CN108685238A - 一种可控制活动的人体下肢软体假人的制作方法及假人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可控制活动的人体下肢软体假人的制作方法及假人，所述假人的制作包括如下操作：通过三维人体扫描获得人体三维扫描模型；对人体三维扫描模型进行尺寸调整，构建人体三维模型；对人体三维数据进行分层建模，分别构建人体骨骼层、肌肉层、皮下组织及脂肪层、皮肤层的三维模型，并分别依次制作仿真骨骼层、仿真肌肉层、仿真皮下组织及脂肪层、仿真皮肤层，同时在仿真骨骼之间安装电机传动装置，使所述电机传动装置代替仿真关节，同时使所述电机传动装置电连接有控制单元。本发明制作的假人可以逼真的模拟人体各种动作形态，可以准确的测试女性下体各个动作形态下服装压力，模拟效果与真实数据吻合。

Description

一种可控制活动的人体下肢软体假人的制作方法及假人

技术领域

本发明涉及一种可控制活动的人体下肢软体假人的制作方法及假人，属于纺织服装领域人体模架技术领域。

背景技术

随着我国服装行业的发展，人们的穿着方式越来越多样化，对服装舒适性的要求也越来越高，其中压力舒适性作为服装舒适性重要的组成部分也越来越受到人们的关注。目前对服装压力的测量主要是采用真人样本进行测量，真人服装压力测量具有以下不足：招募测量对象需要花费大量时问，成本较高，与测量对象皮肤直接接触引起的生理和心理不舒适等。人们迫切需要一种可以代替人体进行服装压力测量和评价的模型，人台是指应用于服装领域中的假人模型，作为真人的替代品，人台是沟通人体和服装的媒介，在服装产业中发挥着巨大的作用，通过人台，设计师可以直观地看出款式美观性和尺寸合适度。因此，研发一款体表形态仿真，具有与人体极其相似的柔软性能，具有一定体型代表性的的服装压力测试评价用人台是日前国内服装业和教育科研急需的科技产品之一，并且人台的仿真度越高越有利于帮助人们通过人台实现服装的舒适性和评价舒适性。

目前柔性人台的研究正处于探索阶段，柔性人台的研发机构过少，主要是高校和研究所，并且柔性人台种类单一，绝大多数为紧身服装的试穿和设计而研发，例如：中国专利CN201220726890.0中公开了一种多功能柔性人台，CN201210572563.9中公开了一种多功能柔性人台及其制作方法，上述专利所公开的柔性人台是根据皮肤弹性、软组织硬度和厚度等数据，找出等效的高分子材料对人体不同区域进行仿真模拟；用三维人体扫描获取单个人体的三维体表形态数据和骨骼三维数据，构建计算机虚拟人台模型，制作多功能柔性人台；人台的骨骼层由快速成型技术打印得到；肌肉层的材料为海绵，其浇注在骨骼层的外部；皮肤层的材料为硅胶，其浇注在肌肉层的外部；乳房是按照实际尺寸在模具里浇注形成。上述柔性人台虽然可替代现有的硬质人台进行服装设计和立体裁剪，可代替真人进行服装试穿，尤其是内衣产品的试穿，但是上述人台容易变形，不利于后期服装压力测量，因此不能用于服装压力测试评价，并且上述人台采用的是单个样本的人体数据，人台尺寸获取或基于经验或基于个人，体型不具有群体代表性，且人台的号型规格不全，不成体系。

