三维机器人模型创建方法和装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种三维机器人模型创建方法和装置，其中，三维机器人模型创建方法包括：显示模型创建界面，并提供至少一个标准模块供用户选择，其中，每个所述标准模块预置有至少一个连接面；根据用户对标准模块的选择操作，将选中的标准模块以三维图形的方式显示在所述模型创建界面中；根据用户对至少两个标准模块中连接面的选择，将各标准模块在选中的连接面处进行连接，以三维图形的方式显示连接效果；记录连接的标准模块通过所述连接面而建立的父子联动关系。本发明所提供的技术方案，大大减少了搭建三维机器人所耗费的工时，使得零件数较多的机器人搭建过程大大简化，即使普通用户也可高效便捷的完成三维机器人模型的仿真搭建。
【专利说明】
三维机器人模型创建方法和装置
技术领域
[0001]本发明实施例涉及计算机处理技术，尤其涉及一种三维机器人模型创建方法和装置。
【背景技术】
[0002]现在机器人的应用已十分普及，不仅在工业、服务和军事等各行业发挥重要的作用，其在教育、研究以及玩具方面也发挥着越来越重要的作用。机器人是一个集成了机械、电子、软件、传感和控制等技术的综合性很强的产品，其很适合用于教学以激发学生对这些技术的兴趣和提高学生各方面的能力，机器人本身对于研究机器人所用的各种技术也是很好的一个载体，特别是一些仿生机器人还有助于仿生行为的研究，机器人的趣味性使其在玩具领域也将占领越来越重要的位置。
[0003]其中，模块化机器人套件，以简化利用模块化机器人套件搭建机器人的工序，方便舵机的固定连接和输出连接，减少搭建机器人所耗费的工时，从而使得机器人搭建过程大大简化。
[0004]但是与实物机器人搭建方便相对比的是，相应的模块化机器人三维仿真软件需要用代码来进行模型搭建，难度很大，且模型是固定不变的，无法在现有模型上进行更改。采用S0lidW0rks、UG、Pr0E和Catia等三维建模软件可以模块化机器人的三维建模，但是零件数目众多，均需要逐一绘制，并编制代码，构建各零件之间的关系，其中的运动学和动力学仿真太过专业，对于一般搭建者来说，无法实现。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种三维机器人模型创建方法和装置，以简化机器人仿真模型的创建方式，降低创建难度。
[0006]第一方面，本发明实施例提供了一种三维机器人模型创建方法，包括:
[0007]显示模型创建界面，并提供至少一个标准模块供用户选择，其中，每个所述标准模块预置有至少一个连接面；
[0008]根据用户对标准模块的选择操作，将选中的标准模块以三维图形的方式显示在所述模型创建界面中；
[0009]根据用户对至少两个标准模块中连接面的选择，将各标准模块在选中的连接面处进行连接，以三维图形的方式显示连接效果；
[0010]记录连接的标准模块通过所述连接面而建立的父子联动关系。
[0011]第二方面，本发明实施例提供了一种三维机器人模型创建装置，包括:
[0012]标准模块选择单元，用于显示模型创建界面，并提供至少一个标准模块供用户选择，其中，每个所述标准模块预置有至少一个连接面；
[0013]标准模块显示单元，用于根据用户对标准模块的选择操作，将选中的标准模块以三维图形的方式显示在所述模型创建界面中；
[0014]标准模块连接单元，用于根据用户对至少两个标准模块中连接面的选择，将各标准模块在选中的连接面处进行连接，以三维图形的方式显示连接效果；
[0015]联动关系记录单元，用于记录连接的标准模块通过所述连接面而建立的父子联动关系。
[0016]本发明所提供的技术方案，至少一个预置有连接面的标准模块可供用户选择，且将用户选中的标准模块以三维图形的方式显示在所述模型创建界面中，各标准模块通过选中的连接面进行连接，并记录连接的标准模块通过所述连接面而建立的父子联动关系。由于用户可选择标准模块创建模型而不是逐一绘制所需零件，所以大大减少了搭建三维机器人所耗费的工时。各标准模块可通过选中的连接面进行连接，使得机器人搭建过程大大简化。而且，记录各种标准模块的父子联动关系，可以实现运动学和动力学仿真，本实施例所提供的技术方案解决了现有技术搭建机器人零件数目众多，均需要逐一绘制，耗时较长，并需编制代码，构建各零件之间的关系，其中的运动学和动力学仿真太过专业，且一般搭建者往往无法实现等问题，实现了即使普通用户也可高效便捷的完成三维机器人模型的仿真搭建。
【附图说明】
[0017]图1为本发明实施例一提供的一种三维机器人模型创建方法的流程示意图；
