CN114628019A - 机械臂更换系统、方法、电子设备以及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种机械臂更换系统、方法、装置、电子设备及存储介质。该系统包括：控制器和至少两个机械臂，所述控制器包括多个接口，且各控制器接口均配置对应的机械臂配置信息；任一机械臂基于当前机械臂的机械臂标识与所述控制器通过工业以太网连接，接收并执行所述控制器传输的操作指令；所述控制器用于监听各所述机械臂的操作状态，基于所述机械臂的操作状态确定待更换机械臂，以及生成所述待更换机械臂的更换提示信息，并在所述待更换机械臂的更换过程中，控制其他机械臂继续执行各所述机械臂对应的操作指令；其中，所述操作状态包括操作故障状态和操作指令状态，实现了降低更换设备的操作难度，以及增加了手术的稳定性和安全性。
Description
技术领域
本发明实施例涉及智能机器人设备技术领域，尤其涉及一种机械臂更换系统、方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
现有的手术机器人一种为达芬奇的床旁机械臂系统，该系统由一个立柱和4个基于该立柱延展出的4个机械臂组成，在此系统中，由于4个机械臂是由一套系统一同控制的，所以如果机械臂在使用过程中损坏，是无法更换的，只有将整个床旁机械臂系统返厂维修。另一种手术机器人为CMR类型的多立柱床旁机械臂系统，该系统由一个或者多个独立的立柱组成，每个立柱上都有一个单独的机械臂，在此系统中，由于该系统也是由1套系统同时控制多条机械臂。所以如果某机械臂在使用过程中损坏，需要将系统关闭之后，重新连接新的机械臂，并且重新开机初始化，或者，在手术开始前，预先接入多个备用机械臂，从而通过冗余来解决多机械臂替换的可能。
在上述两种手术机器人更换过程中，对于更换机械臂均需要关机才能重新接入不同的机械臂，从而导致整个手术机器人的硬件系统需要重新配置(初始化)之后才能使用新接入的机械臂。初始化需要系统和医生重新对相关配置进行设置，导致该手术机器人在维修的过程中更换不宜操作，以及需要较高的维修成本，并且在更换机械臂后需要重新配置整个手术机器人系统，可能导致手术中断，从而引发手术风险。
发明内容
本发明提供一种机械臂更换系统、方法、装置、电子设备及存储介质，以实现降低更换设备的操作难度，以及仅灵活的配置更换后的机械臂，增加了手术的稳定性和安全性。
第一方面，本发明实施例提供了一种机械臂更换系统，该系统包括：
控制器和至少两个机械臂，所述控制器包括多个接口，且各控制器接口均配置对应的机械臂配置信息；
任一机械臂基于当前机械臂的机械臂标识与所述控制器通过工业以太网连接，接收并执行所述控制器传输的操作指令；
所述控制器用于监听各所述机械臂的操作状态，基于所述机械臂的操作状态确定待更换机械臂，以及生成所述待更换机械臂的更换提示信息，并在所述待更换机械臂的更换过程中，控制其他机械臂继续执行各所述机械臂对应的操作指令；其中，所述操作状态包括操作故障状态和操作指令状态。
可选的，所述控制器还用于基于所述机械臂配置信息预先对所述控制器的各控制器接口进行网络配置，以使控制器可以基于各控制器接口分别控制对应的机械臂。
可选的，所述控制器还用于获取所述待更换机械臂对应的操作指令，并在识别到待更换机械臂已更换之后，对更换后的目标机械臂进行网络配置，以使所述目标机械臂继续执行所述待更换机械臂对应的操作指令。
可选的，所述目标机械臂与所述待更换机械臂具有相同的机械结构以及硬件配置；所述目标机械臂对应的控制器接口与所述待更换机械臂对应的控制器接口为不同的控制器接口。
可选的，所述控制器还用于获取所需机械臂的需求数量以及已连接机械臂的已连接数量，若所述需求数量和所述已连接数量不相等，则生成增加或者减少所述机械臂数量的数量变化提示信息。
可选的，所述控制器还用于若确定需要增加机械臂，则获取所述控制器接口的接口状态；若所述控制器存在空闲接口，则将所述空闲接口分配至待增加机械臂；若所述控制器不存在空闲接口，则生成不能增加机械臂的增加提示信息。
第二方面，本发明实施例还提供了一种机械臂更换方法，该方法包括：
监听各所述机械臂的操作状态；其中，所述操作状态包括操作故障状态和操作指令状态；
基于所述机械臂的操作状态确定待更换机械臂，以及生成更换所述待更换机械臂的更换提示信息；
在更换所述待更换机械臂的过程中，控制其他机械臂继续执行各所述机械臂对应的操作指令。
