(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211145695.3 (22)申请日 2022.09.20 (71)申请人 电子科技大 学 地址 610000 四川省成 都市高新区 （西区） 西源大道 2006号 (72)发明人 范守文　霍昕垚　蓝维彬　唐刘　 杨亚洲　高顺　 (74)专利代理 机构 四川省成 都市天策商标专利 事务所(有限合 伙) 51213 专利代理师 罗伟 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 飞机舱门机构运动功能可靠性设计缺陷的 辨识与修复方法 (57)摘要 本发明公开了一种飞机舱门机构运动功能 可靠性设计缺陷的辨识与修复方法， 包括： 建立 舱门机构设计参数与凸轮曲线槽之间的数学映 射模型， 对凸轮曲线槽运动功能可靠性失效进行 故障树分析(FTA)， 找到影响凸轮曲线槽运动功 能可靠性的主要指标； 建立主要参数与飞机舱门 机构运动功能可靠性的映射模型， 推导出极限状 态方程； 通过对极限状态位置的运动功能可靠性 分析， 计算基于舱门机构运动功能可靠性的运动 学参数许用值； 对凸轮曲线槽机构设计中存在的 运动功能可靠性设计缺陷进行辨识和修复； 本发 明提高了舱门凸轮四杆机构的运动功能可靠性。 权利要求书4页 说明书9页 附图7页 CN 115525970 A 2022.12.27 CN 115525970 A 1.一种飞机舱门机构运动功能可靠性设计缺陷的辨识与修复方法， 其特征在于， 包括 以下步骤： 步骤1、 建立舱门机构设计参数与凸轮曲线槽的映射模型， 根据舱门各阶段的运动状 态， 建立舱门机构相关 设计参数中主 要参数间的映射关系， 完成凸轮曲线槽的初始设计； 步骤2、 对 凸轮曲线槽运动功能可靠性失效进行故障树分析， 找到影响凸轮曲线槽运动 功能可靠性的主要指标， 建立设计参数与飞机舱门机构运动功能可靠性主要指标间的功能 函数， 推导出极限状态方程， 完成确定性分析； 步骤3、 通过对极限状态位置的运动功能可靠性分析， 得出凸轮曲线槽机构在 极限位置 时， 满足运动功能可靠性要求所需要的主要指标偏差值， 计算基于舱 门机构运动功 能可靠 性的运动学参数 许用值； 步骤4、 基于飞机舱门机构运动功能可靠性的映射模型， 以是否满足运动学参数指标为 判断条件， 在 全局范围内辨识模 型中运动功能可靠性 失效的点， 选取缺陷段进 行修复， 并在 缺陷修复完成后将优化后的函数模型代入舱门机构设计参数与凸轮曲线槽的映射模型， 输 出修复完成后的凸轮曲线槽模型。 2.根据权利要求1所述的飞机舱门机构运动功能可靠性设计缺陷的辨识与修复方法， 其特征在于， 在步骤1中， 认定舱门机构投入运行后仍可调节的参数为次要参数， 认定实现 舱门预期运动的指示 参数为主 要参数。 3.根据权利要求1或2所述的飞机舱门机构运动功能可靠性设计缺陷的辨识与修复方 法， 其特征在于， 在步骤3中， 对极限状态位置的运动功能可靠性分析采用数值模拟分析方 法； 所述数值模拟分析 方法为Mo nte carlo数值模拟法。 4.根据权利要求3所述的飞机舱门机构运动功能可靠性设计缺陷的辨识与修复方法， 其特征在于， 在步骤4中， 对凸轮曲线槽模型的修复具体包括： 以主要参数与舱门预期动作输出角度的函数关系为自变量， 以满足运动功能可靠性运 动学参数指标为目标函数， 优化主要参数与凸轮曲线槽的映射模型， 进而修复凸轮四杆机 构凸轮曲线槽的设计缺陷。 