ES2249599T3 - Sistema robotizado para inspeccionar conducciones de gas. - Google Patents

Abstract

Un sistema de inspección de condiciones elegidas de una tubería que consiste en: un tren autopropulsado que comprende: una serie de módulos (12, 14, 16, 18), teniendo al menos uno de dichos módulos un mecanismo motor para efectuar la locomoción del tren; conexiones de fuerza entre módulos contiguos (12, 14, 16, 18); y por lo menos un elemento de enlace (20) para conectar entre sí los módulos contiguos de dicho tren, caracterizado porque dicho elemento de enlace (20) está configurado para articular motorizadamente dichos módulos (12, 14, 16, 18) uno respecto al otro en dirección inclinada o de rodada recta a través de diversos planos y ángulos, teniendo además dicho tren; componentes de recogida de datos; y componentes de comunicación para transmitir los datos recogidos.

Description

Sistema robotizado para inspeccionar conducciones de gas.

La presente invención se refiere a un sistema robotizado autopropulsado para inspeccionar conducciones de gas, particularmente conducciones de gas activo.

Los servicios de distribución de gas en todo el país están bajo una exigencia continua para mantener, mejorar y explotar eficazmente el sistema soterrado de distribución y entrega de gas natural. Con este fin, las empresas de gas recurren a un amplia gama de tecnologías para vigilar, inspeccionar, reparar y sustituir sus conducciones bajo tierra. Cava vez es más necesario inspeccionar las tuberías debido al envejecimiento de la red urbana existente de conducciones de distribución de gas.

Actualmente, se realizan pocas inspecciones interiores, o ninguna, de las tuberías que se sabe o se supone que tienen fugas en uno o más puntos, si cuando menos una de ellas no tiene la suficiente magnitud para justificar la intervención inmediata. La empresa explotadora ha de tomar la decisión de cuál es el momento para descubrir o reparar un tramo de la tubería, cambiar el revestimiento o desenterrarla totalmente y sustituirla, decisiones que se toman normalmente fundadas en datos demostrativos in situ (planos, reparaciones anteriores, estudios de fugas, datos de corrosión, etc.) que ayudan a la empresa a tomar decisiones sin riesgo y económicas. Debido a cuestiones de logística y economía, las reparaciones y sustituciones de tuberías se realizan solamente en el caso de tramos con fuga en varios puntos o en uno solo. Pero la decisión de sustituir o reparar una tubería de gas en servicio casi nunca se toma basándose en pruebas físicas de que la tubería que se ha de cambiar debe ser realmente sustituida en toda su longitud, en vez de ciertos tramos, o quizá incluso ciertos puntos.

La valoración total de la necesidad de reparación, puede ser en efecto sumamente costosa, si no se tienen medios para juzgar el procedimiento de reparación más económico. Sólo en EE.UU., se gastan al año más de US\textdollar 650 millones en reparar fugas de todas clases, y proporcionar a las empresas las herramientas necesarias para tomar decisiones sobre el método de reparación más económico tendría un efecto drástico en sus operaciones.

Estas tuberías se están envejeciendo rápidamente. Una de las mayores tareas a que se enfrenta el sector es la de efectuar inspecciones in situ con gran número de sensores, a fin de verificar el estado de la tubería antes de decidir los pasos de conservación convenientes. Es deseable tener información sobre el estado de la red, tanto en cuanto a la estructura (integridad de la tubería, corrosión, grietas, fugas, etc,) como a las propiedades operativas (presión, caudal, humedad, etc.) para la buena conservación de la red. Sólo se dispone normalmente de dichos datos llevando a cabo una inspección local, visual con una cámara, o mediante otros tipos de sensores de la estructura de la tubería (Fuga del Flujo por Magnetismo [MFL], corrientes parásitas, etc). Los directivos, a veces fundados en estas pruebas, pero casi siempre sin ningún dato concreto, han de tomar decisiones acerca de reparar, cambiar el forro o sustituir las tuberías (normalmente con plástico). Los datos en el acto sobre el estado de la conducción les serían enormemente útiles para decidir la acción más oportuna.

La patente US 6,107,795 revela un vehículo para realizar por lo menos una operación en una tubería. El vehículo consiste en un tren de módulos enlazados por elementos de suspensión que permiten el movimiento serpentino por los codos de la conducción. Algunos módulos tienen un mecanismo motor para impulsar el vehículo por la tubería. El tren del vehículo también tiene en su interior una fuente de energía para moverlo por la tubería.

La presente invención ofrece un sistema de inspección del interior de la tubería, de largo alcance, sin unión con cables, con arreglo a la reivindicación 1, cuyos elementos de enlace van conectados a módulos, componentes recolectores de datos y componentes de comunicación para transmitir los datos recogidos. La configuración de los elementos de enlace permiten la articulación de los módulos entre sí mediante planos múltiples.

La serie de módulos comprende dos módulos finales, situados en cada extremo del tren y varios módulos intermedios entre los módulos finales. En esta configuración, los elementos de enlace del sistema pueden contar con un elemento de unión de dos ejes, dirigible, interconectado y situado entre cada módulo final y el módulo del medio del tren y contiguo a los mismos, siendo este elemento de unión de dos ejes giratorio sobre de dos ejes de giro y un eje único dirigible situado entre módulos contiguos del tren, de modo que el elemento de unión de un eje se mueva sobre un solo eje de giro.

Los componentes de comunicación pueden transmitir los datos recogidos entre varios módulos, y/o trasmitir los datos a un receptor inalámbrico a distancia, por fibra óptica un otros medios de comunicación adecuados. Los componentes de comunicación también pueden recibir datos a distancia.

Cada módulo del tren tiene un eje central y por lo menos uno de los elementos de enlace está configurado para girar sobre un primer eje perpendicular en general al eje central del módulo al que el elemento de enlace está interconectado y está también configurado para girar sobre un segundo eje paralelo en general a la línea central del módulo al que el elemento de enlace está interconectado.

Es preferible que dicha serie de módulos incluya al menos un módulo motor.

Es ventajoso que dicho módulo motor comprenda dicho mecanismo motor, que además consta de:

un grupo motor;

un eje motor conectado funcionalmente a dicho grupo motor y movidos por el mismo;

una serie de brazos motores, teniendo cada uno por lo menos una rueda motriz unida con capacidad de giro al extremo libre de dicho brazo motor; y

un grupo de engranes que comunica el movimiento de dicho eje motor a dichas ruedas motrices para efectuar la locomoción de dicho tren.

Es conveniente que dicho mecanismo motor comprenda además:

un eje extensible conectado funcionalmente a dicho grupo motor y movido por el mismo;

un conjunto de enganche conectado funcionalmente a dicho eje extensible y a cada brazo motor del conjunto para estender y recoger dichos brazos motores respecto a dicho módulo motor.

Es preferible que dicho conjunto de enganche comprenda una serie de brazos extensibles, estando cada brazo extensible conectado a un extremo distinto de dichos brazos motores y; una unidad extensible conectada articuladamente a cada uno de dichos brazos extensibles y conectada giratoriamente a dicho eje extensible para comunicar el movimiento de dicho eje extensible a dichos brazos extensibles.

Es ventajoso que dicho grupo motor comprenda:

un motor impulsor para mover dicho eje motor, y

un motor extensor para mover dichos brazos extensibles.

Es conveniente que cada componente recolector de datos esté alojado en dicho módulo motor y comprenda una cámara y lámparas.

Es preferible que dicho componente de recogida de datos contenga un sistema de formación de imágenes.

Es ventajoso que dichos componentes recolectores de datos comprendan sensores para detectar fugas de flujo por magnetismo.

Es conveniente que dichos componentes de recogida de datos comprendan sensores para detectar corrientes parásitas.

Es preferible que dichos componentes de recogida de datos comprendan sensores del espesor de las paredes por ultrasonido.

Es ventajoso que dichos componentes recolectores de datos comprendan odómetros del giro de las ruedas.

Es conveniente que dichos componentes de recogida de datos comprendan acelerómetros.

Es ventajoso que dicho módulo de fuerza comprenda:

una fuente de energía, y

medios para enviar dicha energía desde dicha fuente de energía a cada uno de dichos mecanismos motores, a dichos componentes recolectores de datos y a dichos componentes de comunicación.

Es conveniente que dicha fuente de energía sea intercambiable.

Es preferible que dicha fuente de energía se recargue generando fuerza con un sistema de turbina movida por una corriente de gas interior.

Es ventajoso que dicho sistema de turbina comprenda:

una turbina interior movida por corriente de gas dentro de la tubería; y

un generador movido por la turbina para proporcionar energía cinética a dicha fuente de energía.

Es conveniente que dicha tubería contenga un portal en un punto exterior a la tubería y dicha fuente de energía es recargable mediante conexión a través del portal a un generador externo a la tubería.

Es preferible que dicha fuente de energía comprenda una fuente de energía química.

Es ventajoso que dicha fuente de energía química sea un grupo de pilas.

Es conveniente que dicho grupo de pilas comprenda al menos dos subgrupos, cada una con varias celdas.

Es preferible que dichas celdas de las pilas se elijan del grupo que consiste en celdas de ión de litio, celdas de hidrato de metal níquel y celdas alcalinas.

Es ventajoso que dicho al menos un elemento de enlace contenga una junta universal.

Es conveniente que cada módulo de dicho tren tenga un eje central y que por lo menos uno de dichos elementos de enlace esté configurado para girar sobre un primer eje en general perpendicular al eje central del módulo al que el elemento de enlace está interconectado y que gire sobre un eje en general paralelo a la línea central del módulo al que dicho elemento de enlace está interconectado.

Es preferible que dicha serie de módulos comprenda también:

dos módulos finales situados en cada extremo del tren;

una serie de módulos intermedios situados entre los módulos finales y en los que al menos un elemento de enlace del sistema comprende además:

un elemento de enlace dirigible de doble eje situado entre cada módulo final y el módulo intermedio del tren contiguo al mismo, siendo dicho enlace de doble eje giratorio sobre dos ejes;

un elemento de enlace de un solo eje y dirigible situada entre módulos del tren intermedios contiguos, siendo dicha unión de conexión giratoria sobre un solo eje.

Es ventajoso que cada uno de dichos elementos de enlace de doble eje gire sobre ambos ejes, un eje inclinado y un eje de balanceo, girando cada una de dichas uniones de interconexión sobre un eje inclinado.

Es conveniente que cada uno de dichos módulos tenga un motor para realizar el movimiento de dichos elementos de enlace de doble eje y de un eje.

Es preferible que cada uno de dichos elementos de enlace de doble eje y de un eje incluya un engrane giratorio montado en cada módulo de la unión para engranar con el engrane giratorio del módulo contiguo.

Es ventajoso que cada módulo tenga un eje central y que el motor de cada uno de dichos módulos finales esté desplazado del eje central de ese módulo y que cada módulo final comprenda:

un primer elemento de montaje situado en un extremo de dicho módulo final contiguo a uno de dichos módulos intermedios del tren;

uno de dichos engranes giratorios; y

un primer conjunto de engranes movido por el motor para comunicar el giro a dicho engrane giratorio.

Es conveniente que los módulos intermedios contiguos a dichos módulos finales comprendan:

un segundo elemento de montaje situado en un extremo de dicho módulo intermedio contiguo a dicho módulo final girando dicho segundo elemento de montaje sobre el eje central del módulo intermedio doble el que está situado; y

uno de dichos engranes giratorios situado sobre dicho segundo elemento de montaje esté orientado de modo que su eje de giro sea perpendicular al eje de giro de dicho segundo elemento de montaje y perpendicular al eje de giro de dicho engrane giratorio de dicho módulo final.

Es preferible que dicho primer elemento de montaje comprenda:

un par de montajes de horquilla opuestos colocados para girar sobre un eje de giro entre dichos montajes de horquilla opuestos;

que dicho engrane giratorio de dicho módulo final esté colocado para girar sobre un eje de giro entre dichos montajes de horquilla opuestos, y

que un segundo elemento de montaje esté conectado de modo giratorio a dicho par de montajes de horquilla opuestos.

Es ventajoso que dicho por lo menos un elemento de enlace comprenda:

un elemento de enlace dirigible de doble eje compuesto por un primer elemento de enlace situado en un extremo de dichos módulos y conectado giratoriamente a un segunda segundo elemento de enlace situado en uno de dichos módulos contiguos.

Es conveniente dotar de una unión de interconexión dirigible que contenga un tercer unión elemento de enlace situado en uno de dichos módulos y conectado giratoriamente a un cuarto elemento de enlace situado en uno de dichos módulos contiguos, estando dichos módulos interconectados por dicho elemento de enlace de un eje que no tenga más de un módulo en común con dichos módulos interconectados por dicha unión de doble eje.

Es preferible que dicho primer elemento de enlace comprenda:

un primer elemento de montaje situado en un extremo de un módulo frente a un extremo de un módulo contiguo;

un primer grupo de motor de dirección;

un primer conjunto de engranes conectado funcionalmente a dicho primer grupo motor de dirección; y que una parte de dicho primer conjunto de engrane esté situada para girar sobre un primer eje.

Es ventajoso que dicho primer elemento de montaje comprenda un par de montajes de horquilla que defina un espacio entre ellos y que dicha parte de dicho primer engrane esté situada en dicho espacio entre dicho par de montajes de horquilla.

Es conveniente que dicho módulo tenga un eje central y que dicho primer elemento de montaje comprenda un bloque giratorio que gire sobre un eje paralelo al eje central del módulo en el que dicho bloque giratorio está situado y que dicho primer eje de giro esté desplazado unos noventa grados respecto al eje de giro de dicho bloque giratorio.

Es preferible que dicho segundo elemento de enlace comprenda:

un segundo elemento de montaje situado en un extremo de un módulo frente a un extremo de un módulo contiguo;

un segundo grupo motor de dirección;

un segundo conjunto de engrane conectado funcionalmente con dicho motor de dirección, y

una parte de dicho segundo conjunto de engrane situado para girar sobre un segundo eje de rotación.

Es ventajoso que dicho segundo elemento de montaje comprenda un par de montajes de horquilla que definan un espacio entre ellos y dicha parte de dicho segundo engrane esté situada en dicho espacio entre dicho par de montajes de horquilla.

Es conveniente que cada uno de dichos módulos tenga un eje central;

dicho segundo elemento de montaje en dicho segundo elemento de enlace comprende un bloque giratorio que gira sobre un eje paralelo al eje central del módulo sobre el que dicho bloque giratorio está situado; y

dicho segundo eje de giro está desplazado unos noventa grados respecto al eje de giro de dicho bloque giratorio.

Es preferible que dicho primer elemento de montaje de dicho primer elemento de enlace comprenda un par de montajes de horquilla que define un espacio entre ellos y dicha parte de dicho primer engrane esté situada en dicho espacio entre dicho par de montajes de horquilla;

dicho bloque giratorio está conectado giratoriamente a dicho par de montajes de horquilla; y

el primer eje de giro es esencialmente paralelo al eje central del módulo sobre el que está situado dicho primer elemento de enlace y es esencialmente perpendicular al segundo eje de giro.

Es ventajoso que cada uno de dichos módulos tenga un eje central y que cada uno de dichos tercer y cuarto elementos de enlace comprenda:

un elemento de montaje de un solo eje situado sobre un extremo de un módulo frente a un extremo del módulo contiguo;

un tercer grupo motor;

un tercer conjunto de engrane conectado funcionalmente a dicho tercer grupo motor; y una parte de dicho tercer conjunto de engrane esté situado para girar sobre un eje.

Es conveniente que dichos elementos de montaje de un solo eche estén montados fijos en sus módulos respectivos:

dichos ejes de giro de dicha parte de engrane de dicho tercer elemento de enlace son esencialmente paralelos al eje central del módulo sobre el que dicho tercer elemento de enlace está situado; y

dichos ejes de giro de dicha parte de engrane de dicho cuarto elemento de enlace esté desplazado unos noventa grados del eje central del módulo sobre el que dicho cuarto elemento de enlace está situado.

Es preferible que cada uno de dichos terceros conjuntos de engrane incluya un engrane de piñón y chaflán.

