一种机器人模特的制作方法

本发明涉及一种模特，特别涉及一种机器人模特。

背景技术：

现如今，互联网零售业快速发展。服装作为生活中重要的消费品，在互联网零售产品中占有很大比重，但是由于在线购买服装不能进行亲身试穿，且不同厂家的服装生产标准不同，使得顾客很难在网上购买到合身的服装，从而导致较高的退货率，这使得原本省钱、省力的服装网购变得花费高昂且费时费力。本发明能够代替真人进行远程试衣并对试衣结果进行反馈，或者通过搜索先前建立的试衣结果库向消费者推荐与其体型最为匹配的试衣结果。

随着人们生活质量的提高，越来越多的消费者选择服装定制。在服装定制的过程中要求客户进行多次试衣以确定服装的合身度，于是地理位置便成了限制服装定制产业发展的一个重要因素。本发明解决了这个问题，只需将客户的尺寸与形状数据传给机器人模特，机器人便可模拟客户的身体形态以代替真人进行试衣，使异地的服装定制成为可能。

在服装设计过程中，设计师通常会使用不同型号的人台模型设计不同尺码的衣服，这些人台模型尺寸和形状固定，需要较大的储存空间，本发明中的人体模特可以变形为多种连续的尺寸及形态，可以代替一整套的人台模型。

在可调人体模特领域，一些公司与高等院校已经做了一些研究。中国专利号为ZL200910304780.8可调节设计模特，它包括支架和人体模型，人体模型分设成四部分，各部分通过支架上的连接装置和调节锁连接在一起，调节锁通过调节人体模型各部分之间的间距来改变模型尺寸，但是它只能手动调节整体的尺寸，不能单独调节人体各关键部位尺寸及形状，应用范围有限。中国专利号ZL201510324816.4一种尺寸可调的人体模特，它包括模特本体、手臂和下肢，模特本体设有多块活动片，可以对模特的肩部、腰部等部分位置的尺寸进行独立调整，它需手动操作，活动片间的间距及形状固定，所模拟人体形态较为固定。欧洲专利申请号为13827494.9智能可调节模特，它包括身体参数输入模块、模型主干结构、可调整面板组成，可以调整颈围，胸围、腰围、臀围的尺寸，外壳面板由硬质材料组成，形状缺乏柔韧性，可模拟的人体形状有限。美国专利申请号为12/562,560用于衣物的定制剪裁和零售的方法和系统，其中包括一个计算机可控变形的人体模特，但该人体模特仅包括肩部结构及颈部结构，可变形的部位十分有限。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种准确模拟人体的身体形态，代替真人完成远程试衣；能够降低服装在线购买的退货率，提高服装定制的效率，增强虚拟试衣的交互性和真实性的机器人模特。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种机器人模特，该机器人模特的最外层是一整套的弹性外壳面板，该弹性外壳面板包括从上到下依次连接的颈部外壳面板组、肩部外壳面板组、胸部外壳面板组、腰部外壳面板组以及臀部外壳面板组；该机器人模特包括从上到下依次连接的颈部机械结构模块、肩部机械结构模块、胸部机械结构模块、腰部机械结构模块以及臀部机械结构模块；颈部机械结构模块安装在颈部外壳面板组内，肩部机械结构模块安装在肩部外壳面板组内，胸部机械结构模块安装在胸部外壳面板组内，腰部机械结构模块安装在腰部外壳面板组内，臀部机械结构模块安装在臀部外壳面板组内；机器人模特安装在安装架上，安装架安装在底座上；底座的底部装有四个带刹车的万向轮。

颈部外壳面板组由颈部一圈四块外壳面板组成，肩部外壳面板组由肩部一圈八块外壳面板组成，胸部外壳面板组由胸部一圈五块外壳面板组成，腰部外壳面板组由腰部一圈六块外壳面板组成，臀部外壳面板组由臀部一圈六块外壳面板组成。

