CN116472183A - 用于在管道上行进的具有三个铰接轮的磁性爬行器 - Google Patents

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Abstract

提供了一种被配置成在铁磁性圆柱形表面上行进并检查该表面的磁性爬行器。该爬行器包括底盘、被配置成控制爬行器的控制器、被配置成在控制器的控制下检查圆柱形表面的探头、以及被配置成与圆柱形表面沿切向接触并磁性附着到圆柱形表面上的三个铰接磁性轮。所述轮包括两个驱动轮，这两个驱动轮分别通过两个铰接接头联接至底盘，并被配置成通过在控制器的控制下由相应的驱动电动机围绕各自的驱动旋转轴线独立地主动旋转这两个驱动轮而在圆柱形表面上沿着期望的方向驱动爬行器；以及后轮，其通过后铰接接头联接至底盘，并且被配置成响应于所述两个驱动轮的主动旋转围绕后驱动旋转轴线被动地旋转。

Description

用于在管道上行进的具有三个铰接轮的磁性爬行器
技术领域
本公开总体上涉及一种仅具有三个铰接轮并且能够行进和检查铁磁性管道及其它弯曲表面的磁性爬行器。
背景技术
石油和天然气行业中面临的最大挑战之一是定期检查炼油厂、天然气厂、海上平台以及其它工厂和设施中的高架资产。这些资产包括在检查工作中难以接近的高架管道和结构。通常，检查它们的唯一可行的方法是搭建脚手架，以便检查员接近该资产并进行人工检查。这种脚手架不仅昂贵，并且对于频繁的检查来说是一个很大的成本障碍，并且造成主要为坠落和绊倒危险形式的安全问题。
正是考虑到本领域中的这些和其它问题，本公开旨在提供一种有效的磁性爬行器的技术方案，该磁性爬行器仅具有三个铰接磁性轮，用于在铁磁性弯曲表面上行进和检查。
发明内容
根据本公开的第一方面，提供了一种被配置成在铁磁性圆柱形表面上行进并检查该铁磁性圆柱形表面的磁性爬行器。该磁性爬行器包括：底盘；联接至底盘并被配置成控制磁性爬行器的控制器；联接至底盘并被配置成在控制器的控制下检查铁磁性圆柱形表面的探头；以及联接至底盘并且被配置成与圆柱形表面沿切向接触并磁性附着到圆柱形表面上的三个铰接磁性轮。这三个磁性轮包括：右驱动轮和左驱动轮，它们分别通过右铰接接头和左铰接接头联接至底盘，并被配置成在控制器的控制下通过使用相应的右驱动电动机和左驱动电动机围绕各自的右驱动旋转轴线和左驱动旋转轴线独立地主动旋转而在圆柱形表面上沿着期望的方向驱动磁性爬行器；以及后轮，其通过后铰接接头联接至底盘，并且被配置成响应于右驱动轮和左驱动轮的主动旋转围绕后驱动旋转轴线被动地旋转。右铰接接头和左铰接接头分别提供右驱动轮和左驱动轮相对于底盘围绕各自的右倾斜旋转轴线和左倾斜旋转轴线的单个旋转自由度，以使右驱动轮和左驱动轮相对于底盘倾斜，并保持与圆柱形表面的曲率相切。后铰接接头提供后轮相对于底盘围绕后倾斜旋转轴线和垂直于后倾斜旋转轴线的回转旋转轴线的两个旋转自由度，所述后倾斜旋转轴线用于使后轮相对于底盘倾斜并保持与圆柱形表面的曲率相切，所述回转旋转轴线用于响应于磁性爬行器的驱动使后轮相对于底盘沿着期望的方向回转。
在与上述实施例一致的一个实施例中，所述右驱动轮和所述左驱动轮还被配置成在控制器的控制下使用它们各自的右驱动电动机和左驱动电动机沿着向前或向后的方向围绕它们各自的右驱动轴线和左驱动轴线独立地主动旋转。
在与上述实施例一致的一个实施例中，所述磁性爬行器还包括角度测量传感器，该角度测量传感器联接至底盘，并被配置成在控制器的控制下测量三个磁性轮相对于底盘的相应倾斜角度，并且测量后轮相对于底盘的回转角度。
在与上述实施例一致的一个实施例中，所述控制器还被配置成通过使用测量的角度控制右驱动轮和左驱动轮的驱动而将磁性爬行器在圆柱形表面上保持在期望的轨迹上。
在与上述实施例一致的一个实施例中，所述期望的轨迹是具有圆柱形表面的期望螺距的螺旋路径。
在与上述实施例一致的一个实施例中，所述探头包括超声波测试(UT)传感器，该传感器被配置成在控制器的控制下无损地测量圆柱形表面的厚度，并且所述控制器还被配置成通过控制UT传感器测量表面厚度并同时控制右驱动轮和左驱动轮沿着螺旋路径的驱动而在整个圆柱形表面上执行表面厚度的二维测绘。
在与上述实施例一致的一个实施例中，所述控制器还被配置成使用测量的角度和磁性爬行器的几何形状来估计磁性爬行器相对于圆柱形表面的姿态。
在与上述实施例一致的一个实施例中，所述后铰接接头被配置成实现后轮围绕后回转旋转轴线的360°旋转。
在与上述实施例一致的一个实施例中，所述探头包括超声波测试(UT)传感器，该传感器被配置成在控制器的控制下无损地测量圆柱形表面的厚度。
在与上述实施例一致的一个实施例中，所述圆柱形表面是碳钢管道或容器的一部分。
根据本公开的另一个方面，提供了一种使用磁性爬行器在铁磁性圆柱形表面上行进和检查的自动化方法。所述磁性爬行器包括底盘、联接至底盘的控制器、联接至底盘的探头、以及联接至底盘的三个铰接磁性轮。所述三个磁性轮包括分别通过右铰接接头和左铰接接头联接至底盘的右驱动轮和左驱动轮、以及通过后铰接接头联接至底盘的后轮。所述方法包括：在控制器的控制下通过探头检查铁磁性圆柱形表面；通过三个铰接磁性轮与圆柱形表面沿切向接触并磁性附着到圆柱形表面上；通过在控制器的控制下使用相应的右驱动电动机和左驱动电动机围绕各自的右驱动旋转轴线和左驱动旋转轴线独立地主动旋转右驱动轮和左驱动轮而在圆柱形表面上沿着期望的方向驱动磁性爬行器；响应于右驱动轮和左驱动轮的主动旋转围绕后驱动旋转轴线被动地旋转后轮；相对于底盘倾斜右驱动轮和左驱动轮，同时使用相应的右铰接接头和左铰接接头使它们保持与圆柱形表面的曲率相切，以分别提供右驱动轮和左驱动轮相对于底盘围绕各自的右倾斜旋转轴线和左倾斜旋转轴线的单个旋转自由度；以及使后轮相对于底盘倾斜，同时保持与圆柱形表面的曲率相切，并且响应于磁性爬行器的驱动使用后铰接接头使后轮相对于底盘沿着期望的方向回转，以提供后轮相对于底盘围绕后倾斜旋转轴线和垂直于后倾斜旋转轴线的回转旋转轴线的两个旋转自由度。