Es ventajoso que dicha serie de módulos comprenda además:

al menos un módulo motor situado al extremo de dicho tren;

por lo menos dos módulos de fuerza, cada uno situado junto a cada módulo motor y que dicho elemento de enlace de doble eje esté situado entre cada módulo motor y dicho módulo de fuerza contiguo a dicho módulo motor.

Es conveniente que dicho módulo de comunicación comprenda componentes de comunicación inalámbrica.

Es preferible que dichos componentes de comunicación inalámbrica comprenda una antena para comunicarse con un receptor a distancia.

Es ventajoso que dicha antena comprenda una antena de F invertida y un cuadro de circuito reflector de la antena.

Es conveniente que dichos componentes de comunicación comprendan un enlace inalámbrico Ethernet con un receptor a distancia.

Es preferible que dichos componentes de comunicación inalámbrica tengan medios para transmitir ondas electromagnéticas de baja frecuencia a través de la tubería, de las paredes de la tubería, o ambas.

Es ventajoso que dichos componentes de comunicación inalámbrica dispongan de medios para transmitir ondas de radio.

Es conveniente que dichos componentes de comunicación comprendan cables de fibra óptica que tengan un enlace de comunicaciones ópticas.

Es preferible que la serie de módulos incluyan por lo menos un módulo portante.

Es ventajoso que dicho módulo portante contenga:

un mecanismo de brazos portantes para sostener dicho tren.

Es conveniente que dicho mecanismo de brazos portantes comprenda:

un número de brazos pasivos teniendo cada uno de dichos brazos pasivos una rueda unida giratoriamente a un extremo libre del mismo; y

un grupo motor inactivo;

un eje extensible conectado funcionalmente a dicho grupo motor inactivo y movido por el mismo;

un conjunto de enlace conectado funcionalmente a dicho eje extensible y cada uno de la serie de dichos brazos pasivos para extender y recoger dichos brazos pasivos respecto a dicho módulo portante para sostener y centrar dicho tren dentro de la tubería mientras el tren se mueve.

Es preferible que dicho conjunto de enganche comprenda:

una serie de brazos extensibles inactivos, estando cada brazo extensible inactivo conectado giratoriamente a uno de dichos brazos pasivos; y

una tuerca conectada giratoriamente a cada uno de dichos brazos extensibles inactivos y conectada funcionalmente a dicho eje extensible para comunicar el movimiento de dicho eje extensible a dichos brazos pasivos.

Es ventajoso que dichos brazos pasivos lleven sensores de movimiento para detectar los movimientos de giro de dichas ruedas de dichos brazos pasivos.

Es conveniente que haya dos brazos pasivos separados uno del otro en dicho módulo portante.

Es preferible que dicho módulo portante también comprenda por lo menos una unidad de enlace en un extremo del mismo para interconectarse con un módulo contiguo de dicha serie de módulos.

Es ventajoso que dicha unidad de enlace comprensa:

un par de montajes de horquilla opuestos y separados uno del otro;

un grupo de motor de dirección;

un primer conjunto de engrane conectado funcionalmente con dicho grupo motor de dirección; y una parte de dicho primer conjunto de engrane situada para girar sobre un eje único entre el par de montajes de horquilla.

Es conveniente que dicho módulo portante tenga dos unidades de enlace, siendo uno de sus extremos de dichas unidades de enlace giratorio sobre un eje único.

Es preferible que dicho módulo portante disponga de medios de conexión eléctrica para pasar señales eléctricas a por lo menos un módulo de dicha serie de módulos.

Es ventajoso que dicha serie de módulos incluya un módulo electrónico.

Es conveniente que dicho módulo electrónico tenga componentes informáticos.

Es preferible que dichos componentes informáticos comprendan un procesador y un convertidor, y elementos de conexión eléctricos para pasar señales eléctricas entre dicho módulo electrónico y por lo menos un módulo de dicha serie de módulos.

Es ventajoso que dicho módulo electrónico incluya una parte de un elemento de enlace, comprendiendo dicha parte por lo menos una unidad de enlace de un solo eje para interconectar dicho módulo electrónico con un módulo contiguo de dicha serie de módulos.

Es conveniente que dicho elemento de enlace de un solo eje comprenda:

un elemento de montaje configurado para conectar con giro a un par de montajes de horquilla de dicho módulo contiguo; y un conjunto de engrane montado para girar en dicho elemento de montaje sobre un eje;

estando una parte de dicho conjunto de engrane configurada para hacer un giro de engrane complementario con un conjunto de engrane de dicho módulo contiguo.

Es preferible que dicha serie de módulos comprenda también:

un módulo motor de cabeza;

un módulo de fuerza;

el primero de dicha serie de elementos de enlace que une un extremo de dicho módulo motor de cabeza con un extremo de dicho módulo de fuerza, teniendo dicho módulo de fuerza otro extremo;

un módulo portante;

un segundo elemento de enlace de dicha serie que une dicho otro extremo de dicho módulo de fuerza con dicho módulo portante que tiene otro extremo;

en el que dicho módulo electrónico está conectado a dicho otro extremo de dicho módulo portante por un tercero de dichos elementos de enlace y dicha unidad de conexión de eje único de dicho módulo electrónico forma una parte del tercer elemento de enlace que conecta dicho módulo electrónico con dicho módulo portante.

Es ventajoso que dicho módulo de dicha serie de módulos tenga un eje central y dicho primer elemento de enlace de dicha serie comprende una unión configurada para girar sobre un primer eje, en general perpendicular al eje central del módulo motor y con giro sobre un segundo eje en general paralelo a la línea central del módulo motor; y

comprendiendo dicho segundo elemento de enlace de dicha serie una unión configurada para girar por un eje en general perpendicular al eje central de por lo menos uno de los módulos de fuerza del módulo portante.

Es conveniente que dicho primer elemento de enlace de la serie comprenda una primera y una segunda unidad de enlace, comprendiendo dicha primera unidad de enlace:

un par de montajes de horquilla opuestos que definen un espacio entre ellos;

un grupo motor de dirección;

un primer conjunto de engrane conectado funcionalmente a dicho grupo motor de dirección; y una parte de dicho primer conjunto de engrane dispuesto para girar por un eje entre el par de montajes de horquilla y dotado de una superficie de engranaje.

Es preferible que dicho módulo motor incluya una primera unidad de enlace;

dicho módulo de fuerza contiguo contiene un elemento de montaje situado en un extremo del mismo para que gire por el eje central de dicho módulo de fuerza y un engrane giratorio situado en dicho elemento de montaje orientado de modo que el eje de giro de dicho módulo de fuerza sea perpendicular al eje de giro de dicha parte de dicho primer conjunto de engrane de dicho módulo motor, teniendo dicho módulo de fuerza una superficie de engranaje configurada para engranar complementariamente con la superficie de dicha parte de dicho primer engrane.

Es ventajoso que dicho módulo portante contenga uno de dichos elementos de enlace de dicha serie en cada extremo del mismo.

Es conveniente disponer de dos módulo motores, cada uno situado en un extremo de dicho tren:

dos módulos de fuerza, cada uno situado junto a uno de los dichos módulos motores; y

dos módulos portantes, situado cada uno junto a uno de dichos módulos de fuerza;

estando dicho módulo electrónico situado entre ambos dichos módulos portantes.

Es preferible que dicha serie de módulos comprenda:

dos módulos motores, cada uno situado en un extremo de dicho tren;

dos módulos de fuerza situados cada uno al lado de uno de dichos módulos motores; y

dos módulos portantes, estando situado cada módulo portante al lado de uno de dichos módulo de fuerza; y

un módulo electrónico sito entre dichos módulos portantes.

Es ventajoso de uno de dichos elementos de enlace de dicha serie está situado entre cada uno de los dichos módulos motores y adyacente a dicho módulo de fuerza, comprendiendo dicho módulo un elemento de enlace con el módulo motor y un elemento de enlace con el módulo de fuerza, comprendiendo dicho elemento de enlace:

un par de montajes de horquilla opuestos y separados entre sí;

un grupo motor de dirección;

un primer conjunto de engrane conectado funcionalmente con dicho motor de dirección; y una parte de dicho primer conjunto de engrane, sitiada para girar sobre un eje entre el par de montajes de horquilla.

Es conveniente que cada uno de dichos módulos tenga un eje central y que dicho elemento de enlace del módulo de fuerza comprenda:

un elemento de montaje dispuesto para girar sobre el eje central de dicho módulo de fuerza y conectado giratoriamente a dicho par de montajes de horquilla de dicho elemento de enlace contiguo;

un segundo conjunto de engrane montado para girar sobre dicho elemento de montaje por un eje desplazado unos 90º del eje de giro de dicho primer conjunto de engrane;

un segundo conjunto de engrane con una parte del mismo configurada como engranaje giratorio complementario de dicha parte de dicho primer conjunto de engrane.

Es preferible que dichos módulos motores comprendan:

un alojamiento que tenga una tapa en el extremo delantero y una tapa en el extremo trasero;

dicho mecanismo motor situado en dicho alojamiento;

dichos componentes de recogida de datos situados en dicha tapa delantera; y

dichos componentes de comunicación inalámbrica situados en dicho alojamiento.

Es ventajoso que dicho mecanismo motor comprenda:

un grupo motor;

un eje motor conectado funcionalmente con dicho grupo motor y movido por el mismo;

una serie de brazos motores que salgan fuera de dicho alojamiento, teniendo cada brazo motor por lo menos una rueda motriz unida giratoriamente a un extremo libre de dicho brazo motor exterior a dicho alojamiento de dicho elemento motor; y

un conjunto de engrane para comunicar el movimiento de dicho eje motor a dichas ruedas motrices para realizar la locomoción de dicho tren.

Es conveniente que dicho mecanismo motor comprenda además:

un eje extensible conectado funcionalmente a dicho grupo motor y movido por el mismo;

un conjunto de enganche conectado funcionalmente con dicho eje extensible y con cada brazo motor de dicha serie para extender dichos brazos motores fuera de dicho alojamiento de dicho módulo motor y recoger dichos brazos motores dentro de dicho alojamiento del módulo motor.

Es preferible que el conjunto de enganche comprenda:

una serie de brazos extensibles, estando cada brazo extensible conectado a uno de dichos brazos motores; y

un elemento de extensión conectado giratoriamente a cada uno de dichos brazos extensibles y conectado funcionalmente con dicho eje extensible para comunicar el movimiento de dicho eje extensible a dichos brazos extensibles.

Es ventajoso que haya por lo menos dos brazos motores separados radialmente uno del otro.

Es conveniente que dicho grupo motor comprenda:

un motor para mover dicho eje motor; y

un motor de extensión para mover dicho eje extensible.

Es preferible que dicho módulo portante comprenda:

un alojamiento que tenga una primera y una segunda tapa;

un mecanismo del brazo portante situado dentro de dicho alojamiento de dicho módulo portante para sostener dicho tren; y

componentes electrónicos para enviar y recibir señales electrónicas de dicho módulo portante a por lo menos un módulo de dicho tren.

Es ventajoso que dicho mecanismo de brazo portante comprenda:

una serie de brazos pasivos, teniendo cada uno de dichos brazos pasivos una rueda unida giratoriamente a un extremo libre del mismo;

un grupo motor inactivo dentro de dicho alojamiento del módulo portante;

un eje extensible en dicho alojamiento del módulo portante conectado funcionalmente a dicho grupo motor inactivo y movido por el mismo; y

un conjunto de enganche conectado funcionalmente con dicho eje extensible y con dicha serie de brazos pasivos para extender dichos brazos pasivos fuera de dicho alojamiento del módulo portante y recoger dichos brazos pasivos dentro del alojamiento de dicho módulo portante.

Conviene que dicho conjunto de enganche comprenda:

una serie de brazos inactivos extensibles, estando cada brazo inactivo extensible conectado funcionalmente con cada uno de dichos brazos pasivos; y una tuerca conectada giratoriamente con cada uno de dichos brazos inactivos extensibles para comunicar el movimiento de dicho eje extensible a dichos brazos pasivos.

Es preferible que dichos brazos pasivos lleven sensores de locomoción para detectar los movimientos de giro de dichas ruedas de dichos brazos pasivos.

Es ventajoso que haya por lo menos dos brazos pasivos separados radialmente entre sí alrededor de dicho alojamiento del módulo portante.

Es conveniente que dicho módulo electrónico contenga componentes informáticos que comprendan un procesador y un convertidor y elementos de conexión eléctrica para pasar señales eléctricas entre dicho módulo electrónico y por lo menos uno de los módulos de dicha serie de módulos.

Es preferible que dicha serie de módulos incluya dos módulos motores situados en cada extremo de dicho tren y un módulo electrónico situado entre ellos; cada uno de dichos módulos motores de dichos mecanismos motores y de dichos componentes recolectores de datos alojados en el mismo, y dicho módulo electrónico tengan alimentación de energía y componentes informáticos alojados en el mismo.

Es ventajoso que dicha serie de módulos contenga módulos motores situados en cada extremo de dicho tren, teniendo cada uno de dichos módulos motores uno de dichos mecanismos motores y dichos componentes recolectores de datos alojados en el mismo, y un módulo de fuerza situado entre dichos módulos motores, y que dicho módulo de fuerza tenga alojado en el mismo un conjunto de pilas y componentes informáticos, teniendo almacenada dicho conjunto de pilas la energía suficiente para alimentar y mover durante por lo menos ocho horas de funcionamiento continuo dichos mecanismos motores, dichos componentes de recogida de datos, dichos componentes de comunicación inalámbrica y dichos componentes informáticos.

Es conveniente que dicha serie de módulos comprenda:

por lo menos un módulo motor situado en cada extremo de dicho tren, teniendo al menos uno de dichos módulos dicho mecanismo motor y dichos componentes recolectores de datos alojados en el mismo; por lo menos un módulo de fuerza situado junto a un extremo de uno de dichos módulos motores, teniendo por lo menos uno de dichos módulos motores un conjunto de pilas; y

un módulo electrónico situado junto a uno de dichos módulos motores, teniendo dicho módulo motor y dicho módulo de fuerza componentes informáticos alojados en el mismo.

en el que dicho grupo de pilas tiene guardada suficiente energía para hacer funcionar dichos mecanismos motores, dichos componentes de recogida de datos, dichos componentes de comunicación y dichos componentes informáticos durante por lo menos ocho horas de trabajo continuo.

Es preferible que dicho módulo de fuerza esté dotado de sensores.

Es ventajoso que dicho módulo electrónico esté provisto de sensores.

Es conveniente que un módulo portante esté dispuesto entre dicho módulo de fuerza y dicho módulo electrónico, teniendo dicho módulo portante una serie de ruedas para sostener dicho tren.

Es preferible que dichos elementos de enlace de cada uno de dichos módulos contiguos tenga juntas universales.

Es ventajoso que dichos componentes recolectores de datos se escojan del grupo que incluye una cámara y fuente de luz, potenciómetros, acelerómetros, sensores para detectar fugas de flujo por magnetismo, sensores para detectar corrientes parásitas, odómetros contadores del giro de las ruedas y cualquier combinación de lo anterior.

Es conveniente que una primera serie de módulos contenga el sistema de formación de imágenes y que una segunda serie de módulos tenga un receptor digital de imágenes en comunicación con el sistema de formación de imágenes para recibir datos de las imágenes captadas por el sistema de formación de imágenes.

Es preferible que el receptor digital de imágenes contenga un receptor LVDS.

Es ventajoso que el segundo módulo contenga además un procesador en comunicación con el receptor digital de imágenes para procesar datos de las imágenes.

Es conveniente que el segundo módulo comprenda además componentes de la red de comunicación inalámbrica en comunicación con el procesador.

Es preferible que el procesador sea para recoger los datos de las imágenes; y que los componentes de la red de comunicaciones sean para trasmitir los datos reunidos de las imágenes a través de la red de comunicación a una conexión de usuario a distancia.

La presente invención se entenderá mejor con referencia a las figuras adjuntas. Por lo tanto, al efecto de ilustrar las distintas configuraciones del robot de la presente invención, y sin limitar la misma, se hace referencia a las figuras, como sigue:

La figura 1 ilustra una configuración de un robot modular de inspección con arreglo a la invención presente.

