本发明专利技术公开了一种四足动物运动观测系统，本发明专利技术包括有运动通道、六自由度平台、红外线摄像头、高速摄像机、重力传感器、计算机，运动通道和六自由度平台配合使用，运动通道包含右转弯段、左转弯段、15°坡段和25°坡段四个部分，六自由度平台上均布有重力传感器。本发明专利技术使四足动物观测过程系统化，提高了观测结果的集成度，大大缩短了观测周期，有效解决了四足动物运动观测困难的问题。
【技术实现步骤摘要】
-种四足动物运动观测系统
本专利技术涉及四足动物运动观测和仿生机器人研究领域。特别涉及山羊维稳减振特 性观测与研究。可用于四足机器人的运动测试。 技术背景 从1959年美国制造出世界第一台工业机器人至今，机器人的发展经历了多个阶 段，目前正处于具有高级生命形态特征的仿生机器人研究阶段。仿生机器人是模仿自然界 中生物的外部形态或某些机能的机器人系统，是将运动仿生、感知仿生、控制仿生、能量仿 生、材料仿生等仿生技术完美综合与全面应用的产物。其中，运动观测是运动仿生技术的基 础与前提。 应用运动仿生技术进行四足仿生机器人研究，首先应获取仿生原型的运动参数 (步态、步速、步幅、关节角、四足驱动规律及受力分布情况等），即对四足动物进行运动图 像采集和受力分布测试。 为方便、快捷的获取四足动物运动参数，本专利技术设计了一种四足动物运动观测系 统，在山羊维稳减振性能观测和德国牧羊犬运动特性观测方面效用上佳，能广泛应用于牛、 羊、马、驴、鹿、犬等四足动物的运动观测，为四足机器人的研究提供运动参数，也可用于四 足机器人的运动测试，为四足机器人的运动性能改进提供方便。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种四足动物运动观测系统，本专利技术能实现四足动物运动观 测系统化，提高观测集成度，缩短观测周期，为获取四足动物运动参数提供方便，为四足机 器人研究奠定基础。 本专利技术包括有一个运动通道；一个位于运动通道包围空间中心位置的六自由度平 台；六个红外线摄像头和六个摄像头支架；一个高速摄像机和一个摄像机移动架；四个均 布于六自由度平台载物台上的重力传感器；一个接收红外线摄像头、高速摄像机和重力传 感器的输出数据，并控制六自由度平台运动的计算机； 所述的运动通道包含有右转弯段、左转弯段、15°坡段和25°坡段，右转弯段与左 转弯段之间、左转弯段与15°坡段之间、15°坡段与25°坡段之间均由水平面连接； 所述的六自由度平台是由载物台、上平台、铰链、电动缸、下平台和滚轮组成，六个 电动缸通过铰链铰接在下平台与上平台之间，下平台的底面设置滚轮，上平台上方连接有 载物台，四个重力传感器均布于载物台上，四个重力传感器的位置可调，由计算机控制六自 由度平台运动，四足动物位于载物台上，随六自由度平台运动，四足动物的四肢踩踏在四个 重力传感器上，其四足受力数据实时传入计算机中； 所述红外线摄像头设置在摄像头支架上，六个红外线摄像头布设在运动通道的周 边或运动通道上，具体位置根据实际需要确定；所述的高速摄像机设置在摄像机移动架上， 高速摄像机位于运动通道周边或运动通道上，具体位置根据实际需要确定。 本专利技术的工作过程和原理： 本专利技术包括运动模式和静止模式，四足动物运动模式在运动通道上实现，能够先 后实现四足动物的直线运动、左转弯运动、右转弯运动、15°坡运动、25°坡运动的观测，五 种运动方式可以单独进行也可以按序依次进行，坡上运动包括上坡、下坡两种情况；四足动 物的静止模式在六自由度平台上实现，能够按需实现四足动物在平动（前后、左右、上下移 动）、转动（左右转动）、倾斜（前后、左右倾斜）、随机振动时应激反应的观测，由计算机调 节，六自由度平台在各种模式（平动、转动、倾斜、随机振动）下，参数变化具有连续性。例 如，为测量四足动物维稳极限角，可连续变化六自由度平台的倾斜角，观察四足动物维持稳 定的最大倾斜角。 本专利技术的有益效果： 本专利技术将运动通道与六自由度平台配合使用，重力传感器与六自由度平台相结 合，能够实现牛、羊、马、驴、鹿、犬等较大型四足动物的运动观测，大大提高了观测效率，缩 短了观测周期，实现了四足动物运动观测系统化，解决了较大型四足动物运动观测困难的 问题。 【附图说明】 图1为本专利技术的结构示意图。 图2为本专利技术的六自由度平台立体示意图。 图3为本专利技术的运动通道立体示意图。 图4为本专利技术运动模式下四足动物右转弯运动示意图。 图5为本专利技术运动模式下四足动物15°坡运动示意图。 图6为本专利技术运动模式向静止模式切换示意图。 图7为本专利技术静止模式下四足动物前倾状态示意图。 图8为本专利技术静止模式下四足动物前移状态示意图。 图9为本专利技术静止模式下四足动物左转状态示意图。 图中：1_运动通道，2_六自由度平台，3_红外线摄像头，4_ 1?速摄像机，5_重力传 感器，6_计算机，7_摄像头支架，8_摄像机移动架，9-四足动物，10-载物台，11-上平台， 12-铰链，13-电动缸，14-下平台，15-滚轮，16-右转弯段，17-左转弯段，18-15 °坡段， 19-25° 坡段。 