CN114661500A - 一种机器人故障检测方法、系统及终端设备 - Google Patents

Abstract

本发明适用于机器人技术领域，提供了一种机器人故障检测方法、系统及终端设备，包括：根据机器人状态监测知识库信息，设定机器人的故障检测内容，所述故障检测内容包括待检对象、检测周期以及故障条件；根据所述检测周期，周期性地检测待检对象当前运行状态，检测结果以xml形式记录所述待检对象的运行状态；结合状态检测知识库信息以判断待检对象是否达到故障条件，得到检测结果，并给予不同级别的应对处理。本发明的技术方案能够让机器人的控制器系统快速有效的检测出机器人中存在的故障或缺陷，提高机器人控制器对机器人故障的检测控制能力，增强机器人的安全性和可靠性。

Description

一种机器人故障检测方法、系统及终端设备

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种机器人故障检测方法、系统、终端设备及计算机可读存储介质。

背景技术

随着人力成本的逐渐升高，机器人逐步从传统的工业应用向包括农业的植保机器人、服务行业的迎宾机器人、医疗行业的医疗机器人、特种行业的搜救机器人等行业应用转移。这些机器人应用为日常生活带来便利的同时，随之而来的问题就是：如何能够保证机器人正常工作，当机器人不能正常工作时，如何能够通过机器人自动检测，发现当前机器人所存在的问题及定位问题来源。

传统的机械设备通常都是等到出现问题时才能去发现问题，因而带来经济损失、时间浪费等，也有靠有经验的师傅通过侦听、敲击等方法，检测设备的运行状态，但这要求工人具有良好的故障分析与处理经验。鉴于此种情况，如何找到一种快速有效的机器人故障检测方法，让机器人的控制系统能够快速有效的检测出机器人中存在的故障或缺陷，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

故有必要提出一种新的技术方案，以解决上述技术问题。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供了一种机器人故障检测方法、系统及终端设备，通过该方法可以提高机器人控制器对机器人故障的检测控制能力，增强机器人的安全性和可靠性。

本发明实施例的第一方面提供了一种机器人故障检测方法，所述机器人故障检测方法包括：

根据机器人状态监测知识库信息，设定机器人的故障检测内容，所述故障检测内容包括待检对象、检测周期以及故障条件；

按照所述检测周期，周期性地检测待检对象

根据所述检测周期，周期性地检测待检对象当前运行状态，检测结果以xml形式记录所述待检对象的运行状态，以xml形式记录能够简洁高效的存储运行状态信息；

结合状态检测知识库信息以判断待检对象是否达到故障条件，得到检测结果，并给予不同级别的应对处理。

可选地，在本申请提供的另一实施例中，所述故障条件包括指定时间段内待检对象发生故障的次数或/和一次故障持续的时长。

可选地，在本申请提供的另一实施例中，所述待检对象包括通信网络、传感器以及电源的一种或多种。

可选地，在本申请提供的另一实施例中，所述机器人故障检测方法还包括：

在所述待检对象出现故障时，按照预设时间间隔检测故障的待检对象是否恢复正常工作状态；

若是，则更改所述待检对象的状态为正常状态。

若不是，则更高所述检测对象的状态为异常状态，并标记处异常模块的信息，同时根据状态检测知识库信息给予不同级别的应对处理。

可选地，在本申请提供的另一实施例中，在所述待检对象为通信网络时，所述检测周期为T1；

若所述通信网络连续被检测到的机器人断开网络连接现象次数大于或等于M1，或在T2秒的检测周期内连续被检测到的网络节点丢失持续时间大于或等于M2秒，则判定所述通信网络出现故障。

可选地，在本申请提供的另一实施例中，在所述待检对象为通信网络时，所述检测周期为T2；

若连续被检测到的机器人网络断开持续时间大于或等于M2秒，则判定所述通信网络出现故障。

可选地，在本申请提供的另一实施例中，在所述待检对象为传感器时，根据检测指令，在T3秒的检测周期内周期性地检测机器人所部署的传感器状态。

如果传感器工作状态正常，则判定当前所检测的传感器工作正常；

如果传感器工作状态异常，则首先进行断电重启，如果重启后恢复正常，则认定该传感器为重启后正常；否则，认定该传感器为重启后异常，同时检测与当前传感器具有同样功能的传感器，如果都出现异常，则判定当前该类型传感器发生故障；否则，在不影响主体功能的时候，使用另一个传感器数据代替当前传感器数据。