可选的，在更换所述待更换机械臂之后，还包括：
对所述待更换机械臂对应的目标机械臂进行网络配置，以使所述目标机械臂基于获取到的所述待更换机械臂对应的操作指令继续执行所述待更换机械臂对应的操作指令。
所述对所述待更换机械臂对应的目标机械臂进行网络配置，包括：
向所述目标机械臂中的各伺服发送网络信息；其中，所述网络信息用于获取与所述各伺服的配置参数。
第三方面，本发明实施例还提供了一种机械臂更换装置，该装置包括：
操作状态监听模块，用于监听各所述机械臂的操作状态；其中，所述操作状态包括操作故障状态和操作指令状态；
待更换机械臂确定模块，用于基于所述机械臂的操作状态确定待更换机械臂，以及生成更换所述待更换机械臂的更换提示信息；
控制模块，用于在更换所述待更换机械臂的过程中，控制其他机械臂正常运行。
可选的，所述装置还包括：
目标机械臂配置模块，用于在更换所述待更换机械臂之后，对所述待更换机械臂对应的目标机械臂进行网络配置，以使所述目标机械臂基于获取到的所述待更换机械臂对应的操作指令继续执行所述待更换机械臂对应的操作指令。
可选的，目标机械臂配置模块，包括：
网络参数发送单元，用于向所述目标机械臂中的各伺服发送网络信息；其中，所述网络信息用于获取与所述各伺服的配置参数。
第四方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明任意实施例提供的机械臂更换方法。
第五方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明任意实施例提供的机械臂更换方法。
本实施例的技术方案通过在执行手术任务之前，预先对控制器的各控制器接口配置对应的机械臂配置信息，以使各控制器接口可以对应连接预设的机械臂。当然，已经配置的控制器接口数量多于日常进行手术需要的机械臂数量，以便于在机械臂出现故障时可以进行更换，进一步的基于工业以太网将各机械臂分别独立的与控制器的各控制器接口进行连接，从而搭建成机械臂更换系统。基于该机械臂更换系统对手术机器人的机械臂进行更换，使机械臂的更换操作简单，并且不需要关闭系统就可以直接更换，更换完成之后可以继续执行手术任务，降低了更换设备的操作难度，以及仅灵活的配置更换后的机械臂，增加了手术的稳定性和安全性。
附图说明
为了更加清楚地说明本发明示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本发明所要描述的一部分实施例的附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的机械臂更换系统的结构示意图；
图2是本发明实施例二提供的机械臂更换方法的流程示意图；
图3是本发明实施例三提供的机械臂更换装置的结构示意图；
图4为本发明实施例四提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的机械臂更换系统的结构示意图，本实施例可适用于对工作中手术机器人的机械臂进行更换的情况。
在对本发明实施例的技术方案进行介绍之前，先对实施本实施例的技术方案的应用场景进行示例性的介绍。当然，下述应用场景只是作为可选应用场景，本实施例的还可以在其他应用场景进行实施，本实施例对实施的技术方法的应用场景不加以限制。具体的，应用场景包括：在使用手术机器人进行手术的过程中，手术机器人在使用过程中可能会出现损坏的情况，即不能继续执行控制器的操作指令。在上述情况下，现有技术对于机械臂更换的方法一般有两种方法，一种是若手术机器人是单立柱支撑多个机械臂的情况，此情况下需要关闭系统连同立柱带机械臂一起更换，并再更换之后重新连接系统；另一种是手术机器人是单立柱支撑单个机械臂的情况，此情况下将系统关闭之后，重新连接新的机械臂，并且重新开始初始化。
在上述两种手术机器人更换过程中，第一种更换方式需要全部替换，操作繁琐，并需要较高的维修成本；第二种更换方式需要关机才能重新接入不同的机械臂，从而导致整个手术机器人的硬件系统需要重新配置(初始化)之后才能使用新接入的机械臂。初始化需要系统和医生重新对相关配置进行设置，导致该手术机器人在维修的过程中更换操作繁琐，在更换机械臂后需要重新配置整个手术机器人系统，可能导致手术中断，从而引发手术风险。