目前用于服装压力测量的柔性人台的研究正处于探索阶段，相关报道较少，中国专利CN200710172236.3公开了一种可活动式女性下体软体假人，所述假人(人台)包括假人主体和固定的底盘支架两部分，假人主体为由内向外依次分为四层：骨骼模型及人工关节、乳胶海绵、聚氨酯热缩弹性体及气囊装置、仿皮肤布。中国专利CN200810202241.9公开了一种用于服装压力测试的关节可调节式女性上体软体假人，所述假人(人台)由内向外依次分为三层：骨骼模型及人工关节、乳胶海绵及聚氨酯热缩弹性体，液体硅胶和仿皮肤布。上述人台可以仿真模拟人体各种动作形态，示范女性不同动作形态下的着装效果和舒适度，有助于对真人进行各个动作形态下服装压力预测。但是上述人台是采用万向轴连接装置和蜗杆连接装置来模拟人体动作形态，使用的时候只能采用手掰的方式来改变人台的动作形态，使用不方便且不易逼真模拟人体各种动作形态，模拟效果较差，并且为了达到关节可活动的效果，位于肩部、胸部和膝盖处的金属转轴外露，不能完整地表现人体，模拟效果与真实数据相差较大，同时也使得人台表面的光滑性欠佳。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种可用于服装动态压力测试的可控制活动的人体下肢软体假人的制作方法及假人。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可控制活动的人体下肢软体假人的制作方法，包括如下步骤：

a)通过三维人体扫描获得人体三维扫描模型；

b)对人体三维扫描模型进行尺寸调整，使其符合国际标准体人体尺寸，构建人体三维模型；

c)根据人体三维模型中得到的人体不同层次软组织的厚度数据，对人体三维数据进行分层建模，分别构建人体骨骼层、肌肉层、皮下组织及脂肪层、皮肤层的三维模型；

d)根据构建的人体骨骼层三维模型，采用3D打印技术制作仿真骨骼层；

e)所述仿真骨骼层包括模仿人体下肢的仿真骨骼和仿真关节，在仿真骨骼之间安装电机传动装置，使所述电机传动装置代替仿真关节，同时使所述电机传动装置电连接有控制单元；

f)根据构建的人体肌肉层三维模型，选择材料，制作模具，浇筑材料，制成仿真肌肉层，并将仿真肌肉层固定于仿真骨骼层外；

g)根据构建的人体皮下组织及脂肪层三维模型，选择材料，制作模具，浇筑材料，制成仿真皮下组织及脂肪层，并将仿真皮下组织及脂肪层固定于仿真肌肉层外；

h)根据构建的人体皮肤层三维模型，选择材料，制成仿真皮肤层，并将仿真皮肤层固定于仿真皮下组织及脂肪层外，即得所述可控制活动的人体下肢软体假人。

一种可控制活动的人体下肢软体假人，包括假人主体，所述假人主体由内而外依次包括仿真骨骼层、仿真肌肉层、仿真皮下组织及脂肪层、仿真皮肤层，所述仿真骨骼层包括模仿人体下肢的仿真骨骼和仿真关节，包括控制单元，所述仿真关节由连接在仿真骨骼之间的电机传动装置构成，所述电机传动装置与控制单元电连接。

作为一种实施方案，所述仿真骨骼包括仿真股骨、仿真髋骨、仿真胫骨，所述仿真关节包括仿真髋关节和仿真膝关节，所述仿真髋关节由连接在仿真股骨与仿真髋骨之间的电机传动装置A构成，所述仿真膝关节由连接在仿真股骨与仿真胫骨之间的电机传动装置B构成，所述电机传动装置A和电机传动装置B分别与控制单元电连接。

作为优选方案，所述电机传动装置A包括伺服电机A、齿轮A和固定卡板，所述伺服电机A设于仿真髋骨上，且伺服电机A的传动轴从仿真髋骨的髋臼处穿出并与仿真股骨相连接，所述齿轮A设于仿真股骨上，且齿轮A的传动轴的一端与伺服电机A的传动轴相连接，另一端贯穿仿真股骨并与固定卡板相连接，所述固定卡板的上端与仿真髋骨固定连接，下端与齿轮A的传动轴旋转转动连接，所述伺服电机A与控制单元电连接。

