曲率半径测量设备及其测量方法

摘要

一种曲率半径测量设备及其测量方法。该曲率半径测量设备包括第一基台、测微仪和移动装置。第一基台用于固定被测件；测微仪包括触头，触头被配置为在测量过程中保持与被测件的弧形表面接触，并获得触头沿触头轴向方向移动的第一位移量；移动装置被配置为使得第一基台和触头在相对于第一基台的垂直方向和水平方向上相对移动，并获得第一基台在水平方向上移动时的第二位移量。该曲率半径测量设备可以实现曲率半径的逆向测量，同时还可以降低成本。

权利要求

1.一种曲率半径测量设备，包括：

第一基台，用于固定被测件；

测微仪，包括触头，所述触头被配置为在测量过程中保持与所述被测件的弧形表面接触，并获得所述触头沿所述触头轴向方向移动的第一位移量；

移动装置，被配置为使得所述第一基台和所述触头在相对于所述第一基台的垂直方向和水平方向上相对移动，并获得所述第一基台在所述水平方向上移动时的第二位移量；

还包括角度测量仪和旋转装置，其中，

所述旋转装置和所述触头连接，且被配置为使得所述触头在所述水平方向和所述垂直方向限定的第一平面内旋转；

所述角度测量仪被配置为获得所述触头在所述第一平面内旋转时的旋转角度；

其中，所述移动装置包括：

第二基台，与所述第一基台平行设置；

垂直升降装置，与所述第二基台连接且被配置为使得所述第二基台在所述垂直方向上移动；

水平移动装置，固定在所述第二基台上且与所述第一基台连接，且被配置为使得所述第一基台相对于所述第二基台和所述触头在所述水平方向上移动。

2.根据权利要求1所述的曲率半径测量设备，其中，所述水平移动装置包括第一丝杠和第一电机；

所述第一丝杠与所述第一基台以及所述第一电机连接；

所述第一电机被配置为使得所述第一丝杠旋转，从而带动所述第一基台在所述水平方向上移动。

3.根据权利要求2所述的曲率半径测量设备，其中，所述水平移动装置还包括光栅尺；

所述光栅尺设置在所述第一基台和所述第二基台上，且被配置为获得所述第二位移量。

4.根据权利要求1所述的曲率半径测量设备，其中，所述垂直升降装置包括第二丝杠和第二电机；

所述第二丝杠与所述第二基台以及所述第二电机连接；

所述第二电机被配置为使得所述第二丝杠旋转，从而带动所述第二基台在所述垂直方向上移动。

5.根据权利要求1所述曲率半径测量设备，其中，所述旋转装置包括轴承和第三电机；

所述轴承和所述触头连接，所述第三电机被配置为使得所述轴承旋转并带动所述触头旋转，且所述轴承的轴向垂直于所述第一平面。

6.根据权利要求5所述的曲率半径测量设备，其中，所述角度测量仪为圆光栅，所述圆光栅设置在所述轴承上。

7.根据权利要求5所述的曲率半径测量设备，还包括支柱，其中，所述轴承固定在所述支柱上，所述轴承的轴向与所述支柱的延伸方向垂直。

8.根据权利要求1-7任一项所述的曲率半径测量设备，其中，所述测微仪包括电感测微仪。

9.根据权利要求1-7任一项所述的曲率半径测量设备，其中，所述第一基台上设置有限位台和固定件，所述限位台和所述固定件用于固定所述被测件。

10.一种用于权利要求1所述的曲率半径测量设备的测量方法，包括：将所述被测件固定于所述第一基台上；

调整所述移动装置，使得所述触头相对于所述第一基台移动到基准位置且所述触头和所述被测件的弧形表面接触；

调整所述移动装置，使得所述触头相对于所述第一基台移动N次以分别到达N个位置；

分别记录所述触头从所述基准位置移动到所述N个位置时的所述第一位移量和所述第二位移量；以及根据N个所述第一位移量和N个所述第二位移量获得所述被测件的弧形表面的至少一部分的曲率半径；

或者：

调整所述旋转装置，使得所述触头相对于所述第一基台移动N次以分别到达N个位置；

分别记录所述触头从所述基准位置移动到所述N个位置时的所述第一位移量和所述旋转角度；以及根据N个所述第一位移量和N个所述旋转角度获得所述被测件的弧形表面的至少一部分的曲率半径；其中，在测量过程中，所述触头与所述被测件的弧形表面保持接触，N为大于等于1的整数。

11.根据权利要求10所述的测量方法，其中，所述触头相对于所述第一基台移动N次以分别到达N个位置包括所述触头从所述基准位置移动到第一位置和从所述基准位置移动到第二位置；

所述根据N个所述第一位移量和N个所述第二位移量获得所述被测件的弧形表面的至少一部分的曲率半径包括：将所述基准位置与所述被测件的弧形表面对应的曲率圆心在所述水平方向上的距离记作l，将所述基准位置与所述第一基台在所述垂直方向上的距离记作d，将所述被测件的弧形表面对应的曲率半径记作R，l、d以及R满足第一等式：l2+(R-d)2＝R2；

