一种用于控制展演机器人的人体动态捕捉外骨骼结构制造技术

一种用于控制展演机器人的人体动态捕捉外骨骼结构，包括背部机构、臂部机构、下部机构、操控摇杆；操控摇杆固定于臂部机构前端；二个臂部机构连接于背部机构上方两侧；背部机构下端与下部机构上端固定；背部机构由带有减重镂空板状的背部骨架构成；臂部机构由带有减重镂空板状的小臂骨架、小臂旋转紧固装置、带有减重镂空板状的大臂骨架、大臂前伸紧固装置、小臂前伸位移传感器、大臂前伸位移传感器、大臂侧展紧固装置、大臂侧展位移传感器组成；当大型机器人进行展演过程中，操作人员的动态姿势可通过对仿人体支架结构的操控进行动态捕捉，为巨型展演机器人同步展现操作人员的相同动作提供了位移测量信号测量条件，由此为观众带来强烈的视觉震撼。带来强烈的视觉震撼。带来强烈的视觉震撼。

【技术实现步骤摘要】
一种用于控制展演机器人的人体动态捕捉外骨骼结构


[0001]本技术涉及一种人体动态捕捉结构，特别涉及一种用于控制展演机器人的人体动态捕捉外骨骼结构。

技术介绍

[0002]现有城市空间展示区中巨型展品展示多为静态艺术品，缺少富有动态变化的巨型展演机器人；而对于巨型展演机器人的控制，以往技术方案操作人员采用手动操作设备完成，缺少一种控制方案，对操作人员进行动态捕捉的仿人体结构控制装置，基于该控制装置对操作人员的动态捕捉，巨型展演机器人同步展现操作人员的相同动作，由此为观众带来强烈的视觉震撼。