作为进一步优选方案，所述仿真股骨的上端设有与齿轮A相适配的齿轮凹槽，齿轮A安装于齿轮凹槽内。

作为进一步优选方案，所述仿真髋骨的髋臼处设有髋臼状槽，所述固定卡板的上端插在髋臼状槽内与仿真髋骨的髋臼固定连接。

作为进一步优选方案，齿轮A的传动轴与固定卡板的连接处设有定位螺丝。

作为进一步优选方案，所述仿真髋骨上设有电机固定片A，所述伺服电机A通过电机固定片A固定于仿真髋骨上。

作为进一步优选方案，齿轮A为螺旋伞齿轮。

作为优选方案，所述电机传动装置B包括伺服电机B、齿轮B和连接杆，所述伺服电机B设于仿真股骨的下端，且伺服电机B的传动轴位于仿真股骨的踝间窝处，所述齿轮B与伺服电机B的传动轴相连接，且齿轮B的传动轴的两端分别穿过并固定于仿真股骨的内侧踝和外侧踝上，所述连接杆的上端与齿轮B的传动轴转动连接，下端与仿真胫骨固定连接，所述伺服电机B与控制单元电连接。

作为进一步优选方案，齿轮B的传动轴与仿真股骨的内侧踝和外侧踝的连接处设有定位螺丝。

作为进一步优选方案，所述仿真股骨的下端设有电机固定片B，所述伺服电机B通过电机固定片B固定于仿真股骨的下端。

作为进一步优选方案，齿轮B的传动轴与连接杆的连接处设有定位螺丝。

作为进一步优选方案，齿轮B为螺旋伞齿轮。

作为优选方案，所述仿真骨骼包括仿真髌骨，所述仿真髌骨通过高弹皮筋连接于仿真股骨与仿真胫骨之间。

作为一种实施方案，所述控制单元包括伺服驱动器，所述伺服驱动器与电机传动装置电连接。

作为优选方案，伺服驱动器的数量与电机传动装置的数量相适配，伺服驱动器与电机传动装置一一对应连接，相邻设置的伺服驱动器相互连接。

作为优选方案，所述控制单元包括主控制器，所述主控制器与伺服驱动器通讯连接。

作为一种实施方案，所述仿真骨骼的材料为PVC材料。

作为一种实施方案，所述仿真肌肉层的材料为聚氨酯材料。

作为一种实施方案，所述仿真皮下组织及脂肪层的材料为硅胶。

作为一种实施方案，所述仿真皮肤层的材料为光滑高弹面料。

作为一种实施方案，包括用于固定假人主体的底盘支架。

作为优选方案，所述底盘支架包括底座、冲孔网板、支撑杆和悬挂杆，所述冲孔网板的下端垂直固定于底座上，所述支撑杆的一端固定于冲孔网板的上边缘，另一端固定于底座上，所述悬挂杆设于冲孔网板的侧面上部，用于悬挂假人主体。

作为进一步优选方案，所述冲孔网板的侧面上部沿着水平方向设有三角支撑杆，所述悬挂杆设于三角支撑杆的顶点。

作为进一步优选方案，所述悬挂杆为空心金属管。

相较于现有技术，本发明的有益技术效果在于：

本发明提供的假人，以国际标准体人体尺寸为依据，体型具有代表性，仿真关节由对应的电机传动装置构成，且电机传动装置与控制单元电连接，控制单元驱动控制电机传动装置运动，从而可以自由控制假人逼真的模拟人体各种动作形态，模拟效果好，不仅可以很好的示范女性下装不同动作形态下的着装效果和舒适度，而且可以准确的测试女性下体各个动作形态下服装压力，以及研究不同动态下压力的变化情况，并有助于对真人进行服装压力预测；同时，电机传动式的仿真关节也避免了金属转轴外露，可以完整地表现人体，模拟数据与真实数据吻合，也使得假人表面的光滑性较好，结构简单，自动化程度高，使用方便，具有极强的实用价值，值得广泛推广应用。