将所述触头从所述基准位置移动到所述第一位置过程中的所述第二位移量记作l1，将所述触头从所述基准位置移动到所述第一位置过程中的所述第一位移量记作d1，l1和d1满足第二等式：(l+l1)2+(R-d-d1)2＝R2；

将所述触头从所述基准位置移动到所述第二位置过程中的所述第二位移量记作l2，将所述触头从所述基准位置移动到所述第二位置过程中的所述第一位移量记作d2，l2和d2满足第三等式：(l+l2)2+(R-d-d2)2＝R2；以及根据所述第一等式、所述第二等式以及所述第三等式计算获得所述曲率半径。

12.根据权利要求11所述的测量方法，其中，N为大于2的整数，所述根据N个所述第一位移量和N个所述第二位移量获得所述被测件的弧形表面的至少一部分的曲率半径包括：根据N个所述第一位移量和N个所述第二位移量获得N+1个等式；

从所述N+1个等式中随机抽取三个，根据该三个等式获得l和d；以及将l和d代入所述N+1个等式以获得所述曲率半径。

说明书

曲率半径测量设备及其测量方法

技术领域

[0001] 本公开的实施例涉及一种曲率半径测量设备及其测量方法。

背景技术

[0002] 随着越来越多的电子产品采用曲面显示屏，用于该曲面显示屏的盖板玻璃也得到了飞速发展，该盖板玻璃通常为具有弧形表面的曲面玻璃。曲面玻璃的弧形表面的参数例如曲率半径不仅会影响电子产品的组装，而且还会影响曲面显示屏的显示功能与触控功能。所以，当曲面玻璃加工完成后，对该曲面玻璃弧形表面的曲率半径的逆向测量就显得尤为重要。

发明内容

[0003] 本公开至少一实施例提供一种曲率半径测量设备，包括：第一基台，用于固定被测件；测微仪，包括触头，所述触头被配置为在测量过程中保持与所述被测件的弧形表面接触，并获得所述触头沿所述触头轴向方向移动的第一位移量；移动装置，被配置为使得所述第一基台和所述触头在相对于所述第一基台的垂直方向和水平方向上相对移动，并获得所述第一基台在所述水平方向上移动时的第二位移量。

[0004] 例如，在本公开一实施例提供的曲率半径测量设备中，所述移动装置包括：第二基台，与所述第一基台平行设置；垂直升降装置，与所述第二基台连接且被配置为使得所述第二基台在所述垂直方向上移动；水平移动装置，固定在所述第二基台上且与所述第一基台连接，且被配置为使得所述第一基台相对于所述第二基台和所述触头在所述水平方向上移动。

[0005] 例如，在本公开一实施例提供的曲率半径测量设备中，所述水平移动装置包括第一丝杠和第一电机。所述第一丝杠与所述第一基台以及所述第一电机连接；所述第一电机被配置为使得所述第一丝杠旋转，从而带动所述第一基台在所述水平方向上移动。

[0006] 例如，在本公开一实施例提供的曲率半径测量设备中，所述水平移动装置还包括光栅尺。所述光栅尺设置在所述第一基台和所述第二基台上，且被配置为获得所述第二位移量。

[0007] 例如，在本公开一实施例提供的曲率半径测量设备中，所述垂直升降装置包括第二丝杠和第二电机。所述第二丝杠与所述第二基台以及所述第二电机连接；所述第二电机被配置为使得所述第二丝杠旋转，从而带动所述第二基台在所述垂直方向上移动。

[0008] 例如，本公开一实施例提供的曲率半径测量设备还包括角度测量仪和旋转装置。所述旋转装置和所述触头连接，且被配置为使得所述触头在所述水平方向和所述垂直方向限定的第一平面内旋转；所述角度测量仪被配置为获得所述触头在所述第一平面内旋转时的旋转角度。

[0009] 例如，在本公开一实施例提供的曲率半径测量设备中，所述旋转装置包括轴承和第三电机。所述轴承和所述触头连接，所述第三电机被配置为使得所述轴承旋转并带动所述触头旋转，且所述轴承的轴向垂直于所述第一平面。

[0010] 例如，在本公开一实施例提供的曲率半径测量设备中，所述角度测量仪为圆光栅，所述圆光栅设置在所述轴承上。

[0011] 例如，本公开一实施例提供的曲率半径测量设备还包括支柱，所述轴承固定在所述支柱上，所述轴承的轴向与所述支柱的延伸方向垂直。

[0012] 例如，在本公开一实施例提供的曲率半径测量设备中，所述测微仪包括电感测微仪。

[0013] 例如，在本公开一实施例提供的曲率半径测量设备中，所述第一基台上设置有限位台和固定件，所述限位台和所述固定件用于固定所述被测件。

[0014] 本公开至少一实施例还提供一种用于本公开的实施例提供的曲率半径测量设备的测量方法，包括：将所述被测件固定于所述第一基台上；调整所述移动装置，使得所述触头相对于所述第一基台移动到基准位置且所述触头和所述被测件的弧形表面接触；调整所述移动装置，使得所述触头相对于所述第一基台移动N次以分别到达N个位置；分别记录所述触头从所述基准位置移动到所述N个位置时的所述第一位移量和所述第二位移量；以及根据N个所述第一位移量和N个所述第二位移量获得所述被测件的弧形表面的至少一部分的曲率半径；其中，在测量过程中，所述触头与所述被测件的弧形表面保持接触，N为大于等于1的整数。

