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龙图腾网获悉湘潭大学申请的专利一种基于多组线结构光正交视场的十三自由度齿轮测量装置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：CN120720988B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-20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：202510951122.7，技术领域涉及：G01B11/00；该发明授权一种基于多组线结构光正交视场的十三自由度齿轮测量装置是由王涛;李文哲;周权威;宋博全;张雨霖;张越设计研发完成，并于2025-07-10向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于多组线结构光正交视场的十三自由度齿轮测量装置在说明书摘要公布了：本发明涉及一种基于多组线结构光正交视场的十三自由度齿轮测量装置，属于精密测试技术及仪器领域。针对现有齿轮测量装置角度敏感性高、测量效率低、通用性差的问题，本装置包括平台‑导轨单元、主副测头单元及精密转台单元。创新性的采用双测头协同测量，主测头光平面平行齿轮轴线以获取渐开线信息，副测头光平面垂直轴线以获取齿向信息，二者构成正交视场实现数据融合，消除测量盲区。其中，主副测头单元均具备六自由度位姿调节能力，通过电机驱动实现X、Y、Z轴空间位置移动和绕三轴角度旋转的精准调整，精密转台提供第十三转动自由度，配合线性光栅与圆光栅的闭环反馈系统，进一步提升测量精度与效率，适用于各类齿轮的全参数高精度测量。

本发明授权一种基于多组线结构光正交视场的十三自由度齿轮测量装置在权利要求书中公布了：1.一种基于多组线结构光正交视场的十三自由度齿轮测量装置，其特征在于：由平台-导轨单元I、主测头单元II、副测头单元III、精密转台单元IV这四个部分组成，通过多组线结构光正交视场的十三自由度齿轮测量系统获取待测齿轮4.9数据； 所述平台-导轨单元I为整个装置提供坚实基础，通过平行导轨上可移动导轨的运动，实现主测头单元II和副测头单元III在空间上的移动，并通过线性光栅实时反馈进一步保证导轨移动的精度； 所述主测头单元II安装于平台-导轨单元I的左上侧，副测头单元III安装于平台-导轨单元I的右上侧，主测头单元II和副测头单元III通过电机调整测头的测量角度，从而获取有效的齿面信息； 所述精密转台单元IV位于平台-导轨单元I的中央位置，精密转台单元IV主要工作是完成对待测齿轮4.9的夹紧、定位以及带动待测齿轮4.9旋转； 所述平台-导轨单元I包括平台支柱1.1、光学平台1.2、导轨一1.3、导轨二1.4、移动电机一1.5、移动电机二1.6、滑台一1.7、水平连接板一1.8、滑台二1.9、水平连接板二1.10、导轨三1.11、线性光栅一1.12、读数头一1.13、移动电机三1.14、滑台三1.15、垂直连接板一1.16、导轨四1.17、线性光栅二1.18、读数头二1.19、移动电机四1.20、滑台四1.21、垂直连接板二1.22、线性光栅三1.23、读数头三1.24、导轨五1.25、移动电机五1.26、滑台五1.27、水平连接板三1.28、导轨六1.29、线性光栅四1.30、读数头四1.31、移动电机六1.32、滑台六1.33、垂直连接板三1.34、导轨七1.35、线性光栅五1.36、读数头五1.37、移动电机七1.38、滑台七1.39、垂直连接板四1.40、线性光栅六1.41、读数头六1.42； 