一种工业机器人关节结构、机器人控制系统及方法

技术领域

本发明涉及工业机器人安全控制技术领域，具体涉及一种工业机器人关节结构、机器人控制系统及方法。

背景技术

随着智能制造的快速发展，工业机器人在工业领域的应用越来越广泛。工业机器人的安全性主要依托于六个关节电机的编码器传递各关节角度信息进而传递机器人末端的位姿信息，但如果编码器信息传递失误或者编码器失效，可能导致机器人误动作，引发职业伤害。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的工业机器人的安全性主要依托于六个关节电机的编码器传递各关节角度信息进而传递机器人末端的位姿信息，但如果编码器信息传递失误或者编码器失效，可能导致机器人误动作，引发职业伤害，存在很严重的安全性问题。

本发明目的在于提供一种工业机器人关节结构、机器人控制系统及方法，本发明通过在机器人本体各关节处安装高精度光栅尺，光栅尺采用直线光栅，配合读数头，通过所述光栅尺和读数头之间相对运动，获得该关节的角度信息；本发明实现机器人各个关节角度的实时监控，通过编码器和光栅尺实现各关节角度信息双路测量，根据基于关节角度误差和报警时长的分级报警机制提升机器人的安全性和可靠性；该系统和方法并非用于机器人精度提升，而是用于机器人安全性、可靠性提升。且本发明基于报警时长信息和关节角度信息的机器人分级报警机制思路给机器人的维护提供了新思路。

本发明通过下述技术方案实现：

第一方面，本发明提供了一种工业机器人关节结构，包括伺服电机、机器人关节基体、机器人连杆和编码器，所述伺服电机连接所述机器人关节基体，所述机器人关节基体连接所述机器人连杆，所述编码器连接所述伺服电机；

还包括光栅尺和读数头，所述光栅尺采用直线光栅；所述光栅尺安装在所述机器人连杆侧边(左侧)，安装位置需要保证干净无异物，同时保证所述光栅尺与机器人连杆的同轴度以及光栅尺的圆度在精度范围内；所述读数头安装在所述机器人关节基体的侧边；所述光栅尺与读数头之间的距离能够保证数据读取正常；通过所述光栅尺和读数头之间相对运动，获得该关节的角度信息。

工作原理是：现有的工业机器人的安全性主要依托于六个关节电机的编码器传递各关节角度信息进而传递机器人末端的位姿信息，但如果编码器信息传递失误或者编码器失效，可能导致机器人误动作，引发职业伤害，存在很严重的安全性问题。目前，机器人各关节处安装光栅尺基本是利用光栅尺的高精度特性以提升机器人的精度，而未见其用于机器人的安全和可靠性提升，因此本发明利用直线光栅，这是考虑到若采用圆光栅，则需要将机器人各关节拆卸进行安装，这样容易导致各关节几何精度丢失；而本发明采用直线光栅，只需将其贴在机器人连杆侧，无需拆卸机器人关节，对机器人几何精度不造成影响。并且光栅尺很薄，具备一定的柔韧性，因此安装时可将直线光栅紧密贴在机器人的连杆上，实现“以直代曲”。光栅尺采用雷尼绍QUANTIC自粘增量式光栅尺，精度介于±5μm/m-±15μm/m，最大长度可达10m，可适应不同型号的工业机器人)，光栅尺安装在机器人连杆侧，安装位置需要保证干净无异物，同时需保证光栅尺与连杆的同轴度≤0.001mm，光栅尺的圆度≤0.001mm，读数头安装在机器人关节基体侧，通过所述光栅尺和读数头之间相对运动，获得该关节的角度信息；本发明具备一定的创新性和实用性，能够解决机器人由于电机编码器信息传递失误或者编码器失效导致的安全问题。

优选地，所述光栅尺采用雷尼绍QUANTIC自粘增量式光栅尺，精度介于±5μm/m-±15μm/m，最大长度可达10m，可适应不同型号的工业机器人。

优选地，所述光栅尺安装在所述机器人连杆侧边，保证所述光栅尺与机器人连杆的同轴度以及光栅尺的圆度在精度范围内；其中所述光栅尺与机器人连杆的同轴度≤0.001mm，光栅尺的圆度≤0.001mm。

优选地，还包括减速器，所述减速器与伺服电机设于所述机器人关节基体内，所述伺服电机通过减速器连接机器人关节基体。

第二方面，本发明还提供了一种基于关节角度信息的机器人控制系统，包括所述的一种工业机器人关节结构；还包括机器人控制柜、机器人本体，所述机器人控制柜内设有六组关节电机驱动器；所述机器人本体设有六组机器人关节电机及其编码器；所述编码器与伺服电机相连，且编码器与关节电机驱动器相连，伺服电机连接关节电机驱动器；且相邻的关节电机驱动器均通过驱动器网口连接；

