一种类人形的柔性带网格试衣机器人的制作方法

本实用新型涉及一种试衣机器人，尤其是涉及了一种类人形的柔性带网格试衣机器人，通过拟合人体形态进行试衣。

背景技术：

服装电子商务每年的销售额已达千亿，但存在高退货率，一个重要的原因在于网购时顾客不能试穿服装，难以感知真实的着装效果。本实用新型公开了一种的能拟合人体形态的试衣机器人，可代替顾客试穿服装，顾客可远程感知着装效果。本实用新型同样适用于服装定制设计中，用本实用新型所述的试衣机器人代替真人试穿服装。

技术实现要素：

为了解决背景技术中存在的问题，本实用新型提供了一种类人形的柔性带网格试衣机器人。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型包括总支撑架、肩部模拟机构、胸部模拟机构、腰部模拟机构、臀部模拟机构、横向柔性带、十字导向夹和平台升降机构；所述的总支撑架为一侧面带有齿条的竖直杆，肩部模拟机构、胸部模拟机构、腰部模拟机构和臀部模拟机构从上到下依次水平地套装在总支撑架的竖直杆上，四个模拟机构均安装有平台升降机构，通过平台升降机构与竖直杆上的齿条啮合，使得模拟机构沿总支撑架上下移动调整安装位置；胸部模拟机构、腰部模拟机构和臀部模拟机构沿轴向均设置有一圈横向柔性带，由肩部模拟机构、胸部模拟机构、腰部模拟机构和臀部模拟机构形成的类人形框架间隔设有沿纬线方向的多条纵向柔性带，纵向柔性带交叉地覆盖与横向柔性带外表面，纵向柔性带与横向柔性带之间通过十字导向夹连接。

所述的十字导向夹主要由两个带套以十字交叉方式连接而成，纵向柔性带与横向柔性带分别套在两个带套中。

所述的胸部模拟机构、腰部模拟机构和臀部模拟机构均采用柔性带-弹性曲板变形机构；柔性带-弹性曲板变形机构包括平板、沿周围间隔均布地水平固定在平板上的多个直线驱动机构以及固定在其中两个直线驱动机构之间的柔性带收缩机构，每个直线驱动机构和柔性带收缩机构均沿平板径向布置安装；每个直线驱动机构的伸缩端与各自的弹性曲板铰接，柔性带收缩机构包括一直线驱动机构、电机和滚筒，电机固定在靠近直线驱动机构内端部的平板底面，滚筒固定在电机上方的平板顶面，电机的输出轴向上穿过平板后与滚筒连接；一圈横向柔性带包络在周围的所有弹性曲板外表面上，横向柔性带一端固定绕在柔性带收缩机构的直线驱动机构外端部一侧轴上，另一端绕经柔性带收缩机构的直线驱动机构外端部另一侧轴，然后穿过张力传感器固定绕在滚筒上；滚筒连接在电机上控制着柔性带的长度和张力，通过柔性带张力自动调整弹性曲板的姿态并使其发生弹性形变，从而进一步控制柔性带的形状，以拟合人体截面曲线。

平板中间开有用于总支撑架穿过的方形孔，方形孔内的一侧设有用于与总支撑架侧面滚动连接的平台滚轮，方形孔侧方的平板底面安装平台升降机构。

所述的平台升降机构包括电机以及和电机输出轴同轴连接的齿轮，电机固定在平板的底部，通过电机驱动齿轮，齿轮与总支撑架竖直杆上的齿条啮合，从而控制平台上升降。

所述的肩部模拟机构包括肩部平台以及安装在肩部平台上的两个肩部滑块组件、后背连接支架、锁骨连接支架和颈部弹性曲板，锁骨连接支架和后背连接支架分别位于肩部的前后侧，两个肩部滑块组件分别位于肩部的左右侧；齿轮平台固定安装在肩部平台中部，齿轮平台下方的肩部平台上安装有用于控制两个肩部滑块组件左右移动的下齿导轨机构，齿轮平台上安装有用于控制锁骨连接支架和后背连接支架前后移动的上齿导轨机构，上齿导轨机构和下齿导轨机构顶部均与作为类人形颈部的颈部弹性曲板连接，控制颈部弹性曲板的张合。

