用于机器人装置的高效井下导航的移动平台的制作方法

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


背景技术：

2.在地质环境中的过程中，比如在井或管道的井下，使用机器人或具有基于电子的仪器的移动平台来探测环境和检查井壁是有利的。然而，机器人在井下纵向行进，这种井下环境对已知的机器人提出了挑战，因为这种环境内的横向宽度可以有很大不同。因此，机器人的侧面可能会擦到或碰撞到壁，潜在地损坏机器人及其仪器。
3.现有技术中的许多机器人也具有固定结构，比如用于保持用于行进的一组固定马达的壳体，以及用于监测和检查井下环境的一组固定仪器。然而，一旦构建了这样的机器人，如果可能的话，不拆卸机器人就不能修改机器人。因此，现有技术中的机器人受限于其在构建期间包括的马达和仪器。
4.已经在井下环境中使用的已知机器人还有其他限制。本公开正是针对这些限制。


技术实现要素：

5.根据与本公开一致的实施例，一种模块化移动平台具有可伸出和可缩回的牵引器触面(treads)，用于接合井下环境的壁。这种牵引器触面允许平台成功地纵向导航穿过井下环境。此外，该平台可以由纵向可移除地互连在一起的多个不同模块构成。每个模块可以具有特定功能，比如感测、导航、移动、控制、通信和电力。该平台可以具有大致纵向指向的检测器，用于检测平台将要行进通过的向前或向后方向。本公开还包括使用这种模块化移动平台的系统和方法。
6.在一实施例中，移动平台能够在井下环境中行进。移动平台包括传感器模块，其配置成检测井下环境的特征。移动性平台还包括计算模块，其配置成根据特征确定井下环境的即将到来部分(upcoming portion)的第一宽度。移动平台还包括驱动模块，其具有可伸出和可缩回的牵引器触面。计算模块还配置成控制驱动模块以将牵引器触面伸出或缩回至小于第一宽度的第二宽度，以将移动平台装配在即将到来部分中。计算模块还控制驱动模块以驱动牵引器触面，以在即将到来部分中移动移动平台。传感器模块、计算模块和驱动模块可以互连。此外，传感器模块、计算模块和驱动模块可以可移除地互连。传感器模块、计算模块和驱动模块中的每个具有壳体，该壳体是具有相应的模块纵向轴线的基本圆柱形的。传感器模块、计算模块和驱动模块通过相应的纵向轴线互连，纵向轴线基本对准(align)，以形成移动平台并沿着移动平台纵向轴线限定基本圆柱形形状。牵引器触面相对于移动平台纵向轴线横向伸出或缩回。传感器模块包括传感器，其在与移动平台纵向轴线成锐角的向前方向上发射检测信号，用于检测特征。计算模块使用无线信号控制驱动模块。
7.在另一实施例中，一种系统包括：控制设备，其具有供用户输入命令的控制器；以及移动平台，其能够在井下环境中行进。移动平台包括传感器模块，其配置为检测井下环境
的特征。移动平台还包括计算模块，其配置为接收命令并根据特征确定井下环境的即将到来部分的第一宽度。移动平台还包括驱动模块，其具有可伸出和可缩回的牵引器触面。计算模块还配置成控制驱动模块以伸出或缩回牵引器触面至小于第一宽度的第二宽度，从而将移动平台装配在井下环境的即将到来部分中。计算模块响应于接收到的命令来控制驱动模块以驱动牵引器触面，以将移动平台移动至井下环境的即将到来部分并在其内移动。传感器模块包括用于捕获井下环境的图像的相机。计算模块还配置为将图像传输到控制设备，其包括显示器并在显示器上显示图像。显示的图像可传送给用户。控制器还配置为等待是否将移动平台移动到井下环境的即将到来部分中的第二命令。传感器模块、计算模块和驱动模块可以互连。传感器模块、计算模块和驱动模块可以可移除地互连。传感器模块、计算模块和驱动模块中的每个都具有壳体，该壳体是具有相应的模块纵向轴线的基本圆柱形的。传感器模块、计算模块和驱动模块通过相应的纵向轴线互连，纵向轴线基本对准，以形成移动平台并沿着移动平台纵向轴线限定基本圆柱形形状。牵引器触面相对于移动平台纵向轴线横向伸出或缩回。传感器模块包括传感器，其在与移动平台纵向轴线成锐角的向前方向上发射检测信号，用于检测特征。计算模块使用无线信号控制驱动模块。
