一种工程机械故障诊断方法及系统、设备、介质

技术领域

本发明涉及无人智能工程机械控制技术领域，具体而言，涉及一种工程机械故障诊断方法及系统、设备、介质。

背景技术

工程机械是指用于建筑、工程和土木工程等领域的机械设备。它们被广泛用于工地、矿山、港口、道路和其他建设现场，并扮演着关键的角色，提供力量、能量和机械化手段来完成各种工程任务。工程机械通常具有较大的规模和强大的功率，旨在提高工作效率、降低人力成本，并且能够在各种恶劣的工作环境中运行。一些常见的工程机械包括：挖掘机和装载机。

本发明主要针对于无人智能工程机械，参考CN114610200A公开的工程机械装备的智能控制方法、装置及工程机械装备，单向图数据结构用于表示各个算法框架节点之间的连接关系，利用该连接关系对目标算法框架进行初始化，能够调整初始化的准确性，从而实现对工程机械装备的智能控制。但是目前的现有技术设备中，大多都是根据各部件发出来的故障信息，中央处理器识别到之后进行直接处理，导致很多不必要及时处理的故障必须马上停车处理，这样会严重的耽搁目前的工程进度。

发明内容

本发明的目的是提供一种工程机械故障诊断方法及系统、设备、介质，来解决现有技术中的上述问题。

本发明通过以下技术方案实现：

第一方面，本发明提供了一种工程机械故障诊断方法，包括：

将工程机械不同功能部件的故障进行分类，得到若干类第一故障，并对第一故障设置相应故障优先级，第一故障的自身具体的各种故障为第二故障；

设置第一层级，所述第一层级为将若干类第一故障根据故障优先级划分的等级层；

设置第二层级，所述第二层级为单个第二故障根据故障严重程度划分的等级层；

获取各部件的故障分别位于第一层级和第二层级的具体信息或进行组合映射分级，判断此时工程机械是否能够继续工作。

优选的是，所述第一层级包括最高优先级、普通优先级、最低优先级，第二层级包括严重故障、中等故障、不重要故障；

所述第一故障位于所述最高优先级时，第二故障的第二层级的故障等级提升一级；

所述第一故障位于所述普通优先级时，第二故障的第二层级的故障等级保持不变；

所述第一故障位于所述最低优先级时，第二故障的第二层级的故障等级降低一级。

优选的是，包括：

所述第二故障为严重故障时，发出该工程机械需要立即停止工作的信号；

所述第二故障为中等故障时，发出该工程机械完成限时工作或者降额工作后需要维修的信号；

所述第二故障为不重要故障时，发出该工程机械继续工作的信号，并对该部件进行标记。

优选的是，所述进行组合映射分级包括：

第一层级和第二层级组合工程机械故障的多种状态；

根据组合出的工程机械故障的多种状态进行映射为整机故障。

优选的是，所述整机故障包括整机紧急故障，整机重要故障，整机次要故障，整机普通故障；

所述整机故障位于所述整机紧急故障时，发出该工程机械需要立即紧急停止工作的信号；

所述整机故障位于所述整机重要故障时，发出该工程机械需要立刻停止工作的信号；

所述整机故障位于所述整机次要故障时，发出该工程机械限时工作或者降额工作的信号；

所述整机故障位于所述整机普通故障时，发出该工程机械继续工作的信号。

优选的是，所述限时工作包括：

设置继续工作的时间阈值；

当工程机械继续工作的时间超过该阈值时，若此时位于第一层级的判断时，第一故障的故障等级变换为最高优先级；

若此时位于第二层级的判断时，第二故障的故障等级变换为严重故障。

优选的是，还包括第一工况和第二工况，所述第一工况为第一故障所对应设备需要参与工作的工况，所述第二工况为第一故障所对应设备不需要参与工作的工况；

若第一故障处于第一工况时，由该第一故障的原始故障等级变换为第一层级的故障等级为最高优先级；

当第一故障处于第二工况时，由该第一故障的原始故障等级向下降一级。

第二方面，本发明还提供了一种工程机械故障诊断系统，包括：

分类模块，被配置为将工程机械不同功能部件的故障进行分类，得到若干类第一故障，并对第一故障设置相应故障优先级，第一故障的自身具体的各种故障为第二故障；

第一层级设置模块，被配置为设置第一层级，所述第一层级为将若干类第一故障根据故障优先级划分的等级层；

第二层级设置模块，被配置为设置第二层级，所述第二层级为单个第二故障根据故障严重程度划分的等级层；

判断模块，被配置为获取各部件的故障分别位于第一层级和第二层级的具体信息或进行组合映射分级，判断此时工程机械是否能够继续工作；

主控模块，所述主控模块与所述分类模块、第一层级设置模块、第二层级设置模块和判断模块连接，用于执行如上述的一种工程机械故障诊断方法。

第三方面，本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上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上述的一种工程机械故障诊断方法。