所以针对上述技术问题，本发明实施例的技术方案在第二种更换方式的基础上进行了改进。具体的，在执行手术任务之前，预先对控制器的各控制器接口配置对应的机械臂配置信息，以使各控制器接口可以对应连接预设的机械臂。当然，已经配置的控制器接口数量多于日常进行手术需要的机械臂数量，以便于在机械臂出现故障时可以进行更换，进一步的基于工业以太网将各机械臂分别独立的与控制器的各控制器接口进行连接，从而搭建成机械臂更换系统。基于该机械臂更换系统对手术机器人的机械臂进行更换，使机械臂的更换操作简单，并且不需要关闭系统就可以直接更换，更换完成之后可以继续执行手术任务，降低了更换设备的操作难度，以及仅灵活的配置更换后的机械臂，增加了手术的稳定性和安全性。
参见图1，该机械臂更换系统的具体结构包括：控制器110和至少两个机械臂120，控制器110包括多个接口111，且各控制器接口111均配置对应的机械臂配置信息；
任一机械臂120基于当前机械臂120的机械臂标识与控制器110通过工业以太网连接，接收并执行控制器110传输的操作指令；
控制器110用于监听各机械臂120的操作状态，基于机械臂120的操作状态确定待更换机械臂120，以及生成待更换机械臂120的更换提示信息，并在待更换机械臂120的更换过程中，控制其他机械臂120继续执行各机械臂120对应的操作指令；其中，操作状态包括操作故障状态和操作指令状态。
在本发明实施例中，控制器110包括多个控制器接口111，各控制器接口111均配置对应的机械臂配置信息；其中，机械臂配置信息可以包括但不限于机械臂120的编码标识，用于在该机械臂120与控制器接口111连接时进行信息验证，以确定该机械臂120与控制器接口111为对应连接，从而可以执行控制器110发送的操作指令。
对机械臂120进行更换之前，控制器110需要预先对各控制器接口111进行网络配置，以使控制器110可以基于各控制器接口111分别控制对应的机械臂120，从而将操作指令对应的发送至各机械臂120。
需要说明的是，控制器110中控制器接口111的数量需要多于日常执行手术任务所需要的机械臂120数量；换言之，本实施例中控制器110上需要存在空闲接口111，以便于可以在机械臂120出现故障时对机械臂120进行更换。
在本实施例中，当手术中机械臂120出现故障采用空闲接口111替换原来接口111进行机械臂120更换，可以快速使手术机器人继续执行手术任务，减少因手术中断带来的手术风险。理由在于：原控制器接口111连接机械臂120出现故障的原因不确定是机械臂120故障还是接口111故障，所以直接将新的机械臂120与新的接口111进行对应连接，以实现可以快速恢复工作，至于故障原因可以在手术任务结束之后再进行排查。
具体的，对控制器接口111进行网络配置可以是将该控制器接口111对应的机械臂120的机械臂配置信息配置于对应的控制器接口111上，以使控制器接口111可以与预设的机械臂120对应连接。其中，各控制器接口的机械臂配置信息对应的各机械臂具有相同的机械结构和硬件设置，以便于任一机械臂出现故障时，可以采用其他机械臂进行更换。相应的，任一机械臂120基于当前机械臂120的机械臂标识与控制器110通过工业以太网连接，接收并执行控制器110传输的操作指令。
其中，工业以太网还可以叫做实时以太网，实时工业以太网。例如Ethercat，ProfiNet，Ethernet/IP等都属于工业以太网。本实施例中对于任一机械臂120与控制器110连接时所采用的以太网类型可以采用上述工业以太网进行连接，也可以采用上述未举例的工业以太网连接，本实施例对于采用的具体连接方式不加以限定。
示例性的，在控制器110的操作系统内预先配置N个控制器接口111，并都设定为可选连接模式，并且均设置有可连接的机械臂120的机械臂标识。系统识别已连接机械臂120的机械臂标识，自动给每个检测到并正常识别的机械臂120编号，从1开始，正常开机情况下为默认1,2,3号组在线，代表3套预装的机械臂120。与此同时，系统也预留了4-10组机械臂120的编号空间，由操作系统在运行时自动检测新臂的连接情况，一旦检测到有新设备连接，可以根据机械臂120的机械臂标识(即检测是否属于一套可替换的机械臂120)，由系统自动分配一个组号，并通过一个用户界面或者系统预设值，来切换手术臂的遥操作状态。
具体的，控制器110在对各控制器接口111进行配置之后，并基于工业以太网将各机械臂120分别独立的与控制器110的各控制器接口111进行连接，从而搭建成机械臂120更换系统。通俗的讲，本实施例的技术方案在于通过工业以太网以及预先进行的网络配置，使控制器110中的各控制器接口111分别与对应的机械臂120之间独立通信，从而实现单独控制任一机械臂120执行操作指令，从而也可以实现对任一机械臂120更换而不需要关闭系统。