[0018]图2是本发明实施例一提供的一种三维机器人模型创建方法的创建界面的示意图；
[0019]图3A是本发明实施例一提供的一种三维机器人模型创建方法的选择标准模块时的第一状态示意图；
[0020]图3B是本发明实施例一提供的一种三维机器人模型创建方法的选择标准模块时的第二状态示意图；
[0021]图4是本发明实施例一提供的一种三维机器人模型创建方法的连接标准模块的示意图；
[0022]图5是本发明实施例一提供的一种三维机器人模型创建方法的各标准模块的运动仿真不意图；
[0023]图6是本发明实施例二提供的一种三维机器人模型创建方法的流程示意图；
[0024]图7是本发明实施例二提供的一种三维机器人模型创建方法的标准模块发生干涉时的状态不意图；
[0025]图8是本发明实施例三提供的一种三维机器人模型创建方法的流程示意图；
[0026]图9是本发明实施例三提供的一种三维模块机器人模型创建及保存方法的结构示意图；
[0027]图10是本发明实施例四提供的一种基于三维机器人模型创建方法所创建的挖掘机器人模型；
[0028]图11是本发明实施例四提供的一种基于三维机器人模型创建方法所创建的人形机器人模型；
[0029]图12是本发明实施例五提供的一种三维机器人模型创建装置的结构图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
[0031 ] 实施例一
[0032]图1为本发明实施例一提供的一种三维机器人模型创建方法的流程图，该方法可以由一种三维机器人模型创建装置的来执行，该装置可通过硬件和/或软件的方式实现，并一般可独立或集成在的配置在用户终端的应用端内实现本实施例的方法。
[0033]本实施例的方法具体包括如下步骤:
[0034]步骤110、显示模型创建界面，并提供至少一个标准模块供用户选择，其中，每个所述标准模块预置有至少一个连接面。
[0035]创建三维机器人模型通常需要组成三维机器人的各个零件，为了简化创建的过程，本发明实施例可提供至少一个标准模块供用户进行选择，用户可以根据标准模块的形状、功能选择所需要的标准模块，生成并显示各标准模块，用于仿真机器人的各个组成部分。具体地，标准模块包括底座、舵机组件及单连接件等。示例性地，如图2所示，各标准模块以三维图形图标的方式显示在模型创建界面左侧的工具栏中，供用户选择。三维机器人模型的创建通常需要多个标准模块进行连接，优选是每个所述标准模块预置有连接面。可以理解的是，每个标准模块预置有一个或多个连接面，例如，用于仿真机器人中心部位的标准模块通常需要阈值由多个连接面，用于仿真机器人脚部的标准模块可能预置有一个连接面即可。所述标准模块的连接面的数量可以根据实际需求进行设定，在此不做限定。
[0036]步骤120、根据用户对标准模块的选择操作，将选中的标准模块以三维图形的方式显示在所述模型创建界面中。
[0037]具体地，用户对标准模块的选择操作可以通过将所要选择的标准模块拖至指定区域;或者，用鼠标单击或双击所述标准模块;又或者，通过输入标准模块的名称选择所需标准模块等方式实现。示例性地，如图3A和图3B所示，用户可通过点击工具栏中与各标准模块对应的三维图形图标，选择相应的标准模块，选中的标准模块会在小窗口中显示至少一个角度的视图，用户可以根据需求点击选择标准模块相应的视图。选中的标准模块可以三维图形的方式显示在模型创建界面中。
[0038]根据用户对标准模块的选择操作，将选中的标准模块以三维图形的方式显示在所述模型创建界面中优选可以包括:根据用户在标准模块库中对标准模块的选择，根据选择的标准模块创建对应的三维图形，在所述模型创建界面中显示，其中，用户选中创建的标准模块可以预设的角度、尺寸、位置或姿态，以三维图形的方式显示在所述模型创建界面中；根据用户在所述模型创建界面中对所述标准模块三维图形的平移拖动或旋转拖动，相应平移或旋转所述标准模块三维图形;根据用户在所述模型创建界面中对所述标准模块三维图形的选择和删除操作，取消显示对应的标准模块三维模型，并取消删除的标准模块与父模块和子模块之间的父子联动关系。
