CN112433126B - 一种基于数字模型的线束安装后故障空间位置快速定位法 - Google Patents

一种基于数字模型的线束安装后故障空间位置快速定位法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及线束故障定位技术领域，特别是涉及一种基于数字模型的线束安装后故障空间位置快速定位法，包括在线束故障信息获取后，进行线束故障点位距离测量，获得线束故障点位距离参数；再将故障信息和故障点位距离参数输入所述基本数字模型中，进行线束故障点位追溯可视化。通过本方法，能有效解决无法准确获取线束安装后故障点位的实际空间相对位置的问题。

Description

一种基于数字模型的线束安装后故障空间位置快速定位法
技术领域
本发明涉及线束故障定位技术领域，特别是涉及一种基于数字模型的线束安装后故障空间位置快速定位法。
背景技术
飞机在制造和用户使用阶段，机载线束常出现短路、断路等故障，导致系统功能无法实现，直接影响飞机功能的实现。线束短路、断路故障点位定位效果差。
现有技术中，提出了公开号为CN111352004A，公开日为2020年06月30日的中国发明专利文件，来解决上述存在的技术问题，该专利文献所公开的技术方案如下：一种线缆故障检测方法、装置、系统和可读存储介质，该线缆故障检测方法包括：使脉冲信号经阻抗匹配单元输入至被测线缆以及模拟正常线缆，获取所述被测线缆的测试回波信号以及所述模拟正常线缆的理想回波信号；根据所述测试回波信号、所述理想回波信号以及第一预设算法确定所述被测线缆的故障。
上述技术方案在实际使用过程中，会出现以下问题：
由于线束安装到位后，安装路径复杂，并非直线，现有技术获得的故障点位相对于测试点位的距离参数，为线束路径长度，无法直接确认故障点位在实物空间的位置，现有方法需通过人工对线束安装路径进行空间位置估算，存在偏差，导致故障排查周期加长，特别是在其他系统已安装完毕后，由于线束位于底层，需要拆除大量系统产品才能对线束进行查验，误判位置将使整个线束故障排故周期成倍增加。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种基于数字模型的线束安装后故障空间位置快速定位法，能有效解决无法准确获取线束安装后故障点位的实际空间相对位置的问题，本方法能快速辅助故障点位在实物上的空间定位。
本发明是通过采用下述技术方案实现的：
一种基于数字模型的线束安装后故障空间位置快速定位法，其特征在于：包括以下步骤：
a.获取故障信息，所述故障信息包括被测试对象的端子号和针编号或者包括端子号和孔编号；
b.测量故障点位距离参数L，即根据故障信息测量线束故障点相对于测试点位的距离；
c.建立故障位置重现的基础数字模型，将故障信息和故障点位距离参数输入所述基础数字模型中，实现线束故障点位追溯可视化。
所述步骤c中基础数字模型包括飞机结构模型和线束模型。
所述线束模型包括多个子线束模型，所述子线束模型包括线束连接器、线束通道和线束通道中心线。
所述步骤c具体包括以下步骤：
Ⅰ.建立故障位置重现的基础数字模型；
Ⅱ.在基础数字模型中重现故障位置，将两组端子号信息和故障点位距离参数L输入所述基础数字模型中，所述基础数字模型中设有分别与两组端子号相对应的始端连接器A和终端连接器B，始端连接器A为测量故障点距离参数L时所选取的端子；
Ⅲ.遍历基础数字模型的装配结构树，查找获取所述始端连接器A所属的子线束模型，并确定获取的子线束模型为故障子线束模型；
Ⅳ.遍历故障子线束模型的全部特征，获取所述故障子线束模型的全部线束通道中心线，形成线束通道中心线集合；
Ⅴ.在所述线束通道中心线集合中查找获取与所述始端连接器A直接连接的始端通道中心线C1；
Ⅵ.以所述始端通道中心线C1为根节点，根据所述线束通道中心线集合中曲线的连接关系，建立线束通道中心线多叉树数据链表；
Ⅶ.在线束通道中心线集合中查找获取与所述终端连接器B直接连接的终端通道中心线C6；
Ⅷ.遍历所述多叉树数据链表，获取从始端通道中心线C1到终端通道中心线C6的路径，组成联通曲线数据链表；
Ⅸ.将联通曲线数据链表中所有曲线依照等弧长δ离散成有序空间点集；
Ⅹ.以所述始端曲线的端点为初始点，依据有序空间点集的顺序，累加弧长δ；当满足条件kδ＝L或kδ＞L，(k-1)δ＜L时，其中k为有序空间点序号，停止累加；判断所述有序空间点集中，第k个点所在位置为故障位置；