颈部机械结构模块包括七号电机与颈部安装平台，七号电机安装在电机座上，电机座安装在安装架的顶端，颈部安装平台与七号电机安装在一起，七号电机的轴上安装有上齿轮与下齿轮，颈部安装平台上安装有九号齿条、十号齿条、八号推杆、九号推杆、十号推杆以及十一号推杆；九号齿条、十号齿条分别与上齿轮啮合，九号齿条与八号推杆固定连接，十号齿条与九号推杆固定连接，十一号推杆通过齿条与下齿轮相啮合，十号推杆通过齿条与下齿轮相啮合；颈部安装平台上安装有一号平板与二号平板，一号平板与九号推杆固定在一起，二号平板与八号推杆固定在一起，相邻推杆间夹角为度且每根推杆高度相同，八号推杆、九号推杆、十号推杆以及十一号推杆的顶端均安装有颈部外壳面板组。

肩部机械结构模块包括相同的左肩机构与右肩机构，左肩机构与右肩机构均包括肩部安装平台，肩部安装平台上设有二号电机、一号齿条、一号滑块、一号二级安装平台、三号电机、二号齿条、二号滑块、二号二级安装平台、一号推杆、二号推杆、三号推杆、四号推杆、三号滑块、四号滑块、三号导轨、五号滑块、六号滑块、四号导轨、三号齿条以及四号齿条；肩部安装平台通过三个角件固定在安装架上，二号电机的轴上安装有一号齿轮，一号齿轮与一号齿条相互啮合，一号齿条、一号滑块以及一号二级安装平台安装在一起，肩部安装平台上安装有一号导轨，一号滑块安装在一号导轨上，三号电机的轴上安装有二号齿轮，二号齿轮与二号齿条相互啮合，二号齿条、二号滑块以及二号二级安装平台安装在一起，肩部安装平台上安装有二号导轨，二号滑块安装在二号导轨上，二号二级安装平台上安装有电机支架，电机支架上安装有四号电机，四号电机的顶端装有齿轮，齿轮同时与三号齿条、四号齿条啮合，三号齿条与二号推杆安装在一起，四号齿条与一号推杆安装在一起，二号推杆与五号滑块连接，四号推杆与六号滑块连接，五号滑块与六号滑块安装在四号导轨上，一号推杆与三号滑块连接，三号推杆与四号滑块连接，三号滑块与四号滑块安装在三号导轨上，一号推杆、二号推杆、三号推杆以及四号推杆的顶端均安装有带状内壳以及肩部外壳面板组。

腰部机械机构模块包括相同的前半部分腰部机构与后半部分腰部机构，前半部分腰部机构与后半部分腰部机构均包括腰部安装平台，腰部安装平台上安装有五号电机、五号齿条、一号齿轮组、六号齿条、支撑架、二号齿轮组、七号齿条、五号推杆、六号推杆、五号导轨以及六号导轨；五号电机的轴上安装有三号齿轮，三号齿轮同时与五号齿条、一号齿轮组的下齿轮相啮合，五号齿条与六号推杆安装在一起，一号齿轮组通过齿轮轴架固定在腰部安装平台上，六号齿条通过滑块与导轨安装在支撑架上，六号齿条与二号齿轮组的上齿轮相啮合，二号齿轮组的下齿轮与七号齿条相啮合，七号齿条与五号推杆安装在一起，五号推杆安装在五号导轨上，安装在六号导轨上，推杆的顶端安装有腰部外壳面板组；从而实现对前腰形状及尺寸的模拟，后腰的模拟类似；胸部机械结构模块、臀部机械结构模块分别与腰部机械结构模块的结构以及变形方式相同。

腰部机械机构模块的腰部安装平台上还安装有六号电机、八号齿条、七号推杆以及七号导轨；六号电机的轴上安装有四号齿轮，四号齿轮与八号齿条相啮合，八号齿条与七号推杆安装在一起，七号推杆安装在七号导轨上；臀部机械结构模块与腰部机械结构模块的结构以及变形方式相同。

胸部机械结构模块、腰部机械结构模块以及臀部机械结构模块均包括径向运动模块，所述径向运动模块包括安装平台，所述安装平台的左侧安装有丝杆与丝杆螺母，丝杆的两端分别安装在一号轴承座与二号轴承座中，一号轴承座通过一号轴承座垫片与螺钉螺母固定在安装架上，二号轴承座通过二号轴承座垫片与螺钉螺母固定在安装架上，丝杆的底端安装有联轴器，联轴器与一号电机相连；安装平台的右侧安装有法兰盘与光轴，光轴的分别两端安装在三号轴承座与四号轴承座中，三号轴承座通过三号轴承座垫片与螺钉螺母固定在安装架上，四号轴承座通过四号轴承座垫片与螺钉螺母固定在安装架上。