技术实现思路

[0003]为克服上述城市空间展示区中的巨型展演机器人控制设备所存在的缺陷，本技术所要解决的技术问题是提供巨型展演机器人控制人员的人体动态捕捉外骨骼结构，该结构装置可实时捕捉操作人员各身体部位动态信号，该动态信号可回传至巨型展演机器人的嵌入式计算机，由嵌入式计算机发出指令，巨型展演机器人同时同步完成操作人员相同动作。
[0004]为此，本技术的目的在于提出一种用于控制展演机器人的人体动态捕捉外骨骼结构，包括背部机构、臂部机构、下部机构、操控摇杆；
[0005]操控摇杆固定于臂部机构前端；
[0006]二个臂部机构连接于背部机构上方两侧；
[0007]背部机构下端与下部机构上端固定；
[0008]背部机构由带有减重镂空板状的背部骨架构成；
[0009]臂部机构由带有减重镂空板状的小臂骨架、小臂旋转紧固装置、带有减重镂空板状的大臂骨架、大臂前伸紧固装置、小臂前伸位移传感器、大臂前伸位移传感器、大臂侧展紧固装置、大臂侧展位移传感器组成；
[0010]大臂骨架两端分别设有圆盘状的大臂下方连接基座、大臂上方连接基座；
[0011]小臂旋转紧固装置由小臂转盘座、小臂万向转盘、第一加紧件、第一限位件组成；
[0012]小臂转盘座前端设有小臂转盘座凸起端，后端设有弧形镂空的小臂限位槽；
[0013]小臂骨架后端设有小臂嵌套圆盘，该圆盘中部设有小臂镂空槽，该镂空槽的方形槽与小臂万向转盘匹配，且该镂空槽的弧形槽与小臂限位槽吻合；
[0014]小臂万向转盘的外侧转盘嵌入小臂镂空槽，小臂转盘座与小臂嵌套圆盘贴合，小臂万向转盘的外侧转盘与小臂转盘座贴合位置进行紧固，小臂嵌套圆盘与大臂下方连接基座贴合，小臂万向转盘的内侧转盘与大臂下方连接基座的贴合位置进行紧固，第一加紧件依次穿过小臂转盘座与小臂万向转盘中心通孔，该紧固件末端在大臂下方连接基座中心固定实现互相连接一体；
[0015]第一限位件插入小臂限位槽，该限位件穿过小臂镂空槽的弧形槽并在大臂下方连接基座固定；
[0016]大臂前伸紧固装置由大臂前伸转盘座、大臂前伸嵌套圆盘、大臂前伸万向转盘、第二加紧件、第二限位件组成；
[0017]大臂前伸转盘座前端设有弧形镂空的大臂前伸限位槽；
[0018]大臂前伸嵌套圆盘中部设有大臂前伸镂空槽，该镂空槽的方形槽与大臂前伸万向转盘匹配，且该镂空槽的弧形槽与大臂前伸限位槽吻合；
[0019]大臂前伸万向转盘的外侧转盘嵌入大臂前伸镂空槽，大臂前伸转盘座与大臂前伸嵌套圆盘贴合，大臂前伸万向转盘的外侧转盘与大臂前伸转盘座贴合位置进行紧固，大臂前伸嵌套圆盘与大臂上方连接基座贴合，大臂前伸万向转盘的内侧转盘与大臂上方连接基座贴合位置进行紧固，第二加紧件依次穿过大臂前伸转盘座与大臂前伸万向转盘中心通孔，该紧固件末端在大臂上方连接基座中心固定实现互相连接一体；
[0020]第二限位件插入大臂前伸限位槽，该限位件穿过大臂前伸镂空槽的弧形槽并在大臂上方连接基座固定；
[0021]小臂前伸位移传感器、大臂前伸位移传感器分别固定于大臂骨架中部两侧，小臂前伸位移传感器伸缩杆前端贴合小臂嵌套圆盘上部外边缘，大臂前伸位移传感器伸缩杆前端贴合大臂前伸嵌套圆盘下部外边缘；
[0022]大臂侧展紧固装置由大臂侧展转盘座、大臂侧展嵌套圆盘、大臂侧展万向转盘组成；
[0023]大臂侧展转盘座内侧设有弧形镂空的大臂侧展限位槽；
[0024]大臂侧展嵌套圆盘侧上方设有突出的伸缩杆连接头，该圆盘中部设有大臂侧展镂空槽，该镂空槽的方形槽与大臂侧展万向转盘匹配，且该镂空槽的弧形槽与大臂侧展限位槽吻合；
[0025]大臂侧展万向转盘的外侧转盘嵌入大臂侧展镂空槽，大臂侧展转盘座与大臂侧展嵌套圆盘贴合，大臂侧展万向转盘的外侧转盘与大臂侧展转盘座贴合位置进行紧固，大臂侧展嵌套圆盘与背部骨架侧上方贴合，大臂侧展万向转盘的内侧转盘与背部骨架贴合位置进行紧固，第三加紧件依次穿过大臂侧展转盘座与大臂侧展万向转盘中心通孔，该紧固件末端在背部骨架侧上方固定实现互相连接一体；
[0026]第三限位件插入大臂侧展限位槽，该限位件穿过大臂侧展镂空槽的弧形槽并在背部骨架侧上方固定；
[0027]大臂侧展位移传感器的套筒底部在背部骨架中部铰连接，该传感器伸缩杆顶端与伸缩杆连接头铰连接；
[0028]大臂前伸嵌套圆盘与大臂侧展嵌套圆盘矩形柄部末端呈垂直固定。
[0029]作为对本技术动态捕捉结构的改进，背部机构还包括背部位移传感器；
[0030]背部骨架底部设有L型骨架，中部延纵向设有凸块，背部位移传感器的基座、伸缩杆端部分别与L型骨架、凸块铰连接。
[0031]作为对本技术动态捕捉结构的另一种改进，下部机构包括与背部机构底部连接的插杆、置于地面的承插套筒；
[0032]插杆设有一个冲孔，套筒设有延纵向等距分布的二个以上冲孔，插杆插入套筒升
降调整至插杆与套筒冲孔对齐并插销连接固定。
[0033]作为对本技术动态捕捉结构的进一步改进，第一加紧件、第一限位件、第二加紧件、第二限位件、第三加紧件、第三限位件均为塞打螺丝。
