專利名稱：無人維護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)控制系統(tǒng)，具體說涉及一種用于在線監(jiān)測(cè)和維護(hù)的無人維護(hù)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，生產(chǎn)企業(yè)為了使設(shè)備正常運(yùn)行需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)或者售后服務(wù)，設(shè)備維護(hù)工作基本上完全依賴于供應(yīng)商或者專門的維修人才，因此售后服務(wù)和專門的維修人員隊(duì)伍龐大，消耗了許多設(shè)備維護(hù)人員的精力和物力，同時(shí)給企業(yè)帶來巨大的支出。再加上設(shè)備由于故障停止工作到修復(fù)完成的工作周期較長(zhǎng)，所以使設(shè)備的使用效率降低。
現(xiàn)有的設(shè)備通常都設(shè)計(jì)有使用期限，該使用期限是通過測(cè)試該設(shè)備中使用期限最小的部件得出的參數(shù)，并能夠代表整個(gè)設(shè)備的使用期限，這就使得整個(gè)設(shè)備的使用期限減少，造成極大的浪費(fèi)。雖然，通過年檢能夠做到某些部件的定期更換，但是又不可避免地帶入一些人為因素，造成新的隱患，并且在年檢時(shí)需要停機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種無人維護(hù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的無人自動(dòng)實(shí)時(shí)檢測(cè)和維護(hù)。
該無人維護(hù)系統(tǒng)，包括機(jī)器人，用于對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)操作；維護(hù)模型存儲(chǔ)單元，設(shè)置有存儲(chǔ)元件，用于存儲(chǔ)故障定位和排障方法；
故障定位和排障單元，接收所述機(jī)器人的指令，從所述維護(hù)模型存儲(chǔ)單元調(diào)取故障定位和排障方法，發(fā)送到所述機(jī)器人。
所述機(jī)器人包括處理器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其特征在于還包括傳感器，用于產(chǎn)生測(cè)量結(jié)果并發(fā)出；信號(hào)處理器，接收所述傳感器的測(cè)量結(jié)果，產(chǎn)生處理信號(hào)，經(jīng)所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器送到所述處理器進(jìn)行計(jì)算，并發(fā)送到所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器；執(zhí)行動(dòng)作信號(hào)驅(qū)動(dòng)器，接收所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的信號(hào)，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)并發(fā)出；執(zhí)行結(jié)構(gòu)，接收?qǐng)?zhí)行動(dòng)作信號(hào)驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)，并完成相應(yīng)的動(dòng)作；信息交換部件，通過數(shù)字信號(hào)接口、模擬信號(hào)或數(shù)字脈沖信號(hào)適配器與所述傳感器相連接，用于實(shí)現(xiàn)與外部信息的交換。
所述的機(jī)器人按照下列步驟進(jìn)行建立(1)故障自檢；(2)機(jī)器人初始化；(3)系統(tǒng)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行驗(yàn)證，如果通過驗(yàn)證則執(zhí)行步驟(4)，如果沒有通過驗(yàn)證，則執(zhí)行步驟(9)；(4)巡視設(shè)備；(5)如果巡視到故障，則執(zhí)行步驟(6)，如果沒有巡視到故障，再執(zhí)行步驟(3)；(6)對(duì)故障進(jìn)行定位和排除；(7)如果故障排除成功，則執(zhí)行步驟(3)，如果故障排除沒有成功，則執(zhí)行步驟(8)；(8)向系統(tǒng)上報(bào)故障排除狀態(tài)；(9)結(jié)束巡視。
所述步驟(8)具體為，當(dāng)機(jī)器人巡視到設(shè)備出現(xiàn)故障，根據(jù)模型、遠(yuǎn)程指導(dǎo)等手段，機(jī)器人仍然無法排除故障時(shí)，即向本系統(tǒng)報(bào)告詳細(xì)信息，等待命令。