弹性外壳面板采用硅胶材料，它是弹性的材料，可以模拟人体表面的曲面形状，并且可以在内部机械结构的作用下发生相应的变形，该机器人模特共包括二十九块弹性外壳面板，颈部四块、肩部八块、胸部五块、腰部六块和臀部六块，其外壳方案是依据人体肌肉分布以及形态变形特点进行分块设计的；弹性外壳面板间均安装有弹性滑片，它拥有一定长度的滑槽，它的使用使得外壳面板间过渡光滑且能够产生不同距离的间隙，以满足模拟不同人体尺寸及形态的需求。

所述的带状内壳与弹性外壳配套使用，各有二十九块，这些带状内壳具有一定的曲面形状，与弹性外壳贴合安装，一方面可以保证弹性外壳面板具有相应人体部位的曲面形状，另一方面可以将外壳面板与推杆连接在一起，使得外壳能够在机械结构的作用下发生相应的位移和变形；机械结构采用齿轮齿条的传动方式，包括颈部结构模块、肩部结构模块、胸部结构模块、腰部结构模块和臀部结构模块，各模块在计算机的控制下独立的实现自动变形；由于人体前后部分的变形速率不同，所以各模块的前后结构分开驱动，胸部、腰部、臀部模块还具有径向运动结构，它主要采用丝杆传动方式来改变三个径向上的距离，用于改变身高；控制系统采用了集成电路设计，实现了对机器人模特的控制。它将用户输入的身体尺寸数据转换为二十一个步进电机可以接收的指令信息，并准确控制各部位机械结构运动，实现多数据同时驱动机器人模特变形；机器人模特可以改变十个主要的人体参数，包括颈围、肩宽、肩厚、大臂围、胸围、腰围、臀围、肩胸距、胸腰距和腰臀距。

采用上述技术方案的机器人模特，颈部机械机构模块可以实现四根推杆沿不同方向的水平运动，从而改变颈围；肩部机械结构模块包括相同的左肩机构与右肩机构，左肩机构与右肩机构可以实现两个二级安装平台的独立运动以及四根推杆的水平运动，左肩机构与右肩机构对称，从而改变肩宽及肩厚；胸部机械结构模块的前后结构分开驱动，可以实现五根推杆沿不同方向的水平运动，从而改变胸围，胸部还具有径向运动模块，可以使整个胸部机械结构模块在竖直方向上运动一定的距离，从而改变肩胸距，是组成身高改变的一部分；腰部机械机构模块的前后结构分开驱动，可以实现六根推杆沿不同方向的水平运动，从而改变腰围，腰部具有径向运动模块，可以使整个腰部机械结构模块在竖直方向上运动一定的距离，从而改变胸腰距，是组成身高改变的一部分；臀部机械机构模块的前后结构分开驱动，可以实现六根推杆沿不同方向的水平运动，从而改变臀围，臀部也具有径向运动模块，可以使整个臀部机械结构模块在竖直方向上运动一定的距离，从而改变腰臀距，是组成身高改变的一部分。

附图说明

图1为本发明的机器人模特系统图；

图2为本发明的机器人模特的主视图；

图3为本发明的机器人模特的右视图；

图4为本发明的机器人模特的后视图；

图5为本发明的机器人模特的轴测图；

图6为本发明的机器人模特的内部结构主视图；

图7为本发明的机器人模特的内部结构右视图；

图8为本发明所述径向运动模块的结构图；

图9为本发明所述肩部机械结构模块的轴测图；

图10为本发明所述肩部机械结构模块的主视图；

图11为本发明所述肩部机械结构模块的后视图；

图12为本发明所述肩部机械结构模块的俯视图；

图13为本发明所述腰部机械结构模块的轴测图；

图14为本发明所述颈部机械结构模块的轴测图；

图15为本发明所述颈部机械结构模块的俯视图。

具体实施方式

如图1所示，一种机器人模特系统，该机器人模特系统1包括二号计算机2、网络3、一号计算机4、控制器5、机器人模特6、旋转台7以及照相机8；二号计算机2与一号计算机4通过网络3连接，一号计算机4、控制器5以及机器人模特6依次连接，机器人模特6安装在旋转台7上，照相机8安装在机器人模特6的前方。