La figura 2 ilustra una configuración del módulo motor del robot de inspección de la figura 1.

La figura 3 presenta una vista lateral en sección del módulo motor de la figura 2.

La figura 4 presenta una vista delantera del módulo motor de la figura 2.

La figura 5 presenta una vista posterior del módulo motor de la figura 2.

La figura 6 presenta una vista en perspectiva del mecanismo motor del módulo motor de la figura 2.

La figura 7 presenta una vista en sección del mecanismo motor de la figura 6.

La figura 8 presenta una vista despiezada de los componentes del elemento de enlace de dos ejes del módulo motor de la figura 2.

La figura 9 presenta una vista en sección de elemento de enlace armado de la figura 8.

La figura 10 presenta una vista en planta por arriba de un grupo electrónico que incluye una antena en F invertida aplicada a una configuración del robot de inspección de la figura 1.

La figura 11 presenta una vista lateral del grupo electrónico de la figura 10.

Las figuras 12(A) y 12(B) presentan una vista en perspectiva y una vista en sección, respectivamente, de una configuración del módulo de fuerza de la figura 1, mostrando los elementos de enlace de dos ejes y de un eje en los extremos respectivos del mismo.

Las figuras 12 (C) a (F) presentan vistas del elemento de enlace del módulo de fuerza, como sigue: una vista en perspectiva (C), un vista del extremo (D), una vista en sección por la línea A-A de las figuras 12 (D)(E) y una vista en sección por la línea B-B de las figuras (D)(F).

La figura 13 presenta una configuración de módulo portante de la figura 1.

La figura 14 presenta una vista del extremo del módulo portante de la figura 13.

La figura 15 presenta una vista en sección de la configuración del módulo portante de la figura 13 por la línea A-A de la figura 14.

Las figuras 16 A-C presenta una configuración del grupo electrónico del módulo portante de la figura 11, en el que la figura 16 B es una vista en sección lateral tomada por la línea A-A de la figura 16 A y la figura 16 C es una vista en sección del extremo tomada por la línea B-B de la figura 16 A.

La figura 17 presenta una vista en perspectiva del mecanismo del brazo inactivo del módulo portante de fig. 13.

La figura 18 presenta una vista en sección del motor del brazo inactivo del brazo inactivo de la figura 17.

La figura 19 presenta una vista frontal de una configuración del módulo electrónico del robot de inspección de la figura 1 mostrando el enlace de un eje.

La figura 20 presenta una vista en sección lateral del módulo electrónico tomado por la línea A-A de la figura 19.

La figura 21 es una representación de una configuración de la arquitectura informática distribuida del módulo electrónico.

La figura 22 es una vista del robot de inspección de la figura 1 entrando en una tubería.

La figura 23 es una vista del robot de inspección de a figura 1 haciendo un giro de 90º dentro de una tubería.

La figura 24 es una vista del robot de inspección de la figura 1 después de haber entrado en una tubería.

La figura 25 es una configuración de la pantalla del operador para presentar los datos transmitidos por el robot de inspección de la figura 1.

La figura 26 es un diagrama de una configuración de la arquitectura de la programación que puede servir en la explotación del sistema de la invención presente.

La figura 27 es un diagrama de una configuración de la arquitectura informática que puede utilizar el procesador del sistema de la invención presente.

Las figuras de la 1 a la 17 presentan aspectos de una o más configuraciones posibles del sistema de inspección 10 de la presente invención. Con referencia a la figura 1, el sistema de inspección de tuberías 10 comprende en general un tren autopropulsado compuesto por una serie de módulos sin cables, con capacidad para recoger datos y componentes de comunicación, tales como comunicación inalámbrica o con hilos, tanto entre los distintos módulos como con un operador o receptor situado a distancia. La configuración del sistema de inspección 10 que muestra la figura 1 puede constar de dos módulos motores 12, cada uno situado en cada extremo del tren, y por lo menos un módulo en medio del tren. Los módulos intermedios que muestran las figuras son dos módulos de fuerza 14 situados hacia el medio del tren y junto a los módulos motores 12, dos módulos portantes 16 situados hacia el medio del tren y junto a los módulos de fuerza y un módulo electrónico central 18 con capacidad informática. Los módulos 12, 14, 16 y 18 están unidos al módulo o módulos contiguos por elementos de enlace motorizados móviles 20 compuestos por los elementos de enlace primero y segundo 20 A y 20 B. Los primeros elementos de enlace son juntas dirigibles de doble eje que pueden inclinarse o rodar sobre un eje central del tren de módulos y que están colocados en el enlace (interior) de cada módulo motor y en el extremo de los módulos de fuerza 14 contiguos a ambos módulos motores 12. Los segundos elementos de enlace son juntas de un eje y sólo inclinables situados cada uno en un extremo de cada uno de los módulos de fuerza 14 y en cada extremo de los módulos portantes 16 y del módulo electrónico 18. Lo que aquí se dice "eje de inclinación" o "inclinación" significa el eje perpendicular a la línea central del tren modular cuando el tren descansa en una superficie lineal uniforme. Lo que aquí se llama "eje de rodada" o "rodada" significa el eje paralelo a la línea central del tren modular cuando el tren descansa en una superficie lineal uniforme. Estos elementos de enlace dirigibles permiten que el sistema marche adelante o atrás y entre y salga de las curvas y Tes, etc. a esencialmente cualquier ángulo y esencialmente en cualquier plano, con el único límite de la impedancia física de los módulos contiguos. Cada módulo motor 12 contiene un mecanismo de autopropulsión 50 con brazos motores 62 y ruedas de tracción 28. Los brazos motores son accionados por muelles para permitir que las ruedas tractoras pasen sobre obstáculos menores dentro de la tubería, como tierra o soldaduras. Los brazos pasivos cargados con muelle 30 de los módulos portadores 16 que siguen a las ruedas centran los restantes módulos en la tubería.

En una configuración de la invención, cada eje libre está absolutamente codificado por potenciómetros. En caso de despliegue de los brazos, además de la codificación del potenciómetro, se aplica la medición de la corriente de par torsor para determinar la fuerza normal sobre la pared del tubo, por encima del ángulo absoluto del brazo que determina el potenciómetro. Los ejes de inclinación y rodada están codificados con una posición absoluta del ángulo y son movidos en un bucle cerrado al ángulo deseado por un motor de detención a través de un juego de engranajes.

Los dos módulos motores 12 en cada extremo del sistema tipo tren 10 contienen la sección motriz con las patas extensibles y le ruedas internas que mueven el tren, además de los componentes recolectores de datos, tales como sistemas de formación de imágenes de vídeo e iluminación. Los componentes de fuerza y luz, así como los componentes de ampliación de la señal de vídeo, van preferiblemente integrados en el módulo 12, que puede incluir un anillo de protección frontal para evitar que se arañe el objetivo durante las operaciones de despliegue.

El módulo electrónico central 18 contiene el sistema de ordenador, en tanto que los módulos de fuerza propios 14 contienen las celdas de pilas, preferiblemente intercambiables, con medios electrónicos de vigilancia, seguridad y estado de la carga.

La recogida de datos puede hacerse con sensores, como por ejemplo, sin que sea limitativo, odómetros (codificadores), acelerómetros triaxiales delanteros y traseros y cámaras montadas en el extremo con iluminación propia. En las conducciones a baja presión con tubos de hierro, se puede disponer, por ejemplo, de una cámara para examinar la infiltración de agua, la corrosión y las roturas. En las conducciones de alta presión con tubos, por ejemplo de acero, normalmente se observan pocas roturas, de manera que la recogida de datos puede hacerse por otros medios, como de corriente parásita, fuga de flujo por magnetismo y otros medios de captación de datos no visuales. Las comunicaciones se pueden efectuar por medio del tubo, aprovechando las paredes de la tubería para guiar las ondas o también con fibra óptica con conexión con cable, por ondas de radio, acústicas y/o electromagnetismo de baja frecuencia. Por ejemplo, mediante un enlace inalámbrico Ethernet de 2,4 GHz a un cuadro de ordenador fuera del tren con una carcasa robusta. La explotación del sistema 10 se hace segura en el medio natural gaseosos mediante evacuación, purga y válvulas de paso de dos vías en cada módulo para evitar la oclusión de gases oxigenados. Así, no hay necesidad de tapas cerradas a presión. Para mayor seguridad, los módulos de fuerza 14 pueden crear un medio a presión si las celdas de las pilas no puede soportar diferencias de presión.

Cada una de las características anteriores se describen con más detalle a continuación.

El módulo motor 12 se presenta con más detalle en la Figs. 2 a 5. El módulo motor 12 generalmente consta de un alojamiento 40, una tapa delantera 42, una tapa trasera de enlace 44, un mecanismo motor 50, un grupo electrónico 60 que contiene componentes recolectores de datos y componentes transmisores de datos. La tapa del extremo delantero 42 tiene un hemisferio óptico 46, un retentor del hemisferio 48 con las sujeciones correspondientes (omitidas) para sujetar el retentor del hemisferio 48 al extremo delantero 42 y contactos de recarga 47 para recargar los grupos de pilas de los módulos de fuerza 14. Una serie de elementos de alumbrado 24, tales como componentes LED, y un grupo electrónico 60, van situados detrás de la tapa del extremo delantero. El número y/o intensidad de elementos lumínicos 24 debe ser suficiente para proporcionar la luz para ver el interior de la tubería.

Con referencia a las Figs. 10 y 11, el grupo electrónico 60 comprende un cuadro de circuitos de la cámara 62, un objetivo 64 y un portaobjetivo 65 para recoger datos visuales, un cuadro reflector de la antena 66 con una antena de F invertida 68 para comunicar datos y dos cuadros de circuitos 70, 72 del módulo motor para gobernar el mecanismo motor 50. Las cuadros están separados por espaciadores 74. Un sujetador 76, tal como un prisionero, pasador o similar, y una arandela 78 fijan el objetivo 64, el portaobjetivo 65 y los cuadros de la cámara y la antena reflectora 62, 66.

Las fijaciones 82 sujetan el grupo electrónico 60 a la tapa del extremo delantero 42. Las tapas de los extremos 42, 44 se pueden hacer estancos uniéndolos al alojamiento 40 con tornillos obturadores 84 y juntas tóricas 86 (véase la Fig. 3). Un conducto de alimentación 88 forma un camino para las conexiones eléctricas desde el grupo electrónico 60 al mecanismo motor 50.

Se describen varias posibilidades para montar sistemas de cámaras de color con vista atrás y al frente. Sólo se diferencian en la óptica y la programación informática elegida, pero tienen un efecto decisivo en la capacidad y el montaje. El primero se basa en un objetivo FOV normal de 60 a 90 grados montado en una cámara de cuadro único, con un formador de imagen CCD o CMOS con resolución mínima de TV (640 H x 480 V) lo que supone una resolución de imagen de casi 310.000 pixeles.

Cuando el sistema de imagen necesita iluminación, por la compacidad del objetivo utilizado en el medio de la tubería, se pueden disponer diodos emisores de luz (LED) en racimos puestos en círculo alrededor del objetivo, pero separados físicamente del objetivo para evitar los reflejos interiores, y con fase sincronizada con el régimen de encuadres de la cámara para obtener la máxima luminosidad sin desperdiciar energía. El sistema de iluminación, por lo tanto, consiste en un juego de 40 LED blancos de gran intensidad dispuestos en círculo alrededor del objetivo. La mitad de los LED miran al frente y la mitad están dirigidos radialmente, en ángulo con la pared de la tubería, para que el sistema puede ver una semiesfera.

El objeto de la cámara es cartografiar las paredes de las conducciones de gas. Por motivos geométricos (es decir, para conseguir la mejor imagen con la máxima información), la parte de la pared directamente fuera del frente del módulo tiene interés particular. Se puede montar en el módulo motor 12 cualquier cámara que quepa en el espacio disponible de la tubería. Sin embargo, se prefiere la cámara de cuadro único con señales de poca diferencia de tensión en la pantalla. Se puede montar un objetivo gran angular, en el campo de 120º a 150º, o un "ojo de pez" de 180º para obtener una buena vista de la banda que rodea la cabeza del módulo.

Puede montarse un formador de imagen CMOS de 1/3 de pulgada con pixeles codificados a 640 x 480 líneas. La imagen se presenta por cualquier medio conocido o que aparezca más adelante, como un canal de vídeo o cualquier monitor de TV o PC, como la pantalla que muestra la Fig. 25. El medio para transmitir imágenes visuales desde la cámara del módulo motor 12 al procesador del módulo electrónico 18 se describe aquí con más detalle respecto a la arquitectura informática del sistema 10.

El sistema puede servirse del programa de mosaico de la NASA y proporcionar imágenes excepcionales de las paredes laterales y características sin necesidad de ninguna pieza móvil (como una cámara panorámica o inclinable). Se cree que ésta es la forma más eficaz de guardar datos de imágenes directas. Un programador puede redactar otros programas que consigan el mismo efecto.

El metraje continuo de vídeo del estado de la tubería en kilómetros de cualquier red de distribución facilita la información necesaria al departamento de conservación de cualquier servicio de gas para que pueda decidir sobre el punto y el método de las reparaciones, y en su caso, programarlas. El sistema 10 es capaz de detectar (i) filtraciones de agua, (ii) acumulación de escombros, y (iii) conexiones del servicio activas y abandonadas. Puede localizar (i) los accesorios de montaje que reducen el caudal y excentricidades, (ii) verificar el emplazamiento (recuento de juntas, mediciones de reajuste y adición de tramos de tubería) y trayecto de la conducción (mediante una sonda), y (iii) facilitar la evaluación visual del estado interior de la tubería.

La disposición de esta herramienta de largo alcance y tan fácil de aplicar mejora enormemente la capacidad de las empresas de gas de diagnosticar y presupuestar la conservación, con la posibilidad de grandes economías de costes en la obtención de datos para tomar decisiones en cuanto al método de reparación o sustitución que convenga (en un punto, local, reposición total de la tubería, cambio del forro). Además, dicho sistema sirve como herramienta en caso de urgencia, ayudando a encontrar (i) infiltración de agua en una conducción de gas a baja presión, (ii) grietas en las tubería de hierro colado y tuberías de acero averiadas, y (iii) acumulación de agua y obstrucciones debidas a la presencia de materias extrañas en la tubería).

La configuración del mecanismo motor 50 que muestran las Figs. 3, 6 y 7, consiste en general de una base 26, tres brazos motores 52, tres brazos extensibles 108, un eje motor 55, un tornillo de cabeza 54, un motor 56 y un motor del tornillo de cabeza 58. El tornillo de cabeza 54 está sostenido en un extremo por la base 26 y en el otro extremo por una orejeta anular 120. El motor 56 mueve el eje 55 a través del engrane motor 106. El eje motor 55 mueve el engrane 106 A, que puede ser de tipo helicoidal con un ángulo de paso de 45º. El engrane 106 A mueve el engrane 104, que también puede ser de tipo helicoidal con un ángulo de paso de 45º, pero en sentido opuesto al del engrane 106 A. El eje del engrane 104 es paralelo al eje del engrane 106 A. El engrane 104 mueve el engrane 80, que también puede ser de tipo helicoidal con un ángulo de 45º en el mismo sentido que el engrane 104. El eje del engrane 80 es perpendicular al eje del engrane 104 y coincidente con el eje de giro del brazo motor 52.

El motor del tornillo de cabeza 58 mueve el tornillo de cabeza 54. Cada brazo motor 52 tiene un alojamiento de brazo motor 32 y, en su extremo libre, dos ruedas motrices de tracción 28 y un engrane de salida 34 que conecta las dos ruedas. El alojamiento del brazo motor contiene una serie de engranes engranados en sucesión que comunican el giro del engrane 80 a las ruedas motrices 28. Una espiga 38 conecta giratoriamente el brazo motor 52 con la base 26. El eje motor 55 está conectado con el conjunto principal de engranes 106, que contiene el subengrane 106 A que comunica su giro al conjunto de engrane helicoidal inactivo 104, que a su vez efectúa el movimiento de los engranes de cadenas motrices 36, que se comunica a las ruedas motrices 28. Un engrane 114 está situado alrededor y es movido por el tornillo de cabeza 54. Un cojinete 116 está colocado entre el tornillo de cabeza 54 y los costados de la base 26.