Ⅺ.依据所述第k个点所在位置坐标，在所述数字模型中加载故障指示标识，实现故障点的可视化显示。
所述步骤b中根据故障信息测量线束故障点相对于测试点位的距离具体指：获得故障信息后，选择两个端子号任意一端，以故障点位所在针或者孔位置为测试点，测试点位沿着的导线、光纤、总线或者同轴电缆所在线束路径到故障点的路径长度值。
所述步骤a中的端子号具体为某根线束分支末端的名称或代号，用于区分线束上不同的端子，单个端子又由多根导线、光纤、总线或者同轴电缆组成。
所述步骤a中针编号或者孔编号对应于端子上每一根导线、光纤、总线或者同轴电缆，用于区分端子上不同的导线、光纤、总线或者同轴电缆。
与现有技术相比，本发明的有益效果表现在：
1、本发明提供一种基于数字模型的线束安装后故障空间位置快速定位法，本故障定位方法包括：所述的线束故障信息获取后，进行线束故障点位距离测量，获得线束故障点位距离参数；再将故障信息和故障点位距离参数输入所述基本数字模型中，进行线束故障点位追溯可视化。本发明的线束安装后故障空间位置快速定位法，充分利用现有故障检测技术测量的距离参数L和基础数字模型，通过在三维数字模型中将故障点位可视化，实现指示故障点位与其相邻结构或者其他系统产品之间的相对空间位置，从而辅助在实物上实现线束安装后故障空间位置的快速定位，避免了由于人工估算导致的故障空间位置误判，有效提高了线束故障定位效率。
2、通过基础数字模型中显示线束故障点位相对于结构或其他系统产品的空间位置，可以快速、准确的在实物上对故障点位的空间位置确认。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，其中：
图1为本发明的流程示意图；
图2为本发明中单根线束模型示意图，(其中，C1、C2、C3、C4、C5和C6分别为通道中心线编号)；
图3为本发明中线束分支末端端子示意图；
图4为本发明中的基础数字模型中线束故障位置示意图；
图5为本发明中线束通道中心线多叉树模型，(其中，C1、C2、C3、C4、C5和C6分别为通道中心线编号)；
图中标记：
3、有序空间点，4、故障指示标识，5、故障点位，11、始端连接器A，12、终端连接器B，31、线束分支末端端子，32、端子上针或者孔，33、端子上针或者孔编号。
具体实施方式
实施例1
作为本发明基本实施方式，本发明包括一种基于数字模型的线束安装后故障空间位置快速定位法，包括以下步骤：
a.获取故障信息，所述故障信息包括被测试对象的端子号和针编号或者包括端子号和孔编号；
b.测量故障点位5距离参数L，即根据故障信息测量线束故障点位5相对于测试点位的距离；
c.建立故障位置重现的基础数字模型，将故障信息和故障点位5距离参数输入所述基础数字模型中，实现线束故障点位5追溯可视化。
实施例2
作为本发明一较佳实施方式，本发明包括一种基于数字模型的线束安装后故障空间位置快速定位法，包括以下步骤：
a.获取故障信息。
所述故障信息获取是确认被测试对象信息，由现场技术人员提供故障信息，所述故障信息包括出现故障的某根导线、光纤、总线或者同轴电缆所在端子号和针编号或者包括端子号和孔编号。参照说明书附图3，所述端子号是某根线束分支末端端子31的名称或代号，用于区分线束上不同的端子，单个端子又由多根，甚至上百根导线、光纤、总线或者同轴电缆组成。端子上针或者孔32对应于端子上每一根导线、光纤、总线或者同轴电缆，端子上针或者孔编号33用于区分端子上不同的导线、光纤、总线或者同轴电缆。所述单根导线、光纤、总线或者同轴电缆所在路径有两个端子：始端和终端，2组不同的“端子号/针或者孔编号”组成。
b.测量故障点位5距离参数L，通过线束故障检测装置测量故障点位5相对于测试点位的距离参数L，具体方法如下：
在故障信息即两组“端子号+针或者孔号”获得后，选择两个端子号任意一端，以故障点位5所在针或者孔位置为测试点，测量获得故障点位5相对于测试点位的距离参数L。所述距离参数L为测试点位沿着的导线、光纤、总线或者同轴电缆所在线束路径到故障点位5的路径长度值。
c.建立故障位置重现的基础数字模型，将故障信息和故障点位5距离参数输入所述基础数字模型中，实现线束故障点位5追溯可视化，具体包括：
Ⅰ.建立故障位置重现的基础数字模型，包括飞机结构模型、线束模型及其他系统产品等模型；所述线束模型由多个子线束模型组成；所述子线束模型包括线束连接器、线束通道、线束通道中心线。