可选的，在搭建成机械臂120更换系统之后，控制器110监听各机械臂120的操作状态，基于机械臂120的操作状态确定待更换机械臂120，以及生成待更换机械臂120的更换提示信息，并在待更换机械臂120的更换过程中，控制其他机械臂120继续执行各机械臂120对应的操作指令。
其中，操作状态包括操作故障状态和操作指令状态。操作指令状态可以包括当前操作指令指令是否执行完毕的状态。例如未执行状态、执行中状态以及执行完毕状态。
具体的，当手术过程中控制器110监听各机械臂120的操作状态，示例性的，可以检测各机械臂120是否有连接故障。若检测到有某一个或者多个机械臂120因为机械故障无法继续使用，则生成更换机械臂120的更换提示信息。工作人员将备用的机械臂120摆放到病床旁并连接到集成中枢上；连接成功后将会自动给更换后的机械臂120供电，软件系统会自动检测并识别到新机械臂120的连接；集成中枢的用户界面上将会提示用户选择需要替换的手术臂号码/颜色，确认好替换的手臂后，工作人员将待更换机械臂120撤出，并断开与集成中枢的连接；当然，本实施例也可以先将待更换机械臂120撤出，再将新机械臂120进行连接；还可以将更换同时进行，本实施例对更换的顺序不加以限制。本实施例中的撤出指的可以机械臂120从台车上撤出，也可以整个台车连同机械臂120撤出。可选的，本实施例中手术机器人的机械臂120可以由台车和机械臂120组成，机械臂120可拆卸地安装在台车上，以便于机械臂120可以灵活的活动，从而更灵活的执行控制器110的操作指令。
示例性的，当手术过程中，控制器110监听到医生右手控制的2号机械臂120损坏，则生成2号机械臂120需要更换以及新更换的机械臂120为4号。进一步的可以通过界面生成切换4号臂替代2号臂的更换提示信息，工作人员进行机械臂120更换。完成后，医生控制台的右手控制器110开始控制4号臂继续进行手术。当然，在工作人员进行机械臂120更换的过程中，1号和3号对应的机械臂120由原来的控制器110控制继续执行原来的手术任务。
可选的，在完成机械臂120更换之后，控制器110还获取待更换机械臂120对应的操作指令，并在识别到待更换机械臂120已更换之后，对更换后的目标机械臂120进行网络配置，以使目标机械臂120继续执行待更换机械臂120对应的操作指令。
本实施例中，对更换完目标机械臂120进行网络配置即是对上述示例性的内容中的4号机械臂120进行网络配置，以使医生控制台的右手控制器110可以控制4号臂继续进行手术。
可选的，对目标机械臂120进行网络配置的方法可以包括：向目标机械臂120中的各伺服发送网络信息；其中，网络信息用于获取与各伺服的配置参数。
具体的，在控制器110发现机械臂120发生更换之后，即控制器110扫描机械臂120控制网络发现控制网络变化，并重新组组建网络拓扑。进一步的，控制器110初始化当前目标机械臂120中的各伺服的网络配置和参数配置。示例性的，控制器110可以通过广播模式读取机械臂120中各伺服的配置，从而组建新的网络拓扑信息。
值得注意的是，本实施例中的机械臂120与待更换机械臂120具有相同的机械结构以及硬件配置。具体的，可以理解为目标机械臂120与待更换的机械臂120中的零件类别、数量组合方式相同，以及目标机械臂120与待更换的机械臂120可以执行的操作指令相同，从而实现更换后的目标机械臂120可以继续执行待更换的机械臂120的操作指令。
在上述各实施例的基础上，控制器110还用于获取所需机械臂120的需求数量以及已连接机械臂120的已连接数量，若需求数量和已连接数量不相等，则生成增加或者减少机械臂120数量的数量变化提示信息。
具体的，控制器110基于接收到的操作指令确定该操作指令所需机械臂120的需求数量，以及确定各控制器接口111已连接机械臂120的已连接数量。将机械臂120的需求数量与已连接数量进行述职比对，若需求数量和已连接数量不相等，则生成增加或者减少机械臂120数量的数量变化提示信息。
示例性的，若需求数量多于已连接数量，则生成增加机械臂120数量的数量变化提示信息；若需求数量少于已连接数量，则生成减少机械臂120数量的数量变化提示信息。