El sistema de locomoción del sistema 10 está contenido en su totalidad en módulos idénticos en la cabeza y la cola del tren modular. El modo de locomoción proporcionado por el mecanismo motor 50, debido fundamentalmente a su eficacia energética y a la combinación progresiva de avance-velocidad, reúne en una sola unidad una locomoción híbrida movida por ruedas, precargable y graduable. La arquitectura del módulo 12 es tal que el mecanismo motor es capaz de recoger sus brazos motores articulados 52, permitiendo que se mueva en el fondo de la tubería, pero los extiende para centrarse en la tubería de un diámetro interior, por ejemplo, de 152 ó 203 milímetros. Como se ve en las figuras, los brazos están articulados por un conjunto de enlace de modo que extiende o recoge los brazos 52 y movidos por un solo motor. El motor mueve un engranaje cilíndrico de dientes rectos, accionando el tornillo de cabeza, al que va unido una unidad extensora común 112, que mueve el conjunto de enlace para extender y recoger los brazos 52. La configuración antigiro impide que gire el conjunto extensor, ocasionando así un avance solamente lineal. Como vemos, las ruedas 28 en el extremo de cada brazo 52, son movidas sincronizadamente por un motor único a través de un engranaje reductor planetario, con un tren de engranaje pasante dentro de cada brazo, que acciona el doble juego de ruedas 28 de cada brazo. La rueda realiza la tracción debido a la compresión de la rueda contra la pared interior de la tubería.

Refiriéndonos a la Fig. 7, alrededor de la mitad de cada brazo motor 52, el brazo 52 está conectado giratoriamente a un primer extremo de los brazos extensibles 108 de dos partes. Cada brazo extensible 108 contiene un muelle interno y una serie de arandelas elásticas alrededor de la espiga central (véase la Fig. 3). Cada brazo 108 está conectado giratoriamente con un segundo extremo por la espiga pivotante 110 al grupo extensor común 112. El grupo estensor común 112 define un anillo por el que pasa el tornillo de cabeza 54. El movimiento giratorio del tornillo de cabeza 54 lleva la unidad extensora 112 a lo largo del tornillo de cabeza 54, efectuando así el movimiento giratorio del brazo extensible 108 sobre la espiga 110 y la extensión y recogida del brazo motor 52, bien hacia fuera o hacia dentro del alojamiento 40. El alojamiento 40, como se ve en la Fig. 2, tiene tres aberturas por sus lados, por los que recibe uno de los tres brazos motores 52. Cada brazo motor 52, cada brazo extensible de dos partes 108 y la unidad extensora 112, definen una combinación de enlace-deslizamiento para efectuar el movimiento de los brazos motores 52.

La capacidad de dirección del sistema 10 viene dada por la actuación, con dos grados de libertad, del elemento de enlace de doble eje 20 situado entre cada módulo motor 12 y el módulo de fuerza 14. La tapa de un extremo aloja un grupo de engranes, que puede ser una combinación de motor de paso gradual-caja de cambios, montada fuera del eje, que mueve un engrane cónico por medio de un piñón montado en el eje. El eje central montado sobre el engrane cónico tiene un eje hueco que penetra la tapa del extremo, para que los cables puedan pasar a través y se engancha a un engrane de piñón cónico. El engrane de piñón se engrana entonces con un sector del engrane cónico que es coaxial con el eje de junta en U sostenido por un cojinete, alrededor del cual gira el eje.

La tapa trasera de enlace 44 comprende una junta de doble eje, que tiene un primer elemento de enlace 20 A, que comprende las horquillas opuestas 22 y una abertura por la que asoma el sector de engrane cónico del engrane cónico de piñón 90. Las horquillas 22 tienen orificios 25 para recibir una espiga que acopla el primer elemento de enlace con el segundo elemento de enlace de la junta de doble eje sobre el extremo contiguo del módulo de fuerza 14. Estos elementos de enlace se pueden mover por el eje de inclinación (perpendicular a la línea central del tren modular) y por el eje de rodada (paralelo a la línea central del tren modular). El motor 100 del eje de inclinación se muestra en la figuras como perteneciente al módulo de fuerza 14. Son posibles otras colocaciones. El engrane de piñón cónico 90 tiene los dientes cónicos en el lado de contacto y un eje 96 montado giratoriamente en una plato de engrane, que enlaza activamente con la placa 92 por la tuerca de retención 102. Un cojinete se sitúa alrededor del eje 96 del engrane 90. El motor de enlace 100, una combinación de motor de paso gradual-caja de cambios, va unido, desplazado del centro del módulo 12, a la tapa de enlace trasera 44 por medio de cualquier sujeción apropiada, tal como un tornillo o un pasador 94. Como se ve en la Figs. 3 y 9, el motor de enlace 100 esta conectado funcionalmente al engrane 90 a través del plato de engrane y la placa de enlace 92, para mover el engrane engrane cónico de piñón 90 por el juego de engranes de reducción. El eje 96 del engrane cónico de piñón mueve el sector 90 del engrane cónico, que está montado en un bloque giratorio. El eje del sector del engrane cónico 90 es coincidente con el eje de las horquillas opuestas 22 de la tapa del extremo del módulo motor 44 para causar un radio de giro de alrededor de 160º, más o menos 80º, en dirección a la izquierda o la derecha sobre el eje 96. Se puede poner cualquier medio de fijación para fundir entre sí los componentes de la tapa de enlace trasera 44.

Las Figs 12 A y B presentan una configuración de un módulo de fuerza 14. El módulo de fuerza 14 incluye un alojamiento 140, una primera y una segunda tapas 142, 144 y un segundo elemento de enlace de la junta de doble eje 20 A en un extremo 144 del mismo contiguo al módulo motor.

En el extremo 144 del módulo de fuerza 14, como se ve en la Fig. 12 (C-F), va montado un bloque giratorio 322 en los cojinetes 310 al extremo 144 del módulo de fuerza 14 mediante el retentor del cojinete 305 y las respectivas fijaciones 311, o tornillos 307 y los separadores del cojinete 304 para permitir que el bloque giratorio 322 gire sobre el eje central 350 del módulo de fuerza. El engrane cónico 390 está sujeto al bloque giratorio mediante fijaciones adecuadas 315. Por lo tanto, el giro del bloque giratorio 322 hace girar al engrane cónico 390. Los dientes cónicos 392 del engrane cónico 390 engranan con los correspondientes dientes cónicos del engrane 90 del extremo del módulo motor 12. El bloque giratorio 322 tiene un orificio y hendidura abierta 324 a través de la cual se llevan los cables desde el módulo de fuerza a los módulos contiguos. Esta disposición permite doblar los cables, pero sin pinzarlos al girar el bloque giratorio.

Un motor 302 del módulo de fuerza 14, que está montado fuera de la línea central del módulo de fuerza, mueve el bloque giratorio a través del en-grane reductor 306. El eje de giro del bloque giratorio es paralelo, y preferiblemente coincidente, con la línea central 350 del módulo de fuerza 14. El campo de giro del eje de rodada es de más o menos 180º. El primer y segundo elementos de enlace ofrecen una junta de doble eje que permite el movimiento en cualquier plano y a cualquier ángulo del hemisferio de la junta.

La junta creada por el acoplamiento de los dientes cónicos del engrane 90 del módulo motor 12 con los dientes cónicos 392 del engrane 390 del módulo de fuerza forman una junta dirigible de tipo universal que permite el giro de 360º (+/- 180º) y el movimiento en cualquier plano dentro del hemisferio. El engranaje de los engranes permite el giro completo y las conexiones articuladas con las horquillas respectivas permiten el movimiento por un plano. Al girar los engranes respecto uno al otro y los módulos dan la vuelta, se consigue el movimiento en cualquier plano a través de cualquier ángulo, permitiendo así que el sistema 10 circule por una tubería de cualquier configuración. Aunque la descripción y las figuras sitúan el montaje de las horquillas 22 en el módulo motor 12 y el bloque giratorio montado en el módulo 14, se puede invertir esta disposición.

Hay un tercer elemento de enlace en el extremo opuesto 142 del módulo de fuerza 14, que forma parte de un enlace motorizado de eje único 20 B. Forma una junta con un cuarto elemento de enlace de eje único en los módulos portantes 16 contiguos. Igualmente, los extremos de cada uno de los módulos electrónicos 18 tienen uno de los elementos de enlace opuestos de eje único 20 B que permiten el giro sólo sobre el eje de inclinación.

Cada tercer y cuarto elemento de enlace 20 B contiene una horquilla fija de montaje 222 y un engrane de piñón cónico. Cada horquilla de montaje 222 tiene un orificio para recibir una espiga para acoplar giratoriamente la horquilla 222 con las horquillas 22 contiguas del segundo elemento de enlace 20 B del módulo contiguo para permitir que los módulos contiguos giren (+/- 90º) uno respecto al otro. Los montajes fijos de horquilla 222 sin motorizar van montados en las respectivas tapas de extremo del módulo electrónico 18 y los extremos 142 de los dos módulos de fuerza 14. Así, el módulo de fuerza tiene dos monturas de horquillas fijas 222. El mecanismo motor del eje inclinado de cada elemento de enlace sin motorizar de doble eje, es al mismo tiempo el que mueve el doble eje antes descrito. Todos los motores y engranajes de los elementos de enlace están situados en los módulos portantes 16. Cada engrane 146 de los elementos de enlace tercero y cuarto 20 b es igual a los descritos antes, excepto que los montajes de horquilla 22 están fijos y no giran.

Sólo el extremo final de los módulos motores 12 deben ser dirigibles y doblarse en todos los planos y ángulos para que los módulos motores puedan girar en ángulo agudo y avanzar. Los módulos del medio del sistema 10 son seguidores y sólo tienen que virar en un plano. Los módulos del medio del tren pueden girar por el eje de rodada como un grupo por la actuación de los motores del eje de rodada de los módulos de fuerza simultáneamente, estando los módulos motores fijos dentro de la tubería por efecto sus brazos motores 52 respectivos y los brazos pasivos 166 de cada módulo portante se recogen a fin de permitir el giro de los módulos del medio del tren.

Cada engrane 146 está conectado giratoriamente por una espiga 148 a su correspondiente horquilla fija 222. Como vemos en la Fig. 12 A, los engranes en cada extremo de los módulos 14 van montados con la cara en sentido opuesto para mejorar la maniobrabilidad de los módulos contiguos.

Todos los ejes del sistema de dirección del tren modular pueden recibir datos de los potenciómetros para tener conocimiento absoluto de la posición de cada eje. Los potenciómetros están situados en todas las partes móviles, salvo las ruedas. Las ruedas locas 168 llevan codificadores. Con respecto a la Fig. 3, los potenciómetros puede ir colocados en el eje de 50.

Los módulos de fuerza 14 tienen un compartimiento 150 que contiene la fuente de energía. El sistema de fuerza preferido en el sistema robótica 10 es el de almacenamiento químico de energía, que puede ser una batería de pilas 152. La elección de pilas se basa en su utilización y necesidades de energía. Las pilas elegidas pueden ser, por ejemplo de hidrato de níquel (NiMh) y pilas de Li-Ión. El compartimiento tiene paredes 154 en los extremos. La batería de pilas 152 puede contener, por ejemplo, varias pilas y bornes de número suficiente que proporcione la energía necesaria para los trabajos de inspección y recogida de datos deseados. Para ocho horas de despliegue esencialmente continuo de recogida y transmisión de datos visuales, se ha visto que 40 celdas de batería de NiMh, divididas en dos grupos de 20 celdas cada uno a aproximadamente 1,2 voltios por celda, son suficientes. La alimentación de energía es suficiente para que los operadores puedan explotar o supervisar a distancia la red en tiempo real. En 8 horas normales de trabajo, 24 voltios son suficientes. Esa tensión pueden proporcionarla pilas de Li-Ión de 4 voltios o pilas alcalinas de 1,5 voltios; aunque el último tipo de pilas no es recargable. Cualquier combinación de celdas de tamaño apropiado que produzca alrededor de 24 voltios a una densidad energética relativamente alta de unos 3.800-4.000 miliamperios por celda es suficiente para explotar el tren modular como se ha descrito durante 8 horas de trabajo. Puede servir como fuente de energía cualquier tecnología de pilas existente en el mercado, en términos de energía-densidad y potencia-capacidad. Su densidad volumétrica permite instalarlas debidamente en el espacio disponible. Los entendidos en el arte reconocerán que pueden utilizarse pilas de litio u otras fuentes autónomas de energía almacenada. Como se ha dicho antes, los módulos de fuerza pueden crear un ambiente a presión si se determinase que las celdas no pueden resistir la diferencia de presión en la que los módulos han de actuar.

Las figuras 13 a 17 muestran una configuración del módulo portante 16 del sistema de inspección 10. El módulo portante 16 dispone de un alojamiento 160 con tapas en los extremos 162 y 164. Un segundo elemento de enlace 20 B comprende un engrane 490 y hay un par de soportes para horquillas opuestas 422 colocado en cada extremo 162, 164. El engrane de piñón cónico 490 está orientado, respecto al módulo motor 12, del mismo modo que el engrane de piñón cónico 90 descrito antes. No obstante, el enlace de los módulos portantes 16 tienen un enlace de un eje único fijo. Todos los motores y engranes de los enlaces de dirección de eje único van alojados en el módulo portante 16. Los chaflanes y salientes de cada extremo 162, 164 del alojamiento 160 entre cada par de apoyos de horquilla 422 que engranan con los dientes cónicos del engrane del módulo contiguo, forman en conjunto un segundo elemento de enlace de eje único 20 B como se ha descrito antes.

El módulo portante 16 contiene un mecanismo de brazo portante 170 y un componente electrónico 172. Cada mecanismo de brazo portante 170 comprende una base 178, tres brazos pasivos 166, cada uno con una rueda 168 en el extremo libre y su respectivo brazo inactivo extensible 180 para acoplar cada uno de dichos brazos pasivos 166 con una eje extensible 176. Los brazos pasivos 166 están espaciados alrededor del alojamiento 160. El alojamiento tiene aberturas para permitir que los brazos con ruedas se muevan hacia dentro y hacia fuera del alojamiento 160. También dispone de un motor para los brazos inactivos. La Fig. 18 presenta una vista en sección del motor 174 de brazo inactivo. Cada brazo extensible inactivo 180 está conectado de modo giratorio por un extremo a un punto intermedio de uno de los brazos pasivos 166 y por el otro extremo a una tuerca 184 puesta en un eje 176. Un extremo de cada brazo 166 está conectado a un ala distinta 182 de la base 178. El eje extensible 176 está conectado por un extremo a un cojinete 200 y a un anillo terminal con orejeta 202. El eje 176 está conectado por el otro extremo a un cojinete 507, un espaciador 509 y una mordaza 508 dentro de la base 178. Un pasante de engrane 504/505 dentro de la base conecta funcionalmente el motor del brazo inactivo 174 con el eje 176. Un potenciómetro (véase la Fig. 17) está montado con pasadores al brazo giratorio del eje del motor 174 para medir el ángulo de giro del brazo. Cada rueda 168 puede llevar imanes y un sensor magnético para detectar el movimiento de las ruedas. Los sensores detectan el número de giros parciales de cada rueda
y el ángulo del giro. El sentido de la marcha y la distancia recorrida se detectan mediante codificadores de cuadratura.

Los sensores 250, como los odómetros (codificadores) que siguen a las ruedas, se pueden situar en las ruedas 168 y en el alojamiento del brazo pasivo 166. En cada rueda, un juego de dos sensores de medio efecto y un grupo de imanes producen una señal cuadrática para indicar la dirección y la distancia. Las seis señales de cuadratura de ponderan y se saca la media. Este método es muy valioso en caso de deslizamiento, vuelta, etc.

El componente electrónico 172 del módulo portante 16 que vemos en las figuras 16 A-C, comprende un alojamiento 190, un par de cuadros de circuitos 192 y un enchufe macho y hembra 194, 196.