8.在另一实施例中，一种方法包括互连多个模块。多个模块至少包括驱动模块。互连的模块限定移动平台。该方法还包括将移动平台部署到井下环境中，检测井下环境的特征，确定井下环境的即将到来部分的宽度，从驱动模块移动牵引器触面以将移动平台装配到即将到来部分中，以及将移动平台推进到井下环境的即将到来部分中。牵引器触面的移动包括在将移动平台推进到井下环境的即将到来部分中之前，从驱动模块伸出牵引器触面或者朝向驱动模块缩回牵引器触面。
9.根据本公开，在此公开的各种实施例和实施方式的任何组合可以用在进一步的实施例中。根据本公开以及附图和权利要求，这些及其他方面和特征可以从本文呈现的某些实施例的以下描述中理解。
附图说明
10.图1是根据实施例的移动平台的顶部前侧透视图，其中牵引器触面处于缩回配置。
11.图2是图1的移动平台的顶部前侧透视图，其中牵引器触面处于完全伸出配置。
12.图3是平台的驱动模块的侧视截面图，其中牵引器触面处于部分伸出配置。
13.图4是图3的驱动模块的侧视截面图，其中牵引器触面处于完全伸出配置。
14.图5是处于图1的缩回配置的移动平台的前视图。
15.图6是处于图2的完全伸出配置的移动平台的前视图。
16.图7是移动平台的传感器模块的侧视图。
17.图8是图7的传感器模块的前视图。
18.图9是图7的传感器模块的部件的侧视图。
19.图10是图7的传感器模块的部件的前视图。
20.图11是图7的传感器模块的部件的前顶侧透视图。
21.图12是表示图7的传感器模块的检测范围的前顶侧透视图。
22.图13是用于移动平台的控制设备的俯视正视图。
23.图14是用于操作移动平台的方法的流程图。
24.注意，附图是说明性的且不一定按比例绘制。
具体实施方式
25.与本公开中包括的教导一致的示例性实施例针对能够行进通过不同井下环境的模块化移动平台，以及使用这种模块化移动平台的系统和方法。
26.如图1-12所示，移动平台10包括多个互连的模块12-20，用于行进通过具有不同几何形状的井下环境。模块12-20具有各自的壳体，该壳体通常是圆柱形的，并且随着纵向轴线伸长，或者其尺寸设计成使得移动平台10的整体形状可被定义为大致圆柱形机器人，如图所示。当与一个模块的一端互连到另一个模块的一端时，模块12-20构成移动平台10，如上所述，其是大致圆柱形和细长的。模块12-20可以可移除地连接，使得模块12-20彼此固定以形成平台10。平台10及其模块12-20的这种圆柱形和细长配置具有共同的纵向轴线，以及例如约2.585英寸(约6.566cm)的最小横向宽度)，如图5所示。这种最小横向宽度允许平台10穿过相对于平台10的纵向轴线具有较大横向宽度的井下环境。
27.移动平台10携带能够导航和检查井下环境的仪器。参考图1，模块可以包括传感器模块12、第一驱动模块14、计算模块16和第二驱动模块18，以及连接器模块20，其从地球表面上的地面上的钻机附接到系绳。传感器模块12位于平台10的前端，连接器模块20位于平台10的后端。通过系绳，连接器模块20可以从钻机向至少第二驱动模块18提供电力。
28.传感器模块12可以包括具有孔的壳体，相机24和飞行时间(tof)传感器26可以通过所述孔检测平台10的前端的井下环境和局部地质几何形状。如同本文描述的其他模块一样，每个与硬件处理器和包含代码的存储器单元相关。代码从存储器加载到处理器中，并配置处理器以实现相应模块的功能，例如传感器模块12。
29.下面参考图7-12更详细地描述传感器模块12。利用相机24和tof传感器26，平台10可以在一个或多个处理器中执行的代码的控制下以自主模式操作，以向前移动并导航通过井下环境。可替代地，来自相机24和tof传感器26的图像和tof数据可被中继给井下外部的操作者，例如在地球表面上的位置。因此，平台10可以半自主模式操作，通过该模式，操作者处理图像和tof数据，并通过通过系绳22传输的通信指示平台10在井下环境内向前或向后移动。这样，在该替代布置中，平台在一个或多个处理器中执行的代码的控制下操作，并且进一步遵从可能已经从用户接收到的任何命令。在由在平台10上本地执行的至少一个处理器构成的另一替代实施例中，操作者使用提供给计算模块16的信号指示平台10本地控制平台10的移动。这种信号可以是无线电波。