[0039]其中，根据用户在所述模型创建界面中对所述标准模块三维图形的平移拖动或旋转拖动，相应平移或旋转所述标准模块三维图形包括:根据用户在所述模型创建界面中对所述标准模块三维图形本身或内部组件的平移拖动或旋转拖动，相应平移或旋转所述标准模块三维图形本身或内部组件，具体地，可以平移或旋转标准模块使得所述标准模块呈现不同的角度或者连接关系，从而沉陷不同的位置或姿态，例如，以相邻的两个舵机组件为例，通过鼠标单击选中其中一个舵机组件后，该组件在三维软件视图中显示为半透明，并显示坐标轴。通过鼠标左键点击选择坐标轴X后，坐标轴X在三维软件视图中显示为加粗箭头，此时可以通过鼠标左键拖动使当前选中的舵机组件沿X轴方向平移。同时当前选中的舵机组件也可以沿X轴方向旋转、沿Y轴方向旋转或沿Z轴方向旋转，每次旋转90度;对所述标准模块三维图形的外部显示的平移拖动或旋转拖动，具体的，可以通过平移或旋转模型创建界面中的标准模块的三维图形，实现对整个界面视图的旋转，能够为用户从不同的视角呈现模型创建界面中的标准模块的三维图形，例如，若，当前模型创建界面中为三维机器人模型，可以通过平移或旋转模型创建界面中的标准模块的三维图形，呈现机器人的正面、侧面和背面等。
[0040]可以理解的是，根据用户在所述模型创建界面中对所述标准模块三维图形的选择和设置操作，显示与用户输入的参数对应的标准模块三维模型，其中所参数包括标准模块的尺寸、颜色及角度等。
[0041]步骤130、根据用户对至少两个标准模块中连接面的选择，将各标准模块在选中的连接面处进行连接，以三维图形的方式显示连接效果。
[0042]在建模中，用户通常需要将至少两个标准模块进行连接，以满足所要创建的三维机器人的形状、位置、姿态等需求。示例性地，根据用户对至少两个标准模块中连接面的点击选择操作，将各标准模块在选中的连接面处进行连接;根据连接关系，调整所述标准模块三维图形的位置和姿态至通过选择的连接面进行连接。或者，可以将其中一个标准模块的连接面拖动至另一个标准模块的连接面进行连接。
[0043]具体地，如图4所示，用户可通过鼠标单击等形式选中需要连接的两个标准模块后，可通过鼠标左键单击或双击等方式依次选中两个标准模块上的连接面，然后可通过点击工具栏上的连接按钮等方式，使得两个标准模块按照所选的连接面进行连接，以三维图形的方式显示连接效果。为了增加用户的辨识度，方便操作，选中的连接面可以呈现与相邻面不同的颜色，如可显示为白色、红色等。
[0044]步骤140、记录连接的标准模块通过所述连接面而建立的父子联动关系。
[0045]在本操作中，记录连接的标准模块通过所述连接面而建立的父子联动关系优选是根据连接的标准模块，确定标准模块之间的父模块和子模块关系，添加到已建立的三维模型中；根据连接的标准模块的连接面和所述标准模块的运动特征，在父模块和子模块之间建立运动学和动力学的联动关系。例如，根据标准模块的创建顺序及连接顺序，记录连接的标准模块，将前一标准模块记录为父标准模块，后一标准模块记录为子标准模块，子标准模块依赖于父标准模块运动;也可以理解为，在三维仿真环境中搭建完成的仿生机器人，所述连接面匹配且相连接后，会形成功能性部件运动的节点。任意相邻两节点，前一个节点为后一个节点的父节点，后一个节点为前一个节点的子节点。所述父节点决定了子节点运行轨迹的起点坐标。其中，所述“前”、“后”对应于标准模块的搭建顺序。示例性地，如图5所示，可在三维机器人创建过程中记录连接的标准模块的顺序，并记录连接的标准模块通过所述连接面而建立的父子联动关系，进而实现三维机器人的运动仿真。
[0046]本发明所提供的技术方案，至少一个预置有连接面的标准模块可供用户选择，且将用户选中的标准模块以三维图形的方式显示在所述模型创建界面中，各标准模块通过选中的连接面进行连接，并记录连接的标准模块通过所述连接面而建立的父子联动关系。由于用户可选择标准模块创建模型而不是逐一绘制所需零件，所以大大减少了搭建三维机器人所耗费的工时。各标准模块可通过选中的连接面进行连接，简化了机器人的组装和联动方式，使得机器人搭建过程大大简化。而且，记录各种标准模块的父子联动关系，可以实现运动学和动力学仿真，本实施例所提供的技术方案解决了现有技术搭建机器人零件数目众多，均需要逐一绘制，耗时较长，并需编制代码，构建各零件之间的关系，其中的运动学和动力学仿真太过专业，且一般搭建者往往无法实现等问题，不需要用代码来进行模型搭建，大大减少了零件数目，且模型是可改变的，减少搭建机器人所耗费的工时，简化搭建的难度，提高了仿真搭建的效率，实现了即使普通用户也可高效便捷的完成三维机器人模型的仿真搭建。
[0047]在上述实施例的基础上，所述标准模块包括底座，显示模型创建界面时，还包括:在所述模型创建界面中添加底座，其中，所述底座包括连接面，且以所述底座为根节点，从邻近所述底座至远离所述底座的方向设置所述父子联动关系。本技术方案，使得三维机器人在底座的基础上完成所设定的动作和行为，机器人的动作更为平稳和流畅。