在与上述方法一致的一个实施例中，主动地旋转右驱动轮和左驱动轮包括在控制器的控制下使用它们各自的右驱动电动机和左驱动电动机围绕它们各自的右驱动轴线和左驱动轴线独立地向前或向后主动旋转右驱动轮和左驱动轮。
在与上述方法一致的一个实施例中，所述磁性爬行器还包括联接至底盘的角度测量传感器，并且所述方法还包括使用由控制器控制的角度测量传感器来测量三个磁性轮相对于底盘的相应倾斜角度，并且测量后轮相对于底盘的回转角度。
在与上述方法一致的一个实施例中，所述方法还包括由控制器通过使用测量的角度控制右驱动轮和左驱动轮的驱动而将磁性爬行器在圆柱形表面上保持在期望的轨迹上。
在与上述方法一致的一个实施例中，所述期望的轨迹是具有圆柱形表面的期望螺距的螺旋路径。
在与上述方法一致的一个实施例中，所述探头包括超声波测试(UT)传感器，并且所述方法还包括在控制器的控制下使用该UT传感器无损地测量圆柱形表面的厚度，并且由控制器通过控制UT传感器测量表面厚度同时控制右驱动轮和左驱动轮沿着螺旋路径的驱动而在整个圆柱形表面上执行表面厚度的二维测绘。
在与上述方法一致的一个实施例中，所述方法还包括由控制器使用测量的角度和磁性爬行器的几何形状来估计磁性爬行器相对于圆柱形表面的姿态。
在与上述方法一致的一个实施例中，所述方法还包括通过后铰接接头实现后轮围绕后回转旋转轴线的360°旋转。
在与上述方法一致的一个实施例中，所述探头包括超声波测试(UT)传感器，并且所述方法还包括在控制器的控制下使用该UT传感器无损测量圆柱形表面的厚度。
在与上述方法一致的一个实施例中，所述圆柱形表面是碳钢管道或容器的一部分。
可以使用在本文中公开的各种实施例和实施方案的任何组合。可以通过阅读下文中的一些实施例的说明以及附图和权利要求，能够理解这些和其它方面以及特征。
附图说明
图1示出了一个实施例的仅具有三个铰接磁性轮并且在检查圆柱形表面的同时在铁磁性圆柱形表面上行进的示例性磁性爬行器。
图2是一个实施例的仅具有用于在弯曲的铁磁性表面(例如碳钢管道)上行进的三个铰接磁性轮的示例性磁性爬行器的剖视图。
图3A-3B是一个实施例的仅具有分别在平坦和弯曲表面上行进的三个铰接磁性轮的示例性磁性爬行器的前视图，并且示出了左驱动轮和右驱动轮沿着倾斜方向的旋转自由度。
图4A-4C是一个实施例的仅具有三个铰接磁性轮的示例性磁性爬行器的俯视图，示出了后轮沿着回转方向的旋转自由度，其中后轮分别向左回转、居中和向右回转。
图5是一个实施例的仅具有三个铰接磁性轮的示例性磁性爬行器的俯视图，示出了后轮沿着回转方向的360°旋转自由度。
图6A-6C是一个实施例的仅具有三个铰接磁性轮的示例性磁性爬行器的前视图，示出了后轮沿着倾斜方向的旋转自由度，其中后轮分别向左倾斜、居中和向右倾斜。
图7示出了一个实施例的仅具有三个铰接磁性轮的示例性磁性爬行器在铁磁性圆柱形表面(在此情况下是管道)上行进时的形态。
图8A-8B是一个实施例的仅具有三个铰接磁性轮的示例性磁性爬行器在管道上行进时的后视图，分别示出了与管道表面沿切向接触之前和之后的后轮。
图9A-9C是一个实施例的仅具有三个铰接磁性轮的示例性磁性爬行器的俯视图，示出了后轮相对于爬行器底盘的回转相对于居中取向的示例性角度测量值，其中后轮分别向左回转、居中和向右回转。
图10A-10B是一个实施例的仅具有三个铰接磁性轮的示例性磁性爬行器的前视图，示出了分别在弯曲和平坦表面上右驱动轮和左驱动轮相对于爬行器底盘的倾斜相对于参考方向的示例性角度测量值。
图11A示出了一个实施例的仅具有三个铰接磁性轮的示例性磁性爬行器在管道上沿着螺旋路径行进时的形态。
图11B是图11A的磁性爬行器的放大后视图，示出了后轮在倾斜方向上被动调节以在螺旋路径上追随管道的弯曲表面。
图12是一个实施例的使用仅具有三个铰接磁性轮的磁性爬行器在铁磁性圆柱形表面上行进和检查的示例性自动化方法的流程图。
应说明的是，附图是示例性的，不一定是按比例绘制的，并且在所有附图中相同或相似的特征具有相同或相似的附图标记。
具体实施方式
本公开的示例性实施例涉及一种三轮磁性爬行器，该爬行器能够在诸如管道、容器和储罐等弯曲表面上行进，也能够在平坦表面上行进。在一些这样的实施例中，当部署在管道上时，所述爬行器能够沿着管道的长度沿纵向驱动(平行于管道的轴线)，沿周向围绕管道驱动，或者这两者的组合，例如螺旋地围绕管道驱动。此外，在一些这样的实施例中，所述爬行器是自由操纵并且原地转向的，以在管道上平稳漫游。在一些这样的实施例中，所述爬行器被动地自动适应和调整至多种曲率(例如曲率半径)和管道直径，而不需要对爬行器的车辆底盘进行任何修改。在一些实施例中，所述爬行器包括或保持检查传感器，例如超声波测试(UT)传感器，这是石油和天然气行业中的一种检查技术。在一些实施例中，使用UT传感器作为检查钢材表面的无损检测技术。在一些这样的实施例中，考虑到随着时间发生的影响(例如腐蚀)，使用UT传感器来定期地测量钢材的厚度，以确保钢材的厚度不低于某个(例如预定的)临界极限，以避免泄漏、故障和意外停工等。在示例性实施例中，所述三轮爬行器设计使得能够在整个表面上进行UT测量记录，因为爬行器在铁磁性管道上具有稳健的可操控性。