所述維護(hù)模型存儲(chǔ)單元按下列步驟建立(1)錄取被維護(hù)設(shè)備的軟硬件資料；(2)根據(jù)被維護(hù)設(shè)備的軟硬件資料，原理等，將推斷出可發(fā)生的故障，可借鑒的故障實(shí)例及其它方法都模擬到模型中去；(3)建立模型的硬件結(jié)構(gòu)。包括定位和排障單元。如傳感器等獲取數(shù)據(jù)的單元，機(jī)械手，控力，執(zhí)行單元等；(4)根據(jù)建立模型的硬件結(jié)構(gòu)，建立模型的軟件結(jié)構(gòu)。包括機(jī)器人的故障定位和排障方法流程、排障操作效果檢測(cè)確認(rèn)方法流程、排除巡視控制方法流程等。
所述建立步驟還包括完善相關(guān)內(nèi)容的步驟。
所述故障定位和排障單元按照下列步驟進(jìn)行(1)如果根據(jù)模型能夠定位出故障，則執(zhí)行步驟(4)，如果根據(jù)模型不能定位出故障，則執(zhí)行步驟(2)；(2)如果根據(jù)已獲取的信息無法定位故障，還需要獲取其他相關(guān)信息，則執(zhí)行步驟(3)，如果不需要，則執(zhí)行步驟(7)；(3)進(jìn)行信息采集；
(4)根據(jù)獲取的信息進(jìn)行故障定位；(5)從模型中獲取排障流程進(jìn)行排障操作；(6)如果確認(rèn)排障成功；(7)返回。
所述步驟(4)中如果根據(jù)獲取的信息不能進(jìn)行故障定位，則返回步驟(2)。
所述步驟(6)中如果確認(rèn)排障操作沒有成功，則判斷模型中是否有其他排障操作流程，如果有則執(zhí)行步驟(5)。
所述模型中沒有其他排障操作流程，則執(zhí)行步驟(7)。
在本發(fā)明的監(jiān)控下，降低了設(shè)備故障率，節(jié)約了許多設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。由于無人維護(hù)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了設(shè)備自身修復(fù)和機(jī)器人的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)維護(hù)，維修速度快、效率高，大大減少了因故障而停止工作的時(shí)間，甚至無須停止運(yùn)行就可修復(fù)故障，使設(shè)備的使用效率提高。機(jī)器人和設(shè)備可以進(jìn)行自身在線監(jiān)測(cè)，將故障消除在萌芽狀態(tài)，避免和減少損失。由于減少了人力的投入，為企業(yè)節(jié)省了大量的服務(wù)和維護(hù)的成本。
在特殊的環(huán)境下，本發(fā)明可以得到廣泛的使用，特別是對(duì)人體有害的環(huán)境下，例如，高溫、低溫環(huán)境、在有害氣體的環(huán)境、水下等，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線運(yùn)行或者監(jiān)測(cè)。


圖1故障模型的建立流程圖；圖2是機(jī)器人的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是機(jī)器人的主引導(dǎo)流程圖；
圖4是故障定位和排障流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明能夠?qū)Σ荒茉俅卫玫脑O(shè)備，進(jìn)行報(bào)廢處理，在系統(tǒng)的指導(dǎo)下進(jìn)行科學(xué)地環(huán)保處理。對(duì)于能夠修復(fù)的設(shè)備，通過本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的維護(hù)，例如，當(dāng)某一器件損壞時(shí)，利用繼電器等有狀態(tài)轉(zhuǎn)換功能的部件將原有的損壞器件斷開，將備份器件投入運(yùn)行，以達(dá)到“自動(dòng)修復(fù)”故障的目的。在設(shè)備中，可以利用智能的方法，將本發(fā)明設(shè)置在該設(shè)備內(nèi)部，對(duì)設(shè)備實(shí)現(xiàn)無人維護(hù)管理，或者根據(jù)實(shí)際情況，將本發(fā)明設(shè)置在該設(shè)備外部，利用機(jī)器人實(shí)現(xiàn)無人維護(hù)管理。在對(duì)人體有害的環(huán)境里，利用機(jī)器人能夠代替人進(jìn)行操作，可以避免有害物質(zhì)對(duì)人體的侵害。
工程師在設(shè)計(jì)本發(fā)明的被維護(hù)設(shè)備時(shí)，需要充分地將無人維護(hù)功能的軟硬件考慮在其結(jié)構(gòu)內(nèi)，以盡可能優(yōu)化無人維護(hù)的功能。通過安裝調(diào)試本發(fā)明的被維護(hù)設(shè)備時(shí)，盡可能對(duì)無人維護(hù)功能進(jìn)行仿真調(diào)試，以達(dá)到最佳的無人維護(hù)效果。產(chǎn)品定型時(shí)，對(duì)無人維護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能同時(shí)定型。