[0015] 例如，在本公开一实施例提供的测量方法中，所述触头相对于所述第一基台移动N次以分别到达N个位置包括所述触头从所述基准位置移动到第一位置和从所述基准位置移动到第二位置。所述根据N个所述第一位移量和N个所述第二位移量获得所述被测件的弧形表面的至少一部分的曲率半径包括：将所述基准位置与所述被测件的弧形表面对应的曲率圆心在所述水平方向上的距离记作l，将所述基准位置与所述第一基台在所述垂直方向上的距离记作d，将所述被测件的弧形表面对应的曲率半径记作R，l、d以及R满足第一等式：l2+(R-d)2＝R2；将所述触头从所述基准位置移动到所述第一位置过程中的所述第二位移量记作l1，将所述触头从所述基准位置移动到所述第一位置过程中的所述第一位移量记作d1，l1和d1满足第二等式：(l+l1)2+(R-d-d1)2＝R2；将所述触头从所述基准位置移动到所述第二位置过程中的所述第二位移量记作l2，将所述触头从所述基准位置移动到所述第二位置过程中的所述第一位移量记作d2，l2和d2满足第三等式：(l+l2)2+(R-d-d2)2＝R2；以及根据所述第一等式、所述第二等式以及所述第三等式计算获得所述曲率半径。

[0016] 例如，在本公开一实施例提供的测量方法中，N为大于2的整数，所述根据N个所述第一位移量和N个所述第二位移量获得所述被测件的弧形表面的至少一部分的曲率半径包括：根据N个所述第一位移量和N个所述第二位移量获得N+1个等式；从所述N+1个等式中随机抽取三个，根据该三个等式获得l和d；将l和d代入所述N+1个等式以获得所述曲率半径。

[0017] 本公开至少一实施例还提供一种用于本公开的实施例提供的曲率半径测量设备的测量方法，包括：将所述被测件固定于所述第一基台上；调整所述移动装置，使得所述触头相对于所述第一基台移动到基准位置且所述触头和所述被测件的弧形表面接触；调整所述旋转装置，使得所述触头相对于所述第一基台移动N次以分别到达N个位置；分别记录所述触头从所述基准位置移动到所述N个位置时的所述第一位移量和所述旋转角度；以及根据N个所述第一位移量和N个所述旋转角度获得所述被测件的弧形表面的至少一部分的曲率半径；其中，在测量过程中，所述触头与所述被测件的弧形表面保持接触，N为大于等于1的整数。

附图说明

[0018] 为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。

[0019] 图1为本公开一实施例提供的一种曲率半径测量设备的示意图；

[0020] 图2A为第一基台的俯视图；

[0021] 图2B为第一基台的侧视图；

[0022] 图3为本公开的一实施例中的测微仪的示意图；

[0023] 图4为第一基台在水平方向上移动后的示意图；

[0024] 图5为第二基台在垂直方向上移动后的示意图；

[0025] 图6为本公开一实施例中的水平移动装置的示意图；

[0026] 图7为本公开一实施例提供的另一种曲率半径测量设备的示意图；

[0027] 图8为图7部分结构的侧视图；

[0028] 图9为本公开的一实施例提供的一种测量方法的示意图一；

[0029] 图10为本公开的一实施例提供的一种测量方法的示意图二；

[0030] 图11为本公开的一实施例提供的另一种测量方法的示意图一；以及

[0031] 图12为本公开的一实施例提供的另一种测量方法的示意图二。

具体实施方式

[0032] 为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

[0033] 除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

[0034] 在曲率半径测量技术中，目前通常采用光学测量技术，光学测量技术以光学原理为基础，以计算机图形处理为主要手段。例如，首先通过扫描或拍照的方式获得被测件的一张图，然后再与设计图进行对比，以获知该被测件是否满足设计要求。采用光学测量技术的优势是测试速度快，能对比成品与设计之间的误差，但其也存在以下缺点：1、需要专业的光学仪器(例如干涉仪等)，成本较高；2、对被测件(例如盖板玻璃)本身要求较为严苛，盖板玻璃上残留的油墨或其它物质会严重的影响测量结果，无法进行有效的逆向测量；3、当曲率半径比较小时(例如为4mm)，会造成发射光的强度较高，从而导致测量误差偏高。

[0035] 针对上述光学测量技术中存在的问题，本公开至少一实施例提供一种曲率半径测量设备，该曲率半径测量设备包括第一基台、测微仪和移动装置。第一基台用于固定被测件；测微仪包括触头，触头被配置为在测量过程中保持与被测件的弧形表面接触，并获得触头沿触头轴向方向移动的第一位移量；移动装置被配置为使得第一基台和触头在相对于第一基台的垂直方向和水平方向上相对移动，并获得第一基台在水平方向上移动时的第二位移量。