Ⅱ.在基础数字模型中重现故障位置，输入信息，该信息包括被检测的导线、光纤、总线或者同轴电缆所在两组端子号以及故障点位5距离参数L；所述端子号，在模型中分别表示为始端连接器A11和终端连接器B12；所述始端连接器A 11为测量故障点位5距离参数L时所选取的端子；所述终端连接器B12为故障点位5对应另一端的端子；所述连接器为端子对应三维数字模型实体的名称或代号。
Ⅲ.遍历基础数字模型的装配结构树，查找获取所述始端连接器A11所属的子线束模型，并确定获取的子线束模型为故障子线束模型；
Ⅳ.遍历故障子线束模型的全部特征，获取所述故障子线束模型的全部线束通道中心线，形成线束通道中心线集合；
Ⅴ.在所述线束通道中心线集合中查找获取与所述始端连接器A11直接连接的始端通道中心线C1；
Ⅵ.以所述始端通道中心线C1为根节点，根据所述线束通道中心线集合中曲线的连接关系，建立线束通道中心线多叉树数据链表；
Ⅶ.在线束通道中心线集合中查找获取与所述终端连接器B12直接连接的终端通道中心线C6；
Ⅷ.遍历所述多叉树数据链表，获取从始端通道中心线C1到终端通道中心线C6的路径，组成联通曲线数据链表；
Ⅸ.将联通曲线数据链表中所有曲线依照等弧长δ离散成有序空间点集；
Ⅹ.以所述始端曲线的端点为初始点，依据有序空间点集的顺序，累加弧长δ；当满足条件kδ＝L或kδ＞L，(k-1)δ＜L时，其中k为有序空间点3序号，停止累加；判断所述有序空间点3集中，第k个点所在位置为故障位置；
Ⅺ.依据所述第k个点所在位置坐标，在所述数字模型中加载故障指示标识4，实现故障点位5的可视化显示，查看所述的故障指示标识4与其相邻结构或者其他系统产品之间的相对空间位置，从而通过相对空间位置关系，在实物上实现线束安装后故障空间位置的快速定位。
实施例3
作为本发明最佳实施方式，参照说明书附图1——说明书附图5，本发明包括一种基于数字模型的线束安装后故障空间位置快速定位法，包括以下步骤：
a.获取故障信息：由现场技术人员提供故障信息，为出现故障的某根导线、光纤、总线或者同轴电缆所在端子号和针或者孔编号信息，本例中故障信息为：165XPS/3,221XSP/21；165XPS/3即表示端子号为165XPS，孔编号为3；221XSP/21即表示端子号为221XSP，针编号为21。
b.测量故障点位5距离参数L：根据已有的故障信息：165XPS/3,221XSP/21；选择两个端子号任意一端作为始端，本例中选择165XPS/3为始端连接器A11，221XSP/21作为终端连接器B12，即将165XPS/3作为测试点，在测试点上接入线束故障检测装置，测量获得短路、断路故障点位5相对于测试点位165XPS/3的距离参数L，本例中L＝3.5m，其为测试点位沿着的导线、光纤、总线或者同轴电缆所在线束路径到故障点位5的路径长度值。
c.线束故障点位5追溯可视化：
Ⅰ.建立故障位置重现的基础数字模型：在三维数字模型工程软件中，本例中优选为CATIA V5，将飞机结构模型、线束模型及其他系统产品等模型组合形成基础数字模型；所述线束模型由多个子线束模型组成；所述子线束模型包括线束连接器、线束通道、线束通道中心线。
Ⅱ.在基础数字模型中重现故障位置，输入信息包括被检测的导线、光纤、总线或者同轴电缆所在两组端子号，本例中为始端165XPS和终端221XSP，以及故障点位5距离参数L＝3.5m；本例中所述端子号，在模型中分别表示为始端连接器A11 165XPS和终端连接器B12 221XSP；本例中所述始端连接器A11 165XPS为测量故障点位5距离参数时所选取的端子；本例中所述终端连接器B12 221XSP为故障点位5对应另一端的端子；本例中所述连接器为端子对应三维数字模型实体的名称或代号。
Ⅲ.遍历基础数字模型的装配结构树，查找获取所述始端连接器A11 165XPS所属的子线束模型，并确定获取的子线束模型为故障子线束模型。
Ⅳ.遍历故障子线束模型的全部特征，获取所述故障子线束模型的全部线束通道中心线，形成线束通道中心线集合。
Ⅴ.在所述线束通道中心线集合中查找获取与所述始端连接器A11 165XPS直接连接的始端通道中心线C1。
Ⅵ.以所述始端通道中心线C1为根节点，根据所述线束通道中心线集合中曲线的连接关系，依次命名为C2、C3、C4、C5和C6，建立线束通道中心线多叉树数据链表。
Ⅶ.在线束通道中心线集合中查找获取与所述终端连接器B12 221XSP直接连接的终端通道中心线C6。
Ⅷ.遍历所述多叉树数据链表，获取从始端通道中心线C1到终端通道中心线C6的路径，组成联通曲线数据链表。