[0048]在上述各实施例的基础上，所述标准模块还可以包括:舵机组件和单连接件，其中，所述舵机组件由舵机和连接件组成。具体地，所述舵机组件可包含舵机短U组件、舵机斜U组件、舵机长U组件、舵机输出盘组件、双舵机组件和舵机轮子组件等。所述的单连接件包含集成传感器、单舵机、舵机延长件、脚底板、短手和长手等。
[0049]进一步地，舵机短U组件包括舵机和转动连接在舵机外部的短U连接件，所述舵机长U组件包括舵机和转动连接在舵机外部的长U连接件，所述短U连接件和长U连接件是相对尺寸而言。所述舵机斜U组件包括舵机和转动连接在舵机外部的斜U连接件。所述双舵机组件包括两个连接在一起的舵机，且每个舵机上都转动连接有连接件，两个舵机的连接件转动方向不同，具体的，一个连接件在竖直平面内转动，另一个连接件在水平平面内转动。所述舵机轮子组件包括舵机和转动连接在舵机外部的转动盘。
[0050]实施例二
[0051]图6为本发明实施例二提供的一种三维机器人模型创建方法的流程图，本实施例在上述各实施例的基础上，优选是将“根据用户对至少两个标准模块中连接面的选择，将各标准模块在选中的连接面处进行连接，以三维图形的方式显示连接效果”进一步优化为:根据用户对至少两个标准模块中连接面的点击选择操作，将各标准模块在选中的连接面处进行连接;根据连接关系，调整所述标准模块三维图形的位置和姿态至通过选择的连接面进行连接。
[0052]相应的，本实施例的方法具体包括:
[0053]步骤110、显示模型创建界面，并提供至少一个标准模块供用户选择，其中，每个所述标准模块预置有至少一个连接面。
[0054]步骤120、根据用户对标准模块的选择操作，将选中的标准模块以三维图形的方式显示在所述模型创建界面中。
[0055]步骤131、根据用户对至少两个标准模块中连接面的点击选择操作，将各标准模块在选中的连接面处进行连接。
[0056]示例性地，在需要连接的至少两个标准模块完成三维机器人的搭建时，用户可以根据所要创建的三维机器人的形状，确定各标准模块的位置关系级连接关系，并选择两个标准模块中需要连接的连接面，进而可以通过对至少两个标准模块中连接面的点击选择操作将两个标准模块进行连接。
[0057]步骤132、根据所述标准模块之间的连接关系，调整所述标准模块三维图形的显示位置和姿态至通过选择的连接面进行连接。
[0058]示例性地，调整所述标准模块三维图形的显示位置和姿态，例如可以是将所选中的标准模块的连接面平移至所要连接的标准模块的连接面;或者，将标准模块旋转至设定的角度;或者，将标准模块进行反转等。在创建过程中，通常需要将各标准模块连接，使得所连接的标准模块呈现出初步的位置和姿态，可以更加形象和生动地仿真三维机器人。在本实施例中，用户可以根据连接关系，通过平移拖动或旋转拖动等方式，调整标准模块三维图形的显示位置和姿态，进而通过选择的连接面进行连接，以使标准模块连接后的位置和姿态满足用户需求。
[0059]步骤140、记录连接的标准模块通过所述连接面而建立的父子联动关系。
[0060]采用本技术方案，用户通过对至少两个标准模块中连接面的点击选择操作，连接各标准模块，部件连接较为直接，组装和拆卸更为方便，操作简单。而且，可调整所述标准模块三维图形的位置和姿态，能够呈现出不同的姿态，使得创建的三维机器人的模型适应多元化发展的需求，并极大满足用户的个性化需求，仿真的效果更加生动，大大提升用户的视觉体验，并减少搭建机器人所耗费的工时，简化搭建的难度。
[0061]在上述各实施例的基础上，所述三维机器人模型创建方法优选是还包括:监测用户对所述标准模块的操作，如果监测到产生各标准模块之间的空间干涉操作时，将发生空间干涉的标准模块或位置进行提示。
[0062]示例性的，如图7所示，在平移或旋转过程中，若监测到底座、舵机组件或单连接件等存在空间干涉会有干涉提示，提示发生空间干涉的标准模块或位置，如在当前选中的舵机组件沿X轴方向平移过程中，三维仿真搭建软件检测到了舵机组件和相邻的另一舵机组件发生了空间干涉，会发出警示并用线框图标示出干涉的标准模块或位置，例如图7中的三维机器人的右侧手臂部位端部连接的两个标准模块。同时，还可监测基于父子联动关系运动时各标准模块之间的空间干涉等其他类似情况。采用本技术方案，通过监测各标准模块之间的空间干涉，能够防止在建模、组装或运行的过程中出现部件干涉的现象所导致的错误和故障，加快了工作效率，保证了工作质量。
[0063]实施例三