[0036] 本公开至少一实施例还提供对应于上述曲率半径测量设备的测量方法。

[0037] 本公开的实施例提供的曲率半径测量设备和测量方法，可以在不知道设计参数的情形下进行测量以实现逆向测量；同时在被测件表面存在残留物质的情形下也可以进行有效测量；另外，由于不需要专业的光学仪器，还可以降低测量成本。

[0038] 下面结合附图对本公开的实施例及其示例进行详细说明。

[0039] 本公开的至少一个实施例提供一种曲率半径测量设备，如图1所示，该测量设备包括第一基台100、测微仪200(图1中未示出，参见图3)以及移动装置300。

[0040] 该第一基台100用于固定被测件10。例如，如图2A和图2B所示，图2A为第一基台100的俯视图，图2B为第一基台100的侧视图。如图2A所示，第一基台100上设置有限位台110和固定件120，限位台110和固定件120用于固定被测件10。例如，在固定被测件10时，首先将被测件的一侧紧靠限位台110，然后再用固定件120将被测件10固定在第一基台100上。例如，当第一基台100的材料为金属时，固定件120可以采用磁铁，例如该磁铁的外形为立方体。需要说明的是，本公开的实施例对固定件120的类型和数量不作限定，只要可以将被测件10牢固地固定在第一基台100上即可。

[0041] 另外，在本公开的实施例中，被测件10可以为具有弧形表面的曲面玻璃。例如，弧形表面位于曲面玻璃的边缘。例如，该曲面玻璃中的两个长边为弧形，即双曲面玻璃；又例如，该曲面玻璃的四个边均为弧形，即四曲面玻璃。例如，该曲面玻璃可以用于曲面显示屏以作为盖板玻璃，从而可以保护曲面显示屏。需要说明的是，本公开的实施例中的被测件10不限于上述曲面玻璃，还可以是其它具有弧形表面的结构。

[0042] 该测微仪200包括触头210，触头210被配置为在测量过程中保持与被测件10的弧形表面接触，并获得触头210沿触头210的轴向方向移动的第一位移量。例如，如图1所示，触头210的外形为长条形，则该触头210的轴向方向为该触头210的延伸方向。例如，如图1所示，触头210包括设置于一侧的接触部211，在测试过程中，测微仪的触头可以伸缩，从而保持接触部211与被测件10的弧形表面接触。例如，该接触部211可以采用硬质材料制成，例如采用红宝石制成，并且接触部211外形呈球形，从而可以嵌入在触头210中。

[0043] 例如，如图3所示，测微仪200除了包括触头210外，还可以包括线缆220和数据处理装置230。线缆220与触头210以及数据处理装置230连接，使得触头210和数据处理装置230之间可以进行通讯。例如，触头210和数据处理装置230上都设置有通讯接口，该通讯接口包括但不限于RS232、RS485、以太网、GPIB、USB、光纤等。当然，触头210和数据处理装置230之间也可以不设置线缆220，而采用无线通讯方式进行通讯，本公开对触头210和数据处理装置230之间的通讯方式不作限定，只要可以实现数据传输即可。

[0044] 例如，在测量过程中，当触头210沿触头210的轴向方向移动时，可以产生多个脉冲信号，该脉冲信号通过线缆220传输至数据处理装置230，数据处理装置230对接收到的脉冲信号进行处理即可得到第一位移量。例如，数据处理装置230可以采用计算机；又例如，数据处理装置230可以采用具有数据处理功能的专用板卡，例如单片机等。例如，数据处理装置230可以连接一显示屏，从而实现第一位移量的实时显示。

[0045] 在本公开的实施例中，测微仪200可以是任何适当类型、结构的，例如可以采用市售的电感测微仪等，本公开的实施例包括但不限于此。

[0046] 如图1所示，移动装置300被配置为使得第一基台100和触头210在相对于第一基台100的垂直方向和水平方向上相对移动，并获得第一基台100在水平方向上移动时的第二位移量。在不同实施例中，移动装置300可以驱动第一基台100，或者驱动触头210，从而使得二者相对移动，下面以移动装置300驱动第一基台100为例进行说明，本公开的实施例不限于该情形。

[0047] 需要说明的是，在本公开的实施例中，垂直方向和水平方向均是相对于第一基台100而言的。例如垂直方向为垂直于第一基台100表面的方向，水平方向为平行于第一基台
100表面的方向。当然，如果第一基台100的表面和地平面平行，则本公开实施例中的水平方向即为与地平面平行的方向，垂直方向即为与地平面垂直的方向。

[0048] 例如，在开始测量时，可以控制移动装置300使得第一基台100和触头210在垂直方向上相对移动，从而使得触头210与被测件10的弧形表面接触，例如，此时触头210的位置为基准位置。然后，控制移动装置300使得第一基台100和触头210在水平方向上和垂直方向上均相对移动，从而使得触头210从基准位置开始分别到达N个位置。例如，在此过程中，第一基台100只在水平方向上移动，而在垂直方向上不移动；触头210只在垂直方向上移动(伸缩)，而在水平方向上不移动。

