[发明专利]一种十六自由度衣服模特机器人

摘要

本发明主要应用于服装行业，基于多自由度串联机构，结合机器人学、人体运动学、人机工程学等理论，设计出一种具有十六个自由度的关节运动方向、应用于衣服模特的关节机器人，使其能形成并保持特定的姿态，并以一定轨迹运动在各种姿态中任意切换。

主权项

1.一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。