30.再次参考图1，驱动模块14、18可以分别包括牵引器触面28、30，其可以相对于纵向轴线横向缩回或伸出。图1是牵引器触面28处于缩回配置的移动平台10的顶部前侧透视图，图2是牵引器触面30处于完全伸出配置的移动平台10的顶部前侧透视图。在图1-2的示例实施例中，牵引器触面28、30的缩回和伸出以及牵引器触面28、30的动力操作由计算模块16控制。计算模块16与硬件处理器和包含代码的存储器单元相关，并且这可以是由其他模块使用的相同处理器和存储器，或者是不同的处理器和存储器。计算模块实现从存储器加载的代码，该代码配置处理器以实现计算模块16的功能，包括一个或多个驱动模块的控制。在替代实施例中，由于平台10是模块化的，平台10可以容纳任意数量的驱动模块，例如平台10在井下环境中的特定应用所需的驱动模块14、18。例如，对于每两个驱动模块，模块可以通过
一个计算模块链接在一起。特定应用可以包括相机和其他类型的检测器，它们在计算模块上横向定向，用于检查井或管道的壁。可替代地，横向相机和检测器可以包括在与计算模块不同配置的检测模块中。替代应用可以包括具有横向可缩回和可伸出的臂的修理模块，用于修理井或管道的壁。
31.在图1-2所示的实施例中，每个驱动模块14、18分别具有三个牵引器触面28、30。如图2所示，特定驱动模块的三个牵引器触面围绕纵向轴线间隔开例如约120
°
。当包括相应驱动模块的触面的臂延伸并预加载到井下壁上时，特定驱动模块的触面之间的这种角度差异提供相应驱动模块的更大稳定性。在替代实施例中，驱动模块可具有围绕纵向轴线间隔约180
°
的两个牵引器触面。在另一替代实施例中，驱动模块可以具有围绕纵向轴线间隔约90
°
的四个牵引器触面。在另一替代实施例中，驱动模块可以仅具有一个牵引器触面。在另外的替代实施例中，具有至少两个牵引器触面的驱动模块可以具有以不同角度间隔开的这种牵引器触面。在这种不同角度配置的示例中，图2中的第一驱动模块14的三个牵引器触面28可以具有围绕纵向轴线间隔约180
°
的两个牵引器触面，并且第三牵引器触面围绕纵向轴线与其他两个牵引器触面间隔约90
°
，形成牵引器触面的“t”形配置。
32.在如图1-2所示的实施例中，第二驱动模块18配置成使牵引器触面30相对于第一驱动模块14的纵向轴线及牵引器触面28旋转一定角度。例如，如图5-6所示，牵引器触面28、30间隔约60
°
。当包括触面28、30的臂延伸并预加载到井下壁上时，触面28、30之间的这种角度差异为整个平台10提供更大稳定性。
33.每个驱动模块14、18具有两个子系统：预加载系统和驱动系统。驱动系统使用蜗轮传动装置分别驱动每个模块14、18上的触面28、30，允许平台10纵向向前和向后移动。驱动模块与硬件处理器和包含代码的存储器单元相关。代码从存储器加载到处理器中，并配置处理器以实现驱动模块14、18的功能。如上所述，处理器和存储器可以专用于相应的驱动模块14、18，或者可以与其他模块相关，这取决于特定的实现方式。
34.在执行代码以实现每个相应驱动模块的控制下，驱动模块14、18的臂上的每个触面28、30可以分别独立地缩回和伸出，尽管特定驱动模块的触面通过蜗轮传动装置连接在一起以实现径向对称。同样在执行代码以实现每个相应驱动模块的控制下，预加载系统通过伸出和缩回每个驱动模块的臂来控制平台10与井下壁的横向距离。在图示的实施例中，预加载系统和驱动系统使用用于每个子系统的一个马达而被致动。在执行每个相应驱动模块的代码的控制下，预加载马达转动丝杠，并通过径向移动臂向井下壁施加触面的预加载。此外，在执行每个相应驱动模块的代码的控制下，驱动马达被通电以驱动移动平台10，从而通过移动触面28、30在平行于移动平台纵向轴线的方向上向前或向后移动。