本發(fā)明中，模型包括硬件和軟件兩個(gè)部分。模型的建立是針對(duì)具體的被維護(hù)設(shè)備來構(gòu)建具體的模型。模型的建立順序要根據(jù)實(shí)現(xiàn)的功能來確定，首先，創(chuàng)建實(shí)現(xiàn)無人維護(hù)功能所需的硬件環(huán)境，然后，在具體硬件環(huán)境的支持下，根據(jù)硬件寫出程序，即針對(duì)具體的被維護(hù)設(shè)備建立模型的軟件部分。當(dāng)然，在建立模型的軟件部分時(shí)，可以根據(jù)需要調(diào)整硬件的配置。
除了模型軟件部分342(參見圖2)之外，所有物理部件都屬于模型中的硬件部分。模型的硬件部分指機(jī)器人或智能維護(hù)設(shè)備。具體來說，根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)的功能，首先來確定信息的獲取部分，即監(jiān)測(cè)部分。例如本發(fā)明中的傳感器354(參見圖2)或者非傳感測(cè)量部件。執(zhí)行部件355(參見圖2)，包括機(jī)器人行走平臺(tái)305、機(jī)械手部件306、狀態(tài)變換部件308、控光部件309、發(fā)聲部件310、控溫部件311、控力部件312等。因?yàn)檫@兩個(gè)部分是模型硬件部分的基礎(chǔ)，根據(jù)不同的被維護(hù)設(shè)備有不同的結(jié)構(gòu)，選取不同的部件。除本發(fā)明中的傳感器354、非傳感測(cè)量部件、執(zhí)行部件355外的其他部件可以根據(jù)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)需要來進(jìn)行選取。
模型的軟件部分，指機(jī)器人的控制程序或者方法。其包括機(jī)器人的巡視設(shè)備程序、設(shè)備在線監(jiān)控程序、故障定位程序、故障排除及確定程序等。
機(jī)器人在模型的軟件部分控制下，對(duì)被維護(hù)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，例如，通過傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。機(jī)器人在模型的軟件部分控制下還可以實(shí)現(xiàn)故障定位、排障(通過執(zhí)行部件355)，以實(shí)現(xiàn)無人維護(hù)。
下面結(jié)合附圖1對(duì)本發(fā)明的維護(hù)模型存儲(chǔ)單元的建立步驟作詳細(xì)描述。
(1)錄取被維護(hù)設(shè)備的軟硬件資料(步驟S001)；(2)根據(jù)被維護(hù)設(shè)備的軟硬件資料，原理等，將推斷出可發(fā)生的故障，可借鑒的故障實(shí)例及其它方法都模擬到模型中去(步驟S002)；(3)建立模型的硬件結(jié)構(gòu)。包括定位和排障單元，如傳感器等獲取數(shù)據(jù)的單元，機(jī)械手，控力，執(zhí)行單元等(步驟S003)；(4)根據(jù)建立模型的硬件結(jié)構(gòu)，建立模型的軟件結(jié)構(gòu)。包括機(jī)器人的故障定位和排障方法流程、排障操作效果檢測(cè)確認(rèn)方法流程、排除巡視控制方法流程等(步驟S004)。
如果還有需要的完善的步驟，則完善未完成的相關(guān)內(nèi)容(S005)。
針對(duì)具體的被維護(hù)設(shè)備，通過上述步驟，可以建立它具體的維護(hù)模型(包括硬件和軟件)。
上述模型可以通過下列方法進(jìn)行改進(jìn)或者升級(jí)。
1、設(shè)計(jì)工程師的不斷改進(jìn)和升級(jí)。
2、在系統(tǒng)維護(hù)的過程中，不斷吸納好的故障實(shí)例、數(shù)據(jù)等資料將模型進(jìn)行升級(jí)。
3、通過使用中的監(jiān)測(cè)和隨著時(shí)間的持續(xù)，逐步提高模型的精度和正確率。
4、通過其他手段獲得參數(shù)，對(duì)模型進(jìn)行改進(jìn)。
上述維護(hù)模型存儲(chǔ)單元可以設(shè)置在總部服務(wù)器、工作站服務(wù)器和機(jī)器內(nèi)部，甚至可以設(shè)置在具體的設(shè)備內(nèi)部。如果該維護(hù)模型存儲(chǔ)單元設(shè)置在總部服務(wù)器、工作站服務(wù)器中，機(jī)器人可以通過網(wǎng)絡(luò)登陸總部服務(wù)器、工作站服務(wù)器，調(diào)取故障定位和排障方法。
下面結(jié)合附圖2對(duì)機(jī)器人作詳細(xì)描述。
