42)，其中所述第二臂(40)可相对于所述主体(21)在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置中当投影至平行于所述顶表面(24)的平面上看时，所述端部(42)与所述顶表面(24)隔开，在所述第二位置中第二臂(40)的所述端部(42)布置在所述顶表面(24)的上方；

所述方法还包括：当所述邻接元件(23)的所述顶表面(24)接触所述条(13)的所述第二表面(15)时：

-将所述第二臂(40)从所述第一位置移动至所述第二位置，使得将所述第二臂(40)的所述端部(42)移动至所述条(13)的所述第一表面(14)竖直上方的位置，且优选地使得所述第一表面布置在所述主体(21)与所述第二臂(40)的所述端部(42)之间；

并且其中，当控制所述转子(22)以减小向上的推进力直至所述UAV(20)处于悬垂位置时，其中所述UAV由所述第一臂(30)和所述第二臂(40)的接触所述条(13)的所述第一表面(14)的所述端部(32)和所述端部(42)支撑在所述梁上。

4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括：当所述UAV(120)从所述梁悬垂时，使用所述UAV的推进机构(158；258；358；458；558)来在所述推进机构与所述梁(11)接触的同时，优选地在关断所述转子(122)的同时，使所述UAV(120)沿所述梁(11)移动。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述推进机构(158；258；358；458；558)包括一个或多个可旋转轮(160；260；360；460；560)，其中所述轮包括在所述第一臂(130)的所述端部(132)和/或所述第二臂(140)的所述端部(142)中；和/或作为所述邻接元件(323)的所述顶表面(325)的一部分。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述轮(160；260；360；460；560)中的至少一个优选地由所述UAV(20)的电动机驱动。

7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述UAV包括呈用于清洁所述梁的一部分的清洁设备形式的操纵工具，并且包括用于检查所述梁的一部分的检查工具，所述方法包括：当所述UAV处于所述UAV被支撑在所述梁上的悬垂位置时：

操作所述清洁设备以清洁所述梁的一部分；

将所述检查工具定位在所述梁的清洁位置处，并使用所述检查工具来检查所述清洁位置。

8.一种用于检查和/或操纵顶板或甲板(10)的下侧处的梁(11)的无人飞行器UAV(20)，其中所述梁包括条(13)，所述条(13)具有面向所述下侧并且所述下侧间隔开的第一表面(14)以及背离所述第一表面(14)的第二表面(15)，所述梁还包括从所述第一表面(14)向上延伸的直立部分(12)，并且其中所述第一表面从所述直立部分的任一侧延伸，所述UAV包括：

主体(21)，所述主体(21)包括具有顶表面(24)的邻接元件(23)，所述顶表面(24)适于邻接所述条(13)的所述第二表面(15)；

数个转子(22)，所述数个转子(22)由所述主体(21)支撑，所述转子布置在所述顶表面(24)的下方，并且适于在向上方向上对所述UAV施加推进力；

第一臂(30)，所述第一臂(30)可枢转地连接至所述主体(21)，所述第一臂(30)具有用于接触所述第一表面(14)的端部(32)，所述第一臂(30)可在第一位置与第二位置之间相对于所述主体(21)移动，在所述第一位置中当投影至平行于所述顶表面(24)的平面上看时，所述端部(32)与所述顶表面(24)隔开，在所述第二位置中所述第一臂(30)的所述端部(32)布置在所述顶表面(24)的上方；

第二臂(40)，所述第二臂(40)可枢转地连接至所述主体(21)，所述第二臂(40)具有用于接触所述第一表面(14)的端部(42)，所述第二臂(40)可相对于所述主体(21)在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置中当投影至平行于所述顶表面(24)的平面上看时，所述端部与所述顶表面(24)隔开，在所述第二位置中第二臂(40)的所述端部(42)布置在所述顶表面(24)的上方；以及

检查和/或操纵工具(55；155a、155b)，所述检查和/或操纵工具(55；155a、155b)用于检查和/或操纵所述梁或其一部分；

其中所述第一臂(30)的所述端部(32)和所述第二臂(40)的所述端部(42)各自包括适于接触所述第一表面(14)的接触表面(33、43)，每个接触表面在其对应臂处于所述第二位置时面向所述UAV的所述主体(21)，其中在其相应第二位置中，所述第一臂能够在所述梁的所述直立部分的一侧上搁置在所述上表面的一部分上，并且所述第二臂能够在所述梁的所述直立部分的相对侧上搁置在所述上表面的一部分上。

9.如权利要求8所述的UAV，其中所述接触表面被配置为在所述臂处于所述第二位置时在所述梁的所述直立部分的任一侧上彼此间隔开地布置。

10.如权利要求8或9所述的UAV，其中所述第一臂和所述第二臂布置成使得当它们从所述第一位置移动至所述第二位置时，在所述第一臂的所述接触表面与所述第二臂的所述接触表面之间的横向距离在所述移动期间连续减小。