还包括网络交换机、PLC控制器和高速计数器模块，所述机器人控制柜内六组关节电机驱动器借助其中一组关节电机驱动器通过控制柜网口连接网络交换机，所述网络交换机连接所述PLC控制器，所述PLC控制器连接高速计数器模块；所述高速计数器模块对应连接各个关节对应的光栅尺(即第一关节光栅尺、第二关节光栅尺、第三关节光栅尺、第四关节光栅尺、第五关节光栅尺、第六关节光栅尺)。

本控制系统各关节电机驱动器通过电源连接和信号连接分别连接各关机电机及其编码器；多通道网络交换机以实时以太网与机器人控制柜相连；具备运动控制功能的高性能PLC控制器通过实时以太网与多通道网络交换机相连，读取各编码器数据；PLC控制器与高速计数器模块相连，高速计数器模块与光栅尺相连，以此完成光栅尺数据的读取；PLC控制器与触摸屏通过实时以太网相连，将采集到的信息实时显示在触摸屏上并允许操作人员对装置系统进行操作。

优选地，六组机器人关节电机和六组关节电机驱动器依次记作第一关节电机、第一关节电机驱动器，第二关节电机、第二关节电机驱动器，第三关节电机、第三关节电机驱动器，第四关节电机、第四关节电机驱动器，第五关节电机、第五关节电机驱动器，第六关节电机、第六关节电机驱动器；所述第一关节电机驱动器的上网口连接第二关节电机驱动器的下网口，所述第二关节电机驱动器的上网口连接第三关节电机驱动器的下网口，所述第三关节电机驱动器的上网口连接第四关节电机驱动器的下网口，所述第四关节电机驱动器的上网口连接第五关节电机驱动器的下网口，所述第五关节电机驱动器的上网口连接第六关节电机驱动器的下网口，所述第六关节电机驱动器的上网口通过控制柜网口连接网络交换机。这样不仅节省连接线，同时实现了六组关节电机组之间的通信连接。

优选地，所述关节6电机驱动器的上网口借助控制柜网口通过以太网连接网络交换机；

所述网络交换机通过以太网连接PLC控制器。

优选地，还包括触摸屏，所述PLC控制器通过以太网连接触摸屏。

第三方面，本发明还提供了基于所述机器人控制系统的控制方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：在机器人6个关节嵌入光栅尺，通过所述光栅尺和读数头之间相对运动，获得该关节的角度信息；

步骤2：带运动控制功能的PLC控制器通过多通道网络交换机实时读取各读数头的角度信息，并将其存储在PLC控制器中；

步骤3：带运动控制功能的PLC控制器实时读取机器人各关节的编码器信息，同时可利用PLC控制器对各关节电机实施启动、暂停和紧急停止等控制；

步骤4：六个关节光栅尺角度值分别记作Ai，6个关节编码器角度值分别记作Bi，各关节的光栅尺和编码器对应的角度差值为Ci＝|Ai-Bi|，角度相对误差为Di＝Ci/Ai，其中i分别为1、2、3、4、5、6；

步骤5：对光栅尺角度信息和编码器角度信息进行标定，得到标定结果Di，且Di≤1/1000；

步骤6：设定相对误差阈值E和报警时长阈值T，设置分级报警机制如下：

A、当Di≤E，E为相对误差阈值，机器人完全正常工作，报警级别为4级，操作人员无需其他操作；

B、当有一个关节角度相对误差Di＞E时，报警级别为3级，操作人员需引起警觉，无需其他操作；同时，若报警时长超过T后，报警级别提升为2级，操作人员可视机器人具体运行情况选择暂停机器人运行还是继续运行；若需要暂定机器人运行，则通过人工干预使机器人会马上停止运行；

C、当有两个关节的角度相对误差Di超过E时，报警级别为2级，操作人员可视机器人具体运行情况选择暂停机器人运行还是继续运行；若需要暂定机器人运行，则通过人工干预使机器人会马上停止运行；同时，若任一关节的报警时长超过T时，报警级别对自动提升为1级，自动启动系统干预，自动立即停止机器人运行，以保证设备和操作人员的安全；