機(jī)器人主要包括處理器CPU301、模數(shù)轉(zhuǎn)換器335、數(shù)模轉(zhuǎn)換器302、傳感器354、信號(hào)處理器334、執(zhí)行動(dòng)作信號(hào)驅(qū)動(dòng)器304、執(zhí)行部件355、信息交換部件。傳感器354，用于產(chǎn)生測(cè)量結(jié)果并發(fā)出；信號(hào)處理器334，接收所述傳感器的測(cè)量結(jié)果，產(chǎn)生處理信號(hào)，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器335送到所述處理器CPU301進(jìn)行計(jì)算，并發(fā)送到數(shù)模轉(zhuǎn)換器302，CPU301根據(jù)模型軟件部分342的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較、判斷等計(jì)算；執(zhí)行動(dòng)作信號(hào)驅(qū)動(dòng)器304，接收數(shù)模轉(zhuǎn)換器302的信號(hào)，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)并發(fā)出；執(zhí)行部件355，接收?qǐng)?zhí)行動(dòng)作信號(hào)驅(qū)動(dòng)304的信號(hào)，并完成相應(yīng)的動(dòng)作；信息交換部件，用于實(shí)現(xiàn)外部信息交流。本發(fā)明設(shè)置有兩類實(shí)現(xiàn)信息交流的端口，a、通過數(shù)字信號(hào)接346；b、通過模擬信號(hào)或數(shù)字脈沖信號(hào)適配器與所述傳感器相連接。
1、執(zhí)行機(jī)構(gòu)355執(zhí)行與動(dòng)作。
(1)行走機(jī)器人利用攝像機(jī)314和位移傳感321確定自己的位置。在根據(jù)CPU301分析發(fā)出的行走命令，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器302，信號(hào)驅(qū)動(dòng)304使行走部件305動(dòng)作以達(dá)到目的。行走也可以是飛行、潛水等動(dòng)作。
(2)拆卸或者焊接等“機(jī)械手”動(dòng)作通過CPU301得到動(dòng)作任務(wù)，發(fā)出動(dòng)作命令，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器302，信號(hào)驅(qū)動(dòng)304使執(zhí)行機(jī)構(gòu)355作相應(yīng)的動(dòng)作，例如，擰螺絲等動(dòng)作。
(3)機(jī)器人使用外部?jī)x器a、有數(shù)字信號(hào)輸出接口的儀器的使用。
機(jī)器人在執(zhí)行機(jī)構(gòu)355的作用下使用體外的儀器進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量的結(jié)果通過儀器的數(shù)字信號(hào)輸出口與機(jī)器人的數(shù)字信號(hào)接口346相互通訊，與CPU301進(jìn)行信息交換。
b、無輸出接口儀器的使用。利用機(jī)器人在執(zhí)行機(jī)構(gòu)355的作用下使用外部的儀器進(jìn)行測(cè)量，并且將機(jī)器人的測(cè)量結(jié)果通過機(jī)器人的傳感器354讀入CPU301。
(4)發(fā)聲功能。CPU301得到發(fā)聲信號(hào)后，將該信號(hào)通過D/A轉(zhuǎn)換器302、執(zhí)行動(dòng)作信號(hào)驅(qū)動(dòng)304，最后由發(fā)聲部件310發(fā)出相應(yīng)的聲音。
(5)利用能完成其他維護(hù)工作中動(dòng)作任務(wù)的部件完成其他的執(zhí)行與動(dòng)作。
2、傳感器354的功能(1)測(cè)量將傳感器354所獲取的經(jīng)過信號(hào)處理器334送到A/D轉(zhuǎn)換器335轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)發(fā)送到CPU301。CPU301將該數(shù)據(jù)視為測(cè)量的結(jié)果。所測(cè)量到的信號(hào)可以是電信號(hào)、光信號(hào)、溫度等。測(cè)量的方法可以是連續(xù)的或者離散的。如果不利用傳感器技術(shù)，可以利用探針或者掃描進(jìn)行測(cè)量。利用機(jī)器人的探針測(cè)量可以省去物理連接適配器，而且，機(jī)器人的測(cè)試速度快，操作可控性精度大于人的控制精度。
(2)視頻功能通過攝像部件314對(duì)被測(cè)圖像連續(xù)進(jìn)行掃描，可以得到視頻信號(hào)。
(3)音頻功能通過音頻傳感器319可以獲取音頻信號(hào)，將音頻信號(hào)經(jīng)過信號(hào)處理器334、A/D轉(zhuǎn)換器335被CPU301讀取。