第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的一种工程机械故障诊断方法。

本发明的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

1.采用本发明所提供的上述方法，主要将工程机械不同功能部件的故障进行分类，得到若干类第一故障，并对第一故障设置相应故障优先级，第一故障的自身具体的各种故障为第二故障。根据上述方法，中央处理器处理故障时，只需识别两个层级的故障码和故障等级，而无需识别繁杂的部件故障，此方式设定的高层故障比较少，中央处理器识别简单可靠，可根据重要性进行优先处理，防止由于未及时处理重要故障造成损失。

2.在某些特定工况下可忽略对当前工作无实质影响的故障，保证当前工作处理完成后再择机排查，避免不重要的故障影响当前工作。

3.中央处理器可根据需要随时映射和调整不同部件的故障，根据需要调整此部件故障的重要性和优先级。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一、第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。在本申请中出现的对步骤进行的命名或者编号,并不意味着必须按照命名或者编号所指示的时间/逻辑先后顺序执行方法流程中的步骤,已经命名或者编号的流程步骤可以根据要实现的技术目的变更执行次序，只要能达到相同或者相类似的技术效果即可。

本申请中所出现的模块的划分，是一种逻辑上的划分,实际应用中实现时可以有另外的划分方式,例如多个模块可以结合成或集成在另一个系统中,或一些特征可以忽略,或不执行。

独立说明的模块或子模块可以是物理上分离的,也可以不是物理上的分离:可以是软件实现的,也可以是硬件实现的,且可以部分模块或子模块通过软件实现,由处理器调用该软件实现这部分模块或子模块的功能，且其它部分模板或子模块通过硬件实现，例如通过硬件电路实现。此外,可以根据实际的需要选择其中的部分或全部模块来实现本申请方案的目的。

请参照图1，第一方面，本发明提供的一种工程机械故障诊断方法，包括：

S101：将工程机械不同功能部件的故障进行分类，得到若干类第一故障，并对第一故障设置相应故障优先级，第一故障的自身具体的各种故障为第二故障；

在本实施例中，故障码和故障等级是一种用于识别和指示车辆或设备故障的代码系统。它们用于现代车辆和许多其他机械和电子设备中，包括工程机械。故障码和故障等级是由车辆或设备上安装的诊断系统生成的。当系统检测到故障时，会根据特定的故障类型和条件生成相应的故障码和对应的故障等级。这些故障码和故障等级可以通过连接到车辆或设备的诊断工具或仪表板显示屏来读取。

由于工程机械根据不同功能将故障分为机械故障、电气系统故障、冷却系统故障、动力系统故障、制动系统故障、控制系统故障等。

S102：设置第一层级，所述第一层级为将若干类第一故障根据故障优先级划分的等级层；

该第一层级具体指的是各中第一故障的一个平行划分关系，根据故障优先级进行划分，该紧急程度可以是涉及安全方面，也可以是涉及设备是否会出现严重损坏方面，本发明不做限制。

S103：设置第二层级，所述第二层级为单个第二故障根据故障严重程度划分的等级层；

该第二层级具体指的是针对于单个第一故障本身，由于某个类别的第一故障会出现不同程度的故障严重程度，即为多种程度的第二故障，第二层级分为严重故障、中等故障、不重要故障。

S104：获取各部件的故障分别位于第一层级和第二层级的具体信息或进行组合映射分级，判断此时工程机械是否能够继续工作。

需要说明的是，可根据第一层级或第二层级直接判断正常是否工作，也可根据第一层级和第二层级的信息中央处理器进行组合处理后将故障进一步映射分级，比如分成：整机紧急故障，整机重要故障，整机次要故障，整机普通故障；根据映射后的上述故障，来对整机的工作进行控制。

在本实施例中，第一层级包括最高优先级、普通优先级、最低优先级，第二层级包括严重故障、中等故障、不重要故障；

S202：所述第一故障位于所述最高优先级时，第二故障的第二层级的故障等级提升一级；

S203：所述第一故障位于所述普通优先级时，第二故障的第二层级的故障等级保持不变；

S204：所述第一故障位于所述最低优先级时，第二故障的第二层级的故障等级降低一级；

在本实施例中，S301：所述第二故障为严重故障时，发出该工程机械需要立即停止工作的信号，说明此时部件出现的故障需要立刻停机进行维修。

S302：所述第二故障为中等故障时，发出该工程机械限时工作或降额工作的信号；

表示部件出现的故障需要引起重视，可降额或限时工作，处理完当前任务后需要维修。

S303：所述第二故障为不重要故障时，发出该工程机械继续工作的信号。

但需要注意的是，该工程机械第二故障对应的部件需要进行监控，停机后要进行维护保养。

更具体的是，第一层级和第二层级可以组合出工程机械故障的多种状态；根据各部件第一层级和第二层级的组合出的状态判断工程机械能否继续工作或者需要停机维修；也可以根据各部件第一层级和第二层级的组合产生的多种状态进行映射为整机故障；