如前文所述，石油和天然气行业中面临的最大挑战之一是定期检查炼油厂、天然气厂、海上平台以及其它工厂和设施中的高架资产。这些资产包括在检查工作中难以接近的高架管道和结构。即使是自动化、机械或机器人技术也面临着接近这些表面的挑战，其中许多表面是弯曲的、侧向的和颠倒的(相对于重力)。
考虑到这些和其它问题，本公开的实施例涉及允许机器人系统以经济高效的方式对这些资产进行检查(例如感测、测量)的有效技术。在一些实施例中，提供了一种具有底盘和(仅)三个附接至底盘的磁性轮的爬行器。在一些这样的实施例中，该配置包括作为前驱动轮的两个机动(或主动)磁性轮(例如右驱动轮和左驱动轮)、以及被动的后轮(例如脚轮)。在一些这样的实施例中，所述爬行器还包括用于进行铁磁性弯曲表面(例如碳钢管道中的圆柱形表面)的UT厚度测量的UT探头。在一些这样的实施例中，所述爬行器在平坦表面、容器、罐(例如储罐)和具有各种直径的管道上自由机动，并且能够在这样做的同时进行传感器测量。仅具有三个铰接磁性轮的磁性爬行器有多种变化形式，在图1-11B中示出了它们的一些示例性实施例，并在下文中说明。
图1示出了一个实施例的仅具有三个铰接磁性轮并且在检查圆柱形表面的同时在铁磁性圆柱形表面上行进的示例性磁性爬行器100。磁性爬行器100包括爬行器底盘110，该底盘110联接至(或保持或包含或以其它方式集成)诸如前驱动轮120(例如右驱动轮和左驱动轮)、后脚轮130、UT探头150和控制器160等部件。前驱动轮120和后脚轮130在倾斜方向上铰接，使得它们倾斜，以与在其上部署有它们的弯曲表面(例如管道)的曲率相匹配(例如与之沿切向接触)。此外，后脚轮130在回转方向上是铰接的，使得其枢转以遵循爬行器底盘110的行进方向。在弯曲的铁磁性表面上的这种行进期间，UT探头150进行UT厚度测量，以根据在整个圆柱形表面上行进时获得的UT厚度测量值来构建整个圆柱形表面的二维厚度轮廓(例如C扫描)。
在此，“整个”意味着一定程度的密度，例如每平方英寸一个厚度测量值。测量位置的模式例如可以是完全均匀的(例如在纵向和周向上每英寸进行一次测量)，或者是均匀分布的(例如通过特定螺距的螺旋路径覆盖整个圆柱形表面达到期望的密度)，或者是测量点的其它此类密集分布。
此外，磁性爬行器100的操作由控制器160控制，该控制器160可以是被配置(例如通过代码或逻辑设计)成执行操作控制的处理器或逻辑电路。例如，在一些实施例中，控制器160是由代码配置成控制前驱动轮120的驱动从而在弯曲的铁磁性表面沿着以期望的方向或路径操纵爬行器100的微处理器。在一些这样的实施例中，控制器160控制UT探头150的操作，例如当UT探头150对圆柱形表面进行厚度测量时。
图2是一个实施例的仅具有用于在弯曲的铁磁性表面(例如碳钢管道)上行进的三个铰接磁性轮(包括前驱动轮220和后脚轮230)的示例性磁性爬行器200的剖视图。为了便于图示，并且为了更好地解释爬行器200是如何驱动和移动的，图2示出了简化的裸爬行器底盘210，以更好地示出三个铰接轮的特征。
更详细地说，两个前轮220(驱动轮，或右驱动轮和左驱动轮)由各自的驱动电动机222独立地机动。这样，轮220可以被一致地致动和转动(例如在控制器(例如控制器160)的控制下)，以向前或向后驱动爬行器200。在一些实施例中，控制器还被代码配置成控制前驱动轮220沿着相反方向的致动(通过驱动电动机222)，以执行差速转向并使爬行器200原地转向。这些组合运动为控制器提供了足够的自由度来控制爬行器200在管道表面的任何位置漫游。
为此，后脚轮230为爬行器200提供支撑，并且是被动的(未被致动)。后轮230具有多个(例如两个)自由度，以允许后轮230在爬行器200后面滚动而不发生侧滑，同时在爬行器200移动时保持与弯曲表面沿切向接触，而不考虑诸如运动方向、管道直径或倾斜度等因素。为了实现这种稳健的机动性，在一些实施例中，爬行器200具有四个旋转轴线240：用于每个前轮220(右和左)的一个倾斜轴线242、以及用于后脚轮230的两个轴线(后倾斜轴线244和回转轴线246)。每个前轮220刚性地附接至其电动机222和铰接轮架224。每个铰接轮架224允许轮围绕轮架的旋转轴线(前倾斜旋转轴线242)旋转。这样，每个前轮220能够独立地遵循弯曲表面(例如保持切向接触)。
此外，后脚轮230附接至内轮架234(与前轮一样，为了提供围绕后倾斜旋转轴线244的旋转)，该内轮架234又连接至外轮架236(提供围绕回转旋转轴线246的旋转)，该外轮架236又连接至爬行器底盘210。外轮架236作为简单的脚轮(例如办公椅轮中的脚轮)，而内轮架234也允许滚动(或倾斜)角度旋转。后脚轮230与底盘210的这种两自由度附接增强了爬行器在管道上的总体机动性和螺旋操纵。
图3A-3B是一个实施例的仅具有分别在平坦表面20和弯曲表面40上行进的三个铰接磁性轮(驱动轮320和后轮330)的示例性磁性爬行器300的前视图，并且示出了左右驱动轮320沿着倾斜方向的旋转自由度。在此，弯曲表面40代表六英寸的管道。一般来说，弯曲表面可以是表现出曲率半径的任何弯曲的铁磁性表面，例如部分或完整的圆柱形、球形或它们的组合。曲率半径在被磁性爬行器300检查的结构上也可以变化。
更详细地参考图3A-3B，所示的自由度是由爬行器底盘310和铰接的前(右和左)轮架之间的旋转接头附件形成的。由于支架与前轮320之间的刚性附接，每个前轮320倾斜并调整其角度，以保持其自身与下面的表面之间的垂直角度(又称为切向接触，因为轮的底部与平坦表面20齐平并与弯曲表面40相切，尽可能接近线性接触)。由于可自由旋转的轮架以及当利用轮在弯曲表面上行进时轮对铁磁性光滑曲面的磁吸力，这些前轮角度调节是自动的(被动的)。换句话说，该机构被设计成增强磁性轮对表面的附着。相比之下，如果爬行器的前轮没有这种自由度，那么前轮可能会在某个点(例如非切向接触的端点)与管道接触，而不是尽可能接近完全线性接触。