可选地，在本申请提供的另一实施例中，在所述待检对象为电源时，所述检测周期为T4；

若连续检测到电压值不在正常范围内的次数大于或等于M4次，则判定所述电源故障。

可选地，在本申请提供的另一实施例中，所述不同级别的应对处理包括：

第一等级，系统关闭该模块功能，重新启动当前模块；如果重启成功，则将当前模块状态更新为工作正常；

第二等级，系统重启当前模块后，模块仍然无法正常工作，则认定当前模块失效，并标记当前模块状态为模块失效；

第三等级，当设备的若干核心模块失效时，需要重启机器人系统以完成相关的工作；如果重启机器人后核心模块工作正常，则认定为目前机器人状态重启后正常；

第四等级，如果重启机器人后核心模块工作异常，则认定为目前机器人状态为重启后异常；

本发明实施例的第二方面提供了一种机器人故障检测系统，所述机器人故障检测系统包括：

设定模块，用于根据机器人状态监测知识库信息，设定机器人的故障检测内容，所述故障检测内容包括待检对象、检测周期以及故障条件；

检测模块，用于根据所述检测周期，周期性地检测待检对象当前运行状态，检测结果以xml形式记录所述待检对象的运行状态；处理模块，用于结合状态检测知识库信息以判断待检对象是否达到故障条件，得到检测结果，并给予不同级别的应对处理。本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，上述处理器执行上述计算机程序时实现上述第一方面任一项提及的方法。其可以是一个PAD终端，也可以是一个运行监控程序的工控机。

本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面任一项提及的方法。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：针对通信网络、传感器和电源设备，本发明的技术方案能够让机器人的控制器系统快速有效的检测出机器人中存在的故障或缺陷，提高终端设备对机器人故障的检测控制能力，增强机器人的安全性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种机器人故障检测方法的流程示意图；

图2为本发明实施例二提供的机器人故障检测系统的结构示意图；

图3为本发明实施例三提供的终端设备的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的机器人故障检测方法的流程示意图，该方法可以包括以下步骤：

S101：根据机器人状态监测知识库信息，设定机器人的故障检测内容，所述故障检测内容包括待检对象、检测周期以及故障条件。

该步骤中，根据机器人的用途或工作模式等设定对机器人进行故障检测的内容，例如待检对象、检测周期以及故障条件。可选地，所述故障条件包括指定时间段内待检对象发生故障的次数或/和一次故障持续的时长。所述待检对象包括通信网络、传感器以及电源的一种或多种。

S102：根据所述检测周期，周期性地检测待检对象当前运行状态，检测结果以xml形式记录所述待检对象的运行状态。

根据所设置的检测内容对机器人的运行过程进行检测，例如，机器人待检对象包括通信网络故障机器人通信中断故障，所述通信网络机器人通信中断故障的故障检测周期设定为1秒；若所述通信网络连续被检测到的机器人通信中断现象次数大于或等于3次，或者在通信网络故障检测周期1秒内，连续2秒都未检测到机器人设备，则判定所述通信网络出现故障。

在所述机器人的待检对象为系统电源时，故障检测周期为1分钟；若连续检测到电压值不在正常范围内的次数大于或等于3次，则判定所述电源故障。

该步骤中将上述检测结果以xml形式记录。进一步地，还可以对所述机器人的状态信息进行记录，此时，xml文件中包含状态检测的时间，响应次数，检测周期等。

S103：结合状态检测知识库信息以判断待检对象是否达到故障条件，得到检测结果，并给予不同级别的应对处理。

可选地，所述故障条件包括指定时间段内待检对象发生故障的次数或/和一次故障持续的时长。所述待检对象包括通信网络、传感器以及电池状态的一种或多种。

所述机器人故障检测方法还包括：

在所述待检对象出现故障时，按照预设时间间隔检测故障的待检对象是否恢复正常工作状态；

若是，则更改所述待检对象的状态为正常状态。

若不是，则更高所述检测对象的状态为异常状态，并标记处异常模块的信息，同时根据状态检测知识库信息给予不同级别的应对处理。

该步骤中针对所述机器人待检对象设定故障恢复条件；对机器人的检测对象进行检测，在设定所述机器人检测对象发生故障的情况下，当满足所述机器人检测对象的故障恢复条件时，设定所述机器人检测对象故障恢复。故障清除条件包括故障连续不发生次数以及故障连续不发生时间中的任一种。