En cada extremo hay conexiones eléctricas 198. Las tapas de los extremos 162 y 164 tienen portales de acceso de cables y las correspondientes tapas para pasar cables de comunicación electrónica del módulo a los módulos contiguos.

El módulo electrónico 18 de la configuración de la Fig. 1, está situado en el centro de la configuración tipo tren de varios módulos. Con referencia a las Figs. 19 y 20, el módulo 18 consiste en un alojamiento 210, los componentes del sistema informático de a bordo 214, y tapas de extremo 212 incluyendo un grupo de rodada 20 B compuesto de un montaje de horquilla 222 en cada extremo con el engrane correspondiente 146. El módulo electrónico 18 está dotado de juntas tóricas normales para aislar el interior contra fugas de gas de la tubería. El módulo está dotado de un conducto pasante de alimentación 218 y un retentor 224 para permitir la conexión electrónica con los otros módulos. Haces de cables corren por todo el tren modular, a través de orificios en cada elemento de enlace hasta el módulo eléctrónico. Con referencia a la Fig. 20, los componentes electrónicos del módulo electrónico 18 pueden ser una tarjeta CPU 230 y una tarjeta 232 de la red de comunicaciones inalámbricas (como una tarjeta wavelan/IEEE 802.11b) en una ménsula 234, un cuadro de circuitos de acondicionamiento de la potencia 236 y un convertidor DC-DC 238 sostenido en un conjunto de anilla y ménsula 240.

Hay tres niveles de arquitectura informática en el sistema 10. El procesador del módulo 18 procesa los datos de imágenes recibidos de las cámaras, se comunica con la pantalla del usuario a través de un Ethernet inalámbrico y ordena a los otros módulos 12, 14, 16 ejecutar varias tareas mediante un colector de mando de la red. La arquitectura informática se describe con más detalle más adelante.

El sistema informático necesario para respaldar los programas de formación de imagen digital de extremo alto, de antidistorsión y de mosaico, así como todos los mandos de motor, comunicaciones y otras tareas I/O de limpieza y vigilancia, son preferiblemente de un nivel de procesador-potencia. Existen dichos procesadores de niveles comparables como equipos de cuadro OEM de sistema empotrado, dimensionados al formato de PC 104, que es en esencia una estantería de tarjetas cuadradas de 3.5''.

El sistema 10 puede estar provisto de un equipo de cuadro CPU hecho a medida, centrado alrededor de un procesador de baja potencia y extremo alto, comparable en eficacia informática a un procesador de clase Pentium-1, de manejo similar a un ordenador de mano. La libertad de configuración que se consigue así permite que el equipo de cuadro disponga de la última tecnología de chips e I/O y de electrónica digital.

La arquitectura informática puede basarse en la jerarquía típica de CPU empotrado, en el que todos los aparatos periféricos asociados están interconectados con un procesador central mediante una barra colectora de mando, como por ejemplo, una barra colectora CAN (control área network). La Fig. 21 es un diagrama de la arquitectura de comunicaciones del sistema 10 con arreglo a una configuración. Como lo ilustra la Fig. 21, una barra colectora de mando, como el CAN, puede dirigir las señales enviadas por el módulo electrónico 18 a los otros módulos 12, 14, 16. El módulo electrónico puede, por ejemplo, comunicar a los otros módulos 12, 14, 16 instrucciones para realizar tareas, a través de la barra colectora de mando. Las tareas pueden ser, por ejemplo, guiones escritos, como las maniobras de dirección.

La Fig. 27 es un diagrama de los aparatos componentes del módulo electrónico central 18, con arreglo a una configuración. Como se ilustra en la Fig. 27, el módulo 18 contiene un procesador 500, una unidad de memoria 502, un dispositivo de memoria 504, una tarjeta de la red de comunicaciones inalámbricas, un motor del disco duro 508, una unidad de memoria FIFO 510, una barra colectora de mando 512 y un portal RD232 514. El procesador 500 puede ser, por ejemplo, un Hitachi SH4 o procesador similar. La unidad de memoria BIOS 502, puede realizarse, por ejemplo, en forma de unidad de memoria de acceso aleatorio dinámico sincrónico (SDRAM). La tarjeta de la red de comunicaciones inalámbricas 506 permitiría la comunicación inalámbrica con la pantalla del usuario mediante, por ejemplo, un LAN inalámbrico. Con arreglo a una configuración, la tarjeta de comunicaciones inalámbricas puede disponer del IEEE 802.11b normalizado. La unidad motriz del disco puede ser, p. ej. un motor de disco duro (HDD). La unidad de memoria FIFO 510 sería cualquier dispositivo de memoria configurado para recuperar los datos guardados durante más tiempo. La barra colectora de mando 512 puede ser, por ejemplo, una barra colectora CAN, como se ha descrito anteriormente, para comunicar señales de mando a los otros módulos 12, 14, 16 del sistema 10. El portal RS232 514 puede proporcionar un portal de datos en serie para, por ejemplo, facilitar la depuración de errores del módulo electrónico 18. Con arreglo a una configuración, los aparatos componentes que se acaban de describir, es decir, los componentes 500, 502, 504, 506, 508, 510, 512, 514 se pueden instalar conjuntamente en un cuadro
de PC.

Como se presenta en la Fig. 27, el módulo electrónico de mando 18 puede también incluir un receptor LVDS (señalización diferencial de baja tensión) en comunicación con los formadores de imagen 522 de los módulos motores 12 mediante un multiplex 524.

La Señalización Diferencial de Baja Tensión es un método de baja amplitud, baja potencia y poco ruido para la transmisión de datos a gran velocidad (gigabitios por segundo) por cable de cobre. El método LVDS se diferencia de la entrada/ salida normal en algunas cosas. El I/O digital normal funciona a 5 Voltios en alta (binario 1) y a 0 Voltios en baja (binario 0). Cuando se trabaja en diferencial, se añade una tercera opción (-5 Voltios p. ej.), que ofrece un nivel extra para codificar, lo que produce un máximo ma-or de velocidad de transmisión de datos. Con arreglo a una configuración, los 5 Voltios del LVDS normal se sustituyen por 3,3 Voltios ó 1,5 Voltios. El LVDS puede tener un sistema de doble cable tendidos 1 189º uno del otro. De este modo, el ruido viaja al mismo nivel, lo que a su vez se filtra con más facilidad y eficacia. Con las señales de I/O normales, el almacenamiento de datos depende del nivel de tensión real. El nivel de tensión es afectado por la longitud del cable (el cable más largo reduce la resistencia y rebaja la tensión). Por con el LVDS, el almacenamiento de datos se distingue solamente por valores de tensión positivos y negativos, no por el nivel de tensión. Por lo tanto, los datos pueden recorrer distancias mayores de cable manteniendo una corriente de datos clara y uniforme.

Los transmisores de LVDS (omitidos) de los módulos motores 12 pueden serializar los datos de los formadores digitales de imagen 522 y transmitir los datos serializados al receptor de LVDS del módulo electrónico central 18.

El receptor de LVDS 520 puede recibir datos de pixel sólo de uno de los formadores de imagen 522 a la vez, debido al multiplexer 524. El receptor de LVDS puede recibir datos de pixel en serie de uno de los formadores de imagen 522 y deserializarlos, p. ej., convirtiéndolos de nuevo en señales TTL/CMOS. La desearialización de datos permite extraer los datos de pixel de tiempo. Los datos de imagen de pixel deserializados se pueden guardar en la unidad de memoria FIFO 510. La unidad de memoria FIFO 510 puede enviar, p. ej., una petición de acceso directo a la memoria (DMA) al procesador 500. Una vez que el procesador 500 reconoce la petición de DMA, la imagen de pixel guardada en la unidad de memoria FIFO 510 se envía al dispositivo de memoria 504 que, como se ha dicho antes, puede ser un dispositivo SCRAM. El procesador 500 comprime las imágenes, las codifica con, p. ej., datos de odometría y las reúne en un paquete de datos, como un paquete de Ethernet o de IP. Los datos empaquetados se pueden entonces trasmitir por la tarjeta de la red de comunicaciones inalámbricas a la pantalla de un usuario a distancia, tal como una red IEEE 802.11b.

Como se ve en la pantalla que presenta la Fig. 25, todas las operaciones son visibles y comprobables en el acto en un pupitre único por un solo operador fuera de la tubería, conectado al sistema en virtud de un cable a una antena clavada en la tubería. Como se ha descrito antes, los datos procedentes del sistema 10 se puede transmitir a un operador a distancia mediante un enlace de comunicaciones inalámbricas.

Además, la pantalla del ordenador puede servirse de otros cuadros de procesadores distribuidos en cada módulo, p. ej., tableros tipo Hitachi basados en la familia H8 de 16 bits, que comunican el DH4 por una barra colectora común (12C, RS-422, CAN, etc.), y ejecutan órdenes locales a gran velocidad. Además, cuenta con una cámara digital de formación de imagen con una barra colectora propia de gran velocidad.

La arquitectura de la programación se detalla a alto nivel. La premisa mayor es que el ordenador a bordo del sistema 10 es como un "cliente" del ordenador exterior en la caja de mandos del operador. La caja de mandos del operador está provista de un bucle continuo, por el que se pueden coordinar todos los dispositivos de entrada (palanca de mandos, cursor de la cámara, interruptores de la luz, etc.), escribir mensajes de situación en un teletexto y mostrar todas las señales de vídeo digital en crudo y desabarquilladas. Puede instalarse un analizador de datos que transmite y recibe paquetes de datos por el enlace Ethernet. Toda la programación puede funcionar con un sistema operativo tipo Unix® de LINUX® que permite operar con inmediatez sin excesivo coste. La arquitectura de a bordo es casi idéntica a la antes descrita, salvo que correrían por el mismo bucle principal otros programas adicionales de comunicaciones a bordo, el código de seguridad y salud y otros de tipo excepcional. La estructura de los aparatos de observación y mando se puede definir en dos niveles, a saber, el nivel principal y central del procesador, y los niveles de los procesadores individuales distribuidos en los módulos. La Fig. 28 muestra una configuración del concepto de la arquitectura de la programación. Todos los programas se pueden redactar en cualquier lenguaje informático conocido ahora (p. ej.: C, C++, básico virtual, etc.) o que aparezca en el futuro.

El sistema de comunicaciones de puede basar en componentes existentes en el mercado destinados a comunicaciones inalámbricas en el mercado de ordenadores. La tecnología actual de redes inalámbricas permite emplear sistemas receptores-transmisores de radiofrecuencia de 2,4 GHz en forma de una tarjeta PCMCIA, para instalar un protocolo programático (Ethernet) e interconexión entre el ordenador y los periféricos (corrección de errores, detección de conflictos, et.) creados por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) (IEEE 802.11b), capaces de generar anchos de banda de comunicación del orden de 11 Mbps a distancias cortas (61 m con antenas omnidireccionales) y valores reducidos de 1 Mbps a distancias mayores (del orden de 240 m con antenas omnidireccionales); la aplicación de antenas direccionales dentro de las tuberías produciría alcances mayores.

Las industrias de ordenadores, de telecomunicaciones y telefonía móvil siguen llevando la comunicación a anchos de banda aún mayores para permitir la transmisión de más datos y el acceso a más usuarios. El aumento del ancho de banda ayudará a la industria del mismo modo (aumento de datos y de acceso de clientes). Los entendidos en el arte reconocerán que, para cada diámetro de tubería, hay una frecuencia óptima para producir el máximo alcance de las transmisiones. La ventaja de manejar protocolos de comunicación establecidos estriba en que se puede elevar el sistema 10 al ancho de banda más alto simplemente cambiando la tarjeta LAN antes mencionada, en el módulo electrónico 18.

El sistema 10 se puede desplegar en un sistema de cámara tubular de lanzamiento soldada, que vemos en la figuras 22, 23 y 24, en una conducción de gas subterránea y ex cavada en un ambiente real. Para lanzar el sistema 10 se puede utilizar un sistema de acceso a tuberías que exista en el mercado, por ejemplo de Mueller, Inc. El sistema de lanzamiento consiste en dos herrajes de media tubería de hierro colado que se sueldan en el exterior de la tubería que ha sido desenterrada. En la brida de la parte superior se coloca una válvula de compuerta, sobre la cual se coloca cualquier herramienta a elección. Para abrir un orificio del diámetro total (un orificio del tamaño del diámetro interior de la tubería), se necesita un taladro movido por fuerza hidráulica que se introduce en la tubería y corta la parte superior y la parte inferior de la misma, dejando que los trozos cortados caigan en la mitad inferior del herraje soldado. Una vez abierto el orificio de entrada, la válvula de compuerta aísla la conducción desde la cámara de lanzamiento por la que se ha de lanzar el tren modular dentro de la tubería.

La cámara de lanzamiento, que puede ser un sistema construido exprofeso, no tiene que ser más que un tubo hueco provisto de un gancho y de una puerta de recarga en la parte alta, además de una antena y una conexión de energía para la recarga del robot y la comunicación inalámbrica. La antena misma va montada dentro de la cámara en un carro de instalación, que permite desplegarla y orientarla en el centro de la tubería a presión una vez que el tren modular se ha desplegado. Se comprenderá que son posibles otros sistemas de lanzamiento, como por ejemplo, una cámara de lanzamiento angular.

La cámara de lanzamiento, que puede ser un sistema fabricado sobre pedido, no tiene que ser más que un tubo que tenga un gancho y una boca de recarga en la parte superior y una toma de energía para que el robot recargue las comunicaciones inalámbricas. La misma antena está montada dentro de la cámara en un carro portador, permitiendo desplegarla y orientarla en el centro de la tubería cargada, una vez que se ha introducido el tren modular. Se observará que se pueden utilizar otros sistemas de lanzamiento, como por ejemplo una cámara angular.

La geometría y locomoción del sistema 10 se adapta al diámetro interior de la conducción de gas y se mueve por la tubería a una velocidad máxima de diez centímetros por segundo, tomando la energía de su batería de pilas. El sistema puede transmitir imágenes de TV directas y los datos de mando del teleoperador por medio de RF sirviendo la tubería de guía de ondas. El sistema se puede reconfigurar por sí solo para hacer giros de 90º y atravesar curvas de 1,5 D, con reducción del trayecto y del alcance de la comunicación. Con la alimentación de nada más 40 pilas de NiMh, u otra clase adecuada, preferiblemente una fuente de energía recargable, el sistema 10 puede recorrer más de 750 m en cualquier dirección desde el punto de acceso, sólo limitado por el alcance de las transmisiones, la pérdida de energía y el tiempo de recarga. El despliegue puede ser más largo o más complejo dependiendo de la corriente de gas, del número de puntos de acceso y del suministro de energía. El suministro de energía se ha calculado sobre la base del recorrido deseado con una sola carga y con los enlaces de comunicación dentro del alcance. El método de "navegación" más sencillo y exacto es hacer un recuento visual de las juntas y de las puestas a cero del programa del odómetro de a bordo en cada junta, medir separada y exactamente cada tramo de tubería, para obtener un cálculo sin desviaciones del desplazamiento longitudinal del tren modular. El operador dirige el movimiento, incluso la dirección y la velocidad, del tren modular observando las imágenes que comunica en el acto la cámara del tren. El operador sabe dónde está la siguiente curva de la tubería por los planos de la empresa, y manda al tren adonde ir después con arreglo a un guión previo. El guión director de una operación determinada se redacta de antemano y/o está guardado en el PC del operador. También el operador puede conducir manualmente el movimiento del tren modular en respuesta a las imágenes y circunstancias que le comunique el tren.

El sistema de procesador de a bordo también puede ser responsable de vigilar el debido funcionamiento de todos los sistemas, determinando el buen estado de cada componente y subsistema, además de llevar una conciencia propia de la navegación.

El sistema 10 puede valerse de varios métodos para vigilar su funcionamiento interno, su buen estado y el enlace de comunicaciones con el operador en el exterior. Se puede utilizar las siguientes modalidades o planes:

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Al nivel más alto dentro del sistema 10, los cuadros de procesadores individuales repartidos dentro de cada módulo, pueden comunicarse con el procesador central a través de la barra colectora común de datos y dar a conocer su presencia y funcionamiento correcto con un frecuencia dada; esto se denomina aquí establecer y mantener el "pulso".