图4A-4C是一个实施例的仅具有三个铰接磁性轮的示例性磁性爬行器400的俯视图，示出了后轮430沿着回转方向的旋转自由度，其中后轮430分别向左回转、居中和向右回转。这种回转允许被动的后轮430在由前(右和左)驱动轮420驱动时追随和稳定爬行器底盘410。
更详细地参考图4A-4C，后脚轮430具有沿着回转方向的第一旋转自由度，这对于支撑和平衡爬行器底盘410很重要。因此，后轮430用作支撑轮，同时它还使车(爬行器)易于转向，并且轮430在爬行器400后面被动地滚动，而没有任何侧滑。在一些实施例中，该自由度是由直接附接至爬行器底盘410的旋转接头形成的。
图5是一个实施例的仅具有三个铰接磁性轮的示例性磁性爬行器500的俯视图，示出了后轮530沿着回转方向的360°旋转自由度。在此，后轮530的回转附件从爬行器底盘510的其余部分延伸得足够远，使得后轮530能够沿着顺时针和逆时针方向回转完整的360°。
更详细地参考图5，爬行器500是比先前的实施例更长的版本，以适应后轮530相对于底盘510的更长的附接和相应的360°回转。该特征允许爬行器的传动系统的附加能力，即，反向行进。该特征是通过在爬行器500的背面产生足够的空间增加的，该空间允许脚轮530旋转360度。这样，爬行器500能够向前和向后驱动，而没有任何侧滑。
图6A-6C是一个实施例的仅具有三个铰接磁性轮的示例性磁性爬行器600的前视图，示出了后轮630沿着倾斜方向的旋转自由度，其中后轮630分别向左倾斜、居中和向右倾斜。
更详细地参考图6A-6C，在一些实施例中，后轮的第二自由度是由外后轮架与内后轮架之间的旋转接头附件形成的。这样，第二自由度(倾斜)独立于连接至爬行器的底盘610的第一自由度(回转)。该接头允许车在轮与管道保持良好接触的同时进行螺旋运动。此外，由于这种接头允许自由和被动旋转，因此实际上对于所有可用的管道尺寸(例如直径至少为6英寸的所有管道)来说，轮与管道保持适当的接触。
图7示出了一个实施例的仅具有三个铰接磁性轮(包括两个驱动轮720和一个后轮730)的示例性磁性爬行器700在铁磁性圆柱形表面(在此情况下是管道40)上行进时的形态。爬行器700沿着螺旋路径经过管道40(例如既横向于纵向又横向于周向)。
更详细地参考图7，在此所示的磁性爬行器700是在六英寸管道40顶部的简化(裸)三轮爬行器700。爬行器700沿着螺旋路径驱动。该螺旋路径激活前轮720和后轮730上的所有四个旋转关节。该螺旋路径使每个轮720和730围绕其前述(倾斜)旋转轴线倾斜，以允许轮与管道在该复杂路径上适当接触，同时还使后轮730围绕其回转旋转轴线回转，以允许后轮730适当地追随爬行器700的其余部分。
图8A-8B是一个实施例的仅具有在管道40上行进的三个铰接磁性轮(包括两个驱动轮820和一个后轮830)的示例性磁性爬行器800的后视图，分别示出了与管道表面沿切向接触之前和之后的后轮830。
更详细地参考图8A-8B，磁性爬行器800在六英寸管道40上沿着螺旋路径机动。图8A示出了在倾斜后轮830(并且仅形成与管道40的接触点831)之前后轮的第二自由度。也就是说，脚轮830在单个点831(例如轮830底部的端点)与管道40接触。这会降低磁性附着力，并且可能划伤管道的外表面。相比之下，图8B示出了在倾斜后轮830(并且使接触线833或切向接触尽可能接近直线)之后后轮的第二自由度。这样，在脚轮830与管道40之间存在适当的接触线833。此外，该接触线833使后轮830与管道表面之间的磁力最大化。对于两个前铰接(驱动)轮820也是如此。
在一些实施例中，从四个自由度利用的另一个重要特征是通过测量这些自由度的角度获得的。如前文所述，自由度为磁性爬行器提供了以各种形态或轨迹机动的能力，例如在弯曲表面上沿周向、螺旋地和沿纵向机动。为了将爬行器保持在期望的轨迹上，在一些实施例中，来自自由度的测量角度反馈被输入到控制器(例如控制器160)中，该控制器被代码配置成向驱动电动机提供必要的校正反馈，以将爬行器保持在期望的轨迹上。例如，可以使用电位计、编码器或这些关节的任何其它形式的角度测量传感器来感测角度反馈。
图9A-9C是一个实施例的仅具有三个铰接磁性轮的示例性磁性爬行器900的俯视图，示出了后轮930相对于爬行器底盘910的回转939相对于居中取向的示例性角度测量值，其中后轮930分别向左回转939、居中和向右回转939。由于后轮930追随爬行器底盘910，因此后轮930的回转939的量代表爬行器900偏离直线路径的程度(相对于爬行器900在其上移动的表面)。
更详细地参考图9A-9C，回转939代表需要通过反馈来校正以保持爬行器900沿直线行进的脚轮930的角度。如果脚轮930偏离中心线(例如图9A和9C，具有非零回转量)，那么校正角度939(即，虚线与实线参考线之间的角度)会被输入到控制器中，该控制器被编程以命令驱动电动机进行相应的调整，以将脚轮930保持在顺直的形态(例如图9B)。
图10A-10B是一个实施例的仅具有三个铰接磁性轮(包括两个驱动轮1020和一个后轮1030)的示例性磁性爬行器1000的前视图，示出了分别在弯曲表面40和平坦表面20上相对于爬行器底盘1010的左右驱动轮1020的倾斜1027相对于参考方向的示例性角度测量值。在此，倾斜1027是由一个部件测量的，该部件的取向相对于爬行器底盘1010(如用竖直线或虚线所示)直接随着所述倾斜(在此情况下是轮架1024，如实线所示)而变化。