[0049] 由于被测件10被固定在第一基台100上，所以第一基台100在水平方向上移动时也会带动被测件10在水平方向上移动。由于触头210可以沿触头210的轴向方向移动，所以可以保证触头210在测量过程中与被测件10的弧形表面接触。

[0050] 本公开的实施例提供的曲率半径测量设备，通过控制移动装置300使得第一基台100和触头210相对移动多次，获得多个第一位移量和多个第二位移量，然后对多个第一位移量和多个第二位移量进行处理即可获得被测件10的弧形表面的至少一部分的曲率半径。
本公开的实施例提供的曲率半径测量设备可以实现曲率半径的逆向测量，尤其适用于被测件的曲率半径较大(例如为50mm～80mm)的情形。

[0051] 本公开的至少一实施例提供的曲率半径测量设备，可以在不知道设计参数的情形下进行测量以实现逆向测量；同时在被测件表面存在残留物质的情形下也可以进行有效测量；另外，由于不需要专业的光学仪器，还可以降低测量成本。

[0052] 例如，在一个实施例中，如图1所示，移动装置300包括第二基台310、垂直升降装置320以及水平移动装置330。

[0053] 例如，第二基台310与第一基台100平行设置，例如第一基台100通过一对彼此平行的导轨(未示出)设置在第二基台310上。水平移动装置330固定在第二基台310上且与第一基台100连接，且被配置为使得第一基台100相对于第二基台310和触头210在水平方向上，沿着导轨移动。

[0054] 例如，在一个示例中，如图1所示，水平移动装置330包括第一丝杠331和第一电机332。第一丝杠331与第一基台100以及第一电机332连接。第一电机332被配置为使得第一丝杠331旋转，从而带动第一基台100在水平方向上移动。例如，第一丝杠331通过连接件130与第一基台100连接。例如，连接件130为套接在第一丝杠331上且与第一基台100固定连接的一个部件，当第一电机332控制第一丝杠331进行旋转时，连接件130在第一丝杠331上相应地运动，从而可以带动第一基台100前进或者后退，从而实现第一基台100在水平方向上的移动。图4示出了一种第一基台100在水平方向移动后的示意图。

[0055] 在本公开的实施例中，例如第一电机332可以采用伺服电机或步进电机。根据第一电机332产生的旋转角度以及第一丝杠331的轴距就可以获得第二位移量。

[0056] 例如，如图1所示，垂直升降装置320与第二基台310连接且被配置为使得第二基台310在垂直方向上移动。由于垂直升降装置320与第二基台310连接，所以当垂直升降装置
320在垂直方向上移动时可以带动第二基台310移动。

[0057] 例如，如图1所示，在一个示例中，垂直升降装置320包括第二丝杠322和第二电机323。第二丝杠322与第二基台310以及第二电机323连接。第二电机323被配置为使得第二丝杠322旋转，从而带动第二基台310在垂直方向上移动。

[0058] 例如，如图1所示，本公开的实施例提供的曲率半径测量设备还可以包括底座400，垂直升降装置320固定在底座400上，从而使得该曲率半径测量设备在测量过程中更加稳定。例如，在一个示例中，可以在底座400和第二基台310之间设置缓冲支撑件321，从而使得第二基台310在垂直方向上移动时对第二基台310起到支撑缓冲作用。该缓冲支撑件321例如为压缩弹簧等。图5示出了一种第二基台310在垂直方向移动后的示意图。

[0059] 需要说明的是，本公开的实施例对垂直升降装置320的具体实现方式不作限定，只要是可以带动第二基台310在垂直方向上移动的装置即可。另外，第二电机323可以采用伺服电机或步进电机，本公开的实施例对第二电机323的类型不作限定。

[0060] 在本公开的一个实施例中，如图6所示，水平移动装置330还包括光栅尺333，光栅尺333设置在第一基台100和第二基台310上，且被配置为获得所述第二位移量。

[0061] 例如，如图6所示，光栅尺333包括光栅尺定尺3330和光栅尺动尺3331。例如，将光栅尺定尺设置在第二基台310上，而将光栅尺动尺设置在第一基台100上。当第一基台100相对于第二基台310在水平方向上移动时，光栅尺动尺3331随着第一基台100移动，根据光栅的光学原理就可以获得第二位移量。本公开的实施例通过设置光栅尺333可以提高获得的第二位移量的精度。

[0062] 本公开的一个实施例提供的曲率半径测量设备，如图7和图8所示，还进一步包括角度测量仪500和旋转装置600。需要说明的是，由于旋转装置600的遮挡，所以在图7中未示出角度测量仪500。图8为图7中部分部件的侧视图。

[0063] 该旋转装置600和触头210连接，且被配置为使得触头210在水平方向和垂直方向限定的第一平面内旋转。例如，如图8所示，在一个示例中，旋转装置600包括轴承610和第三电机620。轴承610和触头210连接，第三电机620被配置为使得轴承610旋转并带动触头210旋转，且轴承610的轴向垂直于第一平面。