所述的上齿导轨机构用于控制肩厚，包括电机齿轮机构和齿条块，电机齿轮机构的齿轮分别与两侧的齿条块的齿条啮合，两侧的齿条块相平行沿前后方向布置，齿条块的底面嵌在齿轮平台的导轨上并沿导轨移动，通过电机齿轮机构的电机带动齿轮旋转进行带动两个齿条块沿前后方向反向移动，两侧齿条块顶面分别经各自的前后上连接杆与颈部弹性曲板连接；其中一齿条块一侧的端面和另一齿条块相反一侧的端面均开有插孔，插孔用于后背连接支架、锁骨连接支架上的支架插销固定插装。

所述的下齿导轨机构用于控制肩宽，包括电机齿轮机构和齿条块，电机齿轮机构的齿轮分别与两侧的齿条块的齿条啮合，两侧的齿条块相平行沿左右方向布置，齿条块的底面嵌在肩部平台的导轨上并沿导轨移动，通过电机齿轮机构的电机带动齿轮旋转进行带动两个齿条块沿左右方向反向移动，其中一齿条块一侧的端面和另一齿条块相反一侧的端面均开有插孔；

所述的肩部滑块组件包括滑块和水平轴，滑块底面设有条形槽，齿轮平台左右两侧的肩部平台上固定安装有滚轮，滚轮通过基块固定在肩部平台，滚轮嵌在条形槽内使得滑块在滚轮上滚动连接；滑块的内端面开有滑块插孔，滑块插孔与齿条块的插孔之间通过下连接杆固定连接，从而使得滑块和齿条块同步移动；滑块顶面设有滑块螺钉孔，左右上连接杆一端通过螺钉固定在滑块螺钉孔，另一端与颈部弹性曲板连接。

所述的滑块两侧壁均固定有水平的水平轴，每侧的水平轴上均插装有滑动支架，滑动支架在上齿导轨机构带动下沿水平轴前后移动；锁骨连接支架和后背连接支架上开有沿左右方向的支架限位槽，滑动支架中部嵌入到支架限位槽，从而使得滑动支架在下齿导轨机构带动下沿支架限位槽左右移动。

所述的颈部弹性曲板包括分别位于前后左右四侧的瓦形弹性板，前后侧的瓦形弹性板与各自的前后上连接杆的一端连接，前后上连接杆另一端分别与上齿导轨机构的两侧齿条块连接，左右侧的瓦形弹性板经各自的左右上连接杆连接到两侧的滑块顶面。

本实用新型既包括水平包络在弹性曲板上的横向柔性带，还包括竖直包络的纵向柔性带。由位置、姿态可控的弹性曲板控制横向柔性带和纵向柔性带的形状，构成柔性带网格，模拟人体几何外形。

两侧的所述肩部滑块组件的滑块上均固定设有作为肩膀的肩臂曲板，锁骨连接支架、后背连接支架和每个滑动支架上均固定设有作为肩部面的弹性曲板；臀部模拟机构的平板底面还固定有柔性带收缩盒，纵向柔性带底端固定系在柔性带收缩盒内，顶端覆盖于弹性曲板表面后固定系在弹性曲板的边缘。

本实用新型通过控制直线推进机构的推进量控制弹性曲板中心点的空间位置；通过柔性带收缩机构，控制柔性带的长度和张力；弹性曲板在柔性带张力作用自动调整其姿态并产生弹性形变，从而进一步控制柔性带的形状。纵向柔性带包络相邻层弹性曲板，模拟人体在高度方向上的形状变化。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型机构能更好地拟合人体表面的曲线，拟合精度更高，而平台升降机构能拟合更大的范围的人体。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的整体结构侧视示意图。

