[发明专利]一种基于元动作的机械产品全故障模式建立方法

权利要求书

1.一种基于元动作的机械产品全故障模式建立方法，包括以下步骤：

步骤一、获取机械产品若干元动作单元：利用FMA功能分解方法将相同类型的机械产品按照“功能层-运动层-动作层”的映射路线，将机械产品的功能层分解成多个运动层，并将每个运动层进一步分解至最基本的运动单元，即元动作单元，确定每个运动层中元动作单元的从属关系，最后获取机械产品的若干元动作单元；

步骤二、建立两类元动作单元标准结构模型：元动作单元可归纳为两大类，即转动元动作单元和移动元动作单元，将步骤一中的机械产品若干元动作单元分别归纳在转动元动作单元和移动元动作单元内，并分别建立转动类元动作单元和移动类元动作单元的标准结构模型；

步骤三、建立两类元动作单元的运动学模型：根据元动作自身动作属性，将步骤二中两类元动作单元标准结构模型分别建立转动类元动作单元运动学模型和移动类元动作单元运动学模型，并给出了两类元动作单元运动学模型的运动性能参数的数学表征，元动作运动性能参数的异常特征定义为故障模式，其他导致元动作参数异常的因素定义为故障原因；

步骤四、两类元动作单元的全部故障模式：通过穷尽法从理论上分析了两类元动作单元所有潜在故障模式，即全故障模式，并给出了各故障模式判据的定量表达式。

2.根据权利要求1所述的一种基于元动作的机械产品全故障模式建立方法，其特征在于，在步骤二中，若干元动作单元按照转动元动作单元和移动元动作单元进行分类，并从元动作单元的零件组成、结构功能和装配关系要素出发，分别将两类元动作单元的所有要素进行叠加、综合，所得的综合模型即为元动作单元标准结构模型。

3.根据权利要求1所述的一种基于元动作的机械产品全故障模式建立方法，其特征在于，在步骤三中，两类元动作单元的运动学模型主要是针对元动作单元输出件在其规定自由度方向进行运动学建模，即建立输出件的速度、位置表达式；

其中，转动元动作单元运动学模型为：

式中i为转动元动作单元共有i(i≥2)个转动零件；r_k为第k个零件的设计尺寸；δ_rk和δ_θk为两个相邻转动零件RPk和RP(k+1)之间的综合几何误差。

其中，移动元动作单元运动学模型为：

式中j为移动元动作单元共有j(j≥2)个移动零件；l_k为第k个零件沿运动方向的理想尺寸；δ_k为两个相邻的运动零件MPk和MP(k+1)之间的综合几何误差。

元动作运动性能参数可通过其输出件的轨迹、速度、位置以及速度不均匀系数进行表征。

4.根据权利要求1所述的一种基于元动作的机械产品全故障模式建立方法，其特征在于，在步骤四中，可以以元动作单元基础故障模式类别为基础，通过穷举法得到两类元动作单元的全故障模式，其中，元动作单元的基础故障模式类别为：速度故障、位置故障、轨迹故障和运动稳定性故障。