[0034]操控人员操控前调整插杆在承插套筒的相对位置后二者的冲孔对齐且插销固定，使该动态捕捉结构高度与操控人员高度匹配，操控者背部紧贴背部骨架内侧，双手紧握操控摇杆，进行操作。
[0035]当操控人员小臂向前进行抬升、下降运动时，在操控摇杆握持的带动下小臂骨架、小臂镂空槽嵌入的小臂万向转盘的外侧转盘、小臂转盘座以第一加紧件为轴同步升降运动，由此小臂嵌套圆盘外边缘带动小臂前伸位移传感器的伸缩杆进行缩、伸运动，通过对该伸缩杆的位移测量实现操控人员小臂向前进行抬升、下降的动态捕捉。
[0036]操控人员小臂前进行抬升、下降运动试图超过限定范围时，由于第一限位件只能在小臂限位槽与小臂镂空槽的弧形槽内限定运动，故而阻止操控者小臂向前进行超范围的运动。
[0037]当操控人员大臂向前方进行抬升、下降运动时，在操控摇杆握持的带动下大臂骨架、大臂前伸镂空槽嵌入的大臂前伸万向转盘的外侧转盘、大臂前伸转盘座以第二加紧件为轴同步升降运动，由此大臂前伸嵌套圆盘外边缘带动大臂前伸位移传感器的伸缩杆进行缩、伸运动，通过对该伸缩杆的位移测量实现操控人员大臂向前方进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于控制展演机器人的人体动态捕捉外骨骼结构，其特征在于：包括背部机构(100)、臂部机构(200)、下部机构(300)、操控摇杆(400)；所述操控摇杆(400)固定于所述臂部机构(200)前端；二个所述臂部机构(200)连接于所述背部机构(100)上方两侧；所述背部机构(100)下端与所述下部机构(300)上端固定；所述背部机构(100)由带有减重镂空板状的背部骨架(110)构成；所述臂部机构(200)由带有减重镂空板状的小臂骨架(210)、小臂旋转紧固装置(220)、带有减重镂空板状的大臂骨架(230)、大臂前伸紧固装置(240)、小臂前伸位移传感器(250)、大臂前伸位移传感器(260)、大臂侧展紧固装置(270)、大臂侧展位移传感器(280)组成；所述大臂骨架(230)两端分别设有圆盘状的大臂下方连接基座(231)、大臂上方连接基座(232)；所述小臂旋转紧固装置(220)由小臂转盘座(221)、小臂万向转盘(222)、第一加紧件(223)、第一限位件(224)组成；所述小臂转盘座(221)前端设有小臂转盘座凸起端(221a)，后端设有弧形镂空的小臂限位槽(221b)；所述小臂骨架(210)后端设有小臂嵌套圆盘(211)，该圆盘中部设有小臂镂空槽(211a)，该镂空槽的方形槽与所述小臂万向转盘(222)匹配，且该镂空槽的弧形槽与所述小臂限位槽(221b)吻合；所述小臂万向转盘(222)的外侧转盘嵌入所述小臂镂空槽(211a)，所述小臂转盘座(221)与所述小臂嵌套圆盘(211)贴合，所述小臂万向转盘(222)的外侧转盘与所述小臂转盘座(221)贴合位置进行紧固，所述小臂嵌套圆盘(211)与所述大臂下方连接基座(231)贴合，所述小臂万向转盘(222)的内侧转盘与所述大臂下方连接基座(231)的贴合位置进行紧固，所述第一加紧件(223)依次穿过所述小臂转盘座(221)与所述小臂万向转盘(222)中心通孔，该紧固件末端在所述大臂下方连接基座(231)中心固定实现互相连接一体；所述第一限位件(224)插入所述小臂限位槽(221b)，该限位件穿过所述小臂镂空槽(211a)的弧形槽并在大臂下方连接基座(231)固定；所述大臂前伸紧固装置(240)由大臂前伸转盘座(241)、大臂前伸嵌套圆盘(242)、大臂前伸万向转盘(243)、第二加紧件(244)、第二限位件(245)组成；所述大臂前伸转盘座(241)前端设有弧形镂空的大臂前伸限位槽(241a)；所述大臂前伸嵌套圆盘(242)中部设有大臂前伸镂空槽(242a)，该镂空槽的方形槽与所述大臂前伸万向转盘(243)匹配，且该镂空槽的弧形槽与所述大臂前伸限位槽(241a)吻合；所述大臂前伸万向转盘(243)的外侧转盘嵌入所述大臂前伸镂空槽(242a)，所述大臂前伸转盘座(241)与所述大臂前伸嵌套圆盘(242)贴合，所述大臂前伸万向转盘(243)的外侧转盘与所述大臂前伸转盘座(241)贴合位置进行紧固，所述大臂前伸嵌套圆盘(242)与所述大臂上方连接基座(232)贴合，所述大臂前伸万向转盘(243)的内侧转盘与所述大臂上方连接基座(232)贴合位置进行紧固，所述第二加紧件(244)依次穿过所述大臂前伸转盘座(241)与所述大臂前伸万向转盘(243)中心通孔，该紧固件末端在所述大臂上方连接基座
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【专利技术属性】
技术研发人员：路鹏，多超，郝明显，
申请(专利权)人：天津市路道科技有限公司，
类型：新型
国别省市：