[發明專利]一種教學骨骼機器人及運動數據采集建模系統

在審

• 申請號: 202010171731.8
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111469944A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 隋偉強
• 申請（專利權）人: 上海坤瑀智能科技有限公司
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032;G09B25/02;G06T17/00;G06Q50/20
• 代理公司: 上海諾衣知識產權代理事務所(普通合伙) 31298
• 代理人: 衣然

1.一種教學骨骼機器人，包括兩個上肢機械臂和兩個下肢機械臂，其特征在于：

兩個所述下肢機械臂之間鉸接有轉動盤(1)，所述下肢機械臂包括鉸接于轉動盤(1)一側的第一機械臂(2)，所述第一機械臂(2)的延伸端鉸接有第二機械臂(3)，所述第二機械臂(3)的延伸端鉸接有第三機械臂(4)，所述第三機械臂(4)的延伸端鉸接有機械鞋(5)；所述上肢機械臂包括第四機械臂，所述第四機械臂的延伸端鉸接有第五機械臂，所述第五機械臂的延伸端鉸接有與人體首長相適應的機械爪。

2.根據權利要求1所述的一種教學骨骼機器人，其特征在于：所述轉動盤(1)兩側固定有腰帶(6)，兩側所述的腰帶(6)的延伸端之間通過固定扣活動連接。

3.根據權利要求1所述的一種教學骨骼機器人，其特征在于：所述第一機械臂(2)的外側固定有第一電機(7)，所述第一電機(7)的輸出軸上固定有第一主動齒輪；所述第一機械臂(2)的延伸端通過第一轉軸連接第二機械臂(3)，所述第一轉軸的外側通過軸連接有第一從動齒輪，所述第一主動齒輪與第一從動齒輪相嚙合。

4.根據權利要求1所述的一種教學骨骼機器人，其特征在于：所述第二機械臂(3)的外側固定有第二電機(8)，所述第二電機(8)的輸出軸上固定有第二主動齒輪；所述第二機械臂(3)的延伸端通過第二轉軸連接第三機械臂(4)，所述第二轉軸的外側通過軸連接有第二從動齒輪，所述第二主動齒輪與第二從動齒輪相嚙合。

5.根據權利要求1所述的一種教學骨骼機器人，其特征在于：所述第三機械臂(4)通過第三轉軸連接機械鞋(5)。

6.根據權利要求1所述的一種教學骨骼機器人，其特征在于：所述第四機械臂的外側固定有第三電機，所述第三電機的輸出軸上固定有第三主動齒輪；所述第四機械臂的延伸端通過第四轉軸連接第五機械臂，所述第四轉軸的外側通過軸連接有第三從動齒輪，所述第三主動齒輪與第三從動齒輪相嚙合。

7.根據權利要求1所述的一種教學骨骼機器人，其特征在于：所述第二支撐臂(3)的內側固定有可調節大腿固定帶(9)；所述第三支撐臂(4)的內側具有小腿固定框架(10)，所述第四支撐臂的內側固定有可調節固定帶；所述第五支撐臂的內側具有固定框架。

8.一種用于如權利要求1至7任意一條的一種教學骨骼機器人的運動數據采集建模系統，包括以下模塊：

(1)運動三維建模和教學課件制作模塊：采用攝像頭對示范者的運動進行全程高清錄像后，然后建立精準的運動過程三維數據模型，并詳細記錄反映身體各部位及關節運動的運作軌跡、幅度和節奏的信息；然后根據學習者的身體尺寸進行同比例放大縮小，以保證學習者與示范者模仿動作的一致性和精準度；

(2)外骨骼引導運動教學模塊：外骨骼主體結構由上肢機械臂和下肢機械臂組成；上肢機械臂對“肩、肘、腕、手掌和手指”進行控制，下肢機械臂對“髖、膝、踝及腳掌”進行控制；上肢機械臂按照預定的三維運動模型進行控制和帶動牽引，以實現運動角度和運動距離精準控制的360度自由運動，以達到運動體驗和學習的目的。

9.根據權利要求8所述的一種運動數據采集建模系統，其特征在于：還設置有中央控制模塊，所述中央控制模塊用于控制上肢機械臂和下肢機械臂。

10.根據權利要求8所述的一種運動數據采集建模系統，其特征在于：還設置有對比分析模塊，所述對比分析模塊用于對體驗者學習后動作錄制建模和對比分析，實現運動智能成績考核和動作糾正的大數據分析。