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龙图腾网获悉杭州电子科技大学申请的专利一种足球式结构的球铰关节转动角度测量装置及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：CN116518845B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-26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：202310516173.8，技术领域涉及：G01B7/30；该发明授权一种足球式结构的球铰关节转动角度测量装置及方法是由王文;方威;黄浩;蒋文韬;杨贺;卢科青;陈占锋;王传勇;时光设计研发完成，并于2023-05-09向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种足球式结构的球铰关节转动角度测量装置及方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种足球式结构的球铰关节转动角度测量装置及方法；该测量装置包括驱动电极和感应电极系统。测量过程中，驱动电极和感应电极系统均安装在被测量的球铰关节中；所述的球铰关节包括球窝底座，以及安装在球窝底座内的球头。驱动电极固定在球头上；感应电极系统固定在球窝底座内。感应电极系统包括多个正六边形球面电极板，以及一个或多个正五边形球面电极板。任意一个正五边形球面电极板的周围均环绕有五个正六边形球面电极板，使得各正六边形球面电极板和各正五边形球面电极板合围形成球壳状结构。本发明中的感应电极系统采用足球式布局，你能够获得球铰关节空间大范围转角测量，且能有效避免累加误差。

本发明授权一种足球式结构的球铰关节转动角度测量装置及方法在权利要求书中公布了：1.一种足球式结构的球铰关节转动角度测量方法；其特征在于：使用的球铰关节转动角度测量装置包括驱动电极（3）和感应电极系统（4）；测量过程中，驱动电极（3）和感应电极系统（4）均安装在被测量的球铰关节中；所述的球铰关节包括球窝底座（2），以及安装在球窝底座（2）内的球头（1）；驱动电极（3）固定在球头（1）上；感应电极系统（4）固定在球窝底座（2）内； 所述的感应电极系统（4）包括多个正六边形球面电极板（5），以及一个或多个正五边形球面电极板（6）；任意一个正五边形球面电极板（6）的周围均环绕有五个正六边形球面电极板（5），使得各正六边形球面电极板（5）和各正五边形球面电极板（6）合围形成球壳状结构；每个正六边形球面电极板（5）与自身相邻的正五边形球面电极板（6）或正六边形球面电极板（5）之间均不导通；所述的驱动电极（3）与感应电极系统（4）之间不导通；每个正五边形球面电极板及其周围的五个正六边形球面电极板均组成一个检测单元； 该球铰关节转动角度测量方法包括以下步骤： 步骤一、以感应电极系统（4）的球心位置作为坐标原点建立绝对坐标系；针对每个检测单元，分别建立子坐标系；子坐标系的坐标原点与绝对坐标系的坐标原点重合；子坐标系的z轴方向为感应电极系统（4）的球心位置到对应的正五边形球面电极板（6）中心位置的方向； 步骤二、确定用于测量的目标检测单元； 分别计算所有检测单元的输出电容值；检测单元的输出电容值为该检测单元对应的正五边形球面电极板（6）以及各正六边形球面电极板（5）与驱动电极（3）之间的电容值之和；取输出电容值最大的检测单元作为目标检测单元； 步骤三、获取驱动电极（3）相对于目标检测单元对应的子坐标系的偏角γ,β； 3-1.根据目标检测单元中的正五边形球面电极板（6）以及各正六边形球面电极板（5）与驱动电极（3）之间的电容值，计算驱动电极（3）与一个正五边形球面电极板（6）和五个正六边形球面电极板（5）的重叠面积S0～S5； 3-2.根据重叠面积S0～S5确定驱动电极（3）中心位置在目标检测单元对应的子坐标系中的坐标； 3-3.根据驱动电极（3）中心位置在目标检测单元对应的子坐标系中的坐标，计算驱动电极（3）中心位置与子坐标系z轴的偏角γ,β；γ为驱动电极（3）中心位置绕子坐标系x轴的偏转角度；β为驱动电极（3）绕子坐标系y轴的偏转角度； 步骤四、获得球铰关节转动角度的测量值,；,；其中，为目标检测单元对应的子坐标系相对于绝对坐标系，绕绝对坐标系x轴的偏转角度；为目标检测单元对应的子坐标系相对于绝对坐标系，绕绝对坐标系y轴的偏转角度。

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