CN114235374A-一种飞机舱门机构耐久性试验装置及其试验方法.docx

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1、CN 114235374 A权利要求书1/2页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请()申请公布号 CN 114235374 A(43)申请公布日2022.03.253(21)申请号 202111578954 .7(22)申请日 2021 .12.22(71)申请人上海无线电设备研究所地址200233上海市闵行区中春路1555号(72)发明人王瑞王楠杨斌钱阳李凯徐立航(74)专利代理机构上海元好知识产权代理有限公司31323代理人曹媛张双红(51)lnt.CI.G01M 13/00(2019.01)B64F 5/60 (2017.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)

2、发明名称一种飞机舱门机构耐久性试验装置及其试验方法(57)摘要本发明提供一种飞机舱门机构耐久性试验装置及其试验方法，六轴机器人和机器人控制器安装在可移动底盘上，六维力传感器、转动关节组件安装在所述六轴机器人的末端第六关节上，夹持组件安装在所述转动关节组件上，视觉组件安装在所述六轴机器人的本体第三关节上，所述夹持组件用于夹持舱门把手，所述转动关节组件用于模拟开关门时手腕转动的动作，所述六维力传感器用于在开关门过程中实时测量开关门力和力矩数据并反馈给所述机器人控制器，所述视觉组件用于获得舱门把手在机器人坐标系中的坐标并反馈给所述机器人控制器。本发明通过自动化的耐久性试验装置替代人工操作，以显著提升

3、试验效率，保证试验过程安全和结果可靠。1 .一种飞机舱门机构耐久性试验装置，其特征在于，包括：六轴机器人、机器人控制器、可移动底盘、六维力传感器、转动关节组件、夹持组件、视觉组件；所述六轴机器人和所述机器人控制器安装在所述可移动底盘上，所述六维力传感器、所述转动关节组件安装在所述六轴机器人的末端第六关节上，所述夹持组件安装在所述转动关节组件上，所述视觉组件安装在所述六轴机器人的本体第三关节上，所述夹持组件用于夹持舱门把手，所述转动关节组件用于模拟开关门时手腕转动的动作，所述六维力传感器用于在开关门过程中实时测量开关门力和力矩数据并反馈给所述机器人控制器，所述视觉组件用于获得舱门把手在机器人坐标

4、系中的坐标并反馈给所述机器人控制器。2 .如权利要求1所述的飞机舱门机构耐久性试验装置，其特征在于，所述可移动底盘包括调节地脚，在所述可移动底盘位置调整到位后，将所述调节地脚伸出，用于增加底盘与地面的接触面积。3 .如权利要求1所述的飞机舱门机构耐久性试验装置，其特征在于，所述可移动底盘包括控制组件和驱动组件，所述控制组件控制所述驱动组件动作，实现底盘移动，所述驱动组件采用伺服电机双轮差速的方式。4 .如权利要求1所述的飞机舱门机构耐久性试验装置，其特征在于，所述可移动底盘包括电源组件，所述电源组件采用锂电池。5 .如权利要求1所述的飞机舱门机构耐久性试验装置，其特征在于，所述可移动底盘包括安

5、全防护组件，所述安全防护组件至少包括激光避障传感器、机械防撞条和急停按钮。6 .如权利要求1所述的飞机舱门机构耐久性试验装置，其特征在于，所述可移动底盘包括机器人安装底座，所述六轴机器人安装在所述机器人安装底座上。7 .如权利要求1所述的飞机舱门机构耐久性试验装置，其特征在于，所述转动关节组件采用电机驱动，带动所述夹持组件旋转。8 .如权利要求1所述的飞机舱门机构耐久性试验装置，其特征在于，所述夹持组件包括电动抓手和夹持工装，所述夹持工装设置于所述电动抓手上，所述电动抓手驱动所述夹持工装夹紧所述舱门把手。9 .如权利要求8所述的飞机舱门机构耐久性试验装置，其特征在于，所述夹持工装包括V型夹块、