35.参考图3-4的示例驱动模块，例如驱动模块14，图3是驱动模块14的侧视截面图，其中牵引器触面28处于部分伸出配置。图4是驱动模块14的侧视截面图，其中牵引器触面28处于完全伸出配置。驱动模块14具有壳体32，其包括作为驱动子系统的驱动马达34、驱动马达齿轮头36、三驱动蜗轮38、驱动小齿轮40、联动惰轮42、联动驱动齿轮44、传动带46、履带皮带轮48、驱动带50和至少一个带辊52。
36.如图3-4所示，驱动模块14的驱动子系统由代码配置以提供驱动带50的致动，因为缠绕在驱动模块14的三个臂中的每个上的触面28由马达驱动。三个触面28由例如作为驱动马达34的maxon无刷ec-max 22dc驱动，并且与高功率行星齿轮头36配对，在所示实施例中
减速比为128:1，作为示例，而不是对任何给定实施方式的限制。齿轮头36的驱动轴连接到蜗轮38。三驱动蜗轮38与三个驱动小齿轮40啮合，用于对称传递扭矩，每个小齿轮40提供扭矩来致动驱动模块14上的三个触面28之一。小齿轮40然后将扭矩传递给惰轮42，惰轮42然后与直接驱动传动带46的联动驱动齿轮44啮合。然后，传动带46旋转履带皮带轮48，以在带辊52上移动作为触面28的驱动带50。由于驱动子系统中的传动比为约1:1，所以在蜗轮38和联动驱动齿轮44之间的转速几乎没有降低，因此扭矩也没有增加。因此，高功率齿轮头36以大减速比使用。
37.如图3-4所示，预加载子系统包括相对于驱动模块14的纵向轴线径向伸出或缩回的臂54、56。臂54、56由具有齿轮头58的丝杠马达径向移动。齿轮头58通过偏压齿轮头58的双预加载弹簧60连接到丝杠66。丝杠66穿过丝杠螺母62和具有测压元件68的丝杠衬套70。
38.预加载子系统允许具有触面28的臂延伸以适应平台10预期能够穿过的各种直径，以及在穿过窄井(例如xn接头)期间缩回以收起。预加载子系统将三个触面28径向移向/移离纵向轴线。在每个驱动模块14上，所有三个触面28联接并一起移动。触面不能单独伸出或缩回。然而，用于每个驱动模块的预加载子系统可以独立于平台10的其他驱动模块伸出或缩回。
39.每个驱动模块14、28的预加载子系统由马达驱动。例如，马达可以包括maxon无刷ec-max 22dc马达36。对于所示实施例中的预加载马达36，具有例如128:1减速比的行星齿轮头6用于降低转速并增加丝杠66的扭矩。当成对的行星齿轮头36转动丝杠66，从而使丝杠螺母62沿纵向方向向前或向后移动时，转矩传递从无刷dc马达36开始。丝杠螺母62带有螺纹，而联动滑块64在丝杠66上自由浮动。丝杠66和丝杠螺母62用三个带肩螺钉紧固，该螺钉为预加载顺从性弹簧60提供间隙。随着丝杠66移动，螺母62压缩双预加载弹簧60。预加载弹簧60然后向致动臂54、56的基部施加力。平台10与井下壁的横向距离通过沿纵向方向移动丝杠螺母62来控制。触面28上的预加载力朝向纵向轴线向下推动臂54、56，这又压缩弹簧60，并在嵌入丝杠螺母62内的测压元件68上施加压力。测压元件68上施加的压力允许测量触面28抵靠井下壁的预加载力。目的是通过控制驱动马达34的工作电流并从嵌入的测压元件68读取加载值来保持恒定的预加载值。
40.预加载子系统具有主动和被动顺从性。被动顺从性在于预加载弹簧60，其在丝杠螺母62和联动滑块64之间浮动，即使当螺母62固定就位时，也允许联动臂54、56有一定的运动自由度。主动顺从性在于根据来自嵌入丝杠螺母62中的测压元件68的读数恒定调节驱动马达34的工作电流，并将预加载值保持在最佳范围内。