附图说明

图1是本发明实施例提供的人体下肢软体假人的结构示意图；

图2是本发明实施例中所述的假人主体中仿真骨骼层、仿真肌肉层、仿真皮下组织及脂肪层、仿真皮肤层之间的位置关系示意图；

图3是本发明实施例中所述的仿真髋关节的结构示意图；

图4是仿真髋关节中齿轮凹槽的结构示意图；

图5是本发明实施例中所述的仿真膝关节的结构示意图；

图6是仿真膝关节中伺服电机B和齿轮B的安装示意图；

图7是仿真膝关节中齿轮B与连接杆的连接示意图；

图8是仿真膝关节中齿轮B的结构示意图；

图中标号示意如下：1、假人主体；11、仿真骨骼层；111、仿真骨骼；1111、仿真股骨；11111、仿真股骨的齿轮凹槽；11112、仿真股骨的踝间窝；11113、仿真股骨的内侧踝；11114、仿真股骨的外侧踝；1112、仿真髋骨；11121、仿真髋骨的髋臼；1113、仿真胫骨；1114、仿真髌骨；1115、仿真腓骨；1116、仿真盆骨；112、仿真关节；1121、电机传动装置A(即仿真髋关节)；11211、伺服电机A；11212、齿轮A；11213、固定卡板；11214、电机固定片A；1122、电机传动装置B(即仿真膝关节)；11221、伺服电机B；11222、齿轮B；112221、齿轮B的传动轴；11223、连接杆；11224、定位螺丝；11225、电机固定片B；11226、高弹皮筋；12、仿真肌肉层；13、仿真皮下组织及脂肪层；14、仿真皮肤层；2、控制单元；21、伺服驱动器；22、主控制器；3、底盘支架；31、底座；32、冲孔网板；33、支撑杆；34、悬挂杆；35、三角支撑杆；4、电缆。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步清楚、完整地描述。

实施例1

结合图1至图8所示：本实施例提供的一种可控制活动的人体下肢软体假人，包括假人主体1，所述假人主体1由内而外依次包括仿真骨骼层11、仿真肌肉层12、仿真皮下组织及脂肪层13、仿真皮肤层14，所述仿真骨骼层11包括模仿人体下肢的仿真骨骼111和仿真关节112，包括控制单元2，所述仿真关节112由连接在仿真骨骼之间的电机传动装置构成，所述电机传动装置与控制单元2电连接。

参见图1、图3和图5所示，所述仿真骨骼111包括仿真股骨1111、仿真髋骨1112、仿真胫骨1113，所述仿真关节112包括仿真髋关节和仿真膝关节，所述仿真髋关节由连接在仿真股骨1111与仿真髋骨1112之间的电机传动装置A1121构成，所述仿真膝关节由连接在仿真股骨1111与仿真胫骨1113之间的电机传动装置B1122构成，所述电机传动装置A1121和电机传动装置B1122分别与控制单元2电连接。通过控制单元2控制电机传动装置A1121和电机传动装置B1122，即可控制仿真髋关节和仿真膝关节进行活动，进而控制假人模拟真人进行行走、下蹲、座下等各种动作形态。

参见图3和图4所示，所述电机传动装置A1121(即仿真髋关节)包括伺服电机A11211、齿轮A11212和固定卡板11213，所述伺服电机A11211设于仿真髋骨1112上，且伺服电机A11212的传动轴从仿真髋骨1112的髋臼11121处穿出并与仿真股骨1111相连接，所述齿轮A11212设于仿真股骨1111上，且齿轮A11212的传动轴的一端与伺服电机A11211的传动轴相连接，另一端贯穿仿真股骨1111并与固定卡板11213相连接，所述固定卡板11213的上端与仿真髋骨1112固定连接，下端与齿轮A11212的传动轴旋转转动连接，固定卡板11213起到连接仿真髋骨1112与仿真股骨1111的作用，所述伺服电机A11211与控制单元2电连接。控制单元2驱动伺服电机A11211，伺服电机A11211带动齿轮A 11212，齿轮A11212带动固定卡板11213摆动，进而使得仿真髋骨1112与仿真股骨1111相对活动，从而可以逼真模拟人体髋关节的各种运动形态。

参见图4所示，所述仿真股骨1111的上端设有与齿轮A11212相适配的齿轮凹槽11111，齿轮A11212安装于齿轮凹槽11111内，所述齿轮凹槽11111可以直接在仿真股骨1111的上端加工而成，与仿真股骨1111成一体化设置，具体的可以将仿真股骨1111的上端凹处加工成齿轮凹槽11111。齿轮A11212可以为螺旋伞齿轮，传动更为平稳。