更详细地参考图10A-10B，图10A示出了爬行器1000沿着管道40的长度纵向经过弯曲表面(或管道)40(在这个实例中是在管道40的顶部)。当爬行器1000沿着管道的顶部纵向行进时，爬行器1000保持(或者更具体地说，控制器被编程为使用测量的角度来驱动轮电动机以保持)两个驱动轮1020的相同倾斜度(但是方向相反)，并且后轮1030不倾斜或回转。若爬行器1000开始向右或向左漂移，则倾斜角度会不同，并且控制器被进一步编程为使用该反馈来控制驱动电动机以操纵和校正爬行器的路线(通过驱动轮1020)，以将爬行器1000在管道40顶部保持在直线上。图10B示出了控制器是如何被编程来确定爬行器1000何时处于平坦表面20上的，因为在爬行器1000沿着直线方向移动时，不会测量到轮的倾斜或回转。
图11A示出了一个实施例的仅具有三个铰接磁性轮的示例性磁性爬行器1100在管道40上沿着螺旋路径行进时的形态。图11B是图11A的磁性爬行器1100的放大后视图，示出了后轮1130在倾斜方向上被动调节以在螺旋路径上追随管道40的弯曲表面。
更详细地参考图11A-11B，爬行器1100以螺旋方式经过管道40的表面。在此，关节接头的实测角度被输入到控制器中。控制器被编程或以其它方式配置(例如通过代码或逻辑)成检测实测角度中的任何偏差以及采用期望的螺距时预期的偏差。控制器还被编程或以其它方式配置成使用任何这种实测偏差来调整驱动轮的驱动，以使爬行器1100返回到行进的期望螺距，并确保沿着期望的螺旋的适当精确轨迹。
在螺旋路径上行进的爬行器1100示出了四个自由度对于三个铰接磁性轮的重要性。当爬行器1100在管道40上开始沿螺旋路径行进时，脚轮1130的第二自由度(倾斜)因其被动的自动调整设计而旋转。图11B中示出了调整后的旋转角度1135。这个角度1135对于不同的螺旋轨迹是变化的，这取决于诸如螺距等因素。控制器还被配置成使用来自该关节的反馈(例如角度测量反馈)来确保爬行器1100在期望的螺旋路径上行进而没有明显的偏差，并且控制驱动轮的驱动以校正或补偿检测到的任何显著偏差。
控制器(例如控制器160)被编程或以其它方式配置成控制磁性爬行器的各个方面。在示例性实施例中，控制器被编程为控制驱动电动机独立地为两个磁性驱动轮提供动力，以在铁磁性弯曲表面上操纵磁性爬行器。在一些这样的实施例中，控制器被编程为控制爬行器上的探头，以在表面上机动的同时检查该表面。在一些实施例中，控制器被编程为使用来自四个旋转关节中的每一个的角度测量反馈作为反馈，以调整爬行器的驱动，使得爬行器在弯曲表面上达到或保持期望的轨迹。
在一些实施例中，控制器被编程为将基于爬行器的几何形状(例如旋转轴线的位置)和来自旋转接头的角度数据的爬行器数学模型组合成爬行器的姿态及其相对于管道的取向的精确估计。在一些这样的实施例中，控制器还被配置成使用该姿态估计来将爬行器保持在期望的轨迹上。在一些这样的实施例中，控制器还被编程为通过将姿态估计与从惯性测量单元(IMU)、卫星导航装置(例如GPS)或周围环境的已知几何形状(例如爬行器经过的管道直径)等获得的进一步数据融合来提高该姿态估计和路线轨迹保持的精度。
在一些实施例中，控制器被编程为使用来自关节角度测量的反馈来更好地控制和追随磁性爬行器的轨迹。在一些这样的实施例中，控制器被编程为控制探头(例如UT厚度传感器)周期性地或连续地检查表面，同时将该检查数据与从其获得数据的管道表面上的确定位置相关联，从而控制在该轨迹上进行弯曲的铁磁性表面的检查扫描。在一些这样的实施例中，控制器还被编程为通过增强检查数据与被检查管道的表面上的位置之间的相关性来增强检查扫描的质量(例如通过使用更好的姿态估计、爬行器导航或旋转接头的角度测量等)。
在一些实施例中，控制器被编程为控制附接至爬行器的UT厚度探头以B扫描(或连续线性)方式进行管道的厚度测量，例如沿着管道的长度纵向地(平行于管道轴线)进行或围绕管道的圆周周向地(与管道轴线上的点等距)进行。在一些实施例中，控制器被编程为控制UT厚度探头以C扫描(或完整的二维表面测绘)方式进行管道的厚度测量。在一些这样的实施例中，控制器被编程为通过以足够小的螺旋节距沿着螺旋路径经过管道来进行C扫描，以覆盖管道的表面(例如达到UT厚度测量位置的期望密度，以有效地产生整个管道的二维表面区域的表面厚度图)。
在一些实施例中，所述的移动系统(例如三个铰接磁性轮，具有两个独立驱动的主动轮和一个被动后轮，在所有三个轮上都具有倾斜旋转接头，并且在后轮上也具有回转旋转接头)不仅允许磁性爬行器(由被编程为控制爬行器的控制器控制)在凸面(例如管道、直管、储罐等的外表面)上行进，而且允许在凹面(例如管道的内表面以及弯管的外表面(例如既有凸形部分又有凹形部分的弯管或弯管接头))上行进。
参考图1-11B，在一些示例性实施例中，提供了一种在铁磁性圆柱形表面(例如管道40或储罐)上行进并对其进行检查的磁性爬行器(例如磁性爬行器100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000或1100)。该磁性爬行器包括底盘(例如爬行器底盘110、210、310、410、510、610、910或1010)、联接至底盘的控制器(例如控制器160)、联接至底盘的探头(例如UT探头150)、以及联接至底盘的三个铰接磁性轮。所述控制器(例如微处理器)被代码配置为控制磁性爬行器。所述探头在控制器的控制下检查铁磁性圆柱形表面。所述三个铰接磁性轮包括两个(右和左)驱动轮(例如驱动轮120、220、320、420、720、820或1020)和一个被动后轮(例如后轮130、230、330、430、530、630、730、830、930、1030或1130)。磁性轮与圆柱形表面沿切向接触(例如线性地或尽可能接近一条线)，并磁性附着到圆柱形表面上。