6、滚子轴承、包覆层，所述包覆层包裹所述滚子轴承，所述电动抓手驱动所述V型夹块夹紧舱门把手，所述包覆层与所述舱门把手接触，所述滚子轴承释放所述舱门把手与所述V型夹块间的局部旋转自由度。10.一种飞机舱门机构耐久性试验方法，其特征在于，采用如权利要求19任一项所述的飞机舱门机构耐久性试验装置实现，包括以下步骤：S1、通过可移动底盘将舱门机构耐久性试验装置移动至舱门试验台架的舱门内侧；S2、六轴机器人运动至初始位置；S3、视觉组件获取舱门把手在机器人坐标系中的坐标，并反馈给机器人控制器；S4、机器人控制器驱动六轴机器人动作，使夹持组件对准舱门把手；S5、夹持组件动作，夹持舱门把手；S6、六轴机器人和转

7、动关节组件联合动作，实现舱门打开，开门过程中六维力传感器实时监控开门力和力矩数据，并反馈给机器人控制器，所述机器人控制器通过力位反馈控制，调整开门轨迹、速度；S7、舱门打开到位后，夹持组件动作，松开舱门把手；S8、视觉组件获取舱门把手在机器人坐标系中的坐标，并反馈给机器人控制器；S9、机器人控制器驱动六轴机器人动作，夹持组件对准舱门把手；S10、夹持组件动作，夹持舱门把手；S1K六轴机器人和转动关节组件联合动作，实现舱门关闭，关门过程中六维力传感器实时监控关门力和力矩数据，并反馈给机器人控制器，所述机器人控制器通过力位反馈控制，调整关门轨迹、速度；S12、舱门关闭到位后，夹持组件动作，松开舱门

8、把手；重复上述S3S12的开门关门动作循环，并在此过程中进行舱门机构的各项测试、测量，直至耐久性试验结束。CN 114235374 A说明书1/5页一种飞机舱门机构耐久性试验装置及其试验方法技术领域0001本发明涉及耐久性试验装置技术领域，特别涉及一种飞机舱门机构耐久性试验装置及其试验方法。背景技术0002舱门机构是飞机系统的重要组成，满足人员、货物进出和应急撤离的需求，在飞行过程中承受气压载荷并维持飞机结构的完整性、气密性。舱门机构的工作性能直接影响到飞行任务的顺利完成和机组乘客的生命安全，舱门机构功能试验因此也成为了飞机试验验证和适航取证的重要一环。0003 舱门机构功能试验的核心是高频次

9、开关舱门的耐久性试验，以此研究舱门机构在全生命周期内各项结构性能发生变化的规律。传统的手动开关舱门的试验方式存在劳动力成本高、工作强度大、测试一致性与测试覆盖性差的问题。发明内容0004本发明的目的是提供一种飞机舱门机构耐久性试验装置及其试验方法，通过自动化的耐久性试验装置替代人工操作，以显著提升试验效率，保证过程安全和结果可靠。0005 为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：0006一种飞机舱门机构耐久性试验装置，包括：六轴机器人、机器人控制器、可移动底盘、六维力传感器、转动关节组件、夹持组件、视觉组件；0007 所述六轴机器人和所述机器人控制器安装在所述可移动底盘上，所述六维力传感

10、器、所述转动关节组件安装在所述六轴机器人的末端第六关节上，所述夹持组件安装在所述转动关节组件上，所述视觉组件安装在所述六轴机器人的本体第三关节上，所述夹持组件用于夹持舱门把手，所述转动关节组件用于模拟开关门时手腕转动的动作，所述六维力传感器用于在开关门过程中实时测量开关门力和力矩数据并反馈给所述机器人控制器，所述视觉组件用于获得舱门把手在机器人坐标系中的坐标并反馈给所述机器人控制器。10008)进一步的，所述可移动底盘包括调节地脚，在所述可移动底盘位置调整到位后，将所述调节地脚伸出，用于增加底盘与地面的接触面积。10009)进一步的，所述可移动底盘包括控制组件和驱动组件，所述控制组件控制所述驱