用户在一号计算机4上通过交互界面输入身高、颈围、肩宽、胸围、腰围和臀围等尺寸参数，机器人模特的控制系统接收人体的尺寸参数后，通过控制器5计算出各机械模块中各个机械部件的移动量，转化为相应的操作指令，并传输给机器人模特6，操作指令驱动各步进电机作相应运动，实现各模块结构的变形，最后完成人体形态的模拟。

在远程试衣中，消费者可在远程使用二号计算机2，将人体的身高、颈围、肩宽、胸围、腰围和臀围的尺寸参数通过网络3传输到店家的一号计算机4上，店家首先将服装穿在机器人模特6身上，机器人模特6依据操作指令的信息改变机器人模特的体型，实现试衣效果。为了全方位地展示试衣效果，机器人模特可被放置在一个旋转台7上，在机器人模特6完成变形后，旋转台7开始运动，照相机8拍摄一组试衣结果的照片或视频，并发送给客户，让客户在选择服装的款式和尺码时有一个参考依据。

机器人模特系统可以用于远程试衣和服装定制，将要试穿的衣服穿在变形后的机器人模特上，然后拍摄试衣结果的照片或视频，将试衣结果反馈给消费者，最终完成整个远程试衣过程。在定制服装时，服装设计师首先获得客户的人体尺寸与形态信息，然后根据客户的尺寸与形态设计服装。完成服装的制作后，客户不需要亲自进行试衣，而是由机器人模特代替真人进行试衣以检查服装设计的合身度。另外，机器人模型系统还可以用于服装的尺码推荐。服装卖家首先将机器人模特调整到不同的尺寸及形态，并试穿不同款式及尺码的衣服，然后通过拍摄的方法拍摄试衣的照片，并储存到试衣结果库中。用户在交互界面中输入人体参数，在试衣结果库搜索与其体型最为匹配的试衣结果，可以获得系统推荐的尺码。

如图2～15所示，一种机器人模特，该机器人模特6的最外层是一整套的弹性外壳面板，用来模拟人体表面的曲面形状，该弹性外壳面板包括从上到下依次连接的颈部外壳面板组9、肩部外壳面板组10、胸部外壳面板组11、腰部外壳面板组12以及臀部外壳面板组13；该机器人模特6包括从上到下依次连接的颈部机械结构模块16、肩部机械结构模块17、胸部机械结构模块18、腰部机械结构模块19以及臀部机械结构模块20；颈部机械结构模块16安装在颈部外壳面板组9内，肩部机械结构模块17安装在肩部外壳面板组10内，胸部机械结构模块18安装在胸部外壳面板组11内，腰部机械结构模块19安装在腰部外壳面板组12内，臀部机械结构模块20安装在臀部外壳面板组13内；机器人模特6安装在安装架14上，安装架14安装在底座15上；底座15一方面能够使机器人模特6保持稳定，另一方面底座15内部的空间还可以用来安装电源及电路板；底座15的底部装有四个带刹车的万向轮，使得机器人模特6可以任意的移动或静止在某个位置，方便搬运。

颈部机械机构模块16可以实现四根推杆沿不同方向的水平运动，从而改变颈围；肩部机械结构模块17包括相同的左肩机构与右肩机构，左肩机构与右肩机构可以实现两个二级安装平台的独立运动以及四根推杆的水平运动，左肩机构与右肩机构对称，从而改变肩宽及肩厚；胸部机械结构模块18的前后结构分开驱动，可以实现五根推杆沿不同方向的水平运动，从而改变胸围，胸部还具有径向运动模块21，可以使整个胸部机械结构模块18在竖直方向上运动一定的距离，从而改变肩胸距，是组成身高改变的一部分；腰部机械机构模块19的前后结构分开驱动，可以实现六根推杆沿不同方向的水平运动，从而改变腰围，腰部具有径向运动模块21，可以使整个腰部机械结构模块19在竖直方向上运动一定的距离，从而改变胸腰距，是组成身高改变的一部分；臀部机械机构模块20的前后结构分开驱动，可以实现六根推杆沿不同方向的水平运动，从而改变臀围，臀部也具有径向运动模块21，可以使整个臀部机械结构模块20在竖直方向上运动一定的距离，从而改变腰臀距，是组成身高改变的一部分。