41.在替代实施例中，限位开关可以位于驱动模块14的壳体32中。当丝杠螺母62处于完全折叠位置时，限位开关可被触发，并且主要用于复位目的。在复位过程完成后，可以知道限位开关的位置，例如触面28处于完全缩回位置。在某些实施例中，驱动马达34可以包括霍尔传感器。使用霍尔传感器上的脉冲计数，螺母62的完全伸出位置可以在机载处理器内计算。在计算模块16中执行的软件可以在丝杠螺母62到达两个整体位置之前实现软停止。
42.参考图5-6，图5是触面28、30处于图1的缩回配置的移动平台10的前视图，图6是触面28、30处于图2的完全伸出配置的移动平台10的前视图。为了在不同横向宽度的井下环境之间转换，移动平台10利用连续驱动机构，同时在与其相关的处理器中执行的程序的控制下，可选地根据可能已经接收到的来自用户的任何命令，行进通过诸如管道的井下环境。例
如，两个驱动模块14、18被同时驱动以进行不间断的线性运动。当从一井下尺寸移动到另一井下尺寸时，平台10使用适当配置的模块(例如传感器模块12)中的一个或多个传感器来检测转变，并向计算模块16发出控制信号，以根据转变类型缩回或伸出臂54、56上的触面28、30。在一示例中，触面28、30缩回以穿过xn接头，并且伸出以预加载在开孔或冲刷上。
43.如图5所示，平台10的最小宽度为约2.585英寸(约6.566cm)，而最大宽度为约8.6英寸(约21.84cm)，如图6所示。完全伸出平台10的这种最大直径略小于约9英寸(约22.86cm)的平均冲刷宽度。可替代地，驱动模块14、28可以具有更长的连杆，例如更长的臂54、56，以适应更宽范围的井下宽度。
44.xn接头的横向需要至少两个驱动模块，因为其中一个驱动模块需要伸出并预加载在管壁上以支撑平台10，而另一个驱动模块缩回以穿过xn接头的收缩。无论平台10的不同配置中包含多少驱动模块，通过收缩的过程都保持不变。每个驱动模块缩回并穿过xn接头，同时由其他驱动模块支撑。可以对每个驱动模块执行臂54、56和触面28、30的这种缩回和伸出，直到平台10的端部脱离狭窄井下环境比如xn接头的收缩。
45.对于驱动模块14、18，马达36的电力可以由驱动模块14、18内部的至少一个电池提供。电池可以再充电。可替代地，对于附接到连接器20的任何驱动模块，比如图1-2中的驱动模块18，可以由从系绳22通过连接器20的电连接直接向马达36供电。在另一替代实施例中，从系绳22通过连接器20供应的电力可以给驱动模块18内部的可再充电电池充电。电力可以通过与模块的任何特定布置的互连相关的电连接被传送到每个相应模块。
46.参考图1-2，计算模块16位于平台10的各种模块12-20之间的中间位置。计算模块16包括用于保持马达控制器的壳体、核心处理单元(“处理器”，如前所述)以及用于存储代码、设置和在井下行进期间收集的数据的存储器，所有这些都连接到马达控制器。这用于控制附近的驱动模块14、18。壳体可以由铝制成。计算模块16还可以包括热连接到铝壳体的独立散热器，用于在平台10的运行期间散热。在替代实施例中，散热器图案被铣削到计算模块16的铝基座中，以确保在平台10的运行期间良好的热接触和散热。在一实施例中，计算模块16没有外部传感器或效应器，因此专用于与平台10中的其他模块通信并控制它们。在替代实施例中，计算模块16可以包括外部传感器或效应器，用于分别在井下环境中相对于平台10的总长度的中间位置检测和执行动作。
47.计算模块16的每一端分别连接到相邻驱动模块14、18。马达控制器可以直接连接到相邻驱动模块(例如驱动模块14)的驱动马达34。因此，来自马达控制器的信号被传送到驱动马达34，以控制从驱动模块14的电池到驱动马达34的电力施加。在替代实施例中，马达控制器和驱动马达34可以连接到各自的无线通信单元。使用无线通信单元，马达控制器可以无线控制驱动模块14的驱动马达34。无线控制可以使用wifi、蓝牙或其他已知的通信协议来执行。