D、当有不少于3个关节角度相对误差Di超过E时，报警级别为1级，自动启动系统干预，自动立即停止机器人运行，以保证设备和操作人员的安全。

10、根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，步骤5的标定过程包括以下子步骤：

步骤51、启动机器人，控制机器人各关节进行单关节转动，转动角度和该关节单方向光栅尺行程一致，获取该关节电机编码器角度值作为基准数据；

步骤52、将电机编码器角度值与PLC控制器读取的光栅尺栅格数进行换算，得到每栅格对应的角度值，完成初步标定；

步骤53、再次控制机器人各关节进行单关节运动，以各关节电机编码器角度为理论值，角度采样分辨率为电机编码器最小分辨率为准，以光栅尺角度为实际值，认为机器人在关节零位时的关节误差为0，生成机器人关节的误差表，输入至系统变量中，从而完成精标定。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明采用直线光栅，只需将其贴在机器人连杆侧，无需拆卸机器人关节，对机器人几何精度不造成影响。并且光栅尺很薄，具备一定的柔韧性，因此安装时可将直线光栅紧密贴在机器人的连杆上，实现“以直代曲”。光栅尺采用雷尼绍QUANTIC自粘增量式光栅尺，精度介于±5μm/m-±15μm/m，最大长度可达10m，可适应不同型号的工业机器人，光栅尺安装在机器人连杆侧，安装位置需要保证干净无异物，同时需保证光栅尺与连杆的同轴度≤0.001mm，光栅尺的圆度≤0.001mm，读数头安装在机器人关节基体侧，通过所述光栅尺和读数头之间相对运动，获得该关节的角度信息；本发明具备一定的创新性和实用性，能够解决机器人由于电机编码器信息传递失误或者编码器失效导致的安全问题。

2、本发明实现机器人各个关节角度的实时监控，通过编码器和光栅尺实现各关节角度信息双路测量，根据基于关节角度误差和报警时长的分级报警机制提升机器人的安全性和可靠性。该系统和方法并非用于机器人精度提升，而是用于机器人安全性、可靠性提升。

3、本发明系统和方法通过在机器人本体上增加光栅尺，实现光栅尺和编码器角度信息的双路测量和信息比对，提升了机器人安全性和可靠性；且本发明基于报警时长信息和关节角度信息的机器人分级报警机制思路给机器人的维护提供了新思路。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明一种工业机器人关节结构的结构示意图。

图2为本发明一种基于关节角度信息的机器人控制系统的连接示意图。

图3为本发明基于所述机器人控制系统的控制方法的整体逻辑框架示意图。

图4为本发明的报警级别判定框图。

图5为本发明方法对应的软件系统界面示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-伺服电机，2-机器人关节基体，3-机器人连杆，4-编码器，5-光栅尺，6-读数头，7-减速器，8-机器人控制柜，9-机器人本体，10-网络交换机，11-PLC控制器，12-触摸屏，13-高速计数器模块，101-第一关节电机，102-第二关节电机，103-第三关节电机，104-第四关节电机，105-第五关节电机，106-第六关节电机，901-第一关节电机驱动器，902-第二关节电机驱动器，903-第三关节电机驱动器，904-第四关节电机驱动器，905-第五关节电机驱动器，906-第六关节电机驱动器，501-第一关节光栅尺，502-第二关节光栅尺，503-第三关节光栅尺，504-第四关节光栅尺，505-第五关节光栅尺，506-第六关节光栅尺。

具体实施方式

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所发明的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本发明的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，本发明一种工业机器人关节结构，包括伺服电机1、机器人关节基体2、机器人连杆3和编码器4，所述伺服电机1连接所述机器人关节基体2，所述机器人关节基体2连接所述机器人连杆3，所述编码器4连接所述伺服电机1；

还包括光栅尺5和读数头6，所述光栅尺5采用直线光栅，所述光栅尺5安装在所述机器人连杆3侧边左侧，安装位置需要保证干净无异物，同时保证所述光栅尺5与机器人连杆3的同轴度以及光栅尺5的圆度在精度范围内；所述读数头6安装在所述机器人关节基体2的侧边；所述光栅尺5与读数头6之间的距离能够保证数据读取正常；通过所述光栅尺5和读数头6之间相对运动，获得该关节的角度信息。

本实施例中，所述光栅尺5采用雷尼绍QUANTIC自粘增量式光栅尺，精度介于±5μm/m-±15μm/m，最大长度可达10m，可适应不同型号的工业机器人。

本实施例中，所述光栅尺5安装在所述机器人连杆3侧边，保证所述光栅尺5与机器人连杆3的同轴度以及光栅尺5的圆度在精度范围内；其中所述光栅尺5与机器人连杆3的同轴度≤0.001mm，光栅尺5的圆度≤0.001mm。