颈部外壳面板组9由颈部一圈四块外壳面板组成，肩部外壳面板组10由肩部一圈八块外壳面板组成，胸部外壳面板组11由胸部一圈五块外壳面板组成，腰部外壳面板组12由腰部一圈六块外壳面板组成，臀部外壳面板组13由臀部一圈六块外壳面板组成。

颈部机械结构模块16包括七号电机83与颈部安装平台84，七号电机83安装在电机座82上，电机座82安装在安装架14的顶端，颈部安装平台84与七号电机83安装在一起，七号电机83的轴上安装有上齿轮85与下齿轮86，颈部安装平台84上安装有九号齿条87、十号齿条88、八号推杆89、九号推杆90、十号推杆93以及十一号推杆94；九号齿条87、十号齿条88分别与上齿轮85啮合，九号齿条87与八号推杆89固定连接，十号齿条88与九号推杆90固定连接，当上齿轮85旋转时，八号推杆89与九号推杆90将沿着相反的方向运动，十一号推杆94通过齿条与下齿轮86相啮合，十号推杆93通过齿条与下齿轮86相啮合；颈部安装平台84上安装有一号平板91与二号平板92，一号平板91与九号推杆90固定在一起，二号平板92与八号推杆89固定在一起，一号平板91、二号平板92起到保证齿条水平安装的作用；因此当下齿轮86旋转时，十号推杆93、十一号推杆94将沿着相反的方向运动，综上所述，当七号电机83运行时，安装在七号电机83轴上的上齿轮85、下齿轮86同时开始旋转，从而带动八号推杆89、九号推杆90、十号推杆93、十一号推杆94同时向外或向内运动，相邻推杆间夹角为90度且每根推杆高度相同，八号推杆89、九号推杆90、十号推杆93以及十一号推杆94的顶端均安装有颈部外壳面板组9，从而实现对颈围的模拟。

肩部机械结构模块17包括相同的左肩机构与右肩机构，左肩机构与右肩机构均包括肩部安装平台37，肩部安装平台37上设有二号电机41、一号齿条43、一号滑块44、一号二级安装平台45、三号电机46、二号齿条48、二号滑块49、二号二级安装平台50、一号推杆53、二号推杆54、三号推杆55、四号推杆56、三号滑块57、四号滑块58、三号导轨59、五号滑块60、六号滑块61、四号导轨62、三号齿条63以及四号齿条64；肩部安装平台37通过三个角件38固定在安装架14上，二号电机41的轴上安装有一号齿轮42，一号齿轮42与一号齿条43相互啮合，一号齿条43、一号滑块44以及一号二级安装平台45安装在一起，肩部安装平台37上安装有一号导轨39，一号滑块44安装在一号导轨39上，所以当二号电机41运行时，一号二级安装平台45沿着一号导轨39的方向运行；三号电机46的轴上安装有二号齿轮47，二号齿轮47与二号齿条48相互啮合，二号齿条48、二号滑块49以及二号二级安装平台50安装在一起，肩部安装平台37上安装有二号导轨40，二号滑块49安装在二号导轨40上，因此当三号电机46运行时，二号二级安装平台50沿着二号导轨40的方向运行，一号二级安装平台45与二号二级安装平台50的运动实现对肩宽的改变；二号二级安装平台50上安装有电机支架51，电机支架51上安装有四号电机52，四号电机52的顶端装有齿轮，齿轮同时与三号齿条63、四号齿条64啮合，三号齿条63与二号推杆54安装在一起，四号齿条64与一号推杆53安装在一起，所以当四号电机52运行时，一号推杆53与二号推杆54将同时向相反的方向运动，从而改变肩厚，二号推杆54与五号滑块60连接，四号推杆56与六号滑块61连接，五号滑块60与六号滑块61安装在四号导轨62上，使得二号推杆54与四号推杆56既能同时沿着肩厚的方向运动，又能独立的在肩宽的方向上运动，一号推杆53与三号滑块57连接，三号推杆55与四号滑块58连接，三号滑块57与四号滑块58安装在三号导轨59上，使得一号推杆53与三号推杆55既能同时沿着肩厚的方向运动，又能独立的在肩宽的方向上运动；一号推杆53、二号推杆54、三号推杆55以及四号推杆56的顶端均安装有带状内壳以及肩部外壳面板组10；当二号电机41、三号电机46、四号电机52运行时，便可以同时实现左肩三个独立的运动，左肩机构与右肩机构相同，从而实现对肩宽、肩厚的模拟。