右驱动轮和左驱动轮分别通过右铰接接头和左铰接接头(例如轮架224或1024)联接至底盘。此外，在控制器的控制下，通过使用相应的右驱动电动机和左驱动电动机(例如驱动电动机222)围绕各自的右驱动旋转轴线和左驱动旋转轴线独立地主动旋转，右驱动轮和左驱动轮在圆柱形表面上沿着期望的方向(例如纵向、周向或螺旋)驱动磁性爬行器。后轮通过后铰接接头(例如内脚轮架234和外脚轮架236)联接至底盘。此外，后轮响应于右驱动轮和左驱动轮的主动旋转而被动地围绕后驱动旋转轴线旋转。
右铰接接头和左铰接接头分别提供右驱动轮和左驱动轮相对于底盘围绕各自的右倾斜旋转轴线和左倾斜旋转轴线(例如前倾斜旋转轴线242)的单个旋转自由度，以使右驱动轮和左驱动轮相对于底盘倾斜，并保持与圆柱形表面的曲率相切。后铰接接头提供后轮相对于底盘围绕后倾斜旋转轴线(例如后倾斜旋转轴线244)和垂直于后倾斜旋转轴线的回转旋转轴线(例如回转旋转轴线246)的两个旋转自由度。后倾斜旋转轴线使后轮相对于底盘倾斜，并且保持与圆柱形表面的曲率相切。回转旋转轴线响应于磁性爬行器的驱动使后轮相对于底盘沿着期望的方向回转。
在一个实施例中，右驱动轮和左驱动轮在控制器的控制下使用它们各自的右驱动电动机和左驱动电动机沿着向前或向后的方向围绕它们各自的右驱动旋转轴线和左驱动旋转轴线独立地主动旋转(以实现差动转向和原地转向)。在一个实施例中，所述磁性爬行器还包括联接至底盘的角度测量传感器。所述角度测量传感器在控制器的控制下测量三个磁性轮相对于底盘的倾斜(例如倾斜1027)的相应角度，并测量后轮相对于底盘的回转(例如回转939)的角度。在一个实施例中，所述控制器还被代码配置为通过使用测量的角度控制右驱动轮和左驱动轮的驱动而将磁性爬行器在圆柱形表面上保持在期望的轨迹上。在一个实施例中，所述期望的轨迹是具有圆柱形表面的期望螺距的螺旋路径。
在一个实施例中，所述探头包括超声波测试(UT)传感器，该UT传感器在控制器的控制下无损地测量圆柱形表面的厚度。此外，控制器还被代码配置为通过控制UT传感器测量表面厚度并同时控制左右驱动轮沿着螺旋路径的驱动而在整个圆柱形表面上进行表面厚度的二维测绘(例如C扫描)。在一个实施例中，所述控制器还被代码配置成使用测量的角度和磁性爬行器的几何形状来估计磁性爬行器相对于圆柱形表面的姿态。在一个实施例中，所述后铰接接头实现后轮围绕后回转旋转轴线的360°旋转。在一个实施例中，所述圆柱形表面是碳钢管道或容器(例如储罐)的一部分。
在本文中说明的技术可以使用传感器、摄像头和其它装置的组合来实现，这些装置包括被配置(例如编程)为执行分配给它们的任务的计算或其它逻辑电路。这些装置位于磁性爬行器的底盘之上或之中(或以其它方式靠近底盘)，以实施这些技术。在一些示例实施例中，控制逻辑被实现为计算机代码，该计算机代码被配置成在计算电路(例如微处理器)上执行，以执行作为所述技术的一部分的控制步骤。
图12是一个实施例的使用仅具有三个铰接磁性轮的磁性爬行器(例如磁性爬行器100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000或1100)在铁磁性圆柱形表面(例如管道40)上行进和检查的示例自动化方法1200的流程图。该磁性爬行器包括底盘(例如爬行器底盘110、210、310、410、510、610、910或1010)、联接至底盘的控制器(例如控制器160)、联接至底盘的探头(例如UT探头150)、以及联接至底盘的三个铰接磁性轮。方法1200在电子控制器的控制下部分地或全部自动化，该电子控制器被配置(例如由代码配置，例如编程)为执行方法1200的步骤。所述三个磁性轮包括分别通过右铰接接头和左铰接接头(例如铰接轮架224和1024)联接至底盘的右驱动轮和左驱动轮(例如驱动轮120、220、320、420、420、720、820或1020)、以及通过后铰接接头(例如内脚轮架234和外脚轮架236)联接至底盘的后轮(例如后轮130、230、330、430、530、630、730、830、930、1030或1130)。
方法1200的一部分或全部可以使用图1-11B所示的部件和技术来执行。此外，本文公开的所述方法和其它方法的部分可以在机载控制器上执行或使用机载控制器执行，例如定制或预编程的逻辑装置、电路或处理器，例如可编程逻辑电路(PLC)、计算机、软件、或由代码或逻辑配置的其它电路(例如ASIC、FPGA)，以执行分配给它们的任务。所述装置、电路或处理器例如也可以是专用或共享硬件设备(例如膝上型电脑、单板计算机(SBC)、工作站、平板电脑、智能手机、服务器的一部分、或专用硬件电路(例如在FPGA或ASIC中)等)、或计算机服务器、或服务器或计算机系统的一部分。所述装置、电路或处理器可以包括存储指令的非暂时性计算机可读介质(CRM)(例如只读存储器(ROM)、闪存驱动器或磁盘驱动器)，所述指令当在一个或更多个处理器上执行时使得方法700(或其它公开的方法)的部分被执行。应说明的是，在其它实施例中，操作的顺序可以改变，并且可以省略一些操作。方法1200的一部分也可以使用位于处理电路上或与之电通信的逻辑、电路或处理器来执行，该处理电路被代码配置为执行方法1200的这些部分。