所述仿真髋骨的髋臼11121处设有髋臼状槽(未显示)，所述固定卡板11213的上端插在髋臼状槽内与仿真髋骨的髋臼11121固定连接。齿轮A11212的传动轴与固定卡板11213的连接处设有定位螺丝(未显示)，以防止固定卡板11213滑出。

参见图3所示，所述仿真髋骨1112上设有电机固定片A11214，所述伺服电机A11211通过电机固定片11214A固定于仿真髋骨1112上，以增强伺服电机A11211的稳固性。

参见图5至图8所示，所述电机传动装置B(即仿真膝关节)1122包括伺服电机B11221、齿轮B11222和连接杆11223，所述伺服电机B11221设于仿真股骨1111的下端，且伺服电机B11221的传动轴位于仿真股骨1111的踝间窝11112处，所述齿轮B11222与伺服电机B11221的传动轴相连接(具体的可以将齿轮B11222设于伺服电机B11221的传动轴上)，且齿轮B11222的传动轴112221的两端分别穿过并固定于仿真股骨1111的内侧踝11113和外侧踝11114上，所述连接杆11223的上端与齿轮B11222的传动轴112221转动连接(见图7所示)，下端与仿真胫骨1113固定连接，所述连接杆11223起到连接仿真股骨1111与仿真胫骨1113的作用，所述伺服电机B11221与控制单元2电连接。控制单元2驱动伺服电机B11221，伺服电机B11221带动齿轮B11222传动，进而带动连接杆11223活动，进而使得仿真股骨1111与仿真胫骨1113之间可以相对活动，从而可以逼真模拟人体膝关节的各种运动形态。

参见图5和图6所示，齿轮B11222的传动轴112221与仿真股骨1111的内侧踝11113和外侧踝11114的连接处设有定位螺丝11224，具体使用时，可以将齿轮B11222设于伺服电机B11221的传动轴上，齿轮B11222的传动轴112221的两端分别穿过并固定于仿真股骨1111的内侧踝11113和外侧踝11114且与伺服电机B11221的传动轴上的齿轮B11222垂直咬合，以进一步保障电机传动装置B(即仿真膝关节)的活动灵活性，保障电机传动装置B(即仿真膝关节)模拟的逼真性。

参见图6所示，所述仿真股骨1111的下端设有电机固定片B11225，所述伺服电机B11221通过电机固定片B11225固定于仿真股骨1111的下端，具体的可以直接在仿真股骨1111的下端加工一个与伺服电机B11221相适配的卡槽，然后将伺服电机B11221安装于卡槽中，再用电机固定片B11225固定，从而将伺服电机B11221固定于仿真股骨1111的下端，并使得电机固定片B11225与仿真股骨1111基本成一体。

齿轮B11222的传动轴112221与连接杆11223的连接处设有定位螺丝11224，以防止连接杆11223滑出。另外，齿轮B11222也为螺旋伞齿轮，传动更为平稳。

参见图5所示，所述仿真骨骼111包括仿真髌骨1114，所述仿真髌骨1114通过高弹皮筋11226连接于仿真股骨1111与仿真胫骨1113之间，以进一步逼真模拟人体真实的膝关节部位。

参见图5所示，所述仿真骨骼111还可以包括仿真腓骨1115，仿真腓骨1115按照人体腓骨与胫骨的连接位置设于仿真胫骨1113的一侧即可，其与仿真胫骨1113的连接方式参照常规的连接方式即可，此处不再一一赘述。

参见图1所示，所述仿真骨骼111还可以包括仿真盆骨1116，仿真盆骨1116参照常规的安装连接方式按照人体盆骨的所在位置模拟安装即可，此处不再一一赘述。

参见图1所示，所述控制单元2包括伺服驱动器21，所述伺服驱动器21与电机传动装置电连接，具体的与电机传动装置中的伺服电机电连接，由伺服驱动器21驱动伺服电机进而驱动电机传动装置整体。本实施例中伺服驱动器21与电机传动装置A(即仿真髋关节)1121和电机传动装置B(即仿真膝关节)1122电连接，具体的伺服驱动器21分别与电机传动装置A1121中的伺服电机A11211和电机传动装置B1122中的伺服电机B11221电连接，由伺服驱动器21驱动伺服电机A11211和伺服电机B11221使得假人模拟人体的各种动作形态。具体的伺服驱动器21与伺服电机A11211和伺服电机B11221之间可以通过电缆电连接。