图3是本实用新型的腰部结构俯视示意图。

图4是本实用新型的腰部结构仰视示意图。

图5是本实用新型的胸部结构俯视示意图。

图6是本实用新型的胸部结构仰视示意图。

图7是本实用新型的臀部结构俯视示意图。

图8是本实用新型的臀部结构仰视示意图。

图9是本实用新型的肩部结构示意图。

图10是本实用新型的肩部结构爆炸示意图之一。

图11是本实用新型的肩部结构爆炸示意图之二。

图12是本实用新型的肩部结构中肩部平台示意图。

图13是本实用新型的肩部结构中齿导轨机构示意图。

图14是本实用新型的十字导向夹机构示意图。

图15是本实用新型的肩部结构中肩部滑块组件示意图。

图16是本实用新型的肩部结构中滑动支架示意图。

图17是本实用新型的肩部结构中后背连接支架示意图。

图18是本实用新型的肩部结构中锁骨连接支架示意图。

图19是本实用新型的肩部结构中齿轮平台示意图。

图中：1、总支撑架，2、肩部模拟机构，3、胸部模拟机构，4、腰部模拟机构，5、臀部模拟机构，6、横向柔性带，7、十字导向夹，8、平台升降机构，9、平板，10、弹性曲板，11、直线驱动机构，12、柔性带收缩机构，13、张力传感器，14、滚筒，15，电机，16、平台滚轮，17、柔性带收缩盒，18、肩部滑块组件，19、颈部弹性曲板，20、齿轮平台，21、后背连接支架，22、滑动支架，23、上齿导轨机构，24、下齿导轨机构，25、左右上连接杆，26、电机齿轮机构，27、前后上连接杆，28、肩部平台，29、锁骨连接支架，30、下连接杆，31、平台螺钉孔，32、滚轮，33、基块，34、导轨槽，35、齿条导轨，36、齿条，37、滑块螺钉孔，38、滑块插孔，39、支架插销，40、支架限位槽，41、纵向柔性带，42、齿轮平台导轨，43、水平轴，44、滑块，45、肩臂曲板。

具体实施方式

为了更加清晰的展示本实用新型的目的，结构原理，下面结合附图和具体原理对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1和图2所示，本实用新型包括总支撑架1、肩部模拟机构2、胸部模拟机构3、腰部模拟机构4、臀部模拟机构5、横向柔性带6、十字导向夹7和平台升降机构8。

如图1所示，总支撑架1为一侧面带有齿条的竖直杆，肩部模拟机构2、胸部模拟机构3、腰部模拟机构4和臀部模拟机构5从上到下依次水平地套装在总支撑架1的竖直杆上，四个模拟机构均安装有平台升降机构8，通过平台升降机构8与竖直杆上的齿条啮合，平台升降机构8上的齿轮可与总支撑架1上的齿条啮合控制平台的升降，使得模拟机构沿总支撑架1上下移动调整安装位置。

如图1所示，胸部模拟机构3、腰部模拟机构4和臀部模拟机构5沿轴向均设置有一圈横向柔性带6，由肩部模拟机构2、胸部模拟机构3、腰部模拟机构4和臀部模拟机构5形成的类人形框架间隔设有沿纬线方向的多条纵向柔性带41，纵向柔性带41交叉地覆盖与横向柔性带6外表面，纵向柔性带41与横向柔性带6之间通过十字导向夹7连接。

如图14所示，十字导向夹7主要由两个带套以十字交叉方式连接而成，纵向柔性带41与横向柔性带6分别套在两个带套中，形成相互垂直的活动连接，即纵向柔性带41与横向柔性带6均可沿自身长度方向在带套内移动。

胸部模拟机构3、腰部模拟机构4和臀部模拟机构5均采用柔性带-弹性曲板变形机构；如图3～8所示，柔性带-弹性曲板变形机构包括平板9、沿周围间隔均布地水平固定在平板9上的多个直线驱动机构11以及固定在其中两个直线驱动机构11之间的柔性带收缩机构12，每个直线驱动机构11和柔性带收缩机构12均沿平板9径向布置安装。

如图3所示，每个直线驱动机构11的伸缩端与各自的弹性曲板10铰接，直线驱动机构11的伸缩端伸缩带动弹性曲板10沿径向移动，弹性曲板10绕直线驱动机构11的伸缩端的中心轴旋转。