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El procesador central lleva un paso adelante concepto de "pulso" pues establece un intervalo regular de comunicaciones con la caja de mando inalámbrico fuera del tren que maneja el operador. Se trata de asegurar que el sistema 10 no se desvíe inesperadamente del campo de comunicación. El operador puede detectar el desvío enviando regularmente con su ordenador una señal de "pulso" al sistema 10, que se presume que responda del mismo modo. Si no recibiera la señal, el sistema 10 se puede programar para que se detenga y ejecute una maniobra de retroceso al punto donde se sabe ha efectuado la última comunicación bidireccional. Es un comportamiento autónomo de protección que aquí se denomina "restauración de la comunicación".

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En el caso del módulo motor 12, el procesador local puede vigilar la corriente y la tensión del motor, estableciendo la base fija del funcionamiento. Según sea la posición en que esté el sistema 10 (horizontal o vertical, en recta o girando), el procesador local puede vigilar el motor, pero el ordenador central puede anularlo. Las señales del acelerómetro localizado de tres grados de libertad también contribuye a calificar la operación del sistema permitiendo que el procesador local decida si la corriente cae dentro del campo de rendimiento previsto.

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El estado del grupo de energía se vigila también mediante un contador de culombios que mide la carga consumida y la carga inicial de las pilas. Un procesador propio del módulo de fuerza y de mando local es responsable de vigilar la tensión, corriente y temperatura del grupo de pilas. Este dispositivo es útil (pero no exigido) para proteger la batería contra el mal funcionamiento y para que el ordenador central lo rectifique. Este procesador compara la tensión del grupo de pilas con una tabla visual basada en un gráfico de descarga de las celdas facilitado por el fabricante; esta medición permite al ordenador avisar al operador y sólo permite el movimiento para traer el sistema 10 al punto de despliegue (según el modelo de corriente para viaje de ida y vuelta).

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Los sensores de seguridad que pueden incluirse en cada módulo son, por ejemplo, detectores de humedad y vigilantes de oxígeno. Todos son instalaciones sencillas que permiten vigilar la concentración de oxígeno dentro del módulo y las clavijas de circuito abierto que si son cortocircuitadas por infiltración de agua en el módulo alertan a sistema y operador para que recupere el sistema e inicie la detención lo antes posible.

El plan de circulación del sistema 10 se vale de varias modalidades de detección para generar un cálculo de la posición real del robot dentro de la red de tuberías.

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La medición más simple del bucle abierto, pero la más propensa al error, consiste en codificar los motores de avance con una realimentación de efecto salón para activar los contadores de subida/bajada y efectuar un cálculo de avance-distancia por la relación de los engranes y el diámetro de las ruedas. Esta medición es inexacta porque las ruedas pueden patinar en las paredes de la tubería, y el diámetro exterior de las ruedas no es constante debido a la compresión de su llanta de uretano.

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La siguiente fase de codificación se funda en centralizar los brazos con ruedas de cada módulo portante y computar la "media" del recorrido a lo largo del tubo, tomando la distancia medida por los codificadores por el efecto salón en fases en función del giro de la rueda. Esto tiene especial importancia a medida que el sistema toma curvas y las ruedas motrices pierden el contacto con las paredes, y para actualizar la posición hay que contar con las ruedas y motores traseros.

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A fin de cuantificar el recorrido en función de la distancia tridimensional, cada módulo motor pude contener un sensor acelerómetro con tres grados de libertad que permite al ordenador resolver el movimiento real del sistema 10 en cuanto a la distancia horizontal y vertical recorrida. Pare este fin también se pueden instalar giroscopios. Los brazos motores están precargados para proporcionar la tracción adecuada a las ruedas. Se mide la corriente necesaria para mover el tren. Sabiendo la función de transferencia al motor del momento de fuerza de la corriente y la geometría de los brazos, se puede calcular la fuerza que ha de aplicarse normalmente a las paredes de la tubería para conseguir la tracción que se necesita para mover el tren por la tubería. No siempre se requiere la máxima fuerza. Hace falta más para andar en vertical o subiendo una cuesta que en un trayecto relativamente llano. Por ejemplo, la fuerza necesaria para mover el robot por un plano inclinado o a lo largo de la tubería se determina averiguando el ángulo del tren modular respecto a la gravedad tomando el acelerómetro como inclinómetro y determinando la pendiente contra la gravedad. Se puede determinar si el ángulo de la inclinación ha variado y si es preciso percargar los brazos motores más o menos.

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Por último, podrían codificarse cada una de las juntas de dirección con un potenciómetro de posición absoluta, permitiendo que el movimiento sea resuelto más allá dentro de las coordenadas del ordenador.

El grado de explosividad del gas natural (GN) es de alrededor del 14% al 17% del gas natural (sic) (95% de metano) por volumen en una mezcla de aire con GN. La actuación fuera de este escenario, pese a la presencia de oxidante y una fuente de ignición, no hay riesgo de explosión. En vista de estas consideraciones, si el sistema 10 trabaja en conducciones de gas natural, se debe evitar siempre que sea posible un ambiente cerrado a presión.

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En el caso del módulo motor/locomotor, esto significa, dejando el módulo "abierto" a las condiciones ambientales y asegurando con obturadores y protectores que las materias extrañas no queden atrapadas en el mecanismo o que no entre agua y cause el cortocircuito de algún elemento electrónico. Los elementos electrónicos a presión ambiente toleran la presión (hasta 8,8 kg/cm^{2}) y son capaces de funcionar en un ambiente de gas natural puro.

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La junta de dirección no es hermetizable por su propia naturaleza, pero se puede poner un protector contra los cuerpos extraños. Todos los motores son capaces de funcionar dentro de un ambiente de gas natural.

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El módulo electrónico se puede aislar herméticamente del ambiente exterior, añadiendo dos válvulas de retención en sentido opuesto, lo que permite igualar la presión a las condiciones ambientales con sólo una mínima diferencia de presión inherente a la válvula de retención. Así, todos los componentes interiores pueden funcionar en un ambiente de gas natural a presión. Se puede purgar todo el aire del módulo informático y reemplazarlo con nitrógeno a presión atmosférica antes de ir al terreno para reducir la posibilidad de que haya quedado oxígeno atrapado en el módulo.

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Se puede aplicar a los módulos de fuerza el mismo método propuesto para el módulo electrónico, incluso la eliminación de fluidos. No obstante, los grupos de pilas se deben alojar en cada módulo dentro de un recinto a presión calculado para trabajar en condiciones de diferencia de presión de 8,8 kg/cm^{2}. Las pilas hermetizadas se pueden purgar de todo el aire y sustituirlo por nitrógeno a presión atmosférica antes de ir al terreno para reducir la posibilidad de que quede oxígeno atrapado en el módulo.

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La cámara para lanzar el sistema 10 se carga con el tren modular, se hermetiza y preferiblemente se purga todo el aire y se sustituye con nitrógeno u otro gas inerte a presión atmosférica. Permanece hermética hasta que se despliega el sistema 10 en el terreno. Una vez montada sobre la cabeza de la válvula del conjunto de lanzamiento, se iguala manualmente la presión de la cámara de lanzamiento con la de la tubería, evitando dejar aire atrapado en la secuencia de lanzamiento. Se puede evitar poner gas inerte, como el nitrógeno, en la cámara de lanzamiento, si se demuestra que la igualación de la presión y el sangrado temporal del mismo por la parte alta de la cámara de lanzamiento, consigue el mismo efecto: eliminación del aire en la medida en que se evite que el medio ambiente esté en el campo de explosión antes de activar el sistema.

La pantalla del operador es bastante sencilla. Al operador se le presenta, p. ej. mediante una pantalla como la de la Fig. 25, una imagen de la vista del gran angular en bruto de la cámara anterior o posterior (o ambas a la mitad del ritmo de actualización), tiene una estimación de la lectura del odómetro de la distancia recorrida e indicación del recorrido horizontal y vertical realizado, ángulos presentes y dirección estimada (basado en la determinación del operador y la entrada de datos del ángulo de las vueltas realizadas en sitios conocidos, como vueltas de 90º y 45º, una indicación general del estado de la carga de las pilas, un gráfico de barras de la "calidad" (expresada por los datos de conjunto) del enlace de radio inalámbrico. La imagen generada por la cámara se puede trasladar a otro ordenador de mesa para procesarla, lo que permite quitar la distorsión, formar el mosaico y guardarla en una grabadora de VHS local o cinta digital, o en los futuros discos ópticos reimpresionables. Pueden separarse las funciones de mando inmediato del operador del tratamiento y procesado de datos, así como la grabación.

Una alternativa de la pantalla del usuario puede ser una caja de mandos portátil. La caja de mandos va en un maletín de plástico. Su objeto es presentar y gestionar la imagen tomada por la cámara dentro de la tubería. La caja se enchufa a una toma de 110 Vca, un interruptor principal regula la alimentación de energía a todas las piezas eléctricas de la caja y del módulo. En la parte inferior hay dos alimentaciones de energía separadas (con tierra aislada) para la pantalla (12 Vcc) y para el cuadro amplificador de vídeo (9 Vcc). Hay un cuadro adicional para facilitar las conexiones entre todos los elementos electrónicos interiores. Hay dos salidas BNC de vídeo para llevar los datos de las imágenes a pantallas externas. Dos potenciómetros compensadores sirven para regular la brillantez de la luz y perfeccionar la imagen (las luces lejanas y cercanas se pueden cambiar por separado). El cable que viene del módulo de la cámara está conectado con un enchufe Amphenol de 20 clavijas, pero sólo se utilizan 6 contactos de los 20. La señal de vídeo se transmite por un cable coaxial (GND & V_{out}), dos cables energizan la cámara (GND & V_{cam'}) y dos cables conectan las luces (V_{near} & V_{far}); las luces tienen la misma tierra que la cámara. Para observar el resultado, es decir, la imagen del interior de la conducción de gas, hay un monitor TFT-LCD de, p. ej., Earth Computer Technologies, instalado en la tapa del maletín.

El escenario operativo puede ser, p. ej. como se detalla debajo. Los pasos principales consisten en establecer el portal de acceso del robot del sistema 10 y luego, el posterior lanzamiento y recuperación del tren como se explica a continuación en un plan de operaciones concebido para el primer día en el terreno.

500

Una vez instalado el sistema, se describe a continuación el plan de operaciones del segundo día de trabajo.

501

502

El sistema habrá cubierto una distancia total sumando ambos sentidos de 1.733 m en un estado que le permite volver a la cámara de lanzamiento desde donde se puede volver a lanzar y recorrer un trayecto igual en sentido contrario antes de extraer el sistema, desconectar la cámara de lanzamiento y asear la zona.

Es preciso recargar periódicamente las celdas de energía de los módulos de fuerza 14 del sistema 10. Un método de recargarlo es regresar el tren modular al punto de lanzamiento donde habrá un medio de recarga, que puede ser un generador, un transformador, una batería de vehículo o cualquier fuente de energía adecuada de 24 Voltios CC y 2 Amperios. Este método exige traer de vuelta el tren modular al punto de recarga antes de que se agote el suministro de energía de a bordo.

Un método alternativo de recarga consiste en instalar puntos de recarga a intervalos a lo largo de la conducción. Estos puntos pueden ser permanentes a lo largo de la tubería que conduzcan a un lugar fuera de la misma. Como se planea el trabajo en un tramo de la tubería, se puede introducir en el tren modular una fuente de energía portátil o línea de contacto desde la fuente de energía, según convenga. El módulo motor, p. ej. puede disponer de un contacto de carga, que es el contacto 47 del módulo motor de la Fig. 2, para empalmar el punto de recarga con las pilas del módulo de fuerza 14.

Otro concepto para recargar el sistema 12 consiste en aprovechar la misma corriente de gas como fuente de energía cinética, y si se acepta una mínima pérdida de presión, se podría poner una turbina en el conducto que, movida por la corriente de gas, movería un generador que a su vez puede servir de energía directa o para cargar en etapas las baterías de pilas de a bordo.

El aprovechamiento del gas ocasiona una baja de presión a través de la turbina, por dos razones: (1) la energía extraída de la corriente y (2) la pérdida de presión debida a la contracción y dilatación del gas al pasar por la garganta de la turbina. Se sabe que las turbinas no son muy eficaces en la extracción de energía de una corriente, siendo normal un rendimiento de alrededor del 30%. Puesto que el diámetro de la garganta es el factor que más afecta a la pérdida de presión en la turbina, es deseable que sea lo más grande posible, pero sin que afecte a la capacidad del sistema para pasar por obstáculos salientes (tomas). Se ha determinado que es deseable conseguir una pérdida de 0,136 kg/cm^{2} dando forma al camino de entrada y salida de la corriente de fluido para reducir al mínimo la pérdida por la construcción de la garganta.

Los módulos motores pueden llevar integrados en los extremos delanteros un medio para recargarlos y un gancho en la cámara de lanzamiento que coja el módulo y lo retenga mientras se recargan las baterías de pilas, incluso estando completamente agotadas. Esta boca puede configurarse con orientación independiente y que funcione con seguridad en todas las condiciones.

El sistema 10 se puede telemanejar a larga distancia sin estar unido, preferiblemente para inspeccionar conducciones de distribución de gas cargadas. El sistema dispone de un sistema de "gateo" para el acceso a la tubería de gas cargada con vídeo inalámbrico y comunicación de datos valiéndose de las fuentes de energía de a bordo. El sistema puede recorrer más de 755 metros de tubería normal de 152 a 203 milímetros de diámetro interior y puede gatear por los codos, juntas a inglete, derivaciones en T, subir y bajar pendientes y tramos en vertical, funcionando con seguridad en un ambiente de gas natural puro a media o alta presión, permitiendo a los operadores enviar y recibir vídeo en directo en el acto, incluso cálculos exactos de posición y circulación.

El sistema de la invención presente es perfectamente apto su empleo por las empresas de gas en sus redes de distribución que normalmente tienen un diámetro interior de 152 a 203 mm. Se cree que el sistema de inspección 10 de la presente invención es más sencillo y barato de construir, desplegar y explotar que los sistemas hasta ahora disponibles y ofrece información de vídeo con total autonomía energética y a mayor velocidad, alcance y duración de lo que es actualmente posible con sistemas sujetos con cables. Los que son conocedores del arte comprenderán que el sistema 10 de la invención presente se puede adaptar para aplicarlos en otros puntos distantes. Los módulos del sistema 10 también realizan funciones especializadas, como módulos especiales intercalados entre los módulos centrales del tren para actividades concretas, como reparar tramos de tubería.

Se espera que la aplicación de sistemas de inspección sin ir sujetos por cables mejore radicalmente la inspección y las reparaciones. Como el sistema es indiferente al material con que está hecha la tubería, es aplicable a casi el 100% de las conducciones. Es difícil de calcular las posibles anomalías, pero si se supone que si hubiera que reparar, reforrar o sustituir hasta el 50% de los tramos de tubería actuales con el siguiente método de reparación más "barato", el ahorro podría ser del orden del 25% al 50% de las técnicas convencionales de sustitución, ahorrando a la industria del gas decenas de millones de dólares anuales. El sistema de inspección 10 se diferencia de los sistemas existentes en que no está limitado por la longitud de la conexión física con el exterior (p. ej. una traílla o una barra de empuje para arrastrarlo o empujarlo por la tubería. De ahí que la capacidad de llevar la energía a bordo y comunicar imágenes y datos certeros a un punto distante fuera de la tubería, abre todo un campo de posibilidades.

Claims (101)

1. Un sistema de inspección de condiciones elegidas de una tubería que consiste en:

un tren autopropulsado que comprende:

una serie de módulos (12, 14, 16, 18), teniendo al menos uno de dichos módulos un mecanismo motor para efectuar la locomoción del tren;

conexiones de fuerza entre módulos contiguos (12, 14, 16, 18); y

por lo menos un elemento de enlace (20) para conectar entre sí los módulos contiguos de dicho tren, caracterizado porque dicho elemento de enlace (20) está configurado para articular motorizadamente dichos módulos (12, 14, 16, 18) uno respecto al otro en dirección inclinada o de rodada recta a través de diversos planos y ángulos, teniendo además dicho tren;

componentes de recogida de datos; y

componentes de comunicación para transmitir los datos recogidos.