伺服驱动器21的数量与电机传动装置的数量相适配，伺服驱动器21与电机传动装置一一对应连接，相邻设置的伺服驱动器21相互连接，本实施例中仿真关节112由连接在仿真骨骼之间的电机传动装置构成，例如：所述仿真髋关节由连接在仿真股骨1111与仿真髋骨1112之间的电机传动装置A1121构成，所述仿真膝关节由连接在仿真股骨1111与仿真胫骨1113之间的电机传动装置B1122构成，由于人体髋关节与膝关节各自为两个，因此电机传动装置的数量设置为四个，相应的伺服驱动器21的数量设置为四个，每个伺服驱动器21对应一个电机传动装置。

参见图1所示，所述控制单元2包括主控制器22，所述主控制器22与伺服驱动器21通讯连接，例如：每个伺服驱动器21与对应的电机传动装置中的伺服电机通过电缆4(见图5所示，可以采用HIPERFACE DSL接口电缆)电连接，然后相邻的伺服驱动器21之间通过网线(例如：以太网线)连接，同时所有的伺服驱动器21通过网线(例如：以太网线)整体与主控制器22(可以采用EtherCAT主站控制器)连接。这样通过主控制器22协同控制各伺服驱动器21进而协同控制伺服电机(电机传动装置)运动，达到模拟人体下肢不同运动状态的效果，仿真度更高。

所述仿真骨骼111的材料为PVC材料。所述仿真肌肉层12的材料为聚氨酯材料。所述仿真皮下组织及脂肪层13的材料为硅胶。所述仿真皮肤层14的材料为光滑高弹面料。各层材料的选择，使得所述假人虽然是多层结构但是各层之间可以相互粘附在一起，制作工艺简单。

参见图1所示，所述假人还包括用于固定假人主体1的底盘支架3。所述底盘支架3包括底座31(可以为金属底座)、冲孔网板32、支撑杆33和悬挂杆34，所述冲孔网板32的下端垂直固定于底座31上，所述支撑杆33的一端固定于冲孔网板32的上边缘，另一端固定于底座31上，所述悬挂杆34设于冲孔网板32的侧面上部，用于悬挂假人主体1，使用的时候可以将假人主体1悬挂并固定在底盘支架3上，然后通过控制单元2控制假人模拟人体各种动作形态。

所述冲孔网板32的侧面上部沿着水平方向设有三角支撑杆35，所述悬挂杆34设于三角支撑杆35的顶点，以进一步扩大假人主体1的活动范围，更为逼真的模拟人体各种动作形态。

所述悬挂杆35可以采用强度较高的空心金属管，以更好的悬挂固定假人主体1。同时参见图1可见，控制单元2中的伺服驱动器21和主控制器22均可固定于冲孔网板32上，节约空间的同时更方便控制假人主体模拟人体各种动作形态。伺服驱动器21安装于冲孔网板32上时，电缆5的一端连接在各电机传动装置中的伺服电机(例如：图5中的伺服电机B11221)上，另一端可以从空心金属管中穿出与相应的伺服驱动器21连接。

本发明的人体下肢软体假人可以为男性下肢软体假人也可以为女性下肢软体假人，本实施例中以女性下肢软体假人为例进行描述，由于男性下肢软体假人的运动原理与女性下肢软体假人类似，此处就不再一一赘述。