在所述待检对象为通信网络时，所述检测周期为T1；

若所述通信网络连续被检测到的机器人断开网络连接断开现象次数大于或等于M1，或在T2秒的检测周期内连续被检测到的网络节点丢失持续时间大于或等于M2秒，则判定所述通信网络出现故障。

可选地，在本申请提供的另一实施例中，在所述待检对象为通信网络时，所述检测周期为T2；

若连续被检测到的机器人网络断开持续时间大于或等于M2秒，则判定所述通信网络出现故障。

可选地，在本申请提供的另一实施例中，在所述待检对象为传感器时，根据检测指令，在T3秒的检测周期内周期性地检测机器人所部署的传感器状态。

如果传感器工作状态正常，则判定当前所检测的传感器工作正常；

如果传感器工作状态异常，则首先进行断电重启，如果重启后恢复正常，则认定该传感器为重启后正常；否则，认定该传感器为重启后异常，同时检测与当前传感器具有同样功能的传感器，如果都出现异常，则判定当前该类型传感器发生故障；否则，在不影响主体功能的时候，使用另一个传感器数据代替当前传感器数据。

可选地，在本申请提供的另一实施例中，在所述待检对象为电源时，所述检测周期为T4；

若连续检测到电压值不在正常范围内的次数大于或等于M4次，则判定所述电源故障。

可选地，在本申请提供的另一实施例中，所述不同级别的应对处理包括：

第一等级，系统关闭该模块功能，重新启动当前模块；如果重启成功，则将当前模块状态更新为工作正常；

第二等级，系统重启当前模块后，模块仍然无法正常工作，则认定当前模块失效，并标记当前模块状态为模块失效；

第三等级，当设备的若干核心模块失效时，需要重启机器人系统以完成相关的工作；如果重启机器人后核心模块工作正常，则认定为目前机器人状态重启后正常；

第四等级，如果重启机器人后核心模块工作异常，则认定为目前机器人状态为重启后异常；

本发明提供一种机器人检测方法及系统。所述机器人故障检测方法包括：设定机器人检测对象，并针对所述机器人检测对象设定故障检测周期及检测条件；对所述机器人进行检测，当满足所述机器人检测对象的故障条件时，设定所述机器人检测对象发生故障。所述机器人故障检测方法还包括：针对所述机器人检测对象设定故障恢复条件；对所述机器人检测对象进行检测，在设定所述机器人检测对象的故障恢复条件时，设定所述机器人检测对故障恢复。本发明的技术方案能够让机器人的控制器系统快速有效的检测出机器人中存在的故障或缺陷，提高机器人控制器对机器人故障的检测控制能力，增强机器人的安全性和可靠性。

实施例二

图2是本发明实施例二提供的一种机器人故障检测系统的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

该故障检测系统可以是内置于机器人内的软件单元、硬件单元或者软硬结合的单元，也可以作为独立的挂件集成到所述计算机或其他终端中。

所述机器人故障检测系统，包括：

设定模块21，用于根据机器人状态监测知识库信息，设定机器人的故障检测内容，所述故障检测内容包括待检对象、检测周期以及故障条件；

检测模块22，用于根据所述检测周期，周期性地检测待检对象当前运行状态，检测结果以xml形式记录所述待检对象的运行状态；

处理模块23，用于结合状态检测知识库信息以判断待检对象是否达到故障条件，得到检测结果，并给予不同级别的应对处理。

该机器人故障检测系统的工作过程参见上述机器人故障检测方法的实现过程，在此不再赘述。

实施例三

图3是本发明实施例四提供的终端设备的结构示意图。如图3所示，该实施例的终端设备3包括：处理器30、存储器31以及存储在所述存储器31中并可在所述处理器30上运行的计算机程序32，例如机器人故障检测方法程序。所述处理器30执行所述计算机程序32时实现上述方法实施例一中的步骤，例如图1所示的步骤S101至S103。所述处理器30执行所述计算机程序32时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图3所示模块21至23的功能。

示例性的，所述计算机程序32可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器31中，并由所述处理器30执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序32在所述终端设备3中的执行过程。例如，所述计算机程序32可以被分割成不同模块各模块具体功能如下：