2. El sistema de la reivindicación 1 en el que dicha serie de módulos (12, 14, 16, 18) contiene por lo menos un módulo motor.

3. El sistema de la reivindicación 1 en el que dicho módulo motor (12) contiene un mecanismo motor (50), que además comprende:

un grupo motor (56, 58);

un eje motor (55) conectado funcionalmente a dicho conjunto motor (56, 58) y movido por el mismo;

una serie de brazos motores (52), teniendo cada brazo motor (52) por lo menos una rueda motriz (28) conectada funcionalmente a un extremo libre de dicho brazo motor (52); y

un conjunto de engrane (106 A, 108, 80, 36) para comunicar el movimiento de dicho eje motor (55) a dichas ruedas motrices (28) y efectuar la locomoción de dicho tren.

4. El sistema de la reivindicación 3 en el que dicho mecanismo motor (50) comprende además:

un eje extensible (54) conectado funcionalmente con dicho conjunto motor (56, 58) y movido por el mismo;

un conjunto de enganche (108) conectado funcionalmente con dicho eje extensible (54) y a cada uno de dichos brazos motores (52) para extender y recoger dichos brazos motores (52) en dicho módulo motor (12).

5. El sistema de la reivindicación 4 en el que dicho conjunto de enganche (108) comprende:

una serie de brazos extensibles (108), cada brazo extensible conectado giratoriamente a uno distinto de dichos brazos motores (52); y

una unidad de extensión (112) conectada giratoriamente a cada uno de dichos brazos extensibles (108) y conectada funcionalmente a dicho eje extensible (54) para comunicar el movimiento de dicho eje extensible (54) a dichos brazos extensibles (108).

6. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 4 y 5 en el que dicho conjunto motor (56, 58) comprende:

un motor (56) para mover dicho eje motor (55), y

un motor de extensión (58) para mover dicho eje estensible (54).

7. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones de la 4 a la 6 en el que dichos componentes de recogida de datos están alojados en dicho módulo motor (12) y comprenden una cámara (62) y luces (24).

8. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 7 en el que dichos componentes de recogida de datos comprenden un sistema de formación de imágenes.

9. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 8 en el que dichos componentes de recogida de datos comprenden sensores para detectar fugas del flujo por magnetismo.

10. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 9 en el que dichos componentes de recogida de datos comprenden sensores para detectar corrientes parásitas.

11. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 10 en el que dichos componentes de recogida de datos comprenden sensores del espesor de las paredes por ultrasonidos.

12. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 11 en el que dichos componentes de recogida de datos comprenden odómetros que siguen el giro de las ruedas.

13. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 12 en el que dichos componentes de recogida de datos comprenden acelerómetros.

14. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 en el que dicha serie de módulos (12, 14, 16, 18) incluye por lo menos un módulo de fuerza (14).

15. El sistema de la reivindicación 14 en el que dicho módulo de fuerza (14) comprende:

una fuerte de energía (154); y

medios para transmitir la energía desde dicha fuente de energía (152) a cada uno de dichos mecanismos motores (50), a dichos componentes de recogida de datos y a dichos componentes de comunicaciones.

16. El sistema de la reivindicación 15 en el que dicha fuente de energía (152) es recargable.

17. El sistema de la reivindicación 15 en el que dicha fuente de fuerza (152) es recargable generando energía en la línea en un sistema de turbina movida por la corriente de gas.

18. El sistema de la reivindicación 17 en el que dicho sistema de turbina comprende:

una turbina en línea movida por la corriente de gas dentro de la tubería;

un generador movido por la turbina para suministrar energía cinética a dicha fuente de energía.

19. El sistema de la reivindicación 15 en el que dicha fuente de energía (152) un portal comunicado con un punto exterior a la tubería, siendo dicha fuente de energía recargable por la conexión del portal a un generador exterior a la tubería.

20. El sistema de la reivindicación 15 en el que dicha fuente de energía (152) es una fuente de energía química.

21. El sistema de la reivindicación 15 en el que dicha fuente de energía química es un grupo de pilas.

22. El sistema de la reivindicación 21 en el que dicho grupo de pilas consiste en por lo menos dos subgrupos, cada uno formado por varias celdas de pila.

23. El sistema de la reivindicación 22 en el que dichas celdas de pila se han elegido del grupo que comprende celdas de litio ión, celdas de hidrato de níquel y celdas alcalinas.

24. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 23 en el que dicho al menos un elemento de enlace (20) comprende una junta universal.

25. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 24 en el que cada uno de dichos módulos (12, 14, 16, 18) de dicho tren tiene un eje central y por lo menos uno de dichos elementos de enlace (20) está configurado para girar sobre un primer eje esencialmente perpendicular al eje central del módulo con el que el elemento de enlace está conectado y para girar sobre un segundo eje esencialmente paralelo a la línea central del módulo al que el elemento de enlace está conectado.

26. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 25 en el que dicha serie de módulos (12, 14, 16, 18) comprende también:

dos módulos finales (12) cada uno situado en cada extremo del tren;

una serie de módulos en medio del tren (14, 16, 18) situados entre los módulos finales, y

en el que al menos un elemento de enlace (20) del sistema además comprende:

un elemento de enlace de eje doble dirigible (20 A) situado entre cada módulo final (12) y el módulo contiguo (14) al mismo en el medio del tren, siendo dicho elemento de enlace (20 A) movible sobre dos ejes de giro;

un elemento de enlace dirigible de eje único (20 B) situado entre módulos contiguos del medio del tren (14, 16, 18), siendo dicho elemento de enlace (20 B) movible sobre un solo eje de giro.

27. El sistema de la reivindicación 26 en el que cada uno de dichos elementos de enlace (20 A) gira por un eje inclinado y un eje de rodada recta, y cada uno de dichos elementos de enlace (20 B) gira sobre un eje inclinado.

28. El sistema de las reivindicaciones 26 ó 27 en el que dichos módulos (12, 14, 16, 18) comprende un motor (100, 302) para efectuar el movimiento de dichos elementos de enlace de doble eje y de eje único (20 A, 20 B).

29. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones de la 26 a la 28 en el que dichos elementos de enlace de doble eje y eje único (20 A, 20 B) contiene un engrane giratorio (90, 146, 490) montado en cada módulo del enlace para engranar con el engrane giratorio (390, 490, 146) del módulo contiguo.

30. El sistema de la reivindicación 29 en el que cada módulo (12, 14, 16, 18) tiene un eje central y el motor (100) de cada uno de dichos módulos finales (12) está desplazado del eje central de ese módulo y cada módulo final (12) comprende:

un primer elemento de montaje (22) situado en un extremo (44) de dicho módulo final (12) contiguo a uno de los módulos del medio del tren (14);

uno de dichos engranes giratorios (90); y

un primer conjunto de engrane (92) movido por el motor (100) para hacer girar dicho engrane giratorio (90).

31. El sistema de la reivindicación 30 en el que los módulos contiguos (14) en el medio del tren comprenden:

un segundo elemento de montaje (322) situado en un extremo (144) de dicho módulo del medio del tren (14) contiguo a dicho módulo final (12), siendo dicho elemento de montaje giratorio (322) sobre el eje central del módulo del medio del tren (14) en el que está situado; y

uno de dichos engranes giratorios (390) situado en dicho segundo elemento de montaje (322), orientado de modo que su eje de giro sea perpendicular al eje de giro de dicho segundo elemento de montaje (322) y perpendicular al eje de giro de dicho engrane giratorio (90) de dicho módulo final (12).

32. El sistema de la reivindicación 31 en el que dicho primer elemento de montaje (22) comprende:

un par de montajes de horquilla opuestos (22) y separados entre sí;

dicho engrane giratorio (90) de dicho módulo final (12) puesto para girar sobre un eje entre dichos montajes de horquilla opuestos (22);

dicho segundo elemento de montaje (322) conectado giratoriamente con dicho par de montajes de horquilla (22).

33. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 32 en el que dicho por lo menos un elemento de enlace (20) comprende:

un elemento de enlace (20 A) de doble eje y dirigible compuesto por un primer elemento de enlace situado en uno de dichos módulos (12) y conectado giratoriamente con un segundo elemento de enlace situado en un módulo contiguo a dicho módulo (14).

34. El sistema de la reivindicación 33 que además comprende:

un elemento de enlace dirigible de doble eje (20 B) compuesto por un tercer elemento de enlace en uno de dichos módulos (14, 18) y conectado giratoriamente con un cuarto elemento de enlace situado en un módulo contiguos a dichos módulos (16), estando dichos módulos (14, 16, 18) conectador por dicho elemento de enlace de eje único (20 B), que no tiene más que un módulo en común con dichos módulos (12, 14) conectados entre sí por dicho elemento de enlace de eje doble (20 B).

35. El sistema de las reivindicaciones 33 y 34 en el que dicho primer elemento de enlace comprende:

un primer elemento de montaje (22) situado en un extremo de un módulo (12) puesto enfrente de un módulo contiguo (14);

un primer grupo motor de dirección (100);

un primer conjunto de engrane (92) conectado funcionalmente con dicho primer grupo motor de dirección (100); y

una parte (90) de dicho primer conjunto de engrane (92) situado para girar sobre un primer eje de giro.

36. El sistema de la reivindicación 35 en el que dicho elemento de montaje (22) comprende un par de montajes de horquilla (22) que definen un espacio entre ellos y dicha parte de dicho primer engrane (90) que está situado en dicho espacio entre dicho par de montajes de horquilla (22).

37. El sistema de la reivindicación 35 en el que dicho módulo tiene un eje central y dicho primer elemento de montaje comprende un bloque giratorio que gira sobre un eje paralelo al eje central del módulo en el que está colocado dicho bloque giratorio, situado en dicho primer eje de giro y desplazado unos noventa grados respecto al eje de giro de dicho bloque giratorio.

38. El sistema de la reivindicación 35, 36 ó 37 en el que dicho segundo elemento de enlace comprende:

un segundo elemento de montaje situado en un extremo de un módulo enfrentado a un extremo de un módulo contiguo;

un segundo grupo motor de dirección (302);

un segundo conjunto de engrane (306) conectado funcionalmente a dicho segundo grupo motor de dirección (302); y

una parte de dicho segundo conjunto de engrane colocada para girar sobre un segundo eje de giro.

39. El sistema de la reivindicación 38 en el que dicho segundo elemento de montaje comprende un par de montajes de horquilla (22) que define un espacio entre ellos y dicha parte de dicho segundo engrane (90) situado en dicho espacio entre dicho par de montajes de horquilla (22).

40. El sistema de la reivindicación 38 en el que dicho módulo tiene un eje central;

comprendiendo dicho segundo elemento de montaje en dicho segundo elemento de enlace un bloque giratorio que gira sobre un eje paralelo a dicho eje central del módulo en que el bloque giratorio está montado; y

estando dicho segundo eje de giro desplazado unos noventa grados respecto al eje de giro de dicho bloque giratorio.

41. El sistema de la reivindicación 40 en el que dicho primer elemento de montaje (22) sobre dicho primer elemento de enlace comprende un par de montajes de horquilla (22) que define un espacio entre ellos y dicha parte de dicho primer engrane (90) situada en dicho espacio entre dicho par de montajes de horquilla (22);

estando dicho bloque giratorio (322) conectado giratoriamente con dicho par de montajes de horquilla (22); y

siendo dicho primer eje de giro esencialmente paralelo al eje central del módulo en que está situado el primer elemento de enlace y esencialmente perpendicular al segundo eje de giro.

42. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 34 a 41 en el que dicho módulo tiene un eje central y cada uno de dichos tercer y cuarto elementos de enlace comprende:

un elemento de montaje de eje único (222) situado en un extremo de un módulo puesto enfrente de un extremo del módulo contiguo;

un tercer conjunto de motor;

un tercer conjunto de engrane conectado funcionalmente con dicho conjunto de motor; y

una parte de dicho tercer conjunto de engrane colocada para girar sobre un eje.

43. El sistema de la reivindicación 42 en el que dichos elementos de montaje de eje único (222) están montados fijos en sus módulos respectivos (14, 18);

siendo dicho eje de giro de dicha parte del engrane (146) de dicho tercer elemento de enlace esencialmente paralelo al eje central del módulo (14, 18) en que está situado dicho tercer elemento de enlace; y

estando dicho eje de giro de dicha parte del engrane (490) desplazado unos 90º del eje central del módulo en el que está situado dicho cuarto elemento de enlace.

44. El sistema de la reivindicación 33 en el que cada uno de dichos terceros conjuntos de engrane comprende un engrane de piñón cónico (490).

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45. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 34 a la 44 en el que dicha serie de módulos comprende además:

por lo menos un módulo motor (12) situado en el extremo de dicho tren;

por lo menos dos módulos de fuerza (14), uno de ellos situado contiguo a cada módulo motor (12); y

dicho elemento de enlace de doble eje (20 A) está situado entre cada uno de dichos módulos motores (12) y dicho módulo de fuerza (14) situado a dicho módulo motor (12).

46. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 45 en el que dichos componentes de comunicación comprenden componentes de comunicación inalámbrica.

47. El sistema de la reivindicación 46 en el que dichos componentes de comunicación inalámbrica comprenden una ante para comunicarse con un receptor a distancia.

48. El sistema de la reivindicación 47 en el que dicha antena consiste en una antena de F invertida y un cuadro de circuito de antena reflectora.

49. El sistema de la reivindicación 46 en el que dichos componentes de comunicación inalámbrica comprenden un enlace inalámbrico Ethernet con un receptor a distancia.

50. El sistema de la reivindicación 46 en el que dichos componentes de comunicación inalámbrica comprenden medios para transmitir ondas electromagnéticas de baja frecuencia a través de la tubería, por las paredes de la tubería o ambas cosas.

51. El sistema de la reivindicación 46 en el que dichos componentes de comunicación inalámbrica comprenden medios para transmitir ondas de radio.

52. El sistema de cualquier reivindicación 1 a 51 en el que dichos componentes de comunicación comprende cables de fibra óptica dotados de un enlace de comunicación óptica.

53. El sistema de cualquier reivindicación de la 1 a la 52 en el que dicha serie de módulos (12, 14, 16, 18) contiene por lo menos un módulo portante (16).

54. El sistema de la reivindicación 53 en el que dicho módulo portante comprende:

un mecanismo de brazo portante (170) para sostener dicho tren.

55. El sistema de la reivindicación 54 en el que dicho mecanismo de brazo portante (170) comprende:

una serie de brazos pasivos (166) teniendo cada uno de dichos brazos pasivos (166) una rueda (168) unida al extremo libre de los mismos; y

un conjunto de motor inactivo (174);

un eje extensible (176) conectado funcionalmente a y movido por dicho conjunto de motor inactivo (174);

un conjunto de enganche (180) conectado funcionalmente con dicho eje extensible (176) y a cada uno de dicha serie de brazos pasivos (166) para extender y recoger dichos brazos pasivos (166) respecto a dicho módulo portante (170) para sostener y centrar dicho tren dentro de la tubería cuando el tren circula.

56. El sistema de la reivindicación 55 en el que dicho conjunto de enganche (180) comprende:

una serie de brazos extensibles inactivos (180), estando cada brazo inactivo conectado a otro diferente de dichos brazos pasivos (166).

una tuerca (184) conectada giratoriamente con cada uno de dichos brazos inactivos extensibles (180) y conectada funcionalmente con dicho eje extensible (176) para trasmitir el movimiento de dicho eje extensible (176) a dichos brazos pasivos.

57. El sistema de las reivindicaciones 55 ó 56 en el que dichos brazos pasivos (166) llevan sensores de movimiento para detectar el giro de dichas ruedas (168) de dichos brazos pasivos.

58. El sistema de las reivindicaciones 55, 56 ó 57 en el que hay por lo menos dos brazos pasivos (166) separados entre sí alrededor de dicho módulo portante (16).