在方法1200中，处理从由控制器控制的探头检查铁磁性圆柱形表面的步骤1210(例如使用UT探头150进行UT厚度测量)开始。此外，方法1200包括通过三个铰接磁性轮切向接触1220(例如线性接触或尽可能接近线性接触)并磁性附着到圆柱形表面的步骤。方法1200还包括通过使用由控制器控制的相应的右驱动电动机和左驱动电动机(例如驱动电动机222)独立地围绕各自的右驱动旋转轴线和左驱动旋转轴线主动旋转右驱动轮和左驱动轮而在圆柱形表面上沿着期望的方向驱动磁性爬行器的步骤1230。方法1200还包括响应于右驱动轮和左驱动轮的主动旋转而使后轮围绕后驱动旋转轴线被动地旋转的步骤1240。
此外，方法1200包括相对于底盘倾斜1250右驱动轮和左驱动轮，同时使用相应的右铰接接头和左铰接接头使它们保持与圆柱形表面的曲率相切，以分别提供右驱动轮和左驱动轮相对于底盘围绕各自的右倾斜旋转轴线和左倾斜旋转轴线(例如倾斜旋转轴线242)的单个旋转自由度的步骤。方法1200还包括使后轮相对于底盘倾斜1260，同时保持与圆柱形表面的曲率相切，并且响应于磁性爬行器的驱动使用后铰接接头使后轮相对于底盘沿着期望的方向回转，以提供后轮相对于底盘围绕后倾斜旋转轴线(例如后倾斜旋转轴线244)和垂直于后倾斜旋转轴线的回转旋转轴线(例如回转旋转轴线246)的两个旋转自由度的步骤。
在一些实施例中，主动地旋转右驱动轮和左驱动轮包括在控制器的控制下使用它们各自的右驱动电动机和左驱动电动机围绕它们各自的右驱动轴线和左驱动轴线独立地向前或向后主动旋转右驱动轮和左驱动轮(例如进行差速转向和原地转向)。在一些实施例中，所述磁性爬行器还包括联接至底盘的角度测量传感器，并且所述方法1200还包括使用由控制器控制的角度测量传感器来测量三个磁性轮相对于底盘的相应倾斜(例如倾斜1027)的角度，并且测量后轮相对于底盘的回转(例如回转939)的角度的步骤。在一些实施例中，所述方法还包括由控制器通过使用测量的角度控制右驱动轮和左驱动轮的驱动而将磁性爬行器在圆柱形表面上保持在期望的轨迹上的步骤。在一些实施例中，所述期望的轨迹是具有圆柱形表面的期望螺距的螺旋路径。
在一些实施例中，所述探头包括超声波测试(UT)传感器(例如UT探头150)，并且所述方法1200还包括在控制器的控制下使用该UT传感器无损地测量圆柱形表面的厚度，并且由控制器通过控制UT传感器测量表面厚度同时控制右驱动轮和左驱动轮沿着螺旋路径的驱动而在整个圆柱形表面上执行表面厚度的二维测绘的步骤。在一些实施例中，所述方法1200还包括由控制器使用测量的角度和磁性爬行器的几何形状来估计磁性爬行器相对于圆柱形表面的姿态的步骤。在一些实施例中，所述方法1200还包括通过后铰接接头实现后轮围绕后回转旋转轴线的360°旋转的步骤。在一些实施例中，所述圆柱形表面是碳钢管道或容器(例如储罐)的一部分。
本文说明的方法可以部分地由有形(例如非暂时性)存储介质上的机器可读形式的软件或固件来执行。例如，所述软件或固件可以是包含计算机程序代码的计算机程序的形式，当所述程序在计算机或适当的硬件设备(例如FPGA)上运行时，所述计算机程序代码适于执行在本文中说明的任何方法的一些步骤，并且所述计算机程序可以包含在计算机可读介质上。有形存储介质的例子包括具有计算机可读介质的计算机存储装置，例如磁盘、拇指驱动器、闪存等，并且不包括传播的信号。传播的信号可以存在于有形存储介质中，但是传播的信号本身不是有形存储介质的实例。所述软件可以适用于在并行处理器或串行处理器上执行，使得方法步骤可以按任何适当的顺序或同时执行。
还应理解，附图中的相同或相似的附图标记表示多幅图中的相同或相似的元件，并且并非所有实施例或布置形式都需要参照附图说明和示出的所有部件或步骤。
本公开中所用的术语仅用于说明特定实施例，而不构成任何限制。除非在上下文中另行明示，否则在本文所用的单数形式“一”、“一个”和“所述”意图涵盖复数形式。还应理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”或其语法变化形式指存在所述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。
在本文中使用的方位术语仅仅是出于惯例和参考目的，而不应被解读为限制性的。但是，应认识到，这些术语可以观察者作为参照使用。因此，并非暗示或由此推断出任何限制。此外，序数(例如第一、第二、第三)的使用是为了区分而不是计数。例如，“第三”使用的并非意味着有相应的“第一”或“第二”。此外，在本文中使用的措辞和术语是为了说明的目的，而不应被认为是限制性的。本文中的术语“包含”、“包括”或“具有”及其变化形式的使用意味着涵盖其后所列的项目、以及其等同项目和附加项目。
上述主题仅是示例性的，不应视为限制性的。在不脱离本公开所涵盖的本发明的真实精神和范围的情况下，无需遵循所示和所述的示例性实施例及应用就可对本文所述的主题做出各种修改和改变，本公开仅由以下权利要求中的一组叙述以及与这些叙述等同的结构和功能或步骤限定。

Claims (20)

1.一种被配置成在铁磁性圆柱形表面上行进并检查该铁磁性圆柱形表面的磁性爬行器，该磁性爬行器包括：
底盘；
联接至底盘并被配置成控制磁性爬行器的控制器；
联接至底盘并被配置成在控制器的控制下检查铁磁性圆柱形表面的探头；以及
联接至底盘并被配置成与圆柱形表面沿切向接触并磁性附着到圆柱形表面上的三个铰接磁性轮，所述三个磁性轮包括：
右驱动轮和左驱动轮，它们分别通过右铰接接头和左铰接接头联接至底盘，并被配置成在控制器的控制下通过使用相应的右驱动电动机和左驱动电动机围绕各自的右驱动旋转轴线和左驱动旋转轴线独立地主动旋转而在圆柱形表面上沿着期望的方向驱动磁性爬行器；以及
