[发明专利]球轴承测角装置及测量方法

权利要求书

1.球轴承测角装置，其特征在于：包括凸球、凹球和CCD相机，所述凸球和凹球接触设置且作用面为球面结构，所述CCD相机设在所述凸球或凹球上；

所述CCD相机设在所述凸球上时，所述凹球上设有多个所述CCD相机感应的识别标记；

所述CCD相机设在所述凹球上时，所述凸球上设有多个所述CCD相机感应的识别标记；

在所述CCD相机的可测范围内，所述识别标记的数量不少于4个。

2.根据权利要求1所述的球轴承测角装置，其特征在于：所述凸球和凹球均为万向球轴承结构。

3.根据权利要求1所述的球轴承测角装置，其特征在于：所述凹球固定设置，所述凹球为圆柱体，所述凹球的内部设有向内凸起的定位板，所述CCD相机固设在所述定位板上且与所述凸球对应设置，所述凹球与所述CCD相机对应的位置设有避位孔。

4.根据权利要求3所述的球轴承测角装置，其特征在于：所述避位孔为正方形结构且四角设有圆角。

5.根据权利要求1所述的球轴承测角装置，其特征在于：所述识别标记的数量为多个，在所述CCD相机的可测范围内，四个识别标记在两个方向的角度A1、A2、A3.....、B1、B2、B3.....,都不同。

6.根据权利要求1所述的球轴承测角装置，其特征在于：所述识别标记设在内凹的盲孔内且与所述识别标记所在载体的外表面平齐设置。

7.使用权利要求1～6任一项所述的球轴承测角装置的测量方法，其特征在于：按照以下步骤进行，

第一步，校准，CCD相机的基准为整个装置的基准，将凸球和凹球安装完成后，明确CCD相机的轴线与安装其的载体轴线相互位置，即如果CCD相机安装在凹球上，明确CCD相机的轴线与凹球的轴线相互位置，如果CCD相机安装在凸球1上，明确CCD相机的轴线与凸球的轴线相互位置；

第二步，设置识别标记，在浮动的载体上设置与CCD相机对应的设备标记，若凹球固定，在凸球上设置识别标记，若凸球固定，在凹球上设置识别标记，在CCD相机的识别范围内，识别标记的数量不小于4个；

第三步，通过四个识别标记形成设别区域，四个识别标记在两个方向的角度A1、A2、A3.....、B1、B2、B3.....,都不同，通过b1和b2确定相对Z轴的偏角，通过a1、a2和α确定X、Y方向合成的偏角和角度；

第四步，通过第三步中的距离和位置确定浮动的载体相对固定载体的旋转角度，即下面弧长公式中的θ，在凹球固定的情况下，确定凸球相对凹球的旋转角度，即相对CCD相机的旋转角度；通过旋转角度和弧长关系确定识别区域的弧长S及弧长对应的半径R’，识别标记之间的距离为弦长L，

S＝Lθ/π(sinθ/2)；

弧长等于180°分之n(圆心角)乘以π乘以R(半径)；在本申请中，即S＝θπR’/180，其中θ是圆心角度数，R’是半径，S是圆心角弧长，计算获得R’；

第五步：数据比对，将第四步中的R’和浮动的载体半径去对比，在本申请的实施例中，用R’与凸球的半径去对比，确定凸球移动的角度以及偏差情况。

8.根据权利要求7所述的球轴承测角装置的测量方法，其特征在于：对坐标进行定义，X轴是水平面左右方向，Y轴是水平面垂直于X轴的方向，Z轴为垂直于X轴和Y轴组成的平面的竖直方向，凸球和凹球会产生三个方向的相对转动，即X轴、Y轴和Z轴之间的相对转动。