5.根据权利要求1或4所述的飞机舱门机构运动功能可靠性设计缺陷的辨识与修复方 法， 其特征在于， 所述 飞机舱门机构包括凸轮曲线槽机构、 第一主动杆、 舱门本体、 第三从动 杆、 第四从动杆和凸轮滚子， 所述第一主动杆的一端铰链作为机架， 固连于凸轮曲线槽机构 所在的飞机门轴上， 第一主动杆另一端铰链与舱 门本体连接， 第三杆从动杆一端与舱 门本 体连接， 第三杆从动杆另一端末端安装有所述凸轮滚子， 凸轮滚子与所述凸轮曲线槽相 接 触， 第三杆从动杆中间有铰链与第四杆从动杆的一端连接， 第四杆从动杆另一端与机架铰 链相连， 第一主动杆、 第三杆从动杆、 第四杆从动杆与舱门本体构成凸轮四杆机构。 6.根据权利要求5所述的飞机舱门机构运动功能可靠性设计缺陷的辨识与修复方法， 其特征在于， 所述 步骤1具体如下： 基于舱门凸轮四杆机构的设计参数示意图， 利用复矢量法， 求得凸轮曲线槽的理论轮 廓线与设计参数间的映射模型： E(xe,ye)＝(l1,l2,l3,l4,l5, θ1, θ2, θ3, θx, θi) 其中， xe,ye为凸轮滚子 所在点E点的坐标值， l1为第一主动杆的杆长， l2为第一主动杆和 第三杆从动杆在舱门本体上连接点之间的距离， l3为第三杆从动杆和第四杆从动杆的铰链权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115525970 A 2点与第三 杆从动杆在舱门本体上连接 点之间的距离， l4为第四杆从动杆的杆长， l5为第三杆 从动杆和第四杆从动杆的铰链点与凸轮滚子之间的距离； θ1, θ2, θ3, θx为各杆间的夹角， 其 中θ1对应的是l1与l4之间的夹角， θ2对应的是l3与l1之间的夹角， θ3对应的是l1与l2之间夹角 的补角， θx为l1与机架水平线的夹角， θi为实现舱门预期运动的指示角度； 通过对映射模型的分析可知， 各杆间夹角为影响理论轮廓线坐标的重要参数， 其中若 以第一主动杆与机架水平线的夹角 θx为主要设计参数， 则θ1, θ2, θ3可通过四杆关系和舱门 预期运动指示角度θi联立求得； 此时， 凸轮曲线槽机构的运动输入和输出可由运动方程描 述： Ceq＝( θx, θi) 根据曲面簇包络理论， 求得凸轮曲线槽的实际轮廓线与设计参数间的映射模型： 其中， X,Y为凸轮滚子在E点时的内外包络线的坐标值， 为E点坐标值对θx的导 数， r为滚子半径， 式 中： 其中， 可通过凸轮曲线槽 机构的运动输入和输出运动方程Ceq求导求得； 从而， 舱门 曲线槽机构的理论轮廓线与实际轮廓线均由运动方程Ceq＝( θx, θi)确定。 7.根据权利要求6所述的飞机舱门机构运动功能可靠性设计缺陷的辨识与修复方法， 其特征在于， 在步骤2中， 根据舱门机构设计参数与凸轮曲线槽的映射模型， 建立主要参数 与飞机舱门机构运动功能可靠性的功能函数： Z＝[Δα Δρ Δa]T 其中， Δα， Δρ， Δa， 分别为影响舱门运动功能可靠性的三个运动学参数， 即压力角、 曲 率和加速度的输出误差向量， 式 中： Δα ＝α*‑α Δρ ＝ρ*‑ρ Δa＝a*‑a 其中， α*， ρ*， a*分别为许用压力角、 许用曲率和许用加速度， α， ρ， a分别为舱门凸轮四杆 机构的实际压力角、 实际曲率和实际加速度， 式 中： 权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115525970 A 3