[0064]图8为本发明实施例三提供的一种三维机器人模型创建方法的流程图，本实施例在上述各实施例的基础上，优选是将“记录连接的标准模块通过所述连接面而建立的父子联动关系”进一步优化为:根据连接的标准模块，确定标准模块之间的父模块和子模块关系，添加到已建立的三维模型中；根据连接的标准模块的连接面和所述标准模块的运动特征，在父模块和子模块之间建立运动学和动力学的联动关系。
[0065]相应的，本实施例的方法具体包括:
[0066]步骤110、显示模型创建界面，并提供至少一个标准模块供用户选择，其中，每个所述标准模块预置有至少一个连接面。
[0067]步骤120、根据用户对标准模块的选择操作，将选中的标准模块以三维图形的方式显示在所述模型创建界面中。
[0068]步骤130、根据用户对至少两个标准模块中连接面的选择，将各标准模块在选中的连接面处进行连接，以三维图形的方式显示连接效果。
[0069]步骤141、根据连接的标准模块，确定标准模块之间的父模块和子模块关系，添加到已建立的三维模型中。
[0070]示例性地，在连接标准模块时，可根据连接的标准模块，以及所连接的标准模块的创建顺序，具体地，连接的标准模块中，可将创建顺序在前的标准模块作为父模块，创建顺序在后的标准模块作为子模块，从而确定标准模块之间的父模块和子模块关系，添加到已建立的三维模型中。
[0071 ]步骤142、根据连接的标准模块的连接面和所述标准模块的运动特征，在父模块和子模块之间建立运动学和动力学的联动关系。
[0072]示例性地，父模块和子模块之间运动学和动力学的联动关系可以采用有限元的方法建立。具体地，三维机器人通常由多个标准模块组成，根据连接关系可以确定父模块与子模块，并在父模块和子模块的面与面之间，通过运动学和动力学的算法或公式建立联动关系。例如，父模块在动作的时候，可能会在父模块的某个面产生作用力，比如父模块向上抬起时，可产生与端面平行的向上的作用力，作用于与之连结的子模块的连接面，进而通过运动学和动力学的公式或算法，可以得出子模块的运动特征。即，根据连接的标准模块的连接面和所述标准模块的运动特征，在父模块和子模块之间建立运动学和动力学的联动关系。其中，子模块的运动依赖于父模块的而运动。
[0073]采用上述技术方案，根据连接的标准模块，确立个标准模块间的父模块与子模块的关系，确立了各模块间的依赖关系，使得子模块可以依赖父模块进行运动，进而在父模块和子模块之间建立运动学和动力学的联动关系，能够通过父模块的运动特征确定子模块的运动特征，使得三维机器人不再是简单的零件堆积，而是可以相对运动的机器人模型，不仅能够搭建出各种不同结构的机器人模型，还可以创建出不同功能的机器人模型。
[0074]在上述各实施例的基础上，所述三维机器人模型创建方法优选是还包括:在接收到用户结束模型创建的指示后，将包括选择的各标准模块以及通过连接面连接的标准模块之间的父子联动关系，作为机器人模型保存在文件中。示例性地，可以记录并保存各标准模块的连接关系及父子联动关系，例如，可通过记录与第一标准模块的第一连接面连接的第二标准模块的第一连接面，与第一标准模块的第二连接面连接的第三标准模块的第一连接面等等;还可记录机器人模型在当前姿态下，各个标准模块的位置、角度及姿态等。
[0075]以模块化机器人的三维仿真搭建为例，如图9所示，可以从一个底座I出发，依次搭接舵机组件2、舵机组件3和单连接件4，构成第一个分支;依次搭接舵机组件5、单连接件6和舵机组件7，构成第二个分支;依次搭接单连接件8、舵机组件9和舵机组件10，构成第三个分支;依次搭接舵机组件11和单连接件12，构成第四个分支。在各个分支中，后面的节点依赖于前面的节点运动，即子节点依赖于父节点运动。例如，在第一个分支中，舵机组件3和单连接件4依赖于舵机组件2运动，单连接件4依赖于舵机组件3运动。而且，四个分支都依赖于底座I运动，可以理解为构成了一个由底座出发的树形结构，所有子节点都依赖于与子节点连接的父节点运动。
[0076]在创建模块化机器人的过程中，会创建与各标准模块相对应的映射表，产生多个表项，对各标准模块进行记录，从而记录整个三维机器人模型。其中，表项内容可以包括各标准模块的标识号(identificat1n，ID)、标准模块的类型Type、节点类型(旋转关系)、当前节点是否为子节点、位置关系、下个子节点及子节点的个数等。进一步地，表项中还可以包括删除项，当删除标准模块时相应的删除与该标准模块连接的子模块，并更改删除项及下个子节点及子节点的个数等关联表项，在模型创建完毕时，对所有的表项进行保存，作为机器人模型保存在文件中。
