在机器人系统中的故障反应、故障隔离和故障弱化的利记博彩app
【技术领域】
[0001 ]本发明总体涉及机器人系统，并且特别涉及在机器人系统中的故障反应、故障隔 离以及故障弱化(graceful degradation) 〇
【背景技术】
[0002] 具有一个或更多个用户控制机械手臂的机器人系统被使用在许多应用中。作为一 个不例，参见US7865266B 2,标题为"Cooperative Minimally Invasive Telesurgical System"，其通过引用并入本文。附加示例可以在制造、建造、危险材料处理以及其它应用 (例如使用远程操作的那些应用）中被发现。
[0003] 失效或故障可能在机械手臂的操作期间发生在机械手臂中，失效或故障导致全面 控制的失去。为了避免这样的失去，故障容错系统可以被使用，比如提供三重冗余的那些系 统，所以故障可以容易被确定，并且如果一个组件失效，依然存在的组件仍然可以提供功 能。但是，提供多余组件增加系统成本。可替代地，预防性维护技术可以被使用以最小化这 类故障的出现(occurrence)。但是，意外的故障仍然可能发生。
[0004] 当在机器人系统中检测到故障或失效时，为了安全原因可以关掉整个系统直到该 故障可以被纠正。但是，有时候该机器人系统在弱化状态下仍然可以用于完成主要的或次 要的任务。在这种情况下，允许该系统在弱化状态下持续操作可以是有利的。其它时候，该 故障可能不是持续的。在这种情况下，清除该故障并且持续充分使用该机器人系统是有可 能的。
【发明内容】
[0005] 因此，本发明的一个或多个方面的一个目的是故障处理方案，该故障处理方案在 检测故障时确保该系统自动被置入安全状态中。
[0006] 本发明的一个或多个方面的另一个目的是故障处理方案，该故障处理方案利于在 检测到不能被清除的故障之后该机器人系统的故障弱化。
[0007] 这些和附加目的通过本发明的各种方面来被完成，其中简述地，一个方面是一种 用于在机器人系统中的故障反应、故障隔离和故障弱化的方法，该机器人系统具有多个机 械手臂。该方法包括:检测在多个机械手臂的失效手臂(failed arm)中的故障;将该失效手 臂置于安全状态;确定该故障应被看作系统故障还是局部故障；以及只有当该故障将被看 作系统故障时，才将多个机械手臂的非失效手臂置于安全状态。
[0008] 另一方面是机器人系统，其包括:多个机械手臂、多个手臂处理器、和管理处理器。 每个手臂处理器操作地耦连到多个机械手臂中的相应一个。每个机械手臂具有用于驱动该 机械手臂的运动自由度的多个马达。每个机械手臂具有用于控制该机械手臂的相应马达的 一个或更多个节点。每个节点和手臂处理器被配置成:检测影响该节点或手臂处理器的故 障的出现;在检测到该故障的出现时将该节点或手臂处理器置入安全状态;通过失效手臂 传送故障通知(fault notification)，该失效手臂包括节点或操作地親连到该手臂处理 器;诊断该故障；以及发送包括故障信息的错误消息（error message)到该管理处理器。每 个节点和手臂处理器也被配置成:在接收来自另一来源的故障通知时，将该节点或手臂处 理器置入安全状态。该管理处理器被配置成接收来自失效节点或手臂处理器的错误消息； 通过使用在该错误消息中的信息确定该检测故障应被看作系统故障还是局部故障；以及只 有当该检测故障将被看作系统故障时，传输故障通知到相应于多个机械手臂的所有非失效 手臂（non-failed arm)的手臂处理器。
[0009] 随附的【具体实施方式】(结合附图）将使本发明的各种方面的附加目的、特征和优点 变得显而易见。
【附图说明】
[0010] 图1示出具有多个机械手臂的机器人系统的透视图。
[0011] 图2示出该机器人系统的组件的方块图，该机器人系统的组件协同交互以提供在 该机器人系统中的故障反应、故障隔离和故障弱化的方面。
[0012] 图3示出用于提供故障反应、故障隔离和故障弱化的方法的流程图。