进一步的，生成增加或者减少机械臂120数量的数量变化提示信息之后，换言之，若确定需要增加机械臂120，则获取控制器接口111的接口111状态；若控制器110存在空闲接口111，则将空闲接口111分配至待增加机械臂120；若控制器110不存在空闲接口111，则生成不能增加机械臂120的增加提示信息。
本实施例的技术方案通过在执行手术任务之前，预先对控制器110的各控制器接口111配置对应的机械臂配置信息，以使各控制器接口111可以对应连接预设的机械臂120。当然，已经配置的控制器接口111数量多于日常进行手术需要的机械臂120数量，以便于在机械臂120出现故障时可以进行更换，进一步的基于工业以太网将各机械臂120分别独立的与控制器110的各控制器接口111进行连接，从而搭建成机械臂120更换系统。基于该机械臂120更换系统对手术机器人的机械臂120进行更换，使机械臂120的更换操作简单，并且不需要关闭系统就可以直接更换，更换完成之后可以继续执行手术任务，降低了更换设备的操作难度，以及仅灵活的配置更换后的机械臂120，增加了手术的稳定性和安全性。
以下是本发明实施例提供的机械臂更换方法的实施例，该方法与上述各实施例的机械臂更换系统属于同一个发明构思，在机械臂更换方法的实施例中未详尽描述的细节内容，可以参考上述机械臂更换系统的实施例。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种机械臂更换方法的流程图，本实施例可适用于对工作中手术机器人的机械臂进行更换的情况。该方法可以由机械臂更换装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式来实现。如图2所示，该方法具体包括以下步骤：
S210、监听各机械臂的操作状态；其中，操作状态包括操作故障状态和操作指令状态。
S220、基于机械臂的操作状态确定待更换机械臂，以及生成更换待更换机械臂的更换提示信息。
S230、在更换待更换机械臂的过程中，控制其他机械臂继续执行各机械臂对应的操作指令。
本实施例的技术方案通过在执行手术任务之前，预先对控制器的各控制器接口配置对应的机械臂配置信息，以使各控制器接口可以对应连接预设的机械臂。当然，已经配置的控制器接口数量多于日常进行手术需要的机械臂数量，以便于在机械臂出现故障时可以进行更换，进一步的基于工业以太网将各机械臂分别独立的与控制器的各控制器接口进行连接，从而搭建成机械臂更换系统。基于该机械臂更换系统对手术机器人的机械臂进行更换，使机械臂的更换操作简单，并且不需要关闭系统就可以直接更换，更换完成之后可以继续执行手术任务，降低了更换设备的操作难度，以及仅灵活的配置更换后的机械臂，增加了手术的稳定性和安全性。
以下是本发明实施例提供的机械臂更换装置的实施例，该装置与上述各实施例的机械臂更换方法和系统属于同一个发明构思，在机械臂更换装置的实施例中未详尽描述的细节内容，可以参考上述机械臂更换方法和系统的实施例。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的机械臂更换装置的结构示意图，本实施例可适用于对工作中手术机器人的机械臂进行更换的情况。参见图3，该机械臂更换装置的具体结构包括：操作状态监听模块310、待更换机械臂确定模块320和控制模块330；其中，
操作状态监听模块310，用于监听各所述机械臂的操作状态；其中，所述操作状态包括操作故障状态和操作指令状态；
待更换机械臂确定模块320，用于基于所述机械臂的操作状态确定待更换机械臂，以及生成更换所述待更换机械臂的更换提示信息；
控制模块330，用于在更换所述待更换机械臂的过程中，控制其他机械臂正常运行。
本实施例的技术方案通过在执行手术任务之前，预先对控制器的各控制器接口配置对应的机械臂配置信息，以使各控制器接口可以对应连接预设的机械臂。当然，已经配置的控制器接口数量多于日常进行手术需要的机械臂数量，以便于在机械臂出现故障时可以进行更换，进一步的基于工业以太网将各机械臂分别独立的与控制器的各控制器接口进行连接，从而搭建成机械臂更换系统。基于该机械臂更换系统对手术机器人的机械臂进行更换，使机械臂的更换操作简单，并且不需要关闭系统就可以直接更换，更换完成之后可以继续执行手术任务，降低了更换设备的操作难度，以及仅灵活的配置更换后的机械臂，增加了手术的稳定性和安全性。
可选的，改装置还包括：
