CN111297128B - 一种具备运动状态的服装模特机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及服装模特领域，尤其涉及一种具备运动状态的服装模特机器人，包括底座、模特本体，所述底座包括壳体、第一转轴、第二转轴、第一主动轮、第二被动轮、第一被动轮、第二主动轮、第一伺服电机、第二伺服电机、第一同步带、第二同步带、第一滑轨、第二滑轨、第一滑块、第二滑块、第一电推杆、第二电推杆，所述壳体上设有第一条形滑孔与第二条形滑孔，所述第一电推杆伸出第一条形滑孔，所述第二电推杆伸出第二条形滑孔，所述第一电推杆、第二电推杆分别伸入各脚部的转动腔内，且所述第一电推杆、第二电推杆分别与各脚部铰接相连。其解决了现有服装模特无法有效实现运动状态展示的技术问题。

Description

一种具备运动状态的服装模特机器人

技术领域

本发明涉及服装模特领域，尤其涉及一种具备运动状态的服装模特机器人。

背景技术

目前，人们对衣服的需求日益增加，同时更加关注衣服的整体美。衣服模特是向消费者展示衣服美感的一种有效手段。然而当前大部分衣服商店的衣服模特都是固定动作姿态的，有些大型衣服商店会有些具有活动关节的衣服模特，但这些活动关节的运动要靠人力去调整，而且在展示时仍然是静态的。总的来说，现在市场上的衣服模特拟人感好，但呆板，无法随时改变动作姿态，无法向消费者展示出衣服整体美的特点。

中国专利号：201510501170.2公开一种十六自由度衣服模特机器人，包括以下几部分：1)模特外部壳体模型：包括头部壳体、颈部壳体、躯干壳体、肩部壳体、上臂壳体、肘部壳体、前臂壳体、手部及腕部壳体和支架，其用于模拟人体外形，作为上身衣物的承载体，和连接和保护内部的机械结构；2)电动舵机：十六自由度衣服模特机器人壳体内部共有16个电动舵机，由头部舵机3个、左、右肩臂舵机各6个，腰部舵机1个组成，所述左、右肩臂舵机的每条肩臂的舵机由以下舵机组成：肩部舵机2个、上臂舵机1个、肘部舵机1个、前臂舵机1个、腕部舵机1个，其用于控制机器人的各部分关节的转动，使衣服模特机器人形成并保持一定的姿态，或从某种姿态以一定的路径向另一种姿态运动，同时承载静止和运动过程中产生的扭矩；其中，三个正交方向为x，y和z方向，所述z方向与沿着所述衣服模特机器人躯干的竖直向上的方向一致，所述x方向与所述衣服模特机器人正面垂直的方向一致，所述y方向与所述x方向、z方向两两正交的方向，所述3个头部舵机分别在所述x，y，z方向转动，所述躯干壳体通过与其内部相连的所述1个腰部舵机能够使其沿躯干壳体的中心轴线方向，即z方向转动，所述每条肩臂还包括下述特征：所述上臂壳体通过与所述肩部壳体内部相连的所述2个肩部舵机使上臂末端在x，y两个正交方向摆动，并通过所述1个上臂舵机使上臂沿上臂壳体中心轴线方向转动；所述前臂壳体通过与所述肘部壳体内部相连的所述1个肘部舵机使前臂末端在x方向摆动，并通过所述1个前臂舵机使前臂沿前臂壳体中心轴线方向转动，所述手部及腕部壳体通过与其内部相连的所述1个腕部舵机使其在x方向摆动；所述每条肩臂上的所述2个肩部舵机、1个上臂舵机、1个肘部舵机、1个前臂舵机和1个腕部舵机的转动角度的联动按照如下方式设定：其中一个肩部舵机的转动角度为a，则另一个肩部舵机的转动角度为k1×a，上臂舵机的转动角度为k2×a，肘部舵机的转动角度为k3×a，前臂舵机的转动角度为k4×a，腕部舵机的转动角度为k5×a，其中，k1、k2、k3、k4、k5均为正数，且满足k1+k2+k3+k4+k5＝3.09；3)舵机固定板及多个各类连接零件，其用于将所述模特机器人中的各种壳体及舵机以一定位置关系固定连接，并保证各关节能以其所需自由度顺畅转动。

这种十六自由度衣服模特机器人虽然可以实现上身的多个角度的自由运动，但是这种运动状态仅限于上半身的动作。在服装模特展示时，实际中上身的动作并不关键，而是其行走、运动状态的动作展示才是比较关键的，而上述的专利并不能实现这一功能。