11、动组件动作，实现底盘移动，所述驱动组件采用伺服电机双轮差速的方式。10010)进一步的，所述可移动底盘包括电源组件，所述电源组件采用锂电池。10011进一步的，所述可移动底盘包括安全防护组件，所述安全防护组件至少包括激光避障传感器、机械防撞条和急停按钮。00进一步的，所述可移动底盘包括机器人安装底座，所述六轴机器人安装在所述机器人安装底座上。0013进一步的，所述转动关节组件采用电机驱动，带动所述夹持组件旋转。0014进一步的，所述夹持组件包括电动抓手和夹持工装，所述夹持工装设置于所述电动抓手上，所述电动抓手驱动所述夹持工装夹紧所述舱门把手。0015 进一步的，所述夹持工装包括V型夹块、滚子轴

12、承、包覆层，所述包覆层包裹所述滚子轴承，所述电动抓手驱动所述V型夹块夹紧舱门把手，所述包覆层与所述舱门把手接触,所述滚子轴承释放所述舱门把手与所述V型夹块间的局部旋转自由度。10016)一种飞机舱门机构耐久性试验方法，采用如上文所述的飞机舱门机构耐久性试验装置实现，包括以下步骤:OOH S1.通过可移动底盘将舱门机构耐久性试验装置移动至舱门试验台架的舱门内侧；001800190020002110022S2、S3、S4、S5、S6、六轴机器人运动至初始位置；视觉组件获取舱门把手在机器人坐标系中的坐标，并反馈给机器人控制器；机器人控制器驱动六轴机器人动作，使夹持组件对准舱门把手；夹持组件动作，夹持

13、舱门把手；六轴机器人和转动关节组件联合动作，实现舱门打开，开门过程中六维力传感器实时监控开门力和力矩数据，并反馈给机器人控制器，所述机器人控制器通过力位反馈控制，调整开门轨迹、速度；0023S7、舱门打开到位后，夹持组件动作，松开舱门把手；0024S8、视觉组件获取舱门把手在机器人坐标系中的坐标，并反馈给机器人控制器；0025S9、机器人控制器驱动六轴机器人动作，夹持组件对准舱门把手；10026S10、夹持组件动作，夹持舱门把手；0027S11、六轴机器人和转动关节组件联合动作，实现舱门关闭，关门过程中六维力传感器实时监控关门力和力矩数据，并反馈给机器人控制器，所述机器人控制器通过力位反馈控制

14、，调整开门轨迹、速度；0028S12、舱门关闭到位后，夹持组件动作，松开舱门把手；0029重复上述S3S12的开门-关门动作循环，并在此过程中进行舱门机构的各项测试、测量，直至耐久性试验结束。()03()与现有技术相比，本发明具有如下优点：0031本发明提供的一种飞机舱门机构耐久性试验装置，以六轴机器人搭配可移动底盘、六维力传感器、转动关节组件、夹持组件、视觉组件等，充分利用六轴机器人的运动灵活性高、运动范围大的优点，替代人工完成舱门把手的夹持、推拉、扭转等动作，并实现舱门开关过程中的解锁、解闩、提升以及外开等的完整复杂轨迹。可移动底盘的设计实现试验装置在不同的舱门对象间的转场移动，并通过机器

15、人的运动控制模拟不同的开关门轨迹，满足装置通用性需求。六维力传感器和视觉组件实现开关门过程中的实时监控和力觉/视觉反馈控制，确保过程安全性，并实现过程数据的实时记录。附图说明0032为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，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的附图：0033图1为本发明一实施例提供的飞机舱门机构耐久性试验装置的整体结构示意图；0034图2为本发明一实施例提供的夹持组件夹持舱门把手的结构示意图；0035图3为本发明一实施例提供的飞机舱门机构耐久性试验装置的试验场景示意图；0036