目标机械臂配置模块，用于在更换所述待更换机械臂之后，对所述待更换机械臂对应的目标机械臂进行网络配置，以使所述目标机械臂基于获取到的所述待更换机械臂对应的操作指令继续执行所述待更换机械臂对应的操作指令。
可选的，目标机械臂配置模块，包括：
网络参数发送单元，用于向所述目标机械臂中的各伺服发送网络信息；其中，所述网络信息用于获取与所述各伺服的配置参数。
本发明实施例所提供的机械臂更换装置可执行本发明任意实施例所提供的机械臂更换方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
值得注意的是，上述机械臂更换装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
实施例四
图4为本发明实施例四提供的一种电子设备的结构示意图。图4示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性电子设备12的框图。图4显示的电子设备12仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图4所示，电子设备12以通用计算电子设备的形式表现。电子设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。
总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。
电子设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被电子设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)30和/或高速缓存存储器32。电子设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图4未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图4中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。系统存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如系统存储器28中，这样的程序模块42包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
电子设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备12交互的设备通信，和/或与使得该电子设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。并且，电子设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图4所示，网络适配器20通过总线18与电子设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图4中未示出，可以结合电子设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及样本数据获取，例如实现本发实施例所提供的一种机械臂更换方法步骤，机械臂更换方法包括：
监听各所述机械臂的操作状态；其中，所述操作状态包括操作故障状态和操作指令状态；
基于所述机械臂的操作状态确定待更换机械臂，以及生成更换所述待更换机械臂的更换提示信息；
在更换所述待更换机械臂的过程中，控制其他机械臂继续执行各所述机械臂对应的操作指令。
当然，本领域技术人员可以理解，处理器还可以实现本发明任意实施例所提供的样本数据获取方法的技术方案。
实施例五
本实施例五提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现例如实现本发实施例所提供的一种机械臂更换方法步骤，机械臂更换方法包括：
监听各所述机械臂的操作状态；其中，所述操作状态包括操作故障状态和操作指令状态；
基于所述机械臂的操作状态确定待更换机械臂，以及生成更换所述待更换机械臂的更换提示信息；
在更换所述待更换机械臂的过程中，控制其他机械臂继续执行各所述机械臂对应的操作指令。
本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于：电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