本实施例中，还包括减速器7，所述减速器7与伺服电机1设于所述机器人关节基体2内，所述伺服电机1通过减速器7连接机器人关节基体2。

工作原理是：本发明在机器人6个关节嵌入高精度光栅尺，光栅尺利用直线光栅，这是考虑到若采用圆光栅，则需要将机器人各关节拆卸进行安装，这样容易导致各关节几何精度丢失；而本发明采用直线光栅，只需将其贴在机器人连杆侧，无需拆卸机器人关节，对机器人几何精度不造成影响。并且光栅尺很薄，具备一定的柔韧性，因此安装时可将直线光栅紧密贴在机器人的连杆上，实现“以直代曲”。光栅尺采用雷尼绍QUANTIC自粘增量式光栅尺，精度介于±5μm/m-±15μm/m，最大长度可达10m，可适应不同型号的工业机器人，光栅尺安装在机器人连杆侧，安装位置需要保证干净无异物，同时需保证光栅尺与连杆的同轴度≤0.001mm，光栅尺的圆度≤0.001mm，读数头安装在机器人关节基体侧，通过所述光栅尺和读数头之间相对运动，获得该关节的角度信息；本发明具备一定的创新性和实用性，能够解决机器人由于电机编码器信息传递失误或者编码器失效导致的安全问题。

实施例2

如图1、图2所示，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例提供了一种基于关节角度信息的机器人控制系统，包括实施例1所述的一种工业机器人关节结构；

还包括机器人控制柜8、机器人本体9，所述机器人控制柜8内设有六组关节电机驱动器；所述机器人本体9设有六组机器人关节电机及其编码器；所述编码器4与伺服电机1相连，且编码器4与关节电机驱动器相连，伺服电机1连接关节电机驱动器；且相邻的关节电机驱动器均通过驱动器网口连接；

还包括网络交换机10、PLC控制器11和高速计数器模块13，所述机器人控制柜8内六组关节电机驱动器借助其中一组关节电机驱动器通过控制柜网口连接网络交换机10，所述网络交换机10连接所述PLC控制器11，所述PLC控制器11连接高速计数器模块13；所述高速计数器模块13对应连接各个关节对应的光栅尺5(即第一关节光栅尺501、第二关节光栅尺502、第三关节光栅尺503、第四关节光栅尺504、第五关节光栅尺505、第六关节光栅尺506)。

本实施例中，六组机器人关节电机和六组关节电机驱动器依次记作第一关节电机101、第一关节电机驱动器901，第二关节电机102、第二关节电机驱动器902，第三关节电机103、第三关节电机驱动器903，第四关节电机104、第四关节电机驱动器904，第五关节电机105、第五关节电机驱动器905，第六关节电机106、第六关节电机驱动器906；所述第一关节电机驱动器901的上网口连接第二关节电机驱动器902的下网口，所述第二关节电机驱动器902的上网口连接第三关节电机驱动器903的下网口，所述第三关节电机驱动器903的上网口连接第四关节电机驱动器904的下网口，所述第四关节电机驱动器904的上网口连接第五关节电机驱动器905的下网口，所述第五关节电机驱动器905的上网口连接第六关节电机驱动器906的下网口，所述第六关节电机驱动器906的上网口通过控制柜网口连接网络交换机10。这样不仅节省连接线，同时实现了六组关节电机组之间的通信连接。

本实施例中，所述关节6电机驱动器906的上网口借助控制柜网口通过以太网连接网络交换机10；

所述网络交换机10通过以太网连接PLC控制器11。

本实施例中，还包括触摸屏12，所述PLC控制器11通过以太网连接触摸屏12。

工作原理是：本控制系统各关节电机驱动器通过电源连接和信号连接分别连接各关机电机及其编码器；多通道网络交换机以实时以太网分别与机器人控制柜和光栅尺相连；具备运动控制功能的高性能PLC控制器通过实时以太网与多通道网络交换机相连，读取各编码器数据；PLC控制器与高速计数器模块相连，高速计数器模块与光栅尺相连(需要配置多个高速计数器模块，因为一个模块无法读取6个光栅尺数据，在图中示意时未将所有模块画出)，以此完成对光栅尺数据的读取；PLC控制器与触摸屏通过实时以太网相连，将采集到的信息实时显示在触摸屏上并允许操作人员对装置系统进行操作。