一种制作上述可控制活动的人体下肢软体假人的方法，包括如下步骤：

a)通过三维人体扫描获得人体三维扫描模型；

b)对人体三维扫描模型进行尺寸调整，使其符合国际标准体人体尺寸(例如：本实施例中选取女子160/84A标准体人体尺寸作为人体模型各部位尺寸依据，然后根据女子160/84A标准体中关键部位尺寸，对三维人体扫描模型进行尺寸调整，使其符合女子160/84A标准体人体尺寸)，构建人体三维模型；

c)根据人体三维模型中得到的人体不同层次软组织的厚度数据，对人体三维数据进行分层建模，分别构建人体骨骼层、肌肉层、皮下组织及脂肪层、皮肤层的三维模型；

d)根据构建的人体骨骼层三维模型，采用3D打印技术制作仿真骨骼层11；

e)所述仿真骨骼层11包括模仿人体下肢的仿真骨骼111和仿真关节112，在仿真骨骼111之间安装电机传动装置，使所述电机传动装置代替仿真关节112，同时使所述电机传动装置电连接有控制单元2(例如：本实施例中所述仿真骨骼111包括仿真股骨1111、仿真髋骨1112、仿真胫骨1113，所述仿真关节112包括仿真髋关节和仿真膝关节，在仿真股骨1111与仿真髋骨1112之间安装电机传动装置A1121，在仿真股骨1111与仿真胫骨1113之间安装电机传动装置B1122，使电机传动装置A1121和电机传动装置B1122分别代替仿真髋关节和仿真膝关节，同时使电机传动装置A1121和电机传动装置B1122分别电连接有控制单元2)；

f)根据构建的人体肌肉层三维模型，选择材料(本实施例中选用聚氨酯材料)，制作模具，浇筑材料，制成仿真肌肉层12，并将仿真肌肉层12固定于仿真骨骼层11外；

g)根据构建的人体皮下组织及脂肪层三维模型，选择材料(本实施例中选用硅胶)，制作模具，浇筑材料，制成仿真皮下组织及脂肪层13，并将仿真皮下组织及脂肪层13固定于仿真肌肉层12外；

h)根据构建的人体皮肤层三维模型，选择材料(本实施例中选用光滑高弹面料)，制成仿真皮肤层14，并将仿真皮肤层14固定(例如：缝合)于仿真皮下组织及脂肪层13外，即得所述可控制活动的人体下肢软体假人。

从上述制作方法可见，本发明的可控制活动的人体下肢软体假人，以国际标准体人体尺寸为依据，体型具有代表性，结构简单、制作方法简单且精度高，便于规模化生产。

所述可控制活动的人体下肢软体假人的使用方法如下：

将假人悬挂固定后(本实施例中将假人主体1悬挂固定于底盘支架3上)，确认相应的电机传动装置分别与控制单元2电连接(本实施例中确认电机传动装置A1121和电机传动装置B1122中的伺服电机A11211和伺服电机B11221分别与控制单元2中的伺服驱动器21电连接，同时伺服驱动器21与主控制器22通讯连接)，控制单元2驱动假人主体1中的代替仿真关节112的电机传动装置进行运动(本实施例中具体驱动代替仿真关节112中仿真髋关节和仿真膝关节的电机传动装置A1121和电机传动装置B1122进行运动)，从而模拟出人体各种动作形态(例如：行走、下蹲、坐下等)，相较于传统的手掰方式，本发明可以自由控制假人逼真的模拟人体各种动作形态，模拟更为灵活，模拟效果更为逼真，模拟数据与真实数据更为吻合，不仅可以很好的示范女性下装不同动作形态下的着装效果和舒适度，而且可以准确的测试女性下体各个动作形态下服装压力，以及研究不同动态下压力的变化情况，并有助于对真人进行服装压力预测；同时，该软体假人应用于服装人体工程学中，不仅能够降低科研成本和节省空间，提高服装压力舒适性研究的工作效率，并使服装压力测试标准能尽可能客观和统一，为服装舒适性的进一步研究和企业的实际应用提供一个很好的信息载体和重要的技术平台。

