[实用新型]一种用于动作捕捉的机械臂输入设备

说明书

本实用新型揭示了一种用于动作捕捉的机械臂输入设备，底座上通过支架固定有机器人手臂，所述机器人手臂上固定有驱动转动轴A、转动轴B、转动轴C、转动轴D转动的舵机，每个所述舵机通过驱动电路连接控制器，所述控制器通过串口通信线路连接上位机，其特征在于：所述手部上固定有轴加速度传感器，所述轴加速度传感器通过数据线连接控制器并通过控制器将感应信号输送至上位机，所述上位机通过控制器驱动舵机工作。本实用新型可以手动调节机械臂，并让计算机获取机械臂动作数据，通过获得数据可以应用到动画、游戏、娱乐、医疗等行业，使得动画制作门槛低，并且动作捕捉精度高，具有稳定性强动画效果逼真的特点。

技术领域

本实用新型涉及计算机领域，尤其涉及动作捕捉技术领域。

背景技术

随着5G和VR技术的兴起，虚拟现实技术开始进入日常生活，越来越多的人投入到视频制作中去，其中不乏3d动画视频，目前，动作捕捉系统作为体感交互技术属于虚拟现实技术之一，旨在获取并记录物体在实际运动中的轨迹或姿态，用于三维空间中重建并显示，其核心为三维数字化姿态解算。作为虚拟现实的热点技术，动作捕捉系统已经广泛应用于动画制作、步态分析、生物力学、人机工程、影视创作、康复医疗等领域。

现在有许多强大的开源动画制作软件，吸引了大量爱好者，三维动画软件有一个非常重要的操作“k帧”，需要将人物模型摆放至需要的姿态。但是屏幕是二维平面，鼠标也只能在二维空间上操作，这就带来了严重的不便。一个十秒左右的动作片段有可能需要数十分钟制作。若想获得较好的表现效果，动作捕捉设备是必不可少的。然而对于普通爱好者来说，专业动作捕捉设备过于昂贵。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是实现一种结构简单，使用方便，能够获取机械臂动作数据的系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种用于动作捕捉的机械臂输入设备，底座上通过支架固定有机器人手臂，所述机器人手臂包括大臂、小臂和手部，所述手部通过转动轴D连接在小臂一端，所述小臂另一端通过转动轴C连接大臂一端，所述大臂另一端通过转动轴B固定在转动轴A上，所述转动轴A固定在支架上，所述转动轴A竖直设置驱动大臂在水平面转动的轴，所述转动轴B、转动轴C、转动轴D均为水平设置驱动连接部件在竖直面转动的轴，所述机器人手臂上固定有驱动转动轴A、转动轴B、转动轴C、转动轴D转动的舵机，每个所述舵机通过驱动电路连接控制器，所述控制器通过串口通信线路连接上位机，其特征在于：所述手部上固定有轴加速度传感器，所述轴加速度传感器通过数据线连接控制器并通过控制器将感应信号输送至上位机，所述上位机通过控制器驱动舵机工作。

所述大臂中部和小臂的中部均固定有轴加速度传感器，每个所述轴加速度传感器均通过数据线连接控制器。

所述轴加速度传感器为MPU6050 6传感器，所述控制器为Aruino uno r3开发板。

所述小臂靠近大臂一端设有驱动小臂旋转的转动关节，所述控制器通过驱动电路连接转动关节的动力部件。

所述上位机内控制转动关节和转动轴工作的指令输出单元，以及接收轴加速度传感器信号的位姿数据存储单元。

本实用新型可以手动调节机械臂，并让计算机获取机械臂动作数据，通过获得数据可以应用到动画、游戏、娱乐、医疗等行业，使得动画制作门槛低，并且动作捕捉精度高，具有稳定性强动画效果逼真的特点。

附图说明

下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为机械臂侧视图；

图2为机械臂俯视图；

图3为图2剖视图；

图4为系统原理图；