柔性带收缩机构12包括一直线驱动机构11、电机15和滚筒14，电机15固定在靠近直线驱动机构11内端部的平板9底面，滚筒14固定在电机15上方的平板9顶面，电机15的输出轴向上穿过平板9后与滚筒14连接。周围的所有弹性曲板10形成一圈环面，一圈横向柔性带6包络在周围的所有弹性曲板10外表面上，横向柔性带6一端固定绕在柔性带收缩机构12的直线驱动机构11外端部一侧轴上，另一端绕经柔性带收缩机构12的直线驱动机构11外端部另一侧轴，然后穿过张力传感器13固定绕在滚筒14上。

如图4所示，平板9中间开有用于总支撑架1穿过的方形孔，方形孔内的一侧设有用于与总支撑架1侧面滚动连接的平台滚轮16，平台滚轮16用于减少平板9升降过程中与总支撑架1之间的摩擦力，方形孔侧方的平板9底面安装平台升降机构8。

直线驱动机构11和柔性带收缩机构12采用丝杠螺母推杆机构、气液压推杆机构或齿导轨机构等。

直线驱动机构的数目可根据直线驱动机构的体积和不同模拟机构的需求灵活配置。如图3和图4所示，对于胸部模拟机构3，包括四个沿圆周间隔均布的直线驱动机构11，在朝向胸前的直线驱动机构11分别与两侧的两个直线驱动机构11还各设有一个直线驱动机构11，共计六个直线驱动机构11。如图5和图6所示，对于腰部模拟机构4，包括四个沿圆周间隔均布的直线驱动机构11。如图7和图8所示，对于臀部模拟机构5，包括四个沿圆周间隔均布的直线驱动机构11。

平台升降机构8包括电机以及和电机输出轴同轴连接的齿轮，电机固定在平板9的底部，通过电机驱动齿轮，齿轮与总支撑架1竖直杆上的齿条啮合，从而控制平台上升降。

如图9～图11所示，肩部模拟机构2包括肩部平台28以及安装在肩部平台28上的两个肩部滑块组件18、后背连接支架21、锁骨连接支架29和颈部弹性曲板19，锁骨连接支架29和后背连接支架21分别位于肩部的前后侧，两个肩部滑块组件18分别位于肩部的左右侧，颈部弹性曲板19位于肩部平台28中部的正上方；齿轮平台20固定安装在肩部平台28中部，齿轮平台20下方的肩部平台28上安装有用于控制两个肩部滑块组件18左右移动的下齿导轨机构24，齿轮平台20上安装有用于控制锁骨连接支架29和后背连接支架21前后移动的上齿导轨机构23，上齿导轨机构23和下齿导轨机构24顶部均与作为类人形颈部的颈部弹性曲板19连接，控制颈部弹性曲板19的张合。

上齿导轨机构23用于控制肩厚，包括电机齿轮机构26和齿条块35，如图13所示，电机齿轮机构26的齿轮分别与两侧的齿条块35的齿条36啮合，两侧的齿条块35相平行沿前后方向布置，齿条块35的底面嵌在齿轮平台20的齿轮平台导轨42上并沿导轨移动，如图19所示，通过电机齿轮机构26的电机带动齿轮旋转进行带动两个齿条块35沿前后方向反向移动，两侧齿条块35顶面分别经各自的前后上连接杆27与颈部弹性曲板19连接；其中一齿条块35一侧的端面和另一齿条块35相反一侧的端面均开有插孔，插孔用于后背连接支架21、锁骨连接支架29上的支架插销39固定插装。

下齿导轨机构24用于控制肩宽，包括电机齿轮机构26和齿条块35，电机齿轮机构26的齿轮分别与两侧的齿条块35的齿条36啮合，两侧的齿条块35相平行沿左右方向布置，齿条块35的底面嵌在肩部平台28的齿轮平台导轨42上并沿导轨移动，通过电机齿轮机构26的电机带动齿轮旋转进行带动两个齿条块35沿左右方向反向移动，其中一齿条块35一侧的端面和另一齿条块35相反一侧的端面均开有插孔；如图12所示，肩部平台28上还开有用于安装下齿导轨机构24的齿轮平台导轨42的导轨槽34和用于安装齿轮平台20的螺钉孔31。