最后有必要在此指出的是：以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可控制活动的人体下肢软体假人的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)通过三维人体扫描获得人体三维扫描模型；

b)对人体三维扫描模型进行尺寸调整，使其符合国际标准体人体尺寸，构建人体三维模型；

c)根据人体三维模型中得到的人体不同层次软组织的厚度数据，对人体三维数据进行分层建模，分别构建人体骨骼层、肌肉层、皮下组织及脂肪层、皮肤层的三维模型；

d)根据构建的人体骨骼层三维模型，采用3D打印技术制作仿真骨骼层；

e)所述仿真骨骼层包括模仿人体下肢的仿真骨骼和仿真关节，在仿真骨骼之间安装电机传动装置，使所述电机传动装置代替仿真关节，同时使所述电机传动装置电连接有控制单元；

f)根据构建的人体肌肉层三维模型，选择材料，制作模具，浇筑材料，制成仿真肌肉层，并将仿真肌肉层固定于仿真骨骼层外；

g)根据构建的人体皮下组织及脂肪层三维模型，选择材料，制作模具，浇筑材料，制成仿真皮下组织及脂肪层，并将仿真皮下组织及脂肪层固定于仿真肌肉层外；

h)根据构建的人体皮肤层三维模型，选择材料，制成仿真皮肤层，并将仿真皮肤层固定于仿真皮下组织及脂肪层外，即得所述可控制活动的人体下肢软体假人。

2.一种可控制活动的人体下肢软体假人，其特征在于：包括假人主体，所述假人主体由内而外依次包括仿真骨骼层、仿真肌肉层、仿真皮下组织及脂肪层、仿真皮肤层，所述仿真骨骼层包括模仿人体下肢的仿真骨骼和仿真关节，包括控制单元，所述仿真关节由连接在仿真骨骼之间的电机传动装置构成，所述电机传动装置与控制单元电连接。

3.根据权利要求2所述的可控制活动的人体下肢软体假人，其特征在于：所述仿真骨骼包括仿真股骨、仿真髋骨、仿真胫骨，所述仿真关节包括仿真髋关节和仿真膝关节，所述仿真髋关节由连接在仿真股骨与仿真髋骨之间的电机传动装置A构成，所述仿真膝关节由连接在仿真股骨与仿真胫骨之间的电机传动装置B构成，所述电机传动装置A和电机传动装置B分别与控制单元电连接。

4.根据权利要求3所述的可控制活动的人体下肢软体假人，其特征在于：所述电机传动装置A包括伺服电机A、齿轮A和固定卡板，所述伺服电机A设于仿真髋骨上，且伺服电机A的传动轴从仿真髋骨的髋臼处穿出并与仿真股骨相连接，所述齿轮A设于仿真股骨上，且齿轮A的传动轴的一端与伺服电机A的传动轴相连接，另一端贯穿仿真股骨并与固定卡板相连接，所述固定卡板的上端与仿真髋骨固定连接，下端与齿轮A的传动轴旋转转动连接，所述伺服电机A与控制单元电连接。

5.根据权利要求4所述的可控制活动的人体下肢软体假人，其特征在于：所述仿真髋骨上设有电机固定片A，所述伺服电机A通过电机固定片A固定于仿真髋骨上。

6.根据权利要求3所述的可控制活动的人体下肢软体假人，其特征在于：所述电机传动装置B包括伺服电机B、齿轮B和连接杆，所述伺服电机B设于仿真股骨的下端，且伺服电机B的传动轴位于仿真股骨的踝间窝处，所述齿轮B与伺服电机B的传动轴相连接，且齿轮B的传动轴的两端分别穿过并固定于仿真股骨的内侧踝和外侧踝上，所述连接杆的上端与齿轮B的传动轴转动连接，下端与仿真胫骨固定连接，所述伺服电机B与控制单元电连接。

7.根据权利要求6所述的可控制活动的人体下肢软体假人，其特征在于：所述仿真股骨的下端设有电机固定片B，所述伺服电机B通过电机固定片B固定于仿真股骨的下端。

8.根据权利要求2所述的可控制活动的人体下肢软体假人，其特征在于：所述控制单元包括伺服驱动器，所述伺服驱动器与电机传动装置电连接。

9.根据权利要求8所述的可控制活动的人体下肢软体假人，其特征在于：所述控制单元包括主控制器，所述主控制器与伺服驱动器通讯连接。

10.根据权利要求1所述的可控制活动的人体下肢软体假人，其特征在于：包括用于固定假人主体的底盘支架。