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59. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 53 a 58 en el que dicho módulo portante (16) contiene por lo menos un elemento de enlace en uno de sus extremos para enlazarse con el módulo contiguo de dicha serie de módulos.

60. El sistema de la reivindicación 59 en el que dicho elemento de enlace comprende:

un par de montajes de horquilla (422) opuestos entre sí;

un grupo motor de dirección;

un primer conjunto de engrane conectado funcionalmente con dicho conjunto de motor de dirección; y

una parte de dicho primer conjunto de engrane (440) puesto para girar sobre un eje único entre el par de montajes de horquilla (422).

61. El sistema de la reivindicación 60 en el que dicho módulo portante (16) tiene dos elementos de enlace, uno en cada extremo del mismo, siendo dichos elementos de enlace movibles entre por lo menos uno de los otros módulos de dicha serie de módulos.

62. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 61 en el que dicho módulo portante (16) comprende elementos de conexión eléctrica para el paso de señales eléctricas entre por lo menos otro módulo de dicha serie de módulos.

63. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 62 en el que dicha serie de módulos contiene un módulo electrónico (18).

64. El sistema de la reivindicación 63 en el que dicho módulo electrónico (18) contiene componentes informáticos.

65. El sistema de la reivindicación 64 en el que los componentes informáticos comprenden un procesador y un convertidor, y elementos de conexión eléctrica para el paso de señales eléctricas entre dicho módulo electrónico y por lo menos otro módulo de dicha serie de módulos.

66. El sistema de las reivindicaciones 63, 64 ó 65 en el que dicho módulo electrónico (18) contiene una parte de un elemento de junta (20), comprendiendo dicha parte al menos un elemento de enlace de eje único para conectar dicho módulo electrónico con un módulo contiguo de dicha serie.

67. El sistema de la reivindicación 66 en el que dicho elemento de enlace de eje único comprende:

una unidad de montaje (222) configurada para conectarse giratoriamente con un par de montajes de horquilla de dicho módulo contiguo; y

un conjunto de engrane (146) montado para girar sobre dicha unidad de montaje (222) sobre un eje de giro;

estando una parte de dicho conjunto de engrane configurada para realizar un giro de engranaje complementario con un conjunto de engrane de dicho módulo contiguo.

68. El sistema de la reivindicación 67 en el que dicha serie de módulos comprende además:

un módulo motor de cabeza (12);

un módulo de fuerza (14);

un primer elemento de enlace de dicha serie que conecta un extremo de dicho módulo motor de cabeza (12) con un extremo de dicho módulo de fuerza (14) teniendo dicho módulo de fuerza otro extremo;

un módulo portante (16);

un segundo elemento de enlace (20 B) de dicha serie conectado dicho otro extremo de dicho módulo de fuerza (14) con dicho módulo portante (16) que tiene otro extremo;

en el que dicho módulo electrónico (18) está conectado con dicho otro extremo de dicho módulo portante (16) por un tercer elemento de enlace de dicha serie y dicho elemento de enlace de dicho módulo electrónico (18) forma una parte del tercer elemento de enlace que conecta dicho módulo electrónico con el módulo portante (16).

69. El sistema de la reivindicación 68 en el que cada uno de dichos módulos de dicha serie de módulos (12, 14, 16, 18) tiene un eje central y dicho primer elemento de enlace de dicha serie comprende una junta configurada para girar sobre un primer eje esencialmente perpendicular al eje central del módulo motor (12) y para girar sobre un segundo eje esencialmente paralelo a la línea central del módulo motor (12); y

dicho segundo elemento de enlace de dicha serie comprende una junta configurada para girar sobre un eje esencialmente perpendicular al eje central de por lo menos el módulo de fuerza (14) o el módulo portante (16).

70. El sistema de la reivindicación 69 en el que dicho primer elemento de enlace de dicha serie comprende una primera y una segunda unidad de enlace, comprendiendo dicha primera unidad de enlace:

un par de montajes de horquilla (22) opuestas definiendo un espacio entre ellas;

un grupo motor de dirección (100);

un primer conjunto de engrane (92) conectado funcionalmente con dicho grupo motor de dirección (100); y

una parte de dicho primer conjunto de engrane (92) está montada para girar sobre un eje de giro entre el par de montajes de horquilla (22) y dotada de una superficie de engranaje.

71. El sistema de la reivindicación 70 en el que dicho modula motor de cabeza (12) contiene dicha primera unidad de enlace;

dicho módulo de fuerza (14) contiguo comprende un elemento de montaje (322) situado en un extremo del mismo para girar sobre el eje central de dicho módulo de fuerza (14), y un engrane giratorio (390) situado en dicho elemento de montaje (322) orientado de manera que el eje de giro del engrane de dicho módulo esté perpendicular al eje de giro de dicha parte (90) de dicho primer conjunto de engrane (92) de dicho módulo motor (12), teniendo el engrane (390) de dicho módulo de fuerza una superficie de engranaje configurada para engranar con la superficie de engranaje de dicha parte (90) de dicho primer engrane.

72. El sistema de la reivindicación 71 en el que dicho módulo portante (16) contienen uno de dichos elementos de enlace de dicha serie en cada extremo del mismo.

73. El sistema de la reivindicación 72 que también comprende:

dos módulos motores (12) cada uno situado en un extremo de dicho tren;

dos módulos de fuerza (14) situados contiguos a cada uno de dichos módulo motores (12); y

dos módulos portantes (16) cada uno situado contiguo a cada uno de dichos módulos de fuerza (14);

estando situado dicho módulo electrónico (18) entre dichos módulos portantes (16).

74. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 72 en el que dicha serie de módulos (12, 14, 16, 18) comprende:

dos módulos motores (12) cada uno situado en un extremo de dicho tren;

dos módulos de fuerza (14) estando situado cada módulo de fuerza contiguo a cada uno de dichos módulo motores; y

dos módulos portantes (16) estando situado cada módulo portante contiguo a cada uno de dichos módulos de fuerza;

un módulo electrónico (18) situado entre dichos dos de dichos módulos portantes (16).

75. El sistema de la reivindicación 74 en el que dicha serie de elementos de enlace (20) está situada entre cada dicho módulo motor (12) y al lado de dicho módulo de fuerza (14); comprendiendo dicho elemento de enlace (20) una unidad de enlace motriz y una unidad de enlace de fuerza, comprendiendo dicha unidad motriz de enlace:

un par de montajes de horquilla opuestos (22) separados entre sí;

un grupo motor de dirección (100);

un primer conjunto de engrane (92) conectado funcionalmente con dicho grupo motor de dirección (100); y

estando situada una parte de dicho primer conjunto de engrane para girar por un eje de rotación entre el par de montajes de horquilla (22).

76. El sistema de la reivindicación 74 en el que cada dicho módulo tiene un eje central y cada una de dichas unidades de fuerza de enlace comprende:

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un elemento de montaje (322) montado para girar sobre un eje central del módulo de fuerza (14) y conectado giratoriamente a dicho par de montajes de horquilla (22) de dicha unidad motora de enlace;

un segundo conjunto de engrane (390) montado para girar sobre dicho elemento de montaje (322) por un eje desplazado unos 90º del eje de giro de dicho primer conjunto de engrane (92);

teniendo dicho segundo conjunto de engrane una parte (390) del mismo configurada para efectuar un giro de engranaje complementario con dicha parte (90) de dicho conjunto de engrane (92).

77. El sistema de la reivindicación 76 en el que discos módulos motores (12) comprenden:

un alojamiento (40) que tiene una tapa en el extremo delantero (42) y una tapa en el extremo trasero (44);

dicho mecanismo motor (50) montado en dicho alojamiento (40);

dichos componentes recolectores de datos situados en dicha tapa del extremo delantero (42); y

dichos componentes de comunicación inalámbrica instalados en dicho alojamiento (40).

78. El sistema de la reivindicación 77 en el que dicho mecanismo motor (50) comprende:

un grupo motor (56, 58);

un eje motor (55) conectado funcionalmente con dicho grupo motor (56, 57) y movido por el mismo;

una serie de brazos motores (52) que se extienden hacia fuera de dicho alojamiento (40), teniendo cada brazo motor por lo menos una rueda motriz (28) montada en un extremo libre de dicho brazo motor (52) fuera de dicho alojamiento (40) de dicho elemento motor; y

un conjunto de engrane (106 A, 104, 80, 36) para transmitir el movimiento de dicho eje motor (55) a dichas ruedas motrices (28) para efectuar la locomoción de dicho tren.

79. El sistema de la reivindicación 78 en el que dicho mecanismo motor comprende:

un eje extensible (54) conectado funcionalmente con dicho grupo motor (56, 58) y movido por el mismo;

un conjunto de enganche (108) conectado funcionalmente con dicho eje extensible (54) y con cada uno de dichos brazos motores (52) para extender dichos brazos motores (52) fuera de dicho alojamiento (40) de dicho módulo motor (12) y recoger dichos brazos motores (52) dentro de dicho alojamiento (40) de dicho módulo motor (12).

80. El sistema de la reivindicación 79 en el que dicho conjunto de enganche comprende:

una serie de brazos extensibles (108), estando cada brazo extensible conectado con giro a uno distinto de dichos brazos motores (52); y

una unidad de extensión (112) conectada giratoriamente a cada uno de dichos brazos extensibles (108) y conectada funcionalmente a dicho eje extensible (54) para transmitir el movimiento de dicho eje extensible (54) a dichos brazos extensibles (108).

81. El sistema de la reivindicación 80 en el que hay al menos dos brazos motores (52) separados radialmente entre sí.

82. El sistema de la reivindicación 81 en el que dicho grupo motor (56, 68) comprende:

un motor (56) para mover dicho eje motor (55); y

un motor de extensión (56) para mover dicho eje extensible (54).

83. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones de la 74 a la 82 en el que dicho módulo portante (16) comprende:

un alojamiento (160) que tiene una primera y una segunda tapa en los extremos (162, 164);

un mecanismo de brazo portante (170) situado dentro de dicho alojamiento (160) de dicho módulo portante (16) para sostener dicho tren; y

componentes electrónicos para recibir y enviar señales eléctricas de comunicación entre dicho módulo portante y por lo menos otro módulo de dicho tren.

84. El sistema de la reivindicación 83 en el que dicho mecanismo de brazo portante (170) comprende:

una serie de brazos pasivos (166) teniendo cada brazo pasivo una rueda (168) montada giratoriamente en el extremo libre del mismo;

un grupo motor inactivo (174) en dicho alojamiento del módulo portante (160);

un eje extensible (176) en el alojamiento (160) de dicho módulo portante conectado con dicho grupo motor inactivo (174) y movido por el mismo;

un conjunto de enganche (180) conectado funcionalmente con dicho eje extensible (176) y a cada brazo pasivo (166) de la serie para extender dichos brazos pasivos fuera del alojamiento (160) de dicho módulo portante y recoger los brazos pasivos (166) dentro de dicho alojamiento (160) del módulo portante.

85. El sistema de la reivindicación 84 en el que dicho conjunto de enganche (180) comprende:

una serie de brazos extensibles inactivos (180), estando cada brazo extensible inactivo conectado giratoriamente a uno de dichos brazos pasivos (166) distinto; y

una tuerca (184) conectada giratoriamente a cada uno de dichos brazos extensibles inactivos (180) y conectada funcionalmente con dicho eje extensible (176) para transmitir el movimiento de dicho eje extensible a dichos brazos pasivos.

86. El sistema de las reivindicaciones 84 u 85 en el que dichos brazos pasivos (166) llevan sensores de locomoción para detectar los movimientos de giro de dichas ruedas (168) de dichos brazos pasivos.

87. El sistema de las reivindicaciones 84, 85 u 86 en el que hay por lo menos dos brazos pasivos (166) separados radialmente entre sí alrededor del alojamiento (160) de dicho módulo portante.

88. El sistema de cualquiera las reivindicaciones de la 74 a la 87 en el que dicho módulo electrónico (18) contiene componentes informáticos que comprenden un procesador y un convertidor, y elementos de conexión eléctrica para pasar señales eléctricas entre dicho módulo electrónico y por lo menos uno de los otros módulos de la serie.

89. El sistema de cualquiera las reivindicaciones de la 1 a la 88 en el que dicha serie de módulos (12, 14, 16, 18) comprende dos módulos motores (12) colocados en cada extremo de dicho tren, con el módulo electrónico (18) colocado entre los mismos; teniendo cada uno de dichos módulos motores (12) alojados en su interior uno de dichos mecanismos motores (50) y dichos componentes de recogida de datos, y teniendo dicho módulo electrónico (18) alojados en su interior una fuente de energía y componentes informáticos.

90. El sistema de cualquiera las reivindicaciones de la 1 a la 88 en el que dicha serie de módulos (12, 14, 16, 18) contiene dos módulos motores (12) colocados en cada extremo de dicho tren, teniendo cada módulo motor (12) alojado en su interior uno de dichos mecanismos motores (50) y dichos componentes de recogida de datos, y un módulo de fuerza (14) situado entre dichos módulos motores (12); dicho módulo de fuerza (14) tiene alojados en su interior un grupo de pilas (152) y componentes informáticos, teniendo dicho grupo de pilas (152) almacenada suficiente energía para el funcionamiento de dichos mecanismos motores (50), dichos componentes de recogida de datos, dichos componentes de comunicación inalámbrica y dichos componentes informáticos durante por lo menos ocho horas de trabajo continuo.

91. El sistema de cualquiera las reivindicaciones 1 a 88 en que dicha serie de módulos (12, 14, 16, 18) comprende:

por lo menos un módulo motor (12) situado en un extremo de dicho tren, teniendo por lo menos un módulo motor alojados en su interior dicho mecanismo motor (50) y dichos componentes recolectores de datos;

por lo menos un módulo de fuerza (14) colocado junto al extremo de dicho por lo menos un módulo motor (12), teniendo dicho por lo menos un módulo de fuerza (14) un grupo de pilas (152); y

en el que dicho grupo de pilas (152) tiene guardada suficiente energía para hacer funcionar dichos mecanismos motores (50), dichos componentes recolectores de datos, dichos componentes de comunicación inalámbrica y dichos componentes informáticos durante por lo menos ocho horas de trabajo continuo.

92. El sistema de la reivindicación 91 que además comprende sensores en dicho módulo de fuerza (14).

93. El sistema de las reivindicaciones 91 y 92 que además comprende sensores en dicho módulo electrónico (18).

94. El sistema de las reivindicaciones 91, 92 y 93 que además comprende un módulo portante (16) situado entre dicho módulo de fuerza (14) y dicho módulo electrónico (18), teniendo dicho módulo portante una serie de ruedas (168) para sostener dicho tren.

95. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 92 a 94 en que dichos elementos de enlace que conectan cada uno de dichos módulos contiguos comprende juntas universales.

96. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones de la 90 a la 95 en el que dichos componentes de recogida de datos se han elegido del grupo que consiste en sistemas formadores de imagen, incluyendo una cámara y fuente de luz, potenciómetros, acelerómetros, sensores para detectar fugas de flujo por magnetismo, sensores para detectar corrientes parásitas, odómetros para seguir el giro de las ruedas y cualquier combinación de los mismos.

97. El sistema de la reivindicación 8 o cualquier reivindicación dependiente de estas en el que:

el primer módulo de la serie incluye el sistema de formación de imagen; y

un segundo módulo de la serie contiene un receptor digital de imágenes en comunicación con el sistema de formación de imagen para recibir los datos de imagen captados por el sistema de formación de imágenes.

98. El sistema de la reivindicación 97 en el que el receptor digital de imagen incluye un receptor de LVDS.

99. El sistema de las reivindicaciones 97 ó 98 en el que el segundo módulo (14) contiene también un procesador en comunicación con el receptor digital de imagen para procesar datos de imágenes.

100. El sistema de la reivindicación 99 en el que el segundo módulo (14) también contiene componentes de la red de comunicación inalámbrica en comunicación con el procesador.

101. El sistema de la reivindicación 100 en el que:

el procesador es para reunir los datos de imagen; y

los componentes de la red de comunicación inalámbrica son para trasmitir los datos de imagen reunidos a través de la red de comunicación inalámbrica a la pantalla de un usuario a distancia.