在傳感器354中還可以設(shè)置其他傳感器，便于獲取其他信號(hào)。
3、模型軟件部分342
(1)故障定位CPU301得到定位任務(wù)，將現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的數(shù)據(jù)與模型342中獲取的數(shù)據(jù)，并且從模型342中取得定位方法，進(jìn)行定位，得到定位結(jié)果。
(2)修理方法根據(jù)(1)中的定位結(jié)果和模型342中的修理方法、相應(yīng)的命令，執(zhí)行修理動(dòng)作。
(3)操作確認(rèn)對(duì)執(zhí)行的修理進(jìn)行確認(rèn)。
(4)閱讀功能機(jī)器人通過攝像部件314獲得的信號(hào)，經(jīng)信號(hào)處理器334、A/D轉(zhuǎn)換器335轉(zhuǎn)換后被CPU301讀取。根據(jù)獲取的文字圖像信號(hào)和模型342中的數(shù)據(jù)、識(shí)別分析方法，CPU301能夠識(shí)別文字圖像的內(nèi)容。
4、機(jī)器人與外部數(shù)字信息交流功能。
機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)和人進(jìn)行通訊。
機(jī)器人可以通過音頻傳感器319經(jīng)信號(hào)處理器334、A/D轉(zhuǎn)換器335轉(zhuǎn)換后被CPU301讀取。機(jī)器人還可以通過CPU301發(fā)出音頻信號(hào)，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器302、信號(hào)處理器334進(jìn)行轉(zhuǎn)換，由發(fā)聲部件301發(fā)出聲音。
利用攝像部件314得到的圖像文件經(jīng)信號(hào)處理器334、A/D轉(zhuǎn)換器302處理后，發(fā)送給CPU301。
5、信號(hào)發(fā)生器343CPU301在接到信號(hào)時(shí)，發(fā)出相應(yīng)的命令到信號(hào)發(fā)生器343，由信號(hào)發(fā)生器343產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)。
6、顯示部件353CPU301在接到需要向顯示部件353發(fā)送的信號(hào)時(shí)，將向顯示部件353發(fā)送諸如數(shù)據(jù)圖表、波形等圖像信號(hào)。
7、可靠性保障體系(1)CPU301通過安裝在機(jī)器人自身上的窗前353和監(jiān)測(cè)點(diǎn)獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。結(jié)合從模型342中獲取的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)及定位方法(含傳統(tǒng)的故障自檢)、排障流程、排障確認(rèn)流程等完成機(jī)器人自我維護(hù)。
(2)看門狗等軟硬件可靠性保障部件。
(3)本系統(tǒng)保障機(jī)器人的可靠性、穩(wěn)定性、安全性采取的措施如下a、易損壞部件備份，實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng)修復(fù)。
b、應(yīng)急處理部件。
c、應(yīng)急呼救。
上述傳感器354可以是攝像部件314、光電傳感器316、溫度傳感器317、壓力傳感器318、音頻傳感器319、氣敏傳感器320、位移傳感器321、濕敏傳感器322、電壓傳感器323、電流傳感器324、頻率傳感器325、超聲波傳感器326、酶?jìng)鞲衅?27、微生物傳感器328、組織傳感器329、細(xì)胞傳感器330、免疫傳感器331等，也可以是其他傳感器或者非傳感器測(cè)量。
上述傳感器354可以通過模擬信號(hào)或數(shù)字脈沖信號(hào)適配器336與語音對(duì)話通訊口337、紅外收發(fā)通訊口338、電磁波收發(fā)通訊口339、有線插口340等相連接，還可以設(shè)置其它插口。
上述執(zhí)行機(jī)構(gòu)355可以是機(jī)器人行走平臺(tái)305、機(jī)械手部件306、狀態(tài)的變換308、控光309、發(fā)聲部件310、控溫311、控力312，還可以設(shè)置能夠完成其它維護(hù)工作中動(dòng)作任務(wù)的部件或者根據(jù)需要其它的運(yùn)動(dòng)構(gòu)件。
下面對(duì)上述機(jī)器人的應(yīng)用作詳細(xì)描述。
1、對(duì)于安裝在被維護(hù)設(shè)備體內(nèi)的機(jī)器人。