[0064] 需要说明的是，第三电机620可以采用伺服电机或步进电机，本公开的实施例对第三电机620的类型不作限定。

[0065] 例如，如图8所示，本公开的实施例提供的曲率半径测量设备还可以包括支柱700，轴承610固定在支柱700上，轴承610的轴线与支柱700的延伸方向垂直。例如，第三电机620可以设置在支柱700上。例如，支柱700是固定在地面上的，从而可以保证测量过程中的稳定性。需要说明的是，在本公开的实施例中，也可以不设置支柱700，而直接将旋转装置600固定在其它地方，例如将旋转装置600的轴承610直接固定于墙壁上，本公开的实施例对此不作限定。

[0066] 该角度测量仪500被配置为获得触头210在第一平面内旋转时的旋转角度。例如，在一个示例中，如图8所示，角度测量仪500可以采用圆光栅，圆光栅设置在轴承610上。例如，轴承610通常包括外圈固定件和内圈旋转件，圆光栅包括圆光栅定尺和圆光栅动尺，将圆光栅定尺设置在轴承610的外圈固定件上，而将圆光栅动尺设置在轴承610的内圈旋转件上，从而在轴承的内圈旋转件旋转时，圆光栅可以获得触头210的旋转角度。

[0067] 需要说明的是，本公开的实施例不限定角度测量仪500的具体类型，只要是可以获得触头210在第一平面内旋转时的旋转角度即可。

[0068] 例如，针对被测件10的弧形表面的曲率半径(例如为3mm～5mm)比较小的情形，在开始测量时，可以控制移动装置300使得第一基台100和触头210在垂直方向上相对移动，从而使得触头210与被测件10的弧形表面接触，例如，此时触头210的位置为基准位置。然后保持第一基台100不动，旋转触头210以使得触头210从基准位置开始分别到达N个位置。在旋转过程中，触头210保持与被测件10的弧形表面接触，并获得多个第一位移量和多个旋转角度，然后对该多个第一位移量和多个旋转角度进行处理即可获得被测件10的弧形表面的至少一部分的曲率半径。

[0069] 本公开的实施例提供的曲率半径测量设备通过设置旋转装置600和角度测量仪500可以提高测量的灵活性，不仅可以适用于被测件的曲率半径较大的情形，同时还可以适用于被测件的曲率半径较小的情形。

[0070] 本公开的实施例还提供一种用于上述曲率半径测量设备的测量方法，该测量方法包括以下操作。

[0071] 步骤S100：将被测件10固定于第一基台100上；

[0072] 步骤S200：调整移动装置300，使得触头210相对于第一基台100移动到基准位置且触头210和被测件10的弧形表面接触；

[0073] 步骤S300：调整移动装置300，使得触头210相对于第一基台100移动N次以分别到达N个位置；

[0074] 步骤S400：分别记录触头210从基准位置移动到N个位置时的第一位移量和第二位移量；以及

[0075] 步骤S500：根据N个第一位移量和N个第二位移量获得被测件10的弧形表面的至少一部分的曲率半径。

[0076] 在测量过程中，触头210与被测件10的弧形表面保持接触，N为大于等于1的整数。需要说明的是，在本公开的实施例中，触头210与被测件10的弧形表面接触表示触头210的接触部211与被测件10接触；另外，触头210的位置表示触头210的接触部211的位置。以下各实施例与此相同，不再赘述。

[0077] 例如，在步骤S100中，如图2A所示，可以采用固定件120将被测件10固定于第一基台100上。

[0078] 例如，在步骤S200中，如图7所示，可以采用垂直升降装置320使得第一基台100在垂直方向上升高，直到触头210和被测件10的弧形表面接触，并将此时触头210的位置记作基准位置，如图9中左侧所示。

[0079] 例如，在步骤S300中，如图7所示，可以采用水平移动装置330使得第一基台100在水平方向上移动，由于被测件10固定在第一基台100上，所以被测件10也在水平方向上移动。第一基台100每次移动时，触头210都相对于第一基台100到达一个位置，第一基台100移动N次，触头210分别到达N个位置，将第N次移动时触头210到达的位置记作第N位置，例如如图9中右侧所示。

[0080] 在实施步骤S300时，例如，触头210每次相对于第一基台100移动时，都将第一位移量和第二位移量记录下来，即完成步骤S400。例如，采用测微仪200获取第一位移量；例如，当曲率半径测量设备包括光栅尺333时，可以采用光栅尺333获取第二位移量。当在步骤S300中移动N次时，则在步骤S400中可以获得N个第一位移量和N个第二位移量。

[0081] 然后，可以实施步骤S500，对在步骤S400中获得的N个第一位移量和N个第二位移量进行处理以获得被测件10的弧形表面的至少一部分的曲率半径。

[0082] 例如，在一个示例中，上述步骤S300包括触头210从基准位置移动到第一位置和从基准位置移动到第二位置。在这种情形下，上述步骤S500包括以下操作。

[0083] 步骤S510：将基准位置与被测件10的弧形表面对应的曲率圆心在水平方向上的距离记作l，将基准位置与第一基台100在垂直方向上的距离记作d，将被测件10的弧形表面对应的曲率半径记作R，l、d以及R满足第一等式：l2+(R-d)2＝R2；