[0077]采用本技术方案，只需要简单的记录各标准模块及的通过连接面连接的标准模块之间的父子联动关系即可实现机器人模型的保存，而不需要以各像素点或大量图片等较复杂的方式进行模型保存，操作更为简单省时，有效提高了创建及保存效率。
[0078]实施例四
[0079]图10和图11为本发明实施例四提供的一种基于本发明所提供的三维机器人创建方法所创建的三维机器人。所述三维机器人包括底座和连接在底座上的至少一个功能性部件，所述功能性部件包括至少一个单连接件和/或至少一个舵机组件。其中，舵机组件包括至少一个舵机和连接在舵机上的连接件，且每一个所述舵机对应至少一个连接件。
[0080]如10所示，所述模块机器人为挖掘机器人，所述底座21的下方连接有四个舵机轮子组件22，所述底座21的一侧还固定连接有挖掘臂，所述挖掘臂包括与底座21相连接的舵机长U组件23，以及依次连接在所述舵机长U组件23上方舵机斜U组件24、舵机长U组件23和长手25。所述长手25也可替换为挖掘斗。
[0081]所述底座21首先在四个舵机轮子组件22的推动下，实现底座21的移动，当底座21到达设定的挖掘地点后，由舵机长U组件23的舵机连接件带动舵机斜U组件24、舵机长U组件23和长手25旋转至设定高度，然后，由舵机斜U组件24和舵机长U组件23调整好挖掘角度后，由与底座I相连接的舵机长U组件的连接件旋转带动舵机斜U组件24、舵机长U组件23和长手25下落至挖掘目标，通过与长手25相连接的舵机长U组件23的连接件的顺时针旋转，完成挖掘动作，完成挖掘之后，由四个舵机轮子组件22将挖掘机器人移动至废土放置区，并反向操作上述步骤即可进行下一次挖掘。
[0082]如图11所示，所述模块机器人还可以为人形机器人，所述基座I的上部居中连接有头部，所述头部为单舵机，所述基座I的两侧分别连接有手臂部件，所述基座21的下部分别连接有腿部部件。所述手臂部件包括舵机短U组件26、舵机长U组件23和短手27，所述舵机长U组件23分别连接舵机短U组件26和短手27，所述腿部部件包括舵机斜U组件24、双舵机组件28和脚底板29，其中双舵机组件28分别连接舵机斜U组件24和脚底板29。
[0083]所述人形机器人的两个手臂部件和两个腿部部件均可相对于基座21独立的进行运动，所述手臂部件需要做伸展的动作时，由舵机短U组件26的连接件向后旋转至设定角度，并带动舵机长U组件3和短手7实现伸展的动作。所述手臂部件需要做拥抱动作时，由舵机短U组件26的连接件向前旋转至设定角度，并带动舵机长U组件23和短手27，且在旋转同时或选择至设定角度时，由舵机长U组件23的连接件带动短手27向内旋转至设定角度，以实现拥抱时手臂所呈现的环抱曲线。也可以将舵机短U组件26替换为双舵机组件28，以实现手臂的水平面运动和上下运动。
[0084]所述腿部部件需要步行时，其中一个腿部部件的舵机斜U组件4的连接件进行旋转，带动整个双舵机组件28和脚底板29向前旋转至设定角度，然后由双舵机组件28的位于上部的连接件带动脚底板29弯曲呈设定弧度，并由双舵机组件28的另一连接件调整脚底板29的落地弧度，落地后，反向进行上述步骤，依次类推，完成步行动作。
[0085]上述三维机器人以基座、舵机组件和单连接件作为模块化机器人的组成元素，通过基座和功能性部件的组合完成相应的机器人的创建。不需要用代码来进行模型搭建，大大减少了零件数目，且模型是可改变的，减少搭建机器人所耗费的工时，简化搭建的难度，提高了仿真搭建的效率。
[0086]实施例五
[0087]图12是本发明实施例五所提供的一种三维机器人模型创建装置的结构框图，如图12所示，所述三维机器人模型创建装置包括标准模块选择单元1210、标准模块显示单元1220、标准模块连接单元1230和联动关系记录单元1240。
[0088]其中，标准模块选择单元1210，用于显示模型创建界面，并提供至少一个标准模块供用户选择，其中，每个所述标准模块预置有至少一个连接面;标准模块显示单元1220，用于根据用户对标准模块的选择操作，将选中的标准模块以三维图形的方式显示在所述模型创建界面中；标准模块连接单元1230，用于根据用户对至少两个标准模块中连接面的选择，将各标准模块在选中的连接面处进行连接，以三维图形的方式显示连接效果;联动关系记录单元1240，用于记录连接的标准模块通过所述连接面而建立的父子联动关系。
[0089]在上述实施例的基础上，所述标准模块可包括底座，相应的，所述标准模块选择单元具体可用于:在所述模型创建界面中添加底座，其中，所述底座包括连接面，且以所述底座为根节点，从邻近所述底座至远离所述底座的方向设置所述父子联动关系。
