CN113858235A - 一种气体驱动的可变尺寸试衣机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气体驱动的可变尺寸试衣机器人。机器人的主体部分是标准的试衣支架，在其胸部、背部、腹部、臀部加装经过外观设计的气囊，由控制系统驱动气泵使其对不同的气囊完成充放气，进行试衣机器人尺寸的变化；由气压传感器和机器视觉反馈形成双闭环的控制回路。最后，可以实现远程获取人的身体尺寸数据，试衣机器人通过气囊进行尺寸变化从而完成试衣机器人的仿形变化。本发明通过远程的指令精准控制试衣机器人的仿形变化，代替人进行试衣操作，为远程试衣提供了一种新的思路，将有效提高服装的测试效率，克服空间问题。运用气压和视觉双反馈的方法，使试衣系统更加稳定和精确。

Description

一种气体驱动的可变尺寸试衣机器人

技术领域

本发明设计了一种气体驱动的可变尺寸试衣机器人，特别是涉及了一种基于气囊尺寸控制的仿人机器人，通过模拟人体关键尺寸进行远程试衣。

背景技术

当前全球化贸易合作进一步加深，远距离的合作加工生产愈发增多，服装行业作为我国的出口支柱行业更是如此，在与国外的设计师合作的加工生产过程中，常常需要由国内的制造商将服装运输到国外，由国外的模特进行试衣，再将意见反馈给国内，国内再次对服装进行改进，再交由国外进行真人试衣，如此反复，大大影响了加工的效率，加大了成本。那么远程试衣技术的发展将代替人工检测，节约空间上传输的时间成本，同时机器测量又具有客观性和稳定性。

目前的远程试衣技术大体上分为两种，主要分为虚拟试衣与试衣机器人试衣，虚拟试衣技术是基于计算机技术和互联网技术，在网上模拟出人试穿衣服时的场景。目前主流的方法是在研究运用体感技术和现实增强技术，我们得到试穿者的实时图像，与服装的全景图像进行实时交互，这种方法的优点是可以达到远程交互的作用，且方便直观，但是同时，由于服装是以拍好的图片形式存在的，所以人体穿着的模拟效果跟真实场景的差异较大，会存在服装关键点位置与人体不匹配的问题等。

近年来有一些公司和高校开始研制特殊的结构和精密控制系统构成的试衣机器人，试衣机器人拥有模仿人体的外形，并且可以做到根据人体的尺寸进行相应的调整。主要是通过给出人体尺寸数据由试衣机器人变换到该尺寸进行试衣，从而达到远程试衣的效果。目前试衣机器人的种类主要有三种，2016年11月23日公开的中国专利“类人形的柔带网格试衣机器人”是一种网格式结构的试衣机器人，由横向和纵向交织的可控制弹性条构成，这一结构虽然控制精巧但是犹豫网格结构中间的孔洞，会造成某些尺寸无法完全你和的情况；2018年11月23日公开的中国专利“一种用于模拟人体的可变形下半身机器人”是一种分块式结构的试衣机器人，由关键部分分割而成的独立的面板组成，根据面板的特定方向位移完成对试衣人的外形尺寸拟合，这一结构基本上可以完成人体尺寸的模拟，但是由于结构材料一般为较硬的塑料板等，不符合人体的实际状况，运用某些柔性材质构成的试衣机器人更加符合人体的构造，例如2011年10月05日公开的“一种用于服装视觉检测的多气囊协同柔性立体衣撑”，该项专利中提到了多气囊的协同控制，用在配合视觉检测服装质量的应用中。但是该专利并没有用气囊进行对于试衣机器人这一领域的尺寸精确控制，而是仅仅可以改变尺寸规格。

发明内容

为了解决背景中出现的问题，我们需要解决的技术问题是制作更加精准模拟外观尺寸的试衣机器人，在做到尺寸控制的同时，更加接近人体的真实体态，这样可以在试衣机器人的仿形基础上测试更多的指标，做到远程的服装试穿效果，从而加快服装设计生产效率，节省时间成本，促进国际间的服装加工生产效率。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