維護(hù)的對(duì)象一般是被維護(hù)設(shè)備和機(jī)器人自身。例如一臺(tái)有自維護(hù)功能的空調(diào)機(jī)，除了負(fù)責(zé)本臺(tái)空調(diào)的維護(hù)之外，還可借助其維護(hù)功能對(duì)其它設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。
傳感器354可以直接安裝在被測(cè)設(shè)備完成本職功能部件的監(jiān)測(cè)點(diǎn)上、機(jī)器人自身(用于監(jiān)測(cè)機(jī)器人自身的運(yùn)行狀況)。用于移動(dòng)測(cè)量的傳感器部件安裝在機(jī)器人的動(dòng)作部件上。
執(zhí)行與動(dòng)作部件355、模型及軟件342都是專門針對(duì)被維護(hù)設(shè)備和自身的。
2、獨(dú)立于被維護(hù)設(shè)備的機(jī)器人可以維護(hù)多臺(tái)不同的設(shè)備。這種機(jī)器人的傳感器354、執(zhí)行與動(dòng)作部件355模型342及軟件可以針對(duì)多臺(tái)不同的設(shè)備。
3、適用于體內(nèi)維護(hù)的場(chǎng)合就使用體內(nèi)機(jī)器人進(jìn)行維護(hù)，適用于體外的部件及場(chǎng)合使用體外機(jī)器人進(jìn)行維護(hù)。
維護(hù)用機(jī)器人的種類可以分成以下四種情況1、大眾化通用型的機(jī)器人該類機(jī)器人只需要裝入設(shè)備維護(hù)的相關(guān)軟件，并且利用體外的工具儀器就可完成維護(hù)工作。該類機(jī)器人適用于流動(dòng)性大、維護(hù)的設(shè)備種類多的情況。
2、專用維護(hù)的機(jī)器人該類機(jī)器人配有維護(hù)所需硬件(包括維護(hù)使用的測(cè)試儀器和工具等)、軟件，能夠完成維護(hù)工作。該類機(jī)器人適用于專用性強(qiáng)的情況，可以設(shè)置在被維護(hù)設(shè)備的體內(nèi)或者體外。
3、綜合型的機(jī)器人該類機(jī)器人體內(nèi)配有維護(hù)所需的硬件(包括維護(hù)使用的測(cè)試儀器和工具等)、軟件，可以使用機(jī)器人體外的測(cè)試儀器和工具。該類機(jī)器人適用于機(jī)器人新增加的設(shè)備。
4、一次性的機(jī)器人該類機(jī)器人執(zhí)行完任務(wù)隨之銷毀，例如處理有傳染病毒廢物的機(jī)器人。
下面結(jié)合附圖3對(duì)機(jī)器人的工作方法作詳細(xì)描述。
首先，機(jī)器人上電。上電后，機(jī)器人對(duì)需要檢測(cè)的部件進(jìn)行檢測(cè)。如果檢測(cè)不通過則根據(jù)情況作相應(yīng)處理，只有通過后，再對(duì)需要初始化的部件進(jìn)行初始化。接下來，系統(tǒng)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行驗(yàn)證，以進(jìn)一步確認(rèn)機(jī)器人的可靠性，準(zhǔn)確性，等。當(dāng)確認(rèn)了機(jī)器人以上功能和性能正常或符合要求后，機(jī)器人才進(jìn)行巡視設(shè)備。當(dāng)機(jī)器人發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)故障，就根據(jù)模型中程序，調(diào)用故障定位和排障方法對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，利用檢查、測(cè)試等手段來定位故障并排除故障。如果機(jī)器人利用它所有的方法和手段無法定位或排除故障，則向系統(tǒng)上報(bào)故障無法排除等信息，并結(jié)束對(duì)這臺(tái)設(shè)備的巡視。
機(jī)器人按照下列步驟進(jìn)行工作(1)故障自檢(步驟S371)；(2)機(jī)器人初始化(步驟S372)；(3)系統(tǒng)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行驗(yàn)證，如果通過驗(yàn)證則執(zhí)行步驟(4)，如果沒有通過驗(yàn)證，則執(zhí)行步驟(9)(步驟S373)；(4)巡視設(shè)備(步驟S374)；(5)如果巡視到故障，則執(zhí)行步驟(6)，如果沒有巡視到故障，在執(zhí)行步驟(3)(步驟S375)；(6)對(duì)故障進(jìn)行定位和排障(步驟S376)；(7)如果故障排除成功，則執(zhí)行步驟(3)，如果故障排除沒有成功，則執(zhí)行步驟(8)(步驟S377)；(8)向系統(tǒng)上報(bào)故障排除狀態(tài)(步驟S378)；(9)結(jié)束巡視(步驟S379)。
上述步驟(8)具體來說是當(dāng)機(jī)器人巡視到設(shè)備出現(xiàn)故障，根據(jù)模型、遠(yuǎn)程指導(dǎo)等手段，機(jī)器人仍然無法排除故障時(shí)，即向本系統(tǒng)報(bào)告詳細(xì)信息，等待命令。