【具体实施方式】 请参阅图1、图2和图3所示，本专利技术包括有一个运动通道1 ;一个位于运动通道1 包围空间中心位置的六自由度平台2 ;六个红外线摄像头3和六个摄像头支架7 ;-个高速 摄像机4和一个摄像机移动架8 ;四个均布于六自由度平台2载物台10上的重力传感器5 ; 一个接收红外线摄像头3、高速摄像机4和重力传感器5的输出数据，并控制六自由度平台 2运动的计算机6 ; 如图3所示，所述的运动通道1包含有右转弯段16、左转弯段17、15°坡段18和 25°坡段19,右转弯段16与左转弯段17之间、左转弯段17与15°坡段18之间、15°坡段 18与25°坡段19之间均由水平面连接； 如图2所示，所述的六自由度平台2是由载物台10、上平台11、铰链12、电动缸13、 下平台14和滚轮15组成，六个电动缸13通过铰链12铰接在下平台14与上平台11之间， 下平台14的底面设置滚轮15,滚轮15具有自锁功能，上平台11上方连接有载物台10,四 个重力传感器5均布于载物台10上，四个重力传感器5的位置可调，由计算机6控制六自 由度平台2运动，四足动物9位于载物台10上，随六自由度平台2运动，四足动物9的四肢 踩踏在四个重力传感器5上，其四足受力数据实时传入计算机6中； 所述红外线摄像头3设置在摄像头支架7上，六个红外线摄像头3位于运动通道 1的周边或运动通道1上，具体位置根据实际需要确定；所述的高速摄像机4设置在摄像机 移动架8上，高速摄像机4位于运动通道1周边或运动通道1上，具体位置根据实际需要确 定。 本实施例的工作过程和原理： 本实施例包括运动模式和静止模式，四足动物9以山羊为例； 运动模式试验：牵引人牵引受测山羊由运动通道1起始点开始运动，依次经过右 转弯段16、左转弯段17、15°坡段18、25°坡段19四个重点观测部位，其间六个红外线摄像 头3和一个高速摄像机4的位置如图4、图5所示。摄像头支架7支撑红外线摄像头3,红 外线摄像头3的高度、位置可调。摄像机移动架8支撑高速摄像机4,高速摄像机4高度和 位置可调，六个红外线摄像头3和一个高速摄像机4采集的受测山羊运动图像和数据传输 给计算机6 ;为保证图像与数据采集效果，牵引人应位于运动通道1内侧。观测过程中如果 遇到某处观测效果不理想，可直接牵引山羊来到此处进行补充试验。 运动模式向静止模式切换：由于六自由度平台2较高，四足动物9直接登台困难， 需要由运动通道1进行过渡。模式切换过程本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种四足动物运动观测系统，其特征在于：其包括有一个运动通道(1)；一个位于运动通道(1)包围空间中心位置的六自由度平台(2)；六个红外线摄像头(3)和六个摄像头支架(7)；一个高速摄像机(4)和一个摄像机移动架(8)；四个均布于六自由度平台(2)载物台(10)上的重力传感器(5)；一个接收红外线摄像头(3)、高速摄像机(4)和重力传感器(5)的输出数据，并控制六自由度平台(2)运动的计算机(6)；所述的运动通道(1)包含有右转弯段(16)、左转弯段(17)、15°坡段(18)和25°坡段(19)，右转弯段(16)与左转弯段(17)之间、左转弯段(17)与15°坡段(18)之间、15°坡段(18)与25°坡段(19)之间均由水平面连接；所述的六自由度平台(2)是由载物台(10)、上平台(11)、铰链(12)、电动缸(13)、下平台(14)和滚轮(15)组成，六个电动缸(13)通过铰链(12)铰接在下平台(14)与上平台(11)之间，下平台(14)的底面设置滚轮(15)，上平台(11)上方连接有载物台(10)，四个重力传感器(5)均布于载物台(10)上，四个重力传感器(5)的位置可调，由计算机(6)控制六自由度平台(2)运动，四足动物(9)位于载物台(10)上，随六自由度平台(2)运动，四足动物(9)的四肢踩踏在四个重力传感器(5)上，其四足受力数据实时传入计算机(6)中；所述红外线摄像头(3)设置在摄像头支架(7)上，六个红外线摄像头(3)布设在运动通道(1)的周边或运动通道(1)上；所述的高速摄像机(4)设置在摄像机移动架(8)上，高速摄像机(4)位于运动通道(1)周边或运动通道(1)上。...
【技术特征摘要】
1. 一种四足动物运动观测系统，其特征在于：其包括有一个运动通道（1);一个位于运 动通道（1)包围空间中心位置的六自由度平台（2);六个红外线摄像头（3)和六个摄像头 支架（7);-个高速摄像机（4)和一个摄像机移动架（8);四个均布于六自由度平台（2)载 物台（10)上的重力传感器（5); -个接收红外线摄像头（3)、高速摄像机（4)和重力传感器 (5)的输出数据，并控制六自由度平台（2)运动的计算机（6); 所述的运动通道（1)包含有右转弯段（16)、左转弯段（17)、15°坡段（18)和25°坡段 (19)，右转弯段（16)与左转弯段（17)之间、左转弯段（17)与15°坡段（18)之间、15°坡 段（18)与25°坡段（19)之间均由水平面连接； 所述的六自由度平台（2)是由载物台（10)、上平台（1...
【专利技术属性】
技术研发人员：田为军，王骥月，丛茜，任雷，任露泉，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。