提供一种气体驱动的可变尺寸试衣机器人，可以改变胸围，腰围，腹部，臀部等关键部位的尺寸，高度拟合人体的外形曲线，用来完成试衣功能。包括基本的起支撑作用的框架结构，所述的框架结构由固定的铸铁金属底座作为支撑，由标准的人体模型尺寸搭建机器人支架作为基础构件，在此基础上针对试衣机器人的关键肌群布置气囊用来模拟人体的大肌群，易变形部位。

所述的气体驱动的可变尺寸试衣机器人支架包括底部铸铁支架，伸缩杆，机器人支架，固定气囊装置构成。

所述的气体驱动的可变尺寸试衣机器人支架由双层结构组成，内部为pvc材质基底，外部由棉质布料包裹。

优选的，试衣机器人的支架与气囊之间的固定方式采用定位针手动定位。

所述的气囊根据人体模型尺寸库设计尺寸外观，尺寸变化的范围是针对于人群中统计结果得出的特定部位变化范围；所述的气囊气路连接处安装有气压传感器；所述的气囊电路部分由电磁换向阀和光耦传感器结合微型控制器进行控制；所述的电磁换向阀与气泵经由节流阀及限压阀相连，另一端连到气囊处；所述的试衣机器人装置布置摄像机对其采集图像。

所述的气囊安装在人体的大肌群部位，呈对称安装，分别安装在试衣机器人的胸部，背部，腹部，腰部，臀部等部位，进气孔安装在靠近支架一侧，穿过支架的特定预留孔从内部安装。

进一步的，气囊通过气路连接气体电磁阀再连接到空气压缩机气泵，气路上布置限压阀和节流阀。试衣机器人通过控制器控制光耦开关的开闭，对电磁阀进行控制，控制气囊的充放气。

所述的气压传感器为差分式气压传感器。传感器布置在气囊的气口处附近。

所述的摄像机为深度摄像机。摄像机的位置安装在试衣机器人的侧面偏上部位，由俯视图调整恰当的角度用来获取机器人的尺寸变化。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有的试衣方式相比，具有以下的优势和良好效果：本发明因为气囊的柔性结构可以更好地模拟人体的体态特征，可以更好地配合试衣中对于服装与人体压力等指标的测试；气囊的布置可以模仿大部分人体肌群，可以基本模拟人体的各部位尺寸变化；控制方式采用了气压反馈和机器视觉反馈，可以更精准的控制试衣机器人的尺寸，对于提高远程试衣的实用性，提高服装生产的效率有很大助力。

附图说明

图1是本发明的整体效果图

图2是本发明的试衣机器人支架正视图

图3是图2的侧视图

图4是气囊在支架上的安装布置图

图5是胸部气囊的尺寸形状图

图6是本发明的控制系统原理图

图7是本发明的试衣流程图

其中图1中：1、空气压缩机气泵；2、导气管；3、气体节流阀及气体限压阀；4、微型控制器；5、电磁阀；6、试衣机器人支架；7、气囊；8、摄像头；

图2中：9、铸铁支架；10、试衣机器人外壳；11、可伸缩拉杆；

图3中：12、固定螺栓；

图4中：13、胸部气囊；14、腹部气囊；15、腰侧部气囊；16、背部气囊；

17、腰后部气囊；18、臀部气囊；

图5中：19、胸部气囊底面；20、胸部气囊正面；21、胸部气囊气孔位置；

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

本发明的实施方式涉及一种气体驱动的可变尺寸试衣机器人，其整体的试衣效果如图1所示，包括三部分，结构部分，专门设计了特定的结构6、7方便模仿人体的体态；控制器部分，由微型控制器4控制电磁阀5与气压传感器和摄像头8视觉反馈进行闭环控制；上位机部分控制指令的传输与结果的展示。首先将设计好的服装穿着在机器人身上，给出测试者的身体数据，由数据驱动气囊进行尺寸变化，经过气压传感器和深度摄像头的反馈值达到闭环控制保证气囊已经达到了标定的尺寸，试衣机器人完成尺寸调节后可由压力传感器测试服装穿着时的服装对人体压力，经过深度摄像头测试服装的尺寸，得到结果数据，将数据经由网络传输到远程的检测端，检测结束，控制系统对气囊进行放气保护，取下服装，结束试衣环节。