后轮，其通过后铰接接头联接至底盘，并且被配置成响应于右驱动轮和左驱动轮的主动旋转围绕后驱动旋转轴线被动地旋转，
其中所述右铰接接头和所述左铰接接头分别提供右驱动轮和左驱动轮相对于底盘围绕各自的右倾斜旋转轴线和左倾斜旋转轴线的单个旋转自由度，以使右驱动轮和左驱动轮相对于底盘倾斜，并保持与圆柱形表面的曲率相切；并且
其中所述后铰接接头提供后轮相对于底盘围绕后倾斜旋转轴线和垂直于后倾斜旋转轴线的回转旋转轴线的两个旋转自由度，所述后倾斜旋转轴线用于使后轮相对于底盘倾斜并保持与圆柱形表面的曲率相切，所述回转旋转轴线用于响应于磁性爬行器的驱动使后轮相对于底盘沿着期望的方向回转。
2.如权利要求1所述的磁性爬行器，其中所述右驱动轮和所述左驱动轮还被配置成在控制器的控制下使用它们各自的右驱动电动机和左驱动电动机沿着向前或向后的方向围绕它们各自的右驱动旋转轴线和左驱动旋转轴线独立地主动旋转。
3.如权利要求1所述的磁性爬行器，还包括角度测量传感器，该角度测量传感器联接至底盘，并被配置成在控制器的控制下测量三个磁性轮相对于底盘的相应倾斜角度，并且测量后轮相对于底盘的回转角度。
4.如权利要求3所述的磁性爬行器，其中所述控制器还被配置为通过使用测量的角度控制右驱动轮和左驱动轮的驱动而将磁性爬行器在圆柱形表面上保持在期望的轨迹上。
5.如权利要求4所述的磁性爬行器，其中所述期望的轨迹是具有圆柱形表面的期望螺距的螺旋路径。
6.如权利要求5所述的磁性爬行器，其中所述探头包括超声波测试(UT)传感器，该传感器被配置成在控制器的控制下无损地测量圆柱形表面的厚度，并且所述控制器还被配置成通过控制UT传感器测量表面厚度并同时控制右驱动轮和左驱动轮沿着螺旋路径的驱动而在整个圆柱形表面上执行表面厚度的二维测绘。
7.如权利要求3所述的磁性爬行器，其中所述控制器还被配置成使用测量的角度和磁性爬行器的几何形状来估计磁性爬行器相对于圆柱形表面的姿态。
8.如权利要求1所述的磁性爬行器，其中所述后铰接接头被配置成实现后轮围绕后回转旋转轴线的360°旋转。
9.如权利要求1所述的磁性爬行器，其中所述探头包括超声波测试(UT)传感器，该UT传感器被配置成在控制器的控制下无损地测量圆柱形表面的厚度。
10.如权利要求1所述的磁性爬行器，其中所述圆柱形表面是碳钢管道或容器的一部分。
11.一种使用磁性爬行器在铁磁性圆柱形表面上行进和检查该铁磁性圆柱形表面的自动化方法，所述磁性爬行器包括底盘、联接至底盘的控制器、联接至底盘的探头、以及联接至底盘的三个铰接磁性轮，所述三个磁性轮包括分别通过右铰接接头和左铰接接头联接至底盘的右驱动轮和左驱动轮、以及通过后铰接接头联接至底盘的后轮，所述方法包括：
在控制器的控制下通过探头检查铁磁性圆柱形表面；
通过三个铰接磁性轮与圆柱形表面沿切向接触并磁性附着到圆柱形表面上；
通过在控制器的控制下使用相应的右驱动电动机和左驱动电动机围绕各自的右驱动旋转轴线和左驱动旋转轴线独立地主动旋转右驱动轮和左驱动轮而在圆柱形表面上沿着期望的方向驱动磁性爬行器；
响应于右驱动轮和左驱动轮的主动旋转围绕后驱动旋转轴线被动地旋转后轮；
相对于底盘倾斜右驱动轮和左驱动轮，同时使用相应的右铰接接头和左铰接接头使它们保持与圆柱形表面的曲率相切，以分别提供右驱动轮和左驱动轮相对于底盘围绕各自的右倾斜旋转轴线和左倾斜旋转轴线的单个旋转自由度；以及
使后轮相对于底盘倾斜，同时保持与圆柱形表面的曲率相切，并且响应于磁性爬行器的驱动使用后铰接接头使后轮相对于底盘沿着期望的方向回转，以提供后轮相对于底盘围绕后倾斜旋转轴线和垂直于后倾斜旋转轴线的回转旋转轴线的两个旋转自由度。
12.如权利要求11所述的方法，其中主动地旋转右驱动轮和左驱动轮包括在控制器的控制下使用它们各自的右驱动电动机和左驱动电动机围绕它们各自的右驱动旋转轴线和左驱动旋转轴线独立地向前或向后主动旋转右驱动轮和左驱动轮。
13.如权利要求11所述的方法，其中所述磁性爬行器还包括联接至底盘的角度测量传感器，并且所述方法还包括使用由控制器控制的角度测量传感器来测量三个磁性轮相对于底盘的相应倾斜角度，并且测量后轮相对于底盘的回转角度。
14.如权利要求13所述的方法，还包括由控制器通过使用测量的角度控制右驱动轮和左驱动轮的驱动而将磁性爬行器在圆柱形表面上保持在期望的轨迹上。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述期望的轨迹是具有圆柱形表面的期望螺距的螺旋路径。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述探头包括超声波测试(UT)传感器，并且所述方法还包括在控制器的控制下使用该UT传感器无损地测量圆柱形表面的厚度，并且由控制器通过控制UT传感器测量表面厚度同时控制右驱动轮和左驱动轮沿着螺旋路径的驱动而在整个圆柱形表面上执行表面厚度的二维测绘。
17.如权利要求13所述的方法，还包括由控制器使用测量的角度和磁性爬行器的几何形状来估计磁性爬行器相对于圆柱形表面的姿态。
18.如权利要求11所述的方法，还包括通过后铰接接头实现后轮围绕后回转旋转轴线的360°旋转。
19.如权利要求11所述的方法，其中所述探头包括超声波测试(UT)传感器，并且所述方法还包括在控制器的控制下使用该UT传感器无损测量圆柱形表面的厚度。
20.如权利要求11所述的方法，其中所述圆柱形表面是碳钢管道或容器的一部分。
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