所述平台支柱1.1为整个单元提供支撑作用，平台支柱1.1上安装光学平台1.2通过螺栓固定；所述光学平台1.2上通过螺栓连接导轨一1.3和导轨二1.4，使导轨一1.3和导轨二1.4沿Y轴方向平行布置；所述导轨一1.3和导轨二1.4上通过螺栓连接分别安装移动电机一1.5和移动电机二1.6；所述导轨一1.3与滑台一1.7构成移动副，滑台一1.7上通过螺栓固定水平连接板一1.8；所述导轨二1.4与滑台二1.9构成移动副，滑台二1.9上通过螺栓固定水平连接板二1.10，导轨三1.11两端分别通过螺栓连接安装在水平连接板一1.8和水平连接板二1.10上，在光学平台1.2上通过螺栓安装线性光栅一1.12，滑台一1.7与读数头一1.13采取螺栓连接，实时反馈导轨三1.11的位移数据，以实现主测头单元II位置姿态调整的全闭环，提高测量的准确性，移动电机一1.5和移动电机二1.6分别驱动两组丝杠机构，使滑台一1.7与滑台二1.9实现同步运动，进而带动水平连接板一1.8与水平连接板二1.10同步运动，为导轨三1.11提供了在Y轴方向上的一个移动自由度F1； 所述移动电机三1.14通过螺栓连接安装在导轨三1.11上，导轨三1.11与滑台三1.15构成移动副，滑台三1.15上通过螺栓固定垂直连接板一1.16，于垂直连接板一1.16上通过螺栓连接安装导轨四1.17；所述线性光栅二1.18通过螺栓连接安装在导轨三1.11上，滑台三1.15与读数头二1.19采取螺栓连接，实时反馈导轨四1.17的位移数据，以实现主测头单元II位置姿态调整的全闭环，提高测量的准确性，移动电机三1.14驱动丝杠机构，使滑台三1.15沿X轴方向运动，进而带动垂直连接板一1.16同步运动，为导轨四1.17提供了在X方向上的一个移动自由度F2； 所述移动电机四1.20通过螺栓连接安装在导轨四1.17上，导轨四1.17与滑台四1.21构成移动副，滑台四1.21上通过螺栓固定垂直连接板二1.22，通过垂直连接板二1.22来安装主测头单元II；所述线性光栅三1.23通过螺栓连接安装在导轨四1.17上，滑台四1.21与读数头三1.24采取螺栓连接，实时反馈主测头单元II的位移数据，以实现主测头单元II位置姿态调整的全闭环，移动电机四1.20驱动丝杠机构，使滑台四1.21沿Z轴方向运动，进而带动垂直连接板二1.22同步运动，为主测头单元II提供了在Z轴方向上的一个移动自由度F3； 所述导轨五1.25通过螺栓固定于光学平台1.2上，移动电机五1.26通过螺栓连接安装在导轨五1.25上，导轨五1.25与滑台五1.27构成移动副，滑台五1.27上采用螺栓连接固定水平连接板三1.28，水平连接板三1.28上通过螺栓连接安装导轨六1.29，线性光栅四1.30通过螺栓连接安装在光学平台1.2上，滑台五1.27与读数头四1.31采取螺栓连接，实时反馈导轨六1.29的位移数据，以实现副测头单元III位置姿态调整的全闭环，移动电机五1.26驱动丝杠机构，使滑台五1.27沿Y轴方向运动，进而带动水平连接板三1.28同步运动，为导轨六1.29提供了在Y轴上的一个移动自由度F4； 所述移动电机六1.32通过螺栓连接安装在导轨六1.29上，导轨六1.29与滑台六1.33构成移动副，滑台六1.33上采用螺栓连接固定垂直连接板三1.34，垂直连接板三1.34上通过螺栓连接固定导轨七1.35，线性光栅五1.36通过螺栓连接安装在导轨六1.29上，滑台六1.33与读数头五1.37采取螺栓连接，实时反馈导轨七1.35的位移数据，以实现副测头单元III位置姿态调整的全闭环，移动电机六1.32驱动丝杠机构，使滑台六1.33沿Z轴方向运动，进而带动垂直连接板三1.34同步运动，为导轨七1.35提供了在Z轴上的一个移动自由度F5； 