腰部机械机构模块19包括相同的前半部分腰部机构与后半部分腰部机构，前半部分腰部机构与后半部分腰部机构均包括腰部安装平台631，腰部安装平台631上安装有五号电机641、五号齿条66、一号齿轮组67、六号齿条69、支撑架70、二号齿轮组71、七号齿条72、五号推杆73、六号推杆74、五号导轨75、六号导轨76、六号电机77、八号齿条79、七号推杆80以及七号导轨81；五号电机641的轴上安装有三号齿轮65，三号齿轮65同时与五号齿条66、一号齿轮组67的下齿轮相啮合，五号齿条66与六号推杆74安装在一起，一号齿轮组67通过齿轮轴架68固定在腰部安装平台631上，一号齿轮组67的上齿轮比下齿轮小，一号齿轮组67传输给六号齿条69的距离变小，使得六号齿条69的横向运动范围变小，六号齿条69通过滑块与导轨安装在支撑架70上，六号齿条69与二号齿轮组71的上齿轮相啮合，二号齿轮组71的下齿轮与七号齿条72相啮合，七号齿条72与五号推杆73安装在一起，五号推杆73安装在五号导轨75上，74安装在六号导轨76上，因此当五号电机641运行时，五号推杆73、六号推杆74将分别沿着五号导轨75、六号导轨76同时向内或向外运动；六号电机77的轴上安装有四号齿轮78，四号齿轮78与八号齿条79相啮合，八号齿条79与七号推杆80安装在一起，七号推杆80安装在七号导轨81上，当六号电机77运行时，七号推杆80沿着七号导轨81运动；综上所述，当五号电机641、六号电机77运行时，五号推杆73、六号推杆74、七号推杆80将同时向外或向内运动，推杆的顶端安装有腰部外壳面板组12，从而实现对前腰形状及尺寸的模拟，后腰的模拟类似。

胸部机械结构模块18与腰部机械结构模块19相比，胸部机械结构模块18没有前半部分中间的六号电机77、四号齿轮78、八号齿条79、七号导轨81以及七号推杆80，胸部机械结构模块18的其它结构以及变形方式与腰部机械结构模块19相同。臀部机械结构模块20与腰部机械结构模块19的结构以及变形方式相同。

胸部机械结构模块18、腰部机械结构模块19以及臀部机械结构模块20均包括径向运动模块21，所述径向运动模块21包括安装平台34，实现安装平台34在竖直方向上的运动，从而实现对机器人模特身高的改变，安装平台34上安装有一整个机械结构模块，安装平台34包括颈部安装平台、肩部安装平台、胸部安装平台、腰部安装平台以及臀部安装平台；所述安装平台34的左侧安装有丝杆24与丝杆螺母25，丝杆24的两端分别安装在一号轴承座23与二号轴承座26中，一号轴承座23通过一号轴承座垫片22与螺钉螺母固定在安装架14上，二号轴承座26通过二号轴承座垫片27与螺钉螺母固定在安装架14上，丝杆24的底端安装有联轴器28，联轴器28与一号电机29相连；安装平台34的右侧安装有法兰盘33与光轴32，光轴32的分别两端安装在三号轴承座31与四号轴承座35中，三号轴承座31通过三号轴承座垫片30与螺钉螺母固定在安装架14上，四号轴承座35通过四号轴承座垫片36与螺钉螺母固定在安装架14上，当一号电机29开始运行，丝杆24随之转动，安装平台34在丝杆24和光轴32的作用下实现竖直运动。