发明内容

因此，针对上述的问题，本发明提出一种具备运动状态的服装模特机器人，其解决了现有服装模特无法有效实现运动状态展示的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种具备运动状态的服装模特机器人，包括底座、设于底座上的模特本体，所述底座包括壳体、可转动地设于壳体内的第一转轴、可转动地设于壳体内的第二转轴、固定设于第一转轴上的第一主动轮、可转动地设于第一转轴上的第二被动轮、可转动地设于第二转轴上的第一被动轮、固定设于第二转轴上的第二主动轮、设于壳体内用于驱动第一转轴的第一伺服电机、设于壳体内用于驱动第二转轴的第二伺服电机，所述第一主动轮与第一被动轮上包履有第一同步带，所述第二主动轮与第二被动轮上包履有第二同步带，所述壳体内位于第一同步带上方设有第一滑轨，所述壳体内位于第二同步带上方设有第二滑轨，所述第一滑轨上可左右滑动地设有第一滑块，所述第一滑块与第一同步带固定相连，所述第二滑轨上可左右滑动地设有第二滑块，所述第二滑块与第二同步带固定相连，所述第一滑块上设有第一电推杆、所述第二滑块上设有第二电推杆，所述壳体上设有第一条形滑孔与第二条形滑孔，所述第一条形滑孔位于第一滑轨上方，所述第二条形滑孔位于第二滑轨上方，所述第一电推杆伸出第一条形滑孔，所述第二电推杆伸出第二条形滑孔，所述模特本体包括躯干部、可拆卸地设于躯干部上的头部、可转动地设于躯干部上的两个大腿根部、可拆卸地设于大腿根部的大腿部、与大腿部铰接相连的小腿部、可拆卸地设于小腿部上的脚部、通过舵机可转动地设于躯干部上的两个肩关节部、可拆卸地设于肩关节部上的手臂，所述壳体的中部上设有一支撑杆，所述躯干部可拆卸地设于支撑杆上，所述脚部下端上设有转动腔，所述第一电推杆、第二电推杆分别伸入各脚部的转动腔内，且所述第一电推杆、第二电推杆分别与各脚部铰接相连。

进一步的，所述底座还包括一转动座，所述壳体可转动地设于转动座上，所述转动座上设有与转动电机，所述转动电机的转轴上设有一蜗杆，所述壳体的圆周外侧上设有与蜗杆配合的蜗轮。

进一步的，所述壳体下端面上设有上滚珠槽，所述转动座上端面上设有与上滚珠槽对应的下滚珠槽，所述上滚珠槽与下滚珠槽内卡置有复数个滚珠。

进一步的，所述底座上设有用于驱动躯干部上下升降的升降驱动装置。

进一步的，所述支撑杆为中空杆体，所述升降驱动装置包括设于壳体的底部上的第三电推杆、铰接设于第三电推杆的顶推杆，所述顶推杆穿过支撑杆抵靠于躯干部上，所述躯干部在顶推杆的推动下沿支撑杆上下运动。

通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：

1、通过第一电推杆、第二电推杆，可以有效实现脚部的抬起与放下的动作模拟。通过第一滑块、第二滑块的设置，可以有效实现脚部前后运动的状态模拟，由于躯干部位是固定不动的，这样就可以模拟出一个初步行进的动作状态。而通过舵机可转动地设于躯干部上的两个肩关节部可以实现双臂的摆动功能，从而实现更为有效的行走状态的模拟。另外，通过可拆卸地设于肩关节部上的手臂、可拆卸地设于大腿根部的大腿部、与大腿部铰接相连的小腿部、可拆卸地设于小腿部上的脚部的设置，可以有效实现模特本体的分解，从而实现衣物的穿着。其中由于小腿部与大腿部是铰接相连的、大腿根部与躯干部是铰接相连的，这样在脚部被抬起的时候，小腿部、大腿根部会有一定的状态，且第一滑块、第二滑块运动时，小腿部、大腿根部也会有一定的状态，从而实现一个较为逼真的行走状态的模拟。在设置时，两个脚部的最大间距小于80cm，也即各脚部的脚跟部位与躯干的中心的间距小于40cm，这样可以有效模拟出慢走、正常行走、快步行走、疾走等多种的运动状态。而通过第一转轴、第二转轴、第一主动轮、第一被动轮、第二主动轮、第二被动轮、第一同步带、第二同步带的设置，可以实现一个高效、简洁的驱动结构，从而有效实现行走的驱动实现。

2、转动座的设置，可以有效实现模特本体对多个角度的展示，由于这种转动并不需要较快的速度，采用蜗轮蜗杆的配合可以有效实现驱动的稳定性。

3、上滚珠槽、下滚珠槽、滚珠设置，可以有效实现底座、壳体之间的转动支撑，减少摩擦。

4、升降驱动装置的设置，可以实现躯干的上下运动。由于行走时，人体有时候会有些许的起伏，升降驱动装置的设置，可以有效实现起伏的模拟，从而实现一个更为拟真的行走状态。