[0090]在上述各实施例的基础上，所述标准模块可包括:舵机组件和单连接件，其中，所述舵机组件由舵机和连接件组成。
[0091]在上述各实施例的基础上，进一步地，所述舵机组件具体可包含舵机短U组件、舵机斜U组件、舵机长U组件、舵机输出盘组件、双舵机组件和舵机轮子组件等。
[0092]在上述各实施例的基础上，示例性地，所述的单连接件可包含集成传感器、单舵机、舵机延长件、脚底板、短手和长手等。
[0093]在上述各实施例的基础上，所述标准模块显示单元可包括标准模块创建子单元、标准模块拖动子单元和标准模块删除子单元。其中，标准模块创建子单元，用于根据用户在标准模块库中对标准模块的选择，根据选择的标准模块创建对应的三维图形，在所述模型创建界面中显示;标准模块拖动子单元，用于根据用户在所述模型创建界面中对所述标准模块三维图形的平移拖动或旋转拖动，相应平移或旋转所述标准模块三维图形;标准模块删除子单元，用于根据用户在所述模型创建界面中对所述标准模块三维图形的选择和删除操作，取消显示对应的标准模块三维模型，并取消删除的标准模块与父模块和子模块之间的父子联动关系。
[0094]在上述各实施例的基础上，所述标准模块连接单元包括连接面选择子单元以及位置和姿态调整子单元。其中，连接面选择子单元，用于根据用户对至少两个标准模块中连接面的点击选择操作，将各标准模块在选中的连接面处进行连接;位置和姿态调整子单元，用于根据所述标准模块之间的连接关系，调整所述标准模块三维图形的显示位置和姿态至通过选择的连接面进行连接。
[0095]在上述各实施例的基础上，所述三维机器人模型创建装置还包括:空间干涉提示单元，用于监测用户对所述标准模块的操作，如果监测到产生各标准模块之间的空间干涉操作时，将发生空间干涉的标准模块或位置进行提示。
[0096]在上述各实施例的基础上，所述联动关系记录单元可包括父子模块确定子单元和联动关系建立子单元。其中，父子模块确定子单元，用于根据连接的标准模块，确定标准模块之间的父模块和子模块关系，添加到已建立的三维模型中；联动关系建立子单元，用于根据连接的标准模块的连接面和所述标准模块的运动特征，在父模块和子模块之间建立运动学和动力学的联动关系。
[0097]在上述各实施例的基础上，所述三维机器人模型创建装置还包括:机器人模型保存单元，用于在接收到用户结束模型创建的指示后，将包括选择的各标准模块以及通过连接面连接的标准模块之间的父子联动关系，作为机器人模型保存在文件中。
[0098]上述实施例中提供的三维机器人模型创建装置可执行本发明任意实施例所提供的三维机器人模型创建方法，具备执行该方法相应的功能模块和有益效果。未在上述实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的三维机器人模型创建方法。
[0099]显然，本领域技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以通过如上所述的应用端实施。可选地，本发明实施例可以用计算机装置可执行的程序来实现，从而可以将它们存储在存储装置中由处理器来执行，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等;或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。
[0100]注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
【主权项】
1.一种三维机器人模型创建方法，其特征在于，包括: 显示模型创建界面，并提供至少一个标准模块供用户选择，其中，每个所述标准模块预置有至少一个连接面； 根据用户对标准模块的选择操作，将选中的标准模块以三维图形的方式显示在所述模型创建界面中； 根据用户对至少两个标准模块中连接面的选择，将各标准模块在选中的连接面处进行连接，以三维图形的方式显示连接效果； 记录连接的标准模块通过所述连接面而建立的父子联动关系。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标准模块包括底座，显示模型创建界面时，还包括: 在所述模型创建界面中添加底座，其中，所述底座包括连接面，且以所述底座为根节点，从邻近所述底座至远离所述底座的方向设置所述父子联动关系。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标准模块包括:舵机组件和单连接件，其中，所述舵机组件由舵机和连接件组成。