[0084] 步骤S520：将触头210从基准位置移动到第一位置过程中的第二位移量记作l1，将触头210从基准位置移动到第一位置过程中的第一位移量记作d1，l1和d1满足第二等式：(l+l1)2+(R-d-d1)2＝R2；

[0085] 步骤S530：将触头210从基准位置移动到第二位置过程中的第二位移量记作l2，将触头210从基准位置移动到第二位置过程中的第一位移量记作d2，l2和d2满足第三等式：(l+l2)2+(R-d-d2)2＝R2；以及

[0086] 步骤S540：根据第一等式、第二等式以及第三等式计算获得曲率半径。

[0087] 图10中示出了触头210在基准位置和第N位置两种情形下的各个参量之间的关系，即第一等式和第N+1等式。需要说明的是，虽然图10中未示出第一位置和第二位置的情形，但将ln和dn中的n分别换作1和2即可得到第二等式和第三等式。因为有l、d以及R共三个未知量，所以通过求解第一等式、第二等式以及第三等式组成的方程组即可以获得曲率半径R。

[0088] 需要说明的是，在上述计算时，如果在基准位置时的l和d中的一个为已知量的话，则只需要两个等式即可求解曲率半径R，在这种情形下，触头只需要从基准位置移动到第一位置即可。

[0089] 例如，在另一个示例中，上述步骤S500包括以下操作。

[0090] 步骤S550：根据N个第一位移量和N个第二位移量获得N+1个等式；

[0091] 步骤S560：从N+1个等式中随机抽取三个，根据该三个等式获得l和d；以及[0092] 步骤S570：将l和d代入N+1个等式以获得曲率半径。

[0093] 在步骤S550中，获得N+1个等式，例如该N+1个等式如下所示：

[0094] l2+(R-d)2＝R2(第一等式)；

[0095] (l+l1)2+(R-d-d1)2＝R2(第二等式)；

[0096] (l+l2)2+(R-d-d2)2＝R2(第三等式)；

[0097] …

[0098] (l+ln)2+(R-d-dn)2＝R2(第N+1等式)。

[0099] 然后执行步骤S560，从上述N+1个等式中随机抽取三个，根据该三个等式可以求得l和d。然后执行步骤S570，将l和d代入上述N+1个等式可以求得N+1个R值。最后例如将该N+1个R值求取平均值以获得最终的曲率半径R。采用这种方式可以降低获得的曲率半径R的误差，从而提高测量精度。

[0100] 例如，在另一个示例中，如图9所示，考虑第一基台100与地平面不完全平行的情形，例如第一基台100与地平面的夹角为α。在这种情形下，上述N+1个等式变为如下等式：

[0101] l2+(R-d)2＝R2(第一等式)；

[0102] (l+l1)2+(R-d-d1+l1sinα)2＝R2(第二等式)；

[0103] (l+l2)2+(R-d-d2+l2sinα)2＝R2(第三等式)；

[0104] …

[0105] (l+ln)2+(R-d-dn+lnsinα)2＝R2(第N+1等式)。

[0106] 下面描述在本示例中如何求取曲率半径R的最优解，首先要为夹角α设定一个区间，例如为-0.05≤α≤0.05。例如，在第一次计算时，夹角α可以选取上次求取曲率半径R最优解时对应的夹角α或者根据以往经验选取。例如第一次夹角α取值为0.02。将α＝0.02代入到上述N+1个等式，然后从该N+1个等式中随机抽取3个，计算得到l和d的值，再将l和d的值代入上述N+1个等式得到N+1个R值(R0～RN)，最后根据如下公式获得测量误差值σ。

[0107]

[0108] 例如，预先设定一个误差预设值，例如为0.01，当求得的差值σ小于该误差预设值时，即认为此时求解的曲率半径在预设误差范围内，可以将曲率半径的均值 作为最终曲率半径的测量值。当求得的差值σ大于等于该误差预设值时，则继续求解。

[0109] 例如，第二次计算时，夹角α取值为0.018，然后采用和第一次计算时相同的方法求得测量误差值σ并判断是否满足要求，如果不满足继续改变α的取值继续求解，直到求得的测量误差值σ满足要求。

[0110] 例如，夹角α的取值可以设定一个变化方向以及变化速度，例如从0.02开始减小，每次减小0.002。当然，本公开包括但不限于次，夹角α还可以采取其它方式变化。采用上述方法，可以进一步提高曲率半径R的测量精度。