48.利用马达控制器和核心处理单元，计算模块16可以借助于由在处理器中执行的代码实现的逻辑来执行局部闭环运动和预加载控制。结合从传感器模块12收集的数据，平台10响应于从远程用户接收的命令，实现平台10的自主位置估计、井下特征检测和井下特征导航，或者在某些实施方式中实现半自主井下特征导航。使用从传感器模块12收集的数据，在计算模块16的处理器中执行的代码确定井下环境的即将到来部分中的特征。该代码根据特征确定井下环境的即将到来部分的宽度。计算模块16使用由在处理器中执行的代码实现
的第一预定逻辑。通过使用第一预定逻辑，计算模块16产生传输到驱动模块14、18的第一信号，其使臂54、56和触面28、30伸出或缩回，以便将触面28、30预加载到井下环境的壁上，从而将移动平台10装配到即将到来部分中。计算模块16使用由在处理器中执行的代码实现的第二预定逻辑。通过使用第二预定逻辑，计算模块16产生第二信号，其被传输到驱动模块14、18，以旋转触面28、30。触面28、30被预加载到井下环境的壁上。因此，移动平台10前进到井下环境的即将到来部分中。
49.参考图7-12，传感器模块12包括具有孔74的壳体72，孔74中设置有至少一个tof传感器76。在一实施例中，传感器模块12作为围绕传感器模块12的纵向轴线间隔约120
°
的三个tof传感器76。参考图7-11，光扩散器78位于壳体72的前面。相机80可以通过光扩散器78的开放中心区域获得图像。参考图9-11，内底盘82支撑壳体72内的部件。冷却风扇84冷却壳体72中的电子部件。实现代码的处理器85配置为分别与tof传感器76和相机80交互以收集距离数据和图像。
50.处理器85包括无线通信设备86，用于将距离数据和图像无线传输到计算模块16。此外，无线通信设备86从计算模块16接收控制信号，用于控制传感器模块12内的部件。无线通信设备86具有使用wifi、蓝牙或其他已知通信协议发送和接收信号的天线。
51.壳体72还包括发光装置的环88，例如发光二极管(led)、白炽灯或其他已知的发光装置。环88围绕传感器模块12的纵向轴线延伸，并且配置为发射光，然后该光被光扩散器78扩散。环88和光扩散器78照亮传感器模块12的向前方向，允许相机80在平台10的向前方向捕捉图像。图12示出了相机80在向前方向上的视场(fov)90。这样的图像然后由处理器85使用无线通信设备86传输到计算模块16。相机80可以是例如800万像素的相机。相机80可以捕捉静止图像。可替代地，相机80可以是能够从平台10的正面视角流式传输实时视频的摄像机。
52.每个tof传感器76作为距离传感器可以在图12所示的范围92内通过孔74发射信号。发射的信号以相对于平台10的纵向轴线成例如约45
°
的锐角沿向前方向传输。发射的信号可以是光、无线电波、微波或超声波，它们被井下环境中位于前方的特征反射。反射信号由tof传感器76检测，并被转换成传输到计算模块16的距离数据。tof传感器76允许平台10估计平台10前面的井下环境的宽度，这提高了预加载系统的保真度，并允许具有不同宽度的井下环境比如xn接头的自主穿过。
53.参考图1-2，设置在平台10后端的连接器模块20还可以包括至少一个tof传感器作为距离传感器，其以与至少一个tof传感器76相同的方式工作。具有tof传感器的连接器模块20的这种配置允许平台10在平台10向后移动时例如在从井下环境中取出平台10的过程中检测向后的井下特征。在一实施例中，由于系绳22的存在，连接器模块20不包括相机或发光环。在替代实施例中，连接器模块20可以包括相机和发光环，相机具有偏离平台10的纵向轴线的fov，以适应系绳22的存在。
54.本公开还包括至少具有移动平台10和控制设备94的系统，如图13所示。平台10例如通过来自计算模块16的无线通信与控制设备94通信。可替代地，平台10可以通过系绳22向设备94传输数据。控制设备94包括安装在壳体104中的显示器96、无线天线98、控制面板100和手持控制器102。壳体104可以适于作为用于将控制设备94运送到平台10将要操作的地点的手提箱。