如图2和图3所示，试衣机器人的支架部分是由铸铁支架9，伸缩杆11、固定螺栓12和试衣机器人外壳10构成的。

如图4所示，本发明中的气囊安装位置参考了人体工程学知识，在人体模型库中针对尺寸变化较大的部位进行布置，分别是试衣机器人的胸部气囊、腹部气囊14、腰侧部气囊15、背部气囊16、腰后部气囊17、臀部气囊18，都呈对称式布置。

如图5所示，气囊的形状进行了特殊的设计，在气囊的底部设计气孔21，经由内部支架预留的孔洞，将气管2导入到支架内部。

不同的目标群体会有不同的身体尺寸特征，这些特征会反映在不同的身体数据，包括胸围，腰围，臀围，将这些数据作为试衣机器人的参考值输入，试衣机器人会对气囊进行充放气设置，通过深度摄像头和气压传感器反馈气囊的尺寸变化和气压情况，当符合尺寸数据和气压值的时候说明尺寸控制已完成，可以进行试衣。

如图6所示是系统的控制原理图，上位机连接控制端控制设备进行工作的连接示意图如图所示，由气压传感器和深度摄像头组成的双闭环系统经过控制机进行数据整合处理，保证了系统的稳定高效。最终的试衣流程图如图7所示。

本发明提出了一种气体驱动的试衣机器人，在外形特征上更加贴近人体特征，在尺寸控制上可以做到精确拟合人体尺寸，可以做到代替真人进行远程试衣，减少了生产过程中的时间成本，提高了制衣行业的评价客观性，在远距离的服装生产场景下具有很大前景。

Claims (9)

1.一种气体驱动的可变尺寸试衣机器人，其特征在于经由标准的人体模型支架之上安装气囊，所述的内部支架(6)上特定位置设计了通孔，气囊的气路从其内部穿过；所述的气囊(7)与气泵(1)之间通过节流阀(3)、电磁阀(5)进行气囊的充气和放气；所述的气囊出口处连接气压传感器；所述的气压传感器和电磁阀(5)均由微型控制器(4)连接上位机进行控制。

2.根据权利要求1所述的气体驱动的可变尺寸试衣机器人，其特征在于控制器由单片机芯片，光耦继电器，和高速AD/DA转换芯片，用于实时接收气囊的气压信号和图像信息，并且高频处理气囊的充气与放气。

3.根据权利要求1所述的气体驱动的可变尺寸试衣机器人，其特征在于内部支架(6)由PVC内胆，外包棉质材料制成，有对应气囊(7)气孔设置的通孔。

4.根据权利要求1所述的气体驱动的可变尺寸试衣机器人，其特征在于气囊的安装位置是分别在胸部，背部，腹部，腰部、臀部。

5.根据权利要求1所述的气体驱动的可变尺寸试衣机器人，其特征在于其气囊(7)的外观形状进行特殊设计，模仿人体大肌群形状，气孔位于气囊内侧。

6.根据权利要求1所述的气体驱动的可变尺寸试衣机器人，其特征在于气囊配合定位针固定在支架上。

7.根据权利要求1所述的气体驱动的可变尺寸试衣机器人，其特征在于摄像机(8)安装在试衣机器人的侧面斜上方获取变形时的图像信息。

8.根据权利要求1所述的气体驱动的可变尺寸试衣机器人，其特征在于，通过以下步骤进行试衣：

步骤1)、将真人模特的身体尺寸数据发送给试衣机器人的控制端(4)。控制端(4)在远距离接收到尺寸数据，经过内部计算得出控制参量。

步骤2)、控制端(4)将参量通过微处理器处理，对连接气泵(1)和气囊(7)的电磁阀(5)进行控制，进而对气囊进行充放气，拟合目标身体尺寸。

步骤3)、气压传感器和摄像机(8)反馈信息给控制器，由控制器处理反馈信息检测尺寸拟合情况。

步骤4)、穿上待测服装，进行测试，采集到测试信息后，可以由控制端(4)进行接收并且传输到加工工厂。完成试衣流程。

9.根据权利要求8所述的气体驱动的可变尺寸试衣机器人的试衣流程，其特征在于，由远距离接收信号远程测试，由试衣机器人对真人模特进行尺寸仿形并进行试衣操作，节省了远距离下服装运输的时间成本。

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