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述舵机组件包含舵机短U组件、舵机斜U组件、舵机长U组件、舵机输出盘组件、双舵机组件和舵机轮子组件。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的单连接件包含集成传感器、单舵机、舵机延长件、脚底板、短手和长手。6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，根据用户对至少两个标准模块中连接面的选择，将各标准模块在选中的连接面处进行连接，以三维图形的方式显示连接效果包括: 根据用户对至少两个标准模块中连接面的点击选择操作，将各标准模块在选中的连接面处进行连接； 根据所述标准模块之间的连接关系，调整所述标准模块三维图形的显示位置和姿态至通过选择的连接面进行连接。7.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，记录连接的标准模块通过所述连接面而建立的父子联动关系包括: 根据连接的标准模块，确定标准模块之间的父模块和子模块关系，添加到已建立的三维模型中； 根据连接的标准模块的连接面和所述标准模块的运动特征，在父模块和子模块之间建立运动学和动力学的联动关系。8.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，还包括: 在接收到用户结束模型创建的指示后，将包括选择的各标准模块以及通过连接面连接的标准模块之间的父子联动关系，作为机器人模型保存在文件中。9.一种三维机器人模型创建装置，其特征在于，包括: 标准模块选择单元，用于显示模型创建界面，并提供至少一个标准模块供用户选择，其中，每个所述标准模块预置有至少一个连接面； 标准模块显示单元，用于根据用户对标准模块的选择操作，将选中的标准模块以三维图形的方式显示在所述模型创建界面中； 标准模块连接单元，用于根据用户对至少两个标准模块中连接面的选择，将各标准模块在选中的连接面处进行连接，以三维图形的方式显示连接效果； 联动关系记录单元，用于记录连接的标准模块通过所述连接面而建立的父子联动关系O10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述标准模块包括底座，所述标准模块选择单元具体用于: 在所述模型创建界面中添加底座，其中，所述底座包括连接面，且以所述底座为根节点，从邻近所述底座至远离所述底座的方向设置所述父子联动关系。11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述标准模块包括:舵机组件和单连接件，其中，所述舵机组件由舵机和连接件组成。12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述舵机组件包含舵机短U组件、舵机斜U组件、舵机长U组件、舵机输出盘组件、双舵机组件和舵机轮子组件。13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述的单连接件包含集成传感器、单舵机、舵机延长件、脚底板、短手和长手。14.根据权利要求9-13任一所述的装置，其特征在于，所述标准模块连接单元包括: 连接面选择子单元，用于根据用户对至少两个标准模块中连接面的点击选择操作，将各标准模块在选中的连接面处进行连接； 位置和姿态调整子单元，用于根据所述标准模块之间的连接关系，调整所述标准模块三维图形的显示位置和姿态至通过选择的连接面进行连接。15.根据权利要求9-13任一所述的装置，其特征在于，所述联动关系记录单元包括: 父子模块确定子单元，用于根据连接的标准模块，确定标准模块之间的父模块和子模块关系，添加到已建立的三维模型中； 联动关系建立子单元，用于根据连接的标准模块的连接面和所述标准模块的运动特征，在父模块和子模块之间建立运动学和动力学的联动关系。16.根据权利要求9-13任一所述的装置，其特征在于，还包括: 机器人模型保存单元，用于在接收到用户结束模型创建的指示后，将包括选择的各标准模块以及通过连接面连接的标准模块之间的父子联动关系，作为机器人模型保存在文件中。
【文档编号】B25J9/16GK106003025SQ201610377462
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】龚成, 庞作伟
【申请人】上海未来伙伴机器人有限公司, 上海能力风暴机器人有限公司