附图说明

图1是本发明实施例一的结构示意图；

图2是本发明实施例一中底座俯视状态的结构示意图；

图3是本发明实施例二的结构示意图；

图4是躯干部的升降曲线状态图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

参考图1至图4，本实施例提供一种具备运动状态的服装模特机器人，包括底座、设于底座上的模特本体，所述底座包括壳体1、可转动地设于壳体1内的第一转轴21、可转动地设于壳体1内的第二转轴22、固定设于第一转轴21上的第一主动轮31、可转动地设于第一转轴21上的第二被动轮42、可转动地设于第二转轴22上的第一被动轮32、固定设于第二转轴22上的第二主动轮41、设于壳体1内用于驱动第一转轴21的第一伺服电机23、设于壳体1内用于驱动第二转轴22的第二伺服电机24，所述第一主动轮31与第一被动轮32上包履有第一同步带33，所述第二主动轮41与第二被动轮42上包履有第二同步带43，所述壳体1内位于第一同步带33上方设有第一滑轨34，所述壳体1内位于第二同步43带上方设有第二滑轨44，所述第一滑轨34上可左右滑动地设有第一滑块35，所述第一滑块35与第一同步带33固定相连，所述第二滑轨44上可左右滑动地设有第二滑块45，所述第二滑块45与第二同步带43固定相连，所述第一滑块35上设有第一电推杆36、所述第二滑块45上设有第二电推杆46，所述壳体1上设有第一条形滑孔11与第二条形滑孔12，所述第一条形滑孔11位于第一滑轨34上方，所述第二条形滑孔12位于第二滑轨44上方，所述第一电推杆36伸出第一条形滑孔11，所述第二电推杆46伸出第二条形滑孔12，所述模特本体包括躯干部91、可拆卸地设于躯干部91上的头部92、可转动地设于躯干部91上的两个大腿根部93、可拆卸地设于大腿根部93的大腿部94、与大腿部94铰接相连的小腿部95、可拆卸地设于小腿部95上的脚部96、通过舵机可转动地设于躯干部91上的两个肩关节部97、可拆卸地设于肩关节部97上的手臂98，所述壳体1的中部上设有一支撑杆5，所述躯干部91可拆卸地设于支撑杆5上，所述脚部96下端上设有转动腔961，所述第一电推杆36、第二电推杆46分别伸入各脚部96的转动腔961内，且所述第一电推杆36、第二电推杆46分别与各脚部96铰接相连。

所述底座还包括一转动座7，所述壳体1可转动地设于转动座7上，所述转动座7上设有与转动电机71，所述转动电机71的转轴上设有一蜗杆72，所述壳体1的圆周外侧上设有与蜗杆72配合的蜗轮721。所述壳体1下端面上设有上滚珠槽13，所述转动座7上端面上设有与上滚珠槽13对应的下滚珠槽73，所述上滚珠槽13与下滚珠槽73内卡置有复数个滚珠74。

所述底座上设有用于驱动躯干部上下升降的升降驱动装置。所述支撑杆5为中空杆体，所述升降驱动装置包括设于壳体1的底部上的第三电推杆81、铰接设于第三电推杆81的顶推杆82，所述顶推杆82穿过支撑杆5抵靠于躯干部91上，所述躯干部91在顶推杆82的推动下沿支撑杆5上下运动。

上述第一伺服电机、第二伺服电机、转动电机采用普通的伺服电机即可，上述第三电推杆、第二电推杆、第一电推杆采用普通的电推杆即可，这些配件均可以从市面上购得，已为公知。上述的第一滑杆、第二滑杆可以为方形等形状，最好避免采用圆形，这样可以有利于稳定性的增强。

上述躯干部在顶推杆82的推动下的上下位移的最高点与最低点小于10cm，且，参考图4所示，A、C、E、G为最低点，B、D、F为最高点，且各点之间的的转移是形成一个曲线的，这样可以形成一个较好的行走状态。一个弧形就表示一个脚部的抬起落下过程，也即A－B－C的过程，另外，从A－B的过程时间略小于B－C的过程时间，差值为0.1－0.2秒，而A－B－C的过程时间为0.5－1秒。这样不会形成一个较为僵硬的动作状态，使得行走的拟真状态更好。

