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龙图腾网获悉合肥工业大学申请的专利一种基于球铰链的关节臂式坐标测量机及测量方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117268301B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-12发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202311157704.5，技术领域涉及：G01B21/00；该发明授权一种基于球铰链的关节臂式坐标测量机及测量方法是由欧阳凯;胡鹏浩;廖进伟;杨龙设计研发完成，并于2023-09-08向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于球铰链的关节臂式坐标测量机及测量方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于球铰链的关节臂式坐标测量机及测量方法，包括三组球铰链、三组连接杆及测头；三组球铰链是整个测量机的核心，每组球铰链均包括运动执行机构和角度测量装置两部分结构，可在三轴回转的同时，实现三轴回转角度测量；每组球铰链运动执行机构均包括球窝座、球头和球盖；角度测量装置包括固定于球窝座的磁场传感器阵列和嵌入球头并随球头同步运动的永磁体阵列；基于磁场角度模型，可由磁场传感器阵列输出信号获知每组球铰链三轴回转角度；采用手持拖拽式测量方案，当测头触碰被测件产生触发信号，触发三组球铰链分别同时读取三轴回转角度，再基于测量模型，可获知测头空间位置，从而实现坐标测量。

本发明授权一种基于球铰链的关节臂式坐标测量机及测量方法在权利要求书中公布了：1.一种基于球铰链的关节臂式坐标测量机，其特征在于，包括三组球铰链、三组连接杆以及测头，从球铰链到测头，各个关节依次串联，其顺序为：一级球铰链1、一级连接杆2、二级球铰链3、二级连接杆4、三级球铰链5、三级连接杆6、测头7； 所述一级球铰链1、二级球铰链3、三级球铰链5都具有运动执行机构和角度测量装置两部分结构； 运动执行机构均包括球窝座8、球头9和球盖10，球头9在球窝座8和球盖10形成的球形空间内进行三轴回转运动； 角度测量装置包括固定于球窝座的磁场传感器阵列11和嵌入球头并随球头同步运动的永磁体阵列12，永磁体阵列12在球铰链空间范围内形成磁场，磁场传感器阵列11感知不同位置的磁感应强度并产生输出信号； 将坐标测量机的一级球铰链1的球窝座固定在水平平台上，手持二级连接杆4和三级连接杆6，使测头缓慢靠近被测物，当测头7触碰到被测件，测头7产生触发信号，同时三组球铰链的角度测量装置分别读取记录此时磁场传感器阵列11输出信号，并基于磁场角度模型计算获知三组球铰链的三轴回转角度，再基于测量模型，由三组球铰链的三轴回转角度计算出测头7的当前空间位置坐标，从而实现坐标测量； 测量模型建立如下： 建立测量模型，需先基于DH法基本原理，将三组球铰链的三轴回转角度以及测量机的其余各项结构参数转化成各项DH参数，然后依据DH法坐标转换矩阵建立起测量模型； 步骤1：测量机的空间自由度计算，采用空间机构自由度公式，坐标测量机自由度计算如下： 其中，n为构件数，g为机构运动副数，为所有运动副自由度之和； 步骤2：球铰链三轴回转角度转化DH参数，根据机构学中DH法基本原理，建立轴系空间直角坐标系系统，则第i级坐标系到i+1级坐标系的坐标变换矩阵如下： 式中，θi为Zi+1轴和Zi轴之间的夹角，di为Zi+1轴和Zi轴之间的距离，αi为Xi+1轴和Xi轴之间的夹角，ai为Xi+1轴和Xi轴之间的距离； 步骤3：基于DH法建立测量机测量模型； 三组球铰链依次串联，从一级球铰链至测头形成坐标测量机，基于DH法的测量模型原理，一级球铰链的球窝座底端中心为基础坐标系，即0级坐标系，测头顶端中心为末级坐标系，即10级坐标系，最终测量模型如下： 式中，xyz表示测头的空间位置坐标，坐标测量机将三组球铰链的三轴回转角度作为输入，通过测量模型得到测头空间位置坐标作为输出，从而实现坐标测量。

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