本领域普通技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，他们可以用计算机装置可执行的程序代码来实现，从而可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (12)
1.一种机械臂更换系统，其特征在于，包括：控制器和至少两个机械臂，所述控制器包括多个接口，且各控制器接口均配置对应的机械臂配置信息；
任一机械臂基于当前机械臂的机械臂标识与所述控制器通过工业以太网连接，接收并执行所述控制器传输的操作指令；
所述控制器用于监听各所述机械臂的操作状态，基于所述机械臂的操作状态确定待更换机械臂，以及生成所述待更换机械臂的更换提示信息，并在所述待更换机械臂的更换过程中，控制其他机械臂继续执行各所述机械臂对应的操作指令；其中，所述操作状态包括操作故障状态和操作指令状态。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器还用于基于所述机械臂配置信息预先对所述控制器的各控制器接口进行网络配置，以使控制器可以基于各控制器接口分别控制对应的机械臂。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器还用于获取所述待更换机械臂对应的操作指令，并在识别到待更换机械臂已更换之后，对更换后的目标机械臂进行网络配置，以使所述目标机械臂继续执行所述待更换机械臂对应的操作指令。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述目标机械臂与所述待更换机械臂具有相同的机械结构以及硬件配置；所述目标机械臂对应的控制器接口与所述待更换机械臂对应的控制器接口为不同的控制器接口。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器还用于获取所需机械臂的需求数量以及已连接机械臂的已安装数量，若所述需求数量和所述已安装数量不相等，则生成增加或者减少所述机械臂数量的数量变化提示信息。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述控制器还用于若确定需要增加机械臂，则获取所述控制器接口的接口状态；若所述控制器存在空闲接口，则将所述空闲接口分配至待增加机械臂；若所述控制器不存在空闲接口，则生成不能增加机械臂的增加提示信息。
7.一种机械臂更换方法，其特征在于，应用于上述权利要求1-6任一所述的机械臂更换系统，包括：
监听各所述机械臂的操作状态；其中，所述操作状态包括操作故障状态和操作指令状态；
基于所述机械臂的操作状态确定待更换机械臂，以及生成更换所述待更换机械臂的更换提示信息；
在更换所述待更换机械臂的过程中，控制其他机械臂继续执行各所述机械臂对应的操作指令。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在更换所述待更换机械臂之后，还包括：
对所述待更换机械臂对应的目标机械臂进行网络配置，以使所述目标机械臂基于获取到的所述待更换机械臂对应的操作指令继续执行所述待更换机械臂对应的操作指令。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对所述待更换机械臂对应的目标机械臂进行网络配置，包括：
向所述目标机械臂中的各伺服发送网络信息；其中，所述网络信息用于获取与所述各伺服的配置参数。
10.一种机械臂更换装置，其特征在于，包括：
操作状态监听模块，用于监听各所述机械臂的操作状态；其中，所述操作状态包括操作故障状态和操作指令状态；
待更换机械臂确定模块，用于基于所述机械臂的操作状态确定待更换机械臂，以及生成更换所述待更换机械臂的更换提示信息；
控制模块，用于在更换所述待更换机械臂的过程中，控制其他机械臂正常运行。
11.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求7-9中任一所述的机械臂更换方法。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求7-9中任一所述的机械臂更换方法。
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