下面結(jié)合附圖4對(duì)本發(fā)明的故障定位和排障單元作詳細(xì)描述。
故障定位和排障單元按照下列步驟進(jìn)行(1)如果根據(jù)模型能夠定位出故障，則執(zhí)行步驟(4)，如果根據(jù)模型不能定位出故障，則執(zhí)行步驟(2)(步驟S752)；
(2)如果根據(jù)已獲取的信息無法定位故障，還需要獲取其他相關(guān)信息，則執(zhí)行步驟(3)，如果不需要，則執(zhí)行步驟(7)(步驟S753)；(3)進(jìn)行信息采集(步驟S754)；(4)根據(jù)獲取的信息進(jìn)行故障定位(步驟S755)；(5)從模型中獲取排障流程進(jìn)行排障操作(步驟S756)；(6)如果確認(rèn)排障成功(步驟S757)；(7)返回(步驟S759)。
上述步驟(4)中如果根據(jù)獲取的信息不能進(jìn)行故障定位，則返回步驟(2)(步驟S755)。
上述步驟(6)中如果確認(rèn)排障操作沒有成功，則判斷模型中是否有其他排障操作流程，如果有則執(zhí)行步驟(5)，如果模型中沒有其他排障操作流程，則執(zhí)行步驟(7)(步驟S758)。
權(quán)利要求
1.一種無人維護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，包括機(jī)器人，用于對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)操作；維護(hù)模型存儲(chǔ)單元，設(shè)置有存儲(chǔ)元件，用于存儲(chǔ)故障定位和排障方法；故障定位和排障單元，接收所述機(jī)器人的指令，從所述維護(hù)模型存儲(chǔ)單元調(diào)取故障定位和排障方法，發(fā)送到所述機(jī)器人。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人維護(hù)系統(tǒng)，所述機(jī)器人包括處理器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其特征在于還包括傳感器，用于產(chǎn)生測(cè)量結(jié)果并發(fā)出；信號(hào)處理器，接收所述傳感器的測(cè)量結(jié)果，產(chǎn)生處理信號(hào)，經(jīng)所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器送到所述處理器進(jìn)行計(jì)算，并發(fā)送到所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器；執(zhí)行動(dòng)作信號(hào)驅(qū)動(dòng)器，接收所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的信號(hào)，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)并發(fā)出；執(zhí)行結(jié)構(gòu)，接收?qǐng)?zhí)行動(dòng)作信號(hào)驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)，并完成相應(yīng)的動(dòng)作；信息交換部件，通過數(shù)字信號(hào)接口、模擬信號(hào)或數(shù)字脈沖信號(hào)適配器與所述傳感器相連接，用于實(shí)現(xiàn)與外部信息的交換。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無人維護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)器人按照下列步驟進(jìn)行工作(1)故障自檢；(2)機(jī)器人初始化；(3)系統(tǒng)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行驗(yàn)證，如果通過驗(yàn)證則執(zhí)行步驟(4)，如果沒有通過驗(yàn)證，則執(zhí)行步驟(9)；(4)巡視設(shè)備；(5)如果巡視到故障，則執(zhí)行步驟(6)，如果沒有巡視到故障，再執(zhí)行步驟(3)；(6)對(duì)故障進(jìn)行定位和排除；(7)如果故障排除成功，則執(zhí)行步驟(3)，如果故障排除沒有成功，則執(zhí)行步驟(8)；(8)向系統(tǒng)上報(bào)故障排除狀態(tài)；(9)結(jié)束巡視。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無人維護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)器人工作方法，步驟(8)具體為，當(dāng)機(jī)器人巡視到設(shè)備出現(xiàn)故障，根據(jù)模型、遠(yuǎn)程指導(dǎo)等手段，機(jī)器人仍然無法排除故障時(shí)，即向本系統(tǒng)報(bào)告詳細(xì)信息，等待命令。