如图15所示，肩部滑块组件18包括滑块44和支架轴46，滑块44底面设有条形槽，齿轮平台20左右两侧的肩部平台28上固定安装有滚轮32，滚轮32通过基块33固定在肩部平台28，滚轮32嵌在条形槽内使得滑块44在滚轮32上滚动连接；滑块44的内端面开有滑块插孔38，滑块插孔38与齿条块35的插孔之间通过下连接杆30固定连接，从而使得滑块44和齿条块35同步移动；滑块44顶面设有滑块螺钉孔37，左右上连接杆25一端通过螺钉固定在滑块螺钉孔37，另一端与颈部弹性曲板19连接。

滑块44两侧壁均固定有水平的支架轴46，每侧的支架轴46上均插装有滑动支架22，滑动支架22在上齿导轨机构23带动下沿支架轴46前后移动；锁骨连接支架29和后背连接支架21上开有沿左右方向的支架限位槽40，滑动支架22中部嵌入到支架限位槽40，从而使得滑动支架22在下齿导轨机构24带动下沿支架限位槽40左右移动。

颈部弹性曲板19包括分别位于前后左右四侧的瓦形弹性板，前后侧的瓦形弹性板与各自的前后上连接杆27的一端连接，前后上连接杆27另一端分别与上齿导轨机构23的两侧齿条块35连接，左右侧的瓦形弹性板经各自的左右上连接杆25连接到两侧的滑块44顶面。

两侧的肩部滑块组件18的滑块44上均固定设有作为肩膀的肩臂曲板45，锁骨连接支架29、后背连接支架21和每个滑动支架22上均固定设有作为肩部面的弹性曲板10，如图16～18所示；臀部模拟机构5的平板9底面还固定有柔性带收缩盒17，纵向柔性带41底端固定系在柔性带收缩盒17内，顶端覆盖于弹性曲板10表面后固定系在弹性曲板10的边缘。

柔性带收缩盒17内部设置有涡旋弹簧片，当柔性带6受力时涡旋弹簧片压缩，当柔性带6不受力时弹簧片恢复收缩柔性带6。

其中本实用新型还包括控制模块，控制模块主要包括控制柜和装在控制柜中的可编程逻辑控制器、直线驱动机构控制器，变压器等等。

本实用新型的具体实施工作过程如下：

具体实施中，总支撑架安放在水平地面上；肩部模拟机构，单层模拟机构固定在平台移动机构上，平台移动机构与总支撑架通过齿轮啮合；控制柜及主要控制元件位于机器人主体之外，通过导线与机器人上各电机相连。

臀部、腰部、胸部模拟机构工作机制是控制元件将数据传递给直线驱动机构的驱动器，进而驱动直线驱动机构沿一定的方向推动弹性曲板，当弹性曲板移动到设定的位置后，柔性带收缩机构上的电机带动滚筒受紧柔性带，柔性带上的力由电机收紧控制，从而受力的柔性带会给弹性曲板施加一定的力驱动弹性曲板的形变，进而控制张紧的柔性带的形状，模拟人体截面曲线。

肩部模拟机构是通过控制肩部上的两个电机驱动齿轮运动；一个电机控制齿轮与之啮合的齿条，通过齿条的移动驱动下连接杆进而带动肩部滑块组件移动，进而肩部滑块组件移动通过左右上连接杆驱动颈部左、右侧弹性杆的移动；另一电机控制齿轮与之啮合的齿条，通过齿条的移动驱动锁骨连接支架，后背连接支架，通过前后上连接杆驱动颈部前、后侧弹性杆的移动；

纵向柔性带一端固定于肩部模拟机构上，另一端固定臀部平面的底面柔性带收缩盒内，当臀部、腰部、胸部、肩部模拟机构形变完成后，纵向柔性带和横向柔性带同时受到力构成了网格面进而达到模拟人体面。

平台升降机构安装在臀部、腰部、胸部、肩部模拟机构平台底部，可以根据不同人群的身高来调整臀部、腰部、胸部、肩部的高度来拟合其身高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非用于来限定本实用新型的实施范围；凡未脱离本实用新型的原理和范围，对于本实用新型做同等代替或者改进，均应属于本实用新型的专利涵盖范围之内。