Ⅸ.将联通曲线数据链表中所有曲线依照等弧长δ离散成有序空间点3，形成有序空间点集。
Ⅹ.以所述始端曲线的端点为初始点，依据有序空间点集的顺序，累加弧长δ；当满足条件kδ＝L或kδ＞L，(k-1)δ＜L时，其中k为有序空间点3序号，停止累加；判断所述有序空间点3集中，第k个点所在位置为故障位置。
Ⅺ.依据所述第k个点所在位置坐标，在所述数字模型中加载故障指示标识4，实现故障点位5的可视化显示。在所述的基础数字模型中，查看所述的故障指示标识4与其相邻结构或者其他系统产品之间的相对空间位置，从而通过相对空间位置关系，在实物上实现线束安装后故障空间位置的快速定位。
综上所述，本领域的普通技术人员阅读本发明文件后，根据本发明的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出的其他各种相应的变换方案，均属于本发明所保护的范围。

Claims (4)

1.一种基于数字模型的线束安装后故障空间位置快速定位法，其特征在于：包括以下步骤：
a. 获取故障信息，所述故障信息包括被测试对象的端子号和针编号或者包括端子号和孔编号；
b．测量故障点位（5）距离参数L，即根据故障信息测量线束故障点位（5）相对于测试点位的距离；
c. 建立故障位置重现的基础数字模型，将故障信息和故障点位（5）距离参数输入所述基础数字模型中，实现线束故障点位（5）追溯可视化；所述基础数字模型包括飞机结构模型和线束模型；所述线束模型包括多个子线束模型，所述子线束模型包括线束连接器、线束通道和线束通道中心线；
所述步骤c具体包括以下步骤：
Ⅰ. 建立故障位置重现的基础数字模型；
Ⅱ. 在基础数字模型中重现故障位置，将两组端子号信息和故障点位（5）距离参数L输入所述基础数字模型中，所述基础数字模型中设有分别与两组端子号相对应的始端连接器A（11）和终端连接器B（12），始端连接器A（11）为测量故障点位（5）距离参数L时所选取的端子；
Ⅲ. 遍历基础数字模型的装配结构树，查找获取所述始端连接器A（11）所属的子线束模型，并确定获取的子线束模型为故障子线束模型；
Ⅳ. 遍历故障子线束模型的全部特征，获取所述故障子线束模型的全部线束通道中心线，形成线束通道中心线集合；
Ⅴ. 在所述线束通道中心线集合中查找获取与所述始端连接器A（11）直接连接的始端通道中心线C1；
Ⅵ. 以所述始端通道中心线C1为根节点，根据所述线束通道中心线集合中曲线的连接关系，建立线束通道中心线多叉树数据链表；
Ⅶ. 在线束通道中心线集合中查找获取与所述终端连接器B（12）直接连接的终端通道中心线C6；
Ⅷ. 遍历所述多叉树数据链表，获取从始端通道中心线C1到终端通道中心线C6的路径，组成联通曲线数据链表；
Ⅸ. 将联通曲线数据链表中所有曲线依照等弧长
Figure 536995DEST_PATH_IMAGE001
离散成有序空间点集；
Ⅹ. 以所述始端曲线的端点为初始点，依据有序空间点集的顺序，累加弧长
Figure 113469DEST_PATH_IMAGE001
；当满足条件
Figure 915203DEST_PATH_IMAGE002
或
Figure 463996DEST_PATH_IMAGE003
时，其中k为有序空间点（3）序号，停止累加；判断所述有序空间点（3）集中，第k个点所在位置为故障位置；
Ⅺ. 依据所述第k个点所在位置坐标，在所述数字模型中加载故障指示标识（4），实现故障点位（5）的可视化显示。
2.根据权利要求1所述的一种基于数字模型的线束安装后故障空间位置快速定位法，其特征在于：所述步骤b中根据故障信息测量线束故障点位（5）相对于测试点位的距离具体指：获得故障信息后，选择两个端子号任意一端，以故障点位（5）所在针或者孔位置为测试点，测试点位沿着的导线、光纤、总线或者同轴电缆所在线束路径到故障点位（5）的路径长度值。
3.根据权利要求2所述的一种基于数字模型的线束安装后故障空间位置快速定位法，其特征在于：所述步骤a中的端子号具体为某根线束分支末端的名称或代号，用于区分线束上不同的端子，单个端子又由多根导线、光纤、总线或者同轴电缆组成。
4.根据权利要求3所述的一种基于数字模型的线束安装后故障空间位置快速定位法，其特征在于：所述步骤a中针编号或者孔编号对应于端子上每一根导线、光纤、总线或者同轴电缆，用于区分端子上不同的导线、光纤、总线或者同轴电缆。
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