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人維護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述維護(hù)模型存儲(chǔ)單元按下列步驟建立(1)錄取被維護(hù)設(shè)備的軟硬件資料；(2)根據(jù)被維護(hù)設(shè)備的軟硬件資料，原理等，將推斷出可發(fā)生的故障，可借鑒的故障實(shí)例及其它方法都模擬到模型中去；(3)建立模型的硬件結(jié)構(gòu)。包括定位和排障單元。如傳感器等獲取數(shù)據(jù)的單元，機(jī)械手，控力，執(zhí)行單元等；(4)根據(jù)建立模型的硬件結(jié)構(gòu)，建立模型的軟件結(jié)構(gòu)。包括機(jī)器人的故障定位和排障方法流程、排障操作效果檢測(cè)確認(rèn)方法流程、排除巡視控制方法流程等。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無人維護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述工作步驟還包括完善相關(guān)內(nèi)容的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人維護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述故障定位和排障單元按照下列步驟進(jìn)行(1)如果根據(jù)模型能夠定位出故障，則執(zhí)行步驟(4)，如果根據(jù)模型不能定位出故障，則執(zhí)行步驟(2)；(2)如果根據(jù)已獲取的信息無法定位故障，還需要獲取其他相關(guān)信息，則執(zhí)行步驟(3)，如果不需要，則執(zhí)行步驟(7)；(3)進(jìn)行信息采集；(4)根據(jù)獲取的信息進(jìn)行故障定位；(5)從模型中獲取排障流程進(jìn)行排障操作；(6)如果確認(rèn)排障成功；(7)返回。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無人維護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述步驟(4)中如果根據(jù)獲取的信息不能進(jìn)行故障定位，則返回步驟(2)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無人維護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述步驟(6)中如果確認(rèn)排障操作沒有成功，則判斷模型中是否有其他排障操作流程，如果有則執(zhí)行步驟(5)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無人維護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述模型中沒有其他排障操作流程，則執(zhí)行步驟(7)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無人維護(hù)系統(tǒng)，包括機(jī)器人、維護(hù)模型存儲(chǔ)單元、故障定位和排障單元。該維護(hù)模型存儲(chǔ)單元可設(shè)置在總部服務(wù)器、工作站服務(wù)器中，機(jī)器人可以通過網(wǎng)絡(luò)登陸總部服務(wù)器、工作站服務(wù)器，調(diào)取故障定位和排障方法。本發(fā)明的模型包括硬件和軟件兩個(gè)部分。模型的建立是針對(duì)具體的被維護(hù)設(shè)備來構(gòu)建具體的模型。模型的建立順序要根據(jù)實(shí)現(xiàn)的功能來確定，首先，創(chuàng)建實(shí)現(xiàn)無人維護(hù)功能所需的硬件環(huán)境，然后，在具體硬件環(huán)境的支持下，根據(jù)硬件寫出程序，即針對(duì)具體的被維護(hù)設(shè)備建立模型的軟件部分。通過本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了設(shè)備自身修復(fù)和機(jī)器人的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)維護(hù)，大大減少了因故障而停止工作的時(shí)間。
文檔編號(hào)G05B23/00GK1794124SQ200510115498
公開日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2005年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月4日
發(fā)明者劉宗明 申請(qǐng)人:劉宗明