整机故障包括整机紧急故障，整机重要故障，整机次要故障，整机普通故障；整机故障位于整机紧急故障时，发出该工程机械需要立即紧急停止工作的信号；整机故障位于整机重要故障时，发出该工程机械需要立刻停止工作的信号；整机故障位于整机次要故障时，发出该工程机械限时工作或者降额工作的信号；整机故障位于整机普通故障时，发出该工程机械继续工作的信号。其中降额工作是指降低工作能力，比如限制功率，限制速度，限制力量。

例如有电气系统故障、冷却系统故障、动力系统故障、制动系统故障、控制系统故障，则以涉及安全的设置来划分，则将制动系统故障和动力系统故障作为第一层级的最高优先级，控制系统故障作为第一层级的普通优先级，电气系统故障和冷却系统故障作为第一层级的最低优先级。

根据上述内容，提供一个具体的示例来进一步的解释说明：

若接收到制动系统故障，为第一层级的最高优先级，则映射判断为整机紧急故障，发出该工程机械需要立即停止工作的信号，本发明主要运用于无人工程机械技术领域，可以发送至远程控制端，远程控制端对该工程机械进行一个停机处理；

若接收到控制系统故障，为第一层级的普通优先级，则进一步接收目前控制系统故障的严重程度的信号，即第二层级的故障等级，例如，工程机械完全无法控制电脑程序作为第二层级的严重故障，部分功能丢失，如传感器失效但仍能控制正常行走作为第二层级的中等故障，物理控制件发生松动作为第二层级的不重要故障。当控制系统故障为工程机械完全无法控制电脑程序时，则映射判断为整机紧急故障；当控制系统故障为部分功能丢失，则映射判断为整机重要故障；当控制系统故障为物理控制件发生松动，则映射判断为整机次要故障，当映射判断为整机紧急故障或整机重要故障或整机次要故障时，分别执行上述步骤，此处不再赘述。

若接收到电气系统故障或者冷却系统故障，为第一层级的最低优先级，映射判断为整机普通故障，则发出该工程机械继续工作的信号，工作人员可以在适当的时候进行维修。

上述内容仅作为本发明的实例性说明，具体的故障情况划分为何种程度的故障，可以根据具体情况具体设置。

关于该工程机械限时工作，需要设置一定的阈值，虽然不需要立即处理，但是还是需要及时的处理，避免出现工程事故。

具体的，设置继续工作的时间阈值；当工程机械继续工作的时间超过该阈值时，若此时位于第一层级的判断时，第一故障的故障等级变换为最高优先级；若此时位于第二层级的判断时，第二故障的故障等级，即中等故障变换为严重故障，整机故障的整机次要故障变换为整机紧急故障，即处于能够进行一段时间工作的工程机械，在超出所设置的阈值情况下，就需要立即进行处理，对应故障等级变换为到最高等级。

在本实施例中，还可以根据具体的工况，进行适应性的等级更改，包括第一工况和第二工况，所述第一工况为该工程机械第一故障所对应设备需要参与工作的情况，所述第二工况为该工程机械第一故障所对应设备不需要参与工作的情况；若第一故障处于第一工况时，由该第一故障的原始故障等级变换为第一层级的故障等级为最高优先级；当第一故障处于第二工况时，由该第一故障的原始故障等级向下降一级。

例如，当前工程机械正在正常运行，此时出现控制系统故障，原始故障等级为第一层级的普通优先级，当前工况为需要控制工程机械的机械臂进行作业，若出现此类故障，则无法进行正常工作，所以此时的控制系统故障需要变更为最高优先级，相应的，若当前工况仅需工程机械进行正常的行走，将此类故障变更为最低优先级。

其次，本发明还提供了一种工程机械故障诊断系统，包括：

分类模块，被配置为将工程机械不同功能部件的故障进行分类，得到若干类第一故障，并对第一故障设置相应故障优先级，第一故障的自身具体的各种故障为第二故障；

第一层级设置模块，被配置为设置第一层级，所述第一层级为将若干类第一故障根据故障优先级划分的等级层；

第二层级设置模块，被配置为设置第二层级，所述第二层级为单个第二故障根据故障严重程度划分的等级层；

判断模块，被配置为获取各部件的故障分别位于第一层级和第二层级的具体信息或进行组合映射分级，判断此时工程机械是否能够继续工作；

主控模块，所述主控模块与所述分类模块、第一层级设置模块、第二层级设置模块和判断模块连接，用于执行上述的一种工程机械故障诊断方法。

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。

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。该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括： U 盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read — OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。