1、通过第一电推杆、第二电推杆，可以有效实现脚部的抬起与放下的动作模拟。通过第一滑块、第二滑块的设置，可以有效实现脚部前后运动的状态模拟，由于躯干部位是固定不动的，这样就可以模拟出一个初步行进的动作状态。而通过舵机可转动地设于躯干部上的两个肩关节部可以实现双臂的摆动功能，从而实现更为有效的行走状态的模拟。另外，通过可拆卸地设于肩关节部上的手臂、可拆卸地设于大腿根部的大腿部、与大腿部铰接相连的小腿部、可拆卸地设于小腿部上的脚部的设置，可以有效实现模特本体的分解，从而实现衣物的穿着。其中由于小腿部与大腿部是铰接相连的、大腿根部与躯干部是铰接相连的，这样在脚部被抬起的时候，小腿部、大腿根部会有一定的状态，且第一滑块、第二滑块运动时，小腿部、大腿根部也会有一定的状态，从而实现一个较为逼真的行走状态的模拟。在设置时，两个脚部的最大间距小于80cm，也即各脚部的脚跟部位与躯干的中心的间距小于40cm，这样可以有效模拟出慢走、正常行走、快步行走、疾走等多种的运动状态。而通过第一转轴、第二转轴、第一主动轮、第一被动轮、第二主动轮、第二被动轮、第一同步带、第二同步带的设置，可以实现一个高效、简洁的驱动结构，从而有效实现行走的驱动实现。

2、转动座的设置，可以有效实现模特本体对多个角度的展示，由于这种转动并不需要较快的速度，采用蜗轮蜗杆的配合可以有效实现驱动的稳定性。

3、上滚珠槽、下滚珠槽、滚珠设置，可以有效实现底座、壳体之间的转动支撑，减少摩擦。

4、升降驱动装置的设置，可以实现躯干的上下运动。由于行走时，人体有时候会有些许的起伏，升降驱动装置的设置，可以有效实现起伏的模拟，从而实现一个更为拟真的行走状态。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种具备运动状态的服装模特机器人，其特征在于：包括底座、设于底座上的模特本体，所述底座包括壳体、可转动地设于壳体内的第一转轴、可转动地设于壳体内的第二转轴、固定设于第一转轴上的第一主动轮、可转动地设于第一转轴上的第二被动轮、可转动地设于第二转轴上的第一被动轮、固定设于第二转轴上的第二主动轮、设于壳体内用于驱动第一转轴的第一伺服电机、设于壳体内用于驱动第二转轴的第二伺服电机，所述第一主动轮与第一被动轮上包履有第一同步带，所述第二主动轮与第二被动轮上包履有第二同步带，所述壳体内位于第一同步带上方设有第一滑轨，所述壳体内位于第二同步带上方设有第二滑轨，所述第一滑轨上可左右滑动地设有第一滑块，所述第一滑块与第一同步带固定相连，所述第二滑轨上可左右滑动地设有第二滑块，所述第二滑块与第二同步带固定相连，所述第一滑块上设有第一电推杆、所述第二滑块上设有第二电推杆，所述壳体上设有第一条形滑孔与第二条形滑孔，所述第一条形滑孔位于第一滑轨上方，所述第二条形滑孔位于第二滑轨上方，所述第一电推杆伸出第一条形滑孔，所述第二电推杆伸出第二条形滑孔，所述模特本体包括躯干部、可拆卸地设于躯干部上的头部、可转动地设于躯干部上的两个大腿根部、可拆卸地设于大腿根部的大腿部、与大腿部铰接相连的小腿部、可拆卸地设于小腿部上的脚部、通过舵机可转动地设于躯干部上的两个肩关节部、可拆卸地设于肩关节部上的手臂，所述壳体的中部上设有一支撑杆，所述躯干部可拆卸地设于支撑杆上，所述脚部下端上设有转动腔，所述第一电推杆、第二电推杆分别伸入各脚部的转动腔内，且所述第一电推杆、第二电推杆分别与各脚部铰接相连，所述底座上设有用于驱动躯干部上下升降的升降驱动装置，躯干部上下位移的最高点与最低点小于10cm，其上升过程的时间小于下降过程的时间，差值为0.1－0.2秒，且上升过程与下降过程的时间为0.5－1秒。

2.根据权利要求1所述的一种具备运动状态的服装模特机器人，其特征在于：所述底座还包括一转动座，所述壳体可转动地设于转动座上，所述转动座上设有与转动电机，所述转动电机的转轴上设有一蜗杆，所述壳体的圆周外侧上设有与蜗杆配合的蜗轮。

3.根据权利要求2所述的一种具备运动状态的服装模特机器人，其特征在于：所述壳体下端面上设有上滚珠槽，所述转动座上端面上设有与上滚珠槽对应的下滚珠槽，所述上滚珠槽与下滚珠槽内卡置有复数个滚珠。

4.根据权利要求1所述的一种具备运动状态的服装模特机器人，其特征在于：所述支撑杆为中空杆体，所述升降驱动装置包括设于壳体的底部上的第三电推杆、铰接设于第三电推杆的顶推杆，所述顶推杆穿过支撑杆抵靠于躯干部上，所述躯干部在顶推杆的推动下沿支撑杆上下运动。

Images