实施例3

如图1至图5所示，本实施例与实施例2的区别在于，本实施例提供了基于所述机器人控制系统的控制方法，该控制方法基于实施例2所述的一种基于关节角度信息的机器人控制系统，基于实施例2所述的一种基于关节角度信息的机器人控制系统的连接示意图(如图2所示)，本实施例控制系统及方法控制逻辑示意图如图3所示，该方法包括以下步骤：

步骤1：在机器人6个关节嵌入光栅尺，通过所述光栅尺和读数头之间相对运动，获得该关节的角度信息；

步骤2：带运动控制功能的PLC控制器通过多通道网络交换机实时读取各读数头的角度信息，并将其存储在PLC控制器中；

步骤3：带运动控制功能的PLC控制器实时读取机器人各关节的编码器信息，同时可利用PLC控制器对各关节电机实施启动、暂停和紧急停止等控制；

步骤4：六个关节光栅尺角度值分别记作Ai，6个关节编码器角度值分别记作Bi，各关节的光栅尺和编码器对应的角度差值为Ci＝|Ai-Bi|，角度相对误差为Di＝Ci/Ai，其中i分别为1、2、3、4、5、6；

步骤5：对光栅尺角度信息和编码器角度信息进行标定，得到标定结果Di，且Di≤1/1000；

步骤6：设定相对误差阈值E和报警时长阈值T，报警级别判定框图如图4所示。设置分级报警机制如下：

A、当Di≤E，E为相对误差阈值，机器人完全正常工作，报警级别为4级，操作人员无需其他操作；

B、当有一个关节角度相对误差Di＞E时，报警级别为3级，操作人员需引起警觉，无需其他操作；同时，若报警时长超过T后，报警级别提升为2级，操作人员可视机器人具体运行情况选择暂停机器人运行还是继续运行；若需要暂定机器人运行，则通过人工干预使机器人会马上停止运行，比如在对应的软件系统界面点击“人工干预”按钮，则机器人会马上停止运行；

C、当有两个关节的角度相对误差Di超过E时，报警级别为2级，操作人员可视机器人具体运行情况选择暂停机器人运行还是继续运行；若需要暂定机器人运行，则通过人工干预使机器人会马上停止运行，比如在对应的软件系统界面点击“人工干预”按钮，则机器人会马上停止运行；同时，若任一关节的报警时长超过T时，报警级别对自动提升为1级，自动启动系统干预，自动立即停止机器人运行，以保证设备和操作人员的安全；

D、当有不少于3个关节角度相对误差Di超过E时，报警级别为1级，自动启动系统干预，自动立即停止机器人运行，以保证设备和操作人员的安全；比如，在对应的软件系统界面“系统干预”按钮会自动点击，会自动立即停止机器人运行。

具体地，步骤5的标定过程包括以下子步骤：

步骤51、启动机器人，控制机器人各关节进行单关节转动，转动角度和该关节单方向光栅尺行程一致，获取该关节电机编码器角度值作为基准数据；

步骤52、将电机编码器角度值与PLC控制器读取的光栅尺栅格数进行换算，得到每栅格对应的角度值，完成初步标定；

步骤53、再次控制机器人各关节进行单关节运动，以各关节电机编码器角度为理论值，角度采样分辨率为电机编码器最小分辨率为准，以光栅尺角度为实际值，认为机器人在关节零位时的关节误差为0，生成机器人关节的误差表，输入至系统变量中，从而完成精标定。

将以上信息显示在软件系统的触摸屏上，显示频率为1次/s，显示界面示意图如图5所示，系统可根据不同使用场景人为设置不同的相对误差阈值E和报警时长阈值T。

当机器人开始工作时，点击“监控启动”按钮对机器人状态进行实时监控，完成监控后点击“监控停止”按钮即可，监控停止时系统自动将该次操作各关节的编码器和光栅尺实时数据以TXT格式保存至触摸屏中(数据记录频率为10次/s)。当机器人出现本发明所述异常情况时，操作人员根据分级报警机制对机器人实施控制。

由以上可知，该发明实现机器人各个关节角度的实时监控，通过编码器和光栅尺实现各关节角度信息双路测量，根据基于关节角度误差和报警时长的分级报警机制提升机器人的安全性和可靠性。该系统和方法并非用于机器人精度提升，而是用于安全性、可靠性提升。

本发明系统和方法通过在机器人本体上增加光栅尺，实现光栅尺和编码器角度信息的双路测量和信息比对，提升了机器人安全性和可靠性；且本发明基于报警时长信息和关节角度信息的机器人分级报警机制思路给机器人的维护提供了新思路。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备系统、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。