[0111] 需要说明的是，在考虑触头210的接触部211的半径的情形下，最终求得的曲率半径的测量值还要加上接触部211的半径。

[0112] 上面描述的测量方法适用于曲率半径较大的情形，下面对曲率半径较小时采用的测量方法进行说明。

[0113] 本公开的实施例还提供一种用于上述曲率半径测量设备的测量方法，该测量方法包括以下操作。

[0114] 步骤S10：将被测件10固定于第一基台100上；

[0115] 步骤S20：调整移动装置300，使得触头210相对于第一基台100移动到基准位置且触头210和被测件10的弧形表面接触；

[0116] 步骤S30：调整旋转装置600，使得触头210相对于第一基台100移动N次以分别到达N个位置；

[0117] 步骤S40：分别记录触头210从基准位置移动到N个位置时的第一位移量和旋转角度；以及

[0118] 步骤S50：根据N个第一位移量和N个旋转角度获得被测件10的弧形表面的至少一部分的曲率半径。

[0119] 在测量过程中，触头210与被测件10的弧形表面保持接触，N为大于等于1的整数。

[0120] 步骤S10、步骤S20分别和步骤S100、步骤S200类似，可以参考上面对应的描述，这里不再赘述。

[0121] 例如，在步骤S30中，如图7所示，可以采用旋转装置600，使得触头210旋转以移动到N个位置，将第N次移动时触头210到达的位置记作第N位置，例如如图11中右侧所示。

[0122] 在实施步骤S30时，例如，触头210每旋转一次，都将第一位移量和旋转角度记录下来，即完成步骤S40。例如，采用测微仪200获取第一位移量；例如，当曲率半径测量设备包括圆光栅时，可以采用圆光栅获取触头210的旋转角度。当在步骤S30中旋转N次时，则在步骤S40中可以获得N个第一位移量和N个旋转角度。

[0123] 将触头从基准位置移动到第N位置的过程中的第一位移量记作bn，旋转角度记作θn，将触头210在基准位置时的长度记作a，将触头在第N位置时的长度记作ln，下面对步骤S50进行详细描述。

[0124] 需要说明的是，图12中所示的旋转轴为触头210进行旋转时围绕的轴，例如该旋转轴可以为轴承610的旋转轴。

[0125] 首先，如图12所示，根据N个第一位移量得到触头210在每个位置时的长度，得到N+1个等式如下所示：

[0126] l0＝a(基准位置)；

[0127] …

[0128] lm＝a+bm(第M位置)；

[0129] …

[0130] ln＝a+bn(第N位置)。

[0131] 例如，在考虑触头210在基准位置时的长度a存在测量误差Δa的情形下，上述N+1个等式变为如下等式：

[0132] l0＝a+Δa(基准位置)；

[0133] …

[0134] lm＝a+bm+Δa(第M位置)；

[0135] …

[0136] ln＝a+bn+Δa(第N位置)。

[0137] 首先，要为Δa设定一个区间，例如为-0.1≤Δa≤0.1。例如，在第一次计算时，Δa可以选取上次求取曲率半径R最优解时对应的Δa或者根据以往经验选取。例如第一次Δa取值为0.05。将Δa＝0.05代入到上述N+1个等式，以获得l0～ln，然后将l1～ln共N个数据随机分成N/2组，每组包括两个数据，需要说明的是，如果N为奇数的话，则可以随机去掉一个数据之后再分组。如图12所示，对每一组中的两个数据结合l0进行计算，得到如下等式：

[0138] (第M位置到第N位置的直线距离)；

[0139] (第M位置到基准位置的直线距离)；

[0140] (第N位置到基准位置的直线距离)。

[0141] 然后，根据基准位置、第M位置以及第N位置构成的三角形的三个边长(dmn、dm0以及dn0)可以得到该三角形的面积Si，如下所示。

[0142]

[0143] 然后，根据三角形的面积Si可以得到该组数据对应的曲率半径Ri，如下所示。

[0144] Ri＝(dmn+dm0+dn0)/4Si；

[0145] 采用上述方法对N/2组的数据进行处理以得到N/2个曲率半径Ri，最后根据如下公式获得测试误差值σ。

[0146]

[0147] 例如，预先设定一个误差预设值，例如为0.01，当求得的差值σ小于该误差预设值时，即认为此时求解的曲率半径在预设误差范围内，可以将曲率半径的均值 作为最终曲率半径的测量值。当求得的差值σ大于等于该误差预设值时，则继续求解。

[0148] 例如，第二次计算时，Δa取值为0.04，然后采用和第一次计算时相同的方法求得测量误差值σ并判断是否满足要求，如果不满足继续改变Δa的取值继续求解，直到求得的测量误差值σ满足要求。

[0149] 例如，Δa的取值可以设定一个变化方向以及变化速度，例如从0.05开始减小，每次减小0.01。当然，本公开包括但不限于次，，Δa还可以采取其它方式变化。采用上述方法，可以进一步提高曲率半径R的测量精度。

[0150] 需要说明的是，在考虑触头210的接触部211的半径的情形下，最终求得的曲率半径的测量值还要加上接触部211的半径。

[0151] 本公开的实施例提供了一种曲率半径测量设备并针对该曲率半径测量设备提出了相应的测量方法。例如，分别针对曲率半径较大(例如为50mm～80mm)和曲率半径较小(例如为3mm～5mm)的情形分别提出了相应的测量方法，从而提高了曲率半径测量的灵活性；同时，本公开提供的测量方法还可以提高测量精度。

[0152] 以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。