55.显示器96可以显示来自相机80的图像，并且还可以显示来自tof传感器76的测量的距离数据。无线天线98配置为在计算模块16的无线通信频率下工作。通过无线天线98，控制设备94可以使用wifi、蓝牙或其他已知的通信协议与计算模块16通信。手持控制器102可以是类似游戏控制器的遥控操纵杆，用于指示移动平台10向前或向后移动。
56.本公开还包括用于操作移动平台10的方法200。方法200包括在步骤210中互连多个模块以形成移动平台10的步骤，包括传感器模块、驱动模块和计算模块。互连的步骤可以包括用刚性联接器或接头物理连接离散的模块，该刚性联接器或接头允许在穿过井下环境期间从一个模块到下一个模块实现相对角度。该方法包括在步骤220中将如此连接的模块作为统一移动平台10部署到井下环境中。一旦处于井下环境中，该方法包括在步骤230中检测井下环境的特征，在步骤240中确定井下环境的即将到来部分的宽度，以及在步骤250中从驱动模块伸出或缩回牵引器触面，以便将移动平台10装配在井下环境的即将到来部分中。这些步骤中的每个都可以使用上述模块来实现。该方法继续进行，在步骤260，移动平台10前进到井下环境的即将到来部分中。
57.本文描述的方法的部分可以由有形(例如非暂时性)存储介质上的机器可读形式的软件或固件来执行。例如，软件或固件可以是包括计算机程序代码的计算机程序的形式，当该程序在计算机或合适的硬件设备上运行时，该计算机程序代码适于使模块化移动平台执行本文描述的各种动作，并且其中该计算机程序可以包含在计算机可读介质上。有形存储介质的示例包括具有诸如磁盘、拇指驱动器、闪存等计算机可读介质的计算机存储设备，并且不包括传播信号。传播信号可以存在于有形存储介质中。软件可以适合于在并行处理器或串行处理器上执行，使得本文描述的各种动作可以以任何合适的顺序或同时执行。
58.还应当理解，附图中相同或相似的数字表示多幅图中相同或相似的元件，并且不是所有实施例或布置都需要参考附图描述和说明的所有部件或步骤。
59.本文使用的术语仅仅是为了描述特定的实施例，而不是为了限制本发明。如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文清楚地另外指出。将进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包含”、“包括”和/或“具有”及其变体指定存在所述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组。
60.本文使用的方位术语仅仅是为了约定和参考的目的，而不应被解释为是限制。然而，应该认识到，这些术语可以用于指操作者或用户。因此，没有暗示或推断任何限制。此外，序数的使用(例如第一、第二、第三)是为了区分而不是计数。例如，使用“第三”并不意味着存在相应的“第一”或“第二”此外，本文使用的措辞和术语是为了描述的目的，不应被视为限制。本文中“包括”、“包含”、“具有”、“含有”及其变体的使用意味着包含其后列出的项目及其等同物以及附加项目。
61.虽然本公开已经描述了多个示例性实施例，但本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改变，并且等同物可以替代其元件。此外，本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的基本范围的情况下，可以对本公开的实施例进行许多修改，以使特定的工具、情况或材料适应本公开的实施例。因此，本发明不局限于所公开的特定实施例，也不局限于实施本发明的最佳模式，而是本发明将包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。
62.上面描述的主题仅通过说明的方式提供，并且不应被解释为限制。可以对本文描述的主题进行各种修改和改变，而不遵循所示和所述的示例性实施例和应用，并且不脱离本公开所包含的本发明的真实精神和范围，本公开由以下权利要求中的一组叙述以及等同于这些叙述的结构和功能或步骤来限定。