设定模块，用于根据机器人状态监测知识库信息，设定机器人的故障检测内容，所述故障检测内容包括待检对象、检测周期以及故障条件；

检测模块，用于根据所述检测周期，周期性地检测待检对象当前运行状态，检测结果以xml形式记录所述待检对象的运行状态；处理模块，用于结合状态检测知识库信息以判断待检对象是否达到故障条件，得到检测结果，并给予不同级别的应对处理。所述终端设备3可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器30、存储器31。本领域技术人员可以理解，图3仅仅是终端设备3的示例，并不构成对终端设备3的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所述处理器30可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器31可以是所述终端设备3的内部存储单元，例如终端设备3的硬盘或内存。所述存储器31也可以是所述终端设备3的外部存储设备，例如所述终端设备3上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器31还可以既包括所述终端设备3的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器31用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器31还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各实施例的模块、单元和/或方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种机器人故障检测方法，其特征在于，所述机器人故障检测方法包括：

根据机器人状态监测知识库信息，设定机器人的故障检测内容，所述故障检测内容包括待检对象、检测周期以及故障条件；

根据所述检测周期，周期性地检测待检对象当前运行状态，检测结果以xml形式记录所述待检对象的运行状态；

结合状态检测知识库信息以判断待检对象是否达到故障条件，得到检测结果，并给予不同级别的应对处理。

2.根据权利要求1所述的机器人故障检测方法，其特征在于，所述故障条件包括指定时间段内待检对象发生故障的次数或/和一次故障持续的时长。所述待检对象包括通信网络、传感器以及电池状态的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的机器人故障检测方法，其特征在于，所述机器人故障检测方法还包括：

在所述待检对象出现故障时，按照预设时间间隔检测故障的待检对象是否恢复正常工作状态；

若是，则更改所述待检对象的状态为正常状态；

若不是，则更高所述检测对象的状态为异常状态，并标记处异常模块的信息，同时根据状态检测知识库信息给予不同级别的应对处理。

4.根据权利要求2所述的机器人故障检测方法，其特征在于，在所述待检对象为通信网络时，在T1秒的检测周期内所述通信网络连续被检测到的机器人断开网络连接现象次数大于或等于M1，或在T2秒的检测周期内连续被检测到的网络节点丢失持续时间大于或等于M2秒，则判定所述机器人通信网络出现故障。

5.根据权利要求2所述的机器人故障检测方法，其特征在于，在所述待检对象为传感器时，根据检测指令，在T3秒的检测周期内周期性地检测机器人所部署的传感器状态。

如果传感器工作状态正常，则判定当前所检测的传感器工作正常；

如果传感器工作状态异常，则首先进行断电重启，如果重启后恢复正常，则认定该传感器为重启后正常；否则，认定该传感器为重启后异常，同时检测与当前传感器具有同样功能的传感器，如果都出现异常，则判定当前该类型传感器发生故障；否则，在不影响主体功能的时候，使用另一个传感器数据代替当前传感器数据。

6.根据权利要求2所述的机器人故障检测方法，其特征在于，在所述待检对象为电源时，所述检测周期为T4；

若连续检测到电压值不在正常范围内的次数大于或等于M4次，则判定所述电源故障。

7.根据权利要求3所述的不同级别的应对处理，其特征在于，所述不同级别的应对处理包括：

第一等级，系统关闭该模块功能，重新启动当前模块；如果重启成功，则将当前模块状态更新为工作正常；

第二等级，系统重启当前模块后，模块仍然无法正常工作，则认定当前模块失效，并标记当前模块状态为模块失效；

第三等级，当设备的若干核心模块失效时，需要重启机器人系统以完成相关的工作；如果重启机器人后核心模块工作正常，则认定为目前机器人状态重启后正常；

第四等级，如果重启机器人后核心模块工作异常，则认定为目前机器人状态为重启后异常。

8.一种机器人故障检测系统，其特征在于，所述机器人故障检测系统包括：

设定模块，用于根据机器人状态监测知识库信息，设定机器人的故障检测内容，所述故障检测内容包括待检对象、检测周期以及故障条件；

检测模块，用于根据所述检测周期，周期性地检测待检对象当前运行状态，检测结果以xml形式记录所述待检对象的运行状态；处理模块，用于结合状态检测知识库信息以判断待检对象是否达到故障条件，得到检测结果，并给予不同级别的应对处理。

9.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

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