所述移动电机七1.38通过螺栓连接安装在导轨七1.35上，导轨七1.35与滑台七1.39构成移动副，滑台七1.39上采用螺栓连接固定垂直连接板四1.40，通过垂直连接板四1.40来安装副测头单元III；线性光栅六1.41通过螺栓连接安装在导轨七1.35上，滑台七1.39与读数头六1.42采取螺栓连接，实时反馈副测头单元III的位移数据，以实现副测头单元III位置姿态调整的全闭环，移动电机七1.38驱动丝杠机构，使滑台七1.39沿X轴方向运动，进而带动垂直连接板四1.40同步运动，为副测头单元III提供了在X轴方向上的一个移动自由度F6； 所述主测头单元II包括支座2.1、测头连接板2.2、旋转电机一2.3、U形臂底座2.4、U形臂一2.5、U形臂二2.6、电机连接件2.7、旋转电机二2.8、旋转电机三2.9、测头连接件2.10、主测头2.11、主测头光平面2.12； 所述支座2.1通过螺栓固定于垂直连接板二1.22处，支座2.1上通过螺栓连接安装测头连接板2.2；所述旋转电机一2.3采用螺栓连接安装在测头连接板2.2上，旋转电机一2.3通过联轴器连接U形臂底座2.4，由旋转电机一2.3为主测头单元II提供绕A轴旋转的驱动力；U形臂底座2.4两端分别通过螺栓固定U形臂一2.5和U形臂二2.6，为后续主测头2.11安装提供支撑；所述U形臂一2.5与U形臂二2.6之间采用螺杆固定电机连接件2.7，旋转电机二2.8通过联轴器与U形臂2.6连接，为U形臂提供绕B轴旋转的驱动力；所述旋转电机三2.9通过联轴器与电机连接件2.7连接，为旋转电机三2.9提供绕C轴旋转的驱动力，旋转电机三2.9与测头连接件2.10通过联轴器连接，测头连接件2.10上通过螺栓固定主测头2.11，通过旋转电机一2.3、旋转电机二2.8和旋转电机三2.9提供的驱动力，为主测头2.11提供了在空间上的三个旋转自由度F7、F8、F9； 所述副测头单元III包括旋转电机四3.1、旋转电机五3.2、旋转电机六3.3、副测头3.4、副测头光平面3.5； 所述副测头单元III的零件布局配置与主测头单元II相同，且两者的驱动方式原理一致； 所述旋转电机四3.1提供的驱动力，为副测头单元III提供了绕D轴旋转的一个自由度F10，通过旋转电机五3.2提供的驱动力，为副测头单元III提供了绕E轴旋转的一个自由度F11，通过旋转电机六3.3提供的驱动力，为副测头单元III提供了绕F轴旋转的一个自由度F12； 所述精密转台单元IV包括转台立柱4.1、转台连接板4.2、转台电机4.3、精密转台4.4、三爪卡盘连接板4.5、圆光栅读数头4.6、圆光栅4.7、三爪卡盘4.8、待测齿轮4.9； 所述光学平台1.2中央上通过螺钉安装转台立柱4.1，为精密转台单元IV提供稳固支撑；转台立柱4.1上通过螺栓连接安装转台连接板4.2，转台连接板4.2上采用螺栓固定安装精密转台4.4，转台电机4.3通过联轴器与精密转台4.4连接，进而提供转台旋转所需的驱动力；精密转台4.4通过其上端定位孔与三爪卡盘连接板4.5同轴安装，精密转台4.4上通过螺栓连接安装圆光栅读数头4.6，三爪卡盘连接板4.5上通过螺栓连接固定圆光栅4.7，工作时随着精密转台4.4的转动，圆光栅读数头4.6进行角度信号的读取，进而实时高精度的反馈精密转台4.4的旋转角度；三爪卡盘连接板4.5上通过螺栓固定三爪卡盘4.8，且使其相互间的中心线重合，三爪卡盘4.8将待测齿轮4.9约束后再夹紧，最终使待测齿轮4.9与精密转台4.4同中心轴线转动，因此线结构光传感器相对于待测齿轮4.9增加了一个转动自由度F13。

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