[0013] 图4示出用于提供故障反应、故障隔离和故障弱化的方法的方面的流程图，该故障 反应、故障隔离和故障弱化通过该机器人系统的机械手臂的节点优选被执行。
[0014] 图5示出用于提供故障反应、故障隔离和故障弱化的方法的方面的流程图，该故障 反应、故障隔离和故障弱化通过手臂处理器优选被执行，该手臂处理器操作地耦连到该机 器人系统的该机械手臂。
[0015] 图6示出用于提供故障反应、故障隔离和故障弱化的方法的方面的流程图，该故障 反应、故障隔离和故障弱化通过该机器人系统的系统管理处理器（system supervisor processor)优选被执行。
[0016] 图7示出用于提供故障反应、故障隔离和故障弱化的方法的方面的流程图，该故障 反应、故障隔离和故障弱化通过机器人系统的手臂管理处理器（arm supervisor processor)优选被执行。
【具体实施方式】
[0017] 作为示例，图1示出机器人系统1000的透视图，该机器人系统1000包括通过电缆 181、182互相通信的用户控制台100、机械手臂车110和视觉车170。该用户控制台100包括立 体观察器101、手可操纵的主控制器102、103以及至少一个脚踏板104。该机械手臂车110包 括基座120、附连到该基座120的立柱121以及机械手臂111、113、115、117，该机械手臂111、 113、115、117附连到该立柱121并且适于保持、移动和操纵可附连的器械112、114、116、118。
[0018] 在图1的示例中，机械手臂111、113、117保持工具器械112、114、118，并且机械手臂 115保持立体相机器械116。可替代地，每个机械手臂111、113、115、117可以在工作程序正在 进行时保持不同类型的器械或完全不保持器械。作为示例，使用不同成像模态的第二图像 采集装置可以取代正由机械手臂111保持的工具器械112。作为另一示例，在所有工作程序 或一部分工作程序期间，机械手臂111可以被留下不用，其中没有器械附连到该机械手臂 111 上。
[0019] 该立体相机器械116采集立体图像，该立体图像作为视频流被持续地传输到视频 车170。视频车170在接收立体图像对的同时处理每对立体图像，并且传输所处理的立体图 像对到用户控制台100用于实时显示在立体观察器101上。因此，用户可以在通过操纵主控 制器102、103和/或脚踏板104中的相关的那些而遥控操纵工具器械112、114、118和/或立体 相机器械116时，观察已经被立体相机器械116采集的工作部位的立体图像。主/从控制系统 被提供在机器人系统1000中以便于这样的遥控操纵。
[0020] 该机械手臂111、113、115、117可以在竖直方向上(例如，朝向天花板或朝向地板） 向上移动或向下移动。每个机械手臂111、113、115、117优选包括操纵器和装置手臂。该操纵 器适于保持器械并且围绕枢轴点操纵该器械。该装置手臂适于在空间中水平平移操纵器， 以便操纵器保持的器械和器械的枢轴点也在空间中水平平移。
[0021] 作为示例，图2示出机器人系统1000的组件的方块图，该机器人系统1000的组件协 同交互以执行在机器人系统1000中的故障反应、故障隔离和故障弱化的各种方面。每个机 械手臂111、113、115、117均包括一个或更多个节点。每个节点控制一个或更多个马达，该马 达驱动在机械手臂中的接头(joint)和/或连杆机构（I inkage)以影响机械手臂的运动自由 度。每个节点也控制用于停止马达旋转的一个或更多个制动器。
[0022] 作为示例，机械手臂111具有多个马达(例如，21，23,25,27)、多个制动器(例如， 22,24,26,28)以及多个节点（例如，211，212,213)。每个节点211，212控制单个马达/制动器 对。另一方面，节点213控制两个马达/制动器对。其它节点（未示出）可以控制多于两个马 达/制动器对。传感器处理单元214被包括以提供马达位移传感器信息到节点213用于控制 目的。尽管在机械手臂111中