11.如权利要求8-10中任一项所述的UAV(20)，其中当处于其第一位置时，所述臂(30、40)完全布置在穿过所述顶表面(24)的平面(P)下方，所述平面(P)平行于所述转子延伸的平面(R)。

12.如权利要求8-11中任一项所述的UAV(20)，其中当处于其第一位置时，所述臂(30、40)完全布置在所述转子延伸的平面(R)与平行于所述平面(R)的穿过所述顶表面(24)的平面(P)之间。

13.如权利要求8-12中任一项所述的UAV(20)，其中当所述臂(30、40)处于其第一位置时，所述UAV(20)的所有部分完全布置在所述顶表面(24)的面向所述主体(21)的一侧。

14.如权利要求8-13中任一项所述的UAV(20)，其中所述UAV(20)适于在所述臂(30、40)处于其第一位置的情况下接近所述梁(11)，并且适于在所述臂(30、40)处于其第二位置的情况下在悬垂位置中从所述梁(11)悬垂，其中所述UAV(20)由所述臂(30、40)的端部所述(32、42)支撑，其中所述端部(32、42)接触所述条(13)的所述第一表面(14)。

15.如权利要求8-14中任一项所述的UAV(120)，其中所述检查和/或操纵工具包括适于测量所述梁的厚度的一个或多个传感器(155)，优选地，其中所述一个或多个传感器布置在所述第一臂(130)和/或所述第二臂(140)上，更优选地，其中所述一个或多个传感器(155)适于确定所述梁(11)的基本上垂直于所述条的所述第一表面(14)延伸的一部分(12)的厚度。

16.如权利要求8-15中任一项所述的UAV(20)，其中所述检查和/或操纵工具(55)包括用于清洁所述梁的一部分的清洁设备，优选地，其中所述清洁设备包括钢刷。

17.如权利要求8-16中任一项所述的UAV(120)，其中所述UAV(120)还包括适于在与所述梁(11)进行接触的同时使所述UAV(120)沿所述梁(11)移动的推进机构(158；258；358；458；558)。

18.如权利要求17所述的UAV(120)，其中所述推进机构(158；258；358；458)包括可旋转轮(160；260；360；460；560)，其中每个轮包括在所述第一臂(130)、所述第二臂(140)和所述邻接元件中的一者中。

19.如权利要求17或18所述的UAV(120)，其还包括用于驱动所述轮(160；260；360；460；560)中的一个或多个的旋转的电机。

20.如权利要求8-19中任一项所述的UAV(220)，其中所述第一臂(230)和/或所述第二臂(240)还具备对准装置(265、266)，所述对准装置(265、266)适于

在所述臂(230、240)处于所述第二位置时在所述条(13)与所述甲板或顶板(10)的所述下侧之间接触所述梁(11)的一部分(12)。

21.如权利要求8-20中任一项所述的UAV(220)，其中所述第一臂(230)和/或所述第二臂(240)都具备对准装置(265、266)，所述对准装置(265、266)用于在所述臂(230、240)处于所述第二位置时在所述条(13)与所述甲板或顶板(10)的所述下侧之间接触所述梁(11)的一部分(12)的对面的表面。

22.如权利要求8-21中任一项所述的UAV(20)，其中所述第一臂(30)与所述第二臂(40)彼此相对地布置，使得当所述臂从所述第一位置移动至所述第二位置时，所述臂的所述端部接近彼此。

23.如权利要求8-22中任一项所述的UAV(20)，其中所述检查和/或操纵工具(55；155a、155b)布置在所述第一臂和/或所述第二臂上，或位于所述UAV的所述主体上或在所述UAV的单独臂上，以使得当所述UAV从所述梁悬垂时，所述工具可朝着和远离所述梁移动。

24.如权利要求8-23中任一项所述的UAV(20)，其中所述主体(21)与所述第一臂(30)和/或所述第二臂(40)之间的可枢转连接件的位置是可机械调节的，优选地其方式使得所述第一臂与所述第二臂的所述可枢转连接件之间的距离是可调节的。

25.如权利要求8-24中任一项所述的UAV(20)，其中所述第一臂(30)和/或所述第二臂(40)具有非线性形状，优选地是镰刀形、钩形或L形。

26.如权利要求8-25中任一项所述的UAV(120)，其还包括第三臂(570)和第四臂(580)。

27.如权利要求8-26中任一项所述的UAV(20)，其中所述检查和/或操纵工具(55；155a、155b)布置在所述臂(30、40、50)中的一个的端部上，或优选地布置在单独的非支撑臂(50)上。

28.如权利要求8-27中任一项所述的UAV，其中所述第一臂和所述第二臂各自在其相应端部处具备一个或多个轮，其中所述第一臂和所述第二臂被配置为使得当所述臂处于第二位置时，所述第一臂的所述轮的一个或多个旋转轴线与所述第二臂的所述一个或多个轮基本上相交，和/或当所述臂处于第二位置时，所述第二臂的所述轮的一个或多个旋